DE1002088B

DE1002088B - Indirectly heated storage cathode with a storage container and a radiation protection jacket surrounding this and the heater and simultaneously serving to hold the cathode

Info

Publication number: DE1002088B
Application number: DES44640A
Authority: DE
Inventors: Walter Wiedemann
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1955-07-06
Filing date: 1955-07-06
Publication date: 1957-02-07

Description

Die Erfindung betrifft eine mittelbar beheizte Vorratskathode, insbesondere Metall-Kapillar-Kathode, bei der ein im wesentlichen zylindrischer metallischer, von einer isolierten Heizwendel umgebener und an seiner Stirnfläche als Emissionsfläche ausgebildeter Vorratsbehälter zusammen mit dem Heizer von einem gleichzeitig der Halterung der Kathode dienenden inneren Strahlungsschutzmantel umgeben ist.The invention relates to an indirectly heated supply cathode, in particular a metal capillary cathode, in which a substantially cylindrical metallic, surrounded by an insulated heating coil and on its end face designed as an emission surface storage container together with the heater of a at the same time serving to hold the cathode inner radiation protection jacket is surrounded.

Bekanntlich ist die Wärmeökonomie bei Vorratskathoden bedingt durch ihren Aufbau im Vergleich zu anderen üblichen mittelbar geheizten Kathoden noch relativ schlecht. Maßgebend dafür sind der verhältnismäßig große Vorratsbehälter und die dazu erforderliche, entsprechend stabile Halterungsvorrichtung. So kommt zu der recht großen Heizleistung noch ein ebenfalls aufzubringender relativ großer Wärmeverlust, verursacht durch die Ausmaße der Halterungsvorrichtung. As is well known, the heat economy of storage cathodes is due to their structure in comparison relatively bad compared to other common, indirectly heated cathodes. Decisive for this are the proportionate large storage container and the required, correspondingly stable mounting device. In addition to the rather large heating output, there is also a relatively large heat loss that has to be applied, caused by the dimensions of the mounting device.

Die bisherige Halterung solcher Kathoden erfolgte meist durch einen besonders geformten Außenzylinder, beispielsweise aus Tantalblech, in dessen oberen ringförmigen Teil der Vorratsbehälter eingepreßt wurde. Eine solche Preßverbindung erfolgt jedoch entsprechend den erforderlichen Meßtoleranzen bei der Herstellung unter sehr unterschiedlichem, meist Undefiniertem Preßdruck, so daß über die Verbindungszone infolge des dadurch bedingten Wärmekontaktes ein erheblicher, aber ebenfalls sehr unterschiedlicher Wärmeverlust eintritt, der einen großen und unterschiedlichen, für jede einzelne Kathode individuellen Heizleistungsbedarf erfordert.The previous mounting of such cathodes was mostly done by a specially shaped outer cylinder, for example made of tantalum sheet, in the upper annular part of which the storage container is pressed became. However, such a press connection takes place in accordance with the required measurement tolerances the production under very different, mostly undefined pressure, so that over the connection zone due to the thermal contact caused by it, a considerable, but also very different Heat loss occurs, which is a large and different, individual for each individual cathode Requires heating power.

Diese für eine Serienfertigung von Vorratskathoden unerträgliche Heizleistungsstreuung wird durch die Erfindung weitgehend unterbunden. Schwankungen der Heizleistung von 6 bis 17 Watt, wie sie bei obenerwähnter Konstruktion durch Versuche an einzelnen Metall-Kapillar-Kathoden gleicher Type festgestellt wurden, werden durch die Erfindung auf ein Minimum herabgedrückt.This heat output spread, which is unbearable for series production of supply cathodes, is caused by the Invention largely prevented. Fluctuations in heating power from 6 to 17 watts, as mentioned above Construction determined by tests on individual metal capillary cathodes of the same type are kept to a minimum by the invention.

