Герметичный токоввод Советский патент 1992 года по МПК H01J61/36 

00 С

ГЕРМЕТИЧНЫЙ ТОКОВВОД в кварцевую оболочку газоразрядного прибора, содержащий металлический колпачок, герметично соединенный с одной стороны стенками двух соосннх кварцевых цилиндров, соединенных с оболочкой, а с другой с держателем электрода, содержащим соединенный с электродом металлический стержень, отличающийся тем, что с целью повышения токовых нагрузок и надежности, держатель электрода снабжен трубкой, внутри которой соосно с ней вакуумно-плотно установлен указанный стержень, выполненный из материала, электропроводность которого не менее чем в 5 раз превышает электропроводность материала трубки, причем отношение внешнего диаметра трубки к диаметру стержня составляет 1,2-1,5.

Изобретение относится к области газоразрядной техники и может быть использовано, например, при изготовлении герметичных токовводов в кварцевую оболочку мощных газоразрядных приборов (ГРП).

Известен дисковый ввод в кварц для мощных ГРП, в котором ТОКОВВОД состоит из двух стержней, припаянных с разных сторон к молибденовому диску, впаянному в кварцевую деталь. Толщина диска уменьшается от.центра к краям до величины 50-70 мк для герметичного впаивания в кварц в вакууме.

Недостатками дискового ввода являют.ся высокий процент брака мри его изготовлении вследствие разрыва диска после заварки и разрушения паяного соединения токоввода с диском и низкие токовые нагрузки, поэтому ввод не нашел широ.кого

00 применения в промышленности при изгоlO |Ю 1СЛ товлении мощных ГРП.

Известен рантовый ввод в кварц, обеспечивающий большие токозые нагрузки. Он содержит молибденовый колпачок с донышр

oj ком, ТОКОВВОД, выполненным в виде двух стержней, в цилиндрической выемке одного i из которых жестко закреплены металлическая прокладка и горловина колпачка с донышком. Внутри горловины жестко закреплен цилиндрический выступ одного из стержней. Недостатками известного рантового ввода являются сложность технологического процесса сборки токоввода, связанная с обеспечением плотной посадки соединяемых звеньеи: стержней и горловины колпачка, а таюке ограничение дальнейшего повышения токовой нагрузки из-за

наличия металлической проклад м кожду соединяемыми звеньями,

Наиболее близким по техк ической сущности к предлагаемому и;-;о5рйтонинэ пвяяется рантовый ввод в кварц, coflepJiOUii M металлический колпачок, гермэтичио соединенный с держателем электрода и кварцевой деталью, Держатель электрода соединен с толстостенной частью горлоаины колпачка свэркой или пайкой, а тонкоCTSHHarf часть горловины впаяна под вакуумом между двумя квари,.-И1 деталями. Для повышения глехзническоп прочности и вакуумной плотности cooTi-ioujeHiiC толщин стенок колпака на большем дианот.ре и остальной части выбра - 0 D пределах 1:3-1:6, а соотг оше1- ио толидим стенсж пнутреннего и внешнего KOypiieBivix цилиндров составляет 1:1,5-1:2,5,

Недостатки этой комет рук и, ии з;)/ 10ч;зются в ограниченности ток.овой нагрузки и невысоком технологическом пыхсде годны: : изде/ ий. Это связана с тем, что и качестве держателя электрода применяется, icsic прлвило, стср ке11ь с малой .электропровод;-10стыо, выпQлнe ir ый, например, из корззра с целью создания необходимой гемпоратур,у для сопременного расплавления припоя,

Применение вместо ковара cтepжifeй из молибдена, воль(ррама, т.е, материа.пов с высокой электропроводностьго так i;e, как и значительное увеличение диаметра хопароБого ,цля пооыщение токопой нагрузки, резко снижает зыхо,ц годных и:зделий, Использовиние сззрки при однородных материалах (молибденовый колпачок - молибденовый стержень) sie нашло применения из-за разруш8 - ил молибденй, Целью изобретения является устра:- б-ние указанных недостатков, з и ленно унеличоние токовой нагрузки и наде; ноети токоввода.

