DE1274247B

DE1274247B - Assembly box for vacuum tubes

Info

Publication number: DE1274247B
Application number: DE1966S0105362
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Hans Heinrich
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1966-08-13
Filing date: 1966-08-13
Publication date: 1968-08-01

Description

Montagekasten für Vakuumröhren Die Erfindung betrifft einen Montagekasten für Vakuumröhren, in welchem eine Gasatmosphäre aufrechterhalten wird, die gegenüber den Montageteilen inert ist. Solche Kästen werden benutzt, um unter einfachen Bedingungen auch komplizierte Röhren bauen zu können, deren Vakuum über lange Zeiträume ohne späteres Nachpumpen unverändert anhält.Assembly box for vacuum tubes The invention relates to an assembly box for vacuum tubes in which a gas atmosphere is maintained opposite the mounting parts is inert. Such boxes are used to keep under simple conditions also to be able to build complicated tubes, whose vacuum over long periods of time without subsequent pumping continues unchanged.

Bekanntlich sind die in den Vakuumkolben von Röhren eingebauten Teile mit Verunreinigung und mit Gasen usw. beladen, die sich später im Hochvakuum von der Oberfläche lösen und die Funktionsfähigkeit der Röhre durch Verschlechterung des Vakuums wenigstens stark herabsetzen oder sogar zerstören können. Man reinigt daher alle Einbauteile sehr sorgfältig und erhitzt sie etwa bis zum Glühen, um auch die anhaftenden Gase zu entfernen. Dieser als Entgasung bezeichnete Vorgang kann vor dem Einbau nur begrenzt wirksam sein, weil die Teile bei der anschließenden Lagerung vor dem Einbau wieder der Atmosphäre ausgesetzt werden. Es ist daher in der Regel notwendig, die fertige montierte Röhre vor ihrem endgültigen Abziehen von der Pumpe nochmals zur Entgasung zu erhitzen. Dies macht aber oft Schwierigkeiten, weil der Entgasungsvorgang zeitraubend ist und weil sich in manchen Röhren hitzeempfindliche Teile befinden, wie etwa die Fotokathoden bei Vakuumbildwandlern.As is well known, the parts built into the vacuum flask are tubes loaded with impurities and gases, etc., which later in a high vacuum of the surface loosen and the functionality of the tube due to deterioration the vacuum can at least greatly reduce or even destroy. One cleans therefore all built-in parts very carefully and heated them roughly until they glow, in order to also to remove the adhering gases. This process, known as degassing, can Before installation, the parts will only be effective to a limited extent during the subsequent Storage must be exposed to the atmosphere again before installation. It is therefore in usually necessary to remove the finished assembled tube before its final removal to be heated again by the pump for degassing. But this often creates difficulties because the degassing process is time consuming and because some tubes are sensitive to heat Parts, such as the photocathodes in vacuum imagers.

Man führt daher die Montage von Röhren in staubfreien Räumen und in einseitig offenen Kästen, sogenannten Hauben, durch, die mit staubfreiem Gas gefüllt werden, etwa mit trockener Luft oder einem anderen Gas, das gegenüber den einzubauenden Teilen inert ist. In Räumen kann aber die Staubfreiheit wegen der sich bewegenden Personen nicht immer voll aufrechterhalten werden. Andererseits ist selbst in den Hauben auch bei Verwendung trockener Gase, wie z. B. Luft oder Stickstoff, die Feuchtigkeit nur bis zu einem Partialdruck von 1 Torr herabdrückbar, so daß in den Hauben keine extrem wasserempfindlichen Teile, wie z. B. Fotokathoden, eingebaut werden können.The assembly of tubes is therefore carried out in dust-free rooms and in boxes open on one side, so-called hoods, which are filled with dust-free gas, such as dry air or another gas that is inert to the parts to be installed. In rooms, however, the freedom from dust cannot always be fully maintained because of the moving people. On the other hand, even in the hoods, even when using dry gases, such as. B. air or nitrogen, the moisture can only be reduced to a partial pressure of 1 Torr, so that no extremely water-sensitive parts such. B. photocathodes can be installed.

