Электровакуумный прибор

 

ЭЛЕКТРОВАКУУМНЫЙ ПРИ15ОР, ко пус которого выполнен в виде тороидгшьной диэлектрической О болочки, охвапшакпцей стержень магнитопровода индутронного тра

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

ХЦМЛФ %

РЕСПУБЛИН

ЗИ)Н Р 11

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ к aevi moMV СВИЦЕтвъатвм (21) 33054.68/18-21 (22) 22.06.81 (46) 15.08.83.Бюл. В 30 .;(72) M.È.Çèëüáåðìàí и Л.Д.Писаренко (53) 621.387(0088.8)

j(56) 1. Wischnewski 6 Я., $оИаЦ еп4со А..iL, Sehendakow А.A.. GasentlaIdungsindutrons, Wxss, z.d.

>Т.Н.Jgaenau, Ig, 14. 1968.

2. Авторское свидетельство СССР .

Ф 920891, кл. Н 01 3 21/02, 1980. (54)(57) ЭЛЕЕТРОВАКууИНЫй ПРИВОР, кор пус которого выполнен в виде тороидальной диэлектрической оболочки, охватывающей стержень магнитопровода индутронного трансформатора, внутри :которой размещены кольцевой- нераэрезSU,,I 5 A ной анод, охватывающий кольцевой накалнваемый катод с прорезями по образующей, отличающийся тем, - что, с целью расщирения Функциональных возможностей эа счет использования сеточного управления, между матодом и анодом расположена сетка, состоящая, по крайней мере, иэ двух колец, образованных стержнями, расположенньвюи по образующей и соединенными поочередно с противоположных сторон перемычками, причем стерж- ни сетки параллельны црорезям катода, а соотнсааение числа стержней сетки и числа прорезей катода равно 2:1 с каждой из -эмиттирующих поверхностей катода. О е

1035675

Изобретение относится к электровакуумной технике, в частности, к .конструкции мощных высоковольтных электровакуумных приборов.

Известны мощные высоковольтные электровакуумные приборы со скрещенными электрическими и магнитным полямй, выполненные в виде тороида, схватывающего стержень магнитопровода ин. дутронного трансформатора, содержащие также диэлектрическую оболочку, . внутри которой расположен кольцевой анод, охватывающий кольцевой, индуктивно накаливаемый катод, причем анод выполнен неразрезным. В этих приборах в межэлектродном промежутке создается поперечное магнитное по ле внутренним. источником - током, протекающим по индуктивно накаливаемому катоду. Такие приборы по сравнению с приборами с внешними источниками магнитного поля — постоянными магнитами или соленоидами имеют значительно меньшие объем и массу(13.

Однако возможности применения .этих приборов ограничиваются только выпрямительными режимами работы, так как поперечное магнитное поле в межэлехтродном промежутке является переменным и изменяется по синусо-, .идальному закону, синхронно с измене нием анодного напряжения (максималь.ной величине обратного анодного на-. пряжения соответствует максимальная величина поперечного магнитного по ля в межэлектродном промежутке, а при величине магнитного поля равной нулю обратное анодное напряжение отсутствует ). Для ряда режимов работы мощных высоковольтных электровакуумных приборов, при которых отсутствует синхронное изменение анодного напряжения и поперечного магнитного поля (например, защитный режим, при котором импульсы анодного тока чередуются с постоянным анодным напряжением ), такие приборы непригодны, так как в момент равенства нулю переменного магнитного поля, условие обеспечения заданной высокой электрической прочности не выполняется. Кроме того, невозможно применение приборов для работы с сеточньм управлением, что связано с наличием поперечного переменного магнитного поля в межэлектродном промежутке сетка-катод.

Известен мощный высоковольтный электровакуумный прибор, корпус .которого выполнен в виде тороидальной диэлектрической обмотки, охваты вающей стержень магнитопровода индутронного трансформатора, внутри которой размещены кольцевой неразрезной анод, охватывающий кольцевой .накаливаемый катод с прорезями по образующей. В таком устройстве катод,выполнеí составным из спирали, крайние витки которой имеют форму разрезных колец, и одного или двух цилиндров, разрезных по образующей и соединяющих разрезные кольца, раз.резы в кольцах и цилиндрах,совпадают, анод выполнен неразрезным, а величины сопротивлений цепей катода и анода выбираются из усло, вия

XAR

av сЬ 4 ч м, А к где . Л вЂ” любое целое числоу

R R>,У„ к — активные и реактивные сопротивления электрических цепей катода и анода соответственно.

В этом приборе в высоковольтном

10 межэлектродном промежутке за счет суперпозиции переменных магнитных полей, создаваемых внутренними источниками — токами, протекающими по индуктивно накаливаемому катоду и аноду, создается поперечное результирующЕе, близкое к постоянному, пуль-., сирующее магнитное поле, не проходящее при изменении через нулевое значение(2:3.

