DE2908758A1 - Kuehlsystem fuer eine vorrichtung zur abstimmung einer mikrowellenroehre - Google Patents

Description

Kühlsystem für eine Vorrichtung zur Abstimmung einer Mikrowellenröhre.

Die Erfindung betrifft ein Kühlsystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere für die zur Abstimmung eines Hohlraummagnetrons vorgesehene Vorrichtung.

Ein Hohlraummagnetron besteht im wesentlichen aus einem Anodenblock in Form eines dickwandigen Hohlzylinders, in welchem die Kathode untergebracht ist. In der dicken Wand des Zylinders sind in Längsrichtung, also parallel zur Anoden- und Kathodenachse Bohrungen vorgesehen, die als Hohlraumresonatoren wirken und durch Schlitze mit dem zwischen Anode und Kathode liegenden Wechselwirkungsraum in Verbindung stehen. Die Abstimmung eines so aufgebauten Magnetrons erfolgt im allgemeinen mechanisch oder elektronisch durch Einwirken auf alle Hohlräume. Eine allgemein bekannte mechanische Methode besteht darin, eine Gruppe von aus leitendem Material bestehenden Kolben in die Änodenhohlräume ohne Berührung von deren Wände zu schieben, um den Rauminhalt des Hohlraumes und somit die Resonanzfrequenz zu verändern. In den Abstimmungskolben, die von Strom durchflossen sind, wird Joule¹sehe Wärme erzeugt. Ferner haben die Kolben bisweilen einen Querschnitt, der nur etwas kleiner als der des Hohlraumes ist, was Zentrierungsschwierigkeiten zur Folge hat, da wegen der relativ hohen Vierte der hier wirkenden Leistungen schon geringe Abweichungen der Kolben von der optimalen Lage Lichtbogen oder elektrische Entladungen und somit starke Erwärmung der Kolben verursachen. Die Erwärmung der Kolben kann auch andere Ursachen haben, z.B. Fremdresonanzen; zwischen den Oberflächen der Kolben und den Innenwänden der Hohlraumbohrungen bestehen nämlich Kapazitäten, die zusammen mit Induktionswirkungen der

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Kolben Fremdresonanzkreise bilden, die mit der Hochfrequenzenergie in der Röhre die Kolben erwärmen können. Eine zu starke Erwärmung kann aber eine ungleichmäßige Ausdehnung der verschiedenen die Röhre bildenden Teile zur Folge haben und zur Blockierung der beweglichen Teile führen. Außerdem können sich eine Entgasung der Röhre und irreversible Verschlechterungen der Leistungsfähigkeit der Röhre ergeben.

Bei Hochleistungs-Hohlraummagnetrons muß man daher für Abkühlung sorgen, um eine schädliche Erwärmung sowohl der nicht beweglichen Teile (Anodenblock usw.) als auch der beweglichen Teile (Abstimmvorrichtung usw.) zu vermeiden. Der Anodenblock wird üblicherweise mittels eines Kühlflüssigkeitskreislaufs durch ein Hydrauliksystem abgekühlt, das die am meisten erwärmten Teile erreicht, während die Abstimmvorrichtung gewöhnlich durch einen Hohlzylinder abgekühlt wird, der mit einem Ende auf der Abstimmvorrichtung liegt, während das andere Ende Kühlrippen aufweist. Der Zylinder enthält eine Flüssigkeit, welche die in der Abstimmvorrichtung entstehende Wärme auf die Kühlrippen überträgt. Das zweifache Abkühlsystem wird deshalb verwendet, weil es schwierig ist, den für die nicht beweglichen Teile des Magnetrons bestimmten Flüssigkeitskreislauf bis zu den beweglichen Magnetron-Teilen zu erweitern. Ein so ausgebildetes Abkühlsystem schränkt jedoch das Wärmeableitungsvermögen des genannten Zylinders ein und ist vor allem dann ungenügend, wenn das Magnetron Hochleistungsschwingungen zu erzeugen hat, wodurch eine überhitzung und somit eine Blockierung der Abstimmvorrichtung auftreten kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kühlsystem insbesondere für die Abstimmvorrichtung anzugeben, das auch bei Hochleistungsbetrieb eine überhitzung zuverlässiger vermeidet als bisher.

