Dispositif à décharges d'électrons. L'invention se rapporte à un dispositif à décharges d'électrons, comprenant un réci pient vide d'air à l'intérieur duquel se trou vent deux électrodes. Suivant l'invention ce récipient consiste en une partie métallique formant l'anode du dispositif, et en une par tie en verre, cette, dernière étant reliée à la parsie métallique sur une certaine longueur de celle-ci pour laquelle l'épaisseur est ré duite.
Le dessin ci-joint donne, à titre d'exemple, rme des formes de réalisation de l'objet de l'invention. La. fig. 1 montre le dispositif décrit sectionné suivant un plan vertical pas sa s, ut par l'axe du récipient vide d'air;
la fig. 2 montre en détail, et à, une échelle beau coup plus grande, l'arrangement utilisé pour supporter à l'intérieur du récipient les deux autres électrodes, c'est-à-dire le filament et la grille; la fig. 3 montre en détail une autre partie de ce support; la fig. 4 montre un moyen pouvant être utilisé pour refroidir le dispositif à décharges d'électrons.
Comme représenté au dessin, le dispositif comprend un récipient cylindrique 1 en mé tal, de préférence en cuivre, qui est destiné à servir d'anode. L'air à l'intérieur de ce ré cipient est évacué de façon à ce que le tube fonctionne comme un dispositif .de décharge d'électrons. La connexion électrique à l'anode 1 est réalisée en attachant un fil métallique, tel que 2, à l'extérieur de l'électrode. Cette anode, clans sa forme de réalisation préférée, a une longueur d'environ 1.50 mm, un dia mètre de 36 mm environ, et des parois d'une épaisseur de 3/4 mm, en cuivre.
L'anode est ouverte à son extrémité . inférieure, et cette extrémité est évasée graduellement jusqu'à un diamètre de 50 mm environ. Les parois de l'extrémité inférieure de l'anode sont tail lées en biseau, sur une longueur de 36 mm environ, d'une épaisseur de 3/,# mm jusqu'à une épaisseur de 31o mm.
L'extrémité inférieure de l'anode est réunie de manière étanche à une base 4, en verre. Dans la fabrication .du dispositif, on prépare une certaine longueur de verre 5, de préférence en verre blanc, d'une longueur de 12 mm environ, munie d'un col rétréci, cor respondant sensiblement à l'évasement de l'extrémité inférieure de l'anode 1. Cette par tie en verre et l'extrémité inférieure de l'a- node sont alors introduites dans une flamme et fondues ensemble. La partie inférieure en verre 4, est alors ainsi réunie par fusion à la partie supérieure 5.
L'anode 1 est de préférence revêtue<B>d'é-</B> tain, ou autre matière appropriée (ce revête ment n'est pas représenté au dessin). Ce re vêtement est destiné à permettre d'obtenir un haut degré de vide à l'intérieur de l'anode, en empêchant des fuites minimes.
Les autres électrodes sont supportées à l'intérieur de l'anode métallique, sur un châssis. Ce châssis comprend une tige ou arbre creux 6 de préférence en tube d'acier sans soudure, dont les extrémités supérieure et inférieure sont amenées à la forme carrée. L'extrémité inférieure carrée 7 de 11 tige 6 traverse, de manière étanche, une ouverture 8 d'une plaque en matière isolante 9, de préfé rence en lavite. L'isolant 9 est maintenu en place par l'épulement formé entre la partie carrée et la. partie ronde de la tige 6. Plus bas, l'extrémité carrée 7 passe îî travers une ouverture 10, obtenue en coudant convenable ment deux plaques I l et 12.
Autour de l'ex trémité carrée de la tige 6, entre la face. infé rieure de la, plaque S) et les bords supérieurs des plaques 1.1 et 1.2, est disposé un man chon d'écartement 13', qui sépare la plaque isolante 9 des plaques 11 et 12.
