ITTO940308A1 - Sistema per generare un fascio elettronico - Google Patents

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Description

DESCRIZIONE dell’invenzione industriale dal titolo:
"Sistema per generare un fascio elettronico",
DESCRIZIONE
Campo tecnico
L'invenzione riguarda la configurazione e la fabbricazione di sistemi per la generazione di fasci di elettroni, destinati ad apparecchi per la ripresa e la riproduzione di immagini.
Stato della tecnica
Secondo lo stato della tecnica, i sistemi per la generazione di fasci di elettroni, destinati ad apparecchi per la ripresa e la riproduzione di immagini, sono conformati in modo che gli elettroni emessi da un catodo incandescente per la formazione di un fascio di elettroni passino attraverso una serie di elettrodi, prima che essi vengano ad incontrare la superficie di incidenza (per esempio, il lato interno di un tubo per, immagini televisive (cinescopio)). I catodi ad incandescenza che tradizionalmente vengono utilizzati a tale scopo, ad esempio nei cinescopi, presentano delle densità massime di corrente dei fasci pari a circa 0,5 A/cm<z >.
Oltre a questi catodi ad incandescenza sono noti i cosiddetti catodi a forte intensità di corrente, come quelli impiegati per la generazione di micro-onde, che presentano densità di corrente dei fasci elevantisi fino a 10 A/cm<2>.
E' inoltre noto che l'aumento della densità di corrente dei fasci emessi dagli apparati catodici, ad esempio nei sistemi per la generazione di fasci di elettroni nei cinescopi, determina un miglioramento delle rese d'immagine, ossia immagini più nitide.
Come hanno dimostrato le ricerche in campo ottico-elettronico compiute dalla Richiedente, se i catodi sopra menzionati, e designati in questa Domanda come catodi a forte intensità di corrente, debbono essere impiegati in cinescopi di apparecchi televisivi, è necessario mantenere ad un piccolo valore la distanza tra la superficie di emissione del catodo a forte intensità di corrente e l'elettrodo di griglia 1, nonché l'area di passaggio degli elettrodi attraverso lo stesso elettrodo di griglia 1, quando la tensione di griglia 2 deve essere contenuta nel campo compreso tra 800 e 1000 volt.
Esperimenti compiuti in tal senso dalla Richiedente, allo scopo di rispettare le condizioni sopra esposte, non avevano avuto successo in passato, perché i catodi a forte intensità di corrente richiedono temperature d'esercizio pari a 1100 °C, e simili temperature non permettono di conseguire una stabilità termica per l'elettrodo di griglia 1 con il suo piccolo spessore.
L'invenzione ha pertanto lo scopo di provvedere un sistema per la generazione di fasci di elettroni, il quale permetta di impiegare catodi a forte intensità di corrente negli apparecchi di ripresa e di riproduzione delle immagini. Poiché questi sistemi per la generazione di fasci di elet-troni, provvisti di catodi a forte intensità di corrente, rivestono interesse particolarmente nel caso di cinescopi di grande formato, e questi cinescopi sono stati finora prodotti solo in piccoli quantitativi, un ulteriore scopo dell'invenzione era quello di provvedere un procedimento di la fabbricazione dei sistemi per la generazione di fasci di elettroni con catodi a forte intensità di corrente, che permettesse di realizzare i sistemi suddetti in procedimenti per produzioni su larga scala, ossia senza grandi interventi di riallestimento delle linee di lavorazione che vengono impiegate per la fabbricazione di sistemi per la generazione di fasci di elettroni con catodi ad incandescenza aventi le caratteristiche tradizionali.
Esposizione dell'invenzione
In base alla Rivendicazione 1, il primo compito dell'invenzione viene assolto per il fatto che:
l'apparato catodico è conformato come apparato catodico a forte intensità di corrente;
ad una distanza di 30 ÷ 80 pm dalla superficie di emissione del catodo a forte intensità di corrente è disposto un elettrodo di griglia 1 conformato a guisa di cappello, che nella zona di passaggio degli elettroni presenta uno spessore variante da 30 a 70 pm; l'elettrodo di griglia 2, nella zona di passaggio degli elettroni, presenta uno spessore di almeno 250 pm, e il lato di entrata dell'elettrodo di griglia 3, nella zona di passaggio degli elettroni, presenta uno spessore variante da 250 a 400 pm.
