DE1010627B

DE1010627B - Arrangement for self-excited high-frequency generators for treating substances in the high-frequency field

Info

Publication number: DE1010627B
Application number: DES45027A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Karl-Heinz Schmitter
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1955-08-02
Filing date: 1955-08-02
Publication date: 1957-06-19

Description

Anordnung für selbsterregte Hochfrequenz-Generatoren zum Behandeln von Stoffen im Hochfrequenzfeld Beim Behandeln von Stoffen im hochfrequenten Wechselfeld, vorzugsweise beim Trocknen bzw. Erwärmen von Holz oder anderen Stoffen, treten auf Grund der in ihnen entstehenden dielektrischen Verluste bei der Anordnung und Ausgestaltung der zu dem Generatorkreis gehörigen Induktivitäten und Kapazitäten Schwierigkeiten auf, sobald der Generator mit einer hohen Arbeitsfrequenz (z. B. 10 MHz) und einer großen Leistung (z. B. 25 kW) arbeiten muß. In solchen Fällen kommt der Schwingwiderstand in die Größenordnung der unerwünschten Zuleitungsblindwiderstände, so daß parasitäre Erregungen auf den Zuleitungen, insbesondere auf den Röhrenanschlüssen auftreten.Arrangement for self-excited high-frequency generators for treating substances in a high-frequency field When treating substances in a high-frequency alternating field, preferably when drying or heating wood or other substances, the dielectric losses that arise in them occur in the arrangement and design of the generator circuit Corresponding inductances and capacitances have difficulties as soon as the generator has to work with a high operating frequency (e.g. 10 MHz) and a large power (e.g. 25 kW). In such cases the oscillation resistance comes in the order of magnitude of the undesired lead resistance, so that parasitic excitations occur on the leads, especially on the tube connections.

Im Dezimeterwellengebiet und darüber hinaus hat man deshalb sogenannte Topfkreise verwendet, die sich zwar durch eine hohe Kreisgüte auszeichnen, die jedoch im Kurzwellenbereich wegen der zu großen räumlichen Abmessungen nicht verwendbar sind.In the decimeter wave area and beyond, one therefore has so-called Pot circles used, which are characterized by a high circular quality, but which Cannot be used in the shortwave range due to the large spatial dimensions are.

Ferner sind Oszillatoren für Dezimeterwellen mit Scheibenröhren bekannt, bei denen die Anschlußkontakte durch scheibenförmige, in den Glaskolben eingeschmolzene seitliche Ansätze in Form einer Metallscheibe bzw. eines Metallzylinders gebildet werden. An diese Metallflächen können konzentrische Rohrleitungen bzw. Hohlraumkreise direkt angeschlossen werden, um dadurch die Zuleitungsverluste weitgehend zu verringern und das Röhreninnere in die Abstimmkreise mit einzubeziehen. Irgendwelche Anregungen zur Behebung baulicher Schwierigkeiten, wie sie beim Bau von industriellen Hochfrequenz-Generatoren insbesondere großer Leistung auftreten, sind aus dieser bisher üblichen konzentrierten Bauweise jedoch nicht ohne weiteres zu entnehmen.Furthermore, oscillators for decimeter waves with disc tubes are known, in which the connection contacts by disk-shaped, fused into the glass bulb formed lateral approaches in the form of a metal disc or a metal cylinder will. Concentric pipes or cavity circles can be attached to these metal surfaces connected directly in order to largely reduce the line losses and to include the inside of the tube in the tuning circles. Any suggestions for solving structural difficulties, such as those encountered in the construction of industrial high-frequency generators especially high performance occur, are concentrated from this hitherto customary However, the construction method is not readily apparent.

