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Elektrisches Entladungsgefäss mit Gas- oder Dampffiillung.
Die Erfindung betrifft elektrische Entladungsgefässe und insbesondere Kathodenkonstruktionen für derartige Einrichtungen. Um die Elektronenemission der Kathode zu vermehren, versieht man die Kathodenoberfläche mit einem Überzug von alkalischen Erden. Derartige Kathoden haben in kleineren Entladungsgefässen beispielsweise die Form von mit dem Material überzogenen Drähten und in grösseren Entladungsgefässen, z. B. in Grossgleiehrichtern u. dgl., die Form indirekt geheizter Kathoden. Bei den letzteren benutzt man vorzugsweise einen Zylinder, der eine drahtförmige Heizvorriehtung enthält. Diese Zylinder sind an ihrem Umfang oft mit radial abstehenden Scheiben versehen, die mit einer Barium enthaltenden Verbindung bedeckt sind.
Wenn derartige Kathoden in gasgefüllten Entladungsgefässen für hohe Stromstärken benutzt werden und einem starken Ionenbombardement ausgesetzt sind, so wird der Überzug beschädigt und
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und zu schwach, um ausser der normalen Abnutzung durch die Elektronenemission noch einem stärkeren lonenbomdardement widerstehen zu können.
Gegenstand der Erfindung ist eine Kathodenkonstruktion für Entladungsgefässe, die einen praktisch
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gemässen Kathode ist auf diese Weise wesentlich erhöht. Ausserdem besitzt die erfindungsgemässe Kathode den Vorteil einer wesentlich besseren Verbindung zwischen dem die alkalische Erde enthaltenden Material und dem Metallteil, der als Träger dieses Materials dient. Die letzterwähnte Eigenschaft der erfindungsgemässen Einrichtung ist insbesondere vom Standpunkt des Wirkungsgrades der Elektronenemission wesentlich, da die Verbindungsstelle zwischen dem Trägermetall und der aktiven Substanz bis zu einem gewissen Grade als Elektrodenquelle betrachtet werden muss, so dass bei enger Verbindung zwischen diesen Elementen die Emission hoch ist.
Diese Vorteile der erfindungsgemässen Einrichtung werden wesentlich durch die Benutzung einer indirekt geheizten Glühkathode, bei der sich Schichten von alkalischen Erden zwischen Metallschichten auf der Oberfläche der Kathoden befinden, erreicht. Die Kathode ist so gebaut, dass die Tiefe der Elektronen emittierenden Schicht sehr gross ist und nur durch die Wärmeleitfähigkeit der Metallkomponente beschränkt wird. Das Material, das die Erde enthält, liegt vollkommen dem Trägermetall an, so dass der Übergangswiderstand gering ist.
Die erfindungsgemässe Einrichtung soll näher an Hand der in den Figuren dargestellten Ausführungbeispiele erklärt werden. In diesen Figuren ist Fig. 1 ein Schnitt durch eine besondere geeignete Form der erfindungsgemässen Kathode und die Fig. 2,3 und 4 zeigen Abarten dieser Kathodenbauart.
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richtung 2 aus Wolfram befindet, die in irgendeiner geeigneten Weise befestigt ist. Die Enden dieses Rohres 1 sind durch Kappen 3 geschlossen, die Flanschen tragen und an dem Rohr mittels Nieten 4
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mehreren Metallscheiben 5, vorzugsweise aus Nickel, ausgefüllt, bei denen sieh zwischen je zwei Scheiben eine Schicht von alkalischer Erde 6 befindet, beispielsweise eine Bariumverbindung. Diese Schicht 6
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hineingetaucht und getrocknet wird, bis die Scheibe auf beiden Seiten genügend stark bedeckt ist.
