DE1006532B

DE1006532B - Glow cathode for magnetron tubes

Info

Publication number: DE1006532B
Application number: DER9454A
Authority: DE
Inventors: Howard Charles Nedderman
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1951-07-12
Filing date: 1952-07-10
Publication date: 1957-04-18
Also published as: NL171019B; NL91419C; GB711418A; US2802125A; FR1055323A

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung bezieht sich auf Glühkathoden für Magnetronröhren.The invention relates to hot cathodes for magnetron tubes.

Es ist bereits eine Glühkathode für Magnetronröhren bekannt, bei welcher die emittierenden Kathodenbeläge auf einem konzentrisch zur Anode angeordneten Körper, und zwar in Vertiefungen zwischen achsenparallelen Rippen dieses Körpers angeordnet sind. Im Innern dieses Körpers befindet sich ein Heizelement, so daß bei dieser Anordnung die Kathodenbelage indirekt geheizt werden. Diese bekannte Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß der Abschirmkörper und damit auch die Kathodenbeläge sich nicht nur durch die indirekte Heizung erwärmen, sondern auch durch das Elektronenbombardement seitens der auf den Abschirmkörper zurückfliegenden Elektronen. Die Temperatur der Kathodenbeläge ist daher nicht genau bestimmbar.It is already known a hot cathode for magnetron tubes, in which the emitting Cathode deposits on a body arranged concentrically to the anode, in depressions are arranged between axially parallel ribs of this body. Inside this body is a heating element, so that in this arrangement the cathode layers are heated indirectly. This well-known However, the arrangement has the disadvantage that the shielding body and thus also the cathode coatings not only heat up from the indirect heating, but also from the electron bombardment on the part of the electrons flying back onto the shielding body. The temperature of the cathode deposits is therefore not precisely determinable.

In einer bekannten,, ganz aus Keramik bestehenden Kathode, beispielsweise einer Sinterkathode, ist das Emissionsmaterial genügend dick und genügend schwer schmelzbar, um dem Bombardement widerstehen zu können, jedoch ist die Kathode mechanisdi verhältnismäßig empfindlich. Bei wassergekühlten Sekundäremissionskathoden besteht nur eine geringe oder gar keine Möglichkeit, die Emission zu beeinflüssen. In a known cathode made entirely of ceramic, for example a sintered cathode, this is Emission material thick enough and difficult to melt to withstand the bombardment to be able to, however, the cathode is mechanisdi relatively sensitive. With water-cooled Secondary emission cathodes have little or no possibility of influencing the emission.

Die oben angeführten Nachteile werden, bei einer Glühkathode für Magnetonröhren mit mehreren, in Vertiefungen zwischen achsenparallelen Rippen eines Abschirmkörpers angeordneten Emissionskörpern dadurch vermieden, daß nach der Erfindung die Emissionskörper in geringem Abstand von den durch die Rippen gebildeten Wänden der Vertiefungen angebracht und direkt geheizt sind.The above-mentioned disadvantages are, in a hot cathode for magneton tubes with several, in Depressions between axially parallel ribs of a shielding body arranged emission bodies avoided by the fact that according to the invention, the emission body at a small distance from the through the ribs formed walls of the wells are attached and directly heated.

Bei dieser Anordnung ist die Temperatur der Emissionskörper unabhängig von derjenigen des Abschirmkörpers durch den Heizstrom beliebig einstellbar. With this arrangement, the temperature of the emission body is independent of that of the shielding body adjustable by the heating current.

Fig. 1 ist eine teilweise im Schnitt gezeichnete Seitenansicht einer Magnetronkathode nach der Erfindung; Fig. 1 is a side view, partly in section, of a magnetron cathode embodying the invention;

Fig. 2 ist eine Schnittansicht längs der Linie 2-2 in Fig. 1.FIG. 2 is a sectional view taken along line 2-2 in FIG. 1.

