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Tube à décharge électronique générateur d'ultra-haute fréquence et commutateur @
Cette invention se propose de perfectionner les tubes à décharge électronique générateurs d'ultra-haute fréquence et commutateurs et concerne plus particulièrement les tubes à décharge décrits dans le,brevet américain No 2.287.541 déposé le 7 novembre 1940, le but des présents perfectionnements étant de donner à ce genre de tube.^, une plus grande valeur pour décharger ou commuter des courants électriques intenses ou pour engendrer des courants à ultra- haute fréquence.
On sait qu'avec les progrès'oonsidérables de l'in- dustrialisation, un développement très rapide de l'industrie électrique se manifeste. Une grande demande se manifeste sur le marché en vue de l'acquisition d'un équipement meilleur et plus perfectionné pour permettre de traiter la quantité toujours croissante de l'énergie électrique à des fréquences, sous des tensions et à des ampérages qui augmen-
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tent rapidement. 'Or il est manifeste que l'équipement de transformation et de transport des courants intenses dont on se sert à l'heure actuelle ne répond pas aux exigences imposées et est même d'un maniement très dangereux.
Par opposition à ceci, l'application des tubes à décharge dont il est question ici pour engendrer des courants à haute fréquence représente un progrès immense dans de nombreuses industries. Sa plus grande valeur à l'heure actuelle, tout au moins autant qu'on puisse s'en rendre compte, est dans la technique de la soudure, mais ce n'est là qu'une des applications parmi bien d'autres qui peuvent lui être assignées. L'invention propose à titre caraetê- ristique d'utiliser un tube à décharge comme générateur de courants à ultra-haute fréquence en convertissant des courants à fréquence relativement basse. L'invention pré- voit l'utilisation du courant d'alimentation à basse fré- quence et des courants fournis à ultra-haute fréquence de façon séparée et indépendante.
L'invention prévoit, en outre, l'utilisation d'une bobine conductrice disposée à l'extérieur de l'enve- loppe et à l'intérieur du champ du courant à ultra-haute fréquence engendré par ledit tube à décharge pour capter les impulsions à ultra-haute fréquence. Cette bobine peut être connectée à une capacitance convenable. La présence de l'impulsion à haute fréquence peut être aisément détec- tée par'un tube au néon et par certaines lumières électri- ques.
Il est de pratique courante de monter sur les tableaux de distribution et aux autres postes de commuta- tion un mécanisme cbmmutateur dans lequel les circuits sont établis et interrompus par l'engagement et le dégage-
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ment d'une paire de contacts. Ces contacts sont généralement exposés et tout à fait dangereux. Il en résulte que des arcs électriques nuisibles jaillissent souvent quand les contacts sont séparés pour ouvrir des circuits électriques.
Les arcs de jaillissement de ce genre sont extrêmement indésirables. En effet, non seulement ils provoquent une usure intense des contacts mêmes en produisant une forte quantité de chaleur, mais ,ils représentent un danger perma- nent en ce sens qu'ils ne peuvent pour une raison ou une autre être contrôlés et qu'ils oourt-circuitent l'équipe- ment électrique et peuvent même blesser gravement, voire électrocuter*les personnes placées dans le voisinage et causer des explosions à cause des fumées qui peuvent se trouver dans l'atmosphère environnante. Ceci est particu- lièrement vrai des courants à ultré-haute fréquence à voltage élevé.
De nombreuses.tentatives ont été faites pour construire un équipement relativement sûr et des disposi- tifs ont été imaginés pour souffler et éteindre ces arcs dès qu'ils se produisent. Certains des appareils imaginés à cet égard utilisent des courants d'air convenablement dirigés. D'autres systèmes utilisent le magnétisme pour éteindre ces arcs. Dans d'autres équipements, des écrans de divers types sont prévus pour confiner les arcs. Enfin, dans d'autres équipements encore, les arcs sont entourés par de l'huile ou d'autres liquides.
Toutefois, dans les conditions industrielles qu'on rencontre à l'heure actuelle et étant donné que la puissance électrique utilisée ne cesse de s'accroître, on constate que, dans de nombreuses occasions, l'appareillage présent ne correspond pas aux exigences pratiques.
