DE1541962B1 - Luftgekuehlte Auffangelektrode (Kollektor) fuer ein Hochleistungsklystron - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine luftgekühlte Auffangelektrode (Kollektor) für ein Hochleistungsklystron mit quer zur Kollektorachse sich erstreckenden, auf den Kollektor aufgeschraubten, in Umfangsrichtung nicht in sich geschlossenen Kühlplatten, zwischen denen der Kühlluftstrom quer zur Kollektorachse hindurchgeführt ist.

Für luftgekühlte Kollektoren eines Hochleistungsklystrons ist es nicht mehr möglich, die einzelnen Kühlplatten einfach auf den Kollektor aufzuschieben und dort, um sie in ihrer Lage festzuhalten, zu verlöten, sondern es werden wesentlich bessere Wärmeübergänge gefordert. Hierfür ist es bekannt, den Außenumfang des Kollektors mit einem nutenförmigen Gewinde zu versehen, auf das die einzelnen Kühlplatten bei der Montage aufgeschraubt werden. Um eine Wärmeausdehnung des Kollektors zuzulassen, ist jede Kühlplatte mit einem in radialer Richtung verlaufenden durchgehenden Schlitz versehen, erstreckt sich also nahezu über den gesamten Umfang des Kollektors, und die in radialer Richtung verlaufenden Schlitzkanten jeder einzelnen Kühlplatte sind um einen Gewindegang gegeneinander versetzt. Im zusammengebauten Zustand liegen die Schlitze bzw. die in radialer Richtung verlaufenden Schlitzkanten in axialer Richtung alle hintereinander. Eine derartige Anordnung ermöglicht jedoch nur eine Ausdehnung des Kollektors an der Seite, an der die Schlitze liegen. Es hat sich nun gezeigt, daß bei hoher Belastung an dieser Seite des Kollektors in axialer Richtung (also parallel zu den Schlitzen) verlaufende Risse entstehen, die schließlich in radialer Richtung bis zum Innenumfang des Kollektors durchreißen und dadurch zur Zerstörung der Röhre führen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, diese unerwünschte, zur Zerstörung der Röhre führende Rißbildung zu vermeiden. Die Lösung dieser Aufgabe darf nicht andere gravierende Nachteile zeigen. Nachdem der Erfinder erkannt hatte, daß die Rißbildung durch die einseitige Anordnung der Schlitze bewirkt wird, wäre eine Lösung denkbar, unter Fortlassung des Gewindes die Platten z. B. rund auszubilden und sie einfach mit den Schlitzen azimutal gegeneinander versetzt anzuordnen, so daß sich der Kollektor beim Betrieb nicht einseitig ausdehnt. Eine derartige Maßnahme ist aber bei Hochleistungsklystrons nicht zulässig, weil dadurch ganz wesentlich die Leistungsaufnahme des Kollektors herabgesetzt wird. Es mußte also eine Lösung gefunden werden, bei der die Kühlplatten weiterhin auf den Kollektor aufgeschraubt werden konnten, damit auch weiterhin ein sehr guter Wärmekontakt gewährleistet bleibt.

Dazu schlägt die Erfindung bei einer luftgekühlten Auffangelektrode (Kollektor) der eingangs genannten Art vor, daß jede Kühlplatte eine von ihrer Innenkante zu ihrer Außenkante durchgehende, sektorförmige Ausnehmung mit in radialer Richtung verlaufenden Kanten (Ausnehmungskanten) aufweist und die Anordnung der Kühlplatten so ist, daß ihre Ausnehmungen azimutal derart gegeneinander versetzt sind, daß jeweils zwischen zwei aufeinanderfolgenden Kühlplatten die eine Ausnehmungskante der einen Kühlplatte mit der korrespondierenden anderen Ausnehmungskante der folgenden Kühlplatte einen radialen Schlitz bildet und die so gebildeten Schlitze fortlaufend um den Kollektor herum verteilt sind.

Dabei erstrecken sich die sektorförmigen Ausnehmungen der Kühlplatten vorzugsweise jeweils über etwa 45 Bogengrad. Hierdurch werden alle Vorteile der bisher bekannten Anordnung für das Hochleistungsklystron beibehalten, und es besteht lediglich der Nachteil, daß eine etwas größere Anzahl von Kühlplatten nacheinander aufgeschraubt werden muß. Diese Anzahl richtet sich nach den Kenndaten des Hochleistungsklystrons, d. h.,durch unterschiedlich große sektorförmige Ausnehmungen kann der Grad der Versetzung der Schlitze zueinander von Platte zu Platte variiert werden. Die größte Freiheit besteht zweifellos bei runder Ausbildung der Kühlplatten, d. h. bei Kühlplatten, die auch einen runden Außendurchmesser aufweisen. Ist der Außendurchmesser eckig, so müssen bestimmte Anforderungen erfüllt werden, die aber nach der Lehre der Erfindung ohne weiteres ausgeführt werden können. Weil es vorteilhaft ist, möglichst große Platten zu verwenden, sind Ausnehmungen zu bevorzugen, deren Winkel kleiner als 90 Bogengrad ist. Eine besonders vorteilhafte Winkelgröße ist, wie oben bereits angegeben, etwa 45 Bogengrad.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Es zeigt

Fig. 1 einen Kollektor für ein Hochleistungsklystron mit nutenartigem Gewinde auf dem Außenumfang,

Fig. 2 Kühlplatten nach der Erfindung im zusammengebauten Zustand,

Fi g. 3 eine Kühlplatte nach der Erfindung,

F i g. 4 eine Kühlplatte nach der Erfindung, die in der gezeigten Lage zu der nach F i g. 3 benachbart anzuordnen ist.

