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"Montage destiné à la mise en-circuit différée d'un tube à décharges?.
La présente invention est relative aux montages destinés à la mise en circuit différée d'un tube à décharges, et plus particulièrement d'un tube à décharges à lumière de colonne positive comportant une cathode à incandescence.
Avec les tubes à décharges de ce genre, le courant de régime doit de préférence être appliqué quelque temps après la mise en circuit du courant de chauffage, tandis qu'en général la tension requise pour l'allumage est supé- rieure à la tension nécessaire pour maintenir le tube en service une fois qu'il est allumé.
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Conformément à l'invention, la mise en circuit dif- férée du tube peut s'effectuer tout simplement en intercalant un relais de retardement dans le conducteur destiné à l'allu- -mage du tube, ce relais étant réglé de telle façon qu'il soit mis en service à la tension à laquelle le tube à décharges est normalement connecté, mais soit déclenché lorsque la tension baisse sensiblement en-dessous de cette valeur.
Par suite, le relais sert à la mise en service du tube., tandis qu'après l'allumage de celui-ci sa tension de service baisse de telle façon que le relais soit déclenché, ce qui a pour résultat que le dispositif d'allumage est auto- matiquement mis hors service, de sorte qu'il ne provoque pas de pertes pendant le fonctionnement.
En général une bobine de réactance est intercalée entre les bornes de connexion au réseau et les anodes du tube. De préférence, le relais de retardement est shunté sur les conducteurs de la cathode et d'une anode et connecté en- tre la bobine de réactance et l'anode au conducteur d'alimen- tation de celle-ci. Du fait qu'il se produit dans ce montage une perte de tension considérable dans la bobine de réactance immédiatement après l'allumage du tube, la tension du relais décrolt de telle façon que celui-ci soit déclenché.
On peut obtenir un ensemble très simple, en inter- calant en série avec le relais un enroulement primaire d'un transformateur à haute tension, dont un secondaire est con- necté à l'électrode provoquant l'allumage du tube à décharges.
Lors de la mise en circuit du relais, il se produit une im- pulsion de courant dans l'enroulement primaire, ce qui pro- duit une très grande différence de potentiel entre les extré- mités de l'enroulement secondaire, de sorte que le tube à dé-
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charges s'allume. Au lieu du transformateur, on peut aussi utiliser une bobine d'induction et un interrupteur, par les- quels l'allumage est assuré encore mieux par suite des in- terruptions à succession rapide du courant primaire.
De préférence, un tube à décharges à lueur est in- tercalé comme relais dans le montage. Dans ce tube, l'allumage est provoqué par des déformations des électrodes par suite de changements de température lors du jaillissement de la dé- charge.
Après l'allumage du tube à décharges, il faut évi- ter qu'un courant circule à travers le relais pendant le temps où la cathode est positive par rapport à l'anode à laquelle le relais est connecté, ce qui peut être réalisé en utilisant un relais dont la particularité consiste en ce qu'une des élec- trodes, ou chaque électrode, est supportée par un élément mé- tallique, tandis que les électrodes sont construites de telle façon que le passage d'un courant dans une direction soit évité entièrement ou presqu'entièrement. A cet effet, un des supports des électrodes et éventuellement une partie de l'élec- trode elle-même est,de préférence, munie d'un revêtement isolant consistant, par exemple, en mica.
On comprendra mieux l'invention en se référant au dessin annexé, représentant à titre d'exemple un système de montage pour du courant triphasé. Toutefois, il est bien en- tendu que ce montage s'applique aussi aux tubes à décharges destinés à être raccordés à un autre nombre de phases.
La fig. 1 montre schématiquement un tube à dé- charges à lumière de colonne positive comportant une cathode à incandescence, intercalé dans le montage faisant l'objet de l'invention.
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La fig. 2 montre un mode de réalisation du relais spécial.
Sur la fig. 1, les bornes de connexion à un réseau triphasé avec conducteur neutre sont désignées par u, v, w, o.
Les bornes sont connectées à travers des bobines de réactance a1, a2, a3, aux anodes A1, A2, A3 d'un tube à décharges b. En outre, ce tube comprend une électrode auxiliaire c destinée à l'allumage et une cathode à incandescence d, qui est alimentée par un transformateur comportant un enroulement primaire e1 et un enroulement secondaire e2.
