DE1289920B - Frame for a high-performance klystron tube - Google Patents
Frame for a high-performance klystron tubeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Rahmen für eine in senkrechter Einbaulage betriebene Hochleistungsklystronröhre, deren Elektronenstrahl durch ein von längs der Röhre verteilt angeordneten Magnetspulen erzeugtes magnetisches Fokussierungsfeld, das sich über den Rahmen schließt, gebündelt geführt wird und deren Hohlraumresonatoren im wesentlichen außerhalb der Vakuumhülle liegen und die Röhre koaxial umschließen, bei dem die flächenhaften ferromagnetischen Endpolstücke durch ferromagnetische Stützen starr miteinander verbunden sind, die mittels Querarmen die der gebündelten Strahlführung dienenden Magnetspulen in ihrer Lage halten.The invention relates to a frame for a vertical installation operated high-performance klystron tube, whose electron beam through a longitudinal Magnetic focussing field generated around the tube by magnet coils distributed around the tube, which closes over the frame, is bundled out and their cavity resonators lie essentially outside the vacuum envelope and enclose the tube coaxially, in which the planar ferromagnetic end pole pieces are replaced by ferromagnetic ones Columns are rigidly connected to each other, which by means of transverse arms are those of the bundled Hold the beam guide serving magnetic coils in their position.
Derartige Rahmen sind grundsätzlich bekannt. Bei Hochleistungsklystronröhren, insbesondere bei solchen, die am unteren Ende des Frequenzbereichs betrieben werden, in dem Klystronröhren benutzt werden, ist die Handhabung der in den Rahmen einzusetzenden Röhre schwierig. Im allgemeinen erfolgt das Einsetzen von oben, was bei der erheblichen Längenabmessung solcher Röhren einen entsprechend großen freien Raum außerhalb des Rahmens bedingt.Such frames are known in principle. For high-performance klystron tubes, especially for those that are operated at the lower end of the frequency range, in which klystron tubes are used, the handling is to be used in the frame Tube difficult. In general, the insertion takes place from above, which in the case of the considerable Length dimension of such tubes a correspondingly large free space outside the Frame conditional.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Rahmen für eine Hochleistungsklystronröhre der oben beschriebenen Art zu schaffen, bei dem der Austausch der Röhre - also der Ausbau einer alten und das Einsetzen einer neuen Röhre in den Rahmen -wesentlich erleichtert wird, ohne die Funktion der Röhre zu beeinträchtigen.The object of the invention is to provide a frame for a high-performance klystron tube of the type described above, in which the exchange of the tube - i.e. the Removing an old tube and inserting a new one into the frame - essential is facilitated without affecting the function of the tube.
Die Erfindung löst diese Aufgabe, indem sie von dem Grundgedanken ausgeht, den ferromagnetisehen Rahmen mit den äußeren Hohlraumresonatorteilen zu einer Baueinheit zusammenzufassen, dadurch, daß zwischen den Endpolstücken und innerhalb des von den der gebündelten Strahlführung dienenden Magnetspulen definierten Zylinders eine weitere, mit dem Rahmen eine Baueinheit bildende, nichtferromagnetische Stütze vorgesehen ist, an der die außerhalb der Vakuumhülle der Röhre liegenden Hohlraumresonatorteile schwenkbar befestigt sind, daß die die Endpolstücke starr miteinander verbindenden ferromagnetischen Stützen mindestens zum Teil weitere Querarme für die zusätzliche Abstützung der außerhalb der Vakuumhülle der Röhre liegenden eingeschwenkten Hohlraumresonatorteile aufweisen, daß alle an den ferromagnetischen Stützen vorgesehenen Querarme mindestens so weit um ihre Stützen schwenkbar ausgebildet sind, daß die der gebündelten Strahlführung dienenden Magnetspulen innerhalb des Rahmens in axialer Richtung verschoben werden können, und daß schließlich das obere Endpolstück mit einer abdeckbaren Aussparung zum seitlichen Einsetzen der Röhre in den Rahmen versehen ist.The invention solves this problem by starting from the basic idea goes out to the ferromagnetic frame with the outer cavity resonator parts summarize a structural unit, in that between the end pole pieces and within of the cylinder defined by the magnetic coils used for the bundled beam guidance a further non-ferromagnetic support which forms a structural unit with the frame is provided on which the cavity resonator parts lying outside the vacuum envelope of the tube are pivotally attached that rigidly connect the end pole pieces to one another ferromagnetic supports at least partially additional cross arms for the additional Support of the swiveled-in cavity resonator parts lying outside the vacuum envelope of the tube have that all transverse arms provided on the ferromagnetic supports are at least are designed so that they can be pivoted about their supports that the bundled beam guide Serving solenoids are moved within the frame in the axial direction can, and that finally the upper end pole piece with a coverable recess is provided for the side insertion of the tube in the frame.
