RU2028689C1 - Магнетрон для свч-нагрева - Google Patents
Магнетрон для свч-нагрева Download PDFInfo
- Publication number
- RU2028689C1 RU2028689C1 SU4954650A RU2028689C1 RU 2028689 C1 RU2028689 C1 RU 2028689C1 SU 4954650 A SU4954650 A SU 4954650A RU 2028689 C1 RU2028689 C1 RU 2028689C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- magnetron
- cathode
- emission
- cylindrical spiral
- substance
- Prior art date
Links
Landscapes
- Microwave Tubes (AREA)
Abstract
Использование: в электронных СВЧ-приборах, в частности в магнетронах непрерывного действия, используемых для СВЧ-нагрева. Сущность изобретения: магнетрон содержит вторичнно-эмиссионный катод, выполненный в виде прямонакальной цилиндрической спирали 1 и расположенный внутри замедляющей системы с лампелями 2. Шаг цилиндрической спирали катода выбран из соотношения, указанного в описании. Вторично-эмиссионный катод магнетрона выполнен из проволоки тугоплавкого металла, покрыт диспергированным эмиссионным веществом, имеющим состав, мас.%: иттрий 76 - 78; рений 0,4 - 4,0; кислород - остальное. 1 ил. ил. 9504,05036931,0661 ЭЛЕКТРОННО-ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОГО ПРИБОРА. Изобретение относится к электронно-лучевым приборам (ЭЛП), а именно, к электронно-оптическим системам для ЭЛП. Сущность изобретения: система содержит группу электродов (Э) для формирования и предварительной фокусировки электронного пучка, главную бипотенциальную линзу, сформированную цилиндрами фокусирующего Э и анода (А), снабженных пружинами (П). Цилиндр (Ц) А выполнен автономно от арматуры системы и крепится в горловине (Г) ЭЛП с помощью плоских осесимметричных П рычажного типа. П размещены перпендикулярно образующей Ц А и осесимметрично оси Ц групами. Группы П расположены на одинаковом расстоянии от торцев Ц А. Число П в группе не менее двух. Кроме того, Ц А со стороны экрана ЭЛП может быть снабжен дополнительным малым Ц, жестко соединенным с Ц А и расположенным осесимметрично к его оси. Малый Ц выполнен с фланцами, формирующими на его поверхности паз, в котором размещена дополнительная крепежная П. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к электронным СВЧ-приборам, в частности к магнетронам непрерывного действия, используемым для СВЧ-нагрева.
Известны магнетроны, в которых применяются цилиндрические катоды косвенного накала с покрытием из вторично-эмиссионного материала на основе окислов редкоземельных металлов [1]. Приборы импульсного действия с такими катодами имеют сравнительно высокий КПД и могут стабильно работать длительное время (несколько тысяч и более часов).
Однако, приборы непрерывного действия имеют ограниченный срок службы (несколько сотен часов) из-за малой устойчивости эмиссионного материала к электронной бомбардировке. Кроме того, катоды косвенного накала обладают большой тепловой инерционностью и время готовности магнетронов обычно составляет несколько минут.
Известны магнетроны непрерывного действия малой мощности 1 кВт для бытового СВЧ-нагрева, в которых используются прямонакальные термоэмиссионные катоды из торированного вольфрама в виде цилиндрической спирали и замедляющая система с ламелями [2]. Такие магнетроны имеют время готовности несколько секунд и выдерживают большое количество включений.
Недостатком этих магнетронов является применение радиоактивного вольфрам-ториевого сплава для катода. Здесь следует отметить, что 100 шт. спиралей катодов имеют излучение по β и γ составляющим в 10 раз, а по α составляющей в 100 раз выше фонового. Таким образом, необходима защита рабочего персонала от радиоактивного поражения, особенно при механических, химических и термических операциях (навивка, травление, отжиг, карбидирование) изготовления спиралей и на операции откачки приборов. Производство приборов должно быть сосредоточено в отдельном замкнутом помещении и обеспечено захоронение радиоактивных отходов. Кроме того, высокая рабочая температура катода 1600-1700оС приводит к потере его формоустойчивости, это ограничивает срок службы магнетрона до 1-2 тысяч часов.
