RU213234U1 - Коллекторный узел мощного СВЧ-прибора - Google Patents
Коллекторный узел мощного СВЧ-прибора Download PDFInfo
- Publication number
- RU213234U1 RU213234U1 RU2022103690U RU2022103690U RU213234U1 RU 213234 U1 RU213234 U1 RU 213234U1 RU 2022103690 U RU2022103690 U RU 2022103690U RU 2022103690 U RU2022103690 U RU 2022103690U RU 213234 U1 RU213234 U1 RU 213234U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- collector
- resonator
- bimetallic
- bimetallic structure
- electrodynamic
- Prior art date
Links
- 230000005520 electrodynamics Effects 0.000 claims abstract description 17
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 2
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000003032 molecular docking Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Полезная модель относится к сверхвысокочастотной (СВЧ) технике, в частности к конструкции коллектора многолучевого прибора, например клистрона, и может быть использована при разработке мощных генераторов СВЧ-излучения для утилизации энергии потока электронов, выходящего из зазора выводного резонатора. По сравнению с известным коллекторным узлом мощного СВЧ-прибора, представляющего собой коллектор в виде биметаллической структуры, одна составляющая которой выполнена из меди, формирующей теплоотводящую поверхность, при этом обеспечена возможность присоединения биметаллической структуры коллектора к резонаторной электродинамической структуре, в предложенном коллекторном узле вторая составляющая биметаллической структуры выполнена из нержавеющей стали в форме кольца, обеспечивающего возможность многоразового разъемного присоединения биметаллической структуры коллектора к резонаторной электродинамической структуре за счет резьбовых отверстий, выполненных в торцевой контактной части вышеназванного кольца. Техническим результатом полезной модели является создание надежной герметичной сборно-разборной (в том числе, многоразовой) конструкции коллекторного узла, обеспечивающего минимально возможные габариты. 1 ил.
Description
Полезная модель относится к сверхвысокочастотной (СВЧ) технике, в частности к конструкции коллектора многолучевого прибора, например клистрона, и может быть использована при разработке мощных генераторов СВЧ-излучения для утилизации энергии потока электронов, выходящего из зазора выводного резонатора.
Физика процесса, происходящего в коллекторной части клистрона, такова. Тепловоспринимающая поверхность коллектора в генераторах СВЧ-импульсов принимает всю мощность, которую несет электронный поток, выходящий из выводного резонатора, что составляет порядка 60% от средней подводимой мощности по цепи анода прибора. При ударе электрона о поверхность коллектора его кинетическая энергия переходит в тепло, разогревающее стенки коллектора, что делает эту зону проблемной. В случае утилизации мощностей порядка нескольких десятков киловатт применяется принудительное жидкостное охлаждение.
Аналогом заявляемой полезной модели является многоэлектродный коллектор электровакуумного прибора О-типа (патент Российской Федерации № 2291514, опубликован 10.01.2007). Коллектор состоит из двух электродов: предколлектора, являющегося частью корпуса прибора, и токоприемного электрода под пониженным относительно корпуса потенциалом.
Данный коллектор присоединяется к электродинамической структуре посредством «сварки-пайки», что характерно для отпаянных приборов. Это обстоятельство не позволяет осуществлять сборку-разборку клистрона в случае необходимости.
Наиболее близким техническим решением является выбранный за прототип коллекторный узел, представляющий собой коллектор из меди для мощного СВЧ-прибора, имеющий возможность подстыковки к выводному резонатору (резонаторной электродинамической структуре) (патент Российской Федерации № 2196371, опубликован 10.01.2003). В коллекторе размещены втулки из молибдена, расположенные на его внутренней, предварительно никелируемой поверхности, причем втулки из молибдена соединены с коллектором при нагреве, при этом внутреннюю поверхность коллектора и наружную поверхность втулок выполняют конусными с одинаковым углом наклона. То есть коллекторный узел мощного СВЧ-прибора представляет собой биметаллическую структуру, одна составляющая которой выполнена из меди, формирующей теплоотводящую поверхность, при этом обеспечена возможность присоединения биметаллической структуры к выводному резонатору посредством «сварки-пайки» в области стыковки коллекторного узла с выводным резонатором. К недостаткам данного коллектора можно отнести сложность изготовления, неспособность компактного сборно-разборного соединения конструкции узла в условиях ограниченного объема.