Указанная цель достигаегся тем, что я l/13lзecт oм рантовом вподе в кварц, содержащем металлический колпачок, герметично соединенный с кварцевой ,цеталью и держателем электрода, содержа -и.ог-5 стержень, coe,4MHeHHHii с электродом, дсржате/ ь снабжен трубкой, пнутри которой коаксиально с ней плотно устаноплен указанный стержень, выполненный из материала, электропроводность которого по менее чем в 5 раз превышает злектропроводиость материала трубки, причем .е внешнего диаметра трубки кдиаметру стержня составляет 1,2-1,5,

Такое выполнение ввода позволяет использовать в качестве основ1юго токовздущего материала впода металлы с высокой электропроводностью, такие как моу11 бдз и,

;}(;-|1ьфрам и т,д,, что обеспечивает ,значитольное упеличение токовой нагрузки,

Г1ред, агвемый впод изображен на чертеже,

содержит трубку 1, на которой уста ШГ) компенсатор 2, Трубка 1 с помощью припаянного кольца 3 герметично соединена с горлопикой 4 колпачка, юбочка 5 которого герметично запарена D кварцевую

деталь 6, Коаксиально трубке внутри нее расположен стержень 7, который герметично соединен с трубкой,

Трубка 1 выполнена из коаара, имеющего f)M3Kyio теплопроводность, что позволяет

Сйоеыременно расплавить медный припой сразу же после запарки молибденового колпачка н Koapu.eiiyio ,i:iOiai i,, т,о, произвести г::р;-.1етизаци)о ко/пьзчка с ковароиой трубкой,

|-1а основе экспериментальных данных трубка должна иметь толщину стенки 0,81,2 /и-/,. Это обусла : ливается тем, что с одной сторо-чы обеспечивается достаточная моханическая iipo4Hocib ввода и своевр.еM.ei-fHoe расплавление припоя вследствие

выряонизания температур припоя, горлозинь 11 трубки при спаивании, а с другой сторои,, трубка должна иметь отверстие для

установки стержня гзозможно большего диамс-тра, так как стержень определяет токорую нпгрузку рантового ввода,

Диаметр Комаровой трубки определлется горловиной молибденового колпачка , При диаметрах горловины менее 5 мм и более 12 мм резко снил.ается технологический выход годных колпачков. Определив диа1метр копзропой трубки и разделив его на cooTHOiJjeHHC 1,2-1,,5 получаем диаметр сторж.ня, Есл;; соотношение будет меньше

1,2 HapyiusercK механическая прочность ввода, ТИК ко:: уменьииается толщина стенки коваровбй трубки. Увеличение соот(ошения libujJB 1,5 позлсчет за собой уменьшение токовой нагрузки за счет уменьшения диаметра стержня, Стсгржни предлагаемого ввода вь полняк:ггся диаметром 3-10 им, что обеспечивает больигой диапазон токовых нагрузок (до нескольких сотен Ампер), При стержнях диаметром от 3-10 мм и толщине

стенки коваровой трубки 0,8-1,2 мм соотношение нэруж1;ого /диаметра трубки к диаметру сторж1-1Я находится в пределах

1 г, i , :. I , J,

Стержни токоЕшода выполняются из материала, электропроводность которого не менее, чем з пять раз превышает электро1 рОЕодность материала трубки,

Например, электропроводность медного стержни оыше электропроводности коваровой трубки примерно в 27 раз

молибденового стержня примерно в 10, вольфрамового стержня в 7 раз.

Таким образом, электропроводность материалов, применяемых в качестве токопроводящих стержней, в 5 и более раз превышает электропроводность материала трубки. Это позволяет значительно повысить токовую нагрузку воода. Если с коваровым стержнем при диаметре 6 мм она составляет 100 А. то с медным стержнем диаметром 4 мм и крваровой трубкой токовая нагрузка возрастает до 250 А, а максимальная токовая нагрузка рантового ввода предлагаемой конструкции составляет свыше 1000 А с применением медного стержня диаметром 9 мм.

Предлагаемый ввод изготавливается в следующем порядке. Сначала собирается металлический узел, включающий в себя трубку 1, компенсатор 2, припаянное кольцо 3. Узел устанавливается в кварцевую деталь 6. герметизируется, откачивается и при

постоянной откачке заваривается. Юбочка 5 молибденового колпачка заваривается в кварцевую деталь б, а горловина 4 колпачка приваривается к коваровой трубке 1. После

5 обрезки технологических частей внутри трубки ввода устанавливают стержень 7 и производят окончательную герметизацию ввода с помощью, например, сварки или пайки. Пайка может быть произведена на

0 установке высокочастотной пайки с помощью медного или серебряного припоев. Предлагаемая конструкция рантового ввода позволяет значительно увеличить токовую нагрузку современных кварцевых

5 приборов с 100 до 1000 А.

Предлагаемый рантовый ввод может быть основным и заменит известные дисковые, колпачковые и рантовые вводы. 0 Экономический эффект может быть получен за счет увеличения технологического выхода рантовых вводов.