<Desc/Clms Page number 1>
Cathode à chauffage indirect.
La présente invention concerne les cathodes à chauffage indirect des tubes électroniques et, plus spécialement, un fil*-' cent de chauffage perfectionna pour ces cathodes* Les cathodes à chauffage indirect comportent habituelle. ment un tube métallique dont la surface extérieurs porto des oxydes à émissivité électronique, Un dispositif chauffant consis- tant en un filament en tungstène par exemple, est monté avec isolement à l'intérieur du tube,
en contact de transfert calori- fique avec ce tube. Le filament est relié à une source de cou- rant appropriée servant à le chauffer par effet Joule. Le fila- '
<Desc/Clms Page number 2>
ment chauffé communique sa chaleur au tube, afin de porter les oxydes se trouvant sur le tube à la température d'émission.
Certains types de tubes électroniques sont utilisés dans des applications où. le.filament de chauffage est porté à une tension relativement élevée. Un tel filament de chauffage à tension élevée a une section transversale relativement petite.
Par exemple, si un filament de chauffage en tungstène travaillant sous 6 volts peut avoir un diamètre allant de 0,2 à 0,25 mm., un. filament de chauffage en tungstène travaillant sous 26 volts ne peut avoir qu'un diamètre allant de 0,05 à 0,125 =.Il on veut obtenir un fonctionnement satisfaisant.
Les filaments de chauffage à haute tension posent plusieurs probités. Une difficulté est due à ce que ces fila- monts sont relativement minces et manquent donc de résistance à la traction. De tels filaments de chauffage relativement fins se rompent aisément et on doit les manipuler avec un soin extrême , Une autre difficulté concerne l'Isolement électrique nécessaire à cause de la haute tension utilisée. Cet isolement doit être capable d'isoler électriquement le filament du tube cathodique et doit aussi être capable d'isoler les spires adjacentes du filament les unes des autres, le filament consistant en un bou- din à spires quasi jointives. Une autre difficulté réside en la fixation du filament de chauffage..
Cette fixation doit être relativement robuste afin d'empêcher que le filament de chauffage ne s'écarte d'une position initialement fixée. Enfin, il est souhaitable que le filament de chauffage ait une structure fa- cilitant son montage dans le tube cathodique.
L'invention a pour but de procurer une cathode à chauffage indirect perfectionnée facile à assembler, ayant un dispositif chauffant à tension relativement élevée dont le filament de chauffage relativement mince est maintenu de façon robuste et électriquement isolé des pièces métalliques adjacentes.
Dans un exemple de l'invention, un dispositif chauffant peut comprendre un tube en céramique sur lequel on a enroule
<Desc/Clms Page number 3>
serré une bobine de fil de tungstène isolé. Les extrémités du tube en céramique sont attachées à deux brides métalliques es- pacées auxquelles on relie les extrémités opposées du filament de chauffage, ces extrémités étant, par exemple, noyées dans des revêtements métallisés des surfaces d'extrémité* du tube.
Une des brides que l'on appellera la bride supérieure, est glissée à frottement dur sur une tige conductrice et y est fixée. L'autre bride ou bride intérieure a une ouverture centrale ' suffisamment grande pour qu'il y ait du jeu entre elle et la tign Le diamètre extérieur de la bride inférieure est plus grand que celui de la bride supérieure afin que la bride ifé- rieure puisse être engagée à frottement dur à l'intérieur d'un tube cathodique en vue d'y être soudée. Avant d'introduire le dispositif chauffant dans le tube cathodique, on glisse une rondelle en céramique à ouverture centrale à frottement dur sur une partie d'extrémité de la tige conductrice traversant la bride supérieure.
La rondelle en céramique a un diamètre en substance égal à celui de la bride inférieure afin de venir en contact étroit avec la paroi intérieure du tube cathodique.
Ceci donne un ensemble filament de chauffage-cathode très robuste pour un tube électronique, permettant d'utiliser un filament de chauffage relativement fin pour une tension de chauffage élevée.
L'invention est décrite ci-après avec référence aux dessins annexés, dans lesquels la figure 1 est une coupe longitudinale d'un ensemble cathode-filament de chauffage de tube électronique, et la figure 2 est une coupe partielle suivait la ligne 2-2 de la figure 1.
L'ensemble cathode-filament de chauffage représenté à la figure 1 comprend une cathode tubulaire 10 comportant une partie active 12 recouverte d'un revêtement 14 en une matière à émissi- vite électronique pouvant consister en des carbonates de baryum, de strontium et de calcium, La cathode peut être faite en une ma-
<Desc/Clms Page number 4>
tière comme le nickel. Au cours de traitementultérieure de la cathode après son incorporation dans un tube électronique, les carbonates précitée sont convertis en oxydes* La cathode 10 comprend aussi une jupe 16 pouvant servir d'amenée de courant de cathode dans le tube à l'état fini.