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Le tube à décharge électrique décrit dans le brevet américain sus-rappelé peut fonctionner parfaitement comme dispositif commutateur, dispositif générateur de courant à haute fréquence et dispositif de décharge. Une caractéristique importante de sa construction réside dans le fait que l'arc de jaillissement est confiné à tout moment à l'intérieur d'une enveloppe isolante dont est fait le tube. Grâce à cette disposition, les dangers précédem- ment signalés sont notablement diminués. En outre, la construction de ce tube est spécialement adaptée pour le traitement de courants très intenses. Aussi offre-t-il une solution simple aux problèmes sus-indiqués.
La pratique permet toutefois de constater qu'il est désirable d'adjoindre certains perfectionnements impor- tants à ce tube décrit dans le brevet antérieur sus-rappelé pour l'adapter aux nouvelles applications indiquées.
Il est prévu en premier lieu à l'extérieur du tube un limitateur pour restreindre l'écoulement du courant à travers lui. Grâce à cette adjonction, le tube à décharge devient en même temps un tube de commutation. Le limitateur dont il vient d'être parlé peut affecter l'une quelconque de différentes réalisations et peut fonctionner suivant une méthode quelconque. Plusieurs de ces réalisations sont décrites ci-après. Suivant une première ,réalisation, le limitateur d'écoulement du courant est constitué par un dispositif électro-magnétique capable de souffler l'arc intérieur contre une série de plaques formant chicanes pour augmenter sa longueur et provoquer ainsi la coupure de l'arc et par conséquent l'interruption du passage du courant.
Suivant une autre réalisation, il est prévu une ou plusieurs bobines électro-magnétiques placées autour
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@ du tube pour y emprisonner l'arc à l'intérieur. Cette restriction à l'écoulement du courant peut être utilisée pour de nombreuses applications différentes.
L'invention englobe également un dispositif de refroidissement de conception nouvelle du tube à décharge.
Quand le tube est utilisé sur des courants extrêmement intenses en vue d'assurer la décharge et la commutation pendant des laps de temps prolongés, il y a tendance de la part de l'enveloppe à s'échauffer. L'invention prévoit différents modes de dissipation de la chaleur par rayonne- ment en vue d'abaisser la température de l'enveloppe. Il .devient ainsi possible, grâce aux constructions ici propo- sées, d'employer le tube pour la commande de décharges électriques d'intensité plus grande.
Suivant l'invention, le dispositif de refroidisse- ment est caractérisé par la circulation d'un fluide refroi- disseur autour du tube 'à décharge, de nombreux fluides de ce genre, aussi bien liquides que gazeux, peuvent être employés. Suivant une réalisation de l'invention, on uti-, lise de l'eau, de la vapeur d'eau ou d'autres vapeurs ainsi que des vibrations ultra-sonores c'est-à-dire de fréquence supérieure à la fréquence d'audibilité pour accélérer le transfert de la chaleur entre le tube à décharge et les vapeurs assurant le refroidissement.
Dans les dessins annexés:-
La fig.l est une vue schématique montrant de quelle manière le tube perfectionné, dont il est question ici, peut être utilisé comme générateur à haute fréquence.
La fig.2 est une vue en coupe longitudinale du tube à décharge électronique et à commutation constituant une réalisation possible de l'invention.
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La fig.3 èst une vue en élévation d'extrémité du tube représenté en Fig.2.
La 'fig.4 est une vue en coupe longitudinale d'une autre réalisation possible du tube à décharge électronique et à commutation conforme à l'invention.
La fig.5 est une vue en coupe faite par la ligne 5-5 de la fig.4.
La fige 6 est une autre vue en coupe longitudi- nale montrant une troisième réalisation possible du tube à décharge électronique et de commutation conforme à l'in- vention.
La fig.7 est une vue en élévation latérale d'une quatrième réalisation possible du tube à décharge électro- nique conforme à l'invention.
La fig.8 est une vue en coupe par la ligne 8-8 de la fig.7 mais dessinée à plus grande échelle.
Comme le montre la fig.l, le tube à décharge électronique de construction perfectionnée qui est repré- senté ici est connecté de manière à faire office de géné- rateur de courants à ultra-haute fréquence. Ce tube géné- rateur comprend l'enveloppe usuelle 10 en matière isolante portant deux électrodes 11 en mercure ou en une autre matière appropriée. L'atmosphère intérieure de cette enveloppe 10 est raréfiée et chargée d'un gaz conducteur ou d'un autre milieu conducteur. Une électrode d'amorçage ou da mise en marche 12 est associée avec le tube 10 et connectée à un circuit de mise en marche 13.
