SE451649B - Tunable magnetron e.g. for radar application - Google Patents
Tunable magnetron e.g. for radar applicationInfo
- Publication number
- SE451649B SE451649B SE8405917A SE8405917A SE451649B SE 451649 B SE451649 B SE 451649B SE 8405917 A SE8405917 A SE 8405917A SE 8405917 A SE8405917 A SE 8405917A SE 451649 B SE451649 B SE 451649B
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- magnetic
- space
- interaction space
- interaction
- bearings
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J23/00—Details of transit-time tubes of the types covered by group H01J25/00
- H01J23/16—Circuit elements, having distributed capacitance and inductance, structurally associated with the tube and interacting with the discharge
- H01J23/18—Resonators
- H01J23/20—Cavity resonators; Adjustment or tuning thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J25/00—Transit-time tubes, e.g. klystrons, travelling-wave tubes, magnetrons
- H01J25/50—Magnetrons, i.e. tubes with a magnet system producing an H-field crossing the E-field
Landscapes
- Rolling Contact Bearings (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
Abstract
Description
4s1 649 med olja. P g a svårigheterna med smörjningen har det visat sig nödvändigt att minska yttrycket, dvs belastningen per kula, till ett minimum. Och för att upp- nå detta, öka antalet kulor till ett maximum. Kulhållarringen har därför ute- lämnats i de kända magnetronernas lager och kulorna rullar då tätt intill och i direkt kontakt med varandra i utrymmet mellan inre och yttre lagerring. 4s1 649 with oil. Due to the difficulties with lubrication, it has proved necessary to reduce the surface pressure, ie the load per ball, to a minimum. And to achieve this, increase the number of bullets to a maximum. The ball holder ring has therefore been left out in the bearings of the known magnetrons and the balls then roll close together and in direct contact with each other in the space between the inner and outer bearing ring.
En nackdel med stålkulor är att, åtminstone i det lager som ligger närmast interaktionsrummet, kulorna magnetiseras av det lokalt rådande statiska magnet- fältet så att varje kula bildar en liten dipol. Dessa magnetiska dipoler intar olika lägen relativt det magnetiserande fältet samtidigt som de roterar kring sin egen axel och ständigt även intar olika inbördes lägen. Detta ger upphov till inbördes attraktions- och repulsionskrafter mellan kulorna av mer eller mindre slumpartad karaktär. En viss konstaterad ojämnhet hos avstämningskurvan vid kontinuerlig rotation av avstämningskroppen med åtföljande frekvenssprid- ning vid prediktering av frekvensen har tillskrivits detta fenomen i de kända magnetronerna. Inbördes attraktionskrafter mellan kulorna och mellan kulorna och lagerringarna förorsakar dessutom “stick-slip“-effekter, vilket inverkar menligt på livslängden. Ytterligare en nackdel med stålkulor är att deras hård- het avtar med temperaturen. Detta innebär bl a att temperaturen vid evakue- ringen måste begränsas. Därigenom begränsas även vakuumets godhet. Ändamålet med uppfinningen är att åstadkomma en lagring för avstämnings- kroppen i en avstämbar magnetron, vilken ej har de nämnda nackdelarna hos de kända konstruktionerna. ' Enligt uppfinningen uppnås detta därigenom att i en avstämbar magnetron av _ inledningsvis beskrivet slag åtminstone rullkropparna i nämnda rullningslager är gjorda av omagnetiskt material, varigenom inverkan av magnetisk interaktion mellan rullkropparna på den al strade rotationen elimineras. Det omagnetiska materialet kan lämpligen vara ett sintrat material.A disadvantage of steel spheres is that, at least in the layer closest to the interaction space, the spheres are magnetized by the locally prevailing static magnetic field so that each sphere forms a small dipole. These magnetic dipoles occupy different positions relative to the magnetizing field at the same time as they rotate about their own axis and constantly also occupy different mutual positions. This gives rise to mutual attractive and repulsive forces between the spheres of a more or less random nature. A certain observed irregularity of the tuning curve during continuous rotation of the tuning body with concomitant frequency scattering when predicting the frequency has been attributed to this phenomenon in the known magnetrons. Mutual attractive forces between the balls and between the balls and the bearing rings also cause "stick-slip" effects, which adversely affects the service life. Another disadvantage of steel balls is that their hardness decreases with temperature. This means, among other things, that the temperature during the evacuation must be limited. This also limits the goodness of the vacuum. The object of the invention is to provide a storage for the tuning body in a tunable magnetron, which does not have the mentioned disadvantages of the known constructions. According to the invention, this is achieved in that in a tunable magnetron of the type initially described, at least the rolling bodies in said rolling bearing are made of non-magnetic material, whereby the effect of magnetic interaction between the rolling bodies on the generated rotation is eliminated. The non-magnetic material may suitably be a sintered material.
