Устройство охлаждения электронной лампы Советский патент 1979 года по МПК H01J19/74 

(54) УСТРОЙСТВО ОХЛАЖДЕНИЯ ЭЛЕКТРОННОЙ ЛАМПЫ новой поверхности бойлера снаружи закреплен катод - охлаждаемый эпемент электронной лампы, а изнутри нанесен пористый слой, аналогичный капиллярнопористой структуре тепловых труб. Свободное пространство внутри бойлера и пористый слой заполнены жидкостыа 2. Бойлер с помощью расширяющейся части баллона соединен с цилиндрическим конденсатором. Стенки расширяющей ся части баллона также покрыты пористы слоем, являющимся продолжением пористого слоя бойлера. Бойлер отделен от остального объема балпона соплом, сужающимся по направлению к конденсатору. В стенках сопла выполнено множес,твр отверстий. Над выходом сопла установлена отбойная решетка. Сопло пред назначено для сжатия и турбулизации по тока пара, выходящего из бойлера. После выхода из соппа пар резко расширяется и происходит сепарация избыточной влаги. Отбойная решетка препятству проникновению капель жидкости в конден сатор и направляет их в накопительную емкость,расположенную между стенками расширяющейся части баппона и соппа. В эту же емкость поступает из конденсатора конденсат, стекая по стенкам балпона. Возврат конденсата из накопительной емкости в бойпер осуществляетс даумя путями - по пористому спою всле ствие капиллярных сил непосредственно к поверхности теплообмена и через отверстия в стенках сопла в виде капел и етруй в свободный обьем бойлера. Наибольшей эффективностью рассмотренное устройство будет.обладать только при условии, что свободное пространство внутри бойлера в процессе работы будет постоянно заполнено жидкостью. Сужаюшееся сопло, примененное в устройстве, обладает большим гидравпическим сопротивлением, намного большим, чем сопротивление всех остальных участков устройства охлаждения. Введение сопла приведет к значительному повышению давления в бойлере. Соответственно повысится температура насыщения жидкости (температура кипения) и температура охлаждаемого катода электронной лапмы. При этом даже незначительные колебания объемного расхода пара через сопло, вызьтаемые, например Изменением тепловой нагрузки катода, будет в значительной мере изменять давление в бойлере и, связанные с ним 6 2.4 колебания температуры катода могут достичь недопустимьгх величин. Высокое статическое давление в бой- пере препятствует проникновению капель и струй через отверстия в стенках нижней части сопла. На остальной части сопла капли и струи жидкости будут проникать через отверстия в стенках, однако высокий динамический напор в турбулизированном потоке пара будет препятствовать опусканию И.Х в бойпер. Поток пара будет дробить эти струи и капли, захватывать их и выносить через сопло. Через некоторое время после начала работы устройства жидкость из бойлера переместится в накопительную емкость, а некоторая ее часть будет циркулировать в контуре накопительная емкость стенка сопла - поток пара - пространство над соплом - накопительная емкость. Нарушится основное условие высокой холоДопройзводительности устройства - бойпер освободится от жидкости. Отсутствие жидкости в свободном объеме бойлера превратит устройство в обычную тепловую трубу. Возврат конденсата в зону испарения будет ocymecTanHTbdH с этого момента только пористым споем. Теплопередакнцая способность устройства и допустимые тепловые нагрузки на катоде резко уменьшатся, Целью настоящего изобретения яв ляется устранение указанных недостатков, увеличение производительности устройства охлаждения, повышение удель.ной мощности, отводимой от электрода и Стабилизация его температуры. Указанная цель достигается тем, что транспортное средство выполнено в виде колокопообразного диффузора с расположенным В нем полым шаром, жестко соединенньп; с проходящим сквозь наго штоком, один конец которого подвешен к отбойной решетке на пружине, а второй конец выполнен в виде поршня и входит в цилиндрическую камеру с впускным и выпускным клапанами, расположенную в бойлере. На приведенном чертеже изображен общий вид предложенного устройства охлаждения в разрезе. Охлаждаемый катод 1 закреплен на наружной боковой поверхности бойлера 2. На чертеже показаны также анод 3 и магнитная система 4 электронной лампы. Внутренняя боковая поверхность бойлера 2 покрыта пористым слоем 5, выполненным, например, из нескольких 5 споев мелкоячеистой металпической сет ки . Бойлер 2 отделен от остального объема баллона , содержащего конценсатор 6 и расширяющуюся часть 7, при помощи колокопообраэного диффузора 8. В нижней части диффузора. 