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BELL TELEPHONE MANUFACTURING COMPANY 4., rue Boudewyns
Cette invention fait l'objet d'une demande de brevet déposée en Grande-Bret agne le 16 Mai 1945 aux noms de la STANDARD TELEPHONES AND CABLES LIMITED et de MM. Frank Douglas GOODCHILD et Kenneth Edward EVERETT.
La présente invention se rapporte à des perfectionnements à la cons- truction des dispositifsa décharge électronique à grande puissance.
Autrefois, il était de pratique usuelle de munir un tube à grande puis- sance d'un pied de verre rentrant scellé à l'enveloppe et formant une partie pressée à travers laquelle étaient sceliés les conducteurs aboutissant aux électrodes du tube. Avec cette disposition les conducteurs devaient inévita- blement être voisins les uns des autres et l'on éprouvait fréquemment des dif- ficultés dans l'obtention d'un scellement satisfaisant entre pied et enveloppe et ne donnant aucun danger de se craqueler.
L'invention a principalement pour objet la constitution d'un socle pour l'enveloppe d'un tube à grande puissance, à travers lequel les conducteurs abou- tissant aux électrodes peuvent être scellés avec des espacements relativement
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larges et qui ne présentent Pas les mêmes difficultés que le pied rentrant usuel lors de son scellement au reste de l'enveloppe. Un objet accessoire de l'invention consiste à prévoir pour le tube un socle susceptible d'ê - tre aisément descellé pour livrer accès aux parties internes du tube , dans le but de permettre les réparations ot d'être aisément rescellé a- près réparation. Cette facilité est de valeur considérable étant donné le prix relativement élevé des tubes à grande puissance.
L'ihrention prévoit notamment un tube à décharge électronique à grande puissance comportant une enveloppe avec partie en verre et socle en forme de coupe en verre, pratiquement de même diamètre et de même épaisseur que ladite partie de gerre, à laquelle il est scellé par un joint bout à bout le long du bord de la coupe, les conducteurs des élec- trodes internes du dispositif étant scellés à travers le dit socle.
L'invention couvre également le procédé de réparation d'un dis- positif de ce genre comprenant les étapes suivantes descellement du so- cle et de l'enveloppe au voisinage du joint original, enlèvement du socle exécution de la réparation d'une ou de plusieurs des électrodes et rescel- lement du socle sur l'enveloppe suivant le procédé indiqué.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante et à l'examen des dessins joints qui en représentant schématique- ment, à titre d'exemples non limitatifs, quelques modes de réalisation.
La figue I est une coupe d'un tube pentode à grande puissance à deux extrémités, disposé en vue de son refroidissement par radiation, conformément à ne caractéristique de l'invention.
Les figures 2 et 4 sont des coupes de deux socle$conformes à une autre caractéristique de l'invention.
Les figures 3 et 5 représentent les socles des figures 2 et 4, vus du coté de leur concavité.
Les figures 6 et 7.sont respectivement une coupe et une vue en bout d'un tube triode à grande puissance selon l'invention, disposé en vue du refroidissement par eau.
Les figures 8 et 9 sont une coupe et une vue en bout d'un tube triode conforme à une variante de l'invention et disposé en vue de son
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refroidissement par courant d'air.
Si l'on se reporte au tube pentode à refroidissement par radiation re- présenté aux figures I à 5, on voit que l'enveloppe de verre I comporte, à ses extrémités, deux parties cylindiques 2 et 3, le diamètre réduit. Ces parties cylindiques sont fermées par des socles en forme de coupe 4, 5, en verre pra- tiquement de la même épaisseur que l'enveloppe. Ces socles sont munis de con- ducteurs d'entrée de courant scellés, et de tiges support* pour les diverses électrodes du tube. La cathode, en forme de filament, la grille de commande et la grille écran, sont montées sur le socle 4 ; la grille de rejet et l'ano- de sont montées sur le socle 5 et les socles munis de leurs électrodes sont ensuite scellés sur l'enveloppe I par des joints bout à bout, dans la région des lignes pointillées 6 et 7.
Le socle en forme de coupe 4 ( qu'on voit plus clairement aux figu- res 2 et 3) est relativement peu profond et il est entièrement convexe vers l'extérieur, ne comportant aucune partie plate ou rentrante. A travers ce so- cle sont scellés un certain nombre de conducteurs, à l'aide de gouttes de ver- re, par des méthodes bien connues qui ne demandent pas une description détail- lée, ainsi qu'un certain nombre de tiges de supports d'électrodes, qui ne traversent pas entièrement le verre. Parmi ces dernières 8 et 9 correspondent au filament, 10, II et un support 12, symétriquement espacés de 1200 sont destinés à la grille de commande. Le conducteur 13 et les deux supports 14 et 15 également disposés de façon symétrique, correspondent à la grille écran.
