DE1766364C

DE1766364C - High-voltage-resistant collector insulation for run-time tubes

Info

Publication number: DE1766364C
Authority: DE
Inventors: Friedrich 8000 München Stark
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Publication date: 1972-01-05

Description

Die Erfindung betrifft eine Laufzeitröhre mit einem topffürmigen metallischen Auffänger der gegenüber einem ihn umgebenden au der Vakuumhülle der Laufzeitröhre befestigten vorzugsweise weichmagnetisehen Abschirmzylinder isoliert ist.The invention relates to a transit time tube with a cup-shaped metallic collector preferably attached to a vacuum envelope of the transit time tube surrounding it soft magnetic shielding cylinder is isolated.

Bei Wanderfeldröhren sind am Auffänger Leistungen von mehreren Kilowatt abzuführen, wobei der Auffanger mit einer Flüssigkeit-, insbesondere Wusserdurchllußkühlung auf einer Temperatur gehalten werden muß, die beispielsweise bei Wasserkühlung möglichst unterhalb von 80° C liegt. Die abgeführte Leistung kann auf elektrischem Wege vermindert werden, wenn der Auffänger nicht das volle Potential de^r Verzögerungsleitung von beispielsweise 20 KV gegenüber der Kathode hat, sondern um einige KV abgebremst ist. Diese Abbremsspannung liegt dann als PotentialdifTereriz zwischen dem Auffänger und dem ihn umgebenden geerdeten metallischen Berührschutzzylinder, der gleichzeitig als magnetischer Abschirmzylinder dient. Wegen der Größe dieser ao Poientialdifferenz, die im obengenannten Beispiel größer als 10 KV ist, würde zwischen dem Auffänger und den geerdeten Teilen erii Sicherheitsluftßbstand von mehr als 10 mm erforderlich sein, was aus Dimensionierungsgründen im allgemeinen nicht eingehalten werden kann. Da meist nur wenige Millimeter Luftabstand 'erfügbar sind, muß eine Lösung gefunden werden, um eine hochspannungsfeste Isolierung des Abschirmzylinders gegw-n den Auffänger Zu gewährleisten, die auch uei Temperaturen von RO^C oder höher noch voll funktionsfähig ist.In the case of traveling wave tubes, several kilowatts of power are to be dissipated at the collector, whereby the collector must be kept at a temperature that is as low as possible below 80 ° C with water cooling, for example with water cooling. The dissipated power can be reduced by electrical means, if the catcher does not have the full potential de ^r delay line, for example, 20 kV relative to the cathode, but is slowed down by several KV. This braking voltage is then a potential difference between the interceptor and the surrounding earthed metallic contact protection cylinder, which also serves as a magnetic shielding cylinder. Because of the size of this ao potential difference, which is greater than 10 KV in the above example, a safety clearance of more than 10 mm would be required between the collector and the earthed parts, which is generally not possible for reasons of dimensioning. Since usually only a few millimeters of air distance 'are available is, a solution must be found to have a high-voltage resistant insulation of the shielding gegw-n the collector to ensure that also uei temperatures of RO ^ C or higher still fully functional.

Die zur Lösung dieser Schwierigkeiten bekannten Mittel bieten jedoch weder von der Herstellung der Isolierform noch von der Hochspannungsfestigkeit her eine ausreichende Betriebssicherheit. Beispiels-Weise treten bei Verwendung von Silikonkautschuk bis Isoliermaterial Schwierigkeiten beim Vakuumvergießen auf. Außerdem kann dabei das Problem der Luftspalte zwischen der Kautschukschicht und tien angrenzenden Metallteilen nicht befriedigend ge löst werden. Ähnlich liegen die Verhältnisse auch bei anderen Materialien, so daß z. B. Schrumpfttchläuche wegen des Problems der Luftspalte nicht geeignet sind, während Plexiglas wegen seiner lingenügenden Temperaturfestigkeit ausscheiden tnuß, da die Isolierfestigkeit von Plexiglas bei Temperaturen oberhalb als 70° C nicht mehr allzupnt ist.However, the means known to solve these difficulties offer neither of the production of Insulation form still provides sufficient operational reliability in terms of high-voltage strength. For example Difficulties arise in vacuum casting when using silicone rubber or insulating material on. In addition, the problem of air gaps between the rubber layer and tien adjacent metal parts are not solved satisfactorily. The situation is similar in other materials, so that z. B. Shrink tubing because of the problem of air gaps, while plexiglass because of its Insufficient temperature resistance must be eliminated, as the insulation strength of Plexiglas is Temperatures above 70 ° C are no longer acceptable is.

