Moja konštrukcia Návod na výrobu digitronů

[plavec11]

Postupně budu zde po částech a podle času aktualizovat návod, jak vyrobit digitron. Bude vysvětleno úplně vše, od použitých materiálů, čištění materiálů, výroba funkčního vakuového zátavu, sestavování, tvarování a sváření skla, bodování kovových dílů, čerpání a měření vakua, kontrola netěsností ve skle, odplynění systému digitronu a skla, plnění vzácným plynem, getrování, potřebné vybavení, kde koupit jednotlivé komponenty a plno dalších věcí. Nejprve bude popsáno nutné vybavení, potom bude následovat soupis materiálů a nakonec bude popsán celý technologický postup včetně všech důležitých částí, po ukončení návodu bude mít každý přehled o tom, jak vyrobit digitron. Celý návod bude uceleným souborem informací, které je nutné znát pokud se někdo rozhodne digitrony vyrábět. Tyto informace s kompletním vysvětlením na internetu nikde pohromadě nenajdete a věřím, že si toto vlákno své zájemce najde. Pokud by toto vlákno existovalo už před dvěma roky, já sám osobně bych ho využil pro svůj projekt, usnadnilo by mi řešení mnoha problémů, které se při výrobě digitronů a při práci se sklem vyskytují.
Prosím o trpělivost, času není mnoho a dá to práci.
Prosím o nevkládání komentářů mezi díly návodu, nechci aby se návod díky komentářům stal nepřehledným, diskuze k tématu bude otevřena až na konci návodu. Případné dotazy rád zodpovím formou soukromé zprávy anebo emailem.
V Novém roce 2020 přeji všem pevné zdraví, splněná přání a taky nějaké ty penízky.

 

[plavec11]

1.Díl
*Vakuová čerpací stanice, způsob plnění vzácným plynem a adaptér na vakuově těsné připojení čerpací trubičky digitronu.

Pro výrobu digitronů je nutné nejprve obstarat si Vakuovou čerpací aparaturu. K tomu s naprostou rezervou bude postačovat rotační olejová dvoustupňová vývěva, která je schopná čerpat na hodnotu
0,0001mbar, takové parametry splňují všechny vývěvy řady D od výrobce Trivac. Já používám typ Trivac D4B, čerpací rychlost je 4.200 litrů za 1 hodinu a mezní tlak bez zapnutého přisávání je 0,0001mbar, turbomolekulární ani difusní vývěva jako další stupeň není potřeba. Je nutné používat pouze olej doporučený výrobcem vývěvy, olej s tenzí par na hranici 0,0001mbar anebo nižší.
Dále je potřeba 1 vlnovcový uzavírací ventil na výstup vývěvy, 1 vlnovcový uzavírací ventil na plnění baňky digitronu vzácným plynem, orientační mechanický vakuometr alespoň do -1bar, vakuové potrubí s přírubou KF (tvarovky, t-kusy, těsnění, sponky, sítka, redukce). Vývěva Trivac D4B má výstup KF16.
Nakonec je potřeba vyrobit adaptér na konec KF potrubí, který bude sloužit na připojování čerpací trubičky digitronu. Ten je řešen jako základní spodní část s vnějším závitem a otvorem o průměru 7mm v délce 20mm a dále otvorem 5mm pokračujícím až do vakuového potrubí. Osazení ze 7mm na 5mm je z důvodu, aby vlivem podtlaku nedocházelo k nasávání a pohybu čerpací trubičky do vakuového potrubí, o osazení se trubička zapře a je držena na svém místě. Na základní spodní část je vloženo těsnění s otvorem v ose o průměru 7mm (používám čerpací trubičku SIMAX 3,3 o vnějším průměru 7mm o síle stěny 2mm), které jsem odlil z lukoprenu N1522. Po našroubování vrchního dílu s vnitřním závitem, nasunutím čerpací trubičky a utažením vrchního dílu, dojde ke zmáčknutí těsnění, které vakuově těsně obepne a utěsní čerpací trubičku.
Pod plnícím adaptérem je namontovaná plnící část s jehlovým ventilem, jehlový ventil v mém případě je funkční a těsný, bude ale nahrazen vlnovcovým ventilem. Od ventilu vede Cu kapilára, která je napojena na ventil tlakové nádoby se vzácným plynem (Neon, Argon). Hlavní uzavírací ventil na výstupu z vývěvy mám namontován elektrický vlnovcový klapkový ventil s přídavným mechanickým ovládáním (ten také bude nahrazen vlnovcovým ventilem).

Fotodokumentace připojovacího adaptéru a celkového řešení vakuového potrubí a ventilů je přiložena níže. Tímto je tento díl návodu ukončen, další díl připravuji a bude uveřejněn hned jak bude hotov.
Odkazy na příslušenství a na vlnovcové ventily jsou zde:

Vlnovcové vakuové ventily

Ak chcete vidieť odkazy, musíte sa zaregistrovať

Stránka s potrubím KF, včetně všech potřebných věcí

Ak chcete vidieť odkazy, musíte sa zaregistrovať

Mechanický vakuometr -1bar

Ak chcete vidieť odkazy, musíte sa zaregistrovať

 

[plavec11]

2.Díl
*Chladící pec a kontrola pnutí ve skle.

