Hochdruckentladungsröhre. Es sind Queeksil.berdampfentladungsröh- ren bekannt, die beim Betrieb einen sehr hohen, beispielsweise weit über 20 atm lie genden Quecksilberdampfdruck aufweisen, wie solche im Patent Nr. 18526:8 beschrieben sind. Die in diesem Patent beschriebene Röhre bestellt aus einem Quarzrohr mit einem innern Durchmesser kleiner als 3,5 mm und ist ausser mit einer Menge Quecksilber mit einer Gasfüllung versehen.
Die aus Wolf ram bestehenden Stremzuführungsdrä.hte der Elektroden sind unter Vermittlung von einem oder mehreren Übergangsgläsern, die in be kannter Weise abgestufte<B><I>"</I></B> zwischen den Ausdehnungskoeffizienten des Quarzes und des Wolframs liegende Ausdehnungslz-oeffi- zienten haben, durch die Quarzwand der Röhre geführt. Bisher geschah dies in :der Weise, dass an :das Ende :
des Quarzrohres eine etwa halbkugelförmige Kappe aus einem an Quarz anschmelzbaren Übergangsglas an geschmolzen wurde. Diese Kappe wurde mit einer Üffnung versehen,
in die hinein der mit einer Glasschicht überzogene Stromzufüll- rungsdraht gesteckt und diese Glasschicht mit der Glaskappe verschmolzen wurde. Bei Verwendung von Wolframdraht kann sowohl die auf den. Draht aufgeschmolzene Glas schicht, als auch die an .das Quarz ange- schmolzene Kappe aus alkalifreiem Glase mit folgender Zusammensetzung bestehen:
88,3 % Si02 8,4 <B>%</B> B'203 2,9 % A120, 0,4 % Ca0. Es ist jedoch auch möglich, für die Schicht und :die Kappe Gläser mit verschie- dener Zusammensetzung und etwas vonein ander abweichenden: Ausdehnungskoeffizien- ten zu benutzen.
Die Erfindung befasst sich mit Hoch druckentladungsröhren aus quarz, in welche die Stro.mzuführungs:drähte unter Vermitt lung .eines oder mehrerer Übergangsgläser durch die Quarzwand geführt sind. Die Er- findung bezweckt, die mechanische Stärke dieser Röhren zu vergrössern, wodurch die Lebensdauer gesteigert und auch der zuläs sige Druck erhäht wird.
Gemäss- der Erfindung ist mindestens ein Teil des Übergangsglases zwischen dem Quarz und dem Stromzuführungs@draht der art innerhalb des Quarzrohres angebracht, dass dieser Teil an dem dem Innenraum der Röhre zugewendeten Ende in allmählich ge ringer werdender Dicke auf dem Quarz liegt.
Diese Ausbildung der Röhre ist besonders zweckmässig bei Drucken von über 20 atm Vorzugsweise lässt man überdies das Über gangsglas an der Stelle, wo der Stromzu- führungsdrabt aus dem Übergangsglas in das Röhreninnere tritt, etwas in das Röhren innere vorspringen. Zweckmässig lässt man das Übergangsglas über eine Länge,
die grö sser ist als die, Wandstärke des Quarzrohres, von dem Quarz umgreifen. Es hat sich her ausgestellt, dass sich in dieser Weise eine ausserordentlich starke und dauerhafte Ver bindung zwischen dem Metalldraht und dem Quarzrohr erreichen lässt.
Ein geeignetes Verfahren, um die be schriebene Verbindung herzustellen, besteht in folgendem. In einem Ende ,des Quarz rohres wird eine Menge des an das Quarz an zuschmelzenden Übergangsglases-, zweck mässig durch Einsaugen., angebracht und mit dem Quarz verschmolzen, wodurch im Ende des Quarzrohres ein Pfropfen:
aus Glas ge bildet wird. in welchem Glaspfropfen in der artiger Weise eine Öffnung geblasen wird, dass -der am Quarz haftende Pfropfen an der Innenseite einen von aussen nach innen all mählich .dünner werdenden Rand aufweist. In diese Öffnung wird dann der mit einer Glasschicht überzogene Stromzuführungs- draht hineingesteckt, worauf diese Glas schicht und der Glaspfropfen miteinander verschmolzen werden.
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert.
