Фокусирующе-отклоняющая система с передающей телевизионной трубкой типа изокон, антиизокон, суперортикон Советский патент 1993 года по МПК H01J7/26 

Изобретение относится к промышленности средств связи и может бытьи спользо- вано 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

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, orраниченный 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 конст- руктивно состоящий из двух зазоров внутреннего и внешнего (пространства кольцевой цилинрической формы) концентрически расположенных между боковыми поверхностями отклоняющей системы с медными стаканом и фокусирующей катушки (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. - м.л., Госэнергооиздат 1960 г. и др., что мощность (N кВт) затрачиваемая нагнетателем на прокачку воздуха и его давление (Р кг/м2) в рабочих условиях связаны соотношением

N

PG

3600 102 г

(кВт),

где G - часовой объемный расход перемещаемой среды в рабочих условиях, м3/ч;

if- КПД нагнетателя, чаще всего rf 0,5- -0,65 Пошехонов П.В., Соколовский Э.И. - Тепловой расчет электронных приборов - М., Высшая школа, 1977 г., стр. 100.

Образование воздухопроводящего, эффективно 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-про- тиотипом 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 ширины, основными видами потерь давления являются: сопротивление по длине зазора, зависящее от его ширины (площади поперечного сечения) и сопротивления конструк- ций (диафрагмы) системы ФОС расположенных внутри канала и зависящих от отношения площади живого сечения отверстий в препятствии (F) к площади поперечного сечения зазора перед

препятствием (Fi), т.е. . Из рассмотреннго выше следует, что для понижения гидравлического сопротивления образованного канала в сравнении с прототипом, при усло5 вии, что местные сопротивления малы, суммарная площадь поперечного сечения внешнего зазора (Рвнешн.з.) и узкой части внутреннего зазора (Ру.ч.з.) (гидравлическое сопротивление узкой части в основном оп0 ределяет гидравлическое сопротивление внутреннего зазора) должна быть больше площади поперечного сечения зазора около трубки (Ртр), т.е.

внешн.з

+ F

у.ч.з.

1.

тр

30

35

40

45

50

55

Причем следует иметь ввиду, что основное 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,

т.е. -Ј4 3- 1. Выполнение этого неравенРтр

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 выРвнешн.з

полнения неравенства является обоснованным.

1

-тр

Для 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 преимущественно не превышающей 0,1 длины каждого из зазоров и отношении живых сечений выходного отверстия (FBO) и узла связи (Fyc) преимущественно превыFBO

шающих

-ус

. 0,5. Конструкции узла связи, 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 сопротивлений конструкций системы ФОС (диафрагмы), расположенных внутри внешнего и внутреннего зазоров и в узле связи, особенно при больших расходах воздуха через канал (например более 50 м3/ч), их следует устранять , а в случае невозможности устранения выполнять преимущественно с предельно возможным (наибольшим) для конструктивного осуществления отношением

п о

Ј. J | 7

Ft

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 (Li) омывалась потоком

воздуха, т.е. достаточно иметь длину (Li) любого зазора менее длины (L) системы ФОС

(фиг.2), т.е. -- 1. Дальнейшее увеличение

длины зазора сверх длины (Li) и тем более

(L) 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 (I) не превышала длину системы

ФОС, т.е. LI + I L а диаметр (d) узла связи не превышал диаметра (D) системы ФОС d D. Таким образом суть вопроса состоит в том, что внутренние воздухопроводящие зазоры прототипа и аналогов, как уже было

ранее отмечено, узки, имеют несовершенную форму и избыточную протяженность обуславливающие их высокое гидравлическое сопротивление и большие энергозатраты на прокачку воздуха, а взаимное

пространственное расположение катушек системы ФОС и трубки не допускает в сколь- нибудь существенных пределах увеличивать их ширину (площадь поперечного сечения). Более того системы ФОС являются 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

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 оснастки 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 отпичить данное решение от прототипа и аналогов (пат. ФРГ и пат, Великобритании) и обеспечить выполнение цели заявки с указанным положительным эффектом преимущественно в габаритах прототипа.

В 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 конструктор- ско-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.

0 Из сопоставления обоих решений проектирование узла связи в системе ФОС, отличающееся заметной простотой и технологичностью изготовления, в котором целесообразно используются

5 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 габа0 ритах прототипа выполнять цель заявки с указанным положительным эффектом имеет неоспоримые преимущества. На фиг.1 дано схематическое изображение фокусирующе- отклоняющей системы с трубкой (прототип).