Genom uppfinningen uppnås i första hand att avstämningskurvan får ett jäm- nare förlopp och frekvensprediktering därför kan göras med större noggrannhet än i de kända magnetronerna. Den friktion som beror på magnetisk interaktion i konventionella lager av stål p g a de beskrivna "stick-slip"-effekterna, för- svinner helt, vilket ger mindre förslitning och större livslängd.The invention primarily achieves that the tuning curve has a smoother course and frequency prediction can therefore be done with greater accuracy than in the known magnetrons. The friction due to magnetic interaction in conventional layers of steel due to the described "stick-slip" effects, disappears completely, which results in less wear and longer service life.
Lämpligen kan lagren i sin helhet vara gjorda av omagnetiskt sintrat material. Härvid kan vakuumpumpningen genomföras vid en högre temperatur, vil- ket ger möjlighet till förbättrat vakuum.Suitably the bearings may be made entirely of non-magnetically sintered material. In this case, the vacuum pumping can be carried out at a higher temperature, which provides the opportunity for improved vacuum.
I ett föredraget utföringsexempel är det omagnetiska materialet en omagne- tisk härdmetall, varvid med hårdmetall avses en cementerad karbid. Den grund- 451 649 läggande typen av hårdmetall, från vilken alla andra hårdmetaller är härledda, innehåller som hård beståndsdel volframkarbid och som bindemedel kobolt. An- vändningen av kobolt som bindemedel gör att dessa hårdmetaller är starkt magne- tiska. För speciella applikationer, där speciellt höga krav ställs på korro- sionsbeständighet och seghet, kan kobolt som bindemedel till största delen er- sättas med exempelvis nickel. Sådana hårmetaller, som i huvudsak innehåller nickel eller liknande material som bindemedel, uppvisar omagnetiska, eller snarare paramagnetiska, egenskaper och är användbara i föreliggande fall.In a preferred embodiment, the non-magnetic material is a non-magnetic hard metal, where cemented carbide means a cemented carbide. The basic type of cemented carbide, from which all other cemented carbides are derived, contains as hard component tungsten carbide and as binder cobalt. The use of cobalt as a binder means that these cemented carbides are highly magnetic. For special applications, where particularly high demands are placed on corrosion resistance and toughness, cobalt as a binder can for the most part be replaced with, for example, nickel. Such hair metals, which contain mainly nickel or similar materials as binders, exhibit non-magnetic, or rather paramagnetic, properties and are useful in the present case.
I ett annat utföringsexempel utgöres det omagnetiska sintrade materialet av keramiskt material, t ex kiselnitrid eller aluminiumoxid. Keramiskt material har fördelen av att ha lägre vikt, vilket ger.lägre centrifugalkrafter och där- igenom mindre slitage samt lägre tröghetsmoment vid omställning.In another embodiment, the non-magnetic sintered material is made of ceramic material, for example silicon nitride or alumina. Ceramic material has the advantage of having a lower weight, which gives lower centrifugal forces and thereby less wear and lower moments of inertia during adjustment.