Pro výrobu digitronů je potřeba další důležitá součást a tou je chladící pec.
Vždy, když se provede úprava skla pomocí plamene, tak se musí upravený polotovar vložit do pece vychladit, pokud se to neudělá, polotovar po vychladnutí na vzduchu praskne, anebo praskne až při další operaci kdy se opět nahřívá. Takovýto nevychlazený polotovar se dokáže nečekaně rozlétnout na milion střípků po celém okolí.
Jako chladící pec já osobně používám muflovou pec (foto přiloženo níže), která je na jednofázové napájení 230V, jištění 16A a dosahuje teploty 1000 stupňů Celsia. Pec jsem doplnil o digitální měření teploty a o digitální řídící programovatelný regulátor (foto je přiloženo níže), který umožňuje nastavení několika typů chladících křivek.
Pro sklovinu SIMAX 3,3 je výrobcem doporučený tento chladící postup: Horký polotovar (po zpracování má cca 500 °C ) se vloží do předehřáté pece o teplotě minimálně 500 °C . Potom se spustí přednastavený program, který pec dohřeje na teplotu cca 560 °C a na této teplotě se provede řízená výdrž po dobu cca 20 minut, tím dojde k dokonalému prohřátí skloviny v celém objemu a k uvolnění pnutí, je to teplota těsně před zborcením skloviny SIMAX. Po výdrži následuje chladnutí na pokojovou teplotu, čas chladnutí je dán výrobcem skloviny SIMAX a u mé pece, která má dlouhou dobu chladnutí, se během chladnutí již neuplatní ohřev pece-regulátor nesepne ohřev a pec tedy chladne přirozeně až na teplotu 200 °C , při této teplotě již polotovar z pece vyndám a nechám volně vychladnout v místnosti na vzduchu. Z teploty 560 °C po absolvované výdrži je důležité, aby pokles na teplotu 440 °C nebyl rychlejší, než 14 °C za 1 minutu. Od 440 °C až do pokojové teploty už je dovolený pokles maximálně 140 °C za 1 minutu, tyto partametry platí při tloušťce skla 3mm.

Ke kontrole pnutí ve skle slouží Polaroskop. Jde o drahý přístroj, vyšetřující pnutí v průhledných materiálech (sklo, plast). Polaroskop jde levně nahradit pomocí lineární polarizační fólie, která se dá před obrazovku monitoru PC, na kterém svítí bílý podklad. Příklad lineární polarizační fólie je zde:

Ak chcete vidieť odkazy, musíte sa zaregistrovať

Polarizační folie se natočí před monitorem tak, aby její plocha byla černá-neprůhledná, mezi fólii a monitor se vloží vyšetřovaný předmět a tím se ukáže zda je v předmětu nebezpečné pnutí. Pokud v předmětu, dále jen ve skle, žádné pnutí není, struktura je všude vzhledově stejná a bez bílých fleků. Pokud ve skle pnutí je, je krásně vidět v místě pnutí flekatá bílá struktura oproti místům bez pnutí. Fotky příkladů vyšetřování skla v příloze. Jedna fotka ukazuje pnutí na vrcholu zakončení čerpací trubičky-bílé skvrny. Druhá fotka ukazuje polotovar na výrobu vakuového zátavu, polotovar je naprosto bez pnutí.
Konec 2. dílu, další díl se připravuje.

 

[plavec11]

3.Díl
*Měření vakua, zkouška svárů a zátavů ve skle.

Ve výrobní praxi digitronů a elektronek se vakuum nikdy za celou historii neměřilo a ani dnes neměří a je zbytečné ho přesně měřit a zjišťovat. Ke zjištění vakua v této výrobní aplikaci postačuje klasický mechanický vakuometr, který nám ukáže okamžité snížení tlaku a funkci vývěvy (odkaz na tento vakuometr vložen v 1.dílu) a dále se na zjištění dokonalého vyčerpání používá VN Vf transformátor, dále jen PRSKAVKA.
Po přiložení prskavky na čerpanou baňku se v baňce ukáže výboj. Při atmosférickém tlaku cca 1013 mbar doutnavý výboj není přítomen (vzduch je izolant a výboj se nenastartuje), při zahájení čerpání je poté nejprve přítomen červenofialový výboj (tlak cca 0,13 mbar), tento výboj potom přechází na fialový výboj (tlak cca 0,01 mbar) a dále na zelenou fluorescenci skla a vymizení doutnavého výboje v baňce (tlak cca 0,0013 mbar). Toto zjišťování vakua je při výrobě naprosto dostačující, nejsou potřeba žádné drahé elektronické vakuometry a jiné měřící metody. Dalším čerpáním vývěvou Trivac D4B se dosáhne tlaku ještě o řád nižším a to na hodnotu cca 0,0001 mbar, dalšího snížení o další řád se dosáhne pomocí getru, ale o tom bude pojednáno v jiném díle.
Prskavkou se zkouší i dokonalost svárů ve skle a kvalita vakuového zátavu. Po přiložení prskavky na zkoušené místo, se jiskry výboje pokud je vše v pořádku, rozprostřou po ploše skla. Pokud je někde nějaká a to i mikroskopická netěsnost, výboj prskavky se soustředí do tohoto místa a tím ukáže špatný svár anebo netěsnost. Prskavkou se nesmí zkoušet déle než pár vteřin na jednom místě, jinak dojde k průrazu skla a tím vznikne netěsnost.

Konec 3.dílu, další díl se připravuje.

Příklad kde koupit tuto prskavku je zde:

Ak chcete vidieť odkazy, musíte sa zaregistrovať

Fotografie prskavky v provozu při zjišťování vakua zde:
Třetí fotka ukazuje vakuum zhruba 0,0013 mbar.

 

[plavec11]

4.Díl
*Plynová svařovací souprava.

Pro tvarování skla, pro výrobu vakuového zátavu a pro svařování baňky se skleněnou paticí je potřeba výkonná plynová souprava, protože sklovina SIMAX má oproti měkkým sklům vyšší teplotu zpracování a vyšší nároky na výkon plamene. Dlouho jsem se s tímto problémem trápil a hledal vhodné a hlavně levné a dostupné řešení. Speciální sklářské hořáky jsem zavrhl pro svou vysokou cenu a pro velkou spotřebu PB plynu a hlavně kyslíku. Zariskoval jsem a koupil jsem si do osobního vlastnictví v Německu dvě 20 litrové lahve acetylenu a dvě 20 litrové lahve kyslíku, k tomu jsem si pořídil regulátory, hadice, rukojeťi, hořáky a ochranné prvky se zpětným ventilem a zhášecí sintrovanou vložkou.
Po pokusech jsem zjistil, že to byla dobrá volba a že toto vybavení s přehledem postačuje na můj záměr.

