ЭЛЕКТРОННАЯ ЛАМПА Советский патент 1936 года по МПК H01J19/70 

Настоящее изобретение относится к электровакуумным приборам и аппаратам вообще и к мощным электронным лампам с разборной конструкцией в частности.

Как известно, для мощных электронных ламп (например, генераторных или модуляторных) особенно острым является вопрос о консервации вакуума или об ограничении давления газа, могущего выделяться из внутренних частей.

У ламп с анодом, являющимся частью их оболочки, большие металлические поверхности могут служить источником сорбированных газов, выделяющихся при нагревании и повышающих давление. Достаточно хорошо обезгазить большие металлические массы весьма трудно. Даже после многочасовой (в некоторых случаях несколькосуточной) тренировки при нагрузках, в несколько раз превышающих нормальную, нельзя абсолютно гарантировать отсутствие выделения порций газа, могущих привести к нарушению нормальной работы лампы.

При высоких напряжениях (до 20000 V), прикладываемых к мощным лампам при их эксплоатации, превышение давления газа, выше допустимого, как известно, приводит к междуэлектродным пробоям вследствие возникновения газового разряда. Эти разряды, в худшем случае делают дорогостоящую лампу совершенно негодной к дальнейшей эксплоатации, в лучшем же случае повреждают ее, вызывая при этом перебои в работе радиопередающих станций.

Опасность междуэлектродных пробоев в лампе ставит предел повышению анодного напряжения, в то время как с другой стороны с этим повышением возрастают коэфициент использования анодного напряжения, колебательное напряжение, а следовательно, и полезная колебательная мощность.

В мощных лампах разборных конструкций вопрос о консервации вакуума стоит еще более остро. Кроме газоотдачи внутренними поверхностями, здесь еще имеет место просачивание газа через уплотнение крышки и выводов. Необходимость удаления этих газов заставляет вести непрерывное эвакуирование при работе лампы. До сего времени это эвакуирование производилось разного рода насосами. Так, например, английская фирма Метрополитэн-Виккерс для этой цели применила конденсационные масляные насосы Берна, французские же фирмы применяют ротационные молекулярные насосы. Существенным недостатком насосов Берча является проникновение паров масла из насоса в работающую лампу и карбидирование накаленного до высокой температуры катода, что вызывает повреждение последнего.

Что касается применения для этой цели ротационных молекулярных насосов, то здесь следует иметь в виду, что требование получения высокого вакуума (до 10^-6 мм ртутного столба) значительно усложняют их конструкцию и эксплоатацию. Применение же обычных насосов, используемых на производстве электронных ламп - ротационного масляного вместо конденсационного ртутного Лангмюира - связано с необходимостью наличия в вакуумной системе ловушки с жидким воздухом а следовательно, и громоздкой машины для его получения, что значительно усложняет и удорожает эксплоатацию.

Имеющаяся в настоящее время в радиотехнике тенденция к повышению мощности радиопередающих, в частности, радиовещательных станций ставит перед вакуумной промышленностью задачу создания ламп на повышенные мощности уже порядка нескольких сотен (а в будущем может быть и более) киловатт.

Такие лампы, повидимому, должны строиться разборными, так как изготовление их запаянной конструкции, во-первых, представляет значительные трудности, растущие с повышением мощности, и во-вторых, экономически нерационально вследствие полного выхода лампы из строя при повреждении одной из ее внутренних частей (например, катода).

Для разборных же ламп, как было указано выше, особенно большое значение имеет вопрос об удалении выделяющихся и протекающих в лампу газов.

Уже известно применение при электронных приборах, кроме основной камеры, заключающей рабочие электроды, дополнительной камеры, служащей для получения и сохранения вакуума, что достигается понижением температуры измельченного газопоглощающего вещества, в частности, активированного угля.

Как известно, активированный уголь при низких температурах обладает весьма большой поглощательной способностью (1:300). Исследования показали, что введением в некоторый герметический сосуд соответствующей порции охлаждаемого измельченного угля можно в течение нескольких минут без применения каких-либо насосов достигнуть изменения давления в этом сосуде от атмосферного до миллиардных долей атмосферы, т.е. до такого вакуума, при котором работают электронные лампы.

При достаточной порции угля, занимающей сравнительно небольшой объем, поглощательная способность его остается еще настолько значительной, что он и далее продолжает поглощать выделяющиеся из внутренних частей газы, тем самым поддерживая высокий вакуум. Таким образом, предлагаемая согласно настоящему изобретению лампа может работать без насосов.

Время от времени лампа может разбираться для смены катода и отработавшего угля, который снова может быть активирован.

Изобретение заключается в особой форме выполнения места соединения лампы с газопоглощающей камерой, обеспечивающего достаточную герметичность соединения.

Как видно из чертежа, на котором схематически в разрезе показана дополнительная камера, присоединенная снизу к основной части 1 электронной лампы, указанная дополнительная камера выполнена в виде сосуда 2, окруженного снаружи тепловой изоляцией 3.

Внутри сосуда помещен змеевик 4 с входной и выходной трубами 5 и 6. Змеевик засыпан измельченным активированным углем 7. При эксплоатации такой лампы в змеевик от компрессора под большим давлением подается воздух, который, расширяясь, понижает температуру змеевика, а следовательно, и окружающего его угля.

Для увеличения примыкающей к вакууму поверхности в сосуд 2 введена сетка 8, между которой и стенками сосуда помещается змеевик 4, засыпанный углем 7. Над холодильником, и углем может быть, как изображено на чертеже, помещен экран, отражающий лучистую энергию, выходящую из основной части лампы, для предохранения от нагревания газосорбирующего вещества.

В такой лампе необходимо принять особые меры для повышения герметичности соединения между основной частью 1 лампы и дополнительной частью 2, причем должны быть приняты во внимание особенности работы вакуумных уплотнений при низких температурах. Опыт показал, что в таких условиях работы уплотнение становится ненадежным и в лампу может просачиваться воздух. Для устранения этого, согласно изобретению, принимаются две меры: во-первых, для уменьшения притока тепла стенки сосуда 2 в месте 9 делаются более тонкими и, во-вторых, место уплотнения 10 подогревается тем или иным способом, например, при помощи потока воды, подаваемой в канал 13 через трубопроводы 11 и 12. Для этой цели может быть использована отходящая вода, охлаждающая анод лампы.

Электронная лампа с дополнительной камерой, содержащей холодильник и газопоглощающее вещество при низких температурах, отличающаяся тем, что газопоглощающая камера вблизи присоединения к лампе снабжена кольцевым утоньшением 9, а место уплотнения указанного соединения 10 снабжено каналом для циркуляции подогревающей жидкости, например, отходящей от анодов воды, с той целью, чтобы обеспечить достаточную эластичность уплотняющего вещества.