Патент на изобретение №2287201

Published by on




РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ



ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(19) RU (11) 2287201 (13) C1
(51) МПК

H01J23/36 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Статус: по данным на 28.12.2010 – действует

(21), (22) Заявка: 2005124954/09, 05.08.2005

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

05.08.2005

(46) Опубликовано: 10.11.2006

(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске:
БРАУН, Электронные сверхвысокочастотные приборы со скрещенными полями, Москва, “Иностранная литература”, 1961, т.2, с.155-193. SU 315230 A1, 01.01.1971. SU 1387768 A1, 10.12.1996. GB 1188494 A, 15.04.1970. US 5670860 A, 23.09.1997.

Адрес для переписки:

410040, г.Саратов, пр-т 50 лет Октября, 110А, ОАО “Тантал”

(72) Автор(ы):

Ляшенко Александр Викторович (RU),
Нейман Борис Залманович (RU)

(73) Патентообладатель(и):

ОАО “Тантал” (RU)

(54) ВЫВОД ЭНЕРГИИ МОЩНОГО СВЧ-ПРИБОРА

(57) Реферат:

Предлагаемое изобретение относится к мощным электровакуумным СВЧ-приборам с коаксиальными или коаксиально-волноводными выводами энергии. Техническим результатом является обеспечение прочности вывода энергии при повышении средней мощности прибора. Внутренние проводники коаксиалов вывода энергии и четвертьволнового шлейфа выполнены в виде медных трубок, внутри которых размещены трубки из нержавеющей стали, по которым поступает охлаждающая жидкость, например дистиллированная вода. Трубки из нержавеющей стали соединены между собой втулкой, имеющей срезы в виде сегментов. Срезы расположены симметрично оси втулки с противоположных сторон. Цилиндрическая часть втулки соединена с внутренней поверхностью наружной трубки внутреннего проводника коаксиального вывода. 2 ил.

Предлагаемое изобретение относится к области электровакуумных СВЧ-приборов, конкретнее к мощным СВЧ-приборам с коаксиальными или коаксиально-волноводными выводами энергии.

Известны СВЧ-приборы с коаксиальными выводами энергии, внутренний проводник которых закреплен на керамическом (или стеклянном) вакуумном уплотнении, например платинотрон (амплитрон) QK 434 (1). Недостатком таких конструкций является ограничение средней мощности прибора из-за ограничения теплоотвода от внутреннего проводника коаксиального вывода энергии.

Известны СВЧ-приборы с коаксиально-волноводными выводами энергии, внутренний проводник которых соединен с внутренним проводником коаксиального четвертьволнового шлейфа, например амплитроны МУ-4, МУ-5 (2, 3). Охлаждение внутреннего проводника коаксиального вывода энергии осуществляется через внутренний проводник коаксиального четвертьволнового шлейфа, материал которого имеет хорошую теплопроводность. Этот материал должен также обладать механической прочностью и формоустойчивостью, коэффициентом термического расширения (КТР), совпадающим или близким с КТР вывода энергии и малыми СВЧ-потерями. Таким материалом может быть, например, хромовая бронза с медным покрытием. Однако такие конструкции имеют ограничение по средней мощности, т.к. при повышении средней мощности прибора из-за недостаточности теплоотвода внутренний проводник коаксиала может перегреваться, что в свою очередь может привести к отказу работы прибора.

Предлагается свободная от указанных недостатков конструкция коаксиального или коаксиально-волноводного вывода энергии. Отличие конструкции в том, что внутренние проводники коаксиалов вывода энергии и четвертьволнового шлейфа выполнены в виде трубок, внутри которых размещены трубки, соединенные втулкой, имеющей срезы в виде сегментов, расположенных симметрично оси втулки с противоположных сторон, а цилиндрическая часть этой втулки соединена с внутренней поверхностью наружной трубки внутреннего проводника коаксиального вывода энергии. В этой конструкции внутренний проводник коаксиального или коаксиально-волноводного вывода охлаждается жидкостью, которую подводят через внутренний проводник коаксиального четвертьволнового шлейфа.

