CH194860A - Grid-controlled high-voltage discharge vessel, in particular rectifier tube, filled with vapor or gas. - Google Patents

Grid-controlled high-voltage discharge vessel, in particular rectifier tube, filled with vapor or gas.

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CH194860A
CH194860A CH194860DA CH194860A CH 194860 A CH194860 A CH 194860A CH 194860D A CH194860D A CH 194860DA CH 194860 A CH194860 A CH 194860A
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Elektricitaets-Gese Allgemeine
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Allg Elektricitaets Gesellscha
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Description

  

  Gittergesteuertes     Hochspannungsentladungsgefäss,    insbesondere     Gleiehrichterröhre,     mit Dampf- oder Gasfüllung.    Die Erfindung bezieht sich auf ein gitter  gesteuertes Entladungsgefäss mit     Dampf-          oder    Gasfüllung und Glühkathode und  bezweckt, dieses so auszubilden, dass es in  Hochspannungsanlagen, insbesondere zur  Gleichrichtung von Wechselstrom, Verwen  dung finden kann.  



  Gemäss der Erfindung umgibt das Steuer  gitter die Kathode vollständig, während die  Anode als eine das Steuergitter zumindest  teilweise umhüllende, oberhalb der Kathode  angeordnete Glocke     ausgebildet    ist.  



  Diese Anordnung hat den Vorteil, dass  die gesamte Entladungsbahn abgeschirmt ist  und so störenden äussern Einflüssen nicht  mehr unterliegt. Es lässt sich weiterhin bei  der erfindungsgemäss ausgebildeten Röhre  leicht erreichen, dass der Entladungsraum  zwischen Gitter und Anode verhältnismässig  klein gehalten wird, so dass die     Entionisie-          rung    der Entladungsbahn     zwischen    Gitter  und Kathode sehr rasch vor sich gehen kann.    Das     Entladungsgefäss    ist äusserst rück  zündungssicher und kann infolgedessen sehr  hohe     Sperrspannungen    (30     kV    und mehr)  halten.  



  Ein     Ausführungsbeispiel    einer Gleich  richterröhre gemäss der Erfindung ist in der  Zeichnung dargestellt. In     Fig.    1 bedeutet 1  das Glasgefäss, auf dessen Glasfuss (Quetsch  fuss) 2 die Kathode 4 mit dem Wärmeschutz  zylinder 5 und ferner das     Steuergitter    6 an  geordnet sind. Diese Elektroden sind mit den  flexiblen Stromzuführungen 7, 7, welche zu       Steckerstiften    im Sockel des Gefässes führen,  verbunden.  



  Die Kathode 4 ist indirekt beheizt und  besteht aus einem Metallzylinder, welcher  innen oder innen und aussen mit einem     Erd-          alkalioxyd,    insbesondere     Bariumoxyd,    über  zogen ist. In der zentralen Achse der Ka  thode befindet sich der Heizkörper B. Dieser  besteht aus einem Metallzylinder mit einer  innen angeordneten Heizspirale 9. Zur Ver-           grösserung    der     emittierenden    Fläche kann die  Kathode     innen    mit sich radial vom Heiz  körper nach der Aussenwand erstreckenden  Längsrippen versehen sein. Die Rippen sind  mit der Kathode zweckmässig sowohl am  Heizkörper, als auch an der äussern     Wandung     gut wärmeleitend verbunden.

   In besonderen  Fällen ist es jedoch von Vorteil, die Rippen  nur an der Aussenwand zu     befestigen,    so dass  die emittierenden Flächen vom Heizkörper  lediglich durch Strahlung aufgeheizt werden.  