Es ist bereits eine Oxydkathode bekanntgeworden, bei der ein zylindrischer Strahlungsschutzmantel gleichzeitig zur Halterung der Kathode dient und bei der dieser zwischen den sich überlappenden Blechen eines flachen, zylindrischen, mit emissionsfähiger Substanz gefüllten Kathodenkörpers verschweißt ist. Eine solche Verschweißung von in diesem Falle drei Blechen miteinander stellt eine merkliche Wärmeableitung dar, deren Größe bei einer für solche Fälle üblichen Punktschweißung erheblich schwanken kann. Eine derartige Wärmeableitung ist bei der bekannten Kathode jedoch deshalb tragbar, weil für ihre Güte es nicht unbedingt erforderlich ist, daß die gesamte emissionsfähige Schicht über ihre ganze Fläche eine einheitliche Temperatur besitzt, sondern es genügt Mittelbar beheizte Vorratskathodemit einem Vorratsbehälter und einem
diesen und den Heizer umgebenden,
gleichzeitig der Halterung der KathodeAn oxide cathode has already become known in which a cylindrical radiation protection jacket also serves to hold the cathode and in which it is welded between the overlapping metal sheets of a flat, cylindrical cathode body filled with an emissive substance. Such a welding of three sheets to one another in this case represents a noticeable heat dissipation, the size of which can fluctuate considerably in the case of a spot welding usual for such cases. Such a heat dissipation is feasible in the known cathode, however, because for its quality it is not absolutely necessary that the entire emissive layer has a uniform temperature over its entire surface, but an indirectly heated storage cathode with one storage container and one is sufficient
surrounding this and the heater,
at the same time holding the cathode

dienenden Strahlungsschutzmantelserving radiation protection jacket

Anmelder:
Siemens & Halske Aktiengesellschaft,Applicant:
Siemens & Halske Aktiengesellschaft,

Berlin und München,
München 2, Witteisbacherplatz 4Berlin and Munich,
Munich 2, Witteisbacherplatz 4

Walter Wiedemann, München,
ist als Erfinder genannt wordenWalter Wiedemann, Munich,
has been named as the inventor

vielmehr schon, wenn nur ein kleinerer Teil, nämlich der etwa über dem koaxial angeordneten Wolframdorn befindliche Teil der emissionsfähigen Substanz eine gleichmäßige, definierte Temperatur besitzt.
Die Erfindung beruht zunächst auf der Erkenntnis, daß die Streuung der Heizleistung dadurch möglichst klein gehalten werden kann, daß die Wärmeverluste im Vergleich zu dem für den eigentlichen Emissionsmechanismus erforderlichen Heizbedarf relativ gering gemacht werden. Dies erreicht man durch Verringerung der Wärmeableitung. Es erfolgt daher bei einer mittelbar beheizten Vorratskathode, insbesondere Metall-Kapillar-Kathode, bei der ein im wesentlichen zylindrischer, metallischer, von einer isolierten Heizwendel umgebener und an seiner Stirnfläche als Emissionsfläche ausgebildeter Vorratsbehälter zusammen mit dem Heizer von einem gleichzeitig der Halterung der Kathode dienenden inneren Strahlungsschutzmantel umgeben ist, nach der Erfindung die Befestigung des Vorratsbehälters im Strahlungsschutz·· mantel an mindestens drei Stellen, derart, daß ein großer Teil des Umfanges des Vorratsbehälters im Abstand vom Strahlungsschutzmantel frei bleibt.rather, even if only a smaller part, namely the part of the emissive substance located approximately above the coaxially arranged tungsten mandrel, has a uniform, defined temperature.
The invention is based first of all on the knowledge that the dispersion of the heating power can be kept as small as possible by making the heat losses relatively small compared to the heating requirement required for the actual emission mechanism. This is achieved by reducing the heat dissipation. It is therefore carried out with an indirectly heated storage cathode, in particular a metal capillary cathode, in which an essentially cylindrical, metallic storage container, surrounded by an insulated heating coil and designed as an emission surface on its end face, is combined with the heater of a storage container which is also used to hold the cathode inner radiation protection jacket is surrounded, according to the invention, the fastening of the storage container in the radiation protection jacket at at least three points, in such a way that a large part of the circumference of the storage container remains free at a distance from the radiation protection jacket.

Durch eine solche Maßnahme wird außerdem erreicht, daß Schwankungen in der Wärmeableitung infolge unterschiedlichen Preßdruckes nur noch eine untergeordnete Rolle spielen. Bei einer praktischen Ausführung werden deshalb zwischen dem Halterungsmantel und dem Vorratsbehälter mindestens drei kurze Drähte, gleichmäßig verteilt, derart zwischen-Such a measure also ensures that fluctuations in heat dissipation as a result different press pressure only play a subordinate role. With a practical Execution are therefore at least three between the support jacket and the storage container short wires, evenly distributed, in such a way that