Le conducteur II n'est pas visible a la figure 2, car il est caché derrière le conducteur 13. Une tige de support centrale 16 est prévue pour le filament.
Le socle 5, représenté aux figures 4 et 5, est de façon générale, analo- gue au socle 4. Il porte deux conducteurs 17 et 18 et un support 19, pour l'ano- de, disposés symétriquement à 120 , ainsi que trois conducteurs 2u,21, 22, pour la grille de rejet. Ce socle porte également un tube central 23, ou queusot, à travers lequel le tube terminé est vidé, après que les socles ont été scellés à l'enveloppe de la manière déjà expliquée.
La disposition des divers conducteurs et supports scellés dans les so- cles 4 et 5 ayant été décrite ci-dessus, on va maintenant décrire brièvement le
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système d'électrodes, tel que représenté à ia figure I.
Le filament, ou cathode 24 est monté sur un système d 1 accrocnage 25, soudé aux conducteurs de filament 8 et 9, et il est maintenu tendu par un ressort 26, monté sur la tige centrale 16.
La grille de commande est supportée sur des tiges 27, fixées sur un collier 28, lequel est soudé aux conducteurs 10, 11 et à la tige de sup- port 12.
La grille écran est supportée sur les tiges 29 soudées sur les ti - ges 13,14, et sur le tige-support 15. j'autre extrémité des tiges 29 est reliée à une pièce 30 sur laquelle sont montés les manchons isolants 31, destinés à soutenir les extrémités des tiges 27 de grille de commande. Des écrans en toile métallique 32 ot 33 sont fixés aux tiges de la grille écran, à chacune des extrémités de celle-ci.
La grille de rejet est portée par les tiges 34 soudées aux conduc- teurs 20, 21, 22, et supportées à leur autre extrémité par des manchons iso- lants 35, fixes aux conducteurs de la grille écran 13, 14 et à la tige sup- port 15. Les tiges 34 sont disposées de manière à glisser dans des douilles correspondantes des manchons 34 lors du scellement des socles sur le reste de l'enveloppe.
Enfin, l'anode 36 eat supportée par un collier 37, monté sur les conducteurs 17, 18 et sur la tige support 19. L'anode et les diverses gril- les sont, bien entendu, d'une force convenable, permettant d'enfiler l'en - semble de la grille et du filament,tout monté, sur le socle 4, à l'intérieur de l'ensemble de la grille et de l'anode montées sur le socle 5.
La mise en forme des socles en forme de coupe 4 et5 et le scelle- ment sur lesdits socles des conducteurs et des tiges de supports sont des opérations simples et on verra que les divers conducteurs sont bien espa- cés les uns des autres. Ces socles n'ont aucune tendance au développement d'efforts ayant pour résultat de les craqueler et on verra que leur scelle- ment sur l'enveloppe se produit en une région relativement éloignée des scellements des conducteurs, de sorte que ces derniers ne sont pas affectés de façon appréciable par le chauffage nécessaire pour ce scellement final.
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Il est également simple de desceller l'un des socles ou tous deux, du restant de l'enveloppe, pour obtenir accès aux électrodes, en vue de réparation à venir et il est facile de mettre en place un nouveau queusot sur le tronçon de l'ancien. Après que les réparations ont été faites, le tube peut être rescel- lé de la manière déjà décrite.
Les figures 6 et 7 montrent l'application des mêmes principes à un tube triode à grande puissance à anode externe, destiné à être introduit dans une chemise de circulation d'un fluide réfrigérant.
L'enveloppe se compose d'un tube métallique servant d'anode 38, scellé en 39, au moyen d'un joint métal%erre usuel, sur une partie de verre 30, de section cylindique au voisinage de .La ligne pointillée 41. Un socle de verre en forme de coupe 42, de mêmes dispositions générales que les socles 4 et 5 précédemment décrits, est scellé sur la partie de verre 40 par un joint métallique, en 41. Scellés à travers le socle 42 sont disposés trois gros con- ducteurs, 43,44, 45, disposés symétriquement et supportant un disque métalli- que 46 annulaire sur lequel est montée la grille de commande, au moyen du sup- port 47.