Die vorgenannten Schwierigkeiten können bekanntlich vermieden werden bei Verwendung eines allseitig geschlossenen Kastens, der evakuiert ist. Derartige Einrichtungen müssen wegen des großen Druckunterschiedes massive Wandungen haben, und die Bauteile müssen schon beim Einbringen in den Kasten so angeordnet werden, daß sie nur durch Erhitzung die gewünschte Beeinflussung erfahren. Für mechanische Bewegungen der Teile sind auch im Betrieb dichte Durchführungen für Werkzeug- bzw. Bauteilmanipulatoren usw. vorzusehen. Die notwendigen Apparaturen sind daher teuer, und die Montage ist erschwert wegen der dauernden Gefahr des Auftretens von Lecks und der wegen des großen Druckunterschiedes ungünstigen Belastung der Durchführungen.As is known, the aforementioned difficulties can be avoided when using a box that is closed on all sides and evacuated. Such Due to the large pressure difference, facilities must have massive walls, and the components must be arranged in such a way when they are placed in the box, that they experience the desired influence only through heating. For mechanical Movements of the parts are also tight bushings for tool or Component manipulators, etc. to be provided. The necessary equipment is therefore expensive, and assembly is more difficult because of the constant risk of leakage and the unfavorable loading of the bushings due to the large pressure difference.

Erfindungsgemäß ist ein allseitig geschlossener Montagekasten für Vakuumröhren, unter Vermeidung der vorgenannten Schwierigkeiten, dadurch gekennzeichnet, daß er mit einem Gas zur Einstellung der gewünschten Atmosphäre gefüllt ist, das gegenüber den Montageteilen inert ist. Bei einem derartigen Kasten kann mittels Filtem Staub abgehalten werden. Der Wassergehalt kann durch Trockenmittel auf weniger als 10-5 Torr und bei Benutzung luftfreier Gase, z. B. trockenen Stickstoffs, auch der Sauerstoffgehalt auf weniger als 10-5 Torr eingestellt werden. Bei der neuen Apparatur ist nämlich ein Austausch mit der Umgebung wegen des Abschlusses vermieden. Andererseits kann im Kasten ein schwacher überdruck von einigen Torr aufrechterhalten werden, um das Eindringen der äußeren Atmosphäre auch an etwa auftretenden Leckstellen oder an undichten Arbeitsgeräten und deren Durchführungen durch die Wände usw. zu verhindern. Der geringe Druckunterschied gibt keinen Anlaß für bauliche Schwierigkeiten, weil er weder die Wände noch die Manipulatoren usw. nennenswert belastet. Nach der Erfindung ist es weiterhin vorteilhaft, im Montagekasten die Temperatur zu erhöhen, etwa bis zu 1001 C. An den Montageteilen können sich nämlich dann keine Gase absetzen. Bei der erhöhten Temperatur und der im Kasten eingestellten Atmosphäre werden im Gegenteil noch Fremdgase, Feuchtigkeit usw. von der Oberfläche der Teile abgespalten. Im Hinblick hierauf werden bei einer weiteren vorteilhaften Ausbildung die abgespaltenen Gase usw. dadurch aus dem Kasten entfernt, daß das zur Aufrechterhaltung der Atmosphäre benutzte Gas fortlaufend den Kasten durchströmt. Dabei kann eine druckerhöhende Stauung erreicht -werden, wenn der Gaszufluß größeren Querschnitt hat als der Gasabfluß, so daß neben der stetigen Entfernung von Verunreinigungen auch noch das Eindringen von unerwünschten Fremdgasen vermieden ist.According to the invention, an assembly box for vacuum tubes that is closed on all sides, while avoiding the aforementioned difficulties, is characterized in that it is filled with a gas for setting the desired atmosphere which is inert to the assembly parts. In such a box, dust can be kept out by means of filters. The water content can be reduced to less than 10-5 Torr by desiccants and using air-free gases, e.g. B. dry nitrogen, the oxygen content can be adjusted to less than 10-5 Torr. With the new apparatus, an exchange with the environment is avoided because of the closure. On the other hand, a slight overpressure of a few Torr can be maintained in the box in order to prevent the penetration of the external atmosphere, even at leaks or leaking tools and their penetrations through the walls, etc. The small pressure difference does not give rise to structural difficulties because it does not place any significant load on the walls or the manipulators, etc. According to the invention, it is also advantageous to increase the temperature in the assembly box, for example up to 1001 C. This is because no gases can then settle on the assembly parts. On the contrary, at the elevated temperature and the atmosphere set in the box, foreign gases, moisture, etc. are split off from the surface of the parts. In view of this, in a further advantageous embodiment, the split off gases etc. are removed from the box in that the gas used to maintain the atmosphere continuously flows through the box. A pressure-increasing stagnation can be achieved if the gas inflow has a larger cross-section than the gas outflow, so that in addition to the constant removal of impurities, the penetration of undesired foreign gases is also avoided.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung werden nachfolgend an Hand der in der Figur schematisch im Schnitt parallel zur Vorderwand dargestellten beispielsweisen Ausführung eines Montagekastens erläutert.Further details and features of the invention are provided below with reference to the one shown in the figure schematically in section parallel to the front wall exemplary execution of a mounting box explained.

