DE2453962C2

DE2453962C2 - Liquid-cooled terminating resistor for a coaxial RF transmission line

Info

Publication number: DE2453962C2
Application number: DE19742453962
Authority: DE
Inventors: Leo Walton Hills Ohio Lesyk
Original assignee: BIRD ELECTRONIC CORP SOLON OHIO US
Current assignee: BIRD ELECTRONIC CORP SOLON OHIO US
Priority date: 1973-11-19
Filing date: 1974-11-14
Publication date: 1986-09-11
Also published as: DE2453962A1; CA998120A; JPS5724965B2; FR2251925B1; GB1449360A; JPS5081658A; FR2251925A1

Description

3 43 4

Kühlflüssigkeit-Anschlüsse am oberen Ende der Vor- Form erstreckt sich durch den Widerstandssockel 37 richtung vorgesehen sind, während die elektrischen An- und den Flansch 41 auf die zweite zylindrische Hülse 33 Schlüsse am unteren Ende der Vorrichtung vorgesehen und besitzt einen Gewindeansatz 45, der zum Festlegen i, sind, welches in der weiteren Beschreibung als Lei- des inneren Leiterrohres 21 mit einer Muttsr 46 dient stungsaufnahmeseite bezeichnet werden solL Die Lei- 5 Dadurch wird das Innenleherrohr 21 in elektrischen stungsaufnahmeseite besitzt ein inneres Verbindungs- Kontakt mit dem Leiterstab 44 gebracht
rohr 21, das den Innenleiter 12 der Übertragungsleitung Die zylindrische Hülse 34 ist in der zweiten zylindriaufnimmt, sowie einen äußeren Verbindungsflansch 22, sehen Hülse 33 mit radialem Abstand über einen Abder den äußeren koaxialen Leiter 13 der Obertragungs- Standsring 49 angeordnet Die zylindrische Hülse 34 erleitung aufnimmt Der äußere Verbindungsflansch 22 io streckt sich axial zum oberen Ende der Vorrichtung und dient als eine Scuwenkverschraubung und ist an das ist am oberen Ende gegenüber dem zweiten Gehäuseäußere Verbinderrohr 23 koaxial zu dem inneren Ver- abschnitt 31 mit einer 0-Ringdichtung 50 abgedichtet bindungsstück 21 angelötet an dem eine Ringnut sitzt, welche in der Innenfläche des Eine ringförmige Befestigungsplatte 24 ist über den zweiten Gehäuseabschnittes 31 ausgebildet ist Die zyäußeren Verbindungsflansch 22 geschoben und besitzt \s lindrische Hülse 34 wird in ihrer axialen Stellung durch mehrere am Umfang angeordnete Löcher, die Befesti- das Widerstandsmasse-Kupplungsstück 38 gehalten, das ι. gungsbolzen aufnehmen, so daß der Abschlußwider- gegen das obere Ende der zylindrischen Hülse 34 anliegt stand an einem geeigneten Gerät festgelegt werden und damit das gegenüberliegende Ende gegen den kann. Der Verbindungsflansch 22 kann in bezug auf die Flansch 41 des äußeren Durchflußrohr.;s 43 hält Das ringförmige Befestigungsplatte 24 gedreht werden, um 20 Widerstandsmasse-Kupplungsstück 38 besitzt einen raden Abschlußwiderstand um die Achse herum auszu- dialen Flansch 51, der in einer passenden Ringnut 52 in "L richten. dem zweiten Gehäuseabschnitt 31 sit?;? und dort von ψ> Ein Ringflansch 25 ist an dem gegenüberliegenden. dem unteren Ende des Gehäuseabschhttis 32 gehalten ^ Ende des äußeren Verbinderrohrs 23 angelötet und wird Der Gehäuseendabschnitt 32 ist gegen den bekann mit einem weiteren Ringflansch 26 verbolzt wer- 25 nachbarten Abschnitt des zweiten Gehäuseabschnittes den. Der Ringflansch 26 ist an das Hauptgehäuse des 31 durch eine weitere O-Ringdichtung abgedichtet
Abschlußwiderstandes angelötet, insbesondere mit ei- Wie mee aus F i g. 1 entnimmt, bilden das Wider- ; nem Gehäuseabschnitt 30 verbunden, welcher zusam- stands-Massekupplungsstück 38 und der Gehäuseendmen mit einem zweiten Gehäuseabschnitt 31 und einem abschnitt 32 eine Kühlmitteleinlaßkammer 53, die mit Gehäuseendabschnitt 32 das Hauptgehäuse bildet 30 dem Einlaßrohr 17 über eine Axialkupplung 54 in Ver-Die Einrichtung im Gehäuse weist eine zweite zylin- bindung steht, welche in eine entsprechend¹;, mit Gewindrische Hülse 33 und eine koaxiale zylindrische Hülse 34 de versehene Buchse am Ende des Gehäuseendabauf, die aus Polytetrafluoräthen oder einem anderen ge- Schnitts 32 eingeschraubt ist Die Widerstands-Masseeigneten elektrisch isolierenden Material mit niedrigem kupplung 38 ist mit radialen öffnungen 55 versehen, die Reibungskoeffizienten gefertigt sein können. Ferner ist 35 zwischen der Einlaßkammer 53 und einer ersten Kamein dielektrischer Zylinder 35 in der zweiten zylindri- mer 56 eine Verbindung herstellen, welch letztere zwi-J" sehen Hülse 33 angeordnet, auf welchem ein dünner sehen dem dielektrischen Zylinder 35 und der zylindri-Widerstandsfilm außenseitig aufgebracht ist; ferner ist sehen Hülse 34 gebildet wird. Das durch die innere im Gehäuse ein Einsatzstab 36 in dem dielektrischen Ringkammer 56 fließende Kühlmittel steht im engen I Zylinder ein Widerstandssockel 37 sowie ein Wider- 40 Kontakt mit dem Widerstandsfilm auf dem dieleijtri- I stands-Masseenschluß 38 vorgesehen, wobei alle ge- sehen Zylinder 35 und absorbiert somit die aus der Disnannten Bauteile koaxial zueinander angeordnet sind sipation der elektrischen Energie entstehende Wärme.