Подача жидкости во внутренние проводники коаксиалов вывода энергии и четвертьволнового шлейфа осуществляется через размещенные внутри них трубки, соединенные через втулку. Наличие трубок и такой втулки обеспечивает равномерное распределение охлаждающей жидкости по всей длине внутреннего проводника коаксиала. Для обеспечения жесткости крепления коаксиала внутренние трубки изготавливают из нержавеющей стали, а для уменьшения СВЧ-потерь наружные трубки – из меди.

На фиг.1 представлена схема предлагаемой конструкции, где:

1 – внутренний проводник коаксиально-волноводного вывода энергии;

2 – внутренний проводник коаксиального четвертьволнового шлейфа;

3 – наружный проводник коаксиально-волноводного вывода энергии;

4 – наружный проводник коаксиального четвертьволнового шлейфа;

5 – трубка из нержавеющей стали, расположенная внутри внутреннего проводника коаксиального вывода энергии;

6 – трубка из нержавеющей стали, расположенная внутри внутреннего проводника четвертьволнового шлейфа;

7 – втулка, соединяющая трубки 5 и 6;

8 – волновод;

9 – резонаторная система магнетрона;

10 – вход охлаждающей жидкости;

11 – выход охлаждающей жидкости;

12 – кольцо с отверстиями для закрепления трубки 5 и обеспечения прохождения жидкости для охлаждения трубок 1 и 2;

13 – трубка для подачи охлаждающей жидкости в трубку внутреннего проводника коаксиального вывода энергии.

На фиг.2 представлен разрез фиг.1 по линии А, из которого видна схема соединения втулки 7 с трубками 1, 2, 6 а также видны срезы в виде сегментов, симметрично расположенных относительно оси втулки, на котором:

1 – наружная трубка внутреннего проводника коаксиально-волноводного вывода энергии;

2 – наружная трубка внутреннего проводника коаксиального четвертьволнового шлейфа;

3 – наружный проводник коаксиально-волноводного вывода энергии;

4 – наружный проводник коаксиального четвертьволнового шлейфа;

6 – внутренняя трубка из нержавеющей стали внутреннего проводника четвертьволнового шлейфа;

7 – втулка, соединяющая трубки 5 и 6 (фиг.1);

14 – поверхность, по которой втулку 7 соединяют с трубкой 1;

15 – срезы на втулке в виде сегментов.

Предлагаемая конструкция опробована при разработке магнетрона непрерывного действия с выходной мощностью 50 кВт, работающего на частоте 2450 МГц. Диаметр трубки 1 – 10 мм, диаметр трубки 2 – 10 мм, диаметр наружного проводника четвертьволнового шлейфа 4 – 20 мм, диаметр внутренних трубок 5 и 6 – 6 мм.

Расход охлаждающей жидкости (дистиллированной воды) через внутренний проводник коаксиального вывода составил 4 л/мин при перепаде давления 6 кгс/см2. При этом магнетрон стабильно работал при выходной мощности 52 кВт.

Формула изобретения

Вывод энергии мощного СВЧ-прибора коаксиального или коаксиально-волноводного типа с креплением внутреннего проводника коаксиала на внутреннем проводнике коаксиального четвертьволнового шлейфа, отличающийся тем, что внутренние проводники коаксиалов вывода энергии и четвертьволнового шлейфа выполнены в виде трубок, внутри которых размещены трубки, соединенные втулкой, имеющей срезы в виде сегментов, расположенных симметрично оси втулки с противоположных сторон, а цилиндрическая часть этой втулки соединена с внутренней поверхностью наружной трубки внутреннего проводника коаксиального вывода энергии.

РИСУНКИ

Categories: BD_2287000-2287999