FR2488728A1

FR2488728A1 - MAGNETIC FOCUSING POWER RECTIFIER TUBE

Info

Publication number: FR2488728A1
Application number: FR8114398A
Authority: FR
Inventors: Graham Harold George Phipps; Harold Taylor
Original assignee: International Standard Electric Corp
Current assignee: International Standard Electric Corp
Priority date: 1980-08-12
Filing date: 1981-07-24
Publication date: 1982-02-19
Also published as: GB2081968A; DE3130632A1; FR2488728B1; GB2081968B

Abstract

TUBE REDRESSEUR DE PUISSANCE A FOCALISATION MAGNETIQUE, DONT LA GRILLE CONSTITUE UN ELEMENT STRUCTUREL ESSENTIEL QUI SUPPORTE LA CATHODE. LA GRILLE 2 EST FAITE D'UNE BANDE METALLIQUE DECOUPEE DANS UNE FEUILLE DE CUIVRE, PLIEE EN SON MILIEU 2A EN FORME DE U ALLONGE ET A UNE CERTAINE DISTANCE DE SES EXTREMITES 2B POUR CONSTITUER DES PATTES DIVERGENTES 3 PAR LESQUELLES ELLE EST MONTEE SUR UNE EMBASE CIRCULAIRE 4 PAR BRASAGE OU SOUDAGE. LA CATHODE 14 EST MONTEE ENTRE DEUX ENTRETOISES ISOLANTES, LA PREMIERE 7 FIXEE DANS UN TROU 8 PRATIQUE AU SOMMET DE LA GRILLE ET LA SECONDE 10 DANS UN TROU 11 D'UNE TRAVERSE EN CUIVRE 12 BRASEE OU SOUDEE ENTRE LES BRANCHES DU U AU POINT DE DIVERGENCE 2B DES PATTES 3. L'ESPACE CATHODE-GRILLE EST AUGMENTE PAR UNE GORGE LONGITUDINALE INTERNE FORMEE A FROID SUR UNE FACE DE LA BANDE METALLIQUE ENCORE PLANE, A LAQUELLE CORRESPOND LA CANNELURE EXTERNE 6. CETTE GORGE PERMET DES TOLERANCES DE FABRICATION ET DE MONTAGE MOINS CRITIQUES, SANS AFFECTER LES CARACTERISTIQUES ELECTRIQUES DU TUBE.MAGNETIC-FOCUSED POWER RECTIFIER TUBE, OF WHICH THE GRID CONSTITUTES AN ESSENTIAL STRUCTURAL ELEMENT THAT SUPPORTS THE CATHODE. GRID 2 IS MADE OF A METAL STRIP CUT FROM A COPPER SHEET, FOLDED IN ITS MIDDLE 2A IN THE SHAPE OF AN EXTENDED U AND AT A CERTAIN DISTANCE FROM ITS ENDS 2B TO CONSTITUTE DIVERGENT LEGS 3 BY WHICH IT IS MOUNTED ON A BASE CIRCULAR 4 BY BRAZING OR WELDING. CATHODE 14 IS MOUNTED BETWEEN TWO INSULATING SPACERS, THE FIRST 7 FIXED IN A PRACTICAL HOLE 8 AT THE TOP OF THE GRID AND THE SECOND 10 IN A HOLE 11 WITH A BRASSED OR WELDED 12 BRASS BRACKET OR WELDED BETWEEN THE BRANCHES LEG DIVERGENCE 2B 3. THE CATHOD-GRID SPACE IS INCREASED BY A COLD-FORMED INTERNAL LONGITUDINAL THROAT ON A FACE OF THE STILL FLAT METAL TAPE, TO WHICH THE EXTERNAL RIBBON MATCHES 6. THIS THROAT ALLOWS MANUFACTURING AND TOLERANCES LESS CRITICAL, WITHOUT AFFECTING THE ELECTRICAL CHARACTERISTICS OF THE TUBE.

Description

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La présente invention concerne des tubes redresseurs de puissance à focalisationimagnétique. De tels tubes redresseurs sont décrits The present invention relates to power rectifying tubes with magnetic focusing. Such rectifier tubes are described

dnas les brevets britanniques nos 1 195 703, 1 434 984 et 1 534 495. in British Patents Nos. 1,195,703, 1,434,984 and 1,534,495.