j und aus Polytetrafluoräthen bestehen können. Der Ge- Aus der ersten Kammer 56 fließt flüssiges Kühlmittel häuseabschnitt 30 besitzt ein oberes Ende zur rechten radial nach außen in eine zweite Kammer 57 durch ra· Hand mit einem Außengewinde, auf welches das Innen- 45 diale öffnungen 58 in der zylindrischen Hülse 34. Die gewinde am unteren linken Ende des zweiten Gehäuse- zweite Kammer 57 liegt koaxial zur ersten Kammer 56 abschnittes 31 aufgeschraubt werden "cann. Das obere und wird von der Außenfläche der zylindrischen Hülse Ende des zweiten Gehäuseabschnittes 31 besitzt auch 34 und der Innenfläche der zweiten zylindrischen Hülse ; ein Innengewinde, das auf ein Außengewinde am Ge- 33 gebildetCoolant connections are provided at the upper end of the preform extending through the resistance socket 37 direction, while the electrical connection and the flange 41 on the second cylindrical sleeve 33 are provided at the lower end of the device and has a threaded extension 45, which for Define i, which in the further description is to be referred to as the inner conductor tube 21 with a nut 46 is used on the stungsaufnahmeseite The line 5 thereby the inner conductor tube 21 has an inner connecting contact with the conductor rod 44 on the electrical power receiving side
Tube 21, which receives the inner conductor 12 of the transmission line The cylindrical sleeve 34 is in the second cylinder, as well as an outer connecting flange 22, sleeve 33 is arranged at a radial distance over a Abder the outer coaxial conductor 13 of the transmission stand ring 49 The cylindrical sleeve 34 derleitung The outer connecting flange 22 io extends axially to the upper end of the device and serves as a swivel screw connection and is sealed to the connecting piece 21 at the upper end opposite the second housing outer connector pipe 23 coaxially to the inner section 31 with an O-ring seal 50 soldered to the sitting an annular groove in the inner surface of an annular fixing plate 24 is formed on the second housing portion 31. the zyäußeren connecting flange 22 is pushed and has \ s-cylindrical sleeve 34 in its axial position by a plurality of circumferentially arranged holes Fixed to - the measure of resistance e-coupling piece 38 held, the ι. Take up transmission bolts so that the final counter rests against the upper end of the cylindrical sleeve 34 stood on a suitable device and thus the opposite end can be set against the. The connecting flange 22 can be rotated with respect to the flange 41 of the outer flow tube set 52 in "L the second housing portion 31 sit;.?, and there by ψ> an annular flange 25 the lower end of Gehäuseabschhttis 32 of the outer connector tube 23 is at the opposite kept ^ end soldered and the housing end 32 is against the most. The adjacent section of the second housing section is bolted to a further annular flange 26. The annular flange 26 is sealed to the main housing of the 31 by a further O-ring seal
Terminating resistor soldered on, in particular with a like from FIG. 1 removes, form the cons; Connected to a housing section 30, which together-earth coupling piece 38 and the housing end with a second housing section 31 and a section 32 a coolant inlet chamber 53, which with housing end section 32 forms the main housing 30 to the inlet pipe 17 via an axial coupling 54 in the device in the housing has a second cylindrical connection which is in a corresponding ¹ ; insulating material with low coupling 38 is provided with radial openings 55, which can be manufactured with coefficients of friction. Furthermore, between the inlet chamber 53 and a first chamber, a dielectric cylinder 35 in the second cylinder 56 establishes a connection, which latter is arranged between the sleeve 33, on which a thin dielectric cylinder 35 and the cylindri-resistive film are arranged The coolant flowing through the inner in the housing an insert rod 36 in the dielectric ring chamber 56 is in the narrow cylinder, a resistor socket 37 and a resistor in contact with the resistor film on the dielectric Stand-earth connection 38 is provided, all cylinders 35 being seen and thus absorbing the components arranged coaxially to one another from the disconnected sipation of the heat generated by the electrical energy.
j and can consist of polytetrafluoroethylene. The housing section 30 has an upper end to the right, radially outward, into a second chamber 57 with an external thread, onto which the internal 45 diale openings 58 in the cylindrical sleeve 34. The thread on the lower left end of the second housing- second chamber 57 lies coaxially to the first chamber 56 section 31 can be screwed on. The upper and is from the outer surface of the cylindrical sleeve end of the second housing section 31 also has 34 and the inner surface of the second cylindrical Sleeve; an internal thread that is formed on an external thread on the 33