Entre la bobine de réactance a 3 et l'anode A3, un relais à action différée f est connecté d'une part au conduc- teur d'amenée de cette anode et d'autre part à l'enroulement primaire g1 d'un transformateur à haute tension. Dans le mode de réalisation montré sur le dessin, la tension est d'abord réduite au moyen des enroulements g1, g2 jusqu'à la valeur pour laquelle l'enroulement primaire du transformateur à haute tension h1, h2 propre est calculé. Comme il a été déjà dit plus haut, on peut utiliser, par exemple, une bobine d'induc- tion avec interrupteur comme transformateur à haute tension.
L'extrémité de l'enroulement h2 est reliée à l'électrode au- xiliaire c.
Le relais f peut être construit comme le montre la fig. 2. Dans un récipient où l'on a fait le vide, ou ren- fermant un gaz indifférent, par exemple un gaz rare, deux élé- ments bi-métalliques j et k sont montés sur le pied i. L'un des éléments est entouré d'une enveloppe m faite, par exemple, en mica. Les extrémités de ces éléments portent les électrodes n et p. Si l'on applique une tension suffisante entre ces élec- trodes, il se produit une décharge à lueur. Par suite du chauf-
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fage les éléments bi-métalliques se courbent, de sorte que les électrodes n et p viennent porter l'une contre l'autre.
En général, on utilisera deux éléments bi-métalliques disposés de telle façon qu'ils se courbent dans la même direction lors- qu'ils sont chauffés. Lors du scellement des fils conducteurs dans le pincement i, la température est très élevée. Si l'on n'utilise qu'un seul élément bi-métallique, l'autre support d'électrode étant constitué par un fil métallique ordinaire, on risquerait lors du scellement que, par suite de la tempé- rature extrêmement élevée, l'élément bi-métallique se courbe de telle façon que l'autre électrode subisse une déformation permanente. Cet inconvénient est évité en utilisant deux élé- ments bi-métalliques se courbant dans la même direction.
Lors- que le relais est mis en service d'une façon normale, c'est-à- dire par suite d'une décharge à lueur, les électrodes se rap- prochent néanmoins l'une de l'autre, parce que l'un des élé- ments bi-métalliques est revêtu de mica, de sorte qu'il ne participe pas à la décharge, tandis que, de l'autre élec- trode, non seulement l'électrode ± elle-même mais aussi le bi-métal sont couverts de la lueur, de sorte que cet élément est chauffé beaucoup plus rapidement. Toutefois, on a constaté qu'on peut aussi obtenir un bon relais en constituant une des électrodes en bi-métal, tandis que l'autre électrode est mon- tée sur un support élastique fait, par exemple, en acier au molybdène.
En outre, le revêtement de mica remplit un rôle ad- ditionnel. Grâce à ce revêtement, le relais à décharges à lueur fonctionnera plus ou moins comme redresseur de courant, de sorte que le courant passant dans une direction est de beaucoup supérieur à celui passant dans l'autre direction.
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L'importance de cette propriété du montage montré sur la fig.-l., résulte de ce qui suit:
Aussitôt que les bornes u, v, w, o, soient con- nectées au réseau, un courant à lueur circulera à travers le relais f, de sorte que celui-ci se ferme aprês un certain laps de temps. En raison de la haute tension appliquée à l'électrode c, le tube à décharges s'allume tandis que le relais s'ouvre étant donné qu'il se produit une telle baisse de tension dans la bobine de réactance a3, que la tension restante suffit à provoquer le jaillissement de la décharge entre A3 et d dans le tube à décharges allumé, mais est in- suffisante pour provoquer le passage d'un courant apprécia- ble à travers le conducteur dans lequel le relais est in- tercalé.
Toutefois, la cathode d sera positive par rapport à l'anode A3 pendant le temps où la décharge passe à travers A2 et A3, de sorte que les électrodes n et 2 du relais à dé- charges à lueur reçoivent une tension assez élevée l'une par rapport à l'autre. Toutefois., le jaillissement d'une décharge est évité parce que dans ce cas l'électrode n doit faire of- fice de cathode. Du fait que cette électrode est revêtue en grande partie par du mica, une décharge dans cette direction est évitée.