Le brevet britannique nO 1 434 984 décrit pour la première fois un tube redresseur de puissance à focalisation magnétique dans lequel la grille ou électrode de commande se présente comme une unité de structure principale qui supporte dans sa partie interne une cathode maintenue au moyen d'entretoises isolantes intermédiaires. Le brevet britannique n0 1 534 495 décrit un tube redresseur à focalisation magnétique conçu pour les puissances élevées avec une gaine de refroidissement par eau pour refroidir l'anode, et un dispositif distinct pour refroidir British Patent No. 1,434,984 discloses for the first time a magnetically focussed power rectifying tube in which the gate or control electrode is in the form of a main structure unit which supports in its inner part a cathode held by means of spacers. intermediate insulators. British Patent No. 1,534,495 discloses a magnetic focusing rectifier tube designed for high powers with a water cooling jacket to cool the anode, and a separate device for cooling.

l'ensemble électrode de commande/cathode. the control electrode / cathode assembly.

L'objet de la présente invention est de simplifier la construction d'un tel tube redresseur de puissance à focalisation The object of the present invention is to simplify the construction of such a focusing power rectifying tube.

magnétique.magnetic.

Selon la présente invention il est fourni un tube redresseur de puissance à focalisation magnétique comprenant une anode tubulaire, une structure de cathode émettrice d'électrons de forme allongée et une structure de grille ou électrode de commande qui sont situées toutes deux à l'intérieur de l'anode tubulaire selon une configuration coaxiale, la cathode étant située dans un espace défini entre des branches opposées de l'électrode de commande, lesdites branches comportant une gorge ou ouverture adjacente à la cathode de telle sorte que l'espace est plus large au voisinage de la cathode que dans les parties plus éloignées According to the present invention there is provided a magnetically focussed power rectifying tube comprising a tubular anode, an elongate electron-emitting cathode structure, and a gate structure or control electrode which are both located within the the tubular anode in a coaxial configuration, the cathode being located in a space defined between opposite branches of the control electrode, said branches having a groove or opening adjacent to the cathode such that the space is wider at neighborhood of the cathode only in the more distant parts

de celle-ci de part et d'autre de ladite gorge. of it on both sides of said groove.

La grille ou électrode de commande est de préférence fabriquée The gate or control electrode is preferably manufactured

à partir-de métal en feuille.from-sheet metal.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description The invention will be better understood on reading the description

détaillée qui va suivre, faite à titre d'exemple non limitatif, en se reportant aux figures annexées qui représentent: - la figure 1, un tube redresseur de puissance à focalisation magnétique, à une seule cathode, selon une réalisation de l'invention - la figure 2, un schéma d'une partie du tube de la figure 1 dans le cercle en traits mixtes X de la figure 1 la figure 3, une vue de côté d'une structure d'électrode de commande pour un tube redresseur de puissance à focalisation magnétique à 4 cathodes, selon une autre réalisation de l'invention; - la figure 4, une vue en perspective et hors échelle de l'une des plaques de grille de la figure 3 - la figure 5, une vue en coupe très schématique d'un tube DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Referring to the attached figures, which represent: FIG. 1, a magnetic focusing power rectifying tube with a single cathode, according to one embodiment of the invention; FIG. 2 is a diagram of a portion of the tube of FIG. 1 in the phantom circle X of FIG. 1; FIG. 3 is a side view of a control electrode structure for a power rectifying tube; 4-cathode magnetic focusing device according to another embodiment of the invention; - Figure 4, a perspective view and off scale of one of the grid plates of Figure 3 - Figure 5, a very schematic sectional view of a tube

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redresseur de puissance à focalisation magnétique contenant la structure magnetic focusing power rectifier containing the structure

électrode de commande/cathode des figures 3 et 4. control electrode / cathode of Figures 3 and 4.

En ce qui concerne les figures 1 et 2, le tube redresseur comprend une anode tubulaire 1 en cuivre qui est représentée par une ligne en traits mixtes. Autour de l'anode se trouve une gaine de refroidissement lA définissant entre elle-même et l'anode des canaux de redroidissement par eau (non représentés) destinés à refroidir l'anode du tube redresseur. On a représenté des orifices d'alimentation With regard to Figures 1 and 2, the rectifier tube comprises a copper tubular anode 1 which is represented by a phantom line. Around the anode is a cooling jacket IA defining between itself and the anode water cooling channels (not shown) for cooling the anode of the rectifier tube. Feed orifices are shown

du système de refroidissement 1A et 1C. of the cooling system 1A and 1C.