häuseendabschnitt32paßt. so Flüssiges Kühlmittel strömt durch die zweite Kam' Das untere Ende der zweiten zylindrischen Hülse 33 mer 57, wie das die Pfeile in F i g. 1 andeuten und dann wird von einer ringförmigen Ausnehmung 42 aufge- durch die radialen öffnungen 59 in dem Hauptgehäusenommen, die in dem Widerstandssockel 37 ausgebildet abschnitt 30 zu einer ringförmigen Kühlmittel-Auslaßist und mit einem einwärts vorspringenden Flansch 41 kammer 60, die zwischen dar Außenfläche des Hauptgeversehen ist Das obere Ende der zweiten zylindrischen 55 häuseaoschnittes 30 und der Innenfläche des zweiten Hülse 33 sitzt satt in der Innenfläche des Gehäuseab- Gehäuseabschnittes 31 gebildet ist. Das flüssige Kühlschnitts 30 und die entsprechenden Flächen sind durch mittel verläßt die Auslaßkammer 60 durch das Auslaßeine O-Ringdichtung 48 abgedichtet Ein nach innen sich rohr 18 über ein Auslaßkupplungsstück 61, das sich erstreckender Flansch 43 am oberen Ende des Hauptge- durch die Wandung des zweiten Gehäuseabschnittes 31 häuseabschnitts 30 dient dazu, die zweite zylindrische 60 erstreckt.housing end section 32 fits. so liquid coolant flows through the second chamber The lower end of the second cylindrical sleeve 33 mer 57, as shown by the arrows in FIG. 1 indicate and then is received by an annular recess 42 through the radial openings 59 in the main housing, which is formed in the resistor base 37 section 30 to an annular coolant outlet and with an inwardly projecting flange 41 chamber 60 provided between the outer surface of the main is the top of the second cylindrical 55 housing section 30 and the inner surface of the second Sleeve 33 sits snugly in the inner surface of the housing section housing section 31 is formed. The liquid cooling cut 30 and the corresponding areas are by means leaves the outlet chamber 60 through the outlet one O-ring seal 48 sealed an inwardly extending tube 18 via an outlet coupling 61 which extends Extending flange 43 at the upper end of the main body through the wall of the second housing section 31 Housing section 30 serves to extend the second cylindrical 60.

Hülse 33 in ihrer axialen Stellung zwischen dem Flansch Die Innenwand des unteren Endes des Haupigehäu-Sleeve 33 in its axial position between the flange The inner wall of the lower end of the main housing

43 und dem Widerstandssockel 37 zu halten. seabsehnittes 30 besitzt eine abgeschrägte, exponentiell43 and the resistor base 37 to hold. seabsehnittes 30 has a beveled, exponential

ί * Eine flüssigkeitsdichte Dichtung sitzt zwischen dem geformte Rotationsoberfläche, um Reflexionen aus derί * A liquid-tight seal sits between the molded rotating surface to keep reflections off the

t_v' Flansch 41 auf der zweiten zylindrischen Hülse 33 und Vorrichtung minimal zu halten und eine stehende Wellet _v 'flange 41 on the second cylindrical sleeve 33 and device to keep minimal and a standing wave