Nach Fig. 1 besteht die Magnetronkathode aus einem etwa zylindrischen mittleren Teil und zwei Stirnteilen 5, die sich an diesen Teil anschließen. Die Kathode kann mittels eines Rohres 9 oder auf andere Weise koaxial in einem mehrere Hohlräume besitzenden Magnetron befestigt werden. Die Anodenelemente 7 dieses Magnetrons sind strichpunktiert angedeutet.According to Fig. 1, the magnetron cathode consists of an approximately cylindrical central part and two Front parts 5, which adjoin this part. the Cathode can by means of a tube 9 or in some other way coaxially in one having several cavities Magnetron to be attached. The anode elements 7 of this magnetron are dash-dotted indicated.

Die Kathode besteht aus einem rohrförmigen Abschirmkörper 10, auf dessen Umfang gleichmäßig verteilt eine Anzahl von Vertiefungen 11 angeordnet Glühkathode für MagnetronröhrenThe cathode consists of a tubular shielding body 10, uniformly on its circumference distributed a number of wells 11 arranged hot cathode for magnetron tubes

Anmelder:Applicant:

Radio Corporation of America,
New York, N. Y. (V. St. A.)Radio Corporation of America,
New York, NY (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. E. Sommerfeld, Patentanwalt,
München 23, Dunantstr. 6Representative: Dr.-Ing. E. Sommerfeld, patent attorney,
Munich 23, Dunantstr. 6th

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 12. Juli 1951Claimed priority:
V. St. v. America July 12, 1951

Howard Charles Nedderman, Orangeburg, N. Y.Howard Charles Nedderman, Orangeburg, N.Y.

(V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden(V. St. A.),
has been named as the inventor

ist. Der Querschnitt dieser Vertiefungen ist, wie Fig. 2 erkennen läßt, V-förmig, wobei die Spitze des V der Mittelachse des Abschirmkörpers zugewendet ist und die beiden, Schenkel des V, die also die Wände der Vertiefungen darstellen, einen, Winkel von 30 bzw. 60° mit einem durch die zugehörige Spitze hindurchgelegten Radius einschließen. In geringem Abstand von der unter 30° geneigten Wand sind die Emissionskörper 13 angeordnet, welche mittels eines Heizstromes direkt geheizt werden. Die zwischen den Vertiefungen, befindlichen Rippen, sind mit 12 bezeichnet. Die Emissionskörper können Glühdrähte von Bandform sein, die mit einem Emissionsmaterial überzogen sind. Wahlweise kann man auch Streifen, die mit Perforationen versehen sind, verwenden und die Löcher mit Thoriumpulver, welches eingesintert wird, füllen.is. The cross-section of these depressions is, as can be seen in FIG. 2, V-shaped, with the tip of the V is facing the central axis of the shielding body and the two legs of the V, that is represent the walls of the wells, an angle of 30 or 60 ° with one through the associated Include the radius passed through the tip. At a short distance from the wall with an incline of less than 30 ° the emission bodies 13 are arranged, which are heated directly by means of a heating current. the ribs located between the depressions are denoted by 12. The emission bodies can filaments be of tape shape coated with an emissive material. Optionally you can also Use strips that are perforated and the holes with thorium powder, which is sintered in, fill.

Die Emissionskörper 13 werden am einen Ende mittels T-förmiger Köpfe 15 befestigt, welche in längliche Öffnungen 16 eines Ringes 17 eingreifen, der seinerseits an dem Rohr 9 befestigt ist. Der Ring 17 ist isoliert mit einem zweiten Ring 19 verbunden, und zwar mittels Schraubenbolzen. 21 unter Zwischenfügung von Isolierkörpern 22 und 23. Der Ring 19 besitzt Öffnungen 20, die sich mit den Öffnungen 16 und den Vertiefungen 11 decken, so daß mehrere Hülsen 24 einseitig in diese Öffnungen eingesetzt werden können. Die Hülsen 24 liegen unten, an dem Abschirmkörper 10 an.The emission bodies 13 are attached at one end by means of T-shaped heads 15 which are shown in FIG engage elongated openings 16 of a ring 17, which in turn is attached to the tube 9. The ring 17 is connected to a second ring 19 in an isolated manner by means of screw bolts. 21 with intervening of insulating bodies 22 and 23. The ring 19 has openings 20 which are connected to the openings 16 and cover the recesses 11, so that several sleeves 24 are inserted into these openings on one side can be. The sleeves 24 lie at the bottom against the shielding body 10.

