Фокусирующе-отклоняющая система с передающей телевизионной трубкой типа изокон, антиизокон, суперортикон
Использование: область электронной техники, а именно, в фокусирующе-отклоняющей системе (ФОС) с передающей телевизионной трубкой типа изокон, антиизокон, суперортикон. Сущность изобретения: охлаждение ФОС с трубкой и без нее путем прокачки при малых энергозатратах необходимого количества воздуха через образованный в ФОС воздухопроводящий канал низкого гидравлического сопротивления, обусловленного площадью его поперечного сечения и формой, конструктивно состоящий из двух зазоров - внутреннего и внешнего , выполненных в виде пространства кольцевой цилиндрической формы, концентрически расположенных между боковыми поверхностями отклоняющей системы с медным стаканом и фокусирующей катушки - внутренний, фокусирующей катушки и кожуха ФОС - внешний, имеющих по одному входу в фотокатодном фланце и механически сочлененных в области цоколя на входе узла связи, входами которого являются выходы внутреннего и внешнего зазоров, а выходом - одно общее отверстие в цокольном фланце ФОС. Конструкции ФОС, расположенные внутри этого канала и представляющие собой препятствие - диафрагмы - для движения воздуха, должны быть выполнены с высоким отношением площади живого сечения отверстий в препятствии к площади поперечного сечения канала перед препятствием и иметь обтекаемую форму в направлении движения воздуха . 2 з.п. ф-лы, 5 ил. 00 00 о со о
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
1818639 А1
ГОСУДАРСТВЕHHOE ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) I ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ I (21) 4875799/21 (22) 16.10.90 (46) 30.05.93. Бюл. М 20 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт телевидения (72) И,И.Корнеев (56) Соул Х. Электроннооптическое фотографирование. М.: Воениздат, 1972, с. 150. Патент Ф РГ М 1280294, кл. 21а1 34/33, опублик. 1969., Омельяненко Ю.И. и др. Справочник по телевидению, Киев: Техника, 1971, с. 82, 86-89. (54) ФОКУСИРУЮЩЕ-ОТКЛОНЯЮЩАЯ СИСТЕМА С ПЕРЕДАЮЩЕЙ ТЕЛЕВИЗИОННОЙ ТРУБКОЙ ТИПА ИЗОКОН, АНТИИЗОКОН ИЛИ СУПЕРОРТИКОН (57) Использование: область электронной техники, а именно, в фокусирующе-отклоняющей системе (ФОС) с передающей телевизионной трубкой типа изокон, антиизокон, суперортикон. Сущность изобретения: охлаждение ФОС с трубкой и без нее путем прокачки при малых энергозатратах необходимого количества воздуха через образованный в ФОС воздухопроводящий канал Изобретение относится к промышленности средств связи и может бытьи спользовано для охлаждения системы ФОС с трубкой и без трубки. Целью настоящего изобретения является уменьшение энергозатрат для охлаждения системы ФОС с трубкой преимущественно в габаритах прототипа и низкого гидравлического сопротивления, обусловленного площадью его поперечного сечения и формой, конструктивно состоящий иэ двух зазоров — внутреннего и внешнего, выполненных в виде пространства кольцевой цилиндрической формы, концентрически расположенных между боковыми поверхностями отклоняющей системы с медным стаканом и фокусирующей катушки — внутренний, фокусирующей катушки и кожуха ФОС вЂ” внешний, имеющих по одному входу в фотокатодном фланце и механически сочлененных в области цоколя на входе узла связи, входами которого являются выходы внутреннего и внешнего зазоров, а выходом — одно общее отверстие в цоколь- Я ном фланце ФОС. Конструкции ФОС, расположенные внутри этого канала и представляющие собой препятствие — диафрагмы — для движения воздуха, должны быть выполнены с высоким отношением площади живого сечения отверстий в препятствии к площади поперечного сечения канала перед препятствием и иметь обтекаемую форму в направлении движения возду- ОО ха. 2 э.п. ф-лы, 5 ил. ° вй обеспечения требуемого перепада температуры вдоль баллона последней, а также устранение отмеченных. ранее недостатков и, в :-, частности, связанных с применением катушки подогрева. Для достижения поставленной цели в известной системе ФОС с трубкой, включающей в себя воздухопроводящий зазор, or1818639 3600 102 д где G — часовой объемный расход перемеща емой среды в рабочих условиях, м /ч; 40 д- КПД нагнетателя, чаще всего rp 0,5— 0,65 (Пошехонов П.В., Соколовский Э.И.