Als besonders günstige Ausbildung hat sich ein erfindungsgemäßer Rahmen erwiesen, bei dem sich die Hohlraumresonatorteile in Umfangsrichtung halbkreisförmig erstrecken und mit halbkreisförmigen zentrischen Aussparungen zur Aufnahme der Röhre versehen sind.A frame according to the invention has proven to be a particularly favorable training proved, in which the cavity resonator parts are semicircular in the circumferential direction extend and with semicircular central recesses for receiving the tube are provided.
Bei dieser Bauart des Rahmens ist es zweckmäßig, daß in den zentrischen Aussparungen Kontaktfinger angeordnet sind, die einen guten elektrischen Kontakt zwischen der Röhre und den Hohlraumresonatorteilen ergeben.With this type of frame, it is useful that in the central Recesses contact fingers are arranged, which make good electrical contact between the tube and the cavity resonator parts.
Man erkennt, daß bei dem erfindungsgemäßen Rahmen Ein- und Ausbau der Klystronröhre mit wenigen Handgriffen und einem Minimum an Justierarbeit erfolgen können. Es versteht sich dabei, daß die innerhalb der Magnetspulen angeordneten metallischen Bauteile sämtlich aus nichtferromagnetischen Metallen hergestellt sind, um das der Elektronenstrahlbündelung dienende Magnetfeld nicht zu stören.It can be seen that in the frame according to the invention installation and removal the klystron tube can be done in a few simple steps and with a minimum of adjustment work can. It goes without saying that the arranged within the magnet coils metallic components are all made of non-ferromagnetic metals, so as not to interfere with the magnetic field used to concentrate the electron beams.
Die Erfindung soll nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert werden.The invention is described below with reference to the drawings are explained in more detail.
F i g. 1 zeigt perspektivisch den Rahmen gemäß der Erfindung mit der eingesetzten Hochleistungsklystronröhre, wobei zur Verdeutlichung einige Teile weggebrochen dargestellt sind; F i g. 2 stellt den Rahmen nach F i g. 1 in Seitenansicht dar; und F i g. 3 ist ein Querschnitt gemäß der Linie 3-3 in F i g. 2, gesehen von oben.F i g. 1 shows in perspective the frame according to the invention with FIG used high-performance klystron tube, with some parts broken away for clarity are shown; F i g. 2 represents the frame according to FIG. 1 in side view; and F i g. Figure 3 is a cross section taken along line 3-3 in Figure 3. 2, seen from above.
