CH195762A - Device to make reignitions in electrical discharge vessels harmless. - Google Patents

Device to make reignitions in electrical discharge vessels harmless.

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CH195762A
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Elektricitaets-Gese Allgemeine
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Aeg
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  • Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)

Description

  

  Einrichtung, um Rückzündungen in elektrischen Entladungsgefässen  unschädlich zu machen.         Elektris.che        Entlaidungsgefässe,    die als       Gleichrichter    verwendet werden, sollen den  Strom nur in einer     Richtung    leiten, und  zwar sollen sie, in den Zeiten, in denen die  Anode negativ ist,     stromundurchlässig    sein.  Es kommt jedoch häufig vor,     dass    aus ver  schiedenen Gründen eine Rückzündung ein  tritt, d. h.     dass,    das Entladungsgefäss- strom  leitend ist, wenn die Anode     negativ    gegen  über der     Kathoide    ist.

   Im     allgemeinen    sind  diese Rückzündungen nur von kurzer Dauer,  nicht     länger    als. eine halbe Periode. Manch  mal jedoch     kann    sich die Rückzündung zu  einer länger dauernden entwickeln. Dies wird  dadurch verursacht, dass sich der Stromfaden       zusammenzieht        und    auf einem engen Bereich  der     Anodenoberfläche    festsetzt.

   Die grosse  Erhitzung an dieser .Stelle führt zu einer  Verdampfung     des        Anodenmaterials,    welches  dann wie eine Kathode wirkt und auf diese  Weise das Entladungsgefäss in beiden     RiGh-          tungen,        stromdurchlässig    macht. Dieser Ef-         fekt    tritt     besonders,dann    auf,     wenn    die Ano  den aus Metall bestehen, da sie eine ziemlich       niedrige        Verdampfungstemperatur    haben.

    Zur     Vermeldung    dieser     Erscheinung    hat man  sie in jüngster Zeit durch     Graphitanoden    er  setzt. Eine     unerwünschte    Folge     dieses    Aus  tausches ist die erschwerte Entgasung der       Graphitanoden    während der     Herstellung    ,der  Röhren., die in der porösen     ,Struktur    des       Graphits    begründet     ist.     



  Die     vorliegende    Erfindung bezieht sich  auf eine     Einrichtung    um die     Rückzündungen     unschädlich zu     machen.    Dies soll dadurch  erreicht werden,     dass    die lokale Erhitzung der  Anoden     in    der     Rüekzündungsperiode    vermie  den     wind,    indem der Lichtbogen auf der  Anode     herum    bewegt und damit deren ther  mische     Emissionsfähigkeit    herabgesetzt wird.  



  Die Einrichtung     weist        erfindungsgemäss     ein     magnetisches    Feld auf, welches während  der     Rückzündungsperiode    auf den Lichtbogen  einwirkt und     @diesen    zum Umlauf über .die      Anodenoberfläche bringt. Zweckmässiger  weise stehen die magnetischen Kraftlinien  senkrecht auf dem Lichtbogen,     so.dass    die Be  wegung des letzteren nach der     bekannten          Rechtehandregel    des     elektromagnetischen     Feldes stattfindet.  



       Die    Erfindung sei anhand dar Abbildun  gen näher erläutert.     Abb.    1 zeigt einen  Längsschnitt eines elektrischen Entladungs  gefässes einer ersten Ausführungsform der  Erfindung;     Abb.    ? zeigt den magnetischen  Teil des Entladungsgefässes nach     Abb.l;          Abb.    3 ist ein Grundriss der     Abb.    2;

       Abb.    4  zeigt eine     abgeänderte    Ausführung der Er  findung für ein Entladungsgefäss mit     Q,ueck-          silberkathode;        Abb.    5 zeigt den magnetischen  Teil der     Abb.    4 in perspektivischer Ansicht.  Die     Abb.    6, 7, 8 und 9 zeigen weitere Aus  führungen der Erfindung.  



  Wir betrachten zuerst     Abb.    1.     Das    Ent  ladungsgefäss hat eine     abgeschmolzene    Hülle  1 aus Glas oder einem andern Isolierstoff.  Der im untern Teil zylindrische     Isolierkörper     2 enthält dort eine Kathode 7, während sieh  das Gefäss am     obern    Ende zu einer ringför  migen Kammer 3     erweitert.        Diese    ringför  mige Kammer 3 ist in     Verbindung    mit. der       zylindrisehen    Kammer ? durch den     Zwi-          sohenraum    4.

   Die Stromzuführung zur  Kathode 7 erfolgt über die     Stifte    5 durch       Einschmelzungen    im Glasfuss B. Die Kathode  7 kann irgend eine beliebige     Glühkathode     sein, z. B. eine Hohlkathode. Solche Katho  den werden üblicherweise indirekt geheizt  durch einen Widerstandsdraht, der     achsial    im  Innern angeordnet     ist    und durch zwei der  Kontakte 5 mit Strom     gespeist    wird.  



  In der ringförmigen Kammer 3 ist eine  ringförmige Anode 10 angebracht, die     111          Abb.    1 im Querschnitt zu sehen ist, und die  durch eine     Einsehme@lzung    1.1 einen äussern       Stromanschluss    ermöglicht. Zur Vermeidung  von Wirbelströmen in der Anode bildet sie  nicht einen geschlossenen Ring, sondern weist       entweder    einen Schlitz oder ein mit Isolier  material gefülltes Zwischenstück auf.  



  Durch diese     Ausbildung    des Entladungs  raumes russ die Entladung zwischen Kathode    7 und     Anode    10 durch den     Zwischenraum    4       hindu.rehgehen.    Da derart     gebaute    Röhren  schlecht zünden, kann man eine     Hilfselek-          trode    13 direkt über der     Kathode    anordnen  und     diese    über einen Widerstand 14 mit der       Anode    verbinden.

   Durch diese Anordnung  wird     bei    positiver Spannung an der Anode  die     Entladung        zwischen        Kathode    7 und  Hilfsanode 13     einsetzen,    worauf vermöge des       Spannungsabfalles    am     \'Widerstand    14 die  Entladung zur     Oberfläche    der     Hauptanode     10     übergehen    wird.  



  Um bei einer solchen Entladungsröhre  eine Rückzündung     zwischen    Anode und  Kathode zu verhindern,     wird    der     Liehtbogen     gezwungen, sich ständig längs der     innern     Oberfläche 1,2 der     Hauptanode    10 zu bewegen.  Auf     diese        Weise        wind    es unmöglich     sein,    dass  ein Teil der     Anodenoberfläche    so hoch er  hitzt wird,     dass:    eine thermische Emission von  Elektronen erfolgt, und damit die Rückzün  dung     eingeleitet    wird.

   Dieses wird durch ein       magnetisches    Feld     erreicht,    welches in der  Nähe der Anode angeordnet     ist        und    für die       Rotation    des     Liehtbogens