Demgegenüber besteht die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe darin, die bisher übliche, verhältnismäßig großen Raum beanspruchende konzentrierte Bauweise von Schwingkreisen hoher Kreisgüte aufzulockern und damit eine vorteilhafte neue Bauform zu schaffen, bei der der Schwingkreis bei einer möglichst hohen Lastkreisgüte ein Minimum der Schwingkreisverluste aufweist. Die Erfindung betrifft eine Anordnung für selbsterregte Hochfrequenz-Generatoren zum Behandeln von Stoffen im Hochfrequenzfeld mit Mitteln zur Erzielung hoher Kreisgüte unter Verwendung konzentrischer Röhrenanschlußringe und besteht darin, daß zur Erzielung einer gedrängten Bauform die in mehrere gleichartige Einzelelemente aufgeteilten Schwingkreiskomponenten des Generators um die Generatorröhre angeordnet und an um die Röhre konzentrische und gegebenenfalls besonders geformte Ringe oder Ringsektoren angeschlossen sind. Statt voller Ringe können auch Ringteile vorgesehen werden. Die Ringe (bzw. Ringteile) können z. B. als Ringscheibe oder als Zylinder ausgebildet sein; sie können aber auch runden oder z. B. quadratischen uerschnitt haben. Ferner können als Anschlußzuleitungen oder einzelne derselben auch je mehrere Ringe (bzw. Teilringe) vorgesehen werden. Zweckmäßigerweise werden die ringförmigen Zuleitungen für die Generatorröhrenanschlüsse mit den Schwingkreiskomponenten zueinander konzentrisch oder in axialer Richtung der Generatorröhre übereinanderliegend angeordnet. Bei konzentrischer Anordnung der Schwingkreiskomponenten liegt der Gitterring vorteilhaft zwischen dem Erd- und dem Anodenring. Zur Erzielung einer gedrängten Bauweise kann man hierbei außer dem Erdring räumlich gesehen in axialer Richtung zwischen dem Gitterring und dem Anodenring einen weiteren vorsehen, der mit dem erstgenannten über die Bolzen der als Durchführungskondensatoren ausgebildeten Kapazitäten verbunden ist. Ferner ist es zweckmäßig, den Erdring in vier Sektoren aufzuteilen. von denen jeder über einen oder mehrere Kondensatoren mit dem Anodenvollring vor Bunden ist, wobei dieser wiederum über eine enr sprechende Anzahl von Induktionsspulen am Gitterring liegt. Es erweist sich ferner als vorteilhaft, den Erdring entsprechend der Anzahl der Induktion -spulen am Umfang auszusparen und/oder aufzuteilen damit die einzelnen Bauteile teilweise innerhalb des Erdringprofils untergebracht werden können.In contrast, the object on which the invention is based is the previously common, relatively large space-consuming concentrated construction to loosen up oscillating circles of high circular quality and thus an advantageous new one To create a design in which the resonant circuit with the highest possible load circuit quality has a minimum of resonant circuit losses. The invention relates to an arrangement for self-excited high-frequency generators for treating substances in high-frequency fields with means for achieving high circular quality using concentric tube connection rings and consists in that in order to achieve a compact design, in several similar Oscillating circuit components of the generator divided into individual elements around the generator tube arranged and concentric around the tube and optionally specially shaped Rings or ring sectors are connected. Instead of full rings, ring parts can also be used are provided. The rings (or ring parts) can, for. B. as a washer or be designed as a cylinder; but they can also be round or z. B. square have undercut. Furthermore, they can be used as connecting leads or individually several rings (or partial rings) can also be provided. Appropriately be the ring-shaped feed lines for the generator tube connections with the oscillating circuit components concentric to one another or lying one above the other in the axial direction of the generator tube arranged. If the resonant circuit components are arranged concentrically, the grid ring is located advantageous between the earth and the anode ring. To achieve a crowded In addition to the earth ring, the construction can be viewed spatially in the axial direction Provide another between the grid ring and the anode ring, which is connected to the the former via the bolts of the capacitances designed as feed-through capacitors connected is. It is also useful to divide the earth ring into four sectors. each of which has one or more capacitors with the full anode ring in front Is bound, this in turn via a corresponding number of induction coils is on the grid ring. It also proves to be advantageous to adjust the earth ring accordingly to cut out the number of induction coils on the circumference and / or divide them up with it the individual components are partially housed within the earth ring profile can.

diese Weise ist es möglich, die räumlichen Elbmessungen des Generators auf ein Mindestmaß herabzusetzen. Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert.in this way it is possible to determine the spatial Elbe measurements of the generator reduce to a minimum. The invention is based on the Drawing explained in more detail.

Fig. 1 zeigt eine bekannte Schaltung eines selbsterregten Hochfrequenz-Generators und Fig.2 die schaltungstechnische Aufteilung der Schwingkreiskomponenten und die Anordnung dieser Teile- zur Generatorröhre; Fig. 3 läßt den räumlichen Aufbau des Generators nach der Erfindung in Seitenansicht und Fig. 4 in Draufsicht erkennen.Fig. 1 shows a known circuit of a self-excited high frequency generator and FIG. 2 shows the circuit breakdown of the oscillating circuit components and the Arrangement of these parts to the generator tube; Fig. 3 shows the spatial structure of the Recognize generator according to the invention in side view and FIG. 4 in plan view.

Die Generatorröhre 1 wird außer von den beiden ringförmigen Heizleitungen 2 und 3 von dem Erd ring 4, dem Gitterring 5 und dem Anodenring 6 konzentrisch umgeben. Die räumliche Anordnung erfolgt vorteilhaft so, daß die Ringe in axialer Richtung der Generatorröhre 1 übereinanderliegen. Die Kondensatoren 7a bis 7c sowie die Induktionsspulen 8 sind räumlich um die Generatorröhre 1 verteilt angeordnet und mit den entsprechenden Ringen bzw. mit den Röhrenanschlüssen elektrisch verbunden. Gemäß der weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist, wie in der Zeichnung dargestellt, außer dem Erdring 4 ein weiterer Erdring 4a angeordnet, der mit dem Erdring 4 über die Bolzen der als Durchführungskondensatoren 7a ausgebildeten Kapazitäten verbunden ist. In diesem Falle dienen die Durchführungsbolzen sowohl zur elektrischen als auch zur mechanischen Verbindung der Ringe mit den übrigen Aufbauteilen.The generator tube 1 is surrounded by the two annular heating lines 2 and 3 of the earth ring 4, the grid ring 5 and the anode ring 6 concentrically. The spatial arrangement is advantageously such that the rings lie one above the other in the axial direction of the generator tube 1. The capacitors 7a to 7c and the induction coils 8 are arranged spatially distributed around the generator tube 1 and are electrically connected to the corresponding rings or to the tube connections. According to the further embodiment of the invention, as shown in the drawing, in addition to the earth ring 4, a further earth ring 4a is arranged, which is connected to the earth ring 4 via the bolts of the capacitors designed as feed-through capacitors 7a. In this case, the lead-through bolts are used both for the electrical and mechanical connection of the rings to the other structural parts.