Актуальность технической проблемы состоит в следующем.
Техническая проблема возникает в ходе отработки технологии создания отпаянного клистрона, когда необходимо создать разборный образец СВЧ-генератора для возможности корректировать элементы резонансной электродинамической структуры и коллектора. При этом должны обеспечиваться надежность и герметичность соединения этих составляющих при минимальных габаритах (в условиях ограниченного объема). В связи с этим требуется найти решение по созданию надежного, компактного, герметичного сборно-разборного механического соединения коллекторного узла с электродинамической структурой.
Таким образом, техническим результатом полезной модели является создание надежной герметичной сборно-разборной (в том числе многоразовой) конструкции коллекторного узла, обеспечивающего минимально возможные габариты.
Данный технический результат заключается в том, что по сравнению с известным коллекторным узлом мощного СВЧ-прибора, представляющего собой коллектор в виде биметаллической структуры, одна составляющая которой выполнена из меди, формирующей теплоотводящую поверхность, при этом обеспечена возможность присоединения биметаллической структуры коллектора к резонаторной электродинамической структуре, в предложенном коллекторном узле вторая составляющая биметаллической структуры выполнена из нержавеющей стали в форме кольца, обеспечивающего возможность многоразового разъемного присоединения биметаллической структуры коллектора к резонаторной электродинамической структуре за счет резьбовых отверстий, выполненных в торцевой контактной части вышеназванного кольца.
Таким образом, по сравнению с прототипом, где возможность присоединения к электродинамической структуре организована по типу «сварки-пайки», в заявляемом случае обеспечивается принципиальная возможность, в том числе и многократная, организации сборно-разборного соединения коллекторного узла с электродинамической структурой. Обычно в качестве материала для коллектора используют медь, обладающую высокой теплопроводностью. Резьба в теле медного коллектора не выдержит многократных механических соединений. В этом случае приходится выполнять коллектор с фланцем. Герметичная сборно-разборная конструкция осуществляется через фланцевые соединения посредством болтов. Наличие фланцев со стороны электродинамической структуры и коллектора увеличивает габариты клистрона в месте стыковки и усложняет организацию вывода СВЧ излучения. Избежать этого позволяет конструкция с кольцом из нержавеющей стали, являющейся второй составляющей биметаллической структуры заявляемого коллектора, за счет выбора материала, характеризующегося высокими прочностными свойствами. Обеспечивается возможность многоразового разъемного соединение коллекторного узла к резонаторной электродинамической структуре за счет резьбовых отверстий, выполненных в торцевой контактной части стального кольца.
При этом в условиях ограниченных размеров исключается фланцевое соединение со стороны коллекторного узла, а также обеспечивается надежное, компактное, герметичное сборно-разборное механическое соединение коллектора с выводным резонатором по сравнению с прототипом.
Герметичность при этом обеспечена за счет медной прокладки между резонаторной электродинамической структурой и коллектором.
Таким образом, вся совокупность заявляемых признаков приводит к возможности достижения заявляемого результата.
На фигуре 1 схематично изображен коллекторный узел клистрона (мощного СВЧ-прибора), где коллектор образован медным телом 3 (одна составляющая коллектора, выполненная из меди), формирующим теплоотводящую поверхность, и кольцом 1 из нержавеющей стали с резьбовыми отверстиями 2 (вторая составляющая коллектора) со стороны резонаторной электродинамической структуры, 4 - кожух, 5 - трубки охлаждения.
Проведена экспериментальная отработка заявляемого узла. Коллекторный узел представляет собой медное тело коллектора 3, заключенное в металлический кожух 4, образующие замкнутый объем, заполняемый через трубки 5 циркулирующей охлаждающей жидкостью. С торцевой стороны коллектора расположено стальное кольцо 1 с резьбовыми отверстиями 2, позволяющее осуществить многократное присоединение коллекторного узла к выводному резонатору электродинамической структуры.
Таким образом, заявленное усовершенствование обеспечивает многоразовое сборно-разборное герметичное соединение коллекторного узла с выводным резонатором.