— Тепловой расчет электронных приборов— M.. Высшая школа, 1977 r.. стр. 1001. Образование воздухопроводящего; эф- "5 фективно охлаждающего систему ФОС с трубкой канала значительно меньшего гидравлического сопротивления, чем в прототипе, позволяет при работе с ним применять в номинальном режиме нагнетатели низкого давления, обладающие значительно меньшей мощностью(1), габаритами и тепловыделениями, чем нагнетатели (компрессоры) работающие с устройством-протиотипом для прокачки одинакового или сопоставимого количества воздуха. При сопоставимой форме и длине внутреннего и внешнего зазоров канала и зазора около трубки (прототип), а также учитывая, что длина зазора существенно больше его ши50 55 раниченный боковыми поверхностями трубки с одной стороны, отклоняющей системы с медным стаканом с противоположной и уплотнительными кольцами в области цоколя, имеющий вход в этой области и выход в области фотокатода, и включающий в себя зазор между боковыми поверхностями отклоняющей системы с медными стаканом и фокусирующей. катушкой разделенный по длине вдоль оси системы ее конструкциями: фотокатодным фланцем, семиконтактным кольцом и цокольным фланцем на две части, образован воздухопроводящий канал низкого гидравлического сопротивления конструктивно состоящий из двух зазоров внутреннего и внешнего (пространства кольцевой цилинрической формы) концентрически расположенных между боковыми поверхностями отклоняющей системы с медными стаканом и фокусирующей катуш- >0 ки (внутренний), фокусирующей катушки и .кожуха системы ФОС (внешний), имеющих по одному входу в фотокатодном фланце и механически сочлененных в области цоколя на узел связи входами которого являются выходы внутреннего и внешнего зазоров, а выходом одно общее отверстие в цокольном фланце системы ФОС. Известно (Справочник по гидравлическим сопротивлениям — Идельчик И.Е. — 30 м.л., Госэнергооиздат 1960 г. и др,), что мощность(М кВт) затрачиваемая нагнетателем на прокачку воздуха и его давление (Р кг/м ) в рабочих условиях связаны соотношением 35 рины, основными видами потерь давления являются; сопротивление по длине зазора, зависящее от его ширины (площади поперечного сечения) и сопротивления конструкций (диафра г мы) системы Ф О С расположенных внутри канала и зависящих от отношения площади живого сечения отверстий в препятствии (F) к площади поперечного сечения зазора перед препятствием (F>), т.е. „. Из рассмотренF Е1 нго выше следует, что для понижения гидравлического сопротивления образованного канала в сравнении с прототипом, при условии, что местные сопротивления малы, суммарная площадь поперечного сечения внешнего зазора (FBHSlilH.з,) и узкой части внутреннего зазора (Fy.ч.з.) (гидравлическое сопротивление узкой части в основном определяет гидравлическое сопротивление внутреннего зазора) должна быть больше площади поперечного сечения зазора около трубки (Ртр), т.е, внешн.з + .ч.з. F1.р Причем следует иметь ввиду, что основ-. ное охлаждение системы ФОС с трубкой осуществляется движением потока воздуха по внутреннему зазору, омывающему расположенные близко к трубке, поверхности отклоняющей системы с медным стаканом и фокусирующей катушки (воздух протекающий по внешнему зазору омывает только поверхность фокусирующей катушки). Охлаждение трубки через внутренний зазор осуществляется подачей сопоставимого или большего количества воздуха, чем через зазор около трубки, для чего площадь поперечного сечения узкой части внутреннего зазра должна быть преимущественно больше площади поперечного сечения зазора около трубки при любых диаметрах баллона, F .ч.з. т.е. — " — - > 1. Выполнение етого неравенFTð ства практически гарантируется удалением нагревателя из внутреннего зазора, что устраняет отмеченные ранее недостатки. Минимизация гидравлического сопротивления образованного канала в самых широких пределах без нарушения электронно-оптических свойств системы ФОС с трубкой возможна только за счет увеличения площади поперечного сечения внешнего зазора и поэтому требование преимущественного вы внешн.з полнения неравенства 1 Fòð является обоснованным. 1818639 10 25 30 не превышал диаметра (0} системы ФОС d < О. Таким образом суть вопроса состоит в том, что внутренние воздухопроводящие зазоры прототипа и аналогов, как уже было 40 ранее отмечено, узки, имеют несовершенную форму и избыточную протяженность обуславливающие их высокое гидравлическое сопротивление и большие энергозатраты на прокачку воздуха, а взаимное 45 пространственное расположение катушек системы ФОС и трубки недопускает вскольнибудь существенных пределах увеличивать их ширину (площадь поперечного сечения). Более того системы ФОС являют50 ся устройствами широкого применения и за последние 30 — 40 лет в стране и за рубежом не претерпели заметных изменений, сохранив свою форму и габариты,.