Am unteren Ende der Emissionskörper 13 befindet sich ein weiterer T-förmiger Kopf 25, der in je einen nachgiebigen Halter 27 eingreift. Diese Halter 27At the lower end of the emission body 13 there is another T-shaped head 25, each of which is compliant holder 27 engages. These holders 27

609 869/327609 869/327

sind auf einem Ring 29 durch Schrauben 31 befestigt. Der Ring 29 wird durch eine Reihe von Hülsen 33, die sich in Öffnungen 35 des Ringes 29 in Deckung mit den Vertiefungen 11 befinden, vom Körper 10 distanziert. Die Teile 19, 24, 10, 33 und 29 sind flüssigkeitsdicht miteinander hart verlötet. Die Emissionskörper 13 werden durch eine Anzahl von Blattfedern 37 gespannt gehalten, welche an der Oberseite der leitenden Halter 27 angreifen..are attached to a ring 29 by screws 31. The ring 29 is supported by a series of sleeves 33, which are located in openings 35 of the ring 29 in alignment with the depressions 11, from the body 10 distant. Parts 19, 24, 10, 33 and 29 are Hard soldered to one another in a liquid-tight manner. The emission bodies 13 are by a number of Leaf springs 37 held taut, which act on the top of the conductive holder 27 ..

Der Raum zwischen den Ringen 19 und 29 und dem Abschirmkörper 10 wird nach außen flüssigkeitsdicht durch zwei mit Flanschen versehene Ringe 39 abgeschlossen. Innerhalb des Ringes 29 befindet sich ein becherförmiger Körper 41, der sich innerhalb des Abschirmkörpers befindet. Der Raum innerhalb des Abschirmkörpers 10 und innerhalb der Ringe 39 wird durch eine rohrförmige Trennwand 43 und zwei ringförmige Trennwände 45, die an den Enden des Rohres 43 befestigt sind, in zwei Teile geteilt, wobei die Hülsen 24 und 33 durch Löcher dieser Trennwände 45 hindurchragen. Das Ende des Rohres 43 an der Seite des Ringes 19 ist durch einen Zwischenring 47 mit einem inneren Flüssigkeitsrohr 49 verbunden, welches koaxial zum Rohr 9 verläuft. Der Ring 19 ist innen an einem äußeren Flüssigkeitsrohr 51 befestigt, welches koaxial zum Rohr 49 zwischen diesem und dem Rohr 9 verläuft.The space between the rings 19 and 29 and the shielding body 10 is liquid-tight to the outside completed by two flanged rings 39. Inside the ring 29 is a cup-shaped body 41 which is located inside the shielding body. The space within the Shielding body 10 and within the rings 39 is formed by a tubular partition 43 and two annular Partition walls 45, which are attached to the ends of the tube 43, divided into two parts, the Sleeves 24 and 33 protrude through holes in these partition walls 45. The end of the tube 43 on the side of the ring 19 is connected by an intermediate ring 47 to an inner liquid pipe 49, which runs coaxially to the pipe 9. The ring 19 is attached to the inside of an outer liquid pipe 51, which runs coaxially to the tube 49 between the latter and the tube 9.

Man sieht, daß bei der dargestellten Anordnung ein durch Pfeile angedeuteter Flüssigkeitsweg besteht. Natürlich kann die Strömungsrichtung der Kühlflüssigkeit auch umgekehrt wie in Fig. 1 gewählt werden. Wenn man eine Kühlflüssigkeit an der Innenwand des Abschirmkörpers 10 entlang fließen läßt, und sie dann durch den Ring 39 leitet, kann die in diesen Elementen durch Elektronenbombardement erzeugte Wärme abgeführt werden, und ihre Temperatur läßt sich auf einem gewünschten Wert halten. It can be seen that in the illustrated arrangement there is a fluid path indicated by arrows. Of course, the direction of flow of the cooling liquid can also be selected the other way round as in FIG. 1 will. If a cooling liquid is allowed to flow along the inner wall of the shielding body 10, and it then passes through the ring 39, the electron bombardment in these elements can be generated heat can be dissipated, and their temperature can be kept at a desired value.