5 Фиг.2. Схематичное изображение примера конкретного выполнения системы ФОС с трехдюймовой трубкой и с образованием воздухопроводящим каналом. Фиг.З, а, б, в:

0 а) Система ФОС со стороны цокольного фланца с выходным отверстием - 19 узла связи воздухопроводящего канала и электроконтактами.

б) и в) конструкции системы ФОС (диаф5 рагмы), расположенные внутри канала на входе во внутренний и внешний зазоры (фотокатодный фланец), и в месте расположения семиконтактного кольца (внутренний зазор) б) прототип

0 в) пример конкретного выполнения

Фиг.4, Экспериментальные зависимости перегрева баллона в области мишени от расхода воздуха в образованном канале. Фиг.5. Гидравлические характеристики

5 зазоров системы ФОС с трубкой рассчитанные по формулам (2, 3, 4), образованного воздухопроводящего канала этой системы и напорные характеристики нагнетателей, взятые из технических условий.

0 Схематичное изображение примера конкретного выполнения системы ФОС с трехдюймовой трубкой, получивших самое широкое распространение в СССР и за рубежом и с образованным воздухопроводя5 щим 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) удалена из системы ФОС. На каркасе отклоняющей системы укреплено семиконтактное кольцо 5 с медным стаканом 6. Уплотнитель- ные кольца 7 препятствуют выходу воздуха из зазора около трубки в ее цокольную об- ласть. 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 выхо- ды внутреннего и внешнего зазоров, а выходом одно общее отверстие 19 в цокольнром фланце системы ФОС. Конструкции системы ФОС расположенные внутри воздухо- проводящего канала и представляющие собой диафрагмы расположенные на входе во внутренний - и внешний - D зазоры (фотокатодный фланец), в месте расположения семиконтактного кольца - Dc для уменьшения потерь давления выполнены с

отношением - 0,96 (где F - площадь

живого сечения отверстий в препятствии, FI - площадь поперенчого сечения зазора перед препятствием), причем конструкция семиконтактного кольца, расположенная внутри зазора имеет об- текаемую форму в направлении движения воздуха (фиг.З). На цокольном фланце также размещены электроконтак- ты - 20 через которые осуществляется пита- ние фокусирующей, отклоняющей и корректирующих катушек, датчика температуры, трубки и других элементов, и с помощью крепежных деталей - 21 наклад- ной фланец - 22, предназначенный для закрепления на нем воздухопроводящих шланга - 23 или патрубка (фиг.2, 3).

На фиг.2 и 3 обозначения имеют следу- ющие размеры: DI 77-2; Da 52-з; 78,5; Оф2 80; Офз 53,5; 76max; Оф5 84; Офк - 58; Офе 98; DKi 102-104; 104-106;

Длины системы ФОС - L: зазоров - U; частей зазоров L i и узла связи I 27; И 50; L 300; М 273; L i - 193; - 80; R1 - 31; R2 - 49; R3 - 38; R4 - 43. Ширина внешнего зазора - 3 мм. Площадь живого сечения отверстия выхода узла связи - 19 FBO 1600; П - прокладки для уменьшения гидравлического сопротивления узла связи. Все размеры даны в мм.

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 (Электровентиляторы 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 24и нагреватель 26(вместо удаленной катушки подогрева) и теплый воздух подается на вход 12 проходит вдоль трубки по кольцевому зазору 11 и выбрасывается на выходе 13 в окружающую систему ФОС среду, обеспечивая равномерный подогрев 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 нагнетатель 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 внешний 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 температура окружающей среды будет высокой достаточно включать только нагнетатель - 25 и охлаждать систему ФОС с трубкой движением воздуха через образованный канал. Экспериментально полученная зависимость перегрева баллона в области мишени системы ФОС с ПТТ от расхода воздуха в этом канале приведена на фиг.4 кривая 1. При подаче 30-40 . м /ч воздуха по образованному канату перепад температур вдоль баллона не превышает (0-2)°С, что удовлетворяет самым жестким требованиям At 5°C (ТУ на изо- кон ЛИ803). Подачей 40-50 м3/ч воздуха через этот канал удалось понизить перегрев /.. ,баллона от максимально нагретого состояния (без движения воздуха) до значения (0-2)°С за 6-9 мин..