  Für geringere Leistungen ist es zweck  mässig, die Kathode nicht als Hohlkathode,  sondern,     wie    in     Fig.    2 dargestellt, als direkt  gebeizte Kathode in Form von einzelnen,  parallel     nebeneinander    angeordneten     Glüh-          drahtwendeln    10 auszubilden. Die Wendeln  bestehen vorzugsweise aus     Wolframdraht,     welcher von einem zweiten dünnen Draht,  vorzugsweise aus Nickel, umwickelt ist. Der  Nickeldraht dient als Träger für das Oxyd,  welches auf den Draht     entweder    vor dem       Umwickeln    oder erst nachher aufgebracht  ist.

   Die einzelnen Wendeln können je nach  der erforderlichen     Heizleistung    und der vor  handenen     Heizspannung    entweder hinterein  ander oder aber parallel     bezw.    teils parallel  und teils in Reihe geschaltet sein. Sie sind  fernerhin zweckmässig von einem Wärme  schutzzylinder 11 umgeben, welcher am     obern     Ende durch einen Deckel 12 abgeschlossen  ist. Der Deckel 12 oder aber der Zylinder 11  sind mit Löchern für den Durchtritt der  Entladung versehen.  



  Durch die gedrängte Anordnung der  Wendeln strahlen diese sich gegenseitig  Wärme zu     und    heizen sich weitgehend gleich  mässig auf. Die gesamte Kathode wirkt in  folgedessen wie eine Hohlkathode, besitzt die  ser gegenüber jedoch den     Vorteil,    dass die       Anheizzeit    wegen der direkten     Beheizung    nur  sehr gering ist. Die Kathode vermag aber  wegen der geringeren     emittierenden    Fläche  nur Ströme bis zu etwa 15 bis 20     Amp.    zu  führen, während die anhand der     Fig:    1 be  schriebene     Hohlraumkathode    auch bei hohen  Spannungen Ströme von 40 und weit mehr       Amperen    liefert.

      Das Steuergitter 6     (Fig.    1) besteht vor  zugsweise aus     einem    perforierten,     carbonisier-          ten        Nickelblechzylinder.    Am     obern    Ende des  Nickelzylinders ist eine Kappe 13 von gerin  gerem Durchmesser als der des Zylinders 6  aufgesetzt.

   Dieser Teil 13, welcher der Er  wärmung durch die Entladung und dem  Elektronen-     bezw.        Ionenbombardement    am  meisten unterliegt, besteht aus einem auch  bei hoher Temperatur nicht emissionsfähig  werdenden Material wie Graphit und besitzt  Löcher 14 für den     Entladungsdurchtritt.     Durch die Zahl und die Grösse der Löcher  wird die Zündcharakteristik und der Durch  griff der Röhre festgelegt. .  



  An dem dem Kathodenfuss entgegenge  setzt liegenden Ende ist die Anode 15 ange  ordnet. Der Anodenhals 3 ist nur sehr kurz       ausgeführt    und die glockenförmige Anode  selbst ragt möglichst weit in den ausgebauch  ten Teil der Röhre hinein. Die Entfernung  von der Glaswandung soll möglichst gross  sein. Die äussere Begrenzung der Anode ist  in ihrem Verlauf weitgehend der Linienfüh  rung der Röhrenwandung angepasst. Auf  diese Weise werden Feldkonzentrationen an  einzelnen Stellen     zwischen    Anode und Wan  dung und dadurch auch die Gefahr der Rück  zündung weitgehend vermieden.  



  Der Abstand zwischen dem Teil 13 des  Steuergitters und der Anode wird möglichst       klein.    gehalten. Dadurch wird     einmal    die       Entionisierung    der Entladungsbahn wegen  der     verhältnismässig    kleinen Anzahl der in  diesem nur kleinen Raum befindlichen Ionen  sehr     begünstigt    und ausserdem die Gefahr  der Ausbildung einer Rückentladung in der       Sperrhalbwelle        beseitigt.    Auch im     Innern    ist  die glockenförmige Anode so ausgebildet     und     an das an seinen Kanten ebenfalls abge  rundete     Steuergitter    derart angepasst,

   dass  zwischen Gitter und Anode das elektrische  Feld Breitgehend homogen ist.  