Beim Betrieb des Magnetrons treten Elektronen aus den Emissionskörpern 13 nach allen Richtungen aus. Vorzugsweise sollen diese Emissionskörper nur an der der Anode zugewendeten Seite mit Emissionsstoff überzogen werden. In Fig. 2 sind mehrere Elektronenwege von gleicher Krümmung durch die Pfeile a, 6, c und d angedeutet. Der Einfluß der induzierten Hochfrequenzfelder auf die Elektronenbahnen ist dabei vernachlässigt, so daß in Wirklichkeit die Elektronenbahnen etwas abweichend von den dargestellten Kurven verlaufen werden. Die Kurven a und b stellen zwei Elektronenbahnen dar, die an entgegengesetzten Kanten eines Emissionskörpers 13 beginnen und zum Abschirmkörper zurückkehren, nachdem sie die Anode 7 nahezu berührt haben. Die Kurven c und d zeigen den Verlauf von Elektronenbahnen, die an einer anderen Rippe 12 des Abschirmkörpers 10 enden. Man sieht, daß alle auf die Kathode zurückkehrenden Elektronenbahnen auf den Abschirmkörper 10 auftreffen und keine von ihnen auf einen Emissionskörper 13. Gewünschtenfalls können die Rippen 12 noch mit Ansätzen 57 versehen werden, die mit den Rippen aus einem Stück bestehen, um die Emissionskörper 13 zu schützen.When the magnetron is in operation, electrons emerge from the emission bodies 13 in all directions. These emission bodies should preferably only be coated with emission substance on the side facing the anode. In Fig. 2, several electron paths of the same curvature are indicated by the arrows a, 6, c and d . The influence of the induced high-frequency fields on the electron trajectories is neglected, so that in reality the electron trajectories will run somewhat differently from the curves shown. The curves a and b represent two electron trajectories which begin at opposite edges of an emission body 13 and return to the shielding body after they have almost touched the anode 7. The curves c and d show the course of electron paths that end at another rib 12 of the shielding body 10. It can be seen that all electron paths returning to the cathode impinge on the shielding body 10 and none of them on an emission body 13 protection.

Die beschriebene Kathode ist für ein Magnetron mit einer Mehrzahl von Hohlräumen bestimmt, welches eine Dauerleistung von 200 oder 300'Kilowatt besitzt. Die Kathode erfährt durch die zurückkehrenden Elektronen ein Bombardement von 15 bis Kilowatt, was etwa 190 bis 250 Watt je cm² entspricht. The cathode described is intended for a magnetron with a plurality of cavities, which has a continuous output of 200 or 300 kilowatts. The cathode is bombarded by the returning electrons from 15 to kilowatts, which corresponds to about 190 to 250 watts per cm ² .

Claims

Patent claims:

1. Hot cathode for magnetron tubes with several, in depressions between axis parallels Emission bodies arranged in ribs of a shielding body, characterized in that that the emission body (13) at a small distance from the one formed by the ribs Walls of the wells (11) are attached and heated directly.

2. Cathode according to claim 1, characterized by devices for cooling the shielding body (10).

3. Cathode according to claim 2, characterized by a cooling liquid channel within the Shielding body for cooling the ribs (12).

4. Cathode according to one of the preceding claims, characterized in that the depressions between adjacent ribs (12) are V-shaped, the tip of the V being the midpoint of the shielding body is closest and each emission body (13) has the shape of a flat Has tape, which in one to a side wall of the V-shaped depressions running parallel Level (Fig. 2).

5. Cathode according to claim 4, characterized in that the parallel to the broad side of the Emission body lying side wall of the wells at an angle of about 30 ° and the side wall lying parallel to the narrow side of the emission body at an angle of runs about 60 ° to the radial plane through the tip of the V (Fig. 2).

6. Cathode according to one of the preceding claims, characterized in that the ribs (12) are provided with shoulders (57).

7. Cathode according to claim 6, characterized in that the lugs (57) of. the for Emission body (13) running parallel to the side wall in the vertical direction and start at the outer edge of this side wall.

References considered: British Patent No. 640 255.

1 sheet of drawings