Die Klystronröhre 10 ist senkrecht in den Rahmen 12 eingesetzt, wobei der Auffangelektrodenabschnitt 14 unten und der Elektrodenstrahlerzeugerabschnitt 16 oben angeordnet ist. Der Rahmen 12 besteht aus einem Stahlgestell, das einen Pfad geringen magnetisehen Widerstandes bildet. Das Stahlgestell ruht auf Laufrollen 18. Es umfaßt ein im wesentlichen ringförmiges Unterteil 20 aus U-Profil-Abschnitten, von dem zwei parallele, ebenfalls aus Stahl gefertigte Querstreben 22 herabhängen, während sich nach oben drei stählerne Stützen 24 bis zu dem oberen Endpolstück 26 erstrecken. Dieses ist flächenhaft bzw. plattenförmig ausgebildet und starr mit den Stützen 24 verbunden.The klystron tube 10 is inserted vertically into the frame 12, wherein the collecting electrode section 14 below and the electroformer section 16 is arranged above. The frame 12 consists of a steel frame, the one Forms path of low magnetic resistance. The steel frame rests on rollers 18. It comprises a substantially annular lower part 20 made of U-profile sections, from which two parallel cross struts 22, also made of steel, hang down, while three steel supports 24 extend upwards to the upper end pole piece 26 extend. This is planar or plate-shaped and rigid with the supports 24 connected.
Innerhalb des von den Stützen 24 umschlossenen Raumes befinden sieh drei Magnetspulen 28, die im betriebsbereiten Zustand der Gesamtanordnung längs der Klystronröhrenachse verteilt angeordnet sind, in dem dargestellten Vorbereitungsstadium jedoch noch auf den Querstreben 22 liegen. Die Magnetspulen 28 sind weggebrochen gezeichnet, um den Auffangelektrodenabschnitt der Klystronröhre und die umgebenden Teile des Rahmens 12 genauer zu zeigen. Von den Querstreben 22 erstreckt sich nämlich eine kurze rohrförmige Stahlabstützung 30 nach oben, über die sich das magnetische Fokussierungsfeld schließt und auf deren unterem Endpolstück 32 der Auffangelektrodenabschnitt 14 der Klystronröhre aufsitzt. Auch das untere Endpolstück 32 ist flächenhaft ausgebildet und weist einen hohlzylindrischen zentralen Teil 34 auf, der den Auffänger der Klvstronröhre umschließt. Eine weitere Magnetspule 36 auf dem unteren Endpolstück 32 konzentriert das Feld im Bereich des Auffangelektrodenabschnitts. Man erkennt, daß die beiden Endpolstücke 26, 32 über die drei Stützen 24 starr miteinander verbunden sind.Inside the space enclosed by the supports 24 are located three solenoids 28, the lengthways in the operational state of the overall arrangement the klystron tube axis are arranged distributed, in the illustrated preparatory stage however, still lie on the cross braces 22. The solenoids 28 have broken away drawn to the collecting electrode section of the klystron tube and the surrounding ones To show parts of the frame 12 in more detail. From the cross struts 22 namely extends a short tubular steel support 30 to the top, over which the magnetic Focusing field closes and the collecting electrode section on its lower end pole piece 32 14 of the klystron tube is seated. The lower end pole piece 32 is also designed to be planar and has a hollow cylindrical central portion 34 which is the catcher of the Klvstron tube encloses. Another magnetic coil 36 is concentrated on the lower end pole piece 32 the field in the area of the collecting electrode section. You can see that the two End pole pieces 26, 32 are rigidly connected to one another via the three supports 24.
