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Metalidampfstromrichter.
Die Erfindung betrifft ein Metalldampfstromrichtergefäss aus keramischem Werkstoff im weiteren
Sinne (einschliesslich Glas), insbesondere aus Porzellan.
Es sind bereits Metalldampfstromrichtergefässe aus keramischem Werkstoff, insbesondere auch aus Porzellan bekannt geworden, die zur Aufnahme der Anoden dienende Arme aufweisen.
Die bekannten StromrichtergefÅasse haben den Nachteil, dass sie verhältnismässig sperrig sind und dass der Entladungsraum von aussen schlecht zugänglich ist. Dieser Nachteil macht sieh besonders unangenehm bemerkbar beim Zusammenbau der Gleiehriehtergefässe dieser Art und bei etwa erforderlichen Ausbesserungsarbeiten. Hinzu kommt noch, dass die verschiedenen Elektrodenzuführungen
Dichtungen erforderlich machen, die vielfach während des Betriebes ihre Haltbarkeit verlieren und die
Reinheit des Vakuums im Innern des Gefässes beeinträchtigen.
Gemäss der Erfindung werden Stromrichtergefässe der erwähnten Art dadurch verbessert, dass man sie aus einem als Kathodenbehälter dienenden Topfteil, in dem vorteilhaft die Erregeranoden angeordnet sind und einem Deckelteil herstellt, an dem die zweckmässig mit Verlängerung in den Kathodenbehälter hineinragenden Anodenarme angeformt sind, und beide Teile vorzugsweise in der
Nähe der Durchführung der Anodenarme miteinander durch Hart- oder Weichlöten, Verschweissen, Verschmelzen od. dgl. verbindet. In dieser Weise ausgestaltete Gefässe bieten gegenüber den bekannten anders geteilten Gefässen aus nicht metallischem Werkstoff den Vorteil, dass sie so vakuumdicht sind, dass der Entladungsapparat pumpenlos betrieben werden kann.
Wenn man das Gefäss in der vorerwähnten Weise herstellt, so braucht man nur den Deckelteil auf den Topfteil aufzulöten, und das gesamte Gefäss ist vollkommen vakuumdicht. Das Auflöten des Deckelteiles ist besonders einfach und billig. Eine hohe Sicherheit in mechanischer Hinsicht wird erreicht, wenn man den Rand des Topfteiles mit einer zur Aufnahme des Deckelrandes dienenden Ausnehmung versieht, in die der Deckelteil fest eingesetzt werden kann. Es empfiehlt sich, die Anodenarme parallel zur Achse des Kathodenbehälters anzuordnen.
Die Anodenarme haben vorteilhaft einen solchen Abstand von der Achse des Kathodenbehälters und eine solche Länge, dass geradlinige Wege von der Kathode zu den Anoden ausgeschlossen sind. In den ausserhalb des Gefässes liegenden Teilen der Anodenarme können Steuerelektroden angebracht sein, während die in das Gefäss hineinragenden Teile der Rohre als Träger für Neutralisationsgitter ausgebildet sein können. Die Halterungen und Durchführungen für die Elektroden und Hilfseinbauten werden vorteilhaft unmittelbar an die Porzellanteile angeformt. Der am Deckel liegende Rand des als Kathodenbehälter dienenden Topfteiles wird vorteilhaft verstärkt ausgeführt und kann dann zur Lagerung des
Gefässes dienen.
Gegenüber ungeteilten, meist geblasenen Glasgefässen bietet das neue Stromrichtergefäss den Vorteil, dass die Anodenarme in jeder beliebigen Lage an das Gefäss angeformt werden können. Wenn man die Anodenarme, wie oben erwähnt wurde, parallel zur Achse des Gleichrichters anbringt und sie genügend tief in den Kathodenbehälter hineinführt, verhindert man, dass den Entladungsvorgang störende Quecksilberteilchen in die Anodenrohre hineingeraten und hier zu Rückzündungen, Kurzschüssen und ähnlichen Störungen Anlass geben können. Gegenüber Eisengefässen haben Porzellangefäss den Vorteil, dass sie einen höheren Grad der Entgasbarkeit zulassen, da die einzelnen Teile des Porzellangefässes bei sehr hohen Temperaturen geglüht werden können.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt.
