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Tubes à décharge convenant particulièrement comme protec- teurs contre des surtensions.
La présente invention est relative à des tubes à décharge convenant particulièrement comme protecteurs con- tre des surtensions et elle vise à la production d'une dé- charge dans ces tubes à des tensions relativement basses.
On profite à cet effet de la propriété connue des métaux alcalins d'abaisser considérablement la tension d'excita- tion du tube. Les tubes connus comportant des électrodes en métal alcalin, par exemple en potassium ou en sodium,
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présentent l'inconvénient que ces métaux se liquéfient au pas- sage de la décharge, de sorte que le tube doit toujours être employé dans une position déterminée. Dans les tubes à déchar- ge dont les électrodes sont recouvertes d'un dépôt d'un métal alcalin, ce métal se volatilise en peu de temps et cesse d'a- gir.
L'invention a pour but dobtenir les avantages inhé- rents à l'utilisation d'électrodes en métal alcalin sans se heurter, toutefois, à ces désavantages. A cet effet, une des électrodes ou les deux sont composées partiellement d'un mé- lange d'une combinaison alcaline et d'une substance capable de libérer le métal alcalin de cette combinaison, une cer- taine, quantité de métal alcalin se dégageant de ce mélange chaque fois qu'une décharge se produit dans le tube. Il en résulte que le métal alcalin se volatilisant pendant une dé- charge, est remplacé par du métal nouvellement produit, de sorte que l'action du métal alcalin c'est-à-dire rabaisse- ment de la tension d'excitation du tube, dure longtemps.
Le tube à décharge faisant l'objet de l'invention, convient tout particulièrement comme protecteur contre les surtensions parce que dans cette application il n'est tra- versé par du courant que pendant peu de temps. La durée de service du tube à décharge étant déterminée par la quantité de combinaison alcaline, il faut donc que cette quantité ne soit pas trop petite. Une combinaison convenable pour réali- ser le but de l'invention consiste en un mélange de chlorure alcalin avec une certaine quantité d'une substance ayant une grande affinité pour le chlore telle que le magnésium par exemple. Il s'est montré que le chlorure de sodium et le chlo- rure de potassium conviennent tout particulièrement pour la réalisation du but de 1 ' invention.
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Conformément à l'invention, la combinaison alcali- ne peut être disposée dans une partie de l'électrode qui présente la forme d'une écuelle et qui est fermée par une gaze métallique. Au lieu d'une gaze métallique on peut aus- si employer une plaque métallique percée de trous.
Dans un mode de réalisation de l'invention, l'é- lectrode est composée partiellement de la matière habituelle- ment employée pour les électrodes, par exemple de nickel par- tiellement amalgamé; il est notamment avantageux d'amalgamer superficiellement la gaze métallique ou la plaque métalli- que perforée. L'amalgamation dtune partie de l'électrode offre l'avantage que le métal alcalin se dégageant pendant la décharge, se combine, tout au moins en partie, avec le mercure et, sous cette forme se volatilise moins vite.
Un amalgame alcalin peut aussi être produit d'une autre manière, par exemple par l'introduction d'un peu de vapeur de mercure dans le tube ou par l'addition d'un sel de mercure au mélange de chlorure alcalin et de magnésium.
Dans ce dernier cas il se dégage un amalgame alcalin à cha- que décharge. Un tube à décharge établi suivant l'inven- tion, peut aussi être utilisé pour la publicité et la si- gnalisation et se prête tout particulièrement à l'éclairage d'une réclame lumineuse qui, en s'éteignant et se rallumant alternativement, attire mieux l'attention du public qu'une récl continuellement éclairée.