K práci se sklem využívám pouze tyto tři velikosti klasických autogenních hořáků:

*Hořák 1-2 (pro odtavení čerpací trubičky digitronu z vakuového adaptéru)
*Hořák 2-4 (pro zahrdlení polotovaru patice na soustruhu)
*Hořák 6-9 (pro svaření skleněné patice s baňkou a pro výrobu vakuového zátavu). Při sváření skleněné patice s baňkou používám ještě přídavný plamen. Je použita 3kg PB bomba a injektorový hořák s přisáváním okolního vzduchu. Přídavný hořák je nutný na pozvolný předehřev celé baňky kvůli pnutí-nastaven asi na polovinu výkonu, dále slouží jako pomocný a významný zdroj tepla při sváření baňky s paticí-to už je nastaven na maximum výkonu. On už je při této operaci nutný opravdu velký zdroj tepla, protože baňka má stěnu 2,2 mm tlustou a dále patice je také ze skloviny tlusté 2,2 mm a v součtu to je docela pěkný masiv, který se musí dokonale prohřát a svařit. Po svaření vypínám autogen a přídavný hořák nastavím opět na půl výkonu a tímto krokem celek dochladím na teplotu cca 400 stupňů Celsia aby ve sklovině nezůstalo žádné pnutí, po této operaci digitron nedávám chladit do pece, zoxidoval by vnitřní nerezový systém a vypékání oxidu ve vakuu by bylo zdlouhavé. Po této operaci když je digitron ještě horký (kolem 400 stupňů Celsia), jde ihned na vývěvu, bylo by totiž škoda nevyužít tohoto zbytkového tepla v následném procesu odplynění a neušetřit část energie na provoz násuvné vypékací pece. To už jsem ale odbočil mimo téma a tato operace bude popsaná v jiném dílu. Sváření patice s baňkou na vertikálním rotujícím přípravku bude také popsána v jiném dílu.

Na tváření a svařování skla používám zásadně redukční plamen (pro neznalé-to je plamen s přebytkem acetylenu).
Neutrální anebo oxidační plamen nelze na sklo použít, neutrální plamen sklovinu nenahřeje ve velké ploše a oxidační plamen zase sklovinu napění a zdeformuje.

Plyn měním v Německu výměnou prázdnou lahev za plnou na počkání. U nás v čechách toto není možné, je nutný pronájem tlakových nádob a uzavření nevýhodné smlouvy. Celou problematiku kolem nákupu a shánění technických plynů jsem popsal na svém webu a dále jí zde nebudu rozebírat.

Odkaz je tady:

Ak chcete vidieť odkazy, musíte sa zaregistrovať

Konec 4.dílu, pokračování příště.

 

[plavec11]

5.Díl
*Násuvná vypékací pec.

Další důležitou součástí při výrobě digitronů a při výrobě elektronek obecně, je naprostou nutností vypékání, kdy dojde k odplynění skla a nerezového vnitřního systému digitronu.
K tomu je potřeba vhodná vypékací pec. V praxi to je řešeno tak, že se sada elektronek anebo digitronů napojených na sběrné potrubí vakuové čerpací aparatury zaklopí ohřívací komorou. Já čerpám po jednom kuse a tak jsem zvolil řešení jednoduché násuvné pece.
Má pec je vyrobena z nerezové komínové trubkové vložky o průměru 180 mm o tloušťce stěny 1 mm. Do pece jsem instaloval 3 kusy deskových topných těles o celkovém výkonu 3x400W/230V, maximální přípustná teplota na 1 zářiči je 750°C. Rozměry tělesa jsou 245x60 mm. Pec je izolovaná žáruvzdornou keramickou vlnou (odolnost do 1000°C ) o tloušťce 20 mm z obou stran. Pec je osazena mechanickým kapilárovým termostatem s rozsahem do 450°C. Pec se jako celek nasadí na digitron, vršek se zaklopí žáruvzdornou keramickou vatou a zapne se ohřev, teplota a čas ohřívání bude popsaná v jiném díle, kde bude popsán kompletní postup a teorie výroby digitronu.
Odkaz na konkrétní použitá topná tělesa je tady:

Ak chcete vidieť odkazy, musíte sa zaregistrovať

Konec 5.dílu.

 

[plavec11]

6.Díl
*Přípravek na výrobu vakuového zátavu a přípravek na svařování skleněné patice se skleněnou baňkou.

Vakuový zátav je samostatnou kapitolou výroby, který bude detailně popsán v jiném díle. K jeho opakovatelné výrobě je ale potřeba vlastnit vhodný přípravek, který ulehčí práci. Lze to řešit i jinak, ručně formou kleští, ale je to nepohodlné a nekvalitní, drátky se rozjíždějí a nejsou vystředěné.
Pro tyto účely jsem si vyrobil rotující přípravek, který má přes páku ovládané přítlačné čelisti.
Při výrobě tohoto přípravku jsem se inspiroval videem na YouTube, odkaz je zde a začíná to od času 2 minuty a 25 sekund:

Ak chcete vidieť médiá, musíte sa zaregistrovať

Ve videu je vidět i spouštěcí vypékací pec, o které jsem psal v 5.dílu, ve videu to začíná od času 4 minuty a 5 sekund.
Používám naprosto stejný princip, do přípravku se osadí wolframové drátky, zahrdlený polotovar patice a čerpací trubička, pohon přípravku je řešený pomocí motorku ze stěračů neznámého vozu a je napájený z regulovatelného zdroje, čímž si mohu nastavit potřebné otáčky.

Další součástí výroby je svařování skleněné patice se skleněnou baňkou. Tuto operaci lze vyřešit pomocí sklářského soustruhu, který poskytuje rozsáhlé uplatnění ve výrobě digitronů. Bohužel ale sklářský soustruh nevlastním (mám v plánu si ho časem pořídit) a tak jsem byl nucen vyrobit nějaký přípravek abych tuto operaci mohl provést. Byl jsem opět inspirován videem na YouTube, kde tento přípravek používají, je to ve stejném odkazu který jsem uvedl výše. Začíná to od času 3 minuty.
Je to vertikální souběžně rotující přípravek, který pracuje naprosto spolehlivě. Je poháněn také motorkem ze stěračů neznámého vozu a napájen z regulovatelného zdroje. Přípravek obsahuje hladící mechanismus, kterým se uhlazuje ohřáté sklo. Čerpací trubička a wolframové drátky jsou proti žáru plamene schované ve spodní kovové trubce, která rotuje souběžně s vrchní upínací částí. Vrchní část jsem vyřešil tak, aby se dala posouvat do stran, ve videu se vrchní část posouvá nahoru a dolu. To je z důvodu montáže baňky. Baňku nasadím na spodní část přípravku a vrchní částí bokem najedu na digitron a kličkou baňku upnu do čelistí. Po svaření je postup obrácený.
Fotografie obou přípravků jsou zde přiloženy.

