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Hochspannungsvakuumapparat aus nicht leitendem GefässmateriaL
Die Erfindung betrifft Hochspannungsvakuumapparate, z. B. Hochspannungsventilröhren, deren Gefäss aus nicht leitendem Material wie Glas, Porzellan u. dgl. besteht. In diesen Apparaten werden sehr hohe elektrostatische Felder erzeugt, die nicht nur in den Zwischenräumen zwischen den Elektroden, sondern auch zwischen den Elektroden und dem Gefäss sich ausbilden und auch durch die Gefässwand nach aussen dringen.
In Fig. i ist eine solche bisher bekannte Ventilröhre dargestellt. 1 bedeutet die Gefässwand, beispielsweise aus Glas, 2 ist die Anode, 3 die Kathode, beispielsweise eine Glühkathode, - J, 6 sind die Stromzuführungen, die im Innern des Gefässes gleichzeitig zum Halten der Elektroden dienen. Bei einer derartigen Ventilröhre wird das elektrostatische Feld am stärksten,
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Dies durch die Gefässwand nach aussen tretende elektrostatische Feld kann nicht nur störend und schädlich werden, weil es benachbarte Körper ladet, und beispielsweise in der Nähe befindliche Messinstrumente beeinflusst, sondern es kann zu einer schnellen Zerstörung des Vakuumapparates selbst führen.
Diese Zerstörung tritt ein, wenn in der Gefässwand oder an den Einführungs- und Einschmelzungsstellen 7, 8 oder 9 der Stromzuführungsleitungen örtliche Inhomogenitäten des Isoliermaterials vorhanden sind. Sehr gefährlich sind beispielsweise Luft-
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Luft gegenüber der des Gefässstoffes ergibt sich ein besonders starkes elektrostatisches Feld im Innern dieses Bläschens, das leicht so hohe Werte annimmt, dass die Durchschlagsfestigkeit des Luftbläschens überschritten und die Energie des Feldes in Wärme umgesetzt wird.
Durch diesen elektrischen Ausgleich werden die Wandungen des Bläschens gesprengt und damit die ganze Röhre vernichtet. Ähnliche Feldverstärkungen treten auch an der Berührungsfläche zweier Isolatoren verschiedener Dielektrizitätskonstante ein, besonders also auch an der Einschmelzstelle der Stromzuführungen.
Diese Übelstände werden erfindungsgemäss vermieden durch Anordnung eines leitenden Schutzschirmes zwischen den Elektroden und den gefährdeten Teilen des Vakuumgefässes. Man kann beispielsweise die Elektroden im Innern des Vakuumgefässes mit einer metallischen Schutzhülle versehen, die nur mit engen Durchbrechungen für die Stromzuführung zu den Elektroden versehen ist. Bei sehr hohem Vakuum innerhalb der Röhre, wie es beispielsweise für Apparate mit Glühkathode gebräuchlich ist, ist ein Überschlag zwischen dieser Schutzhülle
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befürchten. In den Fig. 2 und 3 sind Beispiele der Erfindung dargestellt. Die Fig. 2 entspricht der Fig. I,
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zuführungen 5 und 6 zur Kathode ist die Hülle 10 unmittelbar leitend verbunden.
Ist die Kathode3 eine Glühkathode, so wird man die eine Stromzuführung, beispielsweise 6, isolierend durch die Hülle 10 hindurchführen.
Bei der Unterbrechungsstelle 11 der Schu, tzhülle nach Fig. 2 wird ein elektrostatisches Feld noch immer nach aussen treten können. Es wird bei der dort gezeichneten Anordnung die Gef ssdurchführung 7 für die Stromleitung J treffen.
In der Fig. 3 ist dieser Übelstand vermieden, indem die Durchführungsstelle 7 und 9 nicht unmittelbar den Unterbrechungen der Schutzhülle 11 und 12 gegenüberliegen, sondern soweit nach oben verlegt sind, dass ihnen nichtdurchbrochene Teile der Schutzwand 10 gegenüberliegen.
Man kann die Gefässdurchführungen auch dadurch besonders schützen, dass man in ihrer Nähe Schutzschirme anbringt, die zweckmässig mit der Hauptschutzhülle 10 leitend verbunden sind.