Les électrodes 11 sont branchées dans un circuit 14 qui comprend l'enroulement secondaire 15 d'un transfor- mateur 16 dont l'enroulement primaire est désigné par 17.
Cet enroulement primaire est alimenté par un courant alter-
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natif tel que celui communément fourni par les canalisations industrielles. Le transformateur 16 est étudié de manière à survolter la tension du courant pour lui donner une va- leur représentant plusieurs milliers de volts ou davantage.
Des expériences ont été faites à cet égard dans un labo- ratoire d'essais avec un tube alimenté par un courant de
25. 000 volts qui a fonctionné dans d'excellentes condi- tions. Les électrodes 11 sont également connectées à un circuit 18 parcouru par le courant à ultra-haute fréquence . qui est engendré par le tube à décharge. Ce circuit 18 est associé avec un mécanisme intercepteur qui ne permetque le passage du courant désiré à haute fréquence.
Une bobine 19 en matière bonne conductrice est enroulée sur la paroi externe de l'enveloppe 10. Cette bobine est connectée par un conducteur 20 à une bobine 21 formant capacitance. Le courant à ultra-haute fréquence qui est engendré à l'intérieur du tube à décharge produit un champ à ultra-haute fréquence qui, par induction, pro- duit des courants dans la bobine 19. Ces courants peuvent être détectés par une lampe au néon ou par un autre type de lampe, par un compteur d'ondes ou par un autre instrument de mesure.
Le tube à décharge électronique et à commutation qui est représenté dans les figs'.2 et 3 comprend une enve- loppe fermée 25 en matière isolante comportant deux parties espacées 26 placées plus bas que la partie 27 qui se trouve entre lesdites parties espacées 26, Une électrode'de mer- cure 28 est prévue dans chacune de ces deux parties espacées
26 pour assurer la connexion avec un circuit électrique externe qui conduit le courant à travers le tube 25. Chaque **** électrode 28 comprend une nappe de mercure 29 placée dans
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lesdites parties basses,et un conducteur électrique 30 traversant la matière constitutive de l'enveloppe 25 et faisant saillie à l'extérieur.
Des électrodes d'amorçage et de commande 31 placées à l'extérieur de l'enveloppe 25 sont prévues pour commander l'écoulement du courant électrique à travers le tube. Jusqu'à ce point, le tube à décharge est sensiblement identique au tube décrit dans le brevet américain sus-indiqué.
Le tube perfectionné ici-décrit se distingue du précédent par un limitateur placé extérieurement à lui et servant à restreindre l'écoulement du courant à travers le tube. Ce limitateur comprend un électro-aimant 32 placé entre les deux parties espacées 26 et vis à vis de plusieurs plaques 33 formant chicanes logées à l'inté- rieur de l'enveloppe 25 du côté opposé à celui où se trouve l'électro-aimant 32. Celui-ci est branché dans un circuit électrique 34 commandé par un interrupteur 35.
Quand celui- ci est fermé, l'électro-aimant 32 est excité et le magné- tisme souffle l'arc électrique à l'intérieur de l'enveloppe 25 du tube et contre les chicanes 33, ce qui a pour effet d'allonger l'arc et d'augmenter ainsi la résistance à l'intérieur du tube, c'est-à-dire d'interrompre l'arc et de faire cesser par là même le passage du couranttravers le tube.
Le tube perfectionné est également équipé d'un dispositif de refroidissement caractérisé par une enveloppe externe 36 entourant l'enveloppe 25 de ce tube. Des cou- pelles 37 montées sur les extrémités de l'enveloppe externe 36 sont munies d'une tubulure d'entrée 38 et d'une tubulure de sortie 39 à travers lesquelles peut circuler un fluide refroidisseur. L'espace 40 séparant les enveloppes 25 et 36
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est rationnellement très étroit, de façon que l'efficacité du système de rayonnement de la chaleur soit relativement . grande. Toutefois, si l'on veut que cet espace intercalaire 40 soit très étroit, le problème de l'introduction de l'en- veloppe 25 dans l'enveloppe externe 36 est difficile à résoudre.
La solution de ce problème consiste ici à donner à ces enveloppes une forme annulaire, concentrique et hélicoïdale. Il devient de la sorte aisé de visser ensemble les enveloppes. La forme hélicoïdale des enveloppes est bien visible dans la fig.3. L'électro-aimant 32 est repré- senté monté sur un pont 41 disposé entre les côtés de l'èn- veloppe externe 36.