Der parallel zu seiner aufklappbaren Vorderwand im Querschnitt gezeichnete kubische Kasten 1, der aus Glas und rostfreiem Stahl besteht, ruht auf vier Füßen, von denen in der Darstellung nur die hinteren Füße 2 und 3 sichtbar sind. Etwa in der Mitte der Höhe des Innenraumes befindet sich der horizontale Drehtisch'4, der am oberen Ende seiner Drehachse 5 sitzt. Am unteren, in einem Drehlager 6 aus dem Boden 7 herausgeführten Ende ist an der Achse 5 das Handrad 8 befestigt. Durch den Boden 7 sind außerdem noch der Gaszuflußstutzen 9 und die Heizmittelleitungen 10 und 11 für den Heizkörper 12 hindurchgeführt. Im Kasteninnenraum liegt vom Boden 7 aus gesehen über dem Heizkörper 12 und ebenso wie zum Boden parallel dazu die Staubfilterschicht 13. Knapp unierhalb des oberen Randes sind in die Seitenwände die Gasabflußöffnungen 14 und 15 eingebracht. Durch die Kastendecke 16 sind die Betätigungsgestänge 17, 18 der Manipulatoren 19, 20 sowie die Aufhängung 21 und die Evakuierungsleitung 22 sowie die Hochfrequenzleitung 23 der Heizspule 24 der Evakuierungs- und Ausheizglocke 25 in den Kasten 1 geführt. The cubic box 1, drawn in cross section parallel to its hinged front wall, made of glass and stainless steel, rests on four feet, of which only the rear feet 2 and 3 are visible in the illustration. The horizontal turntable 4, which sits at the upper end of its axis of rotation 5 , is located approximately in the middle of the height of the interior. The handwheel 8 is attached to the axle 5 at the lower end, which extends out of the base 7 in a pivot bearing 6. The gas inlet connection 9 and the heating medium lines 10 and 11 for the heating element 12 are also passed through the base 7. In the interior of the box, seen from the floor 7 , the dust filter layer 13 lies above the heating element 12 and, like the floor parallel thereto, the gas outlet openings 14 and 15 are made in the side walls just below the upper edge. The actuating rods 17, 18 of the manipulators 19, 20 as well as the suspension 21 and the evacuation line 22 and the high-frequency line 23 of the heating coil 24 of the evacuation and heating bell 25 are guided into the box 1 through the box ceiling 16.

