ПОДОГРЕВАТЕЛЬ КАТОДА ЭЛЕКТРОВАКУУМНОГО ПРИБОРА

Полезная модель относится к электронной технике, в частности, к конструкции подогревателей, выполненных в виде резистивного нагревателя, заплавленного в керамический изолятор, широко применяемых в производстве катодно-подогревательных узлов различных типов электровакуумных приборов, в том числе приборов СВЧ диапазона.
Известны подогреватели торцевых металлопористых катодов, с резистивным нагревателем, заплавленным в керамический изолятор из алюмооксидной керамики типа ВК-99 или ВК-98 и размещенным внутри металлического корпуса катода. [А.А. Лучин «Подогреватели катодов ЭВП (теория и технология)», Москва, изд. ««ЦНИИ «Электроника»» 1991 г. стр. 37-41; 74-76].
К недостаткам таких подогревателей относится высокая вероятность их разрушения (перегорания) при повышенных тепловых нагрузках из-за лавинообразного роста ионной проводимости керамического изолятора на участках между резистивным нагревателем и металлическим корпусом катода, а также в промежутках между участками резистивного нагревателя с высокой напряженностью электрического поля. Наиболее опасными с точки зрения разрушения подогревателя являются форсированные режимы его работы при постоянном токе накала. Кроме того, изготовление указанных подогревателей с промежутками между участками нагревателя на уровне десятых долей миллиметра сопряжено с высоким процентом брака, из-за замыкания участков нагревателя в процессе его заплавления керамическим изолятором, что свидетельствует об их низкой технологичности.
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой полезной модели является конструкция подогревателя диспенсерного катода электровакуумного прибора, выполненного в виде резистивного нагревателя из одиночной или бифилярной спирали, залитого в керамический изолятор из окиси алюминия и размещенного внутри металлического корпуса катода. [А.В. Иванова, А.И. Маштакова «Катоды», часть IV, «Подогреватели», выпуск №9(254), ноябрь 1974 г., Москва, изд. ««ЦНИИ «Электроника»», стр. 36]. Отличительной особенностью данной конструкции подогревателя является наличие дополнительного керамического цилиндра между подогревателем и металлическим корпусом катода, который позволяет устранить лавинообразное нарастание ионной проводимости между нагревателем и корпусом катода, приводящей к разрушению (перегоранию) подогревателя.
Однако указанное конструктивное решение также имеет существенный недостаток, так как не устраняет опасность разрушения подогревателя в промежутках между участками нагревателя с высокой напряженностью электрического поля - более 20 В/мм. Очевидно также, что реализация данного решения путем установки керамического цилиндра в промежутках между участками нагревателя практически невозможна.
Задачей полезной модели является повышение эксплуатационной надежности и технологичности изготовления подогревателей катодов электровакуумных приборов, выполненных в виде резистивного нагревателя, заплавленного в керамический изолятор.
Поставленная задача решается за счет того что, в известном подогревателе катода электровакуумного прибора, выполненного в виде резистивного нагревателя, заплавленного в керамический изолятор и размещенного внутри металлического корпуса катода, в керамическом изоляторе в промежутках между участками резистивного нагревателя сформированы зазоры, открытые в вакуумную полость электровакуумного прибора.
Предлагаемая полезная модель может быть использована при изготовлении подогревателей катодов электровакуумных приборов с различной конфигурацией резистивного нагревателя, заплавленного в керамический изолятор.
Заявляемая полезная модель поясняется фиг. 1-2, на которых представлены схемы конструктивного исполнения подогревателей торцевых металлопористых катодов электровакуумных приборов с резистивным нагревателем 1, содержащих в керамическом изоляторе 2 зазоры 3, расположенные в промежутках между участками резистивного нагревателя и открытые в вакуумную полость электровакуумного прибора.
На фиг. 1 представлена схема конструкции подогревателя с резистивным нагревателем в виде спирали, сформованной в два кольца с открытым в вакуумную полость прибора зазором в промежутке между участками с напряженностью электрического поля более 20 В/мм. На фиг. 2 представлена схема конструкции подогревателя с резистивным нагревателем в виде спирали, сформованной в одно кольцо, в котором зазор сформирован в промежутке между участками нагревателя размером 0,1 мм, равным размеру промежутка.
Повышение эксплуатационной надежности и технологичности изготовления подогревателей катодов электровакуумных приборов при использовании полезной модели объясняется не только высокими электроизоляционными свойствами вакуумируемого при работе катода зазора, формируемого в промежутке между участками резистивного нагревателя, но и существенным увеличением между этими участками протяженности керамической изоляции.
Апробация полезной модели была проведена на подогревателях торцевых металлопористых катодов, применяемых в катодно-подогревательных узлах клистрона КИУ-216. При этом было установлено, что формирование открытого в вакуумную полость прибора зазора величиной от 0,2 до 0,5 мм в промежутках между участками нагревателя с напряженностью электрического поля более 20 В/мм существенно повышает эксплуатационную надежность подогревателя, в частности, увеличивает запас по мощности накала катодно-подогревательных узлов не менее чем в 1,5 раза на постоянном токе, и в 1,9 раза на переменном токе накала.
Подтверждение повышения технологичности изготовления подогревателей при использовании полезной модели было получено при изготовлении подогревателей катодно-подогревательных узлов, в которых величина промежутка между участками нагревателя составляла 0,1-0,2 мм. Введение зазора в промежутках между участками позволило полностью исключить брак при заплавлении нагревателя керамическим изолятором.
В предлагаемой полезной модели минимальная величина зазора может составлять 0,01 мм, что связано с технологическими возможностями его формирования, а максимальная его величина ограничивается размером промежутка между участками резистивного нагревателя.
Источники информации.
1. [А.А. Лучин «Подогреватели катодов ЭВП (теория и технология)», Москва, изд. ««ЦНИИ «Электроника»» 1991 г. стр. 37-41; 74-76].
2. [А.В. Иванова, А.И. Маштакова «Катоды», часть IV, «Подогреватели», выпуск №9(254), ноябрь 1974 г., Москва, изд. ««ЦНИИ «Электроника»», стр. 36] (прототип).