Les extrémités (les plaques 1.1 et; 1\3 sont soudées à. des barres verticales en Ï, 13 et 14, qui à leur tour, sont soudées à leurs extré mités inférieures à un collier 15 qui entoure et serre un renflement tubulaire intérieur 16 de la base en verre 4 du récipient. Les pla ques 11 et 1.2, les barres 13 et 14, et le col lier 15 sont de préférence tous en nickel.
L'extrémité supérieure carrée de la. tige 6 passe de manière étanche à travers -des ouver tures (non désignées par des lettres de réfé rence) dans des plaques 17 et 18, toutes deux de préférence en la.vite. La plaque 18 est quelque peu plus grande en diamètre que la plaque 17 et est disposée de manière à, s'a dapter librement dans le diamètre intérieur (le l'anode 1, en centrant ainsi l'extrémité su périeure de la tige 6 par rapport à l'anode 1. Les extrémités de la partie supérieure de la tige 6 sont fondues et sont recourbées par dessus la surface extérieure de la plaque 18.
La plaque 18 comporte, sur sa face infé rieure, un rebord 20, qui sert à la maintenir écartée de la plaque 17 et à augmenter ainsi le trajet de dispersion électrique entre les conducteurs dans la, plaque 17 et le point de contact entre l'anode 1 et la plaque 18. Plu sieurs fils métalliques 21 sont fixés à leurs extrémités supérieures à la, plaque 1i et s'é tendent à partir de celle-ci jusqu'à la pla que 9, à travers des ouvertures dans les quelles ils passent librement. Une certaine longueur de fil métallique 22, enroulée en hélice et formant l'électrode-grille, est soudée sur toute sa longueur à. ces fils 21. Le fil métallique 22 est de préférence en nickel.
Les extrémités inférieures des fils métalli- q ues '_ sont laisée libres pour leur permettre de se dilater sous l'influence de la chaleur.
L'un des fils 21 de support de l'électrode- grille est relié à, un conducteur d'amenée d@ courant 23, qui s'étend vers le, bas à travers un long prolongement tubulaire 24 (lu ren flement intérieur<B>16</B> de la base du récipient et traverse de manière étanche l'eitréinité de ce prolongement 24.
Le prolongement tubu laire 2--1 est également vide d'air, de sorte que le conducteur 23 est séparé par le vide des autres conducteurs, qui sortent du récipient, à. l'extérieur du prolongement tubulaire 24. De cette manière, des d('#eliarges à haut vol tage entre les conducteurs d'amenée sont ein péehés.
Un filament. 25 est supporté et enroulé en zigzag entre les plaques isolantes 9 et 17. A ses extrémités supérieures, ce filament est supporté par plusieurs fils métalliques re courbés 26, qui sont attachés dans des 011- v ertures qui sont ménagées dans las plaque 17. A ses extrémités inférieures, il est relié à. plusieurs fils recourbés 27, qui passent librement à, travers -des ouvertures ménagées dans la plaque isolante 9.
Les extrémités inférieures des fils métalliques 27 sont son dées aux extrémités extérieures de ressorts à boudin 29. Chacun de ces ressorts coin- prend deux parties de dimensions différen- tes, la partie 30, de petites dimensions, étant enroulée en hélice de manière à s'adapter dans l'ouverture 31 ménagée dans la plaque 9 et à travers laquelle passe la partie infé rieure du fil métallique 27. De cette manière, le filament est maintenu dans un état de ten sion constante, sous les températures varia bles auxquelles il est soumis.
Ces ressorts sont de préférence placés, comme représenté, sur le côté de la plaque 9 éloigné de la par tie principale de l'électrode, de sorte qu'ils sont efficacement protégés contre la zone chauffée. L'action de la chaleur sur l'élasti cité des ressorts est ainsi pratiquement évitée. L'une des extrémités du filament est reliée à l'un des fils métalliques 26, qui passe vers le haut à travers une ouverture dans la pla que 18 et est soudé, comme représenté en 32, à une partie de l'extrémité supérieure de la tige axiale 6. Au moyen de cette connexion par la. tige 6, les plaques Il et 12, la barre en<B>T</B> 13, un fil de connexion 33 et, un con ducteur d'amenée 34, la connexion électrique est établie à cette extrémité du filament 25.