а также оснастку для их изготовления и корпуса телекамер 55 для их размещения. Заметное увеличение габаритов системы ФОС (допустим диаметра цокольного фланца или кожуха системы ФОС на 8 — 10 мм и более) вызывает изменения конструкции корпусов телекамер и осДля выполнения цели заявки с указанным положительным эффектом гидравлическое сопротивление узла связи должно быть много меньше гидравлического сопротивления канала преимущественно не превышая 0,1 этой величины. Реализация этой величины гидравлического сопротивления узла связи достигается при "живом сечении" узла связи на всем его протяжении от входа до выхода и его выходного отверстия — 19 (фиг.2,3) каждого в отдельности, преимуществено превышающих сумму "живых сечений" узкой части внутреннего и внешнего зазоров, протяженности узла связи от входа до выхода 1 преимущественно не превышающей 0,1 длины каждого из зазоров и отношении "живых сечений" выходного отверстия (F>o) и узла связи (Fzc) преимущественно превышающих — 0,5. Конструкции узл" свяFso Fóñ эи, как и зазоров, должны быть изготовлены из жестких материалов не допускающих возможного изменения их формы и, следовательно, гидравлического сопротивления, вызывающего перераспределение или изменение расхода воздуха в пределах не обеспечивающих теплового режима трубки и выполнения цели заявки с указанным положительным эффектом. Для минимизации местных гидравлических сопротивленийконструкций системы ФОС (диафрагмы), расположенных внутри внешнего и внутреннего зазоров и в узле связи, особенно при больших расходах воздуха через канал 3 (например более 50 м /ч), их следует устранять, а в случае невозможности устранения выполнять преимущественно с предельно возможным (наибольшим) для конструктивного осуществления отношением — >0,9 F Не встречавшийся ранее в устройствах прототипа и аналогов элемент канала-узел связи позволяет создавать сложные, ветвистые канальные системы, которые по своей эффективности охлаждения будут значительно превосходить одиночные каналы, охватывающие одинаковую теплоотдающую поверхность. При этом энергозатраты на прокачку воздуха будут снижены во много раз. Значительно более высокий эффект охлаждения обусловлен охватом значительной части или всей теплоотдающей поверхности системы ФОС с помощью коротких зазоров канала, не превышающих длину охлаждаемого тела в одном направлении, с однонаправленным движением воздуха (в данном случае к узлу связи), в которых воздух при своем движении еще не успевает прогреваться, сохраняя высокий температурный напор. Исходя из этого из эффективного охлаждения с минимальными энергозатратами фокусирующей и отклоняющей катушек достаточно, чтобы их теплоотдающая поверхность на всю длину (Е1) омывалась потоком воздуха, т,е. достаточно иметь длину(О ) любого зазора менее длины (L) системы ФОС (фиг.2), т.е, > 1. Дальнейшее увеличение 1 длины зазора сверх длины (L$) и тем более (1 ) не повышая эффекта охлаждения, приводит к росту гидравлического сопротивления и, соответственно, энергозатрат на прокачку воздуха (таблица 1 П 1), т.е, к снижению положительного эффекта, а при обеспечении прежнего положительного эффекта к увеличению поперечного сечения внешнего зазора и габаритов системы ФОС. Причем при определенном увеличении длины зазоров рост их гидравлического сопротивления может привести к невыполнению цели заявки с указанным положительным эффектом. Чтобы образованный канал, выполняя цель заявки с указанным положительным эффектом, был достаточно малогабаритным, компактным„:способным разместиться в системе ФОС преимущественно в габаритах прототипа, необходимо чтобы суммарная длина любого из зазоров и узла связи (1) не превышала длину системы ФОС, т.е. L> + I а диаметр (d) узла связи 1818639 20 50 настки для изготовления системы ФОС и корпусов телекамер. Поэтому интерес представляет такое устройство, которое бы не изменяя взаимного пространственного расположения катушек системы ФОС и трубки (их размеры стандартизованы), не изменяя их формы и габаритов, смогло бы обеспечить требуемый тепловой режим с малыми энергозатратами на прокачку воздуха. Предложенный воздухопроводящий канал сложной геометрической формы отвечает всем этим требованиям. Элементы канала внутренний и внешний зазоры вместе с узлом связи, благодаря принятым формализованным геометрическим ограничениям образовали компактное, полностью размещенное в системе ФОС в габаритах прототипа, эффективно охлаждающее, малоэнергозатратное устройство, и где благодаря ранее не применявшимся в устройствах прототипа и аналогов связям этих элементов устранен существенный недостаток прототипа, аналогов и внутреннего зазора — высокое гидравлическое сопротивление и используются его эффективные теплоотдающие свойства и, где каждый из элементов необходим, а вместе взятые достаточны для того, чтобы отличить данное решение от прототипа и аналогов (пат. ФРГ и пат, Великобритании) и обеспечить выполнение цели заявки с укаэанным положительным эффектом преимущественно в габаритах прототипа. 