Egalement scellés au travers du socle de verre 42 sont disposés deux conducteurs 48 et 49 pour le filament cathodique, ainsi qu'un support central 50 pour ce filament, Le queusot usuel de scellement est représenté en 5I.
Les trois conducteurs 43,44, 45, sont fixés, extérieurement au socle, sur un gros conducteur annulaire 52 sur lequel est monté un disque annulaire de matière isolante 53, au moyen de trois bandes métalliques 54, 55, 56 . Ces bandes sont réunies au centre et reliées à une broche centrale 57, servani: de connexion pour la grille de commande. Deux broches 58 et 59, correspondant au filament, sont montées sur le disque isolant 53 et reliées aux conducteurs correspondants 48 et 49, par les bandes 60 et 61.
Conformément à certaines caractéristiques de l'invention, le fila- ment et la grille de commande, avec tous leurs supports et conducteurs, sont tout d'abord montés sur le socle de verre 42, qui est ensuite scellé au reste de l'enveloppe par un joint en bout, au voisinage de la ligne pointillée 41.
11 apparaît évident de ce qui a été décrit ci-dessus que ce tube
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peut être aisément démonté pour réparations, en descellant le socle, en l'éloignant du reste de l'enveloppe et en le rescellant comme prédédem- ment lorsque la réparation est terminée.
Il est à noter que la grille de commande est connectée à la broche à travers les trois gros conducteurs 43,44,45 qui sont effecti- vement en parallèle. Ceci constitue une connexion susceptible d'être parcourue par un courant de puissance importante, ladite connexion n' ayant qu'une self-induction relativement faible, ce qui est important dans le cas des tubes fonctionnant à des fréquences elevées.
Il est évident qu'une pentode à refroidissement d'eau pour- rait être construite suivant les mêmes directives, en munissant le so- cle d'un nombre suffisant de conducteurs ou de supports d'électrodes supplémentaires.
Les figures 8 et 9 représentent le tube établi suivant des principes analogues, si ce n'est qu'il est disposé en vue d'un refroi- dissement par circulation forcée d'air. L'anode métallique 62 est mu - nie d'ailettes de refroidissement 63 et elle est scellée en 64 sur une partie de verrre 65 de l'enveloppe; présentant une section cylindrique au voisinage de la ligne pointillée 66. Le socle de verre en forme de coupe 67 est de forme générale analogue aux socles précédemment décrits.
Ils portent des conducteurs, scellés à travers lui, pour la grille de commande et le filament cathodique. Ledit socle est scellé sur le reste de l'enveloppe en 66, de la même manière que précédemment.
Le filament cathodique est supporté sur les tiges 68, 69 reliées par bandes 70,71 aux tiges 72,73 scellées à travers le socle 67 et se terminant à l'extérieur par des broches 74,75, montées sur une épaisse plque isolante 76. Une troisième broche 77, scellée à travers le socle 67, porte le support central 78 du filament. Cette broche sert de support supplémentaire pour la plaque 76 extérieure au socle et elle est découpée de manière à ce qu'elle ne fasse contact avec aucune parti,- du support(non représenté) sur lequel le tube sera fixé. Une plaque iso- lante 79 est prévue pour donner de la rigidité aux bandes 70,71.
La grille de commande est montée sur trois tiges 80, fixées
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- 7 - 47 7230 @ sur un collier 81, soudées à une tige 82, aile-même scellée à travers le so- cle 67 et reliée extérieurement à une broche centrale 83. Le queusot de vidange usuel est représenté en 84, à la figure 9. Il n'est pas visible à la figure 8.
Il est à noter que t'anode du tube représenté aux figures 6 et 7 pourrait être munie d'ailettes de refroidissement par air et que les ailet- tes de refroidissement 63, représentées aux figures 8 et 9, pourraient, si on le désirait, être omises, si on désirait employer pour ce tube le refroidis- sement par eau.
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BELL TELEPHONE MANUFACTURING COMPANY 4. Boudewyns Street
This invention is the subject of a patent application filed in Great Britain on May 16, 1945 in the names of STANDARD TELEPHONES AND CABLES LIMITED and MM. Frank Douglas GOODCHILD and Kenneth Edward EVERETT.
The present invention relates to improvements in the construction of high power electronic discharge devices.
Formerly, it was usual practice to provide a high power tube with a glass foot returning sealed to the casing and forming a pressed part through which the conductors terminating at the electrodes of the tube were sealed. With this arrangement the conductors inevitably had to be close to each other and there were frequently difficulties in obtaining a satisfactory seal between the foot and the casing and giving no danger of cracking.