Fig. 1 zeigt einen senkrechten Schnitt durch einen Queeksilberdampfstromrichter, Fig. 2 eine Ansicht einer Gleichriehteranlage mit den neuen Stromriehtergefässen und Fig. 3 eine Draufsicht auf die in Fig. 2 dargestellte Gleiehriehteranlage.
Das Stromrichtergefäss 1, dessen Form sich weitgehend der Kugelform nähert, besteht ganz aus Porzellan. Der die Kathode aufnehmende Topf teil. 3 ist mittels des Deckels 4, der in angeformten Rohren 5 und 6 die Anoden 7 und Gitter 8 aufnimmt, bedeckt. Die Anodenarme verlaufen parallel zur Achse des Gefässes und sind in das Gefässinnere so weit verlängert, dass gerade Wege von der Kathode zu den Anoden ausgeschlossen sind. Das Gitter 8 ruht auf einem Sprengring 9, der in eine in der Wand 5 des Porzellanrohres befindliche Nut eingreift. Das Gitter 8 ist bei 18 an ein Potential angeschlossen und dient zur Steuerung des Entladungsapparates. Es können natürlich auch Neutralisationsgitter in den Anodenrohren vorgesehen sein.
Zur Aufnahme des Stromanschlusses des Gitters 9 dient der an das Porzellanrohr 5 angeformte Stutzen 14. Die Anoden 7 sind ebenso wie die zur Erregung dienenden Hilfselektroden 15 durch die Porzellanwand in ähnlicher Weise vakuumdicht geführt wie der Anschluss des Gitters 8. Der Kathodenbehälter 3 ist, wie aus der Zeichnung ersichtlich, als Topf ausgebildet, dessen Rand in Nähe der Anodenrohrdurchführungen den ebenfalls aus Porzellan bestehenden Deckel aufnimmt, an den die vorerwähnten Anodenrohre angeformt sind. Der das Quecksilber 2 enthaltende Teil 16 des Kathodenbehälters hat einen nach innen ragenden Wulst 17, der einerseits das Kathodenquecksilber in dem Behälter 16 gefangen hält und anderseits eine den herabrinnenden Kondensatquecksilberlauf unterbrechende Tropfkante bildet.
Zur Zündung dient ein in die Kathode isoliert eingeführter Zündkörper 18, dessen aus der Kathodenflüssigkeit herausragende Kanten dem Lichtbogen als Ansatz dienen. Der Porzellantopf 3 und der Deckel 4 haben an den aneinandergrenzenden Rändern metallische Überzüge (z. B. Metallaufschmelzungen) 20, die aus Platin, Eisen oder anderen sehr reinen
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vermitteln eine vollkommen vakuumdiehte Verbindung zwischen Deckel und Topf, da sie eine Verlötung der Porzellanteile gestatten. Zur Verlötung legt man in den durch die Porzellanteile : und d gebildeten Ringspalt einen Lötstreifen 22. Wie man aus der Abbildung ersieht, ist der den Deckel aufnehmende Rand des Porzellantopfes verstärkt ausgeführt.
Diese Verstärkung am Rande des Porzellantopfes dient nicht nur zur Versteifung sondern insbesondere auch zur Aufstellung und Lagerung des Stromrichtergefässes. In der Abbildung ist der verstärkte Rand mit 23 bezeichnet. An dem Rand 23
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Ring oder aber in einen gleichzeitig als Kühlschacht dienenden Blechzylinder eingehängt wird.
Der Stutzen 25 führt zur Vakuumpumpe, während der Stutzen 26 an das Messgerät angeschlossen ist. Bei pumpenlosem Betrieb des Gefässes wird das Gefäss bei 25 nach der Entgasung verschlossen.
Es wurde bereits oben darauf hingewiesen, dass das neue Gefäss sich für pumpenlosen Betrieb besonders eignet.
Wie man aus der Fig. 1 ersieht, hat das Stromrichtergefäss im wesentlichen Kugelform. Die Anoden, von denen in der Fig. 1 nur zwei angedeutet sind, sind kranzförmig angeordnet und liegen sämtlich in aus Porzellan bestehenden, über den Deckel hinausragenden Rohren (Anodenarmen), die vorteilhaft nach dem Innern des Stromrichters hin verlängert sind und hier als Sehutzrohr dienen.