Zwischen den Endpolstücken 26, 32 und auch innerhalb des zylindrischen Raumes, der von den Magnetspulen 28 definiert wird, befindet sich eine weitere Stütze 38 aus nichtferromagnetischem Material, die mit dem Rahmen 12 zu einer Baueinheit verbunden ist. Die Stütze 38 besteht z. B. aus Aluminium. An ihr sind Paare von halbzylinderförmigen Hohlraumresonatorabschnitten 39 schwenkbar mittels Scharnieren 41 gelagert. In F i g. 1 sind die Hohlraumresonatorabschnitte 39 am strahlerzeugerseitigen Ende der Klystronröhre in der ausgeschwenkten Stellung gezeigt, das mittlere Paar ist eingeschwenkt, und von dem unteren Paar ist nur der eine Hohlraumresonatorabschnitt ausgeschwenkt dargestellt. Die beiden Stahlstützen 24 gegenüber der Aluminiumstütze 38 weisen Querarme 44 auf, die um die Stützen 24 schwenkbar sind und als Auflage für die Hohlraumresonatorabschnitte 39 in deren eingeschwenkter Stellung dienen; um die Darstellung nicht zu komplizieren, ist in F i g. 1 nur einer der Querarme 44 gezeigt, doch versteht es sich, daß tatsächlich jedem Hohlraumresonatorabschnitt 39 je ein Querarm 44 zugeordnet ist, wie in F i g. 2 deutlich zu erkennen. Die Hohlraumresonatorabschnitte erstrecken sich in Umfangsrichtung im wesentlichen halbkreisförmig und besitzen halbkreisförmige zentrische Aussparungen 40 zur Aufnahme der Röhre 1.0. In den Aussparungen 40 sind federnde Kontaktfinger 42 angeordnet, die einen guten Kontakt zwischen den außerhalb und den innerhalb der Röhre liegenden Abschnitten der Hohlraumresonatoren gewährleisten.Between the end pole pieces 26, 32 and also within the cylindrical space which is defined by the magnetic coils 28, there is a further support 38 made of non-ferromagnetic material, which is connected to the frame 12 to form a structural unit. The support 38 consists, for. B. made of aluminum. Pairs of semi-cylindrical cavity resonator sections 39 are pivotably mounted on it by means of hinges 41. In Fig. 1 shows the cavity resonator sections 39 at the end of the klystron tube on the jet generator side in the pivoted-out position, the middle pair is pivoted in, and of the lower pair only the one cavity resonator section is shown pivoted out. The two steel supports 24 opposite the aluminum support 38 have transverse arms 44 which can be pivoted about the supports 24 and serve as a support for the cavity resonator sections 39 in their pivoted-in position; in order not to complicate the representation, FIG. 1, only one of the transverse arms 44 is shown, but it is understood that a transverse arm 44 is actually assigned to each cavity resonator section 39, as in FIG. 2 clearly visible. The cavity resonator sections extend essentially semicircularly in the circumferential direction and have semicircular central recesses 40 for receiving the tube 1.0. Resilient contact fingers 42 are arranged in the recesses 40 and ensure good contact between the sections of the cavity resonators located outside and inside the tube.
Die Stahlstreben 24 sind ferner alle mit weiteren Querarmen 46 versehen, die ebenfalls schwenkbar sind und auf denen die Magnetspulen 28 ruhen, wenn die Röhre 10 eingesetzt ist, die Hohlraumresonatorabschnitte eingeschwenkt und die Querarme 46 nach innen geschwenkt sind. Die Querarme 44 und 46 müssen schwenkbar sein, damit die Spulen 28 leicht in Axialrichtung innerhalb des von den Stützen 24 definierten Raumes bewegbar sind. Zur Sicherung der eingeschwenkten Stellung der Querarme 44, 46 dienen Bolzen 48 an den Schwenklagern der Querarme (s. F i g. 2). In F i g. 2 sind außerdem die Abstimmeinrichtungen 52 für die Hohlraumresonatoren erkennbar.The steel struts 24 are also all provided with further cross arms 46 which are also pivotable and on which the magnet coils 28 rest when the tube 10 is inserted, the cavity resonator sections are pivoted in and the cross arms 46 are pivoted inward. The transverse arms 44 and 46 must be pivotable so that the coils 28 can be easily moved in the axial direction within the space defined by the supports 24. Bolts 48 on the pivot bearings of the transverse arms serve to secure the pivoted-in position of the transverse arms 44, 46 (see FIG. 2). In Fig. 2 the tuning devices 52 for the cavity resonators can also be seen.