Konec 6.dílu.

 

[plavec11]

7.Díl
*Bodová-odporová svářečka.

Další důležitou a nepostradatelnou pomůckou ve výrobě digitronů a elektronek je bodová svářečka. Tou se bodují nerezové plechy a přívodní wolframové vodiče na nerezové vývody číslovek.

Koupě bodové svářečky je drahá záležitost a tak jsem šel cestou vlastní výroby. Ve sběrně jsem našel třífázový transformátor s parametry, primár 3x400V/sekundár 24V/6000VA. Sekundární vinutí bylo řešeno páskovým Cu vodičem obdélníkového průřezu o hodnotě 50mm2. Bohužel u uvedeného transformátoru byla mechanicky a čerstvě poškozena primární cívka na prostředním sloupku jádra, byla proseknuta na čelech ostrým předmětem, transformátor byl zřejmě poškozen až při manipulaci ve sběrně a do sběrny byl odevzdán funkční. Transformátor jsem tedy rozebral a odmotal jsem kompletně celý sekundár a prostřední cívku jsem odstranil. Nově jsem navinul nový sekundár s použitím původního Cu páskového vodiče, při vinutí sekundáru jsem použil dva páskové Cu vodiče paralelně na sobě. Na každou cívku (2 krajní cívky, prostřední sloupek je volný) jsem navinul 4 závity sekundáru, transformátor jsem složil a primární a sekundární cívky propojil. Transformátor je ve výsledku napájen pomocí dvou fází, napájení je tedy 400V. Hodnota napětí na výstupu sekundáru je 4,8V a asi 1250A.
Po této práci přišla na řadu výroba časovače a ovládání transformátoru. Nepoužil jsem žádné SSR relé a spínám transformátor pomocí časovače přes šlapku pomocí stykače. Výstup časovače je řešen pomocí tranzistoru s otevřeným colektorem a spíná proti zemi výkonový stykač s cívkou 12V DC. Časovač je ovládaný šlapkou.
Nakonec jsem dlouho přemýšlel jak vyřešit mechanickou část svářečky, napadla mě možnost využití stojanu na vrtačku a tak jsem se dal do práce. Mechanická část je řešena ručním pákovým přítlakem, který je spřažen v dutém nosníku stojanu na nožní přítlak, lze tedy použít oba dva způsoby přítlaku.

Dalším doplňkem svářečky jsou mikrobodovací kleště. Vyřešil jsem to pomocí uzemňovacích kleští na svářečku. Použil jsem ale obrácený způsob ovládání kleští. Kleště jsou v klidovém režimu sepnuté-elektrody u sebe, toto řešení je pro mé účely vhodné, protože při bodování wolframu na nerezový systém kleště nasadím a nemusím nic mačkat, kleště vlivem pružiny mají stálý přítlak. Je to výhodné a jednoduché řešení. Výrobní náklady bodové svářečky (jen materiál) byli minimální a vešel jsem se do částky 1000,- Korun českých, stojan na vrtačku jsem měl, dokoupil jsem jen stykač a šlapku, zbytek je z domácích zásob, transformátor mě stál 100,- Korun českých.

Na elektrody je použitá kulatina ze speciální slitiny CuCrZr, je to slitina přímo určená na elektrody bodových svářeček, nelze použít klasickou čistou měď, měď je měkká a dlouho nevydrží, kulatinu jsem koupil zde:

Ak chcete vidieť odkazy, musíte sa zaregistrovať

Z přiložených fotek je krásně vidět celkové mechanické řešení mé bodové svářečky, další popis není potřeba, jde o jednoduché a originální řešení, které je spolehlivě funkční. Svářečka svaří bez problémů dva nerezové plechy o tloušťce 4mm. Měl jsem nahrané video z provozu a ukázky svařování různých materiálů na YouTube, ale už jsem ho smazal.

Konec 7.dílu

 

[plavec11]

8.Díl
*Ultrazvuková čistička a filtr na výrobu dejonizované vody-Reverzní osmóza.

Při výrobě digitronů je potřeba důkladně čistit jednotlivé součásti. K tomuto účelu dobře poslouží ultrazvuková čistička, kompletní popis procesu čištění bude popsán v jiném dílu. Mám model o objemu vany 22 l, výkon ultrazvuku je 480 W, je osazeno 6 vibračních měničů, kmitočet ultrazvuku je 40 kHz, napájení je jednofázové napětím 230 V, jištění 10 A, čistička má integrovaný ohřev vany s termostatem. Integrovaný ohřev je nutný, účinnost čističky je nejvyšší při cca 50 stupních Celsia.
Čističku jsem koupil zde-viz níže v odkazu, v nabídce momentálně mají nový model s tlačítky a displejem, já mám starý model s točítky bez displeje. Číňan to odesílá ze skladu EU, neplatíte tedy žádné CLO a ani DPH.