8 принципе возможное вынесение узла связи за пределы системы ФОС вызывает удлинение внутреннего и внешнего зазоров и, как ранее было отмечено приводит: а) к невозможности выполнения цели заявки с указанным положительным эффектом преимущественно в габаритах прототипа. б) к заметному увеличению габаритов системы ФОС и воздухопроводящего патрубка с узлом связи. Причем последнее связано с преодолением значительных конструкторско-технологических трудностей при их проектировании и изготовлении, а именно, с продолжением стенок зазоров вблизи расположенных в цокольном фланце системы ФОС электроконтактов с отводами для катушек и других радиоэлементов до подключения каждого из зазоров к своему выходному отверстию в цокольном фланце, с организацией двух выходных отверстий и перемычки между ними с учетом необходимости закрепления на фланце двух рукавов воздухопроводящего патрубка, являющихся продолжением заоров сочлененных на выходе с узлом связи и выполненных из материалов исключающих возможность изменения их формы в такой степени, чтобы это влияло на изменение гидравлического сопротивления зазоров, и, как следствие, на перераспределение и общее количество прокачиваемого воздуха: тепловой режим и выполнение цели заявки с указанным положительным эффектом, Из сопоставления обоих решений проектирование узла связи в системе ФОС, отличающееся заметной простотой и технологичностью изготовления, в котором целесообразно используются естественные пустоты пространства в области цоколя, необходимые для прокладки отводов от электроконтактов к катушкам и между боковой поверхностью фокусирующей катушки и кожухом и способное в габаритах прототипа выполнять цель заявки с указанным положительным эффектом имеет неоспоримые преимущества. На фиг.1 дано схематическое изображение фокусирующеотклоняющей системы с трубкой (прототип). Фиг.2. Схематичное изображение примера конкретного выполнения системы ФОС с трехдюймовой трубкой и с образованием воздухопроводящим каналом, Фиг3,а, б, в: а) Система ФОС со стороны цокольного фланца с выходным отверстием — 19 узла связи воздухопроводящего канала и электроконтактами. б) и B) конструкции системы ФОС (диафрагмы), расположенные внутри канала на входе во внутренний и внешний зазоры (фотокатодный фланец), и в месте расположения семиконтактного кольца (внутренний зазор) б) прототип в) пример конкретного выполнения Фиг,4, Экспериментальные зависимости перегрева баллона в области мишени от расхода воздуха в образованном канале. Фиг.5. Гидравлические характеристики зазоров системы ФОС с трубкой рассчитанные по формулам (2, 3, 4), образованного воздухопроводящего канала этой системы и напорные характеристики нагнетателей, взятые из технических условий. Схематичное изображение примера конкретного выполнения системы ФОС с трехдюймовой трубкой, получивших самое широкое распространение в СССР и за рубежом и с образованным воздухопроводящим каналом низкого гидравлического сопротивления показано на фиг,2. Трубка 1 (области мишени — 1м, фотокатода - 1ф и цоколя — 1ц), отклоняющая система с корректирующими катушками 2, фокусирующая катушка 3. Катушка подогрева 4 (фиг.1) уда1818639 10 лена из системы ФОС. На каркасе отклоняющей системы укреплено семиконтактное кольцо 5 с медным стаканом 6. Уплотнительные кольца 7 препятствуют выходу воздуха из зазора около трубки в ее цокольную область. Кожух 8 системы ФОС. Фотокатодный 9 и цокольный 10 фланцы имеют отверстия для прохода воздуха через них. Воздухопроводящий кольцевой зазор 11 (протиотип) расположен между боковыми поверхностями трубки и отклоняющей системы с медным стаканом и имеет входное 12 и выходное 13 отверстия для прохода воздуха. Образованный воздухопроводящий канал конструктивно состоит из двух кольцевых внутреннего 14 и внешнего 15 зазоров концентрически расположенных между боковыми поверхностями отклоняющей системы с медным стаканом и фокусирующей катушки (внутренний), фокусирующей катушки и кожуха системы ФОС (внешний), имеющих по одному входу 16 и 17 в фотокатодном фланце и механически сочлененных в области цоколя на узел связи 18 входами которого являются выходы внутреннего и внешнего зазоров, а выхо дом одно общее отверстие 19 в цокал ьнром фланце системы ФОС. Конструкции системы ФОС расположенные внутри воэдухопроводящего канала и представляющие собой диафрагмы расположенные на входе во внутренний — Оф и внешний — Ок зазоры (фотокатодный фланец), в месте расположения семиконтактного кольца — D для уменьшения потерь давления выполнены с отношением = 0,96 (где F — площадь F1 "живого сечения" отверстий в препятствии, Fi — площадь поперенчого сечения зазора перед препятствием), причем