Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Катодно-підігрівний вузол торцевого типу, що складається з підігрівника, який відрізняється тим, що підігрівник виконано з двох металевих смуг, які вигнуті так, що утворюють ромбічну комірку, поза коміркою смуги з'єднані між собою, катод розміщено в центрі ромбічної комірки за допомогою тримача, що складається з двох смуг, які вигнуті таким чином, щоб після з'єднання невигнутих частин смуг тримача катод був щільно зафіксований у ньому, тримач закріплено у вершинах ромбічної комірки, утвореної одиночними смугами.

Текст

Корисна модель відноситься до електронної техніки і може бути використана для нагрівання стрижньових термокатодів. Відома конструкція для нагрівання стрижньового термокатоду, до складу якого входять: провідна нить, що у вигляді спіралі співвісно оточує термокатод і яка при протіканні через неї струму емітує термоелектрони, що бомбардують термокатод и тим самим його нагрівають; теплового екрана, що розташований зовні ниті свіввісно термокатода [Патент Японії 58-26767, H01J 1/20, 04.06.1983]. Недоліками конструкції є дія магнітного поля на термоелектрони катода, нерівномірний нагрів катода через наявність порожнеч між витками спіралі, при цьому зменшення відстані між витками приводить до підвищення ймовірності міжвиткового закорочення і виведення підігрівника з ладу, термокатод повинен мати чітко визначену форму (циліндр з круглим перерізом). Найбільш близьким до запропонованого є устрій для підігріву катода (прототип), у якого підігрівник виконано двома провідними дротяними виводами у вигляді півкілець, що щільно прилягають до поверхні катода. Прямі кінці цих провідних дротяних виводів туго стягнуті гвинтовим дротом малого діаметра і підключені до стумопідводів [Патент Японії 54-27231, H01J 1/15, H01J 29/04, 08.09.1979]. До недоліків цієї конструкції катодно-підігрівного вузла відноситься: хімічна взаємодія матеріалів катода і підігрівника, дифузія матеріалу підігрівника на поверхню катода, що емітує, електромасоперенесення матеріалу на його поверхні, нерівномірний нагрів катода через нещільне прилягання підігрівника до поверхні катода, пов'язане з різними температурними коефіцієнтами лінійного розширення матеріалів катода і підігрівника. Крім того для зміни катода необхідно руйнувати підігрівник. В основу корисної моделі поставлено задачу забезпечення розміщення катода різної форми і розмірів, зміни катода в катодно-підігрівний вузол без руйнування підігрівника, одночасного вимірювання величини термоемісійного струму і випромінювальних характеристик матеріалу катода, тобто досягнення рівномірного нагріву катода, усунення впливу магнітного поля підігрівника на електронний потік з катода, а також електромасоперенесення матеріалу катода на його поверхні, зниження хімічної взаємодії матеріалів підігрівника і катода. Вказана мета досягається тим, що в катодно-підігрівному вузлі торцевого типу згідно з корисною моделлю підігрівник виконано з двох металевих смуг, які вигнуті так, що утворюють ромбічну комірку. Смуги поза коміркою з'єднані поміж собою; катод розміщено в центрі ромбічної комірки за допомогою тримача, що закріплений у вершинах ромбічної комірки, утвореної одиночними смугами. Тримач катода складається з двох смуг, які вигнуті таким чином, щоб при їх з'єднанні досягалась фіксація катода в тримачі. Завдяки розміщенню катода посеред ромбічної комірки, утвореної металевими смугами, досягається нагрівання катода тепловим випромінюванням підігрівника за відсутності магнітного поля в області катода і, отже, його впливу на електронний потік з катода (наприклад, відхилення електронного пучка); має місце однакове нагрівання протилежних торців катода, що дозволяє одночасно вимірювати величину термоемісійного струму з одного кінця і випромінювальні характеристики матеріалу катода з іншого торця, в якому виконаний, наприклад, отвір для моделювання абсолютно чорного тіла. Оскільки тримач катода закріплено у вершинах ромбічної комірки, утвореної одиночними смугами, то ці вершини є еквіпотенційними, і електричний струм безпосередньо через катод не проходить. Це сприяє тому, що буде відсутнє електромасоперенесення матеріалу катода на його поверхні. Зниження хімічної взаємодії матеріалів підігрівника і катода забезпечується відсутністю їх безпосереднього контакту. На Фіг.1 зображено загальний вигляд запропонованого катодно-підігрівного вузла торцевого типу, на Фіг.2 перетин для