Коллектор с рекуперацией энергии

Союз Советскин Социйпистичбсиин РеспубпнкОП ИСА ИЗОБРЕТ 6127 1) Дополнительио(,22) Заявлено 29.11.763 23/02 и заявки Х присое рстееннын номнтет ссср 23) рит ам нзооретеннйотнрытнй Опублкковаио 05.04 Дата опубликоваии 621,3 088,8) КОЛЛЕКТОР С РЕКУПЕРАПИЕ ми поверхн иным пучко еских изол нутри одног ю вакуумно нного сред ды с токовоспринимающи бомбардируемыми электро репленные на диэлектри (керамика 1, заключены в трода, являющегося част лочки прибора и снабж для охлаждения 2. остями м, зак яторах о элек и обо- ствами Изобретение относится к электроннымсверхвысокочастотным приборам, использующим рекуперацию энергии электронов на коллекторе.В известных конструкциях коллекторовс рекуперацией электроды коллектора с пониженным потенциалом, как правило, находятся в вакууме не полностью, и охлаждаемая сторона этих электродов соприкасается с атмосферой 1.Это приводит к высокочастотному излучению из прибора в свободное пространство, к . необходимости зашиты от высоких напряжений, а также требует применения гидроразвязок (в случае жидкостного охлаждения), имеющих тем больший вес и габариты, чем выше питающие напряжения коллектора, и крайе неудобных для эксплуатации.Известен также коллектор с рекуперацией энергии для электровакуумных приборов, включающий изоляторы и токовоспринимаюцие поверхности.Коллектор представляет из себя систему изолированных электродов и проводников для ввода потенциалов, причем электроОдним из самых серьезнь 1 х недостатков такого типа коллекторов является необходимость применения специальных мер, предотвращающих передачу механических напряжений, возникающих вследствие различия коэффициентов температурного расширения керамики и материала элементов коллектора, что ведет к усложнению конструкции и уменьшению поверхности механического, а, следовательно, и теплового контакта наиболее теплонагруженной части коллектора-токоприемника с поверхностью подвергающейся охлаждению, что в свою очередь приводит к возрастанию удельной мощности рассеяния и снижению надежности коллекторов, особенно при работе приборов в циклических режимах. Так, например, после серии термоциклов приборы таных известных коллекторов, но имеется ряд существенных преимуществТак в предлагаемой конструкции электрод, бомбардируемый и нагреваемый электронами, выполненный в виде электропроводяшего покрытия на внутренней поверхности изолятора 4, практически не оказывает механических воздействий на керамический изолятор при циклическом нагреве и охлаждении.Вес и габариты. предлагаемого коллектора за счет совмещения поверхности, бомбардируемой электронным потоком с внутренней поверхностью изолятора существенно ниже, чем в прототипе, упрощается кон 5055 кого типа не выдерживают механических испытаний.Цель предлагаемого изобретения является повышение надежности коллектора и упрощение его конструкции с одновременным снижением веса и габаритов.Она достигается тем, что токовоспринимающие поверхности выполнены в виде слоя электропроводящего материала, нанесенного на внутренние поверхности изоляторов. 1 ОНа чертеже изображен наиболее типичный одноступенчатый коллектор электронов, по форме токовоспринимаюших поверхностей,выполненный согласно предлагаемому изобретению.На чертеже изображена вакуумная обо лочка 1 прибора, вывод 2 энергии, пространство 3 взаимодействия, изолятор 4, часть 5 вакуумной оболочки приборов 5, в которой закреплен изолятор 4, токовоспринимающая поверхность 6, совмещенная с внутренней поверхностью изолятора, выполненная в виде слоя электропроводящего материала, нанесенного на внутреннюю поверхность изолятора 4, защитное герметизирующее покрытие 7, проводник 8, система 9 охлаждения. 25На внутреннюю поверхность изолятора 4, например, вжиганием, распылением или электролитически, путем осаждения на проводящую подложку, наносится слой электропроводяшего материала, например, меди или графита. Таким образом образуется токовоспринимающая поверхность. Изолятор закрепляется в коллекторной части вакуумной оболочки 5 прибора. Подача напряжения на токовоспринимающую поверхность 6 осуществляется с помощьЮ провод ника 8, имеющего с ней электрический, например, паянный контакт. Съем тепла с поверхности коллектора производится с помощью системы 9 охлаждения. Для зашиты от климатических воздействий предусмотре 40 но герметизирующее покрытие 7.Аналогичным образом могут быть выполнены и более сложные конструкции коллекторов с большим количеством ступеней.Работа предлагаемого коллектора в приборе ничем не отличается от работы обычструкция коллектора и технология его изготовления, так как отсутствует необходимость закрепления (пайки) внутренних электродов к изолятору и отсутствуют сами эти электроды (их роль выполняет проводящее покрытие) .Для устранения образования упруго отраженных и вторичных электродов покрытие рекомендуется выполнять шероховатым и из материала с низким коэффициентом вторичной эмиссии.Выбор толщины электропроводяшего покрытия может быть осуществлен оптимальным образом, исходя из конкретных условий и зависит от материала покрытия и энергии электронов, которые определяют глубину проникновения электронов в вещество, а также, в случае импульсного режима, от длительности импульса, который наряду с характеристиками материала определяет величину теплового скин-слоя.К технико-экономическим преимуществам предлагаемой конструкции следует отнести то, что устранена необходимость применения гидроразвязок при многоступенчатой рекуперации или охлаждении одно- ступенчатого коллектора совместно с охлаждением корпуса прибора; устранено высокочастотное излучение из прибора в свободное пространство; повышена безопасность работы с приборами,Кроме того, повышена надежность прибора по отношению к многократным циклическим тепловым нагрузкам; упрощена конструкция и технология изготовления прибора, так как при его изготовлении применяются наиболее современные методы массового производства, отработанные при производстве печатных плат; снижены вес и габариты коллектора.Применение предлагаемого коллектора особенно перспективно в миниатюрных мощных приборах СВЧ-диапазона, эксплуатируемых в условиях жестких механических и температурных нагрузок, в частности, в приборах разового действия. Формула изобретенияКоллектор с рекуперацией энергии для электровакуумных приборов, включающий изоляторы и токовоспринимающие поверхности, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и упрощения конструкции коллектора, токовоспринимающие поверхности выполнены в виде слоя электро- проводящего материала, нанесенного на внутренние поверхности изоляторов.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Патент США3368104, кл. 315 - 5, 1968.2, Авторское свидетельство СССР249494, кл. Н 01 3 23/16, 1967.