конструкция семиконтактного кольца, расположенная внутри зазора имеет обтекаемую форму в направлении движения воздуха (фиг.3). На цокольном фланце также размещены электроконтакты — 20 через которые осуществляется питание фокусирующей, отклоняющей и корректирующих катушек, датчика температуры, трубки и других элементов, и с помощью крепежных деталей — 21 накладной фланец — 22, предназначенный для закрепления на нем воздухопроводящих шланга — 23 или патрубка (фиг.2, 3), На фиг.2 и 3 обозначения имеют следующие размеры: D> = 77-2; Dz = 52-з; Dyt = =78,5; Оф2 80; Офэ = 53,5; Оф4 = 76max, Оф5- 84; Офк -58; Офб = 98; Dg) = 102 — 104; Ок2 = 104 — 106; Длины системы ФОС вЂ” L: зазоров — L<; частей зазоров L и l "1 узла связи I 27; 11 = 50; 1 = 300; 41 = 273; 1 1 = 193; 1 "i - -80; R1 = 31; R2 = 49; R3 = 38; R4 = 43. Ширина 5 внешнего зазора — 3 мм, Площадь "живого сечения" отверстия выхода узла связи — 19 Fâ0 - 1600; П вЂ” прокладки для уменьшения гидравлического сопротивления узла связи. Все размеры даны в мм. 10 Рассмотрим как обеспечивается нормальный тепловой режим трубки и ее охлаждение до температуры окружающей среды, средства обеспечения которых приведены на фиг.2. Нагнетатели 24 и 25 (Электровен15 тиляторы ДВО-1; ДВО-0,7; ДВО-0,5; ЭВ-0,7; ЭВ-0,4) нагреватель 26 мощностью 30-50 Вт. При включении системы ФОС с трубкой (последняя холодная) начинают работать нагнетатель 24 и нагреватель 26 (вместо уда20 ленной катушки подогрева) и теплый воздух подается на вход t2 проходит вдоль трубки по кольцевому зазору 11 и выбрасывается на выходе 13 в окружающую систему ФОС среду, обеспечивая равномерный подогрев 25 всего баллона трубки в отличие от локального подогрева только области мишени трубки при включении катушки подогрева, По достижении нормального теплового режима трубки нагреватель 26 и нагнета30 тель 24 отключаются, а нагнетатель 25 включается. При работе нагнетателя 25 воздух засасывается на входе.16 и 17 соответственно внутреннего 14 и внешнего 15 зазоров канала, проходит через внутренний и внеш35 ний зазоры, узел связи и в области цоколя выбрасывается через выход 19, шланг 23 и нагнетатель 25, работающий в вытяжном режиме, в окружающую систему ФОС среду, В тех случаях, когда заведомо известно, что 40 температура окружающей среды будет высокой достаточно включать только нагнетатель — 25 и охлаждать систему ФОС с трубкой движением воздуха через образованный канал. Экспериментально пол45 ученная зависимость перегрева баллона в области мишени системы ФОС с ПТТ от расхода воздуха в этом канапе приведена на фиг.4 кривая 1. При подаче 30 — 40 . м /ч воздуха по образованному каналу пез 50 репад температур вдоль баллона не превышает (Π— 2) С, что удовлетворяет самым жестким требованиям Л1 <5 Ñ (ТУ на иэокон ЛИ803). Подачей 40 — 50 м /ч воздуха через этот канал удалось понизить пере55 грев(О) .. баллона от максимально нагретого состояния (беэ дви, жения воздуха) до значения (Π— 2) С эа 6-9 мин.. 1818639 h,H1=ф1 .Р Q) 01 = F1 Экспериментально полученная кривая 2 фиг.4 отображает влияние на перегрев баллона трубки количества воздуха перемещаемого при помощи нагнетателя 25 через образованный канал и пространство телекамеры обычных размеров: длина 550 мм, диаметр 340 мм при суммарной мощности тепловыделяющих блоков 120 Вт. Для определения расхода воздуха через зазоры системы ФОС с трубкой при работе от нагнетателя, выбора последнего, определения и сопоставления энергетических затрат на прокачку воздуха через зазоры необходимо иметь их гидравлические характеристики. Гидравлические характеристики (зависимости гидравлического сопротивления от расхода воздуха) зазоров вычислены на основании принципа суперпозиции как сумма гидравлических сопротивлений их участков. Потери давления в зазоре около трубкаи(ЛНптт) могут быть вычислены как сумма потерь давления на входе в зазор (Л H»), длинного кольцевого участка (Л HL1), в "2"— обратном колене (b Н ), диафрагме (Ь Нотр), коротком кольцевом участке (Ь Н11), выходе из зазора (АНвых) фиг.2, т.е. I Нптт =Л Hex+ AHL1+h Hz+ h НОтр+ н + A НО + Л Нвых. (2) Потери давления во внутреннем зазоре . (Л Нвнутр.s.) КаНаЛЗ МОГУТ бнтЬ ОРЕДЕЛЕНЫ, как сумма потерь давления на следующих участках входе в зазор (Л Нвх), диафрагмы в области фотокатодан(Ь Нпф) короткого кольцевого участка (Л HL1), диафрагмы в семиконтактном кольце (Л Hoc), расширения (Л Haec), ДЛИННОГО КОЛЬЦЕВОГО уЧЗСтКа (Л HL1), выхода из зазора (Л Нвых) фиг.2, т.е. fl Л Нвнутр.э= Л Hex + 4 НОф+ Л HL1+ A НОс + + ЛНрвс+ЬHLa+ЬНвых. (3) Потери давления во внешнем зазоре (ЛНвнешн.s) канала складываются из потерь давления на входе в зазор (Л Heх), в диафрагме в области фотокатода (Л Нрх), на кольцевом участке (Ь HL1), выходе из зазора (Л Нвых), фиг.2, т.