Die Fig. 1 bis 4 erläutern die einzelnen Schritte des Verfahrens zur Herstellung der Einschmelzung eines Stromzuführungsdrah- tes einer Quecksilberdampfentladungsröhre, während Fig. 5 diese Röhre selbst darstellt.
In Fig. 1 bedeutet 1 ein Ende eines Quarzrohres, aus dem die Entladungsröhre hergestellt wird. Das Quarzrohr hat in die sem Fall einen Innendurchmesser von 2. mm und .eine Wandstärke von 2 mm. In dieses Ende soll ein Wolframdraht eingeführt wer den, und zwar unter Vermittlung eines Übergangsglases der oben angegebenen Zu sammensetzung. Hierzu wird das Quarzrohr 1 in eine geschmolzene Menge dieses Glases eingetaucht und ein Pfropfen 2 dieses Glases in das Quarzrohr eingesaugt, worauf das Ende des Quarzrohres derart erhitzt wird, dass eine Verschmelzung zwischen dem Quarzrohr und dem Glaspfropfen stattfin det.
Es wird dafür Sorge getragen, dass die Länge, über die der Pfropfen in das Quarz rohr hineinragt, wesentlich grösser ist als die Wandstärke des Rohres. Die Länge wird wenigstens 1,5 Mal, vorzugsweise jedoch mindestens zweimal, z. B. drei- oder viermal, so gross als die Wandstärke gewählt.
Daraufhin wird in dem heissen Pfropfen 2 mit Hilfe eines in der Richtung des Pfeils zugeführten Gasstromes, z. B. Luft, .die in Fig. 2 ersichtliche längliche Öffnung 6 ge blasen, und zwar derart, dass an der Innen seite des Pfropfens der Rand 4 gebildet wird, der oben ganz dünn ist und nach unten all mählich dicker wird. .In diese Öffnung wird dann der in Fig. 3 dargestellte Wolfram draht 5 eingeführt, auf dem eine Schicht 6 des Übergangsglases aufgebracht ist, das die erwähnte Zusammensetzung oder eine solche Zusammensetzung aufweist, dass der Aus dehnungskoeffizient etwas von dem des er wähnten Glases abweicht.
Hierauf werden die Glasschicht 6 und der Pfropfen 2 mit einander verschmolzen. Dabei wird der Draht 5 mit der Schicht 6 soweit in die Öffnung -3 g o esteckt, dass nach dem Verschmelzen der Schicht mit dem Pfropfen das Übergangsglas rund um den Draht in Form eines abgerunde ten Hügelchens 7 umgibt. Die fertiggestellte Einschmelzung ist in Fig. 4 dargestellt.
Die insbesondere zu Beleuchtungs- oder Bestrahlungszwecken dienende Entladungs röhre nach Fig. 5 zeigt an beiden Enden eine solche Einschmelzung und enthält in jedem Ende eine Menge flüssigen Quecksilbers 8, aus dem der Wolframdraht ein wenig, z. B. 1 mm, hervorragt und eine Glühelektrode bil det. Das Ende des Wolframdrahtes kann mit einem stark elektronenemittierenden Oxyd, z. B. Strontiumoxyd, bedeckt sein. Die Röhre enthält auch Neon unter einem Druck bei Zimmertemperatur von einigen Zentimetern.
Die Röhre wird mit einer derartigen Be lastung betrieben, dass der Quecksilberdampf druck einen sehr hohen Wert annimmt. Es können leicht Drücke von 300 atm und mehr zugelassen werden. Um die Belastung und damit die Intensität und die Oberflächen- belligkeit der eingeschnürten Hochdruckent ladung steigern zu können, kann die Röhre künstlich gekühlt werden, z. B. mit Hilfe von die Röhre umspülendem Wasser.
High pressure discharge tube. Queeksilver vapor discharge tubes are known which, during operation, have a very high mercury vapor pressure, for example well above 20 atm, as are described in Patent No. 18526: 8. The tube described in this patent is made of a quartz tube with an inner diameter of less than 3.5 mm and is filled with gas in addition to a quantity of mercury.