In F i g. 3 ist die Ausbildung des oberen Endpolstückes 26 deutlicher gezeigt. Es ist mit einer Aussparung 54, die hier etwa U-Form besitzt, versehen, um die Klystronröhre 10 in Richtung der größten Öffnung zwischen den ausgeschwenkten Hohlraumresonatorabschnitten 39 (F i g. 1) herausnehmen zu können. Um die Aussparung nach Einsetzen einer Röhre 10 wieder zu schließen, werden eine im wesentlichen rechteckige ferromagnetische Platte 56 sowie eine im wesentlichen halbkreisförmige ferromagnetische Platte 58 angebracht.In Fig. 3 the formation of the upper end pole piece 26 is shown more clearly. It is provided with a recess 54, which here has an approximately U-shape, in order to be able to remove the klystron tube 10 in the direction of the largest opening between the pivoted-out cavity resonator sections 39 (FIG. 1). In order to close the recess again after a tube 10 has been inserted, an essentially rectangular ferromagnetic plate 56 and an essentially semicircular ferromagnetic plate 58 are attached.
In dieser Stellung - dargestellt in F i g. 3 - umschließen die Platten 56, 58 eine kreisförmige Öffnung 60 für den Durchtritt der Klystronröhre 10. Um die Klystronröhre herum und auf dem oberen Endpolstück 26 ist ein Gehäuse 62 für eine kleine Magnetspule 64 angeordnet, die in bekannter Weise der Zentrierung des Elektronenstrahls in der Röhre dient (F i g. 2).In this position - shown in FIG. 3 - enclose the panels 56, 58 a circular opening 60 for the passage of the klystron tube 10. Um around the klystron tube and on the upper end pole piece 26 is a housing 62 for a small magnetic coil 64 is arranged, which in a known manner of the centering of the Electron beam is used in the tube (Fig. 2).
Das Endpolstück 26 ist teilweise weggebrochen gezeichnet, damit man das darunterliegende Scharnier 41 der obersten Hohlraumresonatorabschnitte 39, die Aluminiumstütze 38 sowie eine Klammer 66 erkennen kann, die die Hohlraumresonatorabschnitte 39 im ein- und zusammengeschwenkten Zustand verriegelt.The end pole piece 26 is shown partially broken away so that one the underlying hinge 41 of the uppermost cavity resonator sections 39, the Aluminum support 38 as well as a bracket 66 can see the cavity resonator sections 39 locked in the swiveled in and closed state.
Der Ausbau der Klystronröhre erfolgt in folgenden Schritten: Abnehmen von Magnetspule 64 und ihres Gehäuses 62; Abnehmen der Platten 58 und 56; Herausschwenken der Querarme 44 und 46 sowie Absenken. der Magnetspulen 28 bis auf die Querstreben 22; Lösen der Klammern 66 und Ausschwenken der Hohlraumresonatorabschnitte 39; Anheben der Klystronröhre in senkrechter Lage, bis der Auffangelektrodenabschnitt 14 insgesamt sich oberhalb des Teils 34 befindet; seitliches Herausnehmen der Röhre. Beim Einbau ist in umgekehrter Weise zu verfahren, wobei am Ende die Querarme 44,46 mittels der Bolzen 48 festgezogen werden.The removal of the klystron tube is carried out in the following steps: removing the magnet coil 64 and its housing 62; Removing plates 58 and 56; Swiveling out the cross arms 44 and 46 and lowering. of the solenoids 28 except for the cross struts 22; Releasing the clamps 66 and pivoting out the cavity resonator sections 39; Lifting the klystron tube in a vertical position until the collecting electrode section 14 is overall above the part 34; lateral removal of the tube. During installation, the procedure is reversed, with the transverse arms 44, 46 being tightened by means of the bolts 48 at the end.
Wie oben bereits erwähnt, bestehen alle Bauteile des Rahmens innerhalb des von den Magnetspulen 28 definierten zylindrischen Raumes aus nichtferromagnetischem Material.As already mentioned above, all components of the frame within the cylindrical space defined by the magnetic coils 28 are made of non-ferromagnetic material.
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