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Diese Aufgabe wird durch das im Anspruch 1 gekennzeichnete Kühlsystem gelöst.

An einem nicht einschränkenden Ausführungsbeispiel wird die Erfindung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Darstellung eines Hohlraummagnetrons;

Fig. 2 einen Querschnitt des Magnetrons längs der Ebene A-A in Fig. 1; und

Fig. 3 die vergrößerte Darstellung einer erfindungsgemäß realisierten Abstimmschraube.

Aus Fig. 1 ist ein teilweise in Querschnitt dargestelltes Magnetron ersichtlich, das ein Abkühl-Hydrauliksystem aufweist, in welchem eine Flüssigkeit zur Ableitung der aus den eingangs erwähnten Ursachen entstehenden Wärme fließt. Das Hydrauliksystem zur Kühlung der nicht beweglichen Magnetron-Teile besteht aus einer umhüllung 1 für das Teil 2, das zur Abzweigung der in der Röhre erzeugten HF-Signale dient. Die Umhüllung 1 wird durch ein Rohr 3 gespeist und ist über ein erstes und ein zweites Verbindungsstück 4 und 5 mit einem ersten bzw. zweiten an den Röhrenflanken vorgesehenen Zwischenraum 6 bzw. 7 verbunden. An die Zwischenräume 6 und 7 sind zwei Rohre 8 und 9 angeschlossen, mittels welcher die Flüssigkeit oder durch Verdampfung der Flüssigkeit entstehender Dampf abgeführt werden.

Aus diesem Hydrauliksystem zur Kühlung der nicht beweglichen Magnetron-Teile wird ein Kühlkreislauf für die Abstimmvorrichtung abgeleitet. Zu diesem Zweck ist an das Rohr 3 ein Rohr 10 angeschlossen, das zur Einspeisung der Kühlflüssigkeit in das zur Abkühlung der Abstimmvorrichtung bestimmte Hydraulik-

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system dient. Ein zweites Rohr 11 dient zur Abführung der Flüssigkeit oder des Dampfes, die zum Zwischenraum 7 gelangen.

Fig. 2 zeigt den Querschnitt des Hohlraummagnetrons, das eine in der Mitte eines Anodenblockes angeordnete Kathode enthält, wobei der Anodenblock aus einem Zylinder 15 besteht, dessen Innenwand eine bestimmte Anzahl von Scheidewänden 16 aufweist, die eine (geradzahlige) Anzahl η Hohlräume 17 bilden, welche mit dem Koppel- oder Wechselwirkungsraum in Verbindung stehen. Bei der Abstimmung eines so ausgebildeten Magnetrons werden Kolben 18 so in die Hohlräume 17 eingeschoben, daß deren Rauminhalt und somit die Resonanzfrequenz verändert wird.

Die Kolben 18 sind kreisförmig angeordnet und an der Randzone einer Abstimmscheibe 19 befestigt, die mit Betätigungsmitteln versehen ist, durch welche die Abstimmscheibe verschoben werden kann, um die Lage der Kolben 18 in den Hohlraumresonatoren 17 zu ändern. Diese Betätigungsmittel enthalten eine Abstimmschraube 20, die an der oberen Seite der Scheibe 19 befestigt ist, und deren Gewindeteil mit dem Gewindeteil eines Drehelements 13 in Eingriff ist, das auf einem Tragelement 21 gelagert ist. Das Tragelement 21 hat eine kreisförmige Rille 22 zur Aufnahme eines Ringes 23 des Drehelementes, der als Führung dient und mit dem Tragelement 21 über kleine Rollen gekoppelt ist. Diese Rollen erleichtern die Drehbewegung des Elements 13, das mittels einer in Fig. 1 sichtbaren Schnecke 12 angetrieben wird. Die Drehung des Elements 13 bewirkt die Verschiebung der Abstimmschraube 20 und somit der Abstimrakolben Da sich innerhalb der Hohlraumresonatoren 17 ein Vakuum befindet, ist die Abstlmmungsvorrichtung mit Balgen 25 versehen, welche die Hohlraumresonatoren 17 von der Umgebung isolieren.