L'autre extrémité du filament est reliée à l'un clés fils métalliques 26, qui passe vers le haut à travers la plaque 18 et se prolonge clans un tube isolant 35, de préférence en verre ou en quartz, logé à, l'intérieur de la tige creuse en acier 6. Ce tube 35 se pro longe vers le bas jusqu'à un point situé en dessous de l'extrémité inférieure carrée 7 de la tige 6. Le fil de connexion 35' pour cette extrémité du filament passe vers le bas à travers le tube 35 et est soudé à son extré mité inférieure à l'extrémité supérieure du conducteur d'amenée de courant 36.
Le dispositif est particulièrement appro prié à fonctionner avec de grandes quantités d'énergie. Il a été constaté que la construc tion décrite et représentée est capable d'ab sorber trois kilowatts d'énergie à un voltage de 3500 volts à l'anode. Lorsqu'il fonc tionne à une telle puissance, le tube à vide est approprié pour être utilisé comme modu lateur, oscillateur ou amplificateur dans des installations électriques telles que des circuits téléphoniques et des circuits de radio-signali- sation.
Lorsque de telles quantités de puissance sont appliquées au tube, il est nécessaire de prévoir des moyens simples et efficaces pour dissiper la chaleur engendrée. A cet effet, il est représenté à la fig. 4 un moyen simple et efficace de refroidissement qui est appro prié à être utilisé avec ce dispositif ther- mionique. Comme représenté, ce moyen com prend un récipient 40, comportant une entrée 41 et une sortie 42 pour la circulation d'une substance réfrigérante, qui peut être de l'eau ou de l'huile ou une autre matière appro priée.
Il peut également être avantageux clé prévoir un dispositif différent de refroidisse ment, tel qu'un serpentin ou tuyau 43, à travers lequel on peut faire passer la. subs tance réfrigérante. Ce serpentin ou tuyau est disposé autour de l'anode métallique du tube à vide. Le fond du récipient 40 est muni d'une ouverture qui est partiellement fermée au moyen d'une rondelle 44, en cuir ou en caoutchouc dur ou matière analogue, fixée au fond du récipient au moyen de bagues en laiton 45 et de vis 46.
Le dispositif ther- mionique est introduit à travers l'ouverture ménagée dans la rondelle 41 et est maintenu en place dans celle-ci, de sorte qu'environ la moitié de la partie inférieure en verre de la, base 4 du dispositif soit logée à l'intérieur du récipient 40. On peut facilement avoir accès à l'extrémité inférieure du tube à vide, faisant saillie en dessous du fond du réci pient 40, pour établir les connexions électri ques, le fond du récipient 40 étant soulevé à une certaine distance au-dessus du niveau du plancher clé la plateforme sur laquelle ce récipient est placé, au moyen de pieds 47.
Cette disposition est appropriée lorsqu'on utilise de l'eau ou d'autres substances réfrigé rantes analogues, étant donné quo les con ducteurs à l'extrémité inférieure du disposi tif sont ainsi isolés de cette substance.
Au contraire, lorsqu'or.. utilise de l'huile ou une attire matière isolante pour refroidir le dispositif, il n'est pas nécessaire d'employer un récipient comportant une ouverture s96- ciale, comme représenté à la fig. 4, puisque tous les conducteurs d'amenée du courant peuvent être plongés dans l'huile sans dan ger qu'il se produise de perte électrique.
Il ressort de la description de la construc tion mécanique de ce tube que la monture pour le filament et la grille et les connexions de support de cette monture au renflement tubulaire intérieur de la base du tube, sont complètement réunis en un seul bloc avant que ce bloc soit attaché au renflement tubu laire intérieur 16.