Det observeras att det tidigare redan har föreslagits att använda keramik- kulor istället för stålkulor i turbinlagren i en förbränningsmotor för flyg- plan. Lagren arbetar i detta fall inte i vakuum eller i något magnetfält och ändamålet med keramikkulorna var endast att uppnå en effektivare förbränning och högre verkningsgrad genom den högre arbetstemperatur och högre varvtal, som kan uppnås genom användning av keramikulor, samt dessutom att göra smörjningen lättare. Denna redan föreslagna teknik ger inte någon anvisning om lösning på de speciella lagringsproblem, som uppträder i magnetronfallet.It is observed that it has previously been proposed to use ceramic balls instead of steel balls in the turbine bearings in an internal combustion engine for aircraft. The bearings in this case do not work in vacuum or in any magnetic field and the purpose of the ceramic balls was only to achieve a more efficient combustion and higher efficiency through the higher working temperature and higher speeds, which can be achieved by using ceramic balls, and also to make lubrication easier. This already proposed technology does not provide any indication of solution to the particular storage problems which occur in the magnetron case.
Det observeras vidare att det vid röntgenrör med roterbar anod är tidigare känt att bära upp anoden med kullager, i vilka åtminstone kulorna är gjorda av keramik, se t ex DE-GM 72 32 284, eller hårdmetall, se t ex DE-OS 22 15 370, DE-OS 28 00 854, USP 3 720 853. I det sistnämnda fallet med hårdmetall i kulor- N na är det dock ingenstans sagt att hårdmetallen skulle vara omagnetisk. Valet av material har här enbart samband med de rådande arbetsbetingelserna, som be- står i att lagren arbetar i vakuum och vid hög temperatur. Däremot är de ej utsatta för något statiskt magnetfält. Här föreligger således ej det väsent- li gaste problemet, som uppträder i magnetronfallet och som lösts genom före- liggande uppfinning.It is further observed that in the case of X-ray tubes with a rotatable anode it is previously known to support the anode with ball bearings, in which at least the balls are made of ceramic, see for example DE-GM 72 32 284, or cemented carbide, see for example DE-OS 22 370, DE-OS 28 00 854, USP 3,720 853. In the latter case of cemented carbide in the balls, however, nowhere is it said that the cemented carbide would be non-magnetic. The choice of material here is only related to the prevailing working conditions, which consists in the bearings working in vacuum and at high temperature. However, they are not exposed to any static magnetic field. Thus, here is not the most significant problem which occurs in the magnetron case and which is solved by the present invention.
Uppfinningen åskådliggöres med hjälp av exempel under hänvisning till bi- fogade ritningar, där fig 1 visar ett förenklat deltvärsnitt av en avstämbar magnetron, där uppfinningen kan tillämpas, och fig 2, 3 visar ett avsnitt av fig 1 med inritade datorberäknade magnetflödeslinjer, dels för det fall att kullagren utgöres av konventionella stålkullager (fig 2) och dels för det fall att kulorna enligt uppfinningen är gjorda av omagnetiskt material (fig 3)~ Den visade magnetronen antages vara rotationssymmetrisk omkring axeln 0. 451 649 På ritningen betecknar 10 ett anodsystem innefattande ett anodblock 11 och radiellt ställda anodplattor 12, vilka mellan sig definierar tårtbitsformade avstämda hälrum, 13 är en katod med tilledare 14, 15 är ett polstycke som är förbundet med ej visade permanentmagnetorgan och 16, 17 är polskor som alstrar ett axiellt magnetfält i det mellan katod- och anodplattor utbildade interak- tionsrummet 18. Vid bakkanten av samtliga anodplattor är ett spår 19 upptaget, och i detta spår löper ena änden av en cylinderformad avstämningskropp 20 som är förenad med en medelst två kullager 21, 22 på en fast centrumaxel 23 roter- bart lagrad cylinderformad bärare 24. Avstämningskroppen är gjord av elek- triskt ledande material och har utefter omkretsen varierande elektrisk led- ningsförmåga, t.ex. åstadkommet medelst hål eller en tandad utformning, i den del som skjuter in i nämnda spår, så att en periodisk ändring av de nämnda