L'invention sera mieux comprise en se reportant au dessin annexé représentant un tube à décharge destiné à ser- vir de protecteur contre des surtensions. Deux tiges 2 et 3 supportant les électrodes sont disposées à l'intérieur d'une ampoule de verre 1 et sont soudées par fusion dans les pieds 4 et 5. Les fils d'amenée de courant des électrodes sont re- liés à des chapeaux métalliques 6 et 7 qui sont cimentés au
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tube 1 de la manière connue. Les chapeaux peuvent être munis d'ailettes métalliques 8 et 9 au moyen desquelles le tube peut être intercalé dans un circuit d'une installation à protéger, destiné à dériver les surtensions. Le tube est rempli de préférence d'une atmosphère de gaz rare, par exem- ple d'argon ou de néon sous faible pression.
Ainsi, par exem- ple, on a obtenu de bons résultats en employant une atmosphè- re d'argon ayant une pression de 2-10 millimètre de mercure.
Dans le cas d'une atmosphère de néon la pression est un peu plus élevée.
Un chapeau 10 en nickel ou autre matière habituel- lement employée pour la fabrication d'électrodes, est fixé d'une manière quelconque, par exemple par soudure, aux ti- ges de support 2 et 3. Le chapeau 10 présente une partie en forme d'écuelle qui contient une certaine quantité 11 de chlorure de potassium mélangé de magnésium. Ce mélange est retenu dans cette partie de l'électrode par une gaze métal- lique 12 disposée autour du chapeau 10; cette gaze peut également être composée de nickel ou d'une matière analogue.
Après avoir été vidé d'air et rempli d'une atmosphè- re de gaz rare, le tube est détaché par fusion de la pompe, après quoi on fait jaillir une décharge en arc entre les deux électrodes, ce qui a pour effet qu'un peu de chlorure de potassium se décompose et qu'il se dégage du potassium.
Le tube est alors prêt pour l'usage. On a constaté qu'avec un tube du genre décrit ci-dessus une surtension de 100 volts environ et fréquemment même d'une tension encore moin- dre, est déjà suffisante pour produire une décharge dans le tube. Pendant cette décharge le potassium se trouvant sur les électrodes se volatilise en partie, il est vrai, mais en même temps se décompose une nouvelle quantité de chlorure de
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potassium, de sorte que sur les électrodes se trouve en permanence une certaine quantité de potassium produite pendant la décharge précédente.
Il y a avantage à amalgamer superficiellement la gaze métallique 12 ce qui a pour effet que le potassium libéré est lié par le mercure et, par conséquent, se volatilise moins vite.
Grâce à la tension peu élevée à laquelle les tubes faisant l'objet de l'invention sont excités, ils se prêtent particulièrement bien à la protection d'antennes, de fils télégraphiques et téléphoniques et d'autres installations à faible courant.
REVENDICATIONS
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1.- Tube à décharge destiné plus particulièrement à servir de protecteur contre des surtensions, caractérisé en ce que l'une de'ses électrodes ou les deux sont composées partiellement d'un mélange d'une combinaison alcaline et d'une substance capable de libérer du métal alcalin de cette combinaison, une certaine quantité de métal alcalin étant libérée de ce mélange à chaque décharge se produisant dans le tube.
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Discharge tubes particularly suitable as surge protectors.
The present invention relates to discharge tubes which are particularly suitable as surge protectors and aims at producing a discharge in these tubes at relatively low voltages.
For this purpose, advantage is taken of the known property of alkali metals of considerably lowering the excitation voltage of the tube. Known tubes comprising alkali metal electrodes, for example potassium or sodium,
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have the disadvantage that these metals liquefy when passing through the discharge, so that the tube must always be used in a determined position. In discharge tubes whose electrodes are covered with a deposit of an alkali metal, this metal volatilizes in a short time and ceases to react.
The object of the invention is to obtain the advantages inherent in the use of alkali metal electrodes without, however, encountering these disadvantages. For this purpose, one or both electrodes are partially composed of a mixture of an alkaline combination and a substance capable of releasing the alkali metal from this combination, some amount of alkali metal being released. of this mixture whenever a discharge occurs in the tube. As a result, the alkali metal volatilizing during a discharge is replaced by newly produced metal, so that the action of the alkali metal, i.e. lowering the excitation voltage of the tube , lasts a long time.