Ak chcete vidieť odkazy, musíte sa zaregistrovať

Další součástí je zařízení na výrobu dejonizované vody, je to nepravá alternativa destilované vody, protože voda destilovaná není. V prodeji na benzínkách a v obchodě nabízejí destilovanou vodu, jde ale o klamání spotřebitele, voda vydávaná za destilovanou ve skutečnosti destilovaná není a je vyrobena pomocí reverzní osmózy. Destilovaná voda by stála mnohem více peněz, protože její výroba je energeticky náročná. Dejonizovaná voda má ale parametry téměř srovnatelné s destilovanou vodou, je zbavena všech minerálů a má minimální a téměř nulovou vodivost. Pro čištění dílů digitronu je tato voda nutností, obecně jde o hladovou vodu, která z čištěných dílů vytáhne veškeré nečistoty. Můj filtr-reverzní osmóza, obsahuje i konduktometr, měřič vodivosti vody.
V mém případě při napájení filtru vlastní vodou ze studny, mám na vstupu vodivost vody kolem 220 uS/cm a na výstupu filtru mám hodnotu vodivosti 0 až 2 uS/cm.
Filtr na reverzní osmózu jsem koupil zde:

Ak chcete vidieť odkazy, musíte sa zaregistrovať

Je potřeba vybrat model s konduktometrem a oplachovým ventilem, doporučuji nakonfigurovat jednotku na membránu s nejvyšším průtokem, výstup bude mít větší průtok a výroba vody bude rychlejší. Standardně je osazena membrána RO50 a doporučuji do přístroje osadit membránu RO100. Oplachový ventil je důležitý, po ukončení výroby vody se jím opláchne membrána a tím se prodlouží její životnost, více je napsáno v uživatelském návodu filtru. Dále je po zakoupení filtru nutné zkontrolovat správné připojení konduktometru, konduktometr má dvě sondy, jedna je zapojena na vstupní potrubí a druhá na výstupní potrubí. Já měl z výroby chybu v zapojení, vstupní sonda byla zapojena na výstup prostředního filtru a konduktometr stále ukazoval skoro stejnou hodnotu jako na výstupu. Nejprve jsem si myslel že mám ve studni destilovanou vodu, po prověření jsem ale zjistil, že je chyba v zapojení. Naštěstí jsou propovací hadičky dost dlouhé a nebylo třeba žádné dokupovat. Odpojil jsem vstupní sondu konduktometru od připojeného bodu a instaloval jsem jí na vstupní potrubí. Zřejmě to někdo špatně zapojil už ve výrobě při kompletaci sestavy, nereklamoval jsem to ale, to by bylo zdržování. Fotka mého filtru je níže.

Konec 8.dílu

 

[plavec11]

9.Díl
*indukční ohřev nerezového systému digitronu a indukční ohřev getru.

Další důležitou výrobní etapou při výrobě digitronu je způsob nahřívání-aktivace getrů a ohřev nerezového systému digitronu. Tato operace je zásadně důležitá, bez nahřátí vnitřního systému nedojde ke správnému odplynění nerezu.

Pro účely nahřívání nerezového systému jsem si pořídil středofrekvenční iándukční ohřev typu DAWELL DHI-15. Je to jednofázově napájený indukční ohřev, pracující v rozsahu kmitočtů 20 až 60 kHz, výkon dává 1,5kw. Kmitočet je řízen automaticky procesorem a využívá sériovou rezonanci. Ohřev není ale chlazený vodou, po přetížení přejde do klidového stavu a po vychladnutí opět pracuje. Indukční cívky jsou z Cu plného drátu o průřezu 16mm2. Tento ohřev používám pouze na ohřev vnitřního systému digitronu. Vyrobil jsem si cívku podle rozměru baňky, tou přejíždím pod vakuem po baňce a vnitřní systém ohřívám do červena, tím dojde k odpaření oxidů a k odplynění. Fotografie níže.

Na nahřívání getrů je také potřeba indukční ohřev, ale o mnohem vyšším pracovním kmitočtu, lze použít i laserový ohřev, ale to je neúnosně drahá záležitost kterou jsem zavrhl. Dawell DHI-15 tuto operaci nezvládne, má moc nízký pracovní kmitočet a nedokáže ohřát miniaturní součástky a ani barevné kovy. I při použití speciální fokusační cívky nelze přes baňku getr ohřát na požadovanou teplotu a čas.

Pro tyto účely jsem byl nucen si pořídit jiný indukční ohřev. Jde o ohřev s pracovním kmitočtem až do 1,2MHz. Ohřev je kompletně celý chlazený vodou. Další popis tohoto ohřevu zde nebudu uvádět, tento ohřev, fotky a odkaz na nákup jsem kompletně popsal a uvedl v tomto vlákně: https://forum.elektrolab.eu/threads/vf-vodou-chlazeny-indukcni-ohrev-vykon-3-kw.28/ (požiadať o kontrolu odkazu)

Konec 9.dílu (tímto je u konce série dílů potřebného vybavení, v dalších dílech bude uveden seznam potřebných materiálů a postup výroby digitronu)

 

[plavec11]

10.Díl
*Materiály pro výrobu digitronů.

Materiály a odkazy na jejich nákup, použité v digitronu JP47.

*Baňka* trubice SIMAX 3,3 pr.75mm/2,2mm/250mm
*Patka-zátav* trubice SIMAX 3,3 pr.40mm/2mm/55mm
*Čerpací trubička* trubice SIMAX 3,3 pr.7mm/1,5mm/1500mm
(baňky jsou na objednávku, jinak trubice mají skladem a zasílají je dopravcem, není nutný osobní odběr trubic jako je tomu jinde):

Ak chcete vidieť odkazy, musíte sa zaregistrovať

*Mřížka anody* nerezové svařované pletivo AISI 304 11,7mmx117,7mm/1mm

Ak chcete vidieť odkazy, musíte sa zaregistrovať

*Vymezovací podložka* podložka plochá DIN 125A M3/3,2 A2 Nerez

Ak chcete vidieť odkazy, musíte sa zaregistrovať

*Středící izolátor katod od nosného drátu* korálky MATUBO velikost 8/0
*Dělící izolátor katod* korálky Matubo Wheel 6 mm

Ak chcete vidieť odkazy, musíte sa zaregistrovať

*Přívodní piny do patice* DT Series Pin Contact 0460-202-16141 Stainless Steel Male

Ak chcete vidieť odkazy, musíte sa zaregistrovať

*Klec anody a držáky katod* Nerezový plech 0,4mm AISI 304 2000x1000mm

Ak chcete vidieť odkazy, musíte sa zaregistrovať

*Katody-číslovky, nosníky izolátorů katod* Nerezový drát AISI 304 0,9mm měkký

Ak chcete vidieť odkazy, musíte sa zaregistrovať

*Drát na vakuový zátav* Wolfram drát průměr 0,3-0,35mm čistý, leštěný

Ak chcete vidieť odkazy, musíte sa zaregistrovať

*Neon čistý

Ak chcete vidieť odkazy, musíte sa zaregistrovať

*Pinová patice digitronu* jde o odlitek v jednom kuse se zalitými přívodními piny, patice je po vytvrdnutí dodatečně nabarvena na požadovaný odstín. Hmota je po vytvrdnutí černá a podobná bakelitu a pokud tento odstín někomu vyhovuje, může se takto ponechat.