Electron discharge device. The invention relates to an electron discharge device, comprising an empty air container inside which there are two electrodes. According to the invention, this container consists of a metallic part forming the anode of the device, and of a glass part, the latter being connected to the metallic parsia over a certain length thereof for which the thickness is reduced. pick.
The accompanying drawing gives, by way of example, embodiments of the object of the invention. Fig. 1 shows the device described sectioned along a vertical plane not sa s, ut by the axis of the empty container of air;
fig. 2 shows in detail, and on a much larger scale, the arrangement used to support inside the container the other two electrodes, that is to say the filament and the grid; fig. 3 shows in detail another part of this support; fig. 4 shows a means that can be used to cool the electron discharge device.
As shown in the drawing, the device comprises a cylindrical container 1 made of metal, preferably copper, which is intended to serve as an anode. The air inside this container is evacuated so that the tube functions as an electron discharge device. The electrical connection to the anode 1 is made by tying a metal wire, such as 2, to the outside of the electrode. This anode, in its preferred embodiment, has a length of about 1.50 mm, a diameter of about 36 mm, and walls 3/4 mm thick, of copper.
The anode is open at its end. lower, and this end is gradually flared to a diameter of about 50 mm. The walls of the lower end of the anode are bevelled, over a length of approximately 36 mm, from a thickness of 3 /, # mm to a thickness of 31o mm.
The lower end of the anode is joined in a sealed manner to a base 4, made of glass. In the manufacture of the device, a certain length of glass 5, preferably of white glass, of a length of about 12 mm, provided with a narrowed neck, substantially corresponding to the widening of the lower end, is prepared. of the anode 1. This glass part and the lower end of the anode are then introduced into a flame and melted together. The lower glass part 4 is then joined by fusion to the upper part 5.
The anode 1 is preferably coated with tin, or other suitable material (this coating is not shown in the drawing). This re-garment is intended to allow a high degree of vacuum to be obtained inside the anode, preventing minimal leaks.
The other electrodes are supported inside the metal anode on a frame. This frame comprises a hollow rod or shaft 6 preferably made of seamless steel tube, the upper and lower ends of which are brought into a square shape. The square lower end 7 of 11 rod 6 crosses, in a sealed manner, an opening 8 of a plate of insulating material 9, preferably of lavite. The insulator 9 is held in place by the shoulder formed between the square part and the. round part of the rod 6. Lower down, the square end 7 passes through an opening 10, obtained by suitably bending two plates 11 and 12.
Around the square end of the rod 6, between the face. lower of the plate S) and the upper edges of the plates 1.1 and 1.2, there is a spacer 13 ', which separates the insulating plate 9 from the plates 11 and 12.
The ends (the plates 1.1 and; 1 \ 3 are welded to vertical Ï bars, 13 and 14, which in turn are welded at their lower ends to a collar 15 which surrounds and clamps an inner tubular bulge 16 of the glass base of the container 4. The plates 11 and 1.2, the bars 13 and 14, and the neck 15 are preferably all made of nickel.
The upper square end of the. rod 6 passes in a sealed manner through apertures (not designated by reference letters) in plates 17 and 18, both preferably in the fast. The plate 18 is somewhat larger in diameter than the plate 17 and is arranged so that it fits freely in the internal diameter (the anode 1, thus centering the upper end of the rod 6 by compared to anode 1. The ends of the upper part of the rod 6 are melted and are curved over the outer surface of the plate 18.
The plate 18 has, on its underside, a flange 20, which serves to keep it away from the plate 17 and thus to increase the path of electrical dispersion between the conductors in the plate 17 and the point of contact between the plate 17. anode 1 and the plate 18. Several metal wires 21 are fixed at their upper ends to the plate 1i and extend from it to the plate 9, through openings in which they pass freely. A certain length of metal wire 22, wound in a helix and forming the grid electrode, is welded over its entire length to. these wires 21. The metal wire 22 is preferably made of nickel.
The lower ends of the metallic threads are left free to allow them to expand under the influence of heat.