The main object of the invention is to provide a base for the casing of a high power tube, through which the conductors leading to the electrodes can be sealed with relatively spacings.
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wide and which do not present the same difficulties as the usual re-entrant foot when it is sealed to the rest of the envelope. An accessory object of the invention is to provide for the tube a base capable of being easily unsealed to provide access to the internal parts of the tube, with the aim of allowing repairs and of being easily resealed after repair. This facility is of considerable value given the relatively high price of high horsepower tubes.
The ihrention provides in particular a high-power electronic discharge tube comprising a casing with a glass part and a base in the form of a glass cup, practically of the same diameter and of the same thickness as said part of the glass, to which it is sealed by a butt jointed along the edge of the cut, the conductors of the internal electrodes of the device being sealed through said base.
The invention also covers the method of repairing a device of this type comprising the following steps: unsealing of the base and of the casing in the vicinity of the original seal, removal of the base, execution of the repair of one or more. several of the electrodes and reseal- ment of the base on the casing following the procedure indicated.
The invention will be better understood on reading the following description and on examining the accompanying drawings which schematically represent, by way of nonlimiting examples, some embodiments.
Fig. I is a section through a high power pentode tube with two ends, arranged for its cooling by radiation, in accordance with a characteristic of the invention.
Figures 2 and 4 are sections of two base $ according to another feature of the invention.
Figures 3 and 5 show the bases of Figures 2 and 4, seen from the side of their concavity.
Figures 6 and 7 are respectively a section and an end view of a high power triode tube according to the invention, arranged for water cooling.
Figures 8 and 9 are a sectional view and an end view of a triode tube according to a variant of the invention and arranged with a view to its
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cooling by air current.
Referring to the radiation cooled pentode tube shown in Figures I to 5, it can be seen that the glass casing I has, at its ends, two cylindrical parts 2 and 3, the reduced diameter. These cylindrical parts are closed by cup-shaped bases 4, 5, made of glass of practically the same thickness as the casing. These sockets have sealed current input leads, and support rods * for the various electrodes in the tube. The cathode, in the form of a filament, the control grid and the screen grid, are mounted on the base 4; the rejection grid and the anode are mounted on the base 5 and the bases provided with their electrodes are then sealed on the envelope I by end-to-end joints, in the region of the dotted lines 6 and 7.
The cup-shaped base 4 (more clearly seen in Figures 2 and 3) is relatively shallow and is entirely convex outwardly, with no flat or re-entrant parts. Through this base are sealed a number of conductors, using glass drops, by well-known methods which do not require a detailed description, as well as a number of support rods. electrodes, which do not pass entirely through the glass. Among the latter 8 and 9 correspond to the filament, 10, II and a support 12, symmetrically spaced at 1200 are intended for the control grid. The conductor 13 and the two supports 14 and 15, also arranged symmetrically, correspond to the screen grid.
The conductor II is not visible in Figure 2, because it is hidden behind the conductor 13. A central support rod 16 is provided for the filament.
The base 5, shown in Figures 4 and 5, is generally similar to the base 4. It carries two conductors 17 and 18 and a support 19, for the anode, arranged symmetrically at 120, as well as three conductors 2u, 21, 22, for the rejection grid. This base also carries a central tube 23, or queusot, through which the finished tube is emptied, after the bases have been sealed to the envelope in the manner already explained.
The arrangement of the various conductors and sealed supports in the bases 4 and 5 having been described above, we will now briefly describe the
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electrode system, as shown in Figure I.
The filament, or cathode 24 is mounted on a latching system 25, welded to the filament conductors 8 and 9, and it is held in tension by a spring 26, mounted on the central rod 16.
The control grid is supported on rods 27, fixed on a collar 28, which is welded to the conductors 10, 11 and to the support rod 12.
The screen grid is supported on the rods 29 welded to the rods 13,14, and on the support rod 15. The other end of the rods 29 is connected to a part 30 on which are mounted the insulating sleeves 31, intended to support the ends of the rods 27 of the control grid. Metal mesh screens 32 ot 33 are attached to the rods of the screen grid at each end thereof.
The rejection grid is carried by the rods 34 welded to the conductors 20, 21, 22, and supported at their other end by insulating sleeves 35, fixed to the conductors of the screen grid 13, 14 and to the upper rod. - Port 15. The rods 34 are arranged so as to slide in corresponding sockets of the sleeves 34 during the sealing of the bases on the rest of the casing.