Недостатком таких магнетронов является также относительно низкий КПД 55-60%, поскольку анодный ток определяется в основном термоэлектронной эмиссией катода.
Целью изобретения является создание экологически чистой конструкции, повышение КПД и срока службы магнетрона для СВЧ-нагрева.
Поставленная цель достигается тем, что в магнетроне для СВЧ-нагрева, содержащем вторично-эмиссионный катод, выполненный в виде прямонакальной цилиндрической спирали, покрытой эмиссионным веществом, и замедляющую систему с ламелями, согласно изобретению шаг h цилиндрической спирали катода выбран из соотношения
0,1 ≅ h - d ≅ H - D, где d - диаметр проволоки, мм;
Н - расстояние между центрами ламелей, мм;
D - толщина ламели, мм, а также тем, что во вторично-эмиссионном катоде, мас.%: иттрий 76-78; рений 0,4-4; кислород - остальное.
0,1 ≅ h - d ≅ H - D, где d - диаметр проволоки, мм;
Н - расстояние между центрами ламелей, мм;
D - толщина ламели, мм, а также тем, что во вторично-эмиссионном катоде, мас.%: иттрий 76-78; рений 0,4-4; кислород - остальное.
На чертеже изображена схема пространства взаимодействия заявленного магнетрона.
Магнетрон содержит вторично-эмиссионный катод, выполненный в виде прямонакальной цилиндрической спирали 1 и расположенный внутри замедляющей системы с ламелями 2.
Выполнение условия h - d ≅ H - D позволило использовать вторично-эмиссионный катод и обеспечить эффективное взаимодействие электронного потока с ВЧ-полем, увеличить КПД магнетрона на 5-10% (вместо 55-60% с термоэмиссионным вольфрам-ториевым катодом до 65-70% с предложенным катодом). При этом за счет увеличения объемного пространственного заряда режим работы прибора с требуемой выходной мощностью достигается при меньшей напряженности электрического поля у катода и анода, в результате снижается электронная бомбардировка этих электродов и увеличивается долговечность магнетрона. Экспериментально также установлено, что, когда размер щели в спирали катода больше зазора между ламелями h - d > H - D, наблюдается уменьшение предельных токов срыва из-за изменения механизма размножения электронов на катоде, так как уже значительная часть электронов, бомбардирующих катод, проваливается в щель между витками спирали. Поэтому использование конструкции магнетрона с таким соотношением параметров катода и ламелей нецелесообразно.
При изготовлении спирали, когда h - d≥ ≥0,1d, обеспечивается минимальный гарантированный зазор между витками, равный 0,1 диаметра проволоки. При меньшем зазоре возможно межвитковое замыкание спирали.
Кроме того, при таких малых зазорах между витками спираль катода практически превращается в сплошной цилиндрический катод, обеспечивающий высокую степень спонтанного размножения вторичных электронов, что приводит к росту паразитной генерации и падению КПД магнетрона.
Покрытие катода диспергированным эмиссионным материалом указанного состава, который обладает устойчивостью к электронной бомбардировке, позволяет получить высокие стабильные вторично-эмиссионные характеристики катода - коэффициент вторичной электронной эмиссии - 2,5 ± 0,1 и относительно низкую работу выхода - 3,3-3,4 эв, что обеспечивает работу магнетрона при рабочей температуре катода 1400 ± 50оС. Существенное снижение рабочей температуры катода по сравнению с прототипом позволяет увеличить долговечность магнетрона особенно в циклическом режиме включения-выключения за счет повышения формоустойчивости спирали. Предложенное эмиссионное вещество является экологически безвредным и отпадают все трудности и расходы, связанные с использованием радиоактивного материала.