Une partie amincie 18 de la cathode sert de barrage thermique afin de réduire les pertes de chaleur entre la partie active 12 et la jupe 16. L'ex- trémité supérieure de la cathode 10 (voir figure 1) est partielle- ment obturée par une partie d'extrémité annulaire rentrante 20 qui délimite une ouverture 22.
La cathode 10 contient un dispositif chauffant 24. Ce dispositif comprend un cylindre 26 en une matière céramique com- me la Forstérite, portant une bobine 28 de fil de tungstène 30 recouvert d'une matière Isolante 32 cornue de l'oxyde d'aluminium; la bobine 28 est enroulée serré sur le cylindre et la matière isolante 32 sert à isoler entre elles les spires adjacentes de la bobine.
On fixe , à l'extrémité supérieure du cylindre 26 (voir figure 1) une bride métallique 34 qui peut être en nickel. Cette bride 34 et la bobine 28 ont un diamètre notablement plus petit que le diamètre intérieur de la partie active 12 de la cathode, de manière à être espacés et isolés de celle-ci. Pour fixer la bride 34 à la surface d'extrémité supérieure du cylindre 26, on métallisé, de préférence, celle-ci en utilisant des sels de molybdène de type courant et le revêtement de molybdène obtenu est cuivré de manière à pouvoir braser cette surface à une partie annulaire de la bride 34. Celle-ci a une ouverture cen- trale dans laquelle est étroitement serrée une tige métallique 4 36 en nickel par exemple.
Pour fixer l'extrémité supérieure du filament 30 de la bobine de chauffage 28, une partie dénudée 54 du filament (voir figure 2) est prise entre la bride supérieure 34 et la sur- face supérieure du cylindre 26. Comme la figure 1-le montre, lorsque la bride supérieure 34 est brasée au revêtement métallisé
<Desc/Clms Page number 5>
@
56 à une température d'environ 1140 C la partie dénudée 54 du filament de chauffage est noyée dans le cuivre ramolli du revè- .tement métallisé et se trouve ainsi en bon contact électrique avec la bride métallique 34' Comme la bride supérieure 34 est en contact conducteur avec la tige 36 et que celle-ci est ..on tour fixée de
façon conductice à la jupe 48, cette dernière peut servir d'amenée de courant pour l'extrémité supérieure du filament de chauffage 28.
La partie d'extrémité inférieure (non représenté) du boudin 28 est aussi dénudée et est prise entre la surface d'ex- trémité inférieure métallisée du cylindre 26 et une'partie annu- laire d'une bride inférieure 38 en nickel se trouvant en contact avec la surface d'extrémité inférieure métallisée du cylindre, Lorsque le cuivre du revêtement métallisé se ramolli' à environ 1140 C au cours d'une opération de brasage, l'extré- mité inférieure dénudée du filament de la bobine 28 est noyée dans le joint métallique de la bride inférieure 38, Comme cette bride est fixée à la surface Intérieure de la cathode comme précité, la jupe 16,de la cathode peut servir avantageuse- ment d'amenée de courant pour l'extrémité inférieure du filament de chauffage 28.
Le contact entre l'extrémité inférieure du fi- lament de chauffage et la bride 38 peut être semblable au con- tact décrit ci-avant entre l'extrémité supérieure du fil de chauf- fage et l'autre collier.
La bride 38 délimite une ouverture centrale 40 dont le diamètre permet un jeu appréciable entre elle et la tige 36.
Le diamètre extérieur de la brtde inférieure 38 est supérieur à celui de la bride supérieurs 34 afin de venir étroitement en ,contact avec la paroi intérieure de la partie d'extrémité inférieu- re de la partie active 12 de la cathode* Le collier 38 cet fixé à la paroi intérieure de la partie active 12, par une sou- dure annulaire 42, par exemple*
Afin d'isoler la partie d'extrémité supérieure du diapo- sitif chauffant 24 de la cathode 10, une rondelle isolante 44
<Desc/Clms Page number 6>
en céramique, de l'oxyde d'aluminium par exemple, et pourvue d'une ouverture centrale,
cet glissée sur l'extrémité supérieure de la lise 36. Le diamètre extérieur de la rondelle 44 est Plus grand que le diantre extérieur de la bride supérieure 34 et vient étroitement en contact avec la paroi intérieure de la cathode 10. Avant de fixer la bride inférieure 36 à la paroi intérieure de la cathode, on pousse le dispositif de chauffage vers le haut à l'intérieur de la cathode jusqu'à ce que la surface supérieure de la rondelle 44 soit arrêtée par la surface intérieure de la partie rentrante 20 de la cathode. L'ouverture 22 pratiquée dans l'extrémité supérieure dé la cathode est suf fisamment grande pour que l'extrémité supérieure de la tige 36 puisse traverser sans danger de court-circuit.