Die Montageelemente usw. eines beispielsweise dargestellten Bildwandlers liegen mit ihren Längsachsen auf einem zur Drehachse 5 konzentrischen Kreis in Halterungen auf dem Tisch 4, so daß durch seine Drehung mittels des Handrades 8 jedes der zylindrischen Elemente, nämlich die Anode 26, die Abbildungselektroden 27 und das Kolbenvordertell 28 mit dem hinteren Kolbenteil 29 konzentrisch vereinigt werden kann. Auch das unter der Glocke 25 angeordnete Vorderteil 30 eines Röhrenkolbens liegt mit seiner Längsachse auf dem vorgenannten, mit der Achse 5 konzentrischen Kreis.The mounting elements, etc. of an image converter, for example, shown lying with their longitudinal axes on a concentric axis of rotation 5 circuit in holders on the table 4, so that, by its rotation by means of the hand wheel 8 of each of the cylindrical members, namely, the anode 26, the picture electrodes 27 and the Piston front part 28 can be combined concentrically with the rear piston part 29. The front part 30 of a tubular piston, which is arranged under the bell 25 , also lies with its longitudinal axis on the aforementioned circle which is concentric with the axis 5.

Zur Vorbereitung der Montage werden die in üb- licher Weise entgasten Elemente 26 bis 30 usw. bei geöffneter Kastenvorderwand an die durch Halterungen bzw. Einsetzaussehnitte festgelegten Stellen des Tisches 4 gebracht. Der Innenraum des wieder geschlossenen Kastens wird hierauf mit trockenem Stickstoff gefällt und dann fortlaufend damit gespült, indem am Stutzen 9 der mittels des Pfeiles 9' symbolisierte Gaszufluß geöffnet wird. Mittels des Heizkörpers 12 wird der Raum auf 1000 C erhitzt. Durch die Filterschicht 13, an welcher die Pfeile die Durchströnnichtung anzeigen, werden im Stickstoff noch enthaltene Staubteilchen entfernt. Die vorgereinigten, vorentgasten und durch die Behandlung iin Kasten sauberen Montageelemente werden dann mittels der Manipulatoren hochgehoben und entsprechend ihrer Bezugszahlenfolge 26 bis 28 in das Kolbenteil 29 eingesetzt. Der Einsatz der Teile erfolgt dabei so, daß die Stelle des Tisches, an welcher das Teil 29 eingesetzt ist, unter den jeweiligen Manipulator gedreht wird, bis die Achsen des Teiles 29 und des je- weiligen Elements in einer Geraden hegen. Sodann wird das Element mittels des Manipulators in das Teil 29 abgesenkt und eingefügt. Eine abschließende höhere Erhitzung, etwa auf 2001 C, kann dadurch erfolgen, daß über die zusammengestellte Anordnung nach entsprechender Drehung des Tisches 4 die Glocke 25 gesetzt und die Spule 24 eingeschaltet wird. Den Abschluß der Montage stellt der dichte Verschluß des Kolbens dar, der in bekannter Weise z. B. durch Verschweißen der Flansche 31 und 32 erfolgt. Auch der Verschluß mittels einer lösbaren gedichteten Verbindung ist möglich. Die endgültige Evakuierung kann außerhalb des Kastens 1 erfolgen, indem am Stutzen 33, der mit einer Aufschlagfolie 34 verschlossen ist, eine Pumpe angesetzt wird. Nach Aufschlagen der Folie 34, Abpumpen und Abziehen des Kolbens ist der Bildwandler betriebsbereit.In preparation for the assembly, the elements 26 to 30 etc. degassed in the usual way are brought to the points of the table 4 defined by the brackets or insert fittings with the front wall of the box open. The interior of the re-closed box is then precipitated with dry nitrogen and then continuously flushed with it by opening the gas flow symbolized by the arrow 9 ' on the connector 9. The room is heated to 1000 ° C. by means of the heating element 12. Dust particles still contained in the nitrogen are removed through the filter layer 13, on which the arrows indicate the direction of flow. The assembly elements that have been pre-cleaned, pre-degassed and cleaned in a box by the treatment are then lifted up by means of the manipulators and inserted into the piston part 29 in accordance with their reference number sequence 26 to 28. The use of the parts is carried out so that the position of the table to which the part 29 is inserted, is rotated among the respective manipulator until the axes of the part 29 and the respective element cherish in a straight line. The element is then lowered into part 29 by means of the manipulator and inserted. A subsequent higher heating, for example to 2001 C, can take place in that the bell 25 is set and the coil 24 is switched on via the assembled arrangement after corresponding rotation of the table 4. The completion of the assembly is the tight seal of the piston, which is in a known manner, for. B. is carried out by welding the flanges 31 and 32 together . The closure by means of a releasable sealed connection is also possible. The final evacuation can take place outside the box 1 by attaching a pump to the connector 33, which is closed with an impact foil 34. After opening the film 34, pumping out and pulling off the piston, the image converter is ready for operation.