Le fluide refroidisseur qui doit circuler à travers l'espace 40 peut être soit liquide, soit gazeux.
S'il est liquide, on peut utiliser n'importe laquelle des substances refroidisseuses généralement connues. S'il est gazeux, il est préférable d'employer de la vapeur d'eau ou une autre vapeur. Pour accroître l'efficacité de l'absorp- tion de chaleur par cette vapeur, un diaphragme vibratile constitué par une bague en feuillard 43 est monté en travers d'une extrémité de l'enveloppe externe 36. Cette bague 43 est munie d'une armature 44 qui peut être attirée et repoussée par l'électro-aimant positif et négatif 45 convenablement supporté par une console 46. Cet électro- aimant 45 est capable de faire vibrer le diaphragme-45 selon une fréquence audible ou selon une fréquence supé- rieure à la limite d'audibilité.
Ces vibrations sont trans- mises au gaz qui circule à travers l'espace 40 et faci- litent le transfert de la chaleur entre l'enveloppe 25 et le milieu refroidisseur.
Dans la variante de réalisation qui est repré-
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sentée dans les figs. 4 et 5, l'invention est matérialisée dans un tube à décharge électronique et à commutation comprenant une enveloppe fermée 47 en matière isolante pourvue de deux parties ou ampoules espacées 48 placées plus bas' que la partie 49 qui se trouve entre elles. On remarquera que l'enveloppe 47 a la forme d'un demi-cercle.
L'enveloppe 25 décrite ci-avant a elle-même la forme d'un U retourné. Une électrode de mercure 50 est placée dans chacune'de ces deux parties espacées 48 pour assurer la connexion avec un circuit électrique externe qui amène le courant à travers le tube. Plusieurs bobines'51 sont dispo- sées transversalement à l'enveloppe 47 en des points espa- cés de la longueur du tube. Des circuits électriques 52 commandent le passage du courant à travers les bobines 51.
L'une de celles-ci peut constituer une électrode d'amor- çage par laquelle passe le courant qui doit traverser le. tube. Les diverses bobines 51 peuvent servir à restreindre l'écoulement du courant à travers le tube. A mesure que le courant traverse les bobines 51, le magnétisme prove- nant de ces bobines impose une constriction à l'arc à travers l'enveloppe 47. Pour chaque bobine 51, il se produit une constriction séparée. Ce courant ainsi restreint peut servir à divers buts. En commandant convenablement les circuits, il est possible de transformer un courant continu par modulation en un courant pulsatoire ayant diverses caractéristiques.
Dans la variante de réalisation qui est représen- tée dans la fig.6, il est prévu un tube à décharge élec- trique 55 en matière isolante munie de deux parties espa- cées 56 placées plus bas que la partie 57 qui se trouve entre elles. Des 'électrodes de mercure 58 sont logées dans
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et à travers les parties espacées 56 en vue de leur connexion avec un circuit électrique externe pour la commande du courant traversant le tube. Des électrodes d'amorçage et de commande 59 faisant saillie à l'extérieur sont montées à travers l'épaisseur de l'enveloppe 55. Celle-ci est également pourvue d'un limitateur destiné à restreindre l'écoulement du courant à travers le tube.
Ce limitateur est constitué par un volet coulissant 60 capable de tra- verser l'enveloppe 55 en un point situé entre les parties espacées 56.'Ce volet 60 est monté coulissant dans un ren- forcement déporté 61 ménagé sur l'un des côtés de l'enve- loppe 55. Une armature 62 est montée sur ou à l'intérieur de l'enveloppe 60. Cette armature peut être attirée par un électro-aimant 63 monté à l'extérieur de l'enveloppe 55.
Le mouvement du volet 60 jusqu'à sa position inférieure ouverte est assuré par la pesanteur ou par une autre force.
Le rôle de 1'électro-aimant 63 est de soulever le volet 60 à travers l'enveloppe 55 pour couper l'arc électrique.
L'enveloppe 55 est représentée montée à l'inté- rieur d'une enceinte 64 comportant plusieurs chicanes 65 qui guident la circulation d'un fluide refroidisseur. Cette enceinte comporte une tubulure d'entrée 66 du fluide re- froidisseur et une tubulure 67 pour la sortie de ce fluide.