\* dem Leiter 44 mit einer dazwischen vorgesehenen O- 65 einzuhalten. Die elektrischen Eigenschaften der Vor- \ * to adhere to the conductor 44 with an O-65 provided in between. The electrical properties of the

^L Ringdichtung 47, die in einer Ringnut in dem Flansch 41 richtung sind somit abgepaßt, so daß der komplexe Wi- ^L ring seal 47, which are aligned in an annular groove in the flange 41 direction, so that the complex Wi-

aufgenommen ist. derstand 20 der Vorrichtung von demjenigen der Über-is recorded. the state 20 of the device from that of the

Ein Leiterstab 44 von ish wesentlichen zylindrischer tragungsleitung bis herab auf Null sich verändert.A conductor bar 44 changes from a substantially cylindrical carrying line down to zero.

Wie oben angegeben, ist der Einsatzstab 36, der beispielsweise aus Polytetrafluoräthen bestehen kann, in dem dielektrischen Zylinder 35 positioniert, um sicherzustellen, daß die gewünschten elektrischen Eigenschaften erzielt werden. Der Durchmesser des Stabes 36 ist geringfügig kleiner als der Innendurchmesser des dielektrischen Zylinders 35. so daß ein schmaler Ringraum 63 dazwischen freibleibt. Um die elektrischen Eigenschaften der Vorrichtung wunschgemäß zu erhalten, wird der Zwischenraum 63 mit flüssigem Kühlmittel aus ι ο dir Einlaßkammer 53 her gefüllt Das Kühlmittel tritt durch eine axiale öffnung 65 (F i g. 3 und 4) in der Stirnseite der Widerstands-Massekupplung 38 ein und geht dann radial nach außen durch einen Schlitz 62, der in dem Ende des Einsatzstabes 36 gebildet ist, und geht is dann in den Zwischenraum 63.As indicated above, the insert rod 36, which can for example consist of polytetrafluoroethylene, is shown in FIG the dielectric cylinder 35 to ensure that the desired electrical properties are achieved. The diameter of the rod 36 is slightly smaller than the inner diameter of the dielectric cylinder 35. so that a narrow annulus 63 remains blank in between. In order to maintain the electrical properties of the device as desired, the space 63 is filled with liquid coolant from the inlet chamber 53. The coolant occurs and goes through an axial opening 65 (FIGS. 3 and 4) in the end face of the resistance earth coupling 38 then radially outwardly through a slot 62 formed in the end of the insert rod 36 and goes then into the space 63.

Während es nicht notwendig ist, das Kühlmittel durch den Raum 63 zirkulieren zu lassen, ist eine geringfügige Bewegung dem beabsichtigten Zweck dientlich und demzufolge ist eine radiale Abiaßöfmung 66 in dem Widerstandssockel 37 vorgesehen, so daß daraus etwas Kühlmittel entweichen kann und daher eine geringfügige, kontinuierliche Bewegung des flüssigen Kühlmittels erreicht wird, was durch die Pfeile in F i g. 1 angedeutet wird.While it is not necessary to let the coolant through to circulate the space 63, a slight movement serves the intended purpose and accordingly, a radial Abiaßöfmung 66 is provided in the resistor base 37, so that something therefrom Coolant can escape and therefore a slight, continuous movement of the liquid coolant is achieved, which is indicated by the arrows in F i g. 1 is indicated.

In der soweit beschriebenen Vorrichtung kontaktiert das flüssige Kühlmittel den Widerstandsfilm auf dem dielektrischen Zylinder 35 und absorbiert Wärmeenergie während des anfänglichen Teiles des Umlaufs durch den Abschlußwiderstand und während eines Intervalls, während das Kühlmittel seine größte Geschwindigkeit besitzt Damit ergibt sich ein wirkungsvollerer und gleichmäßigerer Wärmeübergang. Ein zusätzlicher Vorteil ist darin zu sehen, daß der Abschlußwiderstand einen wesentlich kleineren Strömungswiderstand dem Kühlmittel entgegensetzt und damit einen viel geringeren Druckabfall erzeugt Dieser Umstand ist von besonderer Wichtigkeit im Hinblick auf die höhen Strömungsgeschwindigkeiten, die zur Sicherstellung der Wärmeableitung benutzt werden müssen.In the device described so far, the liquid coolant contacts the resistive film on the dielectric cylinder 35 and absorbs thermal energy during the initial part of the cycle through the terminating resistance and during an interval while the coolant is at its greatest speed This results in a more effective and more even heat transfer. An additional advantage can be seen in the fact that the terminating resistor has a significantly smaller flow resistance Opposed to coolant and thus creates a much lower pressure drop. This fact is of particular importance with regard to the high flow velocities that must be used to ensure heat dissipation.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