Claims (1)
- Коллекторный узел мощного СВЧ-прибора, представляющий собой коллектор в виде биметаллической структуры, одна составляющая которой выполнена из меди, формирующей теплоотводящую поверхность, при этом обеспечена возможность присоединения биметаллической структуры коллектора к резонаторной электродинамической структуре, отличающийся тем, что вторая составляющая биметаллической структуры выполнена из нержавеющей стали в форме кольца, обеспечивающего возможность разъемного присоединения биметаллической структуры коллектора к резонаторной электродинамической структуре за счет резьбовых отверстий, выполненных в торцевой контактной части вышеназванного кольца.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU213234U1 true RU213234U1 (ru) | 2022-08-30 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3046443A (en) * | 1958-09-30 | 1962-07-24 | Raytheon Co | Traveling wave tubes |
US3104342A (en) * | 1953-02-27 | 1963-09-17 | Int Standard Electric Corp | Electron velocity modulation tubes |
RU2014660C1 (ru) * | 1991-06-25 | 1994-06-15 | Государственное научно-производственное предприятие "Исток" | Способ изготовления коллектора из меди для мощного свч-прибора о-типа |
RU2196371C1 (ru) * | 2001-05-29 | 2003-01-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток" | Способ изготовления коллектора из меди для мощного свч-прибора о-типа |
RU2291514C1 (ru) * | 2005-07-15 | 2007-01-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Алмаз" (ФГУП "НПП "Алмаз") | Многоэлектродный коллектор электровакуумного свч-прибора о-типа |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3104342A (en) * | 1953-02-27 | 1963-09-17 | Int Standard Electric Corp | Electron velocity modulation tubes |
US3046443A (en) * | 1958-09-30 | 1962-07-24 | Raytheon Co | Traveling wave tubes |
RU2014660C1 (ru) * | 1991-06-25 | 1994-06-15 | Государственное научно-производственное предприятие "Исток" | Способ изготовления коллектора из меди для мощного свч-прибора о-типа |
RU2196371C1 (ru) * | 2001-05-29 | 2003-01-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток" | Способ изготовления коллектора из меди для мощного свч-прибора о-типа |
RU2291514C1 (ru) * | 2005-07-15 | 2007-01-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Алмаз" (ФГУП "НПП "Алмаз") | Многоэлектродный коллектор электровакуумного свч-прибора о-типа |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20180006350A1 (en) | Electricity generator | |
US4751429A (en) | High power microwave generator | |
RU213234U1 (ru) | Коллекторный узел мощного СВЧ-прибора | |
US3317780A (en) | Traveling wave tube apparatus | |
CN202076224U (zh) | 一种用于微波功率模块的行波管结构 | |
CN213905286U (zh) | 一种阴极陶瓷结构的大热容量医用x射线管 | |
JP2014165032A (ja) | 同軸型マグネトロン | |
US4274032A (en) | High power liquid cooled double strapped vane type magetron | |
CN112837981A (zh) | Ka波段高效率、轻重量空间行波管 | |
US20110025139A1 (en) | Power generator | |
US2512859A (en) | Electron discharge power amplifier | |
EP1706886B1 (en) | Composite frame for x-ray tubes | |
CN217241015U (zh) | 一种高频携带式x射线机装置 | |
US3578991A (en) | Thermionic converter with concentric collector and emitter | |
RU2716261C1 (ru) | Высокоресурсная металлокерамическая рентгеновская трубка | |
CN206076192U (zh) | 多级降压收集极上的收集极瓷筒及包括该瓷筒的收集极 | |
Tian et al. | High power capacity study of W-band sheet beam extended interaction oscillator | |
RU2364982C1 (ru) | Термоэмиссионный реактор-преобразователь | |
US9369057B1 (en) | Apparatus having a vacuum chamber configured to convert electromagnetic waves to electricity | |
US11450503B2 (en) | X-ray tube and x-ray imaging apparatus | |
US4988910A (en) | Electron power tube cooled by circulation of a fluid | |
CN109755084A (zh) | X波段双模多注速调管 | |
CN102800546A (zh) | 带对位孔控制片的集束尖端阵面场致发射冷阴极x线管 | |
RU2030018C1 (ru) | Термоэмиссионный реактор-преобразователь | |
Rao et al. | Thermal analysis of micro-channel cooling for a megawatt gyrotron travelling wave tube |