Увеличение содержания иттрия более 78 мас.% и уменьшение рения менее 0,4 мас. % в эмиссионном веществе приводит к резкому снижению устойчивости катода, к электронной бомбардировке и сокращению срока службы магнетрона. Уменьшение содержания иттрия менее 76 мас.% и увеличение содержания рения более 4,0 мас.% приводит к заметному снижению тока термоэмиссии и как следствие этого к большей стартовой температуре катода при запуске магнетрона, что также сокращает его срок службы.
Были изготовлены прямоканальные катоды из вольфрамовой проволоки диаметром 0,6 мм в виде цилиндрической спирали диаметром 5 мм и длиной 10,5 мм с шагом спирали 0,8-0,9 мм. При этом шаг замедляющей спирали составлял 2,5 мм, а толщина ламелей 1,5 мм. Синтерированная рабочая поверхность спирали была покрыта диспергированным эмиссионным веществом на основе соединений иттрия, рения и кислорода с содержанием рения в количестве 0,5-2,0 мас.%. Магнетроны (типа М-105) обеспечили все необходимые параметры, включая выходную мощность. КПД таких приборов составил 65-70%.
Claims (1)
- МАГНЕТРОН ДЛЯ СВЧ-НАГРЕВА, содержащий вторично-эмиссионный катод, выполненный в виде прямонакальной цилиндрической спирали, покрытой эмиссионными веществом, и замедляющую систему с ламелями, отличающийся тем, что, с целью обеспечения экологически чистой конструкции, повышения КПД и срока службы, шаг h цилиндрической спирали катода выбран из соотношения
0,1 d ≅ h - d ≅ H - D,
где d - диаметр проволоки, мм;
H - расстояние между центрами ламелей (шаг замедляющей системы), мм;
D - толщина ламели, мм,
а эмиссионное вещество имеет состав, мас.%:
Y - 76 - 78
Re - 0,4 - 4,0
O - Остальное
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4954650 RU2028689C1 (ru) | 1991-05-22 | 1991-05-22 | Магнетрон для свч-нагрева |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4954650 RU2028689C1 (ru) | 1991-05-22 | 1991-05-22 | Магнетрон для свч-нагрева |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2028689C1 true RU2028689C1 (ru) | 1995-02-09 |
Family
ID=21584089
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4954650 RU2028689C1 (ru) | 1991-05-22 | 1991-05-22 | Магнетрон для свч-нагрева |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2028689C1 (ru) |
-
1991
- 1991-05-22 RU SU4954650 patent/RU2028689C1/ru active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. Кудинцева Г.А. и др. Термоэлектронные катоды. М.: Энергия, с.285-287. * |
2. Заявка Японии N 60-185336, кл. H 01J 23/04, опублик. 20.09.85. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US2411601A (en) | Electronic discharge device | |
US4028583A (en) | High power-double strapped vane type magnetron | |
US4461970A (en) | Shielded hollow cathode electrode for fluorescent lamp | |
US3239745A (en) | Low temperature thermionic energy converter | |
US2765420A (en) | Lamp electrode | |
US3902090A (en) | Short-arc gas discharge lamp | |
RU2028689C1 (ru) | Магнетрон для свч-нагрева | |
US4413204A (en) | Non-uniform resistance cathode beam mode fluorescent lamp | |
US2488716A (en) | Electric high-pressure discharge tube | |
US2441863A (en) | Electrode for discharge devices | |
US3013175A (en) | High output discharge lamp | |
US3029359A (en) | Thermionic electrode for discharge lamps | |
US2412842A (en) | Electronic discharge cathode | |
US3328622A (en) | Electric discharge device having primary and secondary electrodes | |
EP0042746B1 (en) | Fluorescent lighting system | |
US2241345A (en) | Electron emissive cathode | |
US2313646A (en) | Gaseous discharge lamp | |
US4396856A (en) | High-pressure sodium lamp | |
US4489254A (en) | Magnetron | |
US2961566A (en) | Fluorescent lamp | |
RU2051439C1 (ru) | Магнетрон | |
US4954745A (en) | Cathode structure | |
US3027480A (en) | Electron discharge device cathodes | |
KR100210065B1 (ko) | 마그네트론의 캐소드구조 | |
US2985786A (en) | Electric discharge device |