hål- rummens avstämning uppstår vid rotation av kroppen. Avstämningskroppen 20 med sin bärare 24 samt kullagren 21 och 22 är belägna i ett med interaktionsrumnet 18 förbundet evakuerat utrymme 25 som är begränsat av ett vakuumtätt hölje. I detta hölje ingår förutom nämnda anodblock 11 och polstycke 15 en ändcylinder 26 och ett ändstycke 27. Avstämningskroppen kan ställas in i önskat vinkelläge eller roteras kontinuerligt medelst ej visade inställningsorgan som kan inne- fatta en elektrisk motor och en magnetkoppling.The invention is illustrated by way of example with reference to the accompanying drawings, in which Fig. 1 shows a simplified partial cross-section of a tunable magnetron, where the invention can be applied, and Figs. 2, 3 show a section of Fig. 1 with computerized magnetic flow lines, partly for the case that the ball bearings consist of conventional steel ball bearings (Fig. 2) and partly in case the balls according to the invention are made of non-magnetic material (Fig. 3) ~ The magnetron shown is assumed to be rotationally symmetrical about the axis 0. 451 649 In the drawing an anode system comprising a anode blocks 11 and radially set anode plates 12, which define cake-shaped tuned cavities therebetween, 13 is a cathode with conductor 14, 15 is a pole piece connected to permanent magnet means not shown and 16, 17 are pole shoes which generate an axial magnetic field in the intermediate cathode and anode plates formed the interaction space 18. At the rear edge of all anode plates a groove 19 is received and in this groove runs one end of a cylindrical tuning body 20 which is connected to a cylindrical support 24 rotatably mounted by means of two ball bearings 21, 22 on a fixed center shaft 23. The tuning body is made of electrically conductive material and has the circumference of varying electrical conductivity, e.g. provided by means of holes or a toothed design, in the part which projects into said grooves, so that a periodic change of the tuning of said cavities occurs upon rotation of the body. The tuning body 20 with its carrier 24 and the ball bearings 21 and 22 are located in an evacuated space 25 connected to the interaction space 18 which is limited by a vacuum-tight housing. In addition to said anode block 11 and pole piece 15, this housing includes an end cylinder 26 and an end piece 27. The tuning body can be set to the desired angular position or rotated continuously by means of adjusting means (not shown) which may comprise an electric motor and a magnetic coupling.
Fig 2 visar ett avsnitt av fig 1 med inritade datorberäknade magnetflödes- linjer F för det fall att kullagren utgöres av konventionella stålkullager, I varvid avstämningskroppen 20 och anodplattorna 12 (fig 1), vilka är gjorda av omagnetiskt material, för tydlighets skull är utelämnade i fig 2. Det framgår att endast en bråkdel av det totalt alstrade magnetflödet går genom interak- tionsrummet. Det framgår också att det närmast interaktionsrummet liggande kullagret 21 genomflyts av ett relativt kraftigt magnetiskt flöde, vilket gör att stâlkulorna kommer att bilda små permanentmagneter eller dipoler. Detta ger ökad förslitning till följd av magnetisk interaktion, dels mellan kulorna in- bördes och dels mellan kulrona och lagerringarna, samt ger dessutom upphov till ojämn gång vid kontinuerlig drift.Fig. 2 shows a section of Fig. 1 with drawn computer-calculated magnetic flux lines F in the case that the ball bearings consist of conventional steel ball bearings, I in which the tuning body 20 and the anode plates 12 (Fig. 1), which are made of non-magnetic material, are omitted for clarity in Fig. 2. It can be seen that only a fraction of the total generated magnetic flux passes through the interaction space. It can also be seen that the ball bearing 21 closest to the interaction space is flowed through by a relatively strong magnetic flux, which means that the steel balls will form small permanent magnets or dipoles. This gives increased wear as a result of magnetic interaction, partly between the balls inside each other and partly between the ball rings and the bearing rings, and also gives rise to uneven running during continuous operation.