Par suite, les pertes se produisant dans le relais pendant le fonctionnement sont réduites.au minimum.
On peut apporter des modifications dans ce montage sans sortir des limites de l'invention. Il n'est pas néces- saire, par exemple, de monter l'électrode provoquant l'allu- mage à l'intérieur du tube à décharges, étant donné qu'elle peut aussi être disposée à l'extérieur de ce tube, par exemple sous forme d'un trait d'aquadag tracé sur la paroi du tube. a
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En outre, il n'est pas absolument nécessaire d'u- tiliser comme relais une lampe à lueur comportant des élec- trodes faisant office en même temps de couple thermo-électri- que, étant donné que le relais de retardement et la lampe à lueur peuvent être montés séparément. Dans ce cas la lampe à lueur sert à ce que le courant ne passe que dans une seule direction, ce dont le but a été expliqué déjà plus haut.
Cette lampe à lueur peut aussi être remplacée par un redresseur de courant quelconque. Le relais de retardement est constitué, par exemple, par un relais thermoionique, qui est intercalé dans le conducteur entre g2 et h1, et dont l'élément thermo- électrique est chauffé au moyen d'une résistance montée en parallèle avec l'enroulement g1.
Le dispositif faisant l'objet de l'invention peut avantageusement être utilisé pour donner des signaux et pour l'éclairage de routes et de terrains, notamment en aérotechni- que.
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"Assembly intended for the delayed start-up of a discharge tube ?.
The present invention relates to arrangements intended for the delayed switching on of a discharge tube, and more particularly of a positive column light discharge tube comprising an incandescent cathode.
With discharge tubes of this kind, the operating current should preferably be applied some time after the heating current is switched on, while in general the voltage required for ignition is higher than the voltage required. to keep the tube in service once it is turned on.
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According to the invention, the delayed switching on of the tube can be effected quite simply by inserting a delay relay in the conductor intended for the ignition of the tube, this relay being adjusted in such a way that it is put into service at the voltage to which the discharge tube is normally connected, but is triggered when the voltage drops substantially below this value.
As a result, the relay is used to put the tube into service, while after switching it on, its operating voltage drops so that the relay is triggered, which results in the device ignition is automatically switched off, so that it does not cause losses during operation.
In general, a reactance coil is interposed between the network connection terminals and the anodes of the tube. Preferably, the delay relay is shunted across the conductors of the cathode and of an anode and connected between the reactance coil and the anode to the supply conductor thereof. Due to the fact that in this assembly a considerable voltage loss occurs in the reactance coil immediately after the ignition of the tube, the voltage of the relay decreases in such a way that the latter is triggered.
A very simple assembly can be obtained by interposing in series with the relay a primary winding of a high voltage transformer, a secondary of which is connected to the electrode causing the discharge tube to ignite.
When switching on the relay, a current pulse is produced in the primary winding, which produces a very large potential difference between the ends of the secondary winding, so that the de- tube
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loads will light up. Instead of the transformer, it is also possible to use an induction coil and a switch, by which ignition is ensured even better by the rapid succession of interruptions of the primary current.
Preferably, a glow discharge tube is inserted as a relay in the assembly. In this tube, ignition is caused by deformation of the electrodes as a result of changes in temperature during the discharge of the discharge.
After ignition of the discharge tube, care must be taken to prevent a current flowing through the relay during the time when the cathode is positive with respect to the anode to which the relay is connected, which can be achieved by using a relay the peculiarity of which is that one of the electrodes, or each electrode, is supported by a metallic element, while the electrodes are so constructed that the passage of a current in one direction is avoided entirely or almost entirely. For this purpose, one of the supports of the electrodes and possibly a part of the electrode itself is preferably provided with an insulating coating consisting, for example, of mica.
The invention will be better understood by referring to the accompanying drawing, showing by way of example a mounting system for three-phase current. However, it is understood that this arrangement also applies to discharge tubes intended to be connected to another number of phases.
Fig. 1 schematically shows a positive column light discharge tube comprising an incandescent cathode, interposed in the assembly forming the subject of the invention.
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Fig. 2 shows an embodiment of the special relay.
In fig. 1, the terminals for connection to a three-phase network with neutral conductor are designated by u, v, w, o.