Ak chcete vidieť odkazy, musíte sa zaregistrovať

*Getr* getr typu DF – GH707/DF/10/2

Ak chcete vidieť odkazy, musíte sa zaregistrovať

Výše uvedené materiály se dají použít i při výrobě digitronů menších typů. Je ale nutné hlavně u izolátorů-korálků vybrat jiný rozměr, aby byli velikostně vhodné pro menší anodovou klec a baňku s menším průměrem. Dále je nutné použít jinou technologii výroby katod a použít slabší materiál, například nerezové planžety 0,1 mm a katody nechat udělat metodou leptání. To už bude ale otázka dalšího vývoje a rozměrově vhodného rozložení katod. Další věcí je použité sklo. U digitronu JP47 je použito sklo SIMAX 3,3, protože nejsou k sehnání trubice z měkkého sodnovápenatého skla od průměru cca 30 mm. Z tohoto důvodu je jako zátavový kov použit wolfram, protože má téměř shodnou teplotní roztažnost jako sklo SIMAX 3,3 a lze s ním provést dokonalý vakuový zátav.

V případě výroby digitronů do průměru baňky cca 30 mm, lze použít měkké sodnovápenaté anebo olovnaté sklo, protože trubice s tímto sklem jsou běžně dostupné na výrobu neonových reklam. Bude to energeticky výhodnější a výrobně jednodušší řešení. V takovém případě už ale nelze použít wolfram jako zátavový kov, ale jiný materiál. Takovým materiálem je zátavový drát DUMET, se kterým uděláte vždy perfektní a dokonalý vakuový zátav, je přímo určen na vakuové zátavy pro tato skla. Prodávají ho zde a mají dvě různá balení délek, průměr drátu je 0,35 mm:

Ak chcete vidieť odkazy, musíte sa zaregistrovať

Konec 10.dílu

 

[plavec11]

11.Díl
*Výroba polotovaru patice a vakuového zátavu.

Nejprve se musí udělat základní polotovar patice ze skleněné trubice.
Polotovar patice je vyroben z nařezané trubice trubice SIMAX pr.40mm/2mm/55mm.
Do soustruhu přes slídovou podložku upnu trubici, na soustruhu nastavím 100 otáček za 1 minutu a připravím si hořák 2-4, na kterém nastavím redukční plamen. Soustruh zapnu a nahřívám konec trubice, trubice se poté začne vlivem odstředivé síly na konci sama roztahovat do hrdla, grafitovou tyčí potom dodatečně urovnám hrdlo na požadovaný tvar a zkontroluji požadovaný průměr zahrdlení, průměr hrdla dělám o 2 mm menší než je vnitřní průměr baňky digitronu, pokud je vše v pořádku, polotovar vyjmu ze soustruhu a vložím do vyhřáté pece. Takto pokračuji s výrobou až do počtu 8 kusů (do pece se mi vejde jen 8 kusů těchto polotovarů) a zapnu chladící program, který byl popsán v díle 2.
Grafitové tyče kupuji v Číně zde:

Ak chcete vidieť odkazy, musíte sa zaregistrovať

U nás se také prodávají tyto grafitové tyče, cena je ale desetkrát vyšší a nevyplatí se to.

Po vychlazení polotovaru přichází na řadu výroba vakuového zátavu na speciálním přípravku, který byl popsán v díle 6. Nebudu zde uvádět video práce na přípravku, na přiloženém videu v díle 6 je vidět jak přípravek pracuje a jak se s ním zachází. Uvedu pouze fotky a teorii.
Do přípravku se vloží wolframové dráty 0,3 mm a ty se pomocí hořáku 2-4 a redukčního plamene přejedou aby se vytvořila oxidační vrstva šedé barvy. Drátky se při této operaci na krátkou dobu (zlomek sekundy) rozsvítí do červena, nesmí se to provádět déle, jinak vznikne žlutý povlak a to by bylo špatné. Tato vrstva se potom spojí se sklem a vytvoří dokonale těsný zátav. Ve výsledku v zataveném skle mají drátky tmavě sytě černou barvu bez bublin a to je ten správný vzhled vakuového zátavu. V příloze jsou fotky špatného zátavu (fotka 11) a dobrého zátavu (fotka 12).
Po této operaci se do přípravku vloží vychlazený skleněný polotovar a čerpací trubička a může se začít nahřívat.
Nahřívání provádím hořákem 6-9 a redukčním plamenem. Když sklo začně žhnout do červenožluta, pákou zmáčknu polotovar a drátky a čerpací trubička se utěsní ve skle, potom nahřeji na přechodu hrdla a zátavu část s čerpací trubičkou a grafitovou tyčí se špičkou propíchnu sklo, v místě špičky ve skle vznikne zeslabené místo. Pololotovar vyndám z přípravku a dám do pece (do pece dávám dva tyto zátavy) na podložku z plechu, aby se zátav nehýbal a aby se při chlazení neohla čerpací trubička.
Po vychlazení vakuového zátavu drátovým šťouchátkem prošťouchnu otvor do čerpací trubičky, který byl na hrubo připraven v přípravku pomocí grafitové tyčky, jde to lehce. Potom pohledem prověřím barvu zátavu a pokud drátky ve skle mají sytě načernalou barvu a podél nich nejsou bubliny, zátav je v pořádku a je stoprocentní jistota, že bude dokonale vakuově těsný. Nakonec pomocí polarizační fólie zkontroluji zda je tento díl správně vychlazen, pokud by byl vychlazen špatně, musí se dát znovu vychladit, jinak by došlo k prasknutí tohoto dílu při konečné svařování s baňkou. Popis a postup kontroly pnutí je detailně popsán v díle 2. Kontrolu pnutí provádím vždy u každého polotovaru vyndaného z pece a u hotového a odtaveného digitronu, tím získám naprostou jistotu že výrobek vlivem změn teplot nepraskne a nerozpadne se.