Will man nur einen teilweisen Schutz gegen die elektrostatischen Felder haben oder ist ihre Stärke nicht allzu gross, so kann die Schutzhülle 10 auch als Netzwerk oder Drahtgeflecht hergestellt werden oder aus einem auf ein besonderes Gestell gewickelten Draht bestehen, der die Elektroden umgibt.
Bei den im vorstehenden beschriebenen Anordnungen der Schutzhüllen im freien Innenraum des Gefässes mit Abstand sowohl von der Gefässwand als auch von den Elektroden ist es nun schwierig, die Hüllen in ihrer bestimmten Lage zu halten. Es sind besondere Vorrichtungen
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notwendig, welche die Schutzhüllen gegen das Gefäss und gegen die Elektroden abstützen. Damit sind nicht nur mechanische, sondern auch elektrische Nachteile verbunden, und die Aufrechterhaltung des Vakuums wird erschwert.
Diese Nachteile können nun dadurch vermieden werden, dass die Schutzhüllen ohne
Abstand von den inneren Gefässwänden eng an diese herangelegt und im wesentlichen von ihnen selbst gehalten werden.
Das kann dadurch geschehen, dass den Hüllen eine äussere Form gegeben wird, die der Form der Innenwände des Gefässes entspricht und sich eng an diese anschmiegt ; Metallblattbelag oder Drahtgeflechte sind unter anderem hierfür geeignet. Eine so ausgeführte Hülle kann ohne* besondere Befestigungsmittel von den Wandungen des Gefässes selbst gehalten werden.
Weiter kann die Hülle mit Hilfe eines trockenen Verfahrens (Spritzen o. dgl. ) oder mit Hilfe eines nassen Abscheideverfahrens, wie solche beim Galvanisieren, beim Versilbern von Spiegel usw. in Anwendung sind, auf die innere Gefässwand aufgebracht werden. Dadurch wird die Herstellung wesentlich vereinfacht. Ferner kann eine unmittelbar haftende metallische Hülle als Metallniederschlag aus Metalldämpfen erzeugt werden, indem man zweckmässig mit Hilfe des Lichtbogens in dem Gefäss Metalle zum Verdampfen bringt, wobei das Gefäss selbst vorübergehend ganz oder teilweise Kathode ist. Schliesslich kann die Anordnung so getroffen werden, dass das Gefäss etwa aus Metall oder Glas so zusammengesetzt wird, dass Gefäss und Schutzhülle. ganz oder teilweise ineinander übergehen.
In der Fig. 4 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. 1 ist das'Gefäss aus nichtleitendem Material. 2 ist die Hochspannungselektrode (Anode), 3 die Kathode, hier in Form einer Glühkathode, die von der Anode 2 röhrenförmig umschlossen wird. 10 ist der neue
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dicht durch die Wandungen des Gefässes hindurchgeführten Stromzuleitungen zu den beiden Elektroden. Der Vorsprung 12 soll andeuten, dass die eine Stromzuleitung 5 zur Glühkathode mit der Schutzhülle 10 leitend verbunden ist, im Gegensatz zu, den beiden anderen Stromzuleitungen 4 und 6, die gegen die Hülle zweckmässig isoliert werden.
Die Durchführungsstellen 7, 8, 9 in der Gefässwand können durch Schutzschirme, die in leitender Verbindung mit dem Hauptschirm 10 stehen, gegen die zerstörenden Einflüsse der von den Elektroden ausgehenden elektrostatischen Felder noch besonders geschützt. werden.
PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Hochspannungsvakuumapparat mit durch einen leitenden Schirm geschütztem Gefäss aus nicht leitendem Material, dadurch gekennzeichnet, dass das ganze wirksame System, bestehend aus Anoden und Kathoden von dem Schutzschirm ganz eingeschlossen ist, wobei der Schirm dem schädlichen Einfluss der von den Elektroden ausgehenden elektrostatischen Feldern entgegenwirkt und mit der an dem niedrigsten Potential liegenden Elektrode leitend verbunden ist.