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Bei dem hier beschriebenen Kühlsystem für diese Vorrichtung fließt die Kühlflüssigkeit innerhalb eines Zwischenraums 26, der auf der oberen Seite der Abstitranscheibe 19 mittels eines flüssigkeitsdichten Deckels 27 gebildet wird. Die Verbindung des Zwischenraumes 26 mit dem schon bestehenden Hydrauliksystem erfolgt mittels zweier Balgen 28 und 29, die an zwei im Deckel 27 vorgesehenen Bohrungen 30 und 31 angeordnet sind. Das andere Ende der Balgen 28 und 29 ist mit zwei weiteren Bohrungen 32 und 33 im Tragelement 21 verbunden, die ihrerseits mit den Rohren 10 und 11 in Verbindung stehen. Zur Erleichterung der Wärmeableitung von den Abstiramkolben 18 weisen diese mit dem Zwischenraum 26 kommunizierende Hohlräume 34 auf, die von der Kühlflüssigkeit durchflossen werden.

Die Erfindung sieht ferner vor, daß auch der Innenraum der Äbstimmschraube 20 von Kühlflüssigkeit durchflossen wird, damit die Wärmeausdehnung auf ein Minimum herabgesetzt wird und keine Blockierung der Schraube im Drehelement 13 verursachen kann.

Fig. 3 zeigt die Äbstimmschraube 20, in deren Innenraum die Kühlflüssigkeit fließen kann, sowie eine Stützrippe 35 zur Befestigung der Schraube 20 auf der Abstimmscheibe 19. Die Abstimmschraube 20 weist vier öffnungen 36 auf, die ebensovielen öffnungen 37 in der Stützrippe 35 entsprechen, durch welche der Kühlmittel-Durchfluß auch im Innenraum der Schraube ermöglicht wird.

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Claims (6)

10518/H/RO,

(DB 401)

Ita1.Aren.Wr.20903 Ä/78

vom 6. März 1978

Societä Italiana Telecomunicazioni

Siemens s.p.a.
Piazzale Zavattari 12, Mailand/Italien

Patentansprüche

\ly) Kühlsystem für eine Vorrichtung zur Abstimmung einer Mikrowellenröhre, die mehrere kreisförmig an der einen Seite einer Abstimmscheibe fest angeordnete Abstimmkolben sowie eine Abstimmschraube zur Verschiebung der Abstimmscheibe enthält^ mit einem Hydraulikkreis für die nicht beweglichen Teile der Mikrowellenröhre, dadurch gekennzeichnet, daß ein flüssigkeitsdichter Deckel (27) an der anderen Seite der Abstimmscheibe (19) so angebracht ist, daß ein Zwischenraum (26) ausgebildet wird, und daß biegsame Hydraulikmittel diesen Zwischenraum (26) mit dem Hydraulikkreis (Rohr 3) für die nicht beweglichen Teile verbinden.

2.) Kühlsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die biegsamen Hydraulikmittel aus mindestens einem flüssigkeits- und vakuumdichten Balgen (28 bzw. 29) bestehen.

3.) System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Abstimmschraube (2O) an der

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zur Verbindung mit der Äbstimmscheibe (19) bestimmten Stelle eine gegebene Anzahl von öffnungen (36) aufweist, die ebensovielen öffnungen (37) einer Stützrippe (35) entsprechen, die zur Befestigung der Abstimmscheibe (19) an der Abstimmschraube (20) dient.

4.) System nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Abstimmkolben (18) Hohlräume (34) aufweisen, die mit dem Zwischenraum (26) in Verbindung stehen.

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