4545

5050

Claims

ι 2ι 2

diameter of the cylinder has its highest flow

Claims: air speed

Although in the known device by the

1 Liquid-cooled terminating resistor for the use of polytetrafluoroethene the friction associations coaxial HF transmission line, 5 Loss of the liquid on the cylindrical walls with contacts for inner and outer conductors of the upper are reduced, is the flow friction in the transmission line. known device due to its constructive with a coaxial dielectric ZY training relatively high, so that a high unlinder, the outside connected with a desired between the contacts pressure drop along the flow path in series resistance film coated io occurs selected from the known device known j _st terminator therefore has only an unsatisfied low heat transfer through which a liquid flows and thus cooling of the Wi chamber, which is in thermal resistance with the resistance film.

Schem contact is, surrounds it coaxially, and the object of the present invention is to provide a

one axial end has a liquid inlet connection resistor for a coaxial HF transmission

and to create conduction that improves heat transfer

with a second transmission through which the liquid flows and thus cooling

Chamber that is connected to the first chamber. This object is achieved according to the invention by

Liquid inlet opposite axial end that the second chamber around the first chamber coaxially

communicates and issues a liquid outlet 20 and therefrom through a cylindrical sleeve

has characterized in that low friction material is separated

the second chamber (57) the first chamber (56) ko- The solution according to the invention ensures a

axially surrounds and from this by a cylindrical improved heat transfer and thus cooling of the

Sleeve (34) made of low-friction material is separated from the terminating resistor, since the cooling liquid initially

2. Termination resistor according to claim 1, characterized in that 25 flows through the coaxially inner chamber, so that characterized in that the cylindrical sleeve (34) and the heat transfer from the resistor Füm to the liquid one the second chamber (57) surrounding the second chamber during the time interval in which the axial cylindrical sleeve (33) each made of polytetra cooling liquid at the highest speed fluoroethene consist. The beginning of their cycle is flowing.

3. Termination resistor according to claim 1 or 2, 30 significantly more effective and more uniform heat over it characterized that the outside with the Wi- ensures and the flow resistance stove standoff film coated dielectric cylinders so that there is only a slight pressure drop (35) is traversed by liquid on the inside and arises

its axial ends each with the first chamber on the basis of an execution shown in the drawing

(56) is in connection. 35 approximately example should be the underlying of the invention Thought to be explained in more detail. It shows

F i g. 1 shows a longitudinal section through a liquid

cooled terminating resistor for a coaxial RF transmission line;

The invention relates to a liquid-cooled 40 F i g. 2 shows a section along the Ljsnie 2-2 through the ter terminating resistor for a coaxial HF transmission terminating resistor according to FIG. 1;
management. with contacts for inner and outer conductors F i g. 3 shows a partial section along the line 3-3 of the transmission line, with a coaxially arranged terminating resistor according to FIG. 1 and
th dielectric cylinder, the outside with a two- F i g. 4 shows a partial section along the line 4-4 of the Abschen the contacts in series-connected resistance 45 terminal resistance according to FIG. 1.
film is coated, with a first of a liquid - and at one axial end has a liquid inlet that contains the heat generated at the resistor, and with a second, the liquid flows through it 12 and an axial end conductor 13 opposite the liquid inlet is connected to the terminating resistor via a connecting piece which is suitable for a liquid outlet. In addition, _we j _st is a heat exchanger 15 and a pump 16 vorgese-A device of the type mentioned is from the 55 hen, the flow in series to the Abschlusswider-US Pat and outlet tube 18 are connected to a source of liquid through a valve, an inlet.

let and then through the resistive film, the pump 16 lets coolant (ζ. B. water) between

axially surrounding chamber flows. At the inlet see the terminating resistor and the heat exchanger

opposite end of the cylindrical tube ω shear 15 and ensures the necessary flow

standsfiimes, the liquid flows through radial opening speed, thus the required cooling effect

openings1 into the interior of the cylindrical resistance - is actually achieved. The signal generator 11

films and then axially, but antiparallel to the pre- generated signals of any frequency, selected

previous direction of flow inside the cylindrical winding, for example, from DC voltage up to in

The film through a channel to the liquid out of the microwave region and can, for example, a

let, which is immediately next to the liquid inlet. Be a transmitter.

As can be seen from FIG. 1, the device is

the flowing coolant is sufficient due to the clothing constructed in such a way that the connecting pieces for the