Im Kasten 1 kann andererseits auch die Herstellung der Fotokathode erfolgen. Dies ist in der Anordnung 25 veranschaulicht. Hierzu wird ein Bildwandlervorderteil 30 mit seinem Flansch 35 auf Ab- lagestützen 36 aufgesetzt und die Glocke 25 mit ihrem Flanschring 37 auf den Dichtungsring 38, der am Tisch 4 angebracht ist, aufgesetzt. Zur Vorbereitung der Fotokathodenkalotte 39 wird die Glocke 25 dann über die Pumpleitung 22 evakuiert. Außerdem wird mittels der Spule 24 noch ausgeheizt. Die evakuierte Glocke 25 enthält außerdem noch zwischen den Auflagen 36 den Verdampfer 40 zur Herstellung der Fotokathode. Nach dem Reinigen und Evakuieren kann unter der Glocke 25 vom Verdampfer 40 aus eine Sb-Cs-Fotokathodenschicht in bekannter Weise erzeugt werden. Nach der Formierung der Fotokathodenschicht wird in die Glocke die aus Stickstoff bestehende Atmosphäre des Kastens wieder eingelassen. Das so gefertigte Bildwandlervorderteil 30 kann entsprechend dem Teil 28 mit einem dem Teil 29 entsprechenden Kolbenteil vereinigt werden. Das Bildwandlervorderteil 30 kann andererseits aber auch an seinem Flansch 35 mit einem vorläufigen dichten Ansatz verschlossen und zur späteren Montage aufbewahrt werden.On the other hand, the photocathode can also be produced in box 1. This is illustrated in arrangement 25. For this purpose, an image converter front part 30 management support with its flange 35 on waste is placed 36 and the bell 25, is placed with its flange 37 on the seal ring 38 which is mounted on the table. 4 To prepare the photocathode dome 39 , the bell 25 is then evacuated via the pump line 22. In addition, the coil 24 is used for heating. The evacuated bell 25 also contains the evaporator 40 for producing the photocathode between the supports 36. After cleaning and evacuation, an Sb-Cs photocathode layer can be produced in a known manner under the bell 25 from the evaporator 40. After the formation of the photocathode layer, the nitrogen atmosphere of the box is let into the bell again. The image converter front part 30 produced in this way can be combined with a piston part corresponding to part 29 in accordance with part 28. On the other hand, the image converter front part 30 can also be closed at its flange 35 with a temporary, tight attachment and stored for later assembly.

Claims

Claims: 1. All-round closed assembly box for vacuum tubes, characterized in that it is filled with a gas for setting the desired atmosphere, which is inert to the assembly parts.

2. Assembly box according to claim 1, characterized in that the pressure in the box is increased compared to the external air pressure. 3. Assembly box according to claim 1, characterized in that the gas, for example during the assembly of Antünon cesium cathodes, is dry nitrogen. 4. Mounting box according to claim 1, characterized in that the temperature of the gas therein is increased, preferably up to 1000 C. 5. Mounting box according to claim 1, characterized in that it is provided with a gas inflow and a gas outflow for gas flow. 6. Assembly box according to claim 5, characterized in that the gas flow is dammed in the box increasing the pressure. Considered publications: German Auslegeschriften No. 1 004 989, 1016 847, 1 032411.