Die Anodenspannung wird an die Klemme 9 gelegt und über die Drosselspule 10 der Generatorröhre 1 bei 11 zugeführt. Die beiden Ringe 2 und 3 werden über die Klemmen 12 und 13 mit der Heizspannung verbunden. Die Klemme 14 führt über die Drosselspule 15 zu einer Anzapfung einer der Induktionsspulen 8. Die Hochfrequenzenergie wird bei 16 einer Hochfrequenzleitung entnommen, deren Seele mit dem Anodenring 6 und deren Mantel mit dem Erdring 4 bzw. 4a, verbunden ist. Die Reihenfolge der übereinanderliegenden Ringe kann an sich beliebig vorgenommen werden, jedoch ist es mit Rücksicht auf eine günstige Anschlußmöglichkeit vorteilhaft, den Gitterring 5 zwischen dem Erdring 4 und dem Anodenring 6 anzuordnen. In vielen Fällen ist es zweckmäßig, den Ring 4 a so zu verformen, auszusparen oder aufzuteilen, daß er stellenweise in verschiedenen Ebenen liegt und Bauteile des Generators teilweise oder ganz aufnimmt oder umfaßt.The anode voltage is applied to terminal 9 and via the choke coil 10 fed to the generator tube 1 at 11. The two rings 2 and 3 are on the Terminals 12 and 13 connected to the heating voltage. Terminal 14 leads over the choke coil 15 to a tap on one of the induction coils 8. The high frequency energy is at 16 taken from a high-frequency line, the core of which with the anode ring 6 and whose jacket is connected to the earth ring 4 or 4a. The order of the superimposed Rings can in itself be made arbitrarily, however it is with consideration a favorable connection option advantageous, the grid ring 5 between the earth ring 4 and the anode ring 6 to be arranged. In many cases it is convenient to use the ring 4 a to deform, to cut out or to divide up that it is in places in different Levels lies and components of the generator partially or completely absorbs or includes.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel, sondern kann in mehrfacher Hinsicht abgewandelt werden.The invention is not limited to the embodiment shown, but can be modified in several ways.

Das Wesentliche bei allen Ausführungsformen besteht in der Beseitigung der Zuleitungsblindwiderstände durch eine solche Anordnung und Aufteilung der benötigten Bauelemente, daß ein stabil arbeitender Generator mit verhältnismäßig hoher Frequenz und Leistung bei übersichtlicher und gedrängter Bauform erhalten wird.The essence of all embodiments is the elimination the supply line reactive resistances by such an arrangement and division of the required Components that a stable working generator with a relatively high frequency and performance is obtained with a clear and compact design.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Arrangement for self-excited high-frequency generators for treating substances in the high-frequency field with means for achieving high circular quality using concentric tube connection rings, characterized in that In order to achieve a compact design, it is divided into several individual elements of the same type (7, 8) split oscillating circuit components of the generator around the generator tube arranged and concentric around the tube and optionally specially shaped Rings (5, 6) or ring sectors (4a) are connected.

2. Self-excited high frequency generator according to claim 1, characterized in that as a feed line for the generator tube connections or several of the same rings (or ring parts) are provided.

3. Self-excited High-frequency generator according to Claims 1 and 2, characterized in that the ring-shaped Supply lines for the generator tube connections with the oscillating circuit components to one another concentrically or in the axial direction of the generator tube (1) one above the other are arranged.

4. Self-excited high-frequency generator according to claim 1 to 3, characterized in that the grid ring (5) spatially between the earth ring (4) and the anode ring (6) is arranged.

5. Self-excited high frequency generator according to claim 4, characterized in that between the grid ring (5) and the Anode ring (6) a further earth ring (4a) is arranged, which is connected to the other earth ring (4) via the bolts of the capacitors designed as feed-through capacitors (7a) connected is.

6. Self-excited high-frequency tube generator according to claim 5, characterized characterized in that the earth ring (4a) is divided into four sectors and each of which is connected to the full anode ring (6) via one or more capacitors and this in turn. Via a corresponding number of induction coils (8) on the grid ring (5) lies.

7. Self-excited high-frequency generator according to claim 1 to 6, characterized characterized in that the earth ring (4a) corresponds to the number of induction coils (8) is deformed, recessed and / or divided on the circumference.