Недостатками данного прибора .является то, что при необходимости создания мощных высоковольтных электро-, 30 вакуумных приборов с сеточным управлением наличие в межэлектродном промежутке сетки-катода поперечного переменного магнитного поля приводит к отклонению электронных пучков и

35 частичному их попаданию на витки сетки.

Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей прибора путем использования сеточного управ40 ления

Указанная цель достигается тем, что в электровакуумном приборе, корпус которого выполнен в виде тороидальной диэлектрической оболочки, охватывающей стержень магнитопрово45 да индутронного трансформатора, внут. Ри которой размещены кольцевой неразрезной анод, охватывающий кольцевой накаливаемый катод с прорезями по образующей, между катодом

50 и анодом расположена сетка; состоящая по крайней мере, из двух колец, образованных стержнями, расположенными,по образующей и соединенными поочередно с противоположных сторон

55 пеРемычками, причем стержни сетки параллельны прорезям катода, а соотношение числа стержней сетки и чис" ла прорезей катода равно 2:1 с каждой из эмиттирующих поверхностей àTo à

На фиг.1 изображен электровакуум- иый прибор, общий вид", иа фиг.2направление силовых линий магнитных полей в межэлектродных промежуткахр

65 на фиг.3 - расположение катода и сет

1035675

Х ойдо-Хд Йф

a ctg 4г з ю .

RA Rc

1, 0,02 Ом;

0,055 Ом, 0.012 Ом;.;

0,0075 Ом,, 24, 70$ Ti где

In йс—, и =

Хс. = хд =

amigo „46.ки относительно друг друга на фиг.4 - катод электровакуумного прибора; на фиг.5 - сетка электровакуумного прибора.

Электровакуумный прибор выполнен в форме тороида и охватывает стержень 1 магнитопровода индутронного трансформатора. Первичная обмотка 2 индутронного трансформатора является питающей, а вторичная обмотка есть иидуктивно накаливаемый катод 3 кольцевой фораы, вдоль образующей которого расположены прорези, половина которых начинается с од" ной стороны катода 3, а вторая — с другой (общее число стержней двеиадцать ), эти прорези поочередно начинаются с противоположных сторон катода 3 и выполнены-сквозными по тол щине катода 3, на поверхности образующей катода 3, с внешней стороны нанесено змиттирующее покрытие, катод. 3 кольцевой формы, охватывается сеткой, которая состоит из двух колец 4 и 5, входящих одно в другое в вертикальной плоскости, причем каждое из колец состоит из установленных по образующей стержней 6 и 7 соответственно, соединенных между со бой поочередно с противоположных сторон перемычками 8 и 9, при этом поочередно два соседних. стержня одного кольца установлены между двумя соседними стержнями другого кольца и наоборот. Кольца 4 и 5 сетки огибают катод 3 с обеих его сторон, т.е. с нижней и верхней, и соединены между собой металлокерамическнми штырями 10, с помощью которых. сеточная система присоединяется к керамическому .кольцу 11. Пять из шести штырей 10 являются изоляторами, одинвыводом, с помощью которого подается напряжение питания на сетку. Сетка„ состоящая из колец 4 и 5, расположена между катодом 3 и кольцевым неразрезиым анодом 12, т.е. айод 12 охватывает сетку и катод 3. Прибор содержит также керамический изолятор 13, образующий с анодом 12 вакуум-плотную оболочку. вертикальные участки сетки (стержни 6 и 7 ) параллельны вертикальньм участкам катода 3. Величины сопротивлений электрических цепей колец 4 и 5 сетки и анода 12 выбраны такими, чтобы выполнялось условие

Анодное напряжение составляет 30 кВ расстояние сетка-анод 3 мм, расстоя;ние катод-сетка 0,4 мм.

В этом приборе за счет суперпози.ции переменных магнитных полей, 5:создаваемых внутренними источниками токами, протекающими по индуктивно накаливаемому катоду, сетке и аноду, в высоковольтном межэлектродном промежутке сетка — анод создается

10 поперечное результирующее, близкое к постоянному, пульсирующее магнитное поле, не проходящее при изменении через нулевое значение, а в межэлектродном промежутке сетка-катод 5.поперечное магнитное поле отсутствует.