Konec 11.Dílu.

 

[plavec11]

12.Díl
*Výroba vnitřního systému digitronu.

Materiály použité na výrobu vnitřního systému digitronu jsou popsány v díle 10 a zde je již nebudu znovu uvádět.
Vyrábím vše systémem 20 kusů, to znamená že si od všeho připravím 20 sad součástek a to potom zkompletuji v jeden celek.
Číslovky ohýbám ručně z drátu podle předlohy, který si nastříhám a na rovné podložce pomocí rovného dřevěného hranolu přejížděním dráty vyrovnám. Když mám hotových 20 sad číslovek, začnu vyrábět z plechu držáky číslovek, na které ve středícím přípravku naboduji číslovky.
Po této operaci si podle papírové šablony na plech nakreslím tvar anodové klece a ručně si nastříhám a naohýbám 20 sad. Do této klece se potom naboduje drátový nosník číslovek a izolátorů.
Potom si z drátěného pletiva nastříhám anodovou mřížku a naohýbám na požadovaný tvar, také v počtu 20 sad.
Na výrobu otvorů v držácích číslovek nepoužívám vrtačku ale ruční děrovačku, práce je pohodlnější, rychlejší a přesnější.
Když mám toto vše připravené, mohu se vrhnout na kompletaci a konečné sestavení. Po sestavení se na kompletní sestavenou klec napoduje patice-vakuový zátav, tato operace nepotřebuje žádného vysvětlování.
Veškeré výše uvedené operace jsou jasně pochopitelné a čitelné z fotografií. Při výrobě těchto součástek a sestav nepoužívám gumové rukavice, protože mi práce v rukavicích nevyhovuje a ani v práci na nic rukavice nepoužívám. Rukavice nejsou potřeba, protože zkompletovanou sestavu čistím dodatečně úplně nakonec jako celek, tím odstraním veškeré oxidy z bodování a mastnotu z prstů ruky a další nežádoucí nečistoty, dále dojde automaticky i k očištění baňky. K čištění používám dejonizovanou vodu, kyselinu mravenčí a peroxid vodíku. Do nádobky vložím celou sestavu s nabodovaným vakuovým zátavem a zaleji to roztokem z dejonizované vody a výše uvedených přísad, nádobku potom vložím do ultrazvukové čističky s vodou a čístím 15 minut při teplotě 50 stupňů Celsia. Potom nádobku vyndám, vyndám sestavu a tu potom vložím do čisté dejonizované vody a zapnu ultrazvuk, tím dojde k oplachu zbytku předešlého roztoku, sestava je po této operaci dokonale odmaštěná a zbavená xidů od bodování. Tímto postupem čistím i skleněné baňky. Dále je nutné, pokud bude systém ihned zataven do baňky, vše vysušit, k tomu dobře poslouží horkovzdušná trouba. Tuto troubu nevlastním (je ale v plánu) a suším prozatím samovolně, několik sestav položím na čistý papír a zakryji opět papírem, do druhého dne je vše suché. Pokud se nevysušená sestava začne svařovat s baňkou, zevnitř se orosí a znemožní řádný ohřev skla a dojde k prasknutí baňky anebo patice. Na 5 litrů dejonizované vody dávám 1dcl kyseliny mravenčí a 1dcl peroxidu vodíku, tento roztok vydrží několik čištění. Koncentrace použitých přísad je patrná z fotografií. Těsně před svařováním sestavy s baňkou na horní část anodové klece naboduji getr, celek vložím do baňky a do dalšího speciálního přípravku určeného k této operaci, toto bude popsáno v dalším dílu.

Konec 12.Dílu

 

[plavec11]

13.Díl
*Co je nezbytné vědět při návrhu vlastního digitronu.

