DE2045097B2

DE2045097B2 - REFRIGERATION ARRANGEMENT FOR THE COLLECTOR OF A WALKING FIELD TUBE

Info

Publication number: DE2045097B2
Application number: DE19702045097
Authority: DE
Inventors: Matthew Campbell Chelmsford Essex Kennedy (Grossbritannien)
Original assignee: English Electric Valve Co Ltd
Current assignee: Teledyne UK Ltd
Priority date: 1969-09-12
Filing date: 1970-09-11
Publication date: 1972-09-28
Also published as: DE2045097A1; FR2061323A5; US3644769A; GB1276915A

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühlanordnung für den Kollektor einer Wanderfeldröhre mit einem Block aus gut wärmeleitfähigem Material und einer Öffnung, in weiche der Kollektor einsetzbar ist, wobei eine Vielzahl an den Kollektor federnd angedrückter wärmeleitender Klemmelemente vorhanden sind, weiche den Kollektor in der Öffnung halten.The invention relates to a cooling arrangement for the collector of a traveling wave tube with a block Good thermally conductive material and an opening in which the collector can be used, with a large number resiliently pressed against the collector thermally conductive clamping elements are present, soft the Hold the collector in the opening.

Es ist häufig erwünscht, den Kollektor einer Wanderfeldröhre zu kühlen, welche bei einer Eingangsleistung oberhalb von einigen Watt arbeitet.It is often desirable to cool the collector of a traveling wave tube which is at an input power works above a few watts.

Ein allgemein bekanntes Verfah.-en zur Sc^v affung einer geeigneten Kühlung in solchen Fällen besteht darin, einen Wärmeleitblock vorzusehen, welcher mit einem Ende der Wanderfeldröhren-Fokussierungshalterung verbunden ist und in welchem die Wanderfeldröhre angeordnet ist. Der Wärmeleitblock dient dazu, die Wärme vom Kollektor abzuleiten, und er kann mit einem äußeren Radiator geeigneter Dimensionierung verbunden sein, damit die Wärme durch natürliche Konvektion davon abgeleitet wird. Diese Anordnung ist unter der Voraussetzung zufriedenstellend, daß die Wanderfeldröhre und ihre Fokussierungshalterung als Baugruppe ausgeführt sind, da in diesem Falle der Kollektor genau und dauernd mit uer Fokussierungseinrichtung ausgerichtet sein kann, wenn der Wärmeleitblock während des Endzusammenbaus der Komponenten an der Fokussierungshalterung befestigt ist. In den meisten Anwendungsfällen wird es jedoch bevorzugt, daß die Wanderfeldröhre innerhalb ihrer Halterung in der ursprünglichen Lage austauschbar ist, weil solche Röhren eine begrenzte Lebensdauer haben. Dadurch wird die Notwendigkeit vermieden, Wellenleiterverbindungen und Energieversorgungsleitungen zu der Halterung zu trennen, wenn die Wanderfeldröhre ausgetauscht werden muß.A generally known Verfah.-en for Sc ^v affung a suitable cooling in such cases is to provide a heat conducting block, which is connected to one end of the traveling wave tube focus holder is connected and in which the traveling wave tube is arranged. The heat conducting block serves to dissipate the heat from the collector and it can be connected to an external radiator of suitable size so that the heat is dissipated therefrom by natural convection. This arrangement is satisfactory provided that the traveling wave tube and its focusing bracket are made as an assembly, in which case the collector can be accurately and continuously aligned with the focuser when the thermal block is attached to the focusing bracket during final assembly of the components. In most applications, however, it is preferred that the traveling wave tube is exchangeable within its holder in the original position, because such tubes have a limited life. This avoids the need to disconnect waveguide connections and power lines to the bracket when the traveling wave tube must be replaced.