Die derart behandelten Scheiben sind auf dem Metallzylinder I aufgeschoben und mit den Bedeckungen 6
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gleichrichten oder verstärken zu lassen, wird sie zweckmässig in eine Umhüllung eingebaut. Wenn der Draht 2 durch irgendein äusseres Mittel (nicht gezeichnet) geheizt wird, so erwärmt die ausgestrahlte Wärme den Zylinder 1. Die Wärme wird durch das Metall hindurch nach aussen geleitet, so dass an der äusseren Oberfläche der Kathode Elektronen emittiert werden. Wenn die äussere Oberfläche des zusammengesetzten Zylinders beschädigt wird, entweder durch die normalen Angriffe der Elektronenemission oder durch das Ionenbomdardement, ist ein grosser Vorrat frisch emittierenden Materials vorhanden.
Das Ionenbombardement der Entladung trifft auf die äussere Oberfläche der Kathode auf und kann der radialen Linie der Kontakte zwischen den verschiedenen Bedeekungen nicht folgen, da diese Schichten eng aufeinandergepresst sind. Ausserdem tritt durch das Zusammenpressen eine Vereinigung der Alkali-
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zwischen Nickel und Bariumverbindung erstreckt sich über die ganze Fläche des Zylinders.
Die Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemässe Kathode, bei der die abwechselnden Schichten von Niekel und alkalischer Erde innerhalb des Metallzylinders angeordnet sind. Die Kappen 3 sind mit nach innen reichenden Flanschen versehen, um die Schichten zu einem einheitlichen Gliede zusammenzufassen.
In der mittleren Öffnung der Kathode ist zweckmässig eine Heizung vorgesehen. Die an der inneren Oberfläche austretenden Elektronen entweichen durch das Ende der Kathode.
Die Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemässen Kathode. Die Scheiben besitzen kreisförmige konzentrische Vertiefungen, in denen sieh mehr aktives Material befindet als bei den flachen Scheiben.
Die Fig. 4 zeigt eine Scheibenform, bei der die Räume zwischen den Metallscheiben noch mehr aktives Material enthalten können und die alkalisehe Erde eine grössere Tiefe besitzt.
Es wäre leicht, die Anzahl der Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Einrichtung beliebig zu vermehren. Bei den angeführten Beispielen sind die Scheiben auf einer oder auf beiden Seiten mit aktivem Material bedeckt und fest zwischen den beiden Endplatten des Metallzylinders 1 befestigt oder in irgendeiner andern Weise zu einem starren Körper verbunden, dessen Temperatur in bekannter Weise zur Erhöhung der Elektronenabgabe erhöht wird.
Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen der erfindungsgemässen Kathode kann jede beliebige Stärke der Scheiben und des Überzuges benutzt werden, so dass durch Änderung der Stärkeverhältnisse jede beliebige Zusammensetzung erreicht werden kann. Es können etwa 50 Seheiben auf den Zentimeter Länge der Kathode sein und die Kathode kann jede geeignete Länge und jeden geeigneten Durchmesser annehmen. Die erfindungsgemässe Kathodenbauart ist kräftig, mechanisch starr und bedarf zu ihrer Herstellung nur einfachster Maschinen. Es ist auch möglich, an Stelle der Überzüge in sich starre Scheiben von alkalischen Erden oder andern aktiven Substanzen zu benutzen, jedoeh ist im allgemeinen die Be-. nutzung dünner metallischer Scheiben und dünner glühelektrischaktiver Überzüge zweckmässiger, um die Anzahl der Schichten zu vermehren.
An Stelle von Nickel und einer Bariumverbindung als wesentliche Bestandteile der aktiven Mischung ist es naturgemäss möglich, irgendeine andere Zusammensetzung in der Form überzogener Metallseheiben oder als selbständige Lagen zu benutzen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
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dadurch gekennzeichnet, dass der elektronenemittierende Teil aus mehreren Ringscheiben (6) aus elektronenemittierendem Material besteht, die unter Zwischenfügung von mit ihnen flächengleichen, vorzugsweise metallischen Zwischenringseheiben n ) auf-bzw. aneinandergelegt sind und sieh in den von den Ringscheiben gebildeten, zentralen zylindrischen Hohlraum ein Heizkörper zur indirekten Beheizung der Kathode erstreckt.