Ce dernier peut être de l'huile, de l'eau, de la saumure ou plus généralement toute autre matière capable d'assurer la conduction de la chaleur qui se dégage de l'enveloppe 55, afin de prévenir une surchauffe.
Dans les figs. 7 et 8 est représentée une autre réalisation encore de l'invention selon laquelle le tube à décharge électronique et à commutation comprend une enve- loppe fermée 70 en forme d'U retourné munié à ses extrémités
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d'électrodes de mercure 71. Ce tube est pourvu d'électro- des d'amorçage et de commande 72. Un certain nombre d'ailettes 73 sont montées sur l'enveloppe 70 en des endroits espacés, de manière à assurer le refroidissement du tube par l'air grâce au phénomène de convexion.
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Ultra-high frequency generator electronic discharge tube and switch @
This invention proposes to improve electronic discharge tubes for ultra-high frequency generators and switches and relates more particularly to the discharge tubes described in US Patent No. 2,287,541 filed on November 7, 1940, the aim of the present improvements being to give to this kind of tube, a greater value for discharging or switching intense electric currents or for generating ultra-high frequency currents.
We know that with the incredible progress of industrialization, a very rapid development of the electrical industry is manifesting itself. There is a great demand in the market for better and more sophisticated equipment to handle the ever-increasing amount of electrical energy at increasing frequencies, voltages and amperages.
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try quickly. However, it is obvious that the equipment for transforming and transporting intense currents which is in use at the present time does not meet the requirements imposed and is even very dangerous to handle.
In contrast to this, the application of the discharge tubes discussed herein to generate high frequency currents represents immense advancement in many industries. Its greatest value today, at least as far as we can realize, is in the art of soldering, but this is only one of many applications that can be assigned to it. The invention typically proposes to use a discharge tube as a generator of ultra-high frequency currents by converting relatively low frequency currents. The invention provides for the use of the low frequency supply current and the ultra-high frequency supplied currents separately and independently.
The invention further provides for the use of a conductive coil arranged outside the casing and inside the field of the ultra-high frequency current generated by said discharge tube to pick up the waves. ultra-high frequency pulses. This coil can be connected to a suitable capacitance. The presence of the high frequency pulse can easily be detected by a neon tube and some electric lights.
It is common practice to mount on distribution boards and other switching stations a switching mechanism in which the circuits are established and interrupted by engagement and disengagement.
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ment of a pair of contacts. These contacts are generally exposed and quite dangerous. As a result, harmful electrical arcs often arise when the contacts are separated to open electrical circuits.
Spout arcs of this kind are extremely undesirable. Indeed, not only do they cause intense wear of the contacts themselves by producing a large amount of heat, but they represent a permanent danger in that they cannot for one reason or another be controlled and that they o short-circuit the electrical equipment and can even seriously injure or even electrocute * people in the vicinity and cause explosions due to the fumes which may be in the surrounding atmosphere. This is especially true of high voltage ultra-high frequency currents.
Many attempts have been made to construct relatively safe equipment, and devices have been devised to blow and extinguish these arcs as soon as they occur. Some of the devices devised in this regard use suitably directed air currents. Other systems use magnetism to extinguish these arcs. In other equipment, screens of various types are provided to confine the arcs. Finally, in still other equipment, the arcs are surrounded by oil or other liquids.
However, under the industrial conditions that are encountered at present and given that the electric power used is constantly increasing, it is found that, on many occasions, the equipment present does not correspond to practical requirements.
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The electric discharge tube described in the aforementioned US patent can function perfectly as a switching device, a high-frequency current generating device and a discharge device. An important feature of its construction is that the spout arc is confined at all times within an insulating envelope of which the tube is made. Thanks to this provision, the dangers previously indicated are notably reduced. In addition, the construction of this tube is specially adapted for the treatment of very intense currents. So it offers a simple solution to the above problems.
However, practice has shown that it is desirable to add certain important improvements to this tube described in the prior patent cited above in order to adapt it to the new applications indicated.
Firstly, a limiter is provided outside the tube to restrict the flow of current through it. With this addition, the discharge tube simultaneously becomes a switching tube. The limiter just discussed can affect any of different embodiments and can operate by any method. Several of these embodiments are described below. According to a first embodiment, the current flow limiter is constituted by an electromagnetic device capable of blowing the internal arc against a series of plates forming baffles to increase its length and thus cause the arc to be cut and by therefore the interruption of the flow of current.
