Катодный узел

(46 (72 А.П (53 Иремашвили Д,В. и тивный термоэмиссион электронов с эмиттер лантана. ПТЭ У 2, с. др. Высокоэфф ный источник м гексаборид 137, 1982,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 3948276/24-2108.07.8515,10.87. Вюл. 11 р 38Т.А. Воробьев, Д.В. ИремашвилиТимошенко и В.Г. Чантуридзе621.3.032.213(088.8)(57) Изобретение относится к высокотемпературным катодным узлам (КУ)электроннолучевых трубок с большимресурсом работы и долговечностью.Цель изобретения - увеличение долговечности и тепловой эффективностиузлов - достигается за счет конструкции КУ с новым подогревателем, в котором уменьшены градиенты температуры между витками и обеспечено максимальное облучение нагретым подогревателем поверхности эмиттера. Для этого сечение витков спирали подогревателя представляет собой неравнополочный уголок с короткой полкой со стороны, противоположной эмиттеру. Этообеспечивает стабильность заданного теплового режима и существенно снижает механические напряжения в подогревателе. На чертеже показаны: эмиттер 1, установленный на цилиндрической части высокотемпературного экрана 2, отеленной от подогревателя 3,прикрепленного к токовыводам б, подогреватель 3 с короткой полкой 4 и перемычками 5. Изобретение может исполь-,зоаатзся при разработке катодаых уз- С,лов для ускорителей и в тех областяхнауки и техники, где необходим повышенный ресурс работы. 1 ил.Изобретение относится к электронной технике, в частности, к высоко - температурным катодным узлам электронных приборов с большим ресурсом рабаты и долговечностью.Целью изобретения является увеличение долговечности и тепловой эффек -тивности узлов.Поставленная цель решается за 1 О счет конструкции катодного узла с новым подогревателем, в котором уменьшены градиенты температуры между витками и обеспечено максимальное облу.чение нагретым подогревателем поверх б ности эмиттера. Новизна подогревателя состоит в том, что сечение его представляет собой неравнополочный уголок с короткой полкой со стороны, противоположной эмиттеру. Такая форма подогревателя существенно снижает механические напряжения в подогревателе, что способствует повышению формоустойчивости его и уменьшению провисания витков, т,е. обеспечению ста бильности заданного теплового режима путем оптимизации размеров подогревателя. Такая форма позволяет также оп-, тимизировать облучение поверхности эмиттера нагретым подогревателем.Оптимизация геометрических размеров подогревателя для выбранных материалов проводится на основе теории теплопередачи, откуда следует, что минимальная высота витков соизмерима с расстоянием от подогревателя до эмиттера и экрана, определенным величиной напряжения накала подогревателя. Кроме того, минимальная высота определена механической прочностью 4 О и величиной излучающей поверхности подогревателя. Максимальная высота витков ограничена диффузионным сопротивлением кольцевых щелей лучевому переносу в направлении оси, вызыва ющем перегрев короткой полки уголка. Минимальная толщина стенки витков ограничена ростом градиента температуры по высоте витков, а максимальная коэффициентом заполнения щелями про О екции подогревателя на эмиттер,А так как сечение витков и шаг между ними определены заданным электросопротивлением подогревателя, то оптимальный диапазон выбранных толщин и высот ограничен оптимальным диапазоном межвиткового шага и высоты полки. За счет повышения оптической прозрачности подог ревателя высокотемпературный экран более эффективно высвечиваетчерез зазоры на эмиттер. С учетомуменьшения боковых потерь за счет экранированности внутренних колец наружными, снижения температуры экрана,вследствие повышения оптической прозрачности подогревателя, уменьшения потерь тепла на токовыводах за счетих компенсации собственным тепловыделением и тепловой развязки эмиттераот подогревателя лепестками, в предложенном устройстве снижена потребляемая электрическая мощность в сравнении с известными катодными узлами,т.е, повышена тепловая эффективность.Вследствие этого уменьшена рабочаятемпература подогревателя.В подогревателе оптимизированнойгеометрии за счет реализации моделиабсолютно черного тела на большейего части (до 90-957) со стороныэмиттера, а также за счет увеличенияплощади активного. тепловыделения оптимизированных токовыводов уменьшенанеоднородность тепловыделения. В конечном итоге, оптимизация приводит к тому, что шаг между виткамидолжен быть в 1,5-25 раз меньше высоты витков, в 3-5 раз больше высоты короткой полки и в 9-22 раза больше толщины стенки витка.Пример выполнения узла представленна чертеже, где изображен катодный узел, содержащий эмиттер 1, установленный на цилиндрической части высокотемпературного экрана 2, отделенной от подогревателя 3. выполненного из тугоплавкого металла., Подогреватель 3 имеет сечение неравнополочного уголка тугоплавкого металла с короткой полкой ч и Перемычками 5. Подогреватель прикреплен к токовыводам б.Тепловые испытания предложенного устройства с эмиттером из гексаборида лантана и танталовым подогревателем показали, что при рабочей температуре эмиттера 1940 К, за счет осуществления преимущественной теплопередачи в направлении эмиттера, тепловая эффективность узла увеличена на 123, снижена неоднородность теплового поля при увеличении ресурса работы узла,Наиболее целесообразно применение предложенного устройства при разработке катодных узлов для ускорителей и в тех областях науки и техники, где необходим повышенный ресурс работы.1294181 формула изобретения теру. Составитель А.КиселевТехред М.Ходанич Е. Зубието Коррект ак ерн каз 4938 ВНИИПИ тета д крытиТираж 696 Государственного коми елам изобретений и от Москва, Ж, Раушска Подписи по 3035Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Катодный узел для электронных приборов, содержащий торцовый катод и подогреватель, выполненный в виде концентрической спирали, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью увели -чения долговечности и тепловой эффективности узла, сечение витков спирали подогревателя представляет собой неравнополочный уголок с короткой полкой со стороны, противоположной эмит