  Um die Gefahr der     Kondensation     des dampfliefernden Materials (Quecksilber  dampf) im Anodenhals 3 zu beseitigen, ist  dieser mit einer das obere Ende des Anoden  halses     abschliessenden    Querwand 17 versehen.      Diese Querwand ist der eigentliche Träger  für die Anode, welche bei<B>16</B> eingeschmolzen  ist. Nach dem Gefässinnern zu ist der  Anodenbolzen mit einem Glasrohr 18 um  geben, um hier ein Ansetzen der Entladung  zu vermeiden. Auf das obere Ende des Ano  denhalses ist die metallische Anodenkappe  19, welche zur Stromzuführung dient, auf  gesetzt.  



  Das Gefäss kann mit Edelgas oder  Metalldampf, insbesondere Quecksilberdampf,  gefüllt sein. Auch Mischungen von diesen  Gasen oder Dämpfen sind in vielen Fällen  zweckmässig. Bei     Verwendung    von Metall  dampf befindet sich der dampfliefernde Kör  per 20 zweckmässig in dem untern von dem  Gefässsockel 21 umgebenen Teil des Rohres.  Zur Entlüftung dient der Stutzen 22, welcher  nach erfolgtem Auspumpen abgeschmolzen  wird.



  Grid-controlled high-voltage discharge vessel, in particular rectifier tube, with steam or gas filling. The invention relates to a grid-controlled discharge vessel with vapor or gas filling and hot cathode and aims to design this in such a way that it can be used in high-voltage systems, especially for rectifying alternating current.



  According to the invention, the control grid surrounds the cathode completely, while the anode is designed as a bell which at least partially envelops the control grid and is arranged above the cathode.



  This arrangement has the advantage that the entire discharge path is shielded and is no longer subject to disruptive external influences. Furthermore, with the tube designed according to the invention it can easily be achieved that the discharge space between grid and anode is kept relatively small so that the deionization of the discharge path between grid and cathode can take place very quickly. The discharge vessel is extremely safe against re-ignition and can therefore hold very high blocking voltages (30 kV and more).



  An embodiment of a rectifier tube according to the invention is shown in the drawing. In Fig. 1, 1 means the glass vessel on whose glass base (pinch foot) 2, the cathode 4 with the thermal protection cylinder 5 and also the control grid 6 are arranged on. These electrodes are connected to the flexible power supply lines 7, 7, which lead to plug pins in the base of the vessel.



  The cathode 4 is indirectly heated and consists of a metal cylinder, which is coated inside or inside and outside with an alkaline earth oxide, in particular barium oxide. In the central axis of the cathode is the heating element B. This consists of a metal cylinder with an internally arranged heating coil 9. To enlarge the emitting area, the inside of the cathode can be provided with longitudinal ribs extending radially from the heating element to the outer wall. The ribs are expediently connected to the cathode both on the radiator and on the outer wall in a way that conducts heat well.

   In special cases, however, it is advantageous to fasten the ribs only to the outer wall, so that the emitting surfaces are only heated by radiation from the radiator.



  For lower powers, it is advisable not to design the cathode as a hollow cathode, but rather, as shown in FIG. 2, as a directly pickled cathode in the form of individual filament coils 10 arranged parallel to one another. The coils are preferably made of tungsten wire around which a second thin wire, preferably made of nickel, is wound. The nickel wire serves as a carrier for the oxide, which is applied to the wire either before it is wrapped or only afterwards.

   The individual coils can either one behind the other or in parallel BEZW depending on the required heating power and the existing heating voltage. partly in parallel and partly in series. They are also expediently surrounded by a heat protection cylinder 11 which is closed by a cover 12 at the upper end. The cover 12 or the cylinder 11 are provided with holes for the discharge to pass through.



  Due to the crowded arrangement of the coils, they radiate heat to one another and heat up largely evenly. The entire cathode consequently acts like a hollow cathode, but has the advantage over this that the heating-up time is only very short due to the direct heating. The cathode is only able to carry currents up to about 15 to 20 amps due to the smaller emitting area, while the cavity cathode described with reference to FIG. 1 delivers currents of 40 and far more amperes even at high voltages.