е. Л Нвнешн,=ЛНвх+ЛНОх+ЛHL1+ЛНвых. (4) Потери давления на участках зазоров определены по формуле Дарси-Вайсбаха (Идельчик И.Е. — Справочник по гидравличе20 50 ским сопротивлениям — М.А., Госэнергоиздат, 1960) где (1 — коэффициент сопротивления; р- плотность воздуха; Ц вЂ” скорость воздуха в 1-м расчетном сечении зазора. Скорость воздуха Ц определялась как отношение объемного расхода воздуха 6 через поперечное сечение зазора к площади 1-ro сечения зазора Р1, т.е. Коэффициент сопротивления отдельных участков зазоров вычислялись по известным формулам (Идельчик И. Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. M.-Л.: Госэнергоиздзт, 1960) и основные из них приведены вместе с формулами гидравлических сопротивлений этих участков в табл.1. Получены удовлетворительные совпадения результатов расчета и эксперимента, разброс которых не превысил 10 в диапазоне исследуемых расходов воздуха. В экспериментах применялись общепринятые методы измерения давления (пневмометрические трубки ПИТО), скорости (расхода) воздуха (термоанемометр), температуры (термопары), мощности электриче-. ского тока (вольтметр, амперметр), которые с целью сокращения обьема заявки здесь не рассматриваются. Давление Л Н1 и производительность G, нагнетателя, работающего на конкретный зазор определяются, как координаты точки пересечения напорной характеристики нагнетателя и гидравлической характеристики зазора (фиг.5), Напорные характеристики нагнетателей приводятся в технических условиях и справочниках. На фиг,5 даны гидравлические характеристики зазоров системы ФОС с трубкой, рассчитанные по формулам (2, 3, 4) и канала этой системы, полученные путем сложения абсцисс характеристик внутреннего Б2 и внешнего ВЗ зазоров и узла связи. А1 и А2 — характеристики зазора около трубки минимальной и максимальной площадей поперечного сечения. Б1 и Б2 — характеристики соответственно внутреннего зазора с диафрагмами, имеющими 0,9 с катушкой подогрева и Р1 без нее; 1818639 0 — характеристика канала состоящего из внутреннего и внешнего зазоров и узла связи. и даны напорные характеристики нагнетателей 1 — ДВО-1; 2 — ДВО-0,7; 3 — ДВО-0,5; 4 — ЭВ-0,7 и 5 — ЭВ-0,4, взятые из технических условий на них. Гидравлический анализ (фиг.5) показал, что а) удаление катушки подогрева существенно уменьшает гидравлическое сопротивление внутреннего зазора канала при диафрагмах выполненных с высоким отношением площади живого сечения отверстий в препятствии (F) к площади поперечного сечения канала перед препятствием (F>) т.е. F 0,9 (характеристики Б1 и Б2), б) при реальных расходах воздуха не превышаю,щих 70-90 м /ч и увеличении ширины внешнего зазора до 3 мм гидравлическое сопротивлЕние его уменьшается значительно быстрее, чем при-увеличении ширины зазора более 3 мм (характеристики В1, В2, ВЗ, В4, В5) т.е. по мере увеличения ширины зазора наблюдается заметное ослабление зависимости гидравлического сопротивления от этого параметра. С учетом отмеченной зависимости падения гидравлического сопротивления зазора от роста его ширины, а также того обстоятельства, что малогабаритные нагнетатели серий ДВО и ЭВ работают в номинальном режиме с образованным каналом (характеристика Д) дальнейшее увеличение ширины внешнего зазора канала можно считать нецелесообразным. Благодаря сложной в конструктивном отношении форме образованного воздухопроводящего канала удалось без существенного увеличения габаритов системы ФОС значительно понизить его гидравлическое сопротивление и соответственно энергозатраты на прокачку потребного количества воздуха в сравнении с прототипом и при этом добиться эффективного охлаждения системы ФОС с трубкой за счет теплоотвода потоком воздуха, омывающим 85 теплоотдающей поверхности катушек (в прототипе 157) и выбранного направления движения потока воздуха, при котором он медленнее прогревается в канале, чем при противоположном как в прототипе, и создает наибольший тепловой напор. Величина гидравлического сопротивления узла связи при больших расходах воздуха (допустим 50-70 м /ч ) зависит от соотношения "живых сечений" выходного отверстичя (Fep) и узла связи (Гус) и при их преимущественном отношении — Ж,5 составляет не более 0,1 от /во Fóñ гидравлического сопротивления канала (при малых расходах воздуха это соотноше5 ние не существенно). Указанное выше соотношение может быть достигнуто уменьшением "живого сечения" узла связи путем наклейки прокладок (П) из картона, эрголита или других 10 аналогичных материалов толщиной 3-4 мм на внутренние стенки кожуха системы ФОС и каркаса отклоняющей системы высотой от цокольного фланца соответственно до входа узла связи и отклоняющей системы на 15 всем протяжении по периметрам стенок от одного края выходного отверстия до другого (прокладки — П вЂ” показаны пунктиром на фиг.2,3). В случае отсутствия потребности прокладки можно не устанавливать в узел 20 связи. При расчете следует учитывать, что электроконтакты с отводами, металлический крепеж и другие детали расположенные в узле связи уменьшают его "живое 25 сечение" примерно на 300 мм . Расчет потерь давления узла связи с учетом расширения потока на входе. перемещения его no длине и сужение на выходе в отверстие на подключаемый шланг выполнялся по фор30 мулам (Идельчик И.