Die Austauschbarkeit der Wanderfeldröhre mit ihrer f Ialterung erfordert spezielle Bedingungen für den Entwurf und die Konstruktion des Wärmeleitblocks, welcher so beschaffen sein muß, daß ein schnelles, einfaches und leichtes Einsetzen und Herausnehmen der Röhre möglich ist, um die Gefahr der Beschädigung der Röhre während der Handhabung zu reduzieren und um die Zeit auf ein Minimum zu begrenzen, über welche die Einrichtung außer Betrieb ist. Zusätzlich muß eine Einrichtung vorgesehen sein, um die Wanderfeldröhre in bezug auf ihre Fokussierungshalterung genau auszurichten, weil dadurch eine Verminderung des Betriebs-Wendelstromes ermöglicht wird (es sei angenommen, daß die übliche Form der Wanderfeldröhre vorliegt, in welcher der Verzögerungskreis eine Wendel ist), so daß dadurch Jie Lebens- dauer der Wanderfeldröhre verlängert wird, indem ihre Betriebstemperatur herabgesetzt wird. Eine Feineinstellung der Röhrenstellung ist ebenso erwünscht, weil dies eine gewisse Lockerung der hohen Ausrichtungsanforderungen der inneren Röhrenelektroden während der Herstellung gestattet.The interchangeability of the traveling wave tube with its aging requires special conditions for the Design and construction of the heat conducting block, which must be designed in such a way that a fast, simple and easy insertion and removal of the tube is possible to avoid the risk of damage of the tube during handling and to keep the time to a minimum, over which the facility is out of order. In addition, a device must be provided to the Align the traveling wave tube with respect to its focus bracket precisely, because this reduces the risk of the operating helical current is made possible (it is assumed that the usual shape of the traveling wave tube present, in which the delay circle is a helix), so that the life duration of the traveling wave tube is extended by lowering its operating temperature. A fine adjustment The tube position is also desirable because it allows some relaxation of the high alignment requirements of the inner tube electrodes during manufacture.

Weiterhin ist aus der Zeitschrift »Elektrisches Nachrichtenwesen«, Band 38, Nr. 3 (!963), S. 413 bis 416, eine Kühlanordnung für den Kollektor einer Wanderfeldröhre bekannt, weiche einen Block aus gut wärmeleitendem Material aufweist und eine Öffnung besitzt, in die der Kollektor einsetzbar ist. Bei dieser bekannten Anordnung sind eine größere Anzahl vor Federkontakten vorgesehen, die zwar gegen den Kollektor drücken, aber noch eine gewisse Verschiebung zulassen und ihn deshalb nicht dauernd mechanisch beanspruchen. Jeder der Federkontakte liegt in zwei oder drei Punkten am Kollektor an. Daher ist das gesamte Temperaturgefälle zwischen dem Kollektor und der Innenseite des Kühlers gerii.^tr als bei einer normalen mechanischen Passung. Diese bekannte Anordnung weist einerseits den Nachteil auf, daß der Wärmekontakt zwischen dem Kollektor und der Kühleinrichtung durch die punktweise Anlage der Federkontakte nur gering ist und besitzt andererseits den Nachteil, daß die Wanderfeldröhre in bezug auf ihre Halterung nur sehr begrenzt ausrichtbar ist.Furthermore, from the magazine "Elektrisches Nachrichtenwesen", Volume 38, No. 3 (! 963), p. 413 bis 416, a cooling arrangement for the collector of a traveling wave tube known, evades a block from well Has thermally conductive material and has an opening into which the collector can be inserted. At this known arrangement, a larger number of spring contacts are provided, although against the collector press, but still allow a certain shift and therefore not permanently mechanical claim. Each of the spring contacts rests on two or three points on the collector. Hence the whole Temperature gradient between the collector and the inside of the cooler gerii. ^ Tr than with a normal mechanical fit. This known arrangement has on the one hand the disadvantage that the Thermal contact between the collector and the cooling device due to the point-by-point system of the Spring contacts is only small and on the other hand has the disadvantage that the traveling wave tube with respect to their bracket can only be aligned to a very limited extent.