Jistě jste si všimli, že není u digitronů sestava číselných katod ve sledu a že číslovky jsou do klece instalovány na přeskáčku. Je to z důvodu, aby při tvaru číslovek a následné montáži do klece nedošlo k významnému zákrytu částí číslovek a tím ke špatné čitelnosti.
V mém digitronu JP47 jsem se vydal cestou své vlastní geometrie a sledu číslic posloupně od spodu až k anodové mřížce, nahoře u mřížky je číslovka 0 a ve spodu je číslovka 1. Použil jsem metodu rozdílné výšky číslovek, číslovka 0 má tedy výšku cca 140 mm a číslovka 1 má výšku 135 mm. Je zde tedy od číslovky 1 vzestupné odstupňování od nejmenší výšky až po nejvyšší číslici 0. Tímto jsem dosáhl vyhovujícího geometrického návrhu, který se nijak významně nepřekrývá, číslovky jsou čitelné v celém rozsahu.
Dále v mém digitronu jsem nepoužil písmenný znak I pro číslovku 1. Chtěl jsem se odlišit a do digitronu vložit pravou Arabskou číslici 1. Jde o mé originální řešení, které ještě nikdo předemnou nepoužil. Mé digitrony budou vždy s čílovkou 1.
Dále k návrhu katod je důležité, aby rozdíl délek rozvinutého drátu katod byl maximálně 50% při použití drátu o stejném průměru na všech číslovkách. To je z důvodu, aby byli elektrické parametry všech znaků podobné a pokud možno shodné a aby byli v toleranci rozdílu cca max. 5mA u takto velkého digitronu. Maximální rozdíl délek rozvinutého drátu katod je v případě JP47 200 mm, nejdelší drát je u číslovky 8 (380 mm) a nejkratší drát je u číslovky 1 a 7 ( shodně 200 mm).
V případě výroby číslovek leptáním z plechu, se toho dá přesně dosáhnout různou šířkou linie znaků. V návrhu číslovek se již bude počítat s tím, aby čelní plocha každého znaku měla pokud možno stejnou plochu, tím se dosáhne stejných elektrických parametrů. Není toto řešení ale nezbytně nutné a číslovky i u malého digitronu můžou být zhotoveny z drátu, protože u malého digitronu jsou číslovky menší a tím nebude rozdíl v elektrických parametrech tak vysoký, jako tomu je u velkého digitronu.
Do digitronu je kromě čislovek možné vložit jakoukoliv 2D anebo 3D sestavu znaků, tvar není nijak omezen, záleží jen na Vaší fantazii. V případě jen jedné katody se nemusí řešit délka a plocha znaku, půjde o jednorázovou originální záležitost u které elektrické parametry nehrají roli. V případě více katod je nutné dodržet výše uvedené pravidlo, aby při návrhu elektronického přepínání katod nedošlo k významnému rozdílu proudů na spínacích prvcích ovládacích obvodů.
V některých digitronech byla dále použita přídavná anodová mřížka a digitron Rodan CD47 je toho názorným příkladem. Rodan má anodovou klec fosfátově černěnou kvůli odleskům od doutnavého výboje a proto musela být mezi katody (zhruba v půlce sestavy) vložena další anodová mřížka, protože vlivem oxidace a elektrické nevodivosti klece by nedošlo k nastartování doutnavého výboje na znacích zhruba od půlky až ke spodní části anodové klece. Přídavná mřížka se tedy uplatní pro znaky od půlky k anodové kleci. V digitronu JP47 přídavná mřížka není, protože klec je stříbřitě čistá a vodivá a znaky fungují v celém rozsahu. Odlesky od stříbrné klece jsou naprosto vyhovující a nijak neruší čitelnost číslovek.
V JP47 není použita žádná slída na vystředění a držení anodové klece v baňce, použil jsem svou vlastní a originální metodu na principu přítlačných plechových třmenů. Slída je drahá a její samotná příprava než se dá použít, je časově a energeticky náročná. Slída obsahuje ve vrstvách kolem 18% krystalické vody a velké množství pohlcených plynů a vodní páry. Slída se proto musí před použitím žíhat při teplotě 500 stupňů Celsia po dobu 12 hodin. Takto připravená slída se musí rychle spotřebovat anebo uskladnit pod vakuem, jinak rychle do sebe absorbuje vše, co se z ní předešlou operací odstranilo. Surovou slídu nelze použít v elektronce ani v digitronu, vím o výrobcích kteří slídu bez vyžíhání používají a je to jejich věc, jednou se jim to ale vymstí až použitý getr bude nasycen a nebude schopen pohlcovat nečistoty ze slídy, které se postupně uvolňují.

Konec 13.Dílu-pokračování příště
Všem čtenářům tohoto seriálu děkuji za trpělivost při čekání na další díly a za kladné reakce.

 

[plavec11]

14.Díl
*Odmašťování systému digitronu a stavení systému digitronu s paticí a baňkou.

Při odmašťování jsem tentokrát pokusně použil HCL a peroxid vodíku 35% s dejonizovanou vodou. Potřeboval jsem provést pokus zmatnění anodové klece kvůli odleskům od výboje. Na 1 litr dejonizované vody jsem dal 0,05 litrů technické HCL a 0,05 litrů peroxidu vodíku 35%, roztok jsem nalil do baňky s vloženým systémem digitronu a baňku jsem vložil do ultrazvuku do vyhřáté dejonizované vody na 60 stupňů Celsia a nechal 5 minut pracovat. Po vyjmutí jsem provedl oplach v čisté dejonizované vodě a potom jsem vše dosušil v horkovzdušné troubě při 75 stupních Celsia. Efekt zmatnění a odmaštění je naprosto vyhovující a splnil mé očekávání. Další možnost odmašťování pomocí jiných přísad je popsána v díle 12. Fotodokumentace procesu čištění není potřeba, vše je jasné z popisu.

Po vysušení jsem baňku se systémem digitronu a s nabodovanou paticí vložil do stavovacího přípravku a vše jsem k sobě vakuově těsně svařil. Popis bodování patice na systém digitronu není třeba popisovat, jde o jednoduchou a bezproblémovou operaci, wolfram se na nerez boduje bez problémů a jde to perfektně, je potřeba použít krátký čas, zlomek sekundy a vysoký proud. Po nabodování je wolfram okolo sváru křehký a je nutné s nabodovaným wolframovým drátkem nehýbat, jinak v místě sváru praskne a musí se bodovat znovu. Při sváření proto boduji wolfram na nerezové vývody katod až u jeho konci délky, po ulomení mám takto rezervu délky na opravu, doporučuji tedy nechávat rezervu wolframového drátu. Ulomení wolframu se mi stalo pouze jednou a pokud vše provádíte v klidu a s rozvahou, nic se nestane.
Po svaření ještě za horka jde celek ihned na vývěvu, to ale bude popsáno v dalším díle.

Konec 14.dílu.

 

[Adam Varga]

Tak toto by som si vôbec nemyslel že nejaký blázon by doma vyrábal svoje digitrony. Brutálna práca človeče. Videl som na youtube video čo tam zavesil pán Dalibor Farný, ktorý tiež sa venuje tejto mágií.

 

[Elektro Lab]

@Adam Varga z tohoto je aspoň vidno, že ak sa chce, tak sa všetko dá

 

[Adam Varga]

@Elektro Lab len sa mi to zdá byt trocha nepraktické . Pre niekoho aj toto je dobrodružstvo a rozhodne lepšie než to čo nám dávajú za povinné čítanie v škole.

 

[Elektro Lab]

záleží od uhla pohľadu, podľa mňa je tento, nazvime to postupom, určite lepším čítaním, než to čo učia v škole.

 

[Elektro Lab]

Musí sa prihliadnúť aj na tú skutočnosť, že sa nejedná o stavebnicu od číňana, ale ucelený technologický postup, ktorý vychádzal z princípu "Pokus a omyl" a dlhoročných skúseností a štúdia, na stavebnicu za 3€ rozum a ani školu človek nepotrebuje.... toto je tak trocha už o inom. Každopádne chválim @plavec11 za tento príspevok a prajem mu veľa zdaru pri ďalšej práci