Se, in base alla Rivendicazione 2, la superficie di emissione del catodo ad incandescenza ha solamente un diametro variante da 0,5 ad 1,5 min, per effetto di questa piccola superficie di emissione viene ridotta al minimo l'evaporazione dei materiali costituenti il catodo, e ciò ha un effetto positivo per quanto riguarda la prevenzione di corto-circuiti e di emissioni termiche di griglia.
Per effetto della configurazione a guisa di cappello della zona di passaggio degli elettroni nell'elettrodo di griglia 2, secondo l'indicazione della Rivendicazione 3, viene assicurato che anche alle temperature d'esercizio del catodo a forte intensità di corrente, elevantisi fino a 1100 °C, non si manifestino distorsioni nella zona molto sottile di passaggio dell'elettrodo di griglia 2.
In base alla Rivendicazione 4, la pre-distorsione del fascio di elettroni può essere ottenuta per il fatto che la zona di passaggio nell'elettrodo di griglia 2 è conformata come foro per fascio astigmatico.
Se in base alla Rivendicazione 5 la parte di entrata dell'elettrodo di griglia 3 è provvista di un diaframma, tutte le parti costruttive della stessa griglia 3 possono essere ottenute dalla fabbricazione normale, perché mediante il diaframma da un lato è possibile impostare in maniera molto semplice lo spessore della parte di entrata necessario per il catodo a forte intensità di corrente, ed inoltre il diametro di apertura, necessario per catodi a forte intensità di corrente in questo campo, risulta ridotto rispetto alla parte di entrata ottenuta con la fabbricazione normale.
I sistemi per la generazione di fasci di elettroni con catodi a forte intensità di corrente possono essere realizzati in maniera particolarmente economica quando viene applicata la sequenza di operazioni indicata nella Rivendicazione 7. In particolare, con questo procedimento tali sistemi possono essere prodotti anche in piccoli quantitativi sulle linee di lavorazione destinate a sistemi normali, senza interventi di riallestimento dei processi di fabbricazione.
Ciò è dovuto al fatto che l'elettrodo di griglia 4, ed almeno le, parti costruttive dell’elettrodo di griglia 3, rivolto verso lo stesso elettrodo di griglia 4, sono ottenuti dai processi di fabbricazione normale. E' pure possibile il montaggio del sistema medesimo sulle apposite spine di fusione del vetro. Tuttavia occorre tener conto del fatto che, già nella connessione delle parti costruttive in base al procedimento secondo l'invenzione, nel vetro medesimo viene incorporato un organo di alloggiamento o di supporto della griglia 1, nella cui apertura più tardi, ossia al di fuori della linea di fabbricazione, viene inserito e connesso l'apparato catodico con l'elettrodo di griglia 1 a forma di cappello (= apparato catodico di griglia 1).
Se, in base alla Rivendicazione 8, il lato di entrata dell'elettrodo di griglia 3 viene provvisto di un diaframma, si semplifica ulteriormente lo svolgimento del processo, perché anche il lato di entrata dell'elettrodo dì griglia 3 può essere ottenuto con la lavorazione normale.
Breve esposizione dell'invenzione Sono mostrati:
nella Figura 1, una mezza sezione di un sistema per la generazione di fasci di elettroni, e
nella Figura 2, la sezione di un apparato catodico di griglia 1.
Forme di attuazione dell'invenzione L'invenzione viene ora descritta in modo più particolareggiato con riferimento alle due figure.
L'apparato mostrato nella Figura 1 è un sistema 10 per la generazione di fasci di elettroni per cinescopi televisivi, il quale è pre-montato con esclusione dell'apparato catodico 11 di griglia 1. Questo apparato catodico 11 di griglia 1 sarà più tardi applicato nella sede di alloggiamento indicata con 12. Il sistema 10 per la generazione di fasci di elettroni, rappresentato nella Figura 1, è formato da un elettrodo 13 di griglia 4, rivolto verso lo schermo per l'immagine (qui non rappresentato), dall'adiacente elettrodo 14 di griglia 3, costituito da più parti costruttive, e dal successivo elettrodo 15 di griglia 2.