One of the grid electrode support wires 21 is connected to a current lead conductor 23, which extends downwardly through a long tubular extension 24 (see internal bulge <B > 16 </B> of the base of the receptacle and crosses in a sealed manner the eiterity of this extension 24.
The tubular extension 2--1 is also empty of air, so that the conductor 23 is separated by the vacuum from the other conductors, which leave the container, to. the outside of the tubular extension 24. In this way, high-voltage eliarges between the supply conductors are ein weighed.
A filament. 25 is supported and wound in a zigzag way between the insulating plates 9 and 17. At its upper ends, this filament is supported by several re-curved metal wires 26, which are attached in 011- v ertures which are formed in the plate 17. A its lower ends it is connected to. several curved wires 27 which pass freely through openings in the insulating plate 9.
The lower ends of metal wires 27 are linked to the outer ends of coil springs 29. Each of these wedge springs takes two parts of different dimensions, part 30, of small dimensions, being wound in a helix so as to s 'fit into the opening 31 made in the plate 9 and through which passes the lower part of the wire 27. In this way, the filament is kept in a state of constant tension, under the varying temperatures at which it is. submitted.
These springs are preferably placed, as shown, on the side of the plate 9 remote from the main part of the electrode, so that they are effectively protected against the heated area. The action of heat on the elasticity of the springs is thus practically avoided. One end of the filament is connected to one of the wires 26, which passes upward through an opening in plate 18 and is welded, as shown at 32, to part of the upper end of the axial rod 6. By means of this connection by the. rod 6, the plates 11 and 12, the <B> T </B> bar 13, a connecting wire 33 and, a lead conductor 34, the electrical connection is made at this end of the filament 25.
The other end of the filament is connected to a key wire 26, which passes upwardly through plate 18 and extends into an insulating tube 35, preferably glass or quartz, housed therein. of the hollow steel rod 6. This tube 35 extends downward to a point below the square lower end 7 of the rod 6. The lead wire 35 'for this end of the filament passes to down through tube 35 and is welded at its lower end to the upper end of current lead 36.
The device is particularly suitable for operating with large amounts of energy. It has been found that the construction described and shown is capable of absorbing three kilowatts of energy at a voltage of 3500 volts at the anode. When operated at such power, the vacuum tube is suitable for use as a modulator, oscillator or amplifier in electrical installations such as telephone circuits and radio signal circuits.
When such amounts of power are applied to the tube, it is necessary to provide simple and effective means for dissipating the heat generated. For this purpose, it is shown in FIG. 4 a simple and efficient means of cooling which is suitable for use with this thermionic device. As shown, this means comprises a container 40, having an inlet 41 and an outlet 42 for the circulation of a cooling substance, which may be water or oil or other suitable material.
It may also be advantageous to provide a different cooling device, such as a coil or pipe 43, through which it can be passed. refrigerant substance. This coil or pipe is arranged around the metal anode of the vacuum tube. The bottom of the container 40 is provided with an opening which is partially closed by means of a washer 44, of leather or hard rubber or the like, fixed to the bottom of the container by means of brass rings 45 and screws 46.
The thermionic device is introduced through the opening in the washer 41 and is held in place therein, so that about half of the lower glass part of the base 4 of the device is housed inside. the interior of the container 40. The lower end of the vacuum tube, protruding below the bottom of the container 40, can be easily accessed for making the electrical connections, the bottom of the container 40 being raised to a certain extent. distance above the level of the floor of the platform on which this container is placed, by means of feet 47.
This arrangement is suitable when water or other similar refrigerants are used, since the conductors at the lower end of the device are thus isolated from this substance.
On the contrary, when gold uses oil or an insulating material attractant to cool the device, it is not necessary to employ a receptacle having a secondary opening, as shown in FIG. 4, since all the current supply conductors can be immersed in oil without danger of electrical loss occurring.
It can be seen from the description of the mechanical construction of this tube that the mount for the filament and the grid and the support connections of this mount to the inner tubular bulge of the base of the tube, are completely joined into one unit before this block is attached to the inner tubular bulge 16.