Weiterhin ist aus der USA.-Patentschrift 2 984 762 eine Kühlanordnung für eine Wanderfeldröhre bekannt, bei welcher ein einzelnes wärmeleitendes zylindrisches Element gegen die äußere Fläche der Wanderfeldröhre gedrückt ist. Eine translatorische Bewegung der Wanderfeldröhre ist somit bei dieser Anordnung ausgeschlossen.Furthermore, from the US Pat. No. 2,984,762 a cooling arrangement for a traveling wave tube is known, in which a single thermally conductive cylindrical member against the outer surface of the traveling wave tube is pressed. A translational movement of the traveling wave tube is thus in this arrangement locked out.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kühlanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche bei guter Kühlleistung die Einstellung der Wanderfeldröhre in bezug auf die Fokussierungseinrichtung besonders einfach ermöglicht.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß die Klemmelemente weiterhin einen Klemmbakken-Schuh besitzen, der in einer Ausnehmung des Blockes derart gleitend angeordnet ist, daß er in gutem Wärmekontakt mit dem Block steht und daß die Klemmbacken und die Klemmbacken-Schuhe sich in flachen, einen guten Wärmekontakt bildenden Paßflächen berühren, zwischen denen ein Gleitkontakt besteht. The invention is based on the object of creating a cooling arrangement of the type mentioned at the outset which, with good cooling performance, enables the traveling wave tube to be adjusted in a particularly simple manner with regard to the focusing device.
To solve this problem, the invention provides that the clamping elements further have a clamping jaw shoe which is slidably arranged in a recess of the block that it is in good thermal contact with the block and that the clamping jaws and the clamping jaw shoes are in touch flat, good thermal contact forming mating surfaces between which there is a sliding contact.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß zwei Klemmelemente vorhanden sind.According to a preferred embodiment of the invention it is provided that two clamping elements available.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Kühlanordnung zeichnet sich dadurch aus, daß vier Klemmelemente vorgesehen sind.An advantageous development of the cooling arrangement according to the invention is characterized in that four clamping elements are provided.

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Die erfindungsgemäße Kühlanordnung weist den zu gestatten, daß jede Klemmbacke in der richtigenThe inventive cooling arrangement is designed to allow each jaw to be in the correct position

Vorteil auf, daß eine flächige Anlage von Klemmbak- Weise in Kontakt mit dem Kollektor 1 gelangt DieAdvantage that a planar system of Klemmbak- way comes into contact with the collector 1

ken direkt am Kollektor vorhanden ist, so daß ein be- Klemmbacken 2 sind alle in gutem Wärmekontakt mitken is available directly on the collector, so that one clamping jaws 2 are all in good thermal contact with

sonders guter Wärmeübergang zwischen dem Kollek- einem bewegbaren zweiten Teil der Klemmelemente,Particularly good heat transfer between the collector - a movable second part of the clamping elements,

tor und dem. Wärmeleitblock gewährleistet ist. 5 wobei der zweite Teil ein Klemmbacken-Schuh 3 ist.tor and the. Thermal block is guaranteed. 5 wherein the second part is a jaw shoe 3.

Zugleich ist bei der erfindungsgemäßen Kühlanord- Um die Klemmbacken 2 in engem Kontakt mit demAt the same time, in the cooling arrangement according to the invention, the clamping jaws 2 are in close contact with the

nung eine gute Beweglichkeit und eine leichte Ein- Kollektor 1 zu halten, ist ein Stift 4 in jede EndflächeTo maintain good mobility and an easy one-collector 1 is a pin 4 in each end face

stellbarkeit des Kollektors in bezug auf die Fokussie- jedes Klemmbacken Schuhs 3 eingesetzt, und zwi-adjustability of the collector with respect to the focussing each jaw shoe 3 used, and between

rungseinrichtung ermöglicht. sehen jedem benachbarten Paar von Stiften 4 ist eineration facility allows. see every adjacent pair of pins 4 is one

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen An- io Feder 5 unter Spannung befestigt Jeder Klemmbak-Another advantage of the inventive anal spring 5 fastened under tension.

ordnung besteht darin, daß durch Verminderung der ken-Schuh 3 weist einen engen Gleitsitz innerhalborder is that by reducing the ken shoe 3 has a tight sliding fit within