Inoltre tra il luogo 12 e l'elettrodo 15 di griglia 2 è presente un organo 16 di supporto della griglia 1. Tutte queste parti costruttive 13, 14, 15 e 16 sono disposte a prestabilite distanze l'una dall'altra, e sono collegate tra loro mediante due barrette 17 di vetro. Tutti gli elettrodi 13 ÷ 15 di griglia sono conformati a guisa di tazze, e nei loro fondi essi presentano dei fori 18 per il passaggio dei fasci di elettroni. Nella forma di attuazione mostrata in Figura 1, questi fori 18 di passaggio sono resi visibili nella parte destra della rappresentazione.
Solo per ragioni di completezza si può ancora accennare al fatto che più apparati del tipo rappresentato nella Figura 1 possono essere combinati fra loro, formando cosi il sistema 10 per fasci di elettroni destinato ad apparecchi televisivi. In un altro sistema per la generazione di fasci di elettroni, destinato ad apparecchi televisivi a colori e parimenti non rappresentato, gli elettrodi 13, 14, 15, 24 di griglia possono essere conformati in modo che in ciascun fondo delle rispettive tazze siano presenti tre fori 18; 18.1; 18.2 di passaggio, in posizioni affiancate tra loro, per cui ogni elettrodo 13, 14, 15, 24 di griglia costituisce l'elettrodo comune per tre diversi fasci di elettroni.
Come si può rilevare chiaramente dalla Figura 1, la parte 19 di entrata dell'elettrodo 14 di griglia 3 è provvista di un diaframma 20 sul lato situato in posizione opposta all'elettrodo 13 di griglia 4. Questo diaframma presenta il vantaggio che, nella fabbricazione di un sistema per la generazione di fasci di elettroni ad alta intensità di corrente, tutte le parti costruttive degli elettrodi 13, 14 di griglia 4 e 3 possono essere ottenute dai processi di produzione destinati ai sistemi 10 per la generazione di fasci di elettroni senza catodi ad alta intensità di corrente (= produzione normale) e, rispetto alla parte 19 di entrata dell'elettrodo di griglia 3 della produzione normale, mediante il diaframma 20 è possibile ridurre il diametro del foro 18.1 di passaggio ed accrescere lo spessore di fondo della tazza.
Quest'ultimo aspetto appare interessante in particolare per il fatto che attualmente non risulta ancora economico fabbricare, con i processi per produzione di massa, i sistemi 10 per la generazione di fasci di elettroni con l'apparato catodico 22 a forte intensità di corrente.
superficie laterale 26 forma un angolo a di 135°.
Alla estremità libera della superficie laterale 26 è applicata una porzione marginale 27, che rispetto alla zona centrale 25 forma un angolo di 90°. Con la flangia 28, applicata alla porzione marginale 27, l'elettrodo 24 di griglia 1 è collocato e collegato come inserto in un elemento tubolare 29. Il catodo 22 a forte intensità di corrente è inserito in questo stesso elemento tubolare 29, e mediante un dischetto ceramico 30 esso è collegato con la superficie laterale interna dell'elemento tubolare 29.
La superficie 23 di emissione del catodo 22 a forte intensità di corrente presenta un diametro di 0,75 mm. In questo modo viene assicurato che i fenomeni di evaporazione del materiale catodico non producano dei corto-circuiti negli elettrodi di griglia.
Sulla superficie esterna dell'elemento tubolare 29 è provvisto un gradino, mediante il quale ciascuno dei tre apparati catodici 11 di griglia 1 sono inseriti ed opportunamente connessi entro apposite aperture nell'elemento 21 di supporto.
