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Entladungsröhre mit Quecksilberkathode mit teilweise in das Kathodenquecksilber eintauchende Verankerungskörper und einem Sehutzring für die Kathode.
Die Erfindung betrifft eine Entladungsröhre mit Quecksilberkathode mit einem teilweise in das Kathodenquecksilber untergetauchten Verankerungskörper und einem aus Metall hergestellten Schutzring zur Verhinderung des Überganges des Kathodenfleckes auf die Wand des Kathodengefässes.
Bei derartigen Entladungsröhren ist es vorteilhaft, die Temperatur des Verankerungskörpers
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Ungeachtet des Vorhandenseins des bereits erwähnten Schutzringes kann es jedoch noch vorkommen, dass der Kathodenfleck, wenn er sich durch irgendwelche Ursache von dem Verankerungskörper losgelöst hat, über den Schutzring hinweg an die Wand des Kathodengefässes gelangt.
Zweck der Erfindung ist es, diesen unerwünschten Übergang des Kathodenfleckes auf die Gefässwand noch mehr als bei den bisherigen Anordnungen zu erschweren, ohne dass dadurch das Ankerungvermögen des Körpers eine Einbusse erleidet.
Gemäss der Erfindung wird bei einer Quecksilberkathodenentladungsröhre, mit einem im unteren Teil des Gefässes angeordneten teilweise aus dem Quecksilber herausragenden und gut gekühlten Verankerungskörper, der einen geringen Wärmeübergangswiderstand zum Kathodenquecksilber hat und einem mit dem Boden des Kathodengefässes konstruktiv verbundenen Schutzring, dieser Schutzring aus Metall hergestellt und so angeordnet, dass er weniger gekühlt ist als der Verankerungskörper und einen höheren Wärmeübergangswiderstand zum Kathodenquecksilber aufweist.
Die Wirkung der erfindungsgemässen Anordnung lässt sich vielleicht in der Weise erklären, dass ein Schutzring an de : Kathodenoberfläche, der den Übergang des Kathodenfleckes auf die Gefässwand verhindern soll, eine möglichst hohe Temperatur besitzen muss, damit keine Quecksilberteilchen an der Oberfläche des Ringes kondensieren können. Eine derartige Kondensation kann nämlich die Unterbrechung der Quecksilberoberfläche in der Richtung der Gefässwand durch den Schutzring unwirksam machen, so dass der Kathodenfleck leicht an der neugebildeten Quecksilberoberfläche entlang nach aussen wandert und schliesslich die Gefässwand erreicht. Eine Erhöhung der Temperatur des Ringes wird die Gefahr der Quecksilberkondensation an seiner Oberfläche und damit des unerwünschten Überganges des Kathodenfleckes bedeutend herabsetzen.
Bei einer bisherigen Bauart tauchte der Ring, genau so wie der Verankerungskörper, teilweise in das Kathodenquecksilber. Auf diese Weise war er also in der Lage einen erheblichen Teil seiner Wärme an das gut gekühlte Quecksilber abzugeben, besonders in den Fällen, in denen das Quecksilber in verstärktem Masse, etwa durch Flüssigkeitsumlauf gekühlt wurde.
Es bietet deshalb Vorteile, den Schutzring über der Oberfläche des Kathodenquecksilbers anzuordnen, da hiedurch Wärmeverluste von dem Ring an das Quecksilber praktisch ausgeschlossen sind. Es ist lediglich dafür zu sorgen, dass der Abstand zwischen dem Ring und dem Quecksilber sehr gering ist, damit der Ring seine Schutzwirkung unvermindert beibehält.
Eine besonders zweckmässige Ausführungsform der Erfindung ergibt sich, wenn man den Verankerungskörper ringförmig ausbildet und den Schutzring auf ihm mit möglichst hohem Wärme- übergangswiderstand derart befestigt, dass er die an seiner Innenseite befindliche Quecksilberoberfläche von der der Gefässwand zugekehrten Seite des Verankerungskörpers trennt.