According to another embodiment, one or more electro-magnetic coils placed around
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@ the tube to trap the arc inside. This restriction on the flow of current can be used for many different applications.
The invention also encompasses a novel cooling device for the discharge tube.
When the tube is used on extremely high currents to provide discharge and switching for extended periods of time, there is a tendency for the casing to heat up. The invention provides various methods of dissipating heat by radiation with a view to lowering the temperature of the casing. It thus becomes possible, thanks to the constructions proposed here, to use the tube for the control of electric discharges of greater intensity.
According to the invention the cooling device is characterized by the circulation of a cooling fluid around the discharge tube, many such fluids, both liquid and gaseous, can be employed. According to one embodiment of the invention, use is made of water, water vapor or other vapors as well as ultrasonic vibrations, that is to say of a frequency greater than the frequency of audibility to accelerate the transfer of heat between the discharge tube and the vapors providing cooling.
In the accompanying drawings: -
Fig.l is a schematic view showing how the improved tube referred to here can be used as a high frequency generator.
FIG. 2 is a view in longitudinal section of the electronic discharge and switching tube constituting a possible embodiment of the invention.
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Fig.3 is an end elevational view of the tube shown in Fig.2.
Fig.4 is a longitudinal sectional view of another possible embodiment of the electronic discharge and switching tube according to the invention.
Fig.5 is a sectional view taken along line 5-5 of Fig.4.
Fig. 6 is another longitudinal sectional view showing a third possible embodiment of the electronic discharge and switching tube according to the invention.
Fig. 7 is a side elevational view of a fourth possible embodiment of the electronic discharge tube according to the invention.
Fig.8 is a sectional view along line 8-8 of Fig.7 but drawn on a larger scale.
As shown in Fig. 1, the electronically developed tube of improved construction shown here is connected so as to act as an ultra-high frequency current generator. This generator tube comprises the usual casing 10 of insulating material carrying two electrodes 11 of mercury or another suitable material. The interior atmosphere of this envelope 10 is rarefied and charged with a conductive gas or other conductive medium. A starting or starting electrode 12 is associated with the tube 10 and connected to a starting circuit 13.
The electrodes 11 are connected in a circuit 14 which comprises the secondary winding 15 of a transformer 16, the primary winding of which is designated 17.
This primary winding is supplied by an alternating current.
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native such as that commonly supplied by industrial pipelines. The transformer 16 is designed so as to boost the voltage of the current to give it a value representing several thousand volts or more.
Experiments in this connection have been made in a test laboratory with a tube supplied with a current of
25,000 volts which operated under excellent condi- tions. The electrodes 11 are also connected to a circuit 18 through which the ultra-high frequency current flows. which is generated by the discharge tube. This circuit 18 is associated with an interceptor mechanism which only allows the passage of the desired current at high frequency.
A coil 19 of good conductive material is wound on the outer wall of the casing 10. This coil is connected by a conductor 20 to a coil 21 forming capacitance. The ultra-high frequency current which is generated inside the discharge tube produces an ultra-high frequency field which, by induction, produces currents in coil 19. These currents can be detected by a lamp. neon or other type of lamp, a wave counter or other measuring instrument.
The electronic discharge switching tube which is shown in Figs. 2 and 3 comprises a closed casing 25 of insulating material having two spaced parts 26 placed lower than the part 27 which lies between said spaced parts 26, A mercury electrode 28 is provided in each of these two spaced parts.
26 for connection with an external electrical circuit which conducts current through tube 25. Each electrode 28 comprises a sheet of mercury 29 placed in
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said lower parts, and an electrical conductor 30 passing through the material constituting the casing 25 and projecting outside.
Initiating and control electrodes 31 placed outside the casing 25 are provided to control the flow of electric current through the tube. Up to this point, the discharge tube is substantially identical to the tube described in the above-mentioned US patent.
The improved tube described here differs from the previous one by a limiter placed externally to it and serving to restrict the flow of current through the tube. This limiter comprises an electromagnet 32 placed between the two spaced parts 26 and opposite several plates 33 forming baffles housed inside the casing 25 on the side opposite to that where the electromagnet is located. 32. This is plugged into an electrical circuit 34 controlled by a switch 35.
When this is closed, the electromagnet 32 is energized and the magnetism blows the electric arc inside the casing 25 of the tube and against the baffles 33, which has the effect of lengthening arc and thus increase the resistance inside the tube, that is to say to interrupt the arc and thereby stop the flow of current through the tube.