Betriebstemperatur die Lebensdauer der Wanderfeld- einer Ausnehmung oder eines Kanals 6 im Körper desOperating temperature the life of the traveling field a recess or a channel 6 in the body of the

röhre erheblich verlängert wird. Blocks 7 aus gut wärmeleitendem Material auf. Dertube is considerably lengthened. Blocks 7 made of a material that conducts heat well. Of the

Wenn zur Fokmsierung sowohl eine seitliche Bewe- Block 7 ist in der Praxis an einer (nicht dargestell-If for focusing both a lateral movement block 7 is in practice on a (not shown-

gung als auch eine Wnkelbewe^ung der Wanderfeld- 15 ten) Wanderfeldröhren-Fokussienrngshalterung ange-movement as well as an angular movement of the traveling field 15 th) traveling wave tube focusing bracket.

röhre erforderlich ist, dann sollte die Anordnung vor- bracht und kann (nicht dargestellte) geeignete äußerepipe is required, the arrangement should be put in place and can be suitable external (not shown)

zugsweise zwei oder vier Klemmhülsenglieder besit- Rippen haben, um die Wärmeabführung in seine Um-preferably two or four clamping sleeve members have ribs to dissipate heat in its surroundings

zen. Wenn jedoch nur eine seitliche Bewegung erfor- gebung zu unterstützen. Die Klemmbacken-Schuhe 3Zen. However, if only a lateral movement is required to support it. The jaw shoes 3

derlich ist, kann die Anzahl der verwendeten Klemm- weisen eine (nicht dargestellte) Einrichtung auf, sois, the number of clamps used can have a device (not shown), see above

hülsenglieder von zwei oder vier abweichen. 20 daß ihre Stellung in den Ausnehmungen oder Kanä-sleeve links differ from two or four. 20 that their position in the recesses or channels

Mit einem Material mit guter Wärmeleitfähigkeit ist Ie 6 eingestellt werden kann, und durch diese Einein Material gemeint, wie beispielsweise ein Metdll, richtung ist die Einstellung der seitlichen Lage und dessen Wärmeleitfähigkeit bedeutend höher ist als der Winkelorientierung des Kollektors 1 innerhalb der diejenige von Luft. In ähnlicher Weise bedeutet der Öffnung 8 in bezug auf den gut wärmeleitenden Ausdruck »guter Wärmekontakt« einen Kontakt, um 35 Block 7 und somit auf die Fokussierungshalterung eine wesentlich größere Wärmeleitung zu schaffen, als durchführbar.With a material with good thermal conductivity Ie 6 can be adjusted, and by this onein Material meant, such as a Metdll, is the setting of the lateral position and direction whose thermal conductivity is significantly higher than the angular orientation of the collector 1 within the that of air. Similarly, the opening 8 means with respect to the highly thermally conductive The expression "good thermal contact" means a contact to 35 block 7 and thus to the focusing bracket to create a much greater heat conduction than is feasible.

sie durch Luft auftritt. Für das Material der Wärme- Andere Anordnungen gemäß der Erfindung könleitelemente steht eine große Auswahl zur Verfügung. nen ebenfalls verwendet werden, beispielsweise eine Kupfer und Messung sind Materialien, welche experi- Anordnung, welche nur zwei Klemmbacken verwenmentell mit sehr erfolgreichen Ergebnissen verwendet 30 det, die auf gegenüberliegenden Seiten der gekrümmwurden. Wenn ein Metall verwendet wird, um die ten Kollektoroberfläche aufliegen. In diesem Falle Wärmeleitung durch das System zu unterstützen, kön- würde diejenige Oberfläche der Klemmbacke, we'che nen die gleitenden Flächen mit Vorteil mit einem gut mit dem Kollektor in Berührung steht, nahezu die wärmele'tenden Öl oder einem dünnen Fett ge- Hälfte des Umfangs des Kollektors umschließen, und schmiert sein, welches ebenfalls als Schmierung wirkt. 35 wie in der vorhergehenden Ausführungsfonn würde Vorzugsweise sollte verhindert werden, daß das jede Klemmbacke in gutem Wärmekontakt mit einem Schmiermittel mit der Wanderfeldröhre selbst in Kon- beweglichen Klemmbacken· Schuh stehen,
takt kommt. Die Auswahl der Anzahl der Klemmelemente istit occurs through air. A large selection is available for the material of the heat conducting elements. Can also be used, for example a copper and measurement are materials which have been experimentally used with very successful results only two jaws which have been curved on opposite sides of the. If a metal is used to rest the th collector surface. In this case, to support heat conduction through the system, that surface of the clamping jaw, where the sliding surfaces are advantageously in good contact with the collector, could almost half the heat-releasing oil or a thin grease enclose the circumference of the collector, and be lubricated, which also acts as a lubrication. 35 as in the previous embodiment, it should preferably be prevented that each clamping jaw is in good thermal contact with a lubricant with the traveling wave tube itself in con-movable clamping jaws shoe,
clock comes. The selection of the number of clamping elements is

Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise an nicht auf zwei oder vier beschränkt. Beide Bewegun-In the following, the invention is not limited to two or four, for example. Both movements

Hand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt die 40 gen, und zwar eine Winkelbewegung und eine transla-Hand of drawing described; in this shows the 40 genes, namely an angular movement and a translational

einzige Figur eine Ansicht einer erfindungsgemäßen torische Bewegung des Kollektors in bezug auf densingle figure is a view of a toric movement of the collector according to the invention in relation to the

Kühlanordnung. Block sind jedoch nur mit Anordnungen erreichbar,Cooling arrangement. However, blocks can only be reached with arrangements

In der Zeichnung ist ein Kollektor 1 einer Wander- welche entweder zwei oder vier Klemmbacken verfeldröhre dargesteili, welcher eine zylindrische Form wenden. Mit anderen Anordnungen, beispielsweise aufweist und in der Mitte einer öffnung 8 in einem 45 mit einer Anordnung, welche drei Klemmbacken verBlock 7 angeordnet ist. In Wärmekontakt mit dem wendet, wobei jede Klemmbacke etwa ein Drittel des Kollektor sind vier Klemmelemente, welche aus einem Kollektorumfanges umschließen würde, ist die Win-Material mit guter Wärmeleitfähigkeit bestehen und kelbewegung nicht in befriedigender Weise erreicheine Klemmbacke 2 aufweisen, welche so angeordnet bar, und es ist nur eins translptorische Bewegung und geformt ist, daß der Kollektoi 1 umschlossen 50 möglich, während guter Wärmekontakt zwischen den wird, jedoch mit einem schmalen Spalt zwischen jeder Klemmbacken und dem Wanderfeldröhren-Kollektor Klemmbacke und benachbarten Klemmbacken, um aufrechterhalten wird.In the drawing, a collector 1 is a traveling tube which verfeldröhre either two or four jaws dargesteili, which turn a cylindrical shape. With other arrangements, for example and in the middle of an opening 8 in a 45 with an arrangement which verBlock 7 is arranged. In thermal contact with the turns, each jaw is about a third of the Collector are four clamping elements, which would enclose from a collector circumference is the win material exist with good thermal conductivity and do not achieve angular motion in a satisfactory manner Have clamping jaw 2, which is so arranged bar, and there is only one translatory movement and is shaped so that the Kollektoi 1 enclosed 50 possible, while good thermal contact between the but with a small gap between each jaw and the traveling wave tube collector Jaw and adjacent jaws in order to be maintained.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Cooling arrangement for the collector of a traveling wave tube with a block of material with good thermal conductivity and an opening into which the Collector can be used, with a plurality of thermally conductive pressed resiliently onto the collector There are clamping elements which hold the collector in the opening, characterized in that that the clamping elements (2, 3) each continue to have a clamping jaw shoe (3) have, which is slidably arranged in a recess (6) of the block (7) that it is in good thermal contact with the block (7) and that the clamping jaws (2) and the clamping jaw shoes (3) touch in flat mating surfaces that form good thermal contact and that there is sliding contact between them.

2. Cooling arrangement according to claim 1, characterized in that two clamping elements (2, 3) available.

3. Cooling arrangement according to claim 1, characterized in that four clamping elements (2, 3) are provided.