In un altro esempio di attuazione - qui non rappresentato - l'elettrodo di griglia 1 con caratteristiche foggiature a forma di cappello può anche essere realizzato in un sol pezzo, ossia ad esempio per tre catodi 22 disposti in linea. Non è neppure necessario che ciascun catodo 22 a forte Tuttavia l'impiego del diaframma mostrato nella Figura 1 non significa che la parte 19 di entrata dell'elettrodo 14 di griglia 3 debba essere necessariamente provvista di un diaframma 20. Invece, senza tener conto di considerazioni economiche, in un altro esempio di attuazione, qui non rappresentato, la parte 19 di entrata può essere fabbricata subito con le dimensioni che presenta la parte 19 di entrata di un elettrodo 14 di griglia 3 dopo il collegamento con un diaframma 20.
Un altro vantaggio, connesso con l'utilizzazione delle parti costruttive 13, 14 di griglia provenienti dalla fabbricazione normale, è rappresentato dal fatto che il montaggio dei sistemi 10 per la generazione di fasci di elettroni, destinati all'apparato catodico 22 a forte intensità di corrente, può avvenire in larga misura su linee di lavorazione che vengono utilizzate per il montaggio dei sistemi normali. A tale scopo, le parti costruttive dell'elettrodo 13 di griglia 4, dell'elettrodo 14 di griglia 3, dell'elettrodo 15 di griglia 2 e dell'organo 16 di supporto della griglia 1 vengono posizionate l'una rispetto all'altra ad opportune distanze reciproche su cosiddette spine di fusione del vetro, prima che le barrette 17 di vetro, accostate dai lati, realizzino un collegamento permanente delle parti costruttive sopra menzionate.
Quando le parti costruttive sono unite insieme nella disposizione mostrata in Figura 1, l'apparato catodico 11 di griglia 1 viene inserito e connesso nell'organo 16 di supporto della stessa griglia 1. Nella Figura 2 è illustrata in modo più particolareggiato la forma costruttiva dell'apparato catodico 11 di griglia 1. Nell'esempio di attuazione mostrato in Figura 2, tre apparati catodici 11 di griglia 1 sono inseriti in un elemento 21 di supporto. Le parti costruttive essenziali di ciascun apparato catodico 11 di griglia 1 sono il rispettivo catodo 22 a forte intensità di corrente, che nell'esempio di attuazione qui rappresentato presenta una densità di corrente del fascio pari a 5 A/cm<2>, in corri-spondenza ad una temperatura d'esercizio di 1100 °C, e l'elettrodo 24 di griglia 1, situato a tale scopo ad una piccola distanza (qui 40 pm) dalla superficie 23 di emissione.
Nell'esempio di attuazione qui rappresentato, lo spessore dell'elettrodo 24 di griglia 1, nella zona 18.2 di passaggio, ha parimenti il valore di 40 pm. Per garantire una sufficiente stabilità termica di questo elettrodo 24 di griglia 1, straordinariamente sottile, alle temperature d'esercizio elevantisi fino a 1100 °C, esistenti nella zona dello stesso elettrodo 24 di griglia 1, alla zona centrale 25, situata parallelamente alla superficie 23 di emissione e provvista,dell'apertura 18.2 di emissione, fa seguito una superficie laterale 26. Sul lato della suddetta zona centrale 25, che è rivolto verso la superficie 23 di emissione, la intensità di corrente sia inserito in un elemento tubolare separato 29. Invece in un altro esempio di attuazione - qui non rappresentato - tutti i catodi 22 a forte intensità di corrente possono essere tenuti da un elemento comune. La distanza dall'elettrodo di griglia 1 può essere allora assicurata, per la realizzazione di un apparato catodico 11 di griglia 1, mediante altri accorgimenti che dipendono dalle scelte dello specialista.
Se però, com'è mostrato nella Figura 2, l'apparato catodico 11 di griglia 1 è conformato come unità fissa, ciò presenta il vantaggio che una siffatta unità può essere inserita e connessa senza problemi e senza grandi interventi di taratura nell'organo 16 di supporto della griglia 1, che in base alla Figura 1 è già collegato con gli altri elementi del sistema per la generazione di fasci di elettroni. Poiché l'inserimento dell'apparato catodico 11 di griglia 1 nell'organo 16 di supporto della griglia 1 può avvenire senza grandi problemi al di fuori del processo di fabbricazione per sistemi normali, le linee di produzione esistenti possono quindi essere rese disponibili in larga misura anche per la produzione del sistema 10 per la generazione di fasci di elettroni con apparati catodici 22 per forti intensità di corrente..