In der Fig. 1 ist mit 1 eine luftgekühlte Auffangelektrode (Kollektor) für ein Hochleistungsklystron bezeichnet, die auf ihrem äußeren Umfang Nuten 2 aufweist, die wie ein Gewinde ausgebildet sind, nur weisen sie rechteckförmigen Querschnitt auf. Diese Nuten 2 können, wie im Abschnitt 3 der F i g. 1 gezeigt, größeren Abstand voneinander aufweisen oder, wie im Abschnitt 4 gezeigt, derart dicht nebeneinanderliegen, daß die Nutenbreite gleich der zwischen den Nuten 2 verbleibenden Stegbreite ist.

Fig. 2 zeigt die Auffangelektrode 1 mit aufgeschraubten Kühlplatten, wobei zur Erläuterung lediglich einige Platten eingezeichnet worden sind. Eine Kühlplatte 5 besitzt eine sich in radialer Richtung erstreckende Ausnehmungskante 6, die mit der sich in radialer Richtung erstreckenden Ausnehmungskante der vorhergehenden Kühlplatte einen Schlitz 11 bildet. Die andere Ausnehmungskante der Kühlplatte 5, die sich ebenfalls in radialer Richtung erstreckt und mit der erstgenannten Ausnehmungskante 6 eine Ausnehmung von etwa 45 Bogengrad begrenzt, ist mit 7 bezeichnet. Die nachfolgende gleichartige Kühlplatte trägt das Bezugszeichen 8. Ihre sich in radialer Richtung erstreckende Ausnehmungskante 9 liegt der Ausnehmungskante 7 der Kühlplatte 5 gegenüber. Zwischen den Ausnehmungskanten? und 9 ist ein Schlitz 11a gebildet, der zu dem Schlitz 11 um 45° versetzt liegt. Die Ausnehmungskante 10 der Kühlplatte 8 bildet mit der Ausnehmungskante der nächstfolgenden Kühlplatte einen

Schlitz 11 b, der gegenüber dem Schlitz 11 α wiederum um 45° versetzt angeordnet ist usw.

Zur weiteren Erläuterung zeigen die Fig. 3 und 4 •die beiden Kühlplatten 5 und 8. Wie aus diesen Darstellungen ersichtlich, schließen die Ausnehmungskanten 6 und 7 der Kühlplatte 5 einen Winkel von 45° ein. Ebenso schließen die Ausnehmungskanten 9 und 10 der Kühlplatte 8 einen Winkel von 45° ein, wobei nach dem Aufschrauben auf die Auffangelektrode die Ausnehmungskante 7 der Kühlplatte 5 der Ausnehmungskante 9 der Kühlplatte 8 gegenüberliegt und zwischen sich den Schlitz 11a (Fi g. 2) bilden. Die Innenkanten der Kühlplatten 5 und 8 sind mit 12, die Außenkanten mit 13 bezeichnet. Durch die sektorförmigen Ausnehmungen 14 und 15 wird erreicht, daß sich die Kühlplatten 5 und 8 auf die Auffangelektrode 1 wie bei der bekannten Anordnung aufschrauben lassen, daß aber die Schlitze 11, lla und Ub fortlaufend um die Auffangelektrode 1 herum verteilt angeordnet werden können. Sie sind also azimutal gegeneinander versetzt und liegen etwa längs einer wendeiförmigen Bahn um die Auffangelektrode 1 herum, so daß sich bei Erwärmung der Auffangelektrode 1 die thermischen Ausdehnungskräfte über deren ganzen Umfang verteilen, wodurch eine axiale Rißbildung wirkungsvoll vermieden wird.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Luftgekühlte Auffangelektrode (Kollektor) für ein Hochleistungsklystron mit quer zur Kollektorachse sich erstreckenden, auf den Kollektor aufgeschraubten, in Umfangsrichtung nicht in sich geschlossenen Kühlplatten, zwischen denen der Kühlluftstrom quer zur Kollektorachse hindurchgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kühlplatte (5 bzw. 8) eine von ihrer Innenkante (12) zu ihrer Außenkante (13) durchgehende, sektorförmige Ausnehmung (14 bzw. 15) mit in radialer Richtung verlaufenden Kanten (Ausnehmungskanten 6, 7 bzw. 9, 10) aufweist und die Anordnung der Kühlplatten so ist, daß ihre Ausnehmungen azimutal derart gegeneinander versetzt sind, daß jeweils zwischen zwei aufeinanderfolgenden Kühlplatten (5, 8) die eine Ausnehmungskante (7) der einen Kühlplatte (5) mit der korrespondierenden anderen Ausnehmungskante (9) der folgenden Kühlplatte (8) einen radialen Schlitz (Ha) bildet und die so gebildeten Schlitze (11, Ua, lib) fortlaufend um den Kollektor (1) herum verteilt sind.

2. Luftgekühlte Auffangelektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die sektorförmigen Ausnehmungen der Kühlplatten jeweils über etwa 45 Bogengrad erstrecken.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen