Verfahren und Vorrichtung züm Betreiben einer elektrischen Entladungsröhre. Man hat bereits versucht-, die Entladung in einer elektrischen Entladungsröhre im Dampf von Amalgamen stattfinden zu lassen, und zu diesem Zwecke verwendete man zum Beispiel häufig Kadmiumamalgam. Der an gestrebte Zweck bestand darin, das durch die Entladungsröhre au3gesandte Licht die t5 Spektrallinien des neben dem Quecksilber dampf vorhandenen Metalldampfes enthalten zu lassen.
Eine in Kadmiumdampf statt findende E#itladung sendet zum Beispiel ein intensives ultraviolettes Licht aus, so dass eine solche Entladungsröhre vorteilhaft zur Bestrahlung von Stoffen mit ultraviolettem Licht benutzt werden kann.
Nur diejenigen Amalgame, die einen gro ssen Prozentsatz Quecksilber enthalten, sind bei Zimmertemperaturen flüssig. Wenn man Amalgame mit niedrigerem Quecksilberge halt verwendet, was erwünscht sein kann, um die Entladung in der Hauptsache in einem ausser dem Quecksilberdampf vor handenen Metalldampf erfolgen zu las- sen, so setzen sich oft grosse Schwierig keiten entgegen.
Nach der Unterbrechung der Entladung in einer Entladungsröhre, die zum Beispiel mindestens eine aus solchen Amalgamen bestehende Elektrode enthält, gehen diese Amalgame, die während des Betriebes der Röhre infolce der Ent ladung erhitzt werden und dann flüssig sind, in den festen oder breiigen Zustand iiber. Bei dieser Erstarrung der Amalgame wird auf die Wände der Elektrodenkammern ein grosser Druck ausgeübt, durch den sehr häu fig Bruch der Entladungsröhre herbeigeführt wird.
Die Erfindung, die sich auf ein Verfah ren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer elektrischen Entladunosröhre bezieht, deren Entladung im Dampf eines Stoffes er folgt, der bei Zimmertemperatur fest oder breiartig ist, bezweckt diese Nachteile zu -vermeiden.
Gemäss der Erfindung wird die Ent ladungsröhre bei oder kurz nach der Unter- brechung der Entladung in eine solche Stel lung gebracht, dass die freie Oberfläche des den Dampf liefernden Stoffes grösser als in der Betriebsstellung der Entladungsröhre ist. Die bei der Erstarrung auftretenden Kräfte finden auf diese Weise eine grössere freie Oberfläche, auf die sie auswirken können, ohne dass eine Beschädigung der Wand der Entladuno,sröhre zu befürchten ist.
Vorzugsweise wird die Entladungsröhre bei oder kurz nach der Unterbrechung der Entladung in eine solche Stellung gebracht, dass jeder Schnitt senkrecht zur Achse der Entladungsröhre höchstens nur teilweise durch den Stoff, in dessen Dampf die Ent ladung stattfindet, eingenommen wird. Bei dieser Anordnung der Entladungsröhre ist die Gefahr für Bruch der Röhrenwand prak tisch ganz vermieden. Vorteilhaft kann die Röhre bei oder kurz nach der Unterbrechung der Entladung in eine derartige Stellung ge bracht werden, dass der den Dampf liefernde Stoff die Poldrähte der Entladungsröhre mit einander verbindet. Diese Erstarrung ermög licht nämlich, die Entladungsröhre auf ein fache Weise aufs neue in Betrieb zu setzen.
Die Einrichtung, in der eine Röhre der beschriebenen Art angeordnet ist, kann derart eingerichtet. sein, dass bei Unterbrechung des Entladungsstromes die Entladungsröhre selbsttätig in eine derartige Stellung ge bracht wird, dass die freie Oberfläche des den Dampf liefernden Stoffes grösser als in der Betiiebsstellung der Röhre ist.
In der Zeichnung sind Ausführungs formen einer Entladungsröhre, die gemäss der Erfindung betrieben werden kann und einer Vorrichtung, in der eine solche Röhre angeordnet ist, beispielsweise darge stellt.<B>1</B> Fig. <B>1</B> und 2 zeigen in Vorder- bezw. Seitenansicht die von der Entladungsröhre während des Betriebes eingenommene Stel lung; Fig. <B>3</B> und 4 zeigen in Vorder- bezw. Seitenansicht die Stellung, in welche diese Röhre bei der Unterbrechung des Ent ladungsstromes gebracht wird;
#h in die Fig. <B>5</B> und<B>6</B> zeigen chematis, Seiten- bezw. Vorderansicht eine Vorrich tung gemäss der Erfindunzni und in Fig. <B>7</B> ist ein Teil dieser Vorrichtung dargestellt.
Die in den Fig. <B>1</B> bis 4 dargestellte Ent- iadungsröhre weist einen halbkreisförmigen Teil<B>1</B> auf, mit dem zwei Elektrodenkam- mern 2 verbunden sind. Diese Elektroden- kammern bestehen aus kurzen Röhren, die sich senkrecht zur Ebene des halbkreis förmigen Teils<B>1</B> erstrecken. Die Wand der Entladungsröhre besteht aus Quarz oder aus einem anderntfür ultravioleite'Strahlen durch lässigen Stoff mit hohem Schmelzpunkt.
In die Enden der Elektrodenkammern 2 sind Poldrähte<B>3,</B> die zum Beispiel aus Wolfram bestehen, eingeschmolzen. Diese Poldrähte reichen bis in den halbkreisförmigen Teil<B>1</B> der Entladungsröhre. Die Elektrodenham- mern sind mit einem Stoff 4 gefüllt, der bei Zimmertemperatur fest oder breiig ist, aber bei höherer Temperatur flüssig wird. Dieser Stoff kann zum Beispiel aus Kadmiumamal- gam bestehen, dessen Kadmiumgehalt, zum Beispiel<B>2,5 %</B> beträgt. Es kommen aber auch andere Stoffe, zum Beispiel Natrium-, Blei-, Wismuthamalgam, Woodmetall, in Betracht.
Die Fig. <B>1</B> und 2 zeigen die Betriebsstel lung, der Entladungsröhre. Die Entladung er folgt dann zwischen den in den Elektroden- kammern 2 vorhandenen Kadmiumamalgam- mengen. Da diese Entladung ein starkes ultraviolettes Licht aussendet, lässt sich die dargestellte Entladungsrühre vorteilhaft zur Bestrahlung von Stoffen mit ultraviolettem Licht verwenden, zum Beispiel zur Herstel lung des Vitamins<B>D.</B>
Beim Unterbrechen des durch die Rohre hindurchfliessenden Entladungsstromes, was zum Beispiel durch Unterbrechung des äu ssern Stromkreises erfolgen kann, wird die Entladungsröhre um die Achse<B>5-5</B> gedreht, so dass der halbkreisförmige Teil der Ent ladungsröhre in eine wagrechte Ebene zu lie gen kommt. Das flüssige Kadmiumamalgam wird sich dabei durch die ganze Röhre ver breiten, wie aus den Fig. <B>3</B> und 4, welche die Stellung der Entladungsröhre nach der Unterbrechung des Entladungsstromes zei gen, ersichtlich ist.
Die freie Oberfläche des Kadiniumamalganis, das heisst die Ober fläche des Amalgams, die nicht mit der Röh- ren-wand in Berührung ist, ist bedeutend grö sser als in der Betriebsstellung der Ent ladungsröhre. Wie aus den Fig. <B>3</B> und 4 er sichtlich ist, ist das Kadmiumamalgam der art in der Entladungsröhre verbreitet, dass kein einziger Schnitt senkrecht zur Achse der Röhre ganz vom Amalgam eingenommen wird. Bei der Erstarruno, kann sich das Amalgam denn auch frei nach oben aus dehnen, so dass kein unerwünschter Druck auf die Wand der Entladungsröhre ausge <B>übt</B> wird.
Das Umkippen der Entladungsröhre braucht nicht immer gleichzeitig mit der Unterbreeliun-- des Entladungsstromes zu erfolgen. Es ist auch möglich, dieses Um kippen kurz nach der Unterbrechung des Entladungsstromes stattfinden zu lassen. Es soll aber dafür Sorge getragen werden, dass die. EntladungsrÜhre umgekippt wird, bevor das Amalgam soweit erstarrt ist, dass es sich nicht weiter in der Röhre verbreiten kann.
Wenn die Entladungsröhre aufs neue in Betrieb gesetzt werden muss, so kann das er starrte Amalgam durch eine äussere Heiz- quelle, zum Beispiel durch eine Flamme, er hitzt werden. Wenn dabei an die Elektroden eine Spannung angelegt und die Entladungs röhre in die Betriebsstellung gebracht wird, so wird beim Flüssigwerden des Amalgams an der Stelle, an der die Amalgamschicht in zwei Richtungen auseinanderfliesst, ein Bogen gebildet werden.
Diese Erhitzung des Amalgams kann auch mittelst eines Heiz- elementes erfolgen, das als Vorschaltwider- stand der Entladungsröhre dienen kann.
Die Fig. <B>5, 6</B> und<B>7</B> zeigen schematisch eine Vorrichtung mit einer in den Fig. <B>1</B> bis 4 dargestellten Entladungsröhre. Diese Vor richtung ist derart eingerichtet, dass die Ent ladungsröhre bei der Unterbrechung dns Ent ladungsstromes selbsttätig in die zur Erstar rung des Amalgams erforderliche Stellung befördert wird. Die Elektrodenkammern der Entladungsröhre sind in Ringen<B>6</B> befestigt, die mit Achszapfen<B>7</B> versehen sind. Diese Zapfen ruhen in Achslagerii 8., so dass die Entladungsröhre drehbar angeordnet ist.
Auf dem rechten Zapfen<B>7</B> ist ein aus ferro- magnetischem Stoff bestehender Anker<B>9</B> be festigt, der in Fig. <B>7</B> in Seitenansicht dar--e- stellt ist. Dieser Anker<B>9</B> ist zwischen zwei durch ein Joch<B>11</B> verbundenen Polschuhen <B>10</B> angeordnet. Dieses Joch ist mit einer Wieklung 12 umgeben. Diese Magnetwick lung ist mit der Entladungsstrecke in Reihe ,oleschaltet. Solange der Entladungsstrom durch diese Wicklung fliesst, wird der Anker <B>9</B> in der senkrechten Stellung und infolge dessen die Entladungsröhre in der gewünsch ten Betriebsstellung gehalten.
Sobald aber der Entladungsstrom unterbrochen wird, wird die Entladungsröhre durch ihr Gewieht umkippen, wobei durch in der Zeichnung nicht dargestellte Stützen verhindert wird, dass die Röhre weiter als in die wagreebte Ebene umkippt.
Die Vorrichtung kann auch derart ein gerichtet werden, dass die Inbetriebsetzung der Entladungsröhre ganz selbsttätig erfolgt.
Method and apparatus for operating an electrical discharge tube. Attempts have already been made to allow the discharge to take place in an electric discharge tube in the vapor of amalgams, and for this purpose cadmium amalgam, for example, was often used. The intended purpose was to let the light emitted by the discharge tube contain the t5 spectral lines of the metal vapor present in addition to the mercury vapor.
A charge in cadmium vapor, for example, emits intense ultraviolet light, so that such a discharge tube can advantageously be used for irradiating substances with ultraviolet light.
Only those amalgams that contain a large percentage of mercury are liquid at room temperature. If amalgams with lower levels of mercury are used, which may be desirable in order to allow the discharge to take place mainly in a metal vapor that is present in addition to the mercury vapor, great difficulties are often encountered.
After the discharge has been interrupted in a discharge tube which contains, for example, at least one electrode consisting of such amalgams, these amalgams, which are heated during the operation of the tube as a result of the discharge and are then liquid, change to a solid or pulpy state. During this solidification of the amalgams, great pressure is exerted on the walls of the electrode chambers, which very often causes the discharge tube to break.
The invention, which relates to a method and a device for operating an electric discharge tube, the discharge of which in the vapor of a substance that is solid or pulpy at room temperature, aims to avoid these disadvantages.
According to the invention, the discharge tube is brought into such a position during or shortly after the interruption of the discharge that the free surface of the substance supplying the vapor is larger than in the operating position of the discharge tube. In this way, the forces occurring during solidification find a larger free surface on which they can act without having to worry about damaging the wall of the discharge tube.
The discharge tube is preferably brought into such a position during or shortly after the interruption of the discharge that each cut perpendicular to the axis of the discharge tube is at most only partially taken up by the substance in whose vapor the discharge takes place. With this arrangement of the discharge tube, the risk of breaking the tube wall is practically completely avoided. During or shortly after the interruption of the discharge, the tube can advantageously be brought into such a position that the substance supplying the vapor connects the pole wires of the discharge tube with one another. This solidification made it possible to put the discharge tube back into operation in a simple manner.
The device in which a tube of the type described is arranged can be configured in this way. be that when the discharge current is interrupted, the discharge tube is automatically brought into such a position that the free surface of the substance supplying the vapor is larger than in the operating position of the tube.
In the drawing, embodiments of a discharge tube which can be operated according to the invention and a device in which such a tube is arranged are illustrated, for example. <B> 1 </B> Fig. <B> 1 </B> and 2 show in front and respectively. Side view of the position assumed by the discharge tube during operation; FIGS. 3 and 4 show in front or Side view of the position in which this tube is brought when the discharge current is interrupted;
#h in Figures <B> 5 </B> and <B> 6 </B> show chematis, side or Front view of a device according to the invention and in Fig. 7 a part of this device is shown.
The discharge tube shown in FIGS. 1 to 4 has a semicircular part 1 to which two electrode chambers 2 are connected. These electrode chambers consist of short tubes which extend perpendicular to the plane of the semicircular part <B> 1 </B>. The wall of the discharge tube is made of quartz or some other material for ultraviolet rays through a permeable material with a high melting point.
Pole wires 3, which consist of tungsten, for example, are fused into the ends of the electrode chambers 2. These pole wires extend into the semicircular part <B> 1 </B> of the discharge tube. The electrode hammers are filled with a substance 4 that is solid or pulpy at room temperature, but becomes liquid at a higher temperature. This substance can consist, for example, of cadmium amalgam, the cadmium content of which is, for example, <B> 2.5% </B>. But there are also other substances, for example sodium, lead, bismuth hamalgam, wood metal, into consideration.
Figs. 1 and 2 show the operating position, the discharge tube. The discharge then takes place between the amounts of cadmium amalgam present in the electrode chambers 2. Since this discharge emits a strong ultraviolet light, the discharge tube shown can advantageously be used for irradiating substances with ultraviolet light, for example for the production of the vitamin <B> D. </B>
When the discharge current flowing through the tubes is interrupted, which can be done, for example, by interrupting the external circuit, the discharge tube is rotated around the axis <B> 5-5 </B> so that the semicircular part of the discharge tube becomes horizontal Level comes to lie. The liquid cadmium amalgam will spread through the whole tube, as can be seen from FIGS. 3 and 4, which show the position of the discharge tube after the discharge current has been interrupted.
The free surface of the cadinium amalgam, that is, the surface of the amalgam that is not in contact with the tube wall, is significantly larger than in the operating position of the discharge tube. As can be seen from FIGS. 3 and 4, the cadmium amalgam is widespread in the discharge tube such that not a single cut perpendicular to the axis of the tube is entirely taken up by the amalgam. During solidification, the amalgam can expand freely upwards, so that no undesirable pressure is exerted on the wall of the discharge tube.
The overturning of the discharge tube does not always have to take place simultaneously with the interruption of the discharge current. It is also possible to let this tilt to take place shortly after the interruption of the discharge current. However, care should be taken that the. The discharge tube is tipped over before the amalgam has solidified to such an extent that it cannot spread any further in the tube.
If the discharge tube has to be put into operation again, the stared amalgam can be heated by an external heating source, for example by a flame. If a voltage is applied to the electrodes and the discharge tube is brought into the operating position, an arc will be formed when the amalgam becomes liquid at the point at which the amalgam layer flows apart in two directions.
This heating of the amalgam can also take place by means of a heating element, which can serve as a series resistor for the discharge tube.
FIGS. 5, 6 and 7 schematically show a device with a discharge tube shown in FIGS. 1 to 4. This device is set up in such a way that the discharge tube is automatically moved into the position required to solidify the amalgam when the discharge current is interrupted. The electrode chambers of the discharge tube are fastened in rings <B> 6 </B> which are provided with axle journals <B> 7 </B>. These pins rest in Achslagerii 8, so that the discharge tube is rotatably arranged.
On the right pin <B> 7 </B> an armature <B> 9 </B> made of ferromagnetic material is fastened, which is shown in side view in FIG. 7 - is. This armature <B> 9 </B> is arranged between two pole shoes <B> 10 </B> connected by a yoke <B> 11 </B>. This yoke is surrounded by a weight 12. This magnetic winding is connected in series with the discharge path. As long as the discharge current flows through this winding, the armature <B> 9 </B> is held in the vertical position and, as a result, the discharge tube is held in the desired operating position.
As soon as the discharge current is interrupted, however, the discharge tube will overturn due to its weight, with supports not shown in the drawing preventing the tube from tipping over further than in the horizontal plane.
The device can also be set up in such a way that the discharge tube is started up completely automatically.