Fig 3 visar samma bild som fig 2 men för det fall att kulorna i lagret 21 enligt uppfinningen är gjorda av omagnetiskt material. En följd av detta är att storleken av läckflödet genom lagret 21 minskar. Förutom minskningen av läck- flödet ger de omagnetiska kulorna många fördelar. All friktion till följd av magnetisk attraktion försvinner, vilket ökar livslängden. Gången vid kontinuer- lig drift blir jämnare och precisionen ökar. Om såväl kulorna som lagerringarna är gjorda av omagnetiskt material med hög varmhållfasthet, så kan temperaturen vid evakueringspumpningen höjas, vilket förbättrar vakuumet. 451 649 I ett föredraget utföringsexempel utgörs det omagnetiska materialet i kulorna eller eventuellt hela kullagren av en omagnetisk hårdmetall, dvs en cementerad karbid med omagnetiska egenskaper. Som hård beståndsdel kan hård- metallen innehålla volframkarbid, vilken emellertid också till större eller mindre del kan vara ersatt med andra karbider, såsom TiC, TaC, NbC. Som binde- medel kan det i hårdmetaller vanligen använda materialet kobolt till större delen vara ersatt med nickellegeringar. Hârdmetaller som kobolt som bindemedel är magnetiska, medan de som har nickellegeringar som bindemedel är praktiskt taget omagnetiska, eller snarare paramagneti ska.Fig. 3 shows the same image as Fig. 2, but in the case that the balls in the bearing 21 according to the invention are made of non-magnetic material. A consequence of this is that the magnitude of the leakage flow through the bearing 21 decreases. In addition to reducing leakage flow, the non-magnetic balls provide many benefits. All friction due to magnetic attraction disappears, which increases the service life. The operation during continuous operation becomes smoother and the precision increases. If both the balls and the bearing rings are made of non-magnetic material with high heat strength, the temperature during the evacuation pumping can be raised, which improves the vacuum. 451 649 In a preferred exemplary embodiment, the non-magnetic material in the balls or possibly the entire ball bearings consists of a non-magnetic cemented carbide, ie a cemented carbide with non-magnetic properties. As a hard component, the cemented carbide may contain tungsten carbide, which, however, may also to a greater or lesser extent be replaced by other carbides, such as TiC, TaC, NbC. As a binder, the material cobalt commonly used in cemented carbides can for the most part be replaced by nickel alloys. Carbides such as cobalt as a binder are magnetic, while those with nickel alloys as a binder are practically non-magnetic, or rather paramagnetic.
I ett annat utföringsexempel utgöres det omagnetiska materialet i kulorna eller kullagren av ett keramiskt material. Det keramiska materialet kan t ex vara kiselnitrid eller aluminiumoxid. l Ett annat tänkbart omagnetiskt material är austenitiskt rostfritt stål med ytbeläggning av titankarbid, titannitrid eller liknande. Om magnetronens driftstemperatur kan hållas låg skulle också andra omagneti ska material kunna användas, t ex “Hadfield“-stål eller manganstål; eventuellt även beryllium- brons. Även kristallina material är tänkbara.In another embodiment, the non-magnetic material in the balls or ball bearings consists of a ceramic material. The ceramic material can be, for example, silicon nitride or alumina. Another possible non-magnetic material is austenitic stainless steel with a coating of titanium carbide, titanium nitride or similar. If the operating temperature of the magnetron can be kept low, other non-magnetic materials could also be used, such as "Hadfield" steel or manganese steel; possibly also beryllium bronze. Crystalline materials are also conceivable.
Speciellt i det fall då kullagren saknar kul hâllarring så att kulorna g ligger fritt i rummet mellan yttre och inre lagerring och kan komna i kontakt med varandra under drift ger användning av omagnetiskt material i kul orna den stora fördelen att avstämningskurvan blir jämnare vid kontinuerlig rotation av avstämningskroppen, vilket i synnerhet ger bättre frekvensnoggrannhet vid pre- diktering av frekvensen.Especially in the case where the ball bearings do not have a ball retaining ring so that the balls g lie freely in the space between outer and inner bearing ring and can come into contact with each other during operation, the use of non-magnetic material in the balls gives the great advantage that the tuning curve becomes smoother. the tuning body, which in particular provides better frequency accuracy when predicting the frequency.