The improved tube is also equipped with a cooling device characterized by an outer casing 36 surrounding the casing 25 of this tube. Cups 37 mounted on the ends of the outer casing 36 are provided with an inlet pipe 38 and an outlet pipe 39 through which a cooling fluid can flow. Space 40 separating envelopes 25 and 36
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is rationally very narrow, so that the efficiency of the heat radiating system is relatively. big. However, if it is desired that this intermediate space 40 be very narrow, the problem of introducing the envelope 25 into the outer envelope 36 is difficult to solve.
The solution to this problem here consists in giving these envelopes an annular, concentric and helical shape. In this way, it becomes easy to screw the envelopes together. The helical shape of the envelopes is clearly visible in fig. 3. The electromagnet 32 is shown mounted on a bridge 41 disposed between the sides of the outer shell 36.
The cooling fluid which must circulate through the space 40 can be either liquid or gaseous.
If it is liquid, any of the generally known cooling substances can be used. If it is gaseous, it is better to use water vapor or other vapor. To increase the efficiency of heat absorption by this vapor, a vibratory diaphragm consisting of a strip ring 43 is mounted across one end of the outer casing 36. This ring 43 is provided with a armature 44 which can be attracted and repelled by the positive and negative electromagnet 45 suitably supported by a bracket 46. This electromagnet 45 is capable of making the diaphragm-45 vibrate at an audible frequency or at a higher frequency at the limit of audibility.
These vibrations are transmitted to the gas which circulates through the space 40 and facilitate the transfer of heat between the envelope 25 and the cooling medium.
In the variant embodiment which is represented
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felt in figs. 4 and 5, the invention is embodied in an electronic discharge and switching tube comprising a closed envelope 47 of insulating material provided with two spaced parts or bulbs 48 placed lower than the part 49 which is between them. It will be noted that the envelope 47 has the shape of a semicircle.
The envelope 25 described above itself has the shape of an inverted U. A mercury electrode 50 is placed in each of these two spaced parts 48 to provide connection with an external electrical circuit which carries current through the tube. Several coils 51 are arranged transversely of the casing 47 at points spaced the length of the tube. Electric circuits 52 control the flow of current through the coils 51.
One of these can constitute a starting electrode through which passes the current which must pass through the. tube. The various coils 51 can be used to restrict the flow of current through the tube. As the current passes through the coils 51, the magnetism from these coils forces the arc to constrict through the envelope 47. For each coil 51, a separate constriction occurs. This restricted current can serve various purposes. By properly controlling the circuits, it is possible to transform a direct current by modulation into a pulsating current having various characteristics.
In the variant embodiment which is shown in fig. 6, there is provided an electric discharge tube 55 of insulating material provided with two spaced parts 56 placed lower than the part 57 which is between them. . Mercury electrodes 58 are housed in
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and through the spaced portions 56 for connection with an external electrical circuit for controlling the current through the tube. Outwardly projecting initiation and control electrodes 59 are mounted through the thickness of the casing 55. This is also provided with a limiter for restricting the flow of current through the tube. .
This limiter is constituted by a sliding shutter 60 capable of passing through the casing 55 at a point situated between the spaced parts 56. This shutter 60 is slidably mounted in an offset reinforcement 61 provided on one of the sides of the shutter. envelope 55. An armature 62 is mounted on or inside the envelope 60. This armature can be attracted by an electromagnet 63 mounted on the outside of the envelope 55.
The movement of the shutter 60 to its lower open position is provided by gravity or by some other force.
The role of the electromagnet 63 is to lift the shutter 60 through the casing 55 to cut the electric arc.
The casing 55 is shown mounted inside an enclosure 64 comprising several baffles 65 which guide the circulation of a cooling fluid. This enclosure comprises an inlet pipe 66 for the cooling fluid and a pipe 67 for the outlet of this fluid.
The latter can be oil, water, brine or more generally any other material capable of ensuring the conduction of the heat which is released from the casing 55, in order to prevent overheating.
In figs. 7 and 8 is shown yet another embodiment of the invention according to which the electronic discharge switching tube comprises a closed casing 70 in the form of an inverted U provided at its ends.
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mercury electrodes 71. This tube is provided with initiation and control electrodes 72. A number of fins 73 are mounted on the casing 70 at spaced places, so as to ensure the cooling of the. tube by air thanks to the phenomenon of convection.