AT132856B

AT132856B - Elektrisches Entladungsgefäß mit Glühkathode.

Info

Publication number: AT132856B
Authority: AT
Original assignee: Aeg
Priority date: 1930-10-09
Filing date: 1931-10-08
Publication date: 1933-04-25

Description

Elektrisches Entladungsgefäss mit Glühkathode.

Die Erfindung betrifft elektrische Entladungsgefiisse mit Glühkathode, insbesondere mit Gas-oder Dampffüllung. und vornehmlich solche Entladungsgef'ässe, bei denen der Gasdruck eine Grösse von etwa 1 wu bis Vmoo wI besitzt, die Gasfüllung im wesentlichen lediglich zur Neutralisation der Raumladungen dient und die Spannung zwischen Anode und Kathode
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gerechnet werden muss.

In der Hauptsache ist die Erfindung darauf gerichtet, den Aufbau der Elektroden, ins- besondere der Kathode, so einzurichten, dass ein für die Massenherstellung bequemer Zusammen- bau der Elektroden selbst und eine bequeme Einfügung derselben in das Entladungsgefäss möglich ist. Die Erfindung verfolgt dabei weiter den Zweck, die Herstellung grossflächiger
Kathoden unter Berücksichtigung der Massenherstellung möglichst einfach zu gestalten.

Ein weiterer wesentlicher der Erfindung zugrunde liegender Gesichtspunkt ist der, die Elektroden so auszubilden und derart innerhalb des Entladungsgefässes aufzubauen. dass auch ein Herausnehmen der Elektroden aus dem Entladungsgefäss durcli einfaches Lösen der mechanischen Verbindungen ohne weiteres möglich ist und auch Teile der Elektroden auf diese Weise ohne weiteres zugängig gemacht werden können.

Des weiteren ist es Gegenstand der Erfindung, die erwähnten Gesichtspunkte auch hinsichtlich der Anbringung einer die eigentliche Kathode umgebenden Abschirmung, die insbesondere als Strahlungsschutz wirkt, und hinsichtlich der Anordnung des Gitters Rechnung zu tragen.

Die Erfindung ermöglicht in einfacher Weise, die Kathode bzw. die mit der emittierenden Schicht bedeckte Fläche so gross auszubilden, dass diese imstande ist, den gesamten Betriebsstrom (als Elektronenstrom) zu liefern und durch geeignete Anbringung eines Strahlungsschutzes 11m die Kathode herum die Heizleistung der Kathode auf einen möglichst geringen Wert zu halten.

Vorzugsweise ist der Erfindungsgegenstand anzuwenden, wenn es sich um indirekt geheizte Kathoden handelt.

Die Abbildungen zeigen einige Ausführungsmöglichkeiten der Erfindung.

In der Fig. 1 ist 1 ein elektrisches Entladungsrohr, an dessen Enden die Einstülpungen 2 und 3 sind. Die obere Einstülpung ist durch die zurückgehende Einstülpung 4 geschlossen. Diese Einstülpung 4 enthält die Einschmelzstelle des Anodenträgers 15. Die Anode selbst ist ein zylindrischer Graphitkörper und ist in der Abbildung nicht zu sehen. Auf die Verschmelzung zwischen den Einstülpungen 2 und 4 ist die Glasmuffe 5 aufgeschmolzen. Diese Muffe geht in das Röhrchen 7 über. Dieses Röhrchen 7 sitzt ziemlich eng über dem Anodenträger 15 und verhindert die Ausbildung von Entladungen im Bereich der Einschmelzstelle 15. Übel'die Muffe 5 ist eine Schraubklemme 10 gezogen, die das Gitter 8 trägt. Das Gitter 8 reicht auch um das der Kathode 16 zugewandte Ende der Anode herum.

Es besteht zweckmässig aus siebartigem oxydiertem Nichrome (80% Ni. 20% Cr). Seine Spannung erhält es durch eine

seitliche Einführung 11. Der Abstand zwischen den Einschmelzungen von 11 und 15 ist gross genug, um Überschläge zu verhindern. Das Gitter 8 trägt an seinem geschlossenen Ende mittels einiger Stäbe den Zündring 12. Dieser Zündring sitzt dicht vor der Kathode. Er verringert die Zündspannung und schirmt die Entladung gegen den Einfluss der Wandaufladungen ab. Das Gitter's'trägt ferner einen metallischen Ring 14, der die Aufgabe hat. die Ausbreitung der Entladung in den oberen Teil der Röhre zu verhindern.
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Der erfindungsgemässe Aufbau der Kathode 16 ist in der Fig. 2 gezeigt. Die Kathode ist indirekt geheizt. Zur Heizung dient zweckmässig eine Wolframspirale, die von einem isolierenden Stabe. M (z. B. Tonerde) getragen wird. Das obere Ende der Heizvorrichtung steckt in dem
Metallblock 22, der die Flansche. 35 trägt. Diese Flansche trägt mehrere Kappen 24, die durch
Metallringe 25 auseinandergehalten und durch Schrauben 26 befestigt sind. Die Kappen,' ! 4 gehen eng über eine entsprechende Anzahl von offenen, mit Durchbohrungen versehenen
Zylindern 28, die durch angenietete Ringe 29 auseinandergehalten werden. Die unteren Enden der Zylinder 28 sind durch Metallkappen 30 geschlossen, deren unterste einige biegsame Kabel 31 trägt, die zu den Zuführungen 32 führen.