Auf diese Weise wird der Vorteil erzielt, dass Verankerungskörper und Schutzring in radialer Richtung nicht mehr Platz beanspruchen, als der Verankerungskörper allein. Auch ergibt sich in thermischer Hinsicht eine logische Anordnung, da der Verankerungskörper auf der gut gekühlten Unterlage unmittelbar aufsitzt, der Schutzring jedoch, mit seiner soviel höheren Temperatur, erst durch Vermittlung des Verankerungskörpers mit der letzteren in Verbindung steht. Es ist dadurch bei richtiger Ausführung der schlecht leitenden Verbindung beider Körper eine möglichst hohe Temperatur des Schutzringes gewährleistet.
Die oben beschriebene Bauart lässt sich vorteilhaft derart ausführen, dass man den Schutzring in geringer Entfernung von dem Verankerungskörper, z. B. einem Bruchteil eines Millimeters, anordnet und nur an einigen Punkten mit diesem, z. B. durch Punktschweissung verbindet. Hiedurch ergibt sich ein möglichst kleiner metallischer Verbindungsquerschnitt zwischen den beiden Körpern.
Es ist selbstverständlich, dass man die Verbindung auch mittels längerer Verbindungsstücke aus Metall oder Isoliermaterial herstellen kann. Es wird jedoch in den meisten Fällen praktisch genügen, die zuerst beschriebene Bauart anzuwenden.
Die Erfindung wird an Hand eines in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispieles näher erläutert.
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In der Figur ist der Unterteil einer Quecksilberkathodenentladungsröhre im Schnitt abgebildet, u. zw. sind ein Teil des Kathodengefässes 1 und des Wasserkühlmantels 2 mit Anschlussstutzen 3 dar- gestellt. Koaxial zum Kathodengefäss ist an der Aussenseite des Bodens ein zur Befestigung des Wasser- kühlmantels 2 und der Kathodenleitung 5 dienender Kupferbolzen 4 festgelötet und an der Innen- seite ein aus Nickel bestehender ringförmiger Verankerungskörper 6 angeordnet. Auf diesem ist mit geringem Zwischenraum 8 (Bruchteile von Millimetern) koaxial zum Kathodengefäss 1, ein Schutzring 7 aus Eisen mittels beispielsweise an drei Stellen gleichmässig auf dem Umkreis verteilter Punkt- schweissungen befestigt.
Bei der abgebildeten Ausführungsform weisen die Körper 6 und f die Gestalt von Kreisringen auf, es können jedoch nach Massgabe der Umstände auch andere in sich geschlossene Formen, z. B. die eines Vielecks, verwendet werden.
Das Kathodenquecksilber 9 steht bis zu einer solchen Höhe im Kathodengefäss, dass die Aussparungen 10 des Verankerungskörpers 6 überdeckt sind, der Verankerungskörper hingegen noch teilweise aus dem Quecksilber herausragt. An der Gefässwand herunterfliessendes Quecksilber kann auf diese Weise zur Mitte der Quecksilberkathode zurückfliessen, ohne dass dadurch die Abgrenzung der innerhalb des Verankerungskörpers vorhandenen Quecksilberoberfläche unwirksam gemacht wird.
Ein weiteres Hindernis für das Überspringen des Kathodenfleckes bildet noch der überhaupt nicht mit dem Kathodenquecksilber in Berührung stehende Schutzring 7.
Diese Anordnung ergibt eine vorzügliche Kühlung des Verankerungskörpers 6 sowie die höchste, ohne gesonderte Heizvorrichtung erzielbare Temperatur des Schutzringes 7. Es ist noch zu bemerken, dass dem Quecksilber nicht mehr wie bei der üblichen Bauart, Wärmeenergie durch Vermittlung des Schutzringes zugeführt werden kann.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Quecksilberkathodenentladungsröhre mit einem im unteren Teil des Gefässes angeordneten, teilweise aus dem Quecksilber herausragenden und gut gekühlten Verankerungskörper, der einen geringen Wärmeübergangswiderstand zum Kathodenquecksilber hat, und einem mit dem Boden des Kathodengefässes konstruktiv verbundenen Schutzring, dadurch gekennzeichnet, dass der Schutzring aus Metall besteht, weniger gekühlt ist als der Verankerungskörper und einen höheren Wärmeübergangswiderstand zum Kathodenquecksilber aufweist.