Une structure métallique constituant l'électrode de commande ou grille 2 est montée coaxialement dans l'anode et formée dans du métal en feuille (cuivre) avec des pattes 3 par lesquelles elle est montée sur une embase 4, par brasage ou soudage. L'électrode de commande 2 a sur toute la longueur de ses deux branches, jusqu'aux pattes 3 et y compris celles-ci, une gorge 5, représentée plus clairement dans la figure 2. Une cannelure correspondante 6 apparalt à l'extérieur de la grille. La gorge et la cannelure ont été produites par formage à froid d'une feuille métallique initialement plane. La feuille est ensuite pliée en 2A pour former l'électrode de commande en forme de U et en 2B A metal structure constituting the control electrode or gate 2 is mounted coaxially in the anode and formed in sheet metal (copper) with tabs 3 by which it is mounted on a base 4, by brazing or welding. The control electrode 2 has the entire length of its two branches, up to and including the legs 3, a groove 5, shown more clearly in Figure 2. A corresponding groove 6 appears on the outside of Grid. The groove and the groove were produced by cold forming an initially flat metal sheet. The sheet is then folded into 2A to form the U-shaped control electrode and 2B

pour former les pattes divergentes 3, comme le montrent les figures. to form the diverging legs 3, as shown in the figures.

Une entretoise intermédiaire 7 s'adapte dans un trou 8 (représenté par des tirets) dans l'extrémité en forme de U 2A de An intermediate spacer 7 fits in a hole 8 (represented by dashes) in the U-shaped end 2A of

l'électrode de commande et est maintenue en position par des agrafes 9. the control electrode and is held in position by staples 9.

Une entretoise similaire 10 se tient dans un trou 11 d'une traverse 12 en cuivre qui est soudée-ou brasée à l'électrode de commande à l'endroit o les pattes 3 commencent à diverger des branches de la grille. Des agrafes similaires 13 maintiennent l'entretoise 10 en position sur la A similar spacer 10 is held in a hole 11 of a copper crossbar 12 which is welded or brazed to the control electrode at the point where the tabs 3 start to diverge from the branches of the grid. Similar staples 13 hold the spacer 10 in position on the

traverse 12. Les entretoises sont en alumine. 12. The spacers are made of alumina.

La cathode 14 s'étend le long de l'espace défini entre les branches de la grille et à l'intérieur de celui-ci, et,au voisinage de la cathode, l'espace est plus large que dans les parties plus proches de The cathode 14 extends along the space defined between the branches of the grid and inside thereof, and, in the vicinity of the cathode, the space is wider than in the parts closer to

l'anode à cause de l'existence de la gorge 5 sur les deux côtés. the anode because of the existence of the groove 5 on both sides.

La cathode a un élément de chauffage 14A et un revêtement émetteur d'électrons 14B. Des fils de connexion à l'élément de chauffage sont reliés aux bornes de chauffage 15 et 16. La borne de gauche 16 The cathode has a heating element 14A and an electron emitting coating 14B. Connecting wires to the heating element are connected to the heating terminals 15 and 16. The left terminal 16

fonctionne également comme une borne de cathode. also works as a cathode terminal.

Comme le montre la figure 1, une entretoise annulaire en céramique 17 fournit une isolation entre l'embase 4 de la grille et une As shown in Figure 1, a ceramic annular spacer 17 provides insulation between the base 4 of the grid and a

embase annulaire 18 de connexion de l'anode. annular base 18 of connection of the anode.

On a découvert que la fourniture de la qurje h clans It has been discovered that the supply of the qurje h clans

- > " 9 - --> "9 - -

3 É2488728 i-3 E2488728 i-

l'électrode de commande sur les côtés opposés de la cathode permet des tolérances de fabrication et de montage plus grandes sans toutefois affecter de manière significative le fonctionnement du tube,en particulier r le courant de grille. Ainsi, l'alignement de la cathode par rapport à la grille devient considérablement moins critique quand on emploie-cette caractéristique. De plus, dans cette réalisation, l'uti lisation de métal: en feuille pour former la grille est possible par le fait que la gorge et la cannelure la renforcent de manière significative, ce quilui permet d'être utilisée de manière satisfaisante sans autres composants the control electrode on opposite sides of the cathode allows for greater manufacturing and mounting tolerances without, however, significantly affecting the operation of the tube, particularly the gate current. Thus, the alignment of the cathode with respect to the gate becomes considerably less critical when this feature is employed. Moreover, in this embodiment, the use of sheet metal to form the grid is possible in that the groove and groove significantly strengthen it, which enables it to be used satisfactorily without other components.

de renforcement et de support que la traverse 12. reinforcement and support that crosses 12.