кращого показу конструкції. Катодно-підігрівний вузол складається з двох металевих смуг 1 і 1¢, вигнутих на прес-формі таким чином, щоб після точкового зварювання не вигнутих частин смуг підігрівник був ромбічною коміркою, наприклад, квадратної форми. Матеріал підігрівника вибирається з умови можливості отримання необхідної температури його нагрівання при пропусканні через нього струму. Таким матеріалом може бути будь-який метал, який використовується для підігрівників (вольфрам, молібден, тантал, реній та інші або їх сплави). Катод 2 з отвором для моделювання абсолютно чорного тіла на одному з торців кріпиться в центрі комірки за допомогою тримача 3, який у свою чергу складається з двох смуг, що вигнуті таким чином, щоб після точкового зварювання невигнутих частин смуг тримача катод щільно фіксувався у ньому. Тримач закріплюється за допомогою точкового зварювання в еквіпотенційних вершинах комірки, утворених одиночними смугами, і матеріал якого вибирається з умови мінімальності хімічної взаємодії матеріалів тримача і катода. Ширина ромбічної комірки може бути вибрана довільним чином, зокрема, рівній довжині катода. При необхідності одночасного нагріву декількох катодів підігрівник може бути зроблений у вигляді необхідної кількості послідовно або паралельно сполучених комірок. Катодно-підігрівний вузол працює таким чином. При пропусканні електричного струму через підігрівник відбувається омічний нагрів металевих смуг 1 і 1¢, причому більшою мірою одиночних смуг, що утворюють ромбічну комірку. Катод 2 нагрівається за допомогою теплового випромінювання підігрівника за відсутності струмів витоку і пробоїв між ним та катодом. Відомо, що теплове випромінювання завжди знаходиться у термодинамічній рівновазі з речовиною [Савельев И.Б. Курс общей физики: В 3 т., Т. 3: Квантовая оптика. Атомная физика. Физика твердого тела. Физика атомного ядра и элементарных частиц. - М.: Наука, 1989. - 304с.]. Це означає, що коли усередині замкнутої комірки знаходиться тіло, що нагрівається, то воно буде мати температуру матеріалу комірки, тобто температура тіла, що нагрівається, не буде залежати від його місця розташування посеред комірки, а також форми і розміру цього тіла (катода). Розміщення катода посеред ромбічної комірки за допомогою тримача З, закріпленого в еквіпотенційних вершинах цієї комірки, приводить до однакового нагріву протилежних торців катода, відсутності магнітного поля і його впливу на потік термоелектронів (наприклад, його відхилення), а також відсутності проходження електричного струму через катод і електромасоперенесення матеріалу катода, зниженню хімічної взаємодії матеріалів катода і підігрівника. Розглянемо приклад реалізації запропонованого катодно-підігрівного вузла торцевого типу для катода з монокристалічного гексабориду лантану LaB6. Підігрівник і тримач, що мав ширину 0,5-1мм, виконувалися з танталу як одного з найбільш хімічно інертного матеріалу по відношенню до LaB6. При пропусканні через підігрівник струму потужністю 150Вт танталова комірка нагрівалась до температури 2200К. При цьому температура катода, що мав довжину 5мм і квадратний перетин зі стороною 2мм, у всьому температурному діапазоні була нижче за температуру комірки на 180К. Катодно-підігрівний вузол пропрацював при температурі катода, рівній 1900К, протягом 100год без деградації його властивостей. Таким чином, на прикладі реалізації наочно виявилися переваги катодно-підігрівного вузла, що заявляється, в порівнянні з прототипом: швидкість і простота зміни катодів різної форми і розмірів без руйнування катоднопідігрівного вузла, усунення впливу магнітного поля підігрівника на термоелектронний струм катода, а також відсутність електромасоперенесення матеріалу катода на його поверхні, зниження хімічної взаємодії поміж матеріалами підігрівника і катода.

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Cathode heating unit of butt type

Автори англійською

Taran Anatolii Oleksiiovych, Voronovych Danyil Oleksandrovych

Назва патенту російською

Катодно-подогревательный узел торцевого типа

Автори російською

Таран Анатолий Алексеевич, Воронович Даниил Александрович

МПК / Мітки

МПК: H01J 1/00

Мітки: типу, вузол, торцевого, катодно-підігрівний

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/2-33715-katodno-pidigrivnijj-vuzol-torcevogo-tipu.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Катодно-підігрівний вузол торцевого типу</a>

Подібні патенти