I stället för kullager kan också andra typer av rullningslager användas.Instead of ball bearings, other types of rolling bearings can also be used.
Claims (5)
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE8585201833T DE3569432D1 (en) | 1984-11-23 | 1985-11-11 | A TUNABLE MAGNETRON |
| EP85201833A EP0182428B1 (en) | 1984-11-23 | 1985-11-11 | A tunable magnetron |
| US06/799,420 US4705990A (en) | 1984-11-23 | 1985-11-19 | Tunable magnetron |
| CN85108472.9A CN1010905B (en) | 1984-11-23 | 1985-11-20 | Tunable magnetron |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE8400506A SE8400506D0 (en) | 1984-02-01 | 1984-02-01 | UPPHENGNINGSANORDNING |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SE8405917D0 SE8405917D0 (en) | 1984-11-23 |
| SE8405917L SE8405917L (en) | 1985-08-02 |
| SE451649B true SE451649B (en) | 1987-10-19 |
Family
ID=20354555
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SE8400506A SE8400506D0 (en) | 1984-02-01 | 1984-02-01 | UPPHENGNINGSANORDNING |
| SE8405917A SE451649B (en) | 1984-02-01 | 1984-11-23 | Tunable magnetron e.g. for radar application |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SE8400506A SE8400506D0 (en) | 1984-02-01 | 1984-02-01 | UPPHENGNINGSANORDNING |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SE (2) | SE8400506D0 (en) |
-
1984
- 1984-02-01 SE SE8400506A patent/SE8400506D0/en unknown
- 1984-11-23 SE SE8405917A patent/SE451649B/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SE8405917L (en) | 1985-08-02 |
| SE8405917D0 (en) | 1984-11-23 |
| SE8400506D0 (en) | 1984-02-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5321329A (en) | Permanent magnet shaft bearing | |
| US4898480A (en) | Compact ferrofluidic electrically conducting sealed bearing | |
| US6833643B2 (en) | Magnetic bearing with damping | |
| US7273319B2 (en) | Roller thrust bearing | |
| US4797013A (en) | Compact ferrofluidic electrically conducting sealed bearing | |
| US20030170132A1 (en) | Machine, preferably a vacuum pump, with magnetic bearings | |
| JPH1132474A (en) | Designing method of optimum biaxial magnetic gear and its system | |
| EP3631837A1 (en) | Target assembly for safe and economic evaporation of brittle materials | |
| US8941278B2 (en) | Method and apparatus for hybrid suspension system | |
| GB2291139A (en) | Back-up bearing arrangement for a magnetic bearing | |
| CN110748562A (en) | Surrounding permanent magnet biased axial-radial magnetic suspension bearing | |
| JP2001234929A (en) | Magnetic bearing and circulating fan device | |
| JP2003214444A (en) | Rolling sliding member and rolling device | |
| SE451649B (en) | Tunable magnetron e.g. for radar application | |
| EP3859177B1 (en) | Rolling bearing, and main shaft support device for wind power generation | |
| US5182001A (en) | Process for coating substrates by means of a magnetron cathode | |
| TW451038B (en) | Hybrid ball bearing with oblique contact | |
| US20210172474A1 (en) | Double-row self-aligning roller bearing and wind power generation rotor shaft support device having the same | |
| CN109681525B (en) | Magnetic suspension bearing and motor | |
| US4705990A (en) | Tunable magnetron | |
| JPH01203716A (en) | Magnetic supporter for rotor to stator | |
| CN107548437A (en) | Rotor for rotary vane arrangement | |
| CN213575188U (en) | Permanent magnet bias type magnetic suspension bearing and motor | |
| US20230400058A1 (en) | Magnetic circuit device for magnetic bearing | |
| CN110735859A (en) | parallel permanent magnet biased axial-radial magnetic suspension bearing |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| NAL | Patent in force |
Ref document number: 8405917-9 Format of ref document f/p: F |
|
| NUG | Patent has lapsed |