Экспериментально полученная кривая 2 фиг.4 отображает влияние на перегрев баллона трубки количества воздуха перемещаемого при помощи нагнетателя 25через 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 труб- каи (ЛНптт) могут быть вычислены как сумма потерь давления на входе в зазор (А Нвх), длинного кольцевого участка (A HLI), в Z - обратном колене (A Hz), диафрагме (А Нотр), коротком кольцевом участке (АНи), выходе из зазора (АНвых) фиг.2, т.е.

А Нлтт А Нвх + А Ни +А Hz + А Нотр +

+ А Ни + АНвых.

Потери давления во внутреннем зазоре (А Нвнутр.э.) канала могут быть оределены, как сумма потерь давления на следующих участках входе в зазор (А НВх), диафрагмы в области фотокатодаДД НПф) короткого кольцевого участка (А Ни), диафрагмы в семиконтактном кольце (А Нос), расширения (АНрас), длинного кольцевого участка (А Ни), выхода из зазора (А НВых) фиг.2, т.е.

и

А Нвнутр.з АНВХ + А Ноф + А Ни + А Нос +

+ А Нрас +А +Д Нвых.

Потери давления во внешнем зазоре (АНвнешн.з.) канала складываются из потерь давления на входе в зазор (А Нвх), в диафрагме в области фотокатода (АНок), на кольцевом участке (А Ни), выходе из зазора (АНвых), фиг.2, т.е.

А Нвнешн.з A Hex + A HDK+ А Ни + А Нвых.

(4)

Потери давления на участках зазоров определены по формуле Дарси-Вайсбаха (Идельчик И.Е. - Справочник по гидравлическим сопротивлениям - МА, Госэнергоиз- дат, 1960)

AHi-ft -p

U

где Јi - коэффициент сопротивления;

р- плотность воздуха;

Ui - скорость воздуха в i-м расчетном сечении зазора.

Скорость воздуха Ui определялась как отношение объемного расхода воздуха G через поперечное сечение зазора к площади 1-го сечения зазора FI, т.е.

Ui

20

25

Коэффициент сопротивления отдельных участков зазоров вычислялись по изве- стным формулам (Идельчик И.Е. - Справочник по гидравлическим сопротивлениям. М.-Л.: Госэнергоиздат, 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

0 диапазоне исследуемых расходов воздуха. В экспериментах применялись общепринятые методы измерения давления (пневмо- метрические трубки ПИТО), скорости (расхода) воздуха (термоанемометр), темпе„Р ратуры (термопары), мощности электрического тока (вольтметр, амперметр), которые с целью сокращения объема заявки здесь не рассматриваются. Давление A HI и производительность GI, нагнетателя, работающего

40 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 абс цисс 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 без нее;

D - 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 существен но 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 (Fi)T.e.

-Ј- 0,9 (характеристики Б1 и Б2), б) при

реальных расходах воздуха не превышающих 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 воздухо- проводящего 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 15%) 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 м3/ч) зависит от соотношения живых сечений выходного отверстичя (F80) и узла связи (Рус) и при их преимущественном отношении

--80 0,5 составляет не более 0,1 от

-ус

гидравлического сопротивления канала (при малых расходах воздуха это соотноше- 5 ние не существенно).

Указанное выше соотношение может быть достигнуто уменьшением живого сечения узла связи путем наклейки прокладок (П) из картона, эрголита или других

0 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

5 всем протяжении по периметрам стенок от одного края выходного отверстия до другого (прокладки - П - показаны пунктиром на фиг.2,3). В случае отсутствия потребности прокладки можно не устанавливать в узел

0 связи.

При расчете следует учитывать, что электроконтакты с отводами, металлический крепеж и другие детали расположенные в узле связи уменьшают его живое

5 сечение примерно на 300 мм . Расчет потерь давления узла связи с учетом расширения потока на входе, перемещения его по длине и сужение на выходе в отверстие на подключаемый шланг выполнялся по фор0 мулам (Идельчик И.Е. - Справочник по гидравлическим сопротивлениям - м,л., Госэнергоиздат, 1960).-В таблице показаны доли гидравлических сопротивлений узла связи в сопротивлении канала при различ5FBO

ных расходах воздуха и отношениях --.

Рус

Из таблицы видно, что при различных расходах воздуха отношение гидравлических сопротивлений узла связи и какала ко- 0 леблется около 0,1 величины и может быть заметно уменьшено применением прокладок, изменяющих отношение

выше

УС

0.5. Для определения энергетических за- трат, необходимых для поддержания одина- ковых тепловых режимов трубки в прототипе и в предложенном устройстве рассмотрим влияние теплопередачи внутри отклоняющей системы на трубку в обоих случаях:

а)система ФОС с трубкой

б)система ФОС с трубкой, размещенная в телекамере с герметичным кожухом.