En ce qui concerne maintenant les figures 3, 4 et 5, la figure 3 'représente la structure d'électrode de commande deun tube I redresseur à 4 cathodes capable de fonctionner aux environs de 25 kW.' Ladite structure est entièrement formée de pièces de métal en feuille (cuivre) et comprend une paire de montants 21 et 22 et une paire de traverses 23 et 24, chacune de ces pièces ayant une coupe transversale en forme de U. Chaque traverse comporte 4-ouvertures 25 (seules celles de la traverse 23 sont visibles). Ces ouvertures maintiennent en place des entretoises intermédiaires isolantes tubulaires 50 et 51 semblables à È: celles représentées dans la figure 1 et désignées par les références numériques 7 et 10. Ces supports sont de la même manière maintenus en place par des agrafes semblables à celles désignées par les numéros 9 et 13, respectivement, dans la figure 1. Ces supports localisent des cathodes respectives telles que 54, chacune d'entre elles étant semblables à la cathode 14 représentée dans la figure 1. Par souci de Turning now to Figures 3, 4 and 5, Figure 3 shows the control electrode structure of a 4-cathode rectifier tube capable of operating at around 25 kW. Said structure is entirely formed of sheet metal parts (copper) and comprises a pair of uprights 21 and 22 and a pair of crosspieces 23 and 24, each of these parts having a U-shaped cross section. openings 25 (only those of the crossbar 23 are visible). These openings hold in place tubular insulating intermediate spacers 50 and 51 similar to those shown in FIG. 1 and designated by reference numerals 7 and 10. These supports are likewise held in place by staples similar to those designated 9 and 13, respectively, in FIG. 1. These supports locate respective cathodes such as 54, each of which is similar to the cathode 14 shown in FIG.

clarté, on n'a représenté qu'une de ces cathodes 54 dans la figure 3. clarity, only one of these cathodes 54 has been shown in FIG.

Entre les traverses 23 et 24 se trouvent cinq plaques de Between the rails 23 and 24 are five plates of

grille telles que 26, représentées plus en détail dans la figure 4. grid such as 26, shown in more detail in Figure 4.

Chaque plaque a de chaque côté une gorge telle que 27 et 28, de coupe circulaire. Chaque plaque a des encoches telles que 29 et 30 qui lui permettent de s'adapter dans des encoches correspondantes (non visibles) ménagées dans les bords des traverses 23 et 24, ce qui maintient les cinq plaques de grille fixes en alignement parallèle. La surface des gorges 27 et 28 de deux plaques adjacentes, en coupe, se situe sur la circonférence d'un cercle centré sur l'axe de la cathode circulaire Each plate has on each side a groove such as 27 and 28, of circular section. Each plate has notches such as 29 and 30 which allow it to fit into corresponding (not visible) notches in the edges of the crosspieces 23 and 24, which keeps the five fixed grid plates in parallel alignment. The surface of the grooves 27 and 28 of two adjacent plates, in section, is on the circumference of a circle centered on the axis of the circular cathode

comme le montre plus clairement la figure 2. as shown more clearly in Figure 2.

Comme on l'a dit plus haut, les parties de l'électrode de commande sont faites à partir de métal en feuille et les plaques de grille sont faites de la même manière dans une feuille de métal qui a été ensuite formée à froid pour produire les gorges 27 et 28 sur les As mentioned above, the parts of the control electrode are made from sheet metal and the grid plates are made in the same way in a sheet of metal which was then cold formed to produce the throats 27 and 28 on the

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côtés opposés.opposite sides.

Les montants 21 et 22 ont des parties recourbées vers l'extérieur 31 et 32 par lesquelles la structure est brasée ou soudée The uprights 21 and 22 have outward curved portions 31 and 32 through which the structure is brazed or welded

à l'embase de l'électrode de commande du tube. to the base of the control electrode of the tube.

5. Les traverses 23 et 24 sont soudées ou brasées aux montants 5. The cross members 23 and 24 are welded or brazed to the studs

21 ét 22. pour former une structure rigide. 21 and 22. to form a rigid structure.

Les trous tels que 33 et 34 permettent aux agrafes de fixer Holes such as 33 and 34 allow staples to fix

les entretoises isolantes-aux endroits appropriés des traverses. insulating spacers-at appropriate points in sleepers.