Claims (8)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Sistema per la generazione di fasci di elettroni, avente almeno un apparato catodico ed almeno un elettrodo di griglia, caratterizzato dal fatto che: l'apparato catodico è conformato come apparato catodico (22) a forte intensità di corrente; ad una distanza di 30 ÷ 80 pm dalla superficie (23) di emissione del catodo (22) a forte intensità di corrente è disposto un elettrodo (24) di griglia 1 conformato a guisa di cappello, che nella zona (18.2) di passaggio degli elettroni presenta uno spessore variante da 30 a 70 pm; l'elettrodo (15) di griglia 2, nella zona (18) di passaggio degli elettroni, presenta uno spessore di almeno 250 pm, e il lato (19) di entrata dell'elettrodo (14) di griglia 3, nella zona (18.1) di passaggio degli elettroni, presenta uno spessore variante da 250 a 400 pm.
  2. 2. Sistema per la generazione di fasci di elettroni secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la superficie (23) di emissione del catodo (22) per forti intensità di corrente presenta un diametro variante da 0,5 ad 1,5 mm.
  3. 3. Sistema per la generazione di fasci di elettroni secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che l'elettrodo (24) di griglia 1 nella zona (18.2) di passaggio degli elettroni è conformato a guisa di cappello, e presenta una zona centrale (25) provvista dell'apertura, una superficie laterale (26) contigua a questa, formante un angolo a compreso tra 100° e 170° con il lato interno della suddetta zona centrale (25), ed un bordo (27) contiguo alla superficie laterale (26), orientato verso la zona centrale (25), e formante con questa un angolo di 90° più/meno 10°.
  4. 4. Sistema per la generazione di fasci di elettroni secondo una delle rivendicazioni la 3, caratterizzato dal fatto che la zona (18) di passaggio degli elettroni nell'elettrodo (15) di griglia 2 è conformata come quadripolo.
  5. 5. Sistema per la generazione di fasci di elettroni secondo una delle rivendicazioni la 4, caratterizzato dal fatto che la parte (19) di entrata dell'elettrodo (14) di griglia 3 è provvista di un diaframma (20).
  6. 6. Sistema per la generazione di fasci di elettroni secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che il diaframma (20) presenta uno spessore variante da 150 a 400 pm, ed ha un diametro ridotto rispetto a quello dell'apertura nella parte (19) di entrata dell'elettrodo (14) di griglia 3.
  7. 7. Procedimento per la fabbricazione di un sistema per la generazione di fasci di elettroni con almeno un catodo a forte intensità di corrente ed almeno un elettrodo di griglia, in particolare di un sistema per la generazione di fasci di elettroni secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dalle seguenti fasi operative, indicate nella loro successione cronologica: Is fase - esecuzione mediante tranciatura degli elettrodi (13, 14, 15) di griglia 2 ÷ 4 e di un organo (16) di supporto della griglia 1, e realizzazione di un apparato catodico (11) di griglia 1; 2- fase - fabbricazione dell'elettrodo (14) di griglia 3; 3- fase - fabbricazione di un'unità costituita dall'elettrodo (13) di griglia 4, dall'elettrodo (14) di griglia 3, formato nella 2- fase, dall'elettrodo (15) di griglia 2 e dall'organo (16) di supporto della griglia 1, su linee di lavorazione che normalmente vengono utilizzate per la fabbricazione di sistemi per la generazione di fasci di elettroni senza apparati catodici a forte intensità di corrente, ed a tale riguardo le parti costruttive, opportunamente posizionate sulle cosiddette spine di fusione del vetro, vengono collegate in modo permanente mediante due barrette (17) di vetro; 4- fase - collegamento dell'apparato catodico (11) di griglia 1 con l'organo (16) di supporto della stessa griglia 1.
  8. 8. Procedimento secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che il lato (19) di entrata dell'elettrodo (14) di griglia 3 viene provvisto di un diaframma (20) dopo o durante la realizzazione dell'elettrodo (14) di griglia 3.
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