@
Afin de réaliser un dispositif chauffant facile à mani- puler pour son insertion dans la cathode 10 la tige 36 est fixée à la bride supérieure 34 à l'aide d'une bague métallique 46 qui peut être fixée, par soudure par exemple, à la bride 34 et à la tige 36 Une rondelle isolante 50 en une matière céramique, de l'oxyde d'aluminium par exemple, et une rondelle métallique 54 en un alliage cornue le Kovar, sont logées à l'intérieur de la jupe 16, entre les parties transversales de celle-ci et de la jupe 48, La rondelle 54 constitue un joint à caractéristique de dilatation progressive entre la bague isolante 50 et la jupe 16.
Afin de faciliter la fixation des faces opposées de la bague 50 à la jupe 48 et à la rondelle 54, ces faces opposées sont métallisées de façon appropriée, en utilisant, par exemple, des sels de mobybdène de type courant, comme précité. Le pourtour de la bague isolante 50 n'est pas mé- tallisé, de sorte que les deux faces métallisées sont isolées l'une de l'autre.
Lors de l'assemblage du dispositif chauffant 24 et de la cathode 10, le dispositif chauffant peut être tenu en place par la tige 36 de manière que la bride 34 soit au-dessus. On peut ensuite glisser la rondelle Isolante 44 sur lextréité su-
<Desc/Clms Page number 7>
périeure de la tige 36 et l'amener dans sa position définitive relativement à la bride 34 On peut ensuite glisser la cathode
10 sur le dispositif de chauffage jusqu'à ce que la rondelle 4 bute contre la surface intérieure de la partie rentrante 20 de la cathode* Quand cette position est atteinte, on peut fixer la bride inférieure 38 à la paroi intérieure de la cathode..
On notera que la bride inférieure 38 est fixée à la partie active
12 relativement épaisse de la cathode. Ceci augmente la robustes. se de l'ensemble.
Ensuit., on place la rondelle 54 et la bague isolante
50 sur la partie transversale de la jupe 16, l'ensemble étant maintenu, de préférence, de façon que la jupe 16 soit tournée vers le haut. On glisse ensuite la jupe 48 sur l'extrémité correspondante de la tige 36 et on l'applique contre la surface métallisée de la bague 50.
De la matière de brasage appropriée, de la soudure BT par exemple, étant intercalée entre la tige 36 et la bride 48, entre les surfaces opposées de la bague 50 d'une part et la jupe 48 et la rondelle 54 d'autre part, et entre cette rondelle 54 et la jupe 16, l'ensemble est chauffe dans une atmosphère réductrice, d'hydrogène par exemple, dans un tour à une température d'environ 1140*0 pendant environ dix Minutes, afin de réunir les parties précitées par brasage*
Ensuite, on applique les carbonates émissifs, tenus dans un liant approprié, sur la partie active 12 de la cathode, par exemple par pistolage, afin d'obtenir le revêtement 14 Le fait d'appliquer le revêtement émissif 14 après l'opération de brasage précitée,
protège le revêtement émissif contre tout dommage pouvant provenir de la température du tour.
L'ensemble cathode-filament de chauffage décrit procure un support robuste pour le filament de chauffage bobiné 28 et facilite le montage du filament de chauffage à l'intérieur de la cathode. Les parties peuvent être exécutées avec une telle précision qu'on puisse se passer de calibres.
<Desc/Clms Page number 8>
Le fil de tungstène utilisé pour la bobine de filament de chauffage peut avoir une épaisseur comprise entre 0,05 et 0,01 mm en vue d'une tension d'alimentation de chauffage de 26 volts* te revêtenent isolant 32 du 'filament de tungstène peut être en une matière comme de l'oxyde d'aluminium et avoir une épaisseur d'environ 0,05 mm. Un contact électrique ininterrompu est assuré entre les extrémités du filament boudiné et les bri- des 34 38 grâce à l'utilisation originale d'un procédé de noyage des extraites dénudées du filament de la bobine dans les revêtements métallisés recouvrant les surfaces d'extrémité du cylindre 26.