В случае системы ФОС с трубкой неравномерность температурного перепада вдоль баллона вызываемая только тепловым полем системы ФОС и устраняется подачей определенного количества воздуха по зазору около трубки или по образованному

каналу. Для достижения одинаковых тепловых режимов трубки (допустим температуры окружающей среды в области мишени) и обеспечения допустимого температурного перепада вдоль баллона через зазор около трубки нужно подавать 20-30 мэ/ч, в среднем 25 м /ч воздуха, а через образованный канал 30-40 м /ч в среднем 35 м3/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

Nn 36001- 102iy -111(сто0диннадУ35 7

3600 102 t

цать) раз меньше чем, в прототипе (Мп)

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 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 при подаче 6-8 м3/ч воздуха через зазоры в ней возникает перепад температуры 26- 30°С у верхнего и нижнего ее фланцев. Подачей 50 м3/ч воздуха удалось существенно уменьшить этот перепад температуры до 4°С. Подачей указанного выше значительного количества воздуха устраняется температурная неравномерность вдоль баллона одноверменно от обоих причин и устанавливаются одинаковые тепловые режимы независимо от пути прохождения воздуха по зазору около трубки или по образованному каналу. В этом случае энергозатраты определялись прохожением одинакового количества воздуха в прототипе и в предлагаемом устройстве. В приведенном конкретном примере для расхода воздуха (допустим 70 м3/ч) по формуле (2) для прототипа и по характеристике D (фиг.Б)для предлагаемого устройства нашли 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

200 (двести) раз

Nn 3600 102 rf Ny70 -23

3600 102 rj

меньше, чем в проитотипе (Nn).

Применение системы ФОС с трубкой, в которой охлаждение осуществляется прокачкой воздуха через ее образованный ка- нал конструктивно состоящий из внешнего, внутреннего зазоров и узла связи, при обеспечении 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 раз и 200 раз и за счет этого понизить суммарную мощность тепловыделяющих блоков в телекамере в 5-15 раз.

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 At (0-)°С.

г)существенно расширить круг нагнетателей способных эффективно работать с образованным каналом, включая самые малогабаритные и энергоэкономичные из выпускаемых отечественной промышленностью нагнетателей серий ДВО (ДВО-1; ДВО- 0,7; 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. Ф мула изобретения 1. Фокусирующе-отклоняющая система с передающей телевизионной трубкой

типа изокон, антиизокон или суперорти- кон, включающая последовательно и кон- центрично 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 ци- линдрическоцй формы между боковыми поверхностями отклоняющей системы с медным стаканом и фокусирующей катушки, разделенный по длине вдоль оси фокусирующе-отклоняющей системы ее конструкциями: фотокатодным фланцем, 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, фо- кусирующей 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 воздухопроводя- щего зазора около трубки, конструкции фокусирующе-отклоняющей системы, расположенные внутри воэдухопроводящего канала на входе во внутренний и внешний зазоры - фотокатодный фланец, в месте рас- положения семиконтактного кольца - внутренний зазор, в узле связи выполнены с соотношением F/Fi 0,9, где F - площадь живого сечения в отверстий препятствии, м2, FI - площадь поперечного сечения кана- ла, м2 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 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-отклоняющей системы и цокольным фланцем с отверстием для выхода воздуха из канала, при этом длина внутреннего иги знешнего зазора должна быть меньше, а суммарно с длиной узла связи, т.е. длина всего образованного канала не должна превышать длины фокусирующе-отклоняющей системы, а диаметр узла связи не должен превышать диаметра фокусирующе-отклоняющей системы.

2.Система по п. 1,отличающаяся тем, что внутренний и внешний зазоры выполнены с площадью поперечного сечения узкой части не менее площади поперечного сечения зазора около трубки.

3.Система по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что расстояние от выходов внутреннего и внешнего зазоров - входа узла связи до выходного отверстия узла связи и 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 сечение 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 зазоров, отношение живых сечений выходного отверстия узла связи и узла связи больше 0,5.

Фиг 2

Использование: область электронной техники, а именно, в фокусирующе-отклоня- ющей 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, распо- ложенные 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

д f

Поток воздуха

ФигЗ

fll

10 20 3D 40 50 60 70

Фиг, 4

J

«3M

О

ю 20 за

ад so Фиг

70 80

Ј