«B 76W218«B 76W218

gefügt, daß lediglich die Drähte die alleinigen Berührungsstellen darstellen, wobei der Durchmesser gleich dem Abstand zwischen den betreffenden Kathodenteilen gewählt wird. Die Befestigung selbst erfolgt dabei durch Preß sitz auf relativ kurzer Länge, indem der innere Strahlungsschutzmantel unter Zwischenfügen der kurzen Drähte auf den Vorratsbehälter aufgepreßt wird. Man kann noch zur weiteren Verringerung der Wärmeableitung einmal die Drähte zusätzlich aus einem geeigneten, schlecht leitenden Werkstoff herstellen und zum anderen einen gleichmäßigen, minimal möglichen Preßdruck dadurch erreichen, daß man die Drähtstärke entsprechend den jeweiligen Maßtoleranzen anpaßt.added that only the wires are the sole points of contact represent, the diameter being equal to the distance between the relevant cathode parts is chosen. The attachment itself is done by a press fit on a relatively short length, by placing the inner radiation protection jacket on the storage container with the short wires inserted in between is pressed on. To further reduce the heat dissipation, you can use the wires additionally made of a suitable, poorly conductive material and, on the other hand, a uniform, Achieve the minimum possible pressure by adjusting the wire thickness according to the adjusts to the respective dimensional tolerances.

Die Erfindung soll an Hand der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel einer Metall-Kapillar-Kathode darstellt, näher erläutert werden.The invention is based on the drawing, which shows an embodiment of a metal capillary cathode represents, are explained in more detail.

In der Zeichnung ist an dem Vorratsbehälter 1, bestehend aus dem zylindrischen Mantel, dem eigentlichen Vorrat und einer porösen Sinterscheibe, etwa ao im oberen Drittel unter Zwischenfügen von kurzen Drahtstücken 2 ein gleichzeitig als Halterungsteil dienender innerer Strahlungsschutzmantel 3 durch Preßsitz befestigt. Zwischen beiden ist koaxial zum Vorratsbehälter eine isolierte Heizwendel 4 mit nach unten herausgeführten Zuleitungen angeordnet. An dem am unteren Ende etwa flanschartig erweiterten Blechmantel 3 ist ein weiterer, äußerer Strahlungsschutzmanitel 5 derart befestigt, daß er am oberen Ende bodenförmig verformt, lediglich die ringförmige Befestigungsstelle der Halterung überdeckt, ohne diese und auch den Vorratsbehälter selber zu berühren.In the drawing is on the storage container 1, consisting from the cylindrical jacket, the actual supply and a porous sintered disk, for example ao in the upper third with the interposition of short pieces of wire 2 at the same time as a bracket part serving inner radiation protection jacket 3 attached by a press fit. Between the two is coaxial to the Reservoir arranged an insulated heating coil 4 with downward lead out. At the sheet metal jacket 3, which is expanded approximately like a flange at the lower end, is a further, external radiation protection manitel 5 fixed in such a way that it deforms bottom-shaped at the upper end, only the annular Fastening point of the bracket covered without touching this and also the storage container itself.

Es kann beispielsweise an Stelle der vorgesehenen Drähte auch der innere Strahlungsschutzmantel in dem der Befestigung an dem Vorratsbehälter dienenden oberen Teil mit entsprechend nach innen vorragenden Sicken versehen werden.For example, instead of the wires provided, the inner radiation protection jacket can also be used the upper part which is used for fastening to the storage container and which protrudes inwards accordingly Beads are provided.

Claims

Patent claims:

1. Indirectly heated supply cathode, in particular metal capillary cathode, in which an im essentially cylindrical, metallic, surrounded by an insulated heating coil and attached to it Front surface designed as an emission surface storage container together with the heater of one at the same time the holder of the cathode serving inner radiation protection jacket is surrounded, thereby characterized in that the attachment of the storage container in the radiation protection jacket at least three places takes place in such a way that a large part of the circumference of the reservoir remains free at a distance from the radiation protection jacket.

2. Cathode according to claim 1, characterized in that the radiation protection jacket serving as a holder is pressed onto the reservoir with the simultaneous interposition of several wires.

3. Cathode according to claim 2, characterized in that the interposed wires poorly thermally conductive material are made.

4. Cathode according to claim 2 and 3, characterized in that the diameter of the wire pieces is adapted to the dimensions of the radiation protection jacket and storage container, that the same pressure is always required for fastening.

5. Cathode according to claim 1, characterized in that the radiation protection jacket in the the attachment to the storage container serving part is provided with inwardly protruding beads.

Considered publications:
German patent specification No. 675 376.

1 sheet of drawings

»609 769/218 1.57»609 769/218 1.57