Е. — Справочник по гидравлическим сопротивлениям — м,л., Госэнергоиздат, 1960).-В таблице показаны доли гидравлических сопротивлений узла связи в сопротивлении канала при раэлич35 Feo ных расходах воздуха и отношениях ус Иэ таблицы видно, что при различных расходах воздуха отношение гидравлических сопротивлений узла связи и канала ко40 леблется около 0,1 величины и может быть заметно уменьшено применением проклаFeo док, изменяющих отношение выше ус 0,5. Для onðåäåëåíêÿ энергетических за45 трат, необходимых для поддержания одинаковых тепловых режимов трубки в прототипе и в предложенном устройстве рассмотрим влияние теплопередачи внутри отклоняющей системы на трубку в обоих 50 случаях: а) система ФОС с трубкой б) система ФОС с трубкой, размещенная в телекамере с герметичным кожухом. В случае системы ФОС с трубкой нерав55 номерность температурного перепада вдоль баллона вызываемая только тепловым полем системы ФОС и устраняется подачей определенного количества воздуха по зазору около трубки или по образованному 1818639 каналу. Для достижения одинаковых тепловых режимов трубки (допустим температуры окружающей среды О-0 С в области мишени) и обеспечения допустимого температурного перепада вдоль баллона через зазор около трубки нужно подавать 20-30 м /ч, в среднем 25 м /ч воздуха, а через образованный канал 30-40 м /ч в среднем 35 м /ч воздуха (фиг.4 кривая 1). Соответственно определив по формуле(2) и характеристике Д (фиг.5) величины гидравлических сопротивлений и подставив данные расходов воздуха и гидравлических сопротивлений в формулу (1) определили, что энергозатраты для поддержания одинаковых тепловых режимов путем прокачки воздуха в предложенном устройстве (Ny) будут в 25 1086 И ЗА „, (, Ny 35 7 3600 ° 102 зу 20 цать) раэ меньше чем, в прототипе (й,) В случае системы ФОС с трубкой, работающей в телекамере с герметичным кожухом, неравномерность температурного перепада вдоль баллона вызывается двумя причинами тепловым полем системы ФОС и 30 тепловым полем телекамеры, возникающим от всех энергоисточников, размещенных в ней, В приведенном примере конкретного исполнения при мощности всех энергоисточников 120 Вт без подачи воздуха или 35 при подаче 6 — 8 м /ч воздуха через зазоры з в ней возникает перепад температуры 2630 С у верхнего и нижнего ее фланцев. Подачей 50 м /ч воздуха удалось существенно з уменьшить этот перепад температуры до 40 4 С. Подачей указанного выше значительного количества воздуха устраняется темпе.ратурная неравномерность вдоль баллона одноверменно от обоих причин и устанавливаются одинаковые тепловые режимы не- 45 зависимо от пути прохождения воздуха по зазору около трубки или по образованному каналу. В этом случае энерго затраты определялись прохожением одинакового количества воздуха в про- 50 тотипе и в предлагаемом устройстве. В приведенном конкретном примере для расхода воздуха (допустим 70 м /ч ) по формуле (2) для прототипа и по характеристике 0 (фиг.5) для предлагаемого устройства нашли 55 величины гидравлических сопротивлений и подставив данные в формулу (1) определили, что энергозатраты для поддержания одинаковых тепловых режимов в этом случае в предложенном устройстве (Ny) будут в 70 4600 п 3600 102 Ny 70 23 — -- > 3600 102 д меньше, чем в проитотипе (N„). Применение системы ФОС с трубкой, в которой охлаждение осуществляется прокачкой воздуха через ее образованный канал конструктивно состоящий иэ внешнего, внутреннего зазоров и узла связи, при обеспеченйи адекватных с прототипом тепловых режимов позволяет: а) в системе ФОС с трубкой и с учетом размещения ее в телекамере уменьшить энергозатраты на прокачку воздуха (мощность нагнетателя) соответственно в 111 раэ и 200 раэ и за счет этого понизить суммарную мощность тепловыделяющих блоков в телекамере в 5-15 раэ. б) обеспечивать требуемый тепловой режим преимущественно в габаритах прототипа. в) охлаждать воздухом с температурОЙ окружающей среды систему ФОС с трубкой, обеспечивая перегрев и перепад температуры вдоль баллона последней Лt = (Π—,3) С. r) существенно расширить круг нагнетателей способных эффективно работать с образованным каналом, включая самые малогабаритные и энергоэкономичные иэ выпускаемых отечественной промышленностью нагнетателей серий ДВО (ДВО-1; ДВО0 7 ДВО 0 5) и ЭВ (ЭВ-0,7; ЭВ-0,4) соответственно с потребляемой мощностью не более 40 Вт, 24 Вт, 12 Вт, 18 Вт, 11 Вт. Формула изобретения 1, Фокусирующе-отклоняющая система с передающей телевизионной трубкой типа изокон, антиизокон или суперортикон, включающая последовательно и концентрично установленные вокруг баллона передающей телевизионной трубки отклоняющую систему с расположенным со стороны фотокатода медным стаканом.