Claims (2)
Изобретение относитс к электронной мехнике, преимущественно к катодам дл ЭВП. Известны катоды пр мого накала дл ЭВП в виде проволоки или ленты, покрытые , например, слоем оксида, тол ДИНОЙ 60-100 мкм. В этом случае размер катода (диаметр, толщина) в покрытой эмиссионным материалом части мало отличаетс от непокрытого подогревател и величина достижимой температуры определ етс лишь термостойкостью катодного материала ij . . Недостатком этих катодов вл етс то, что поверхность катода практически полностью повтор ет форму подогревател (проволоки, ленты) и трудно получить эмиттирующую поверхность другой геометрии, например, в виде диска, части сферы и т,п. Известен катод пр мого накала 2j, содержащего термоэмиттер в виде пластины , который укреплен на держателе. Вертикальные части держател с noN oщью опорных проводников закреплены на изол торе. Эмиттер такого катода имеет диаметр значительно больше, чем ширина держател . Разогрев термоэмиттера осуществл етс теплопроводностью от держател к эмиттеру. Количество тепла Q, поступающее к эмиттеру с двух сторон от держател , определ етс по формуле Q 2Л f д t где - коэффициент теплопроводности держател ; S - сечение держател ; t длина держател на участке образовани перепада температуры д t. В этой конструкции величина теплового потока Q, поступающего к эмиттеру , ограничена геометрическими параметрами держател -1- и его допустимой температуры. Поэтому площадь Sj эмиттера , нагреваема до температуры Tj также ограничена.сверху соотношением . 6 Т полученным .из уравнении теплового о ланса e-..s,. где §f,p - приведенный коэффициент черноты; 6 - коэффициент пропорционап НОСТИ} Tj - температура эмиттера; Sj - излучающа площадь эмиттера . Недостатками данного катода вл ю с его низка экономичность и ограни чение по площади эмиттирующей поверх , ности, котора может быть разогрета до требуемой температуры. Например, дл катода такой конструкции диаметром 2,5 мм и нагреваемого с помощью проволоки круглого сечени 0,35 мм следующие результаты; температура катода 1650С, мощность накала IбАх 2,5 В 40 Вт, долговечность несколько тыс ч часов, КПД 127„. При мощности накала 9Af-3,2 В 61 Вт подогреватель кратковременно нагрева ет катод до 1800°С и перегорает. Катоды большего размера на данной проволоке нагреть до такой температуры нельз . Цель изобретени - повышение КПД катодного узла. Поставленна цель достигаетс тем, что в катоде пр мого накала, со держащем эмиттер в виде пластины, за крепленный на держателе, пластинаэмиттера выполнена, по крайней мере из двух частей с зазором, увеличивающимс в сторону держател , у которого он равен d 2 I at, где dl - зазор; X - теплопроводность держател S - площадь сечени держател ; Q - общий тепловой поток эмиттера; At - перепад температур между эмиттером и держателем. На фиг. 1 представлен катодный . узел, общий вид; на фиг. 2 - график распределени температуры на известном катоде; на фиг. 3 - то же, на предлагаемом катоде. . Катодный узел содержит эмиттер 1 закрепленный на держателе 2, концы которого с помошью опорных проводников 3 закреплены через изол торы 4 н втуЛке 5. Эмиттер выполнен в виде диска, разделенного на две части. Минимальн рассто ние между ними у эмиттирующей поверхности определ етс возможност ми технологии. Из графиков распределени температур видно, что;на предлагаемую эмиттирующую пластину катода поступает тепловой поток, равный 4 Q вместо бывшего ранее 2 Q.. Если , то экономичность катода уменьшаетс , вследствие уменьшени теп- лового потока, нагревающего эмиттирующую пластину теплопроводностью и возрастающими потер ми тепла излучением в окружающую среду. При dL Q.X grut количество тепла, выделенное на держателе проход щим по нему электрическим током I, недостаточно дл поддержани заданной температуры пластины, так как Q Я -g Изготовлен и испытан катодный узел с эмиттирующей пластиной 3,5 мм с высотой 1 мм. При этом величина зазора эмиттирующей пластины в зоне держател 0,8 мм, а в эмиттирующей зоне 0,010 ,2 мм, В результате испытаний катодный узел был притемпературе 1 . При диаметре таблетки 3,5 мм потребл ема мощность 242 Вт, а КПД 23%. Формула изобретени Катод пр мого накала, содержащий эмиттер в виде пластины, закрепленный на держателе, отличающийс тем, что, с целью повьшени КПД узла за счет обеспечени равномерного прогрева эмиттера, он вьтолнен, по крайней мере, из двух частей с зазором , увеличивающимс в сторону держател , у которого он равен cL ax|-ut, где - зазор; Д. - теплопроводность держател ; S - площадь сечени держател ; Q - общий тепловой поток с эмиттера; Д1 - перепад температур между эмиттером и держателем. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе . 1.Добрецов Л.