Создание поперечного пульсирующего магнитного поля в промежутке сетка-анод осуществляется путем суперпозиции двух магнитных полей, создаваемых токами, протекающими по сетке и .по аноду таким образом, что эти поля сдвинуты друг относительно друга в плоскости, перпендикуляр5 ной электрическому полю, в пространст.ве на угол о4ФпУ (где . и - любое целое четное число } и на угол P4w> (где Ф- любое целое число) во време- ни. В указанном межэлектродном промежутке создается вращающийся в плос-ЗО кости, параллельной поверхностям электродов,.вектор результирующего .магнитного поля, причем по направлению магнитное поле остается поперечньм по отношению к электрическо35.му, а амплитуда результирующего маг." нитного поля пульсирующая. Сдвиг в пространстве между магнитными полями сетки и анода осуществляется за счет выполнения сетки такой конструкции, 4j при которой ток сетки, выполненной кольцевой; будет протекать вдоль ее образующей, в то время как по кольцевому неразрезному аноду ток будет протекать по кольцевому периметру.

Для обеспечения сдвига во времени

45 на угол р между магнитными полями сетки и анода величины сопротивлений цепей сетки и анода выбираются из условия

Х 4-ха 0 агс1 Ф, Rp c где М вЂ” любое целое число;

Хцах., .- реактивные и активные сопройд тивления электрических цепей, сетки и анода соответственно.

Исключение поперечного магнитного поля в межэлектродном промежутке сетка-катод достигается путем суперпозицни двух магнитных полей, создаваемых токами, протекающими по сетке и катоду таким образом, что амплитуды этих магнитных полей равны, а направления векторов их противоположны.

1035675

При подключении первичной обмот- . ки индутронного трансФорчатора к источнику переменного напряжения в катоде, сетке и аноде наводятся ЭДС и в них начинает протекать ток,. создающий магнитное поле у катода, сет- 5 ки и анода, а также обеспечивающий разогрев катода до рабочей температуры. Так как сетка прибора выполнена в виде колец, образованных стерж. нямн, расположенными по образующей 10 и соединенными между собой перемычками, то следовательно, рак в сетке будет протекать вдоль образующей (стержень-перемычка-стержень-перемычка ) и магнитное поле, образованное этим током, имеет азимутальную ориентацию.

В то же.время, ток в аноде, выполнен- . ном неразрезным, протекает по кольцу. и создаваемое им магнитное поле имеет аксиальную рриеитацию. Следовательно, в предлагаемом приборе магнит ные поля сетки и анода поперечны по отношению к электрическому полю и взаимно перпендикулярны в плоскости, па юллельной поверхности электродов, т.е. эти поля сдвинуты в пространстве25 по отношению друг к другу.

Для обеспечения сдвига во времени между магнитными полями сетки и анода величины сопротивлений цепей анода и сетки выбраны из условия . ЗО

Хс йА- ХА Рс

archy 4m

А с где т — любое целое число> ь

35 х ХА, й, - активные и реактивные со-j противления электрических цепей сетки и анода соответственно.

B результате суперпозиции этих 40 полей в промежутке сетка-анод создается поперечное пульсирующее маг, нитное поле, близкое к постоянному, что обеспечивает высокую электрическую прочность прибора.. Так как катод прибора выполнен кольцевой

Формы с разрезами по образующей, поочередно начинающимися с противоположных сторон катода, то, следовательно, ток в катоде протекает по образующей и магнитное поле, образованное этим током, имеет азимутальную ориентацию такую же как и магнитное поле, образованное током сетки.

3а счет выполнения сетки s виде колец, образованных стержнями, расположенными по образующей и соединенными поочередно с противоположных сторон перемычками, причем вер- тикальные участки сетки параллельны вертикальным участкам катода, магнитные поля, создаваемые сеткой и катодом в межэлектродном промежутке катод-сетка взаимно компенсируются..

В предлагаемом приборе по сравнению с лучшими конструкциями мощных высоковольтных электровакуумных приборов с сеточным управлением, имеющими высокие технические характеристики, в частности токораспределение и электрическую прочность, эта величина составляет 12 кВ/мм, в лампе, взятой за базовый объект, 4 кВ/мм.

При этом в 3 раза уменьшается расстояние между анодом и сеткой, а также падение напряжения на аноде в период прохождения тока, что уменьшает потери в цепи анода. При анодном напряжении s 30 кВ расстояние анод-сетка в лампе (базовом обЪекте ) примерно 10 мм, а в предложеином приборе 3 ма. При одинаковой электрической прочности, анодном напряжении 30 кВ, расстоянии между анодом и сеткой, в триоде 10 мм, а в предложенном приборе 3 мм потери в цепи анода уменьшаются в 2 .раза, т.е. если в триоде эти величины сос..тавляют 40 Ом и 1 кВт, то в предложенном приборе 20 Ом и 0,5 кВт. (1035675

1035675

А/2.4

Составитель A.Àëåêñàíäðîâ

Техред Т.фанта Корректор; А.Ференц

Редактор К.ВОлощук

Эаказ 5844/53. Тираж 703 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета сссР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

В В»»»»

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4