8 выпопнены . отверстия 9. Со стороны бойлера 2 отверстия 9 закрыты пористым споем S. Стенки диффузора 8 и расширяющаяся часть 7 баллона образует емкость, в которой скапливается конденсат 10,. Через отверстия 9 конденсат 10 впйты вается пористым слоем 5 и вследствие капиллярных сил распределяется по всему спою. По оси диффузора 8 размещен полый шар 11, жестко соединенный со штоком 12. Верхний конец штока 12 вх дит во втугасу 13 отбойной решетки 14 и свободно подвешен к ней с помощью пружины 15. Один конец пружины 15 закреппен на втулке 13, второй - на . штоке 12. Нижний конец штока .12 выполнен в вице поршня и входит в камеру 16. В основании камеры 16, упирающем ся в дно бойлера, установпен вьшускной обратный клапан 17 и имеются отверст 18 для выхода конденсата в бойлер. Ка мера 16 фиксируется по оси бойпера с помощью одного Й1Ш нескольких трубопровоцов 19. Трубопроводы 19 соециHsnoT накопите пьную емкость с камерой На входе каждого трубопровода 19 в камеру 16 установпен впускной обратный клапан 2О. В статическом состоянии бойгаер 2, пористый спой 5, камера 16, трубопров ды 19 и часть накопительной емкости заполнены жидкостью с температурой ( fe ) меньше температуры насыщения (,.). Шар 11 со штоком 12 удерживается пружиной 15 таким образом, что нижний конец штока, выполненный в виде поршня, находится в верхней части, камеры 16. Работа устройства основана на известном факте возникновения силы,, толкающей шар навстречу обтекающему его в диффузоре потоку пара, ripvr включении электронной пампы от катода 1 в бойлер 2 начинает поступать теппо. Жидкость в бойлере нагревается до температуры насыщения и закипает. Образующийся пар .выходит через диффузор 8, обтекая при этом шар 11. Скорость пар в наиболее узком сечении междз шаром 11 и стенкой диффузора 8 буает максимальной. Сразу за скорость 226 пара резко падает. В струе, обтекающей переднюю часть шара, давление будет намного меньше, чем за шаром. Благодаря этой разности давлений, на шар действует сила, двигающая его ко входу в йиффузор. Чем больше скорость пара, тем больше сила, действующая на шар. При движении ко входу в диффузор, шар 11 увлекает шток 12 и растягивает пружину 15. Давление в камере 16. под воздействием нижнего конца штока 12 повышается, выпускной обратный клапан 17 открьгеается и в бойлер 2 через отверстия 18 поступает порция жидкости, недогретой до температуры насьпцения.. Процесс парообразования гасится на время, поке поступившая жидкость не нагреется до температуры насьпцения. Поток пара уменьшится и шар 11 со штоком 12, под воздействием пружвны. 15 возвратится в исходное положение, При этом выпускной обратный к.папан 17 закрывается и в камеру 16 через трубопроводы 19 и впускные обратные кпапаны 2О всасьгаается следующая порция жидкости, недЬгретой до температуры насыщения. Подкачка конденсата, саморегупируемая потоком пара, позволяет поддерживать в бойлере требуемый уровень хшдкости и обеспечивать, таким образом, условия, необходимые для наибольшей эффективности устройства охлаждения электронной лампы. При этом в несколько раз увевичивается удельная тепловая мощность, отводимая от катодами стабилизируется его температура. Формула изобретения Устройство охлаждения электронной лампы, содержащее охлаждаемый эпектрод, бойлер, конденсатор, отбойную решетку и транспортное средство, от-, личающееся тем, что, с цепью увеличения производительности устройства охлаждения, улучшения стабилизации температуры электрода, транспортное средство выполнено в виде колоколообразного диффузора с расположенным в нем полым шаром, жестко соединенным с проходящим сквозь него штоком, один конец которого подвешен к отбойной решетке на пружине, а второй конец выполнен в виде поршня и входит в цилиндрическую камеру с впускным и выпуск 7,Gri8(22 НЫМ клапанами, расположенную в бойпере.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

кп. IGo-V-l, 1970.

2. Патент Великобритании № 126376G, кл. и i Б , 197О. -S .1. Патент CILIA № 311.1О8,

3 /5

т