Finally, the anode 36 is supported by a collar 37, mounted on the conductors 17, 18 and on the support rod 19. The anode and the various grids are, of course, of a suitable force, allowing insert the whole of the grid and the filament, fully assembled, on the base 4, inside the assembly of the grid and the anode mounted on the base 5.
The shaping of the cup-shaped bases 4 and 5 and the sealing on said bases of the conductors and the support rods are simple operations and it will be seen that the various conductors are well spaced from each other. These pedestals have no tendency to develop forces resulting in cracking them and it will be seen that their sealing to the casing occurs in a region relatively far from the conductor seals, so that the latter are not appreciably affected by the heating required for this final seal.
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It is also easy to unseal one or both of the bases from the remainder of the casing to gain access to the electrodes for future repairs and it is easy to fit a new socket on the section of the casing. 'former. After repairs have been made, the tube can be resealed as already described.
FIGS. 6 and 7 show the application of the same principles to a high-power triode tube with an external anode, intended to be introduced into a circulation jacket for a refrigerant fluid.
The casing consists of a metal tube serving as an anode 38, sealed at 39, by means of a usual metal seal, on a part of glass 30, of cylindrical section in the vicinity of. The dotted line 41. A cup-shaped glass base 42, of the same general arrangement as the bases 4 and 5 previously described, is sealed to the glass part 40 by a metal seal, at 41. Sealed through the base 42 are arranged three large cones. - ductors, 43, 44, 45, arranged symmetrically and supporting an annular metal disc 46 on which the control grid is mounted, by means of the support 47.
Also sealed through the glass base 42 are arranged two conductors 48 and 49 for the cathode filament, as well as a central support 50 for this filament. The usual sealing plug is shown at 5I.
The three conductors 43, 44, 45, are fixed, outside the base, on a large annular conductor 52 on which is mounted an annular disc of insulating material 53, by means of three metal strips 54, 55, 56. These bands are united in the center and connected to a central pin 57, servani: connection for the control grid. Two pins 58 and 59, corresponding to the filament, are mounted on the insulating disc 53 and connected to the corresponding conductors 48 and 49, by the bands 60 and 61.
In accordance with certain features of the invention, the filament and the control grid, with all their supports and conductors, are first mounted on the glass base 42, which is then sealed to the rest of the casing by an end joint, in the vicinity of the dotted line 41.
It is evident from what has been described above that this tube
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can be easily disassembled for repairs, by unsealing the base, removing it from the rest of the casing and resealing it as before when the repair is complete.
Note that the control gate is connected to the pin through the three large conductors 43,44,45 which are effectively in parallel. This constitutes a connection capable of being traversed by a high power current, said connection having only a relatively low self-induction, which is important in the case of tubes operating at high frequencies.
Obviously, a water-cooled pentode could be constructed following the same guidelines, providing the base with a sufficient number of conductors or additional electrode supports.
Figures 8 and 9 show the tube constructed according to similar principles except that it is arranged for cooling by forced air circulation. The metal anode 62 is provided with cooling fins 63 and it is sealed at 64 on a glass part 65 of the casing; having a cylindrical section in the vicinity of the dotted line 66. The cup-shaped glass base 67 is generally similar in shape to the bases described above.
They carry conductors, sealed through it, for the control grid and the cathode filament. Said base is sealed to the rest of the envelope at 66, in the same way as above.
The cathode filament is supported on the rods 68, 69 connected in strips 70.71 to the rods 72.73 sealed through the pedestal 67 and terminating on the outside with pins 74.75, mounted on a thick insulating plate 76. A third pin 77, sealed through the base 67, carries the central support 78 of the filament. This pin serves as an additional support for the plate 76 external to the base and it is cut so that it does not make contact with any part of the support (not shown) on which the tube will be fixed. An insulating plate 79 is provided to give rigidity to the bands 70,71.
The control grid is mounted on three rods 80, fixed
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- 7 - 47 7230 @ on a collar 81, welded to a rod 82, the wing itself sealed through the base 67 and connected externally to a central pin 83. The usual drain plug is represented at 84, in FIG. 9. It is not visible in figure 8.
It should be noted that the anode of the tube shown in Figures 6 and 7 could be provided with air cooling fins and that the cooling fins 63, shown in Figures 8 and 9, could, if desired, be omitted if it is desired to use water cooling for this tube.