The discharge tube which is the object of the invention is particularly suitable as a surge protector because in this application it is only traversed by current for a short time. As the service life of the discharge tube is determined by the amount of alkaline combination, this amount should not be too small. A suitable combination to achieve the object of the invention is a mixture of alkali chloride with a certain amount of a substance having a high affinity for chlorine such as magnesium for example. It has been shown that sodium chloride and potassium chloride are very particularly suitable for the achievement of the object of the invention.
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According to the invention, the alkaline combination can be placed in a part of the electrode which has the shape of a bowl and which is closed by a metallic gauze. Instead of a metallic gauze it is also possible to use a metallic plate pierced with holes.
In one embodiment of the invention, the electrode is partially composed of the material usually employed for the electrodes, for example partially amalgamated nickel; it is in particular advantageous to superficially amalgamate the metal gauze or the perforated metal plate. Amalgamation of a part of the electrode offers the advantage that the alkali metal which is released during the discharge combines, at least in part, with the mercury and in this form volatilizes less quickly.
An alkaline amalgam can also be produced in another way, for example by introducing a little mercury vapor into the tube or by adding a mercury salt to the mixture of alkali chloride and magnesium.
In the latter case, an alkaline amalgam is released at each discharge. A discharge tube made in accordance with the invention can also be used for advertising and signage and is particularly suitable for the illumination of a luminous advertisement which, by switching off and on again alternately, attracts better public attention than a continuously illuminated advertisement.
The invention will be better understood by reference to the accompanying drawing showing a discharge tube intended to act as a surge protector. Two rods 2 and 3 supporting the electrodes are placed inside a glass bulb 1 and are welded by fusion in the feet 4 and 5. The current supply wires of the electrodes are connected to metal caps. 6 and 7 which are cemented to the
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tube 1 in the known manner. The caps can be provided with metal fins 8 and 9 by means of which the tube can be interposed in a circuit of an installation to be protected, intended to divert overvoltages. The tube is preferably filled with a rare gas atmosphere, for example argon or neon under low pressure.
Thus, for example, good results have been obtained by employing an atmosphere of argon having a pressure of 2-10 millimeters of mercury.
In the case of a neon atmosphere the pressure is a little higher.
A cap 10 of nickel or other material commonly used in the manufacture of electrodes is attached in some way, for example by soldering, to the support rods 2 and 3. The cap 10 has a shaped portion. bowl which contains a quantity of potassium chloride mixed with magnesium. This mixture is retained in this part of the electrode by a metallic gauze 12 placed around the cap 10; this gauze can also be made of nickel or the like.
After being emptied of air and filled with a rare gas atmosphere, the tube is melted away from the pump, after which an arc discharge is made between the two electrodes, which has the effect that some potassium chloride breaks down and gives off potassium.
The tube is then ready for use. It has been found that with a tube of the type described above an overvoltage of about 100 volts, and frequently even of an even lower voltage, is already sufficient to produce a discharge in the tube. During this discharge, the potassium on the electrodes partly volatilizes, it is true, but at the same time a new quantity of chloride decomposes.
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potassium, so that on the electrodes there is always a certain amount of potassium produced during the previous discharge.
There is an advantage in superficially amalgamating the metallic gauze 12, which has the effect that the potassium released is bound by the mercury and, consequently, volatilizes less quickly.
Thanks to the low voltage at which the tubes forming the subject of the invention are excited, they are particularly suitable for the protection of antennas, telegraph and telephone wires and other low-current installations.
CLAIMS
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1.- Discharge tube intended more particularly to serve as a surge protector, characterized in that one or both of its electrodes are partially composed of a mixture of an alkaline combination and a substance capable of releasing alkali metal from this combination, some alkali metal being released from this mixture with each discharge occurring in the tube.