      The control grid 6 (FIG. 1) preferably consists of a perforated, carbonized sheet nickel cylinder. At the upper end of the nickel cylinder, a cap 13 of smaller diameter than that of the cylinder 6 is placed.

   This part 13, which he is heated by the discharge and the electron and respectively. Most subject to ion bombardment, it consists of a material such as graphite that does not become emissive even at high temperatures and has holes 14 for the discharge to pass through. The ignition characteristics and the penetration of the tube are determined by the number and size of the holes. .



  At the opposite end of the cathode base, the anode 15 is arranged. The anode neck 3 is very short and the bell-shaped anode itself protrudes as far as possible into the bulging part of the tube. The distance from the glass wall should be as great as possible. The course of the outer boundary of the anode is largely adapted to the lines of the tube wall. In this way, field concentrations at individual points between the anode and wall and thus the risk of backfire are largely avoided.



  The distance between the part 13 of the control grid and the anode becomes as small as possible. held. In this way, on the one hand, the deionization of the discharge path is greatly promoted because of the relatively small number of ions located in this only small space and, in addition, the risk of a back discharge forming in the blocking half-wave is eliminated. Inside, too, the bell-shaped anode is designed and adapted to the control grid, which is also rounded at its edges, so that

   that the electric field between the grid and anode is largely homogeneous.



  In order to eliminate the risk of condensation of the vapor-supplying material (mercury vapor) in the anode neck 3, this is provided with a transverse wall 17 closing off the upper end of the anode neck. This transverse wall is the actual support for the anode, which is melted down at <B> 16 </B>. After the inside of the vessel, the anode bolt is to be fitted with a glass tube 18 in order to prevent the discharge from starting. On the upper end of the Ano denhalses the metallic anode cap 19, which is used to supply power, is set on.



