Электровакуумный прибор

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1) Дополнительно вт свид-ву -М КлзН О,1 21/О явлено, 04,07,80 (21) 29501913 8-21 присоединением заявкиГоеударственный ком(23) Приоритет -Опубликовано Дата опублик СССРам изобретенийи открытий 3) УДК 621.385.) Э,ЛЕКТРОВАКУУМНЫЙ ПРИ Изобретение относится к электровакуумной технике, а более конкретно к конструкции мощных высоковольтных электровакуумных приборов.Известны мощные высоковольтные электровакуумные приборы со скрещенными электрическими и магнитными полями, содержа;щие оболочку, анод, катод, внешний источник постоянного магнитного поля. В этих приборах за счет поперечного постоянного магнитного поля электрическая прочность вакуумного межэлектродного промежутка увеличивается на порядок величины; что позволяет создавать мощные высоковольтные электровакуумные приборы с малыми межэлектродными расстояниями; высоким КПД 1. 15Однако в приборах постоянное поперечное магнитное поле в межэлектродном промежутке создается с помощью внешних источников - постоянных магнитов или соленоидов, которые по массе и занимаемому объему в несколько раз превосходят собственно электровакуумный прибор.Известны мощные высоковольтные электровакуумные приборы со скрещенными элект.рическим и магнитным полями, выполненные в форме тороида, охватывающего стержень магнитопровода трансформатора, и содержащие кольцевой индуктивно накаливаемый катод, охватывающий его кольцевой, разрезной анод, диэлектрическую оболочку. В этих приборах поперечное магнитное поле в межэлектродном промежутке создается внутренним источником током, протекающим по индуктивно накаливаемому катоду. Они по сравнению с приборами с внешними источниками магнитного поля имеют значительно меньшие объем и массу 2.Вместе с тем возможности применения таких приборов ограничиваются только выпрямительными режимами работы, так как поперечное магнитное поле в межэлектродном промежутке является переменным и изменяется по синусоидальному закону, синх: ронно с изменением анодного напряжения (максимальной величине обратного анод- ного напряжения соответствует максимальная величина поперечного магнитного поля в межэлектродном промежутке, а при величине магнитного поля, равному нулю, обратное анодное напряжение отсутствует).Вместе с тем для импульсного режима работы мощных высоковольтных электро920891 вакуумных 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 или клипперный режим, при котором импульсы анодного тока чередуются с импульсами обратного анодного напряжения различной длительнос. ти) такие приборы непригодны, так как в момент равенства нулю переменного магнитного поля условие обеспечения заданной высокой электрической прочности не вы-. полняется.Цель изобретения - повышение электрической прочности электровакуумного прибора в импульсном режиме работы.15Поставленная цель достигается тем, что электровакуумйый прибор выполненный в форме тороида, охватывающего стержень индуктивно. накаливаемый катод, охватывающий его кольцевой анод, диэлектрическую оболочку магнитопровода трансформатора и содержащий кольцевой, индуктивно накаливаемый катод прибора выполнен составным, состоящим из спирали, крайние витки которой имеют форму разрезных колец и, по крайней мере, одного цилиндра, соединяющего разрезные кольца и имеющего разрез по образующей, сопряженный с разрезом колец, анод выполнен сплошным, а вели-. чина сопротивлений катода и анода выбраны из условия где гп - любое целое число, К,йи Хк,ХА соответственно активные и реактивные сопротивления анода и катода.На фиг. 1 изображен электровакуумный прибор, общий вид; на фиг. 2 - конструкция катода.