Eine ähnliche Verbindung (auch mit 31 und'j2 gezeichnet) führt zu dem unteren Ende der Heizvorrichtung. Das untere Ende des Isolators 21 ruht auf dem Block 3. 3 aus Isoliermaterial (zweckmässig aus Glas) und wird durch den unigebogenen Draht 34 daran festgehalten. Der Draht 34 dient als starrer Kern des Isolators 21 und ist oben im Block 22 befestigt. Der Block 33 geht durch die übereinanderliegenden Öffnungen der Kappen 30 hindurch und ruht auf der untersten Platte. Er hat Durchbohrungen für den Draht 34 und für die Stromzuführungen des Glühdrahtes 20. Falls das obere Ende des
Glühdrahtes 20 an den Block, 22 angeschlossen ist, dienen die Zylinder 28 und die daran angeschlossenen Zuführungen als andere Zuleitungen für den Heizstrom.

Die Kathode selbst setzt sich aus mehreren Metallscheiben 35, wie sie Fig. 3 zeigt, zusammen. Die Scheiben 35 bestehen aus einem flachen Teil mit einer inneren Öffnung und einem einmal abgesetzten Ring 3ss. Sie sind aus einem Stück hergestellt. Der Ring G besteht aus dem weiteren Teil 3R und dem engeren Teil 37 : deren Durchmesser derart gewählt sind. dass beim Aufeinandersetzen der Scheiben der Ring 37 der einen Scheibe in den Ring 38 der andern hineingreift und die Stufe als Stütze dieser andern Scheibe dient. Die Scheiben sind ferner mit drei kleinen Löchern 39 versehen, durch die nach dem Zusammensetzen Bolzen 40 hindurchgeschoben werden. Hohle Zwischenlegscheiben 41 halten die Scheiben 35 auseinander.

Die Bolzen 40 sind unten durch Muttern 42 an den Kappen 30 befestigt. Alle inneren Teile der Kathode, insbesondere die Scheiben 35, sind mit einem Material niedriger Austrittsarbeit (z. B. Bariumcarbonat) bedeckt.

Nach dem Zusammenfügen des Kathodenkörper bilden die Ringe 3C der Scheiben 35 einen Zylinder, der den Glühdraht 20 umgibt. Dieser Zylinder hat nur die doppelte Wandstärke der Scheiben. Da ausserdem Ringe und Scheiben jedesmal aus einem Stück sind, ist das Temperaturgefälle vom Glühdraht zum äusseren Scheibenrand nicht zu gross. Durch die Zylinder, 38 wird auch der Strahlungsverlust der Kathode klein gehalten.

Diese erfindungsgemässe Ausführung der Kathode zeichnet sich dadurch aus. dass alle Teile leicht in Massenfabrikation hergestellt werden können, dass die Zusammensetzung einfach ist und dass die einzelnen Teile zur Reparatur leicht auseinandergenommen werden können.

Die durch Fig. 4 gezeigte Kathodenform ist in ihrem Aufbau einfacher als die Kathode nach Fig. 2. Sie besteht aus einem glatten zylindrischen Rohr 56, das die Heizspirale 58 umgibt. Auf diesem Rohr sind durch Schweissungen oder in einer ändern dauerhaften Weise die Scheiben 55 befestigt. Diese Bauart hat zwar den Vorzug der Einfachheit, hat aber gegenüber der erstgenannten Konstruktion den Nachteil, dass die einzelnen Teile bei einer Reparatur nicht ausgewechselt werden können. Die Heizzuführung erfolgt auf der einen Seite durch eine Einschmelzung des Glasisolators 59, auf der andern Seite von der Kathode selbst.

Der Glasisolator 59 ist in die Muffe 50 eingeschmolzen, die ebenfalls das Kathodenrohr 56 trägt. Dieser Kathodenhalter 50 ist mittels des Glasrohres 51 und des Metallrohre 52 an das Entladungsgefäss 43 angeschlossen. Wird die Heizvorrichtung gänzlich von der Kathode isoliert, so ist es möglich, den Glaskolben durch ein metallenes Entladungsgefäss, wie es bei Grossgleichrichtern üblich ist, zu ersetzen und mit der Kathode direkt zu verschweissen.
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die Kathodenträger 17 erkennen. Diese sind zur Verringerung der Metallmasse hohl ausgeführt.