  The vessel can be filled with noble gas or metal vapor, in particular mercury vapor. Mixtures of these gases or vapors are also useful in many cases. When using metal steam, the steam-delivering body is conveniently located in the lower part of the tube surrounded by the vessel base 21. The nozzle 22, which is melted off after the pump has been pumped out, serves for venting.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Gittergesteuertes Iiochspannungsentla- dungsgefäss, insbesondere Gleichrichterröhre, mit Gas- oder Dampffüllung, Glühkathode und im wesentlichen lichtbogenartiger Ent ladung, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergitter die Kathode vollständig umgibt und die Anode als eine das Steuergitter zu mindest teilweise umhüllende, oberhalb der Kathode angeordnete Glocke ausgebildet ist. <B>UNTERANSPRÜCHE:</B> 1. Claim: grid-controlled high voltage discharge vessel, in particular rectifier tube, with gas or vapor filling, hot cathode and essentially arc-like discharge, characterized in that the control grid completely surrounds the cathode and the anode is arranged above the cathode as one which at least partially envelops the control grid Bell is formed. <B> SUBClaims: </B> 1. Entladungsgefäss nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Gitter aus einem die Kathode umgebenden lIe- tallzylinder besteht, auf welchen ober halb der Kathode eine mit Löchern für den Entladungsdurchtritt versehene Kappe aus nicht emissionsfähigem Ma terial aufgesetzt ist. 2. Entladungsgefäss nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass der auf dem Metallzylinder aufsitzende, im wesentlichen von der Anode umhüllte Kappenteil des Steuer gitters einen geringeren Durchmesser be sitzt ale der Metalilzylinder. 3. Discharge vessel according to claim, characterized in that the grid consists of a metal cylinder surrounding the cathode, on which a cap made of non-emissive material is placed above the cathode and provided with holes for the discharge passage. 2. Discharge vessel according to claim and dependent claim 1, characterized in that the cap portion of the control grid, which is seated on the metal cylinder and is substantially enclosed by the anode, has a smaller diameter than the metal cylinder. 3. Entladungsgefäss nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass der die Kathode umgebende Gitterteil aus karbonisiertem Nickel be steht. 4. Entladungsgefäss nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekenn- zeichnet, dass der die Kathode umgebende Gitterzylinder perforiert ist. 5. Discharge vessel according to patent claim and dependent claim 1, characterized in that the part of the grid surrounding the cathode is made of carbonized nickel. 4. Discharge vessel according to claim and dependent claim 1, characterized in that the lattice cylinder surrounding the cathode is perforated. 5. Entladungsgefäss nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass der innere Teil der glocken förmigen Anode und der von dieser umschlossene kappenförmige Teil des Steuergitters an ihren ganten derartig abgerundet und einander angepasst sind, dass zwischen Gitter und Anode ein weit gehend homogenes Feld besteht. 6. Discharge vessel according to claim and dependent claim 1, characterized in that the inner part of the bell-shaped anode and the cap-shaped part of the control grid enclosed by this are rounded at their ganten in such a way that there is a largely homogeneous field between the grid and anode. 6th Entladungsgefäss nach Patentanspruch gekenn- und Unteranspruch <B>1,</B> dadurch zeichnet, dass die äussere Form der am obern Ende der im wesentlichen kugel förmigen Ausbauchung der Röhrenwan dung sitzenden, glockenförmigen Anode dem Verlauf der Glaswandung angepasst ist. 7. Entladungsgefäss nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der ins Ge fässinnere führende Anodenbolzen von einem an die Einschmelzung angesetz ten Glasrohr umgeben ist. B. Discharge vessel according to patent claim and dependent claim <B> 1 </B> characterized in that the outer shape of the bell-shaped anode seated at the upper end of the essentially spherical bulge of the tube wall is adapted to the course of the glass wall. 7. Discharge vessel according to claim, characterized in that the anode bolt leading into the inside of the vessel is surrounded by a glass tube attached to the seal. B. Entladungsgefäss nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Teil des Anodenhalses. gegen das Gefäss innere durch eine Querwand aus Glas abgeschlossen ist. 9. Entladungsgefäss nach Patentanspruch und Unteranspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, dass die Querwand die Anoden einschmelzung trägt. 10. Entladungsgefäss nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Kathode als indirekt geheizte Hohlkathode aus gebildet ist. 11. Discharge vessel according to claim, characterized in that the upper part of the anode neck. is closed off from the inside of the vessel by a transverse glass wall. 9. Discharge vessel according to claim and dependent claim 8, characterized in that the transverse wall carries the anode melt. 10. Discharge vessel according to claim, characterized in that the cathode is formed as an indirectly heated hollow cathode. 11. Entladungsgefäss nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Kathode aus einer Anzahl von Teilglühkathoden in Form von parallel nebeneinander an- geordneten, direkt beheizten Glühdraht- wendeln besteht. 12. Entladungsgefäss nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Ka thode von einem Wärmeschutzzylinder umgeben ist, welcher nach der Anode zu durch einen mit bffnungen für den Ent- ladungsdurchtritt versehenen Deckel ab geschlossen ist. Discharge vessel according to patent claim, characterized in that the cathode consists of a number of partial incandescent cathodes in the form of directly heated filament coils arranged parallel to one another. 12. Discharge vessel according to patent claim, characterized in that the cathode is surrounded by a heat protection cylinder which, after the anode, is closed off by a cover provided with openings for the discharge passage.
CH194860D 1935-07-25 1936-07-17 Grid-controlled high-voltage discharge vessel, in particular rectifier tube, filled with vapor or gas. CH194860A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE759386C (en) * 1938-08-27 1953-03-16 Siemens & Halske A G Discharge tubes with gas or steam filling for the purpose of the flow direction

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE759386C (en) * 1938-08-27 1953-03-16 Siemens & Halske A G Discharge tubes with gas or steam filling for the purpose of the flow direction

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