The strem feeder wires of the electrodes, which are made of tungsten, are, through the intermediary of one or more transition glasses, the expansion that is graded in a known manner between the expansion coefficients of the quartz and the tungsten -effi- cients have passed through the quartz wall of the tube. So far this has happened in: the way that at: the end:
of the quartz tube an approximately hemispherical cap made of a transition glass fusible to quartz was melted. This cap was provided with an opening,
into which the power supply wire covered with a glass layer was inserted and this glass layer was fused with the glass cap. When using tungsten wire, both the. Wire fused glass layer, as well as the cap fused to the quartz consist of alkali-free glass with the following composition:
88.3% Si02 8.4 <B>% </B> B'203 2.9% A120, 0.4% Ca0. However, it is also possible to use glasses with different compositions and slightly different expansion coefficients for the layer and: the cap.
The invention is concerned with high-pressure discharge tubes made of quartz, into which the current supply wires are passed through the quartz wall with mediation .one or more transition glasses. The aim of the invention is to increase the mechanical strength of these tubes, as a result of which the service life is increased and the permissible pressure is also increased.
According to the invention, at least part of the transition glass between the quartz and the power supply wire is attached within the quartz tube in such a way that this part lies on the quartz at the end facing the interior of the tube in a gradually decreasing thickness.
This design of the tube is particularly useful at pressures of over 20 atm. Preferably, the transition glass is also made to protrude slightly into the inside of the tube at the point where the power supply wire emerges from the transition glass into the inside of the tube. It is advisable to leave the transition glass over a length
which is greater than the wall thickness of the quartz tube around which the quartz surrounds. It has been shown that in this way an extraordinarily strong and permanent connection can be achieved between the metal wire and the quartz tube.
A suitable method for making the described connection is as follows. In one end of the quartz tube, an amount of the transition glass to be fused to the quartz, expediently by suction, is attached and fused with the quartz, causing a plug in the end of the quartz tube:
is formed from glass. in which glass plug an opening is blown in such a way that the plug adhering to the quartz has a gradually thinning edge on the inside from the outside to the inside. The power supply wire coated with a glass layer is then inserted into this opening, whereupon this glass layer and the glass plug are fused together.
The invention will now be explained in more detail with reference to the drawing, for example.
1 to 4 explain the individual steps of the method for producing the fusing of a power supply wire of a mercury vapor discharge tube, while FIG. 5 shows this tube itself.
In Fig. 1, 1 denotes one end of a quartz tube from which the discharge tube is made. In this case, the quartz tube has an inside diameter of 2 mm and a wall thickness of 2 mm. In this end, a tungsten wire is to be introduced to who, with the mediation of a transition glass of the above composition. For this purpose, the quartz tube 1 is immersed in a molten amount of this glass and a plug 2 of this glass is sucked into the quartz tube, whereupon the end of the quartz tube is heated in such a way that a fusion between the quartz tube and the glass plug takes place.
Care is taken that the length over which the plug protrudes into the quartz tube is significantly greater than the wall thickness of the tube. The length is at least 1.5 times, but preferably at least twice, e.g. B. chosen three or four times as large as the wall thickness.
Thereupon is in the hot plug 2 with the help of a gas flow supplied in the direction of the arrow, for. B. air,. The visible in Fig. 2 elongated opening 6 blow ge, in such a way that on the inside of the plug, the edge 4 is formed, which is very thin at the top and gradually thicker downwards. In this opening, the tungsten wire 5 shown in Fig. 3 is inserted, on which a layer 6 of the transition glass is applied, which has the aforementioned composition or such a composition that the expansion coefficient differs somewhat from that of the glass mentioned.
The glass layer 6 and the plug 2 are then fused to one another. The wire 5 with the layer 6 is inserted into the opening -3 g o so far that after the layer has fused with the plug, the transition glass surrounds the wire in the form of a rounded hillock 7. The completed seal is shown in FIG.
The particular for lighting or irradiation purposes serving discharge tube according to Fig. 5 shows such a melt at both ends and contains in each end a lot of liquid mercury 8, from which the tungsten wire a little, z. B. 1 mm, protrudes and a glow electrode bil det. The end of the tungsten wire can be coated with a highly electron-emitting oxide, e.g. B. strontium oxide, be covered. The tube also contains neon under a pressure of a few centimeters at room temperature.
The tube is operated with such a load that the mercury vapor pressure assumes a very high value. Pressures of 300 atm and more can easily be permitted. In order to be able to increase the load and thus the intensity and surface belliness of the constricted high pressure discharge, the tube can be artificially cooled, e.g. B. with the help of water flowing around the tube.