Электровакуумный прибор выполнен в виде тороида и охватывает стержень 1 магнитопровода трансформатора 2. Первичная обмотка 3 трансформатора 2 является питающей, а вторичной обмоткой является спираль 4 катода прибора, состоящая из четырех витков. Крайние витки спирали 4 катода выполнены в виде колец 5. Помимо спирали катод прибора включает в себя внешний 6 и внутренний 7 концентрические цилиндры. На поверхности цилиндров 6 и 7 нанесено эмиттирующее покрытие. Крайние витки спирали 4 выполнены в виде колец 5, которые имеют разрез, являющийся поперечным. Этот разрез совпадает с разрезом, имеющимся в цилиндрах 6 и 7. Разрезы в цилиндрах выполнены таким образом, по образующей. Цилиндры 6 и 7 катода прибора соединяют кольца 5 спирали 4. Катод прибора имеет кольцевую форму, его охватывает анод 8 прибора, выполненный кольцевым и неразрезным. Прибор содержит также ке 50 Формула изобретения 55 ХР- ХА Р агс(д ----- ф т л к А30 35 40 45 рамический изолятор 9, образующий с анодом 8 вакуумную оболочку и катодные выводы 10.При подключении первичной обмотки трансформатора к источнику переменного напряжения в катоде и аноде наводятся ЭДС и в них начинает протекать ток, соз дающий магнитное поле у анода и катода, а также обеспечивающий разогрев катода до рабочей температуры. Так как катод (цилиндры катода) разрезан по образующей, в его внутреннем и внешнем цилиндрах (или в одном цилиндре) ток протекает вдоль оси, и, следовательно, магнитное поле катода имеет азимутальную ориентацию. В то же время, ток в аноде протекает по кольцу и создаваемое им магнитное поле имеет аксиальную ориентацию, Напряженность магнитного поля максимальная у поверхности электродов и убывает в радиальном направлении, Следовательно, в предлагаемом приборе магнитные поля катода и анода поперечным по отношению к электрическому полю и взаимно перпендикулярны в плоскости, параллельной поверхности электродов, и если величины сопротивлений анода и катода прибора выбраны такими, чтобы выполнялось условие Хк РА-ХААКагс 1 д ------шл; гп = 1.А йк Например выбрано Кк = 0,02 Ома, КА = = 0,05 Ома, Х, = 0,02 Ома; Х= 0,01 Ома, Получаеи агс 1 д 0,1 = 5,7 ФЬ.В межэлектродном промежутке создается вращающийся в плоскости, параллельной поверхностям электродов, вектор результирующего магнитного поля, причем по направлению магнитное поле остается поперечным по отношению к электрическому, а амплитуда результирующего магнитного поля остается пульсирующей и не равной нулю.Предлагаемое устройство обладает определенными технико-экономическими преимуществами и позволяет получить электрическую прочность 30 кВ/мм, что (примерно в 10 раз) превышает электрическую прочность известных электровакуумных приборов в импульсном режиме работы. Кроме того, прибор обладает меньшим весом за счет использования внутренних источников магнитного поля. Электровакуумный прибор, выполненный в форме тороида, охватывающего стержень магнитопровода трансформатора и содержащий кольцевой индуктивно накаливаемый катод, охватывающий его кольцевой анод, диэлектрическую оболочку, отличаюи 4 ийся тем, что, с целью повышения элект920891 Ри ь В. Баклановйкас КорректорПодписного комитета СССРй и открытийаушская наб., д. 4/5город, ул. Проектная Составител хред А. Боираж 758дарственно изобретени Ж - 35, Р т, г. Уж ИНИЦКд Редактор В, БобковЗаказ 2360/64ВНИИ И Гос делам осква, Пат 113035,илиал ПП4 рической прочности эЛектровакуумного прибора в импульсном режиме работы, индуктив. " но накаливаемый катод прибора, выполнен составным, состояцим из спирали, крайние витки которой имеют форму разрезных колец, и, по крайней мере, одного цилиндра, соединяющего разрезные кольца и имеющего разрез на образующей, сопряженный с разрезом колец; анод выполнен сплошным, а величины сопротивлений катода и анода выбраны из условия0агс 1 д - д ------ 4 гп "Х,К -ХККф, Кк 6где гп - любое целое число; Кк Кд, Хк, Хд - соответственно активные и реактивные сопротивления анода и катода. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Власов С. ф. Электронные и ионныеприборы. М., Связьиздат, 1960, с. 419. 2. %ЬсВпеюза А. 1., ЯоЫа 1 еп 1 о А. 1., ЯсВепс(асо А. Т. Оазеп 1 адцпдзп 1 а 1 гоп, Фозз. г д. Т, Н. 1)гпепеп 1 д. 14, 1968, р. 24 (прототип).