на семиконтактном кольце и фокусирующую систему, воздухопроводящий зазор около трубки в виде пространства кольцевой цилиндрической формы, ограниченный боковыми поверхностями баллона передающей телевизионной трубки с оной стороны, отклоняющей системы с медным стаканом с противоположной и уплотнительными кольцами в области цоколя, имеющий вход в этой области и выход в области фотокатода, и зазор в виде пространства кольцевой цилиндрическоцй формы между боковыми поверхностями отклоняющей системы с медным стаканом и фокусирующей катуш1818639 ки, разделенный по длине вдаль оси фокусирующе-отклоняющей системы ее конструкциями: фото катодн ы м флан цем, семиконтактным кольцом и цокольным фланцем на две части, а также нагреватель, отличающаяся тем, что, с целью минимизации энергозатрат для охлаждения фокусирующе-отклоняющей системы с трубкой и обеспечения требуемого перепада температур вдоль баллона последней, при сохранении габаритов, дополнительно содержит воздухопроводящий канал низкого гидравлического сопротивления, конструктивно состоящий из двух зазоров— внутреннего и внешнего, каждый в виде пространства кольцевой цилиндрической формы, концентрически расположенных между боковыми поверхностями отклоняющей системы с медным стаканом и фокусирующей катушки — внутренний, фокусирующей катушки и кожуха фокусирующе-отклоняющей системы — внешний, имеющих по одному входу в фотокатодном фланце и механически сочлененных на входе узла связи, расположенном в области цоколя и имеющего общий выход в цокольном фланце, причем площади поперечных сечений узкой части внутреннего зазора и внешнего зазора суммарно больше площади поперечного сечения воздухопроводящего зазора около трубки, конструкции фокусирующе-отклоняющей системы, расположенные внутри воэдухопроводящего канала на входе во внутренний и внешний зазоры — фотокатодный фланец, в месте расположения семиконтактного кольца — внутренний зазор, в узле связи выполнены с соотношением F/Å >> 0,9, где F — площадь живого сечения в отверстий препятствии, м, F> — площадь поперечного сечения кана2 ла, м и отекаемой формы в направлении движения воздуха, нагреватель установлен вне фокусирующе-отклоняющей системы, пространство канала кольцевой цилиндрической формы, выполняющее функции узла связи внешнего и внутреннего зазоров на 5 общий выход, расположено в области цоколя и ограничено с одной стороны выходами внутреннего и внешнего зазоров у цоколя, а с других сторон — отклоняющей системой и ее каркасом, кожухом фокусирующе-откло10 няющей системы и цокольным фланцем с отверстием для выхода воздуха иэ канала, при этом длина внутреннего или внешнего зазора должна быть меньше, а суммарно с длиной узла связи, т.е. длина всего образо15 ванного канала не должна превышать длины фокусирующе-отклоняющей системы, а диаметр узла связи не должен превышать диаметра фокусирующе-отклоняющей системы. 20 2.Системапоп.1,отличающаяся тем, что внутренний и внешний зазоры выполнены с площадью поперечного сечения узкой части не менее площади поперечного сечения зазора около трубки, 25 3. Система по пп,1 и 2, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что расстояние от выходов внутреннего и внешнего зазоров — входа узла связи до выходного отверстия узла связи и 30 всего канала в цокольном флнанце фокусирующе-отклоняющей системы не превышает 0,1 длины внутреннего или внешнего зазора, полностью расположенных в фокусирующе-отклоняющей системе, а живое се35 чение пространства на протяежнии всего расстояния от входа до выхода узла связи и выходного отверстия узла связи каждое в отдельности больше суммы живых сечений узкой части внутреннего и внешнего эазо40 ров, отношение живых сечений выходного отверстия узла связи и узла связи больше 0,5. 1818639 1818639 « 449 Патах Вохдухе 1818639 1818639 Редактор Заказ 1939 Тираж Подписное 8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., 4/5 ХГ Р Составитель И. Корнеев Техред М. Моргентал Корректор С. Пекарь Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 з час!