Zur Lösung der genannten Isolationsprobleme ist bei einer Laufzeitröhre der eingangs erwähnten Art gemäß der Erfindung vorgesehen, daß im Raum zwi-Jtchen dem Auffänger und dem Abschiimzylinder ein ftn seiner inneren und äußeren Oberfläche metallikicrles Rohr ;ius einem hochspannungsfesten temperaturbeständigen Kunstharz zwischcngcordnct ist, wobei zumindest ein Oberflächenbereich an den beiden Enden des Rohres in einem als Oberflächenisolationsstrecke dienenden Abschnitt von der Metallisierung frei bleibt. In order to solve the insulation problems mentioned, a transit time tube of the type mentioned at the beginning of the invention provides that in the space between the catcher and the shut-off cylinder, a metallic tube on its inner and outer surface is intercorded with a high-voltage, temperature-resistant synthetic resin, with at least one Surface area at the two ends of the pipe remains free of the metallization in a section serving as a surface insulation section.

Bei einer erfmdungsgemäßcn Laufzeilröhre dient als Material für das Kunstharzrohr vorzugsweite ein Mchrkomponenten-Epoxydharz mit einem speziellen Flexibilisator, bei dem die Epoxydvcrbindung mit wenigstens zwei lipoxydgruppen im Molekül, gegebenenfalls in Gegenwart von an sich bekannten Be- schleunigem, Füllstoffen und Oxydations-Stabilisatoren mit sauren Estern aus FlexibilisierungsmitlelIn the case of a linear tube according to the invention The preferred material for the synthetic resin pipe is a micro-component epoxy resin with a special one Flexibilizer, in which the epoxy compound with at least two lipoxy groups in the molecule, optionally in the presence of known substances accelerators, fillers and oxidation stabilizers with acidic esters from flexibilizers

L¹.' etzt werden, wobei an sich bekannte saureL ^1. ' be etched, with per se known acidic

Estern, die im Molekül wenigstens zwei — vorzugsweise drei oder mehr — Carboxyd-Funktionen und als wesentliches Molekülelement aliphatische C-Kettcn mit einer Gliederzahi 2i 4 aufweisen, zusammen mit Dicabonsäure-Anhydriden mit den Epoxydverbindungen umgesetzt werden. Zur Erhöhung der Stabilität des so hergestellten Kunstharzrohres- ist dem Epoxydharz zweckmäßig ein Anteil von vorzugsweise 50 °/o Quarzmehl beigemischt.Esters which have at least two - preferably three or more - carboxy functions and in the molecule have aliphatic C-Kettcn with a number of links 2i 4 as an essential molecular element, together with dicabonic acid anhydrides are reacted with the epoxy compounds. To increase the The stability of the synthetic resin pipe produced in this way is expediently a proportion of preferably the epoxy resin 50% quartz flour is mixed in.

Mit einem derartigen Kunstharzabschinnrohr, das im folgenden mit der Kurzbezeichnung dieses Materiais als V7-Rohr bezeichnet werden soll, ist bereits bei einer Dicke von 2,8 mm neben einer guten Formstabilitä: ein hinreichender Überschlagsschutz für Spannungen von 12 KV zu erzielen, wie sie bei abgebremsten Auffängern von einiger. Hochleistungs-Wanderfeldröhren vorliegen.With such a synthetic resin discharge pipe, which is referred to below with the abbreviation of this materiais should be designated as V7 pipe, is already with a thickness of 2.8 mm in addition to good dimensional stability: to achieve adequate flashover protection for voltages of 12 KV, such as when braked Catching some. High-performance traveling wave tubes are available.

Das V7-Rohr kann in einer Gießform unter Berücksichtigung des Vernetzur.gs-Schwundes genau nach Maß vorgefertigt werden, und wird anschließend innen und außen metallisiert, indem es beispielsweise mit Leitsilber bestrichen wird, das anschließend eingebrannt wird. Diese Außenmetallisierung dient dazu, die Überschlagsgefahr in den übrigbleibenden sehr schmalen Luftspalten zwischen Kunstharzrohr zum Auffänger bzw. Abschirmzylinder auszuschalten. Die Metallisierung, die stets an einzelnen Punkten an den gegenüberliegender Teilen anliegen wird, sorgt nämlich dann dafür, daß jede Oberfläche des Kunstharzrohres auf dem Potential der ihr gegenüberliegenden Teile liegt, so daß in dem Luftspalt keinerlei elektrische Felder vorhanden sind, die zu Überschlägen führen könnten.The V7 pipe can be in a mold considering of the Vernetzur.gs-Schwundes can be prefabricated exactly to measure, and is then Metallized inside and outside, for example by coating it with conductive silver, which is then applied is burned in. This outer metallization serves to reduce the risk of rollover in the remaining very narrow air gaps between the synthetic resin pipe and the catcher or shielding cylinder turn off. The metallization, always at individual points on the opposite parts is applied, namely then ensures that every surface of the synthetic resin pipe is at the potential of the parts opposite it, so that no electrical fields are present in the air gap that could lead to flashovers.