Bei Stromrichtern geringer Leistung kann es vorkommen, dass das Stromriehtergefäss während des Betriebes an einzelnen Stellen nicht genügend erwärmt wird, so dass hier Kondensatbildungen auftreten. Diese Kondensatbildungen haben den Nachteil, dass sie vielfach die Ursache von Rückzündungen,
Kurzschlüssen und ähnlichen Störungen bilden. Um dies zu vermeiden, kann man an den gefährdeten
Stellen entweder Heizeinrichtungen vorsehen oder aber Wärmespeicher anbringen. Bei Stromrichtern mit Porzellangefässen empfiehlt es sich, metallische Beläge auf der Aussenseite anzubringen. Besonders eignen sich Platinbeläge 40, die gegebenenfalls auf das Porzellan aufgebrannt werden.
Wenn man diese Beläge dann an einen Heizkörper anschliesst, kann man die Temperaturen der Wandungen weitestgehend beherrschen.
Bei der in den Fig. 2 und 3 wiedergegebenen Gesamtansicht einer Stromrichteranlage, bei der die neuen Stromrichter verwendet werden, ist der aus einem im wesentlichen kugelförmigen Porzellangefäss bestehende Stromrichter mit 27 bezeichnet. Der Stromrichter 27 ruht mit den an seinem verstärkten Rande 23 angebrachten Ansätzen 24 auf Halteteilen 28, die an der Innenseite des als Kühlschaeht ausgebildeten Bleehzylinders 29 angebracht sind. Der Blechzylinder 29 ist an dem Ständer 30 befestigt, der seinerseits an dem Fussgestell-M fest angebracht ist.
Der Ständer 30 trägt ausserdem den Ventilator 33. Als Gegengewicht für den aus Stromriehtergefäss, Kühlschacht und Ventilator dienenden Teil der Stromrichteranlage sind auf der andern Seite des Ständers 30 Hilfsgeräte befestigt, u. zw. die Vakuumpumpe 34, das Messgerät 35, die unter diesem Messgerät liegende Vorpumpe 36 sowie der Öl- fang 37 mit Rückschlagventil. Die zur Vakuumpumpe führende Leitung ist mit. 38 bezeichnet, während der Anschluss an das Messgerät 35 das Bezugszeichen 39 trägt. Die Anschlüsse des Gefässes zur Vakuumpumpe und zum Messgerät sind vorteilhaft federnd ausgebildet, beispielsweise unter Verwendung von Membranrohren u. dgl.
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Bei Stromrichtern kleiner Leistung, die gegebenenfalls auch eine Glühkathode haben können, kann man auch den Oberteil des Gefässes als bis an die Kathode hinabreichende Glocke ausbilden, in die die Innenteile des Stromrichters (Anode, Hilfselektroden usw.) von unten eingesetzt werden.
Eine solche Form hat den Vorteil, dass die Verbindungsstellen so weit von den empfindlichen Innenteilen abliegen, dass eine störende thermische Beeinflussung beim Löten ausgeschlossen ist. Im Bedarfsfall kann natürlich der Kathodenbehälter selbst mit Rücksicht auf die Kühlung aus Metall bestehen oder einen metallischen Überzug haben. Die Vakuumdiehtigkeit der neuen Porzellangefässe ist so gut, dass auch ein allen Anforderungen der Praxis genügend reines Vakuum erhalten bleibt, selbst wenn das Entladungsgefäss während des Betriebes nicht an einen Vakuumerzeuger angeschlossen ist.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Metalldampfstromrichtergefäss aus keramischem Werkstoff, insbesondere aus Porzellan, mit zur Aufnahme der Anoden dienenden Armen, dadurch gekennzeichnet, dass das Gefäss aus einem als Kathodenbehälter dienenden Topfteil, in dem vorteilhaft die Erregeranoden angeordnet sind, und einem Deckelteil, an dem die zweckmässig mit Verlängerung in den Kathodenbehälter hineinragenden Anodenarme angeformt sind, besteht und beide Teile vorzugsweise in der Nähe der Durchführung der Anodenarme miteinander durch Hart-oder Weichlöten, Verschweissen, Verschmelzen od. dgl. verbunden sind.