Comme le montre de façon très schématique la figure 5, une anode tubulaire 35 et une gaine de refroidissement par eau qui l'entoure 36 sont brasées à une partie supérieure 37 et à un collier de support 38 de l'anode définissant une chambre annulaire de refroidissement par eau 39 alimentée par des orifices de redroidissement par eau (non représentés). Cette structure est montée sur un isolant tubulaire en alumine 40 qui est fixé à son tour à une embase de grille 41 conçue pour jouer le rôle d'un second redroidissant pour le tube ayant des broches de refroidissement 42. Des fils de connexion de chauffage 43, 44 s'étendent des barres omnibus d'alimentation des cathodes 43a et 44a (figure 3) aux bornes de connexion de chauffage 45 et 46 qui sont As is very schematically shown in FIG. 5, a tubular anode 35 and surrounding water cooling sheath 36 are brazed to an upper portion 37 and a support collar 38 of the anode defining an annular chamber of water cooling 39 fed by water cooling ports (not shown). This structure is mounted on a tubular alumina insulation 40 which is in turn attached to a grid base 41 designed to act as a second cooler for the tube having cooling pins 42. Heating connection wires 43 44 extend the cathode supply busbars 43a and 44a (FIG. 3) to the heater connection terminals 45 and 46 which are

semblables à celles désignées par les références 15 et 16 dans la figure 1. similar to those designated by references 15 and 16 in Figure 1.

et semblables également au dispositif décrit dans la figure 1 du brevet and also similar to the device described in Figure 1 of the patent

britannique n0 1 534 495.British Patent No. 1 534 495.

On a essayé comme autre solution une gorge dont la coupe Another solution was a throat cut

transversale a une forme pointue et cela a donné de bons résultats. cross section has a sharp shape and this has given good results.

D'autres formes de gorges sont également possibles. Other forms of throats are also possible.

Il serait aussi possible d'avoir une gorge "sans fond", c'est-à-dire une ouverture allongée dans les branches de l'électrode de commande. Il serait en outre possible que la gorge ou ouverture soit discontinue dans le sens longitudinal, c'est-à-dire qu'on aurait une succession de gorges ou d'ouvertures. Dans ce cas, la surface émettrice It would also be possible to have a "bottomless" groove, that is to say an elongate opening in the branches of the control electrode. It would also be possible for the groove or opening to be discontinuous in the longitudinal direction, that is to say that there would be a succession of grooves or openings. In this case, the emitting surface

d'électrons pourrait aussi être discontinue de la manière correspondante. electron could also be discontinuous in the corresponding manner.

Il est bien évident que la description qui précède n'a été It is obvious that the foregoing description has been

donnée qu'à titre d'exemple non limitatif et que de nombreuses variantes given as a non-limitative example and that many variants

peuvent être envisagées sans sortir pour autant du cadre de l'invention. can be envisaged without departing from the scope of the invention.

-. 2488728.-. 2488728.

Claims

A magnetic focusing power rectifying tube characterized in that it comprises a tubular anode (1), an electron-emitting cathode structure (14) of elongated shape and a gate or control electrode (2) which are located inside the tubular anode and along the same axis, the cathode being situated in a space defined between opposite branches of the control electrode, said branches having a groove (5) or opening adjacent to the cathode of so that the space is wider in the vicinity of the

cathode only in the portions of said branches closer to the anode.

2. power rectifier tube according to claim 1, characterized in that the surface of each branch adjacent to the cathode is formed by a groove (5) which extends parallel to the cathode (14), each of these grooves having a cut in the shape of an arc of a circle.

A power rectifying tube according to claim 1 or 2, characterized in that said control electrode (2) is formed of sheet metal, said grooves (5) being formed by

plastic deformation of the metal sheet.

Power rectifier tube according to claim 3, characterized in that it has a single cathode (14), the opposite branches of said control electrode (2) being formed in a single sheet of metal which is folded ( 2A) to take the form of an elongate U.

5. Power rectifier tube in accordance with any one of

1, 2 or 3, characterized by the fact that it comprises a

a plurality of cathodes, the gate for each of the cathodes being formed by a pair of gate plates (26) located in notches

in respective upper (23) and lower (24) crosspieces.

Power rectifier tube according to claim 5, characterized in that the gate structure comprises a pair of posts (21,22), a pair of crosspieces (23,24) connected thereto, and a plurality grid plates (26) located in

respective notches in the sleepers.

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