An Hand des in der Figur schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels so'! die Erfindung nachstehend mit weiteren Merkmalen näher erläutert werden. Die Figur zeigt einen Teilschnitt durch das auffängerseitige Ende einer Laufzeitröhre, wobei mit 1 der eigentliche als Metalltopf ausgebildete Auffänger und mit 2 ein ihm umgebender geerdeter Metallzylinder bezeichnet ist, der einerseits als magnetische Abschirmung und andererseits als Berührschutz für den auf Hochspannung liegenden Auffänger dient. Das mit Metallisierungsschichten 6 und 7 überzogene V7-Rohr 3 kann vor Einfügen des Auffängers in den äußeren Metallzylinder über den \uffänger geschoben werden und verhindert wegen seiner hohen Durchschlagfestigkeit bereits bei einer Dicke von nur wenigen Millimetern Überschläge zu dem geerdeten Abschirmzylinder 2 bei einer Spannungsdifferenz von mehr als 12 KV. Mit 4 und 5 sind schematisch die Ein- und Ausflußstutzen für die zur Wärmeabfuhr vom Auffangcr dienende Kühlflüssigkeit angedeutet, wobei zur Oberflächen-Überschlagssicherung über die mit Druckschläuchcn 8 versehenen Stutzen ebenfalls V 7-Hülsen 9 geschoben sind. Während das beiderseits über den Auffänger hinausragende V7-Rohr3 an seiner gesamten äußeren Oberfläche metallisiert ist, endet die Metallisierung der inneren Oberfläche bereits einige Zentimeter vor dem Ende des V7-Rohres, wobei die Länge dieser Rohrabschnitte je nach der Spannung des Auffängers gegen Erde so groß gewählt ist daß sie eine hinreichende Öberflächen-Isolationsstrecke bildet. Die Kontaktierung zwischen den Leitsilber-Schichten und dem Abschirmzylinder bzw. dem Auffänger ist durch das Eigengewicht und durch die konische Form des V7-Kohres gegeben. On the basis of the embodiment shown schematically in the figure so '! the invention will be explained in more detail below with further features. The figure shows a partial section through the end of a transit time tube on the receiver side, with 1 denoting the actual receiver designed as a metal pot and 2 denoting a grounded metal cylinder surrounding it, which serves on the one hand as magnetic shielding and on the other hand as contact protection for the high-voltage receiver. The V7 tube 3 coated with metallization layers 6 and 7 can be pushed over the catcher before the catcher is inserted into the outer metal cylinder and, because of its high dielectric strength, prevents flashovers to the earthed shielding cylinder 2 at a voltage difference of even with a thickness of just a few millimeters more than 12 KV. 4 and 5 schematically indicate the inlet and outlet nozzles for the cooling liquid used to dissipate heat from the collecting liquid, with V 7 sleeves 9 also being pushed over the nozzles provided with Druckschläuchcn 8 to prevent surface rollover. While the V7 pipe3 protruding on both sides over the collector is metallized on its entire outer surface, the metallization of the inner surface already ends a few centimeters before the end of the V7 pipe, the length of these pipe sections depending on the voltage of the collector against earth is chosen so that it forms a sufficient surface insulation distance. The contact between the conductive silver layers and the shielding cylinder or the collector is given by its own weight and the conical shape of the V7 tube.

Claims

Patent claims:

1. Runtime tube with a cup-shaped metallic Catcher of the one surrounding it, on the vacuum envelope of the transit time tube attached preferably magnetically soft A ^ inclined cylinder is isolated, thereby marked: that in the space between the collector and the shielding cylinder (2) one on its inner and outer surface metallized tube (3) made of a stress-resistant, temperature-resistant synthetic resin is, at least one surface area at both ends of the pipe (3) in one serving as a surface insulation section Section of the metallization remains free.

2. Runtime tube according to claim 1, characterized in that the synthetic resin tube (3) consists of a multi-component epoxy resin with a special flexibilizer, in which the Hnoxydverbindungen with at least two bpuxyilorunpen in the molecule, optionally in Ce ^ ₁₁ -W-of known per se Accelerate. ^ M, AeolS. and oxidation steel silos ■ ",,

au en esters from Flexibilisierungsm.ttel umu, _S "T be, with 11 in the molecule at least two known per se same Este - 7ugs else three or more · - - en Carbpxyd radio ....-." v, and as an essential molecular elemental.pl ,, -

Instruct ical C-chains with an equal number ^ 4 .-together with dicabonic acid anhydride ■ " are implemented with the epoxy compounds.

3 drift tube according to claim 2, dadunh ^ indicates that the epoxy resin before? U _r, method of payment 50 "/" quartz powder are added.

4 time tube according to one of claims I. to 3, characterized in that the metallization consists of a Leitsilbwschicht or metal vapor deposition consists.

1 sheet of drawings