Fig. 6 zeigt eine etwas andere Ausführungsart der erfindungsgemässen Elektroden. Die Kathodenträger 1'7 dienen direkt als Stromzuführer und führen nicht zum Ring 18, sondern sind in die Verschmelzungen 13 eingeschmolzen. Der Ring 18 trägt jetzt mittels der Stäbe ss1

das Gitter. Diese Stäbe 61 schirmen die Kathode 16 gegen die elektrischen Aufladungen der Röhrenwand ab, haben also dieselbe Bedeutung wie der Zündring 12 der Fig. 1. Diese Stäbe ermöglichen aber gleichzeitig die Spannungszuführung zum Gitter von der Kathodenseite. Da die Spannungsdifferenz zwischen Gitter und Kathode klein ist. wird dadurch die Gefahr eines Überschlages herabgesetzt.

Das Entladungsrohr kann hochevakuiert werden oder mit einer Gas- oder Dampffüllung benutzt werden. Da die erfindungsgemässen Kathoden besonders zur Verwendung in Starkstromentladungsgefässen geeignet sind. wird man zweckmässig das Gefäss mit Gas oder Dampf von einem Druck zwischen 1 und Viooo'"'Quecksilber füllen. Es ist auch möglich, die erfindunggemässe Elektrode in ein metallisches Gehäuse nach Art der Eisengrossgleichrichter einzubauen.

PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elektrisches Entladungsgefäss mit Glühkathode, insbesondere mit Gas-oder Dampffüllung, vorzugsweise für grosse Leistungen, dadurch gekennzeichnet, dass die Kathode bzw. ihr elektronenemittierender Teil (Oxydträger) zwecks Ausbildung als Grossfl chenkathode aus mehreren auf Bolzen aufgereihten emittierenden Teilen besteht.

Claims

2. Entladungsgefäss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Teile des Oxydträgers die Gestalt von Scheiben (35) od. dgl. besitzen. i3. Entladungsgefäss nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheiben senkrecht zur Entladungsbahn angeordnet sind.

4.. Entladungsgefäss nach den Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen die aneinandergereihten Scheiben (35) in axialer Richtung durchsetzenden Heizkörper (20). EMI3.1 die aneinandergereihten Teile des Oxydträgers von einem oder mehreren koaxial angeordneten Abschirmzylindern (28) zur Konzentrierung der Wärme umgeben sind.

6. Entladungsgefäss nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmzylinder allseitig geschlossen und die Zylindermäntel mit Durchbohrungen für den Durchtritt der Entladung versehen sind.

7. Entladungsgefäss nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die den Oxydträger umgebenden Abschirmzylinder als Rückleitung für den Heizstrom der Kathode dienen. EMI3.2 Oxydträger bzw. Oxydträger und Abschirmzylinder bzw. Heizkörper, Oxydträger und Abschirmzylinder derart zusammensetzbar eingerichtet sind, dass der Zusammenbau der gesamten Kathode unabhängig von Stromeinführung (durch die Gefässwand) erfolgen und danach die fertig zusammengebaute Kathode (mit Abschirmzylindern) in das Gefäss eingesetzt werden kann.

9. Entladungsgefäss nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kathode und Abschirmzylinder ein Ganzes bilden, das von in oder an dem Kathodenfuss befestigten Streben (17) getragen wird.

10. EntladungsgefäP) nach Anspruch 1 oder den folgenden mit Steuerelektrode, dadurch gekennzeichnet, dass die Kathode nebst Abschirmzylindern einerseits und die Anode und die Steuerelektrode anderseits von je einem Glasfuss (bzw. einer Stromeinführungsstelle) getragen werden.

11. Entladungsgefäss nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerelektrode die Anode umgibt und als mit Durchbohrungen versehener Zylinder od. dgl. ausgebildet ist.

12. Entladungsgefäss nach Anspruch 10 oder 11. dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerelektrode eine von den Stromzuführungen von Kathode und Anode getrennte seitlich angebrachte Stromzuführung besitzt.

13. Entladungsgefäss nach Anspruch 10, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass an der Steuerelektrode ein die Entladungsbahn umgebender Metallring (), der Kathode zugekehrt, befestigt ist.

14. Entladungsgefäss nach Anspruch 1 oder 1 bis 8 mit Steuerelektrode, dadurch gekennzeichnet, dass die zylindrische, zweckmässig die Anode umgebende Steuerelektrode auf dem Glasfuss der Kathode mittels Streben (61, Fig. 6) gelagert ist.