ПРЯМОНАКАЛЬНЫЙ КАТОД Советский патент 1973 года по МПК H01J1/16 

1

Изобретение относится к электронной технике, в частности к генераторным и модуляторным лампам.

Известны решетчатые прямоканальные катоды, цилиндрическая ©миттирующая часть которых сварена из спиральных воль:ф|ра1мовых проволочек, концами присоединенных к держателям. Последние жестко скреплены друг |С другом посредст1вом продольных штоков или трубок, проходящих внутри решетки катода и подводящих ток .накала к одному из концов решетки. В таких конструкциях эмиттирующая чаать, жестко зак|репленная между держателями, деформируется в нагретом состоянии, а .в холодном состоянии приобретает сжимающие напряжения, являющиеся основной причиной разрушений катода при внешних толчках и ударах.

Целью изобретения является повышение механической прочности и формоустойчивости решетчатого катода.

Для достижения этого иоперечное сечение и свойства материала продольных токоведущих штоков или трубок решетчатого катода выбираются такими, чтобы путем даполнительного джоуле,ва тепловыделения повысить термическое удл1 нение этих штоков до величины, соответствующей величине термического удлинения решетки {при ее температуре), в условиях овободного (недеформированного) расширения. При выключении тока накала происходит .обратный пр01цесс, и существенным укорочением штоков (трубок) компенсируется соответствующее сжатие решетки.

Эти процессы происходят при .выполнении условия:

о

- Т/ -f

d (0,)d,

а f /грк sin в

Здесь d - диаметр штока или эквивалентдиаметр трубки, равный

ныи

3

, где / - толщина стенки трубки, D - ее средний диаметр; п - число штоков или трубок; а - коэффицибнт термического расширения (КТР) материала штоков; р - удельное сопротивление материала

штокав;

- диаметр проволочек решетки катода;

«к - число проволочек решетки катода; «к и РК - КТР и удельное сопротивление мате;риала проволочек; в - угол наклона проволочек к горизонтальной плоскости.

На фиг. I схематически изображен катод с ешеткой на тонких штоках; на фиг. 2 - каоде решеткой на трубке.

Решетка / катода приварена концами к держателям 2 и 3. Верхний держатель 2 прикреплен к штокам 4, которые нижними иоицами присоединены к кольцу 5. Держатель 3 и кольцо 5 П|ри монтаже n(pM6oipa жестко присоединяют к .вводам .накала. Штоки для жест;кОСти конструкции скреплены друг с другом кольцами 6. Эта конструкция оптимальна для катодов .с густой решеткой и высокой концентрацией моп;ности, излучаемой -с решетки катода, например для ламп большой мощности и импульсных. Штоки имеют высокую температуру от нагрева излучением решетки, 1поэтому применение и.ных металлов, кроме молибдена, 1пра«ти-чбски исключается; молибден имеет .небысокИй КТР, мало отличаюш.ийся от КТР вольфрама. Здесь эффект достигается в основном уменьшением диаметра штоков. В известных решетчатых катодах диаметр штоков выбирается только из обшнх кон-структивно-механических сооб;ражений, и, как пра.вило, превышает рассчитанный по приведенпой формуле в 2 раза и более.

При изготовлении катода ,на штоках целесообразно уменьшить их диаметр и увеличить их количество, поскольку легче обеспечить необходимую механическую жесткость арматуры катода, разметив увеличенное .количество тонких штоков на окружности большого диаметра, жестко связав их внутренними кольцами 6. Кро.ме того, уменьшается тепловая инерция штоков, а следовательно, исключаются механические 1перенаП|рЯжения в решетке в момент выключения накала. Мерой малой тепловой инерции .может служить отношение d к й(к не более 10 (в известных катодах ).

Катоды € невысокой кон-центрацией лучистой мощности накала изготовляют на трубчатом крепежном элементе 7 (фиг. 2) из .материала с высоким КТР, например из оплаза 80НМВ (КТР около 2,5-10- 1град, р около 80- ом-см, рабочие температуры (примерно до 10(Ю°С).

Трубки Имеют больший внешний периметр (большую Внешнюю поверхность) по Сравнению со штоками, поэтому ик применение целесообразно ,в тех случаях, когда небходимое термическое удлинение крепежного элемента достигается в основном за счет высокого КТР, а ,роль дополнительного подогрева элемента (пропорционального внешней излучающей поверхности) сведена ,к минимуму.

Необходимая степень тепловой инерции трубчатых Элементов обеспечивается отношением t к йк не .более 2,5.

Предмет изобретения

Прямонакальный катод для электронной лампы, содержащий цилиндрическую проволочную решетку и проходЯЩие внутри токоведущие крепежные эЛементы, отличающийся тем, что, с щелью повышения меха.нической прочности и фор|моустойчи,вости катода, диаметр крепежных элементов вьгбран в соответствии с соотношением:

3

drr(o,)d,.

Прк Sin в

где й(к - диаметр проволоки;

а - коэ|ффици«нт термического расширения материала крепежных элементов;

Кк - коэффициент термического расширеНИя материала проволок;

«к - число проволок; « ЧИСЛО креЯежнЫх элементов; рк - удельное соцротивлеНие материала

проволок; р -удельное сопротивление материала

Kpene}kHbix элементов; в - угол йаклона лрОволок к горизонтальной плоскости.

fezW

рггпг

(Ри. /

.2