The terminals are connected through reactance coils a1, a2, a3, to the anodes A1, A2, A3 of a discharge tube b. In addition, this tube comprises an auxiliary electrode c intended for ignition and an incandescent cathode d, which is supplied by a transformer comprising a primary winding e1 and a secondary winding e2.
Between the reactance coil a 3 and the anode A3, a delayed action relay f is connected on the one hand to the supply conductor of this anode and on the other hand to the primary winding g1 of a transformer. at high voltage. In the embodiment shown in the drawing, the voltage is first reduced by means of the windings g1, g2 to the value for which the primary winding of the own high voltage transformer h1, h2 is calculated. As already stated above, it is possible, for example, to use an induction coil with a switch as a high voltage transformer.
The end of the winding h2 is connected to the auxiliary electrode c.
The relay f can be constructed as shown in fig. 2. In a receptacle where a vacuum has been made, or containing an indifferent gas, for example a rare gas, two bi-metallic elements j and k are mounted on the foot i. One of the elements is surrounded by an envelope m made, for example, of mica. The ends of these elements carry the n and p electrodes. If sufficient voltage is applied between these electrodes, a glow discharge occurs. As a result of the heating
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fage the bi-metallic elements bend, so that the n and p electrodes come to bear against each other.
In general, two bi-metallic elements will be used, arranged in such a way that they bend in the same direction when heated. When sealing the conductive wires in the nip i, the temperature is very high. If only one bi-metallic element is used, the other electrode support being constituted by an ordinary metallic wire, there is a risk during the sealing that, owing to the extremely high temperature, the bi-metallic element bends in such a way that the other electrode undergoes a permanent deformation. This disadvantage is avoided by using two bi-metallic elements bending in the same direction.
When the relay is put into service in a normal way, that is to say as a result of a glow discharge, the electrodes nevertheless approach each other, because the one of the bi-metallic elements is coated with mica, so that it does not participate in the discharge, while, on the other electrode, not only the ± electrode itself but also the bi- metal are covered with the glow, so this element is heated much faster. However, it has been found that a good relay can also be obtained by constituting one of the bi-metal electrodes, while the other electrode is mounted on an elastic support made, for example, of molybdenum steel.
In addition, the mica coating fulfills an additional role. Due to this coating, the glow discharge relay will work more or less as a current rectifier, so that the current flowing in one direction is much greater than that flowing in the other direction.
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The importance of this property of the assembly shown in fig.-l., results from the following:
As soon as the terminals u, v, w, o, are connected to the network, a glow current will flow through the relay f, so that the latter closes after a certain period of time. Due to the high voltage applied to the electrode c, the discharge tube ignites while the relay opens since there is such a drop in voltage in the reactance coil a3 that the remaining voltage is sufficient to cause the discharge to burst between A3 and d in the ignited discharge tube, but is insufficient to cause an appreciable current to flow through the conductor in which the relay is inserted.
However, cathode d will be positive with respect to anode A3 during the time the discharge passes through A2 and A3, so that electrodes n and 2 of the glow discharge relay receive a fairly high voltage l ' one in relation to the other. However, the bursting of a discharge is avoided because in this case the electrode n must act as the cathode. Since this electrode is coated largely with mica, discharge in this direction is avoided.
As a result, losses occurring in the relay during operation are reduced to a minimum.
Modifications can be made in this assembly without departing from the limits of the invention. It is not necessary, for example, to mount the electrode causing the ignition inside the discharge tube, since it can also be placed outside this tube, for example. example in the form of an aquadag line drawn on the wall of the tube. at
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In addition, it is not absolutely necessary to use as a relay a glow lamp comprising electrodes simultaneously acting as a thermoelectric couple, since the delay relay and the lamp glow can be mounted separately. In this case, the glow lamp is used so that the current flows in only one direction, the purpose of which has already been explained above.
This glow lamp can also be replaced by any current rectifier. The delay relay is formed, for example, by a thermionic relay, which is interposed in the conductor between g2 and h1, and of which the thermoelectric element is heated by means of a resistor mounted in parallel with the winding g1 .
The device forming the subject of the invention can advantageously be used for giving signals and for lighting roads and land, in particular in aerotechnics.