Н., Гомоюнова М,В. Эмиссионна электроника. М., Наука, 1966, с. 205. This invention relates to electronic mechanics, primarily cathodes for EVP. Directly heated cathodes are known for EVP in the form of wire or tape, coated, for example, with an oxide layer with a thickness of 60-100 microns. In this case, the size of the cathode (diameter, thickness) in the part covered with the emission material differs little from the uncoated preheater and the amount of attainable temperature is determined only by the heat resistance of the cathode material ij. . The disadvantage of these cathodes is that the cathode surface almost completely repeats the shape of the preheater (wire, tape) and it is difficult to obtain an emitting surface of another geometry, for example, in the form of a disk, part of a sphere, and so on. A cathode of direct filament 2j is known, which contains a thermoemitter in the form of a plate, which is mounted on a holder. The vertical parts of the holder with the noN of the reference conductors attached to the insulator. The emitter of such a cathode has a diameter significantly larger than the width of the holder. Heating of the thermal emitter is carried out by heat conduction from the holder to the emitter. The amount of heat Q supplied to the emitter from two sides of the holder is determined by the formula Q 2L f d t where where is the coefficient of thermal conductivity of the holder; S is the cross section of the holder; t is the length of the holder at the site of formation of the temperature difference d t. In this design, the heat flux Q entering the emitter is limited by the geometrical parameters of the holder -1- and its allowable temperature. Therefore, the area Sj of the emitter, heated to the temperature Tj, is also limited by the ratio above. 6 T obtained from the heat balance equation e - .. s ,. where §f, p is the reduced blackness coefficient; 6 - ratio proportional} Tj - emitter temperature; Sj is the emitter emitting area. The disadvantages of this cathode are its low efficiency and the limitation of the area of the emitting surface, which can be heated to the required temperature. For example, for a cathode of such a construction with a diameter of 2.5 mm and heated with 0.35 mm round wire, the following results; the temperature of the cathode is 1650С, the heating power IbАh is 2.5 V 40 W, the durability is several thousand hours, the efficiency is 127 ". When the heat power is 9Af-3.2 V 61 W, the heater briefly heats the cathode to 1800 ° C and burns out. Larger cathodes on this wire cannot be heated to such a temperature. The purpose of the invention is to increase the efficiency of the cathode assembly. The goal is achieved by the fact that in the direct-heated cathode containing an emitter in the form of a plate, attached to the holder, the emitter plate is made of at least two parts with a gap increasing towards the holder, in which it is equal to d 2 I at, where dl is the clearance; X is the thermal conductivity of the holder; S is the area of the cross section of the holder; Q is the total heat flux of the emitter; At - temperature difference between the emitter and the holder. FIG. 1 shows the cathode. node, general view; in fig. 2 is a graph of temperature distribution at a known cathode; in fig. 3 - the same on the proposed cathode. . The cathode assembly contains an emitter 1 mounted on a holder 2, the ends of which with the help of the reference conductors 3 are fixed through insulators 4 on Bush 5. The emitter is made in the form of a disk divided into two parts. The minimum distance between them at the emitting surface is determined by the capabilities of the technology. From the temperature distribution graphs it can be seen that the proposed emitting plate of the cathode receives a heat flux of 4 Q instead of the former 2 Q. If, then the efficiency of the cathode decreases due to a decrease in heat flux, heating the emitting plate by heat conduction and increasing heat loss radiation into the environment. At dL Q.X grut, the amount of heat released on the holder by the electric current I passing through it is not enough to maintain the plate at a given temperature, since Q I -g A cathode assembly with a 3.5 mm emitting plate with a height of 1 mm was manufactured and tested. In this case, the size of the gap of the emitting plate in the holder zone is 0.8 mm, and in the emitting zone 0.010, 2 mm. As a result of the tests, the cathode assembly was at a temperature of 1. With a 3.5 mm tablet diameter, the power consumption is 242 W, and the efficiency is 23%. Claims of a direct-heated cathode containing an emitter in the form of a plate fixed on a holder, characterized in that, in order to increase the efficiency of the node by providing uniform heating of the emitter, it is made of at least two parts with a gap increasing to the side the holder in which it is equal to cL ax | -ut, where is the gap; D. - thermal conductivity of the holder; S is the holder section area; Q is the total heat flux from the emitter; D1 - temperature difference between the emitter and the holder. Sources of information taken into account in the examination. 1. Dobretsov L.N., Gomoyunova M, V. Emission electronics. M., Science, 1966, p. 205.
2.Акцентованна за вка Японии № 53-29061, кл. 99 А 11, опублик. 1978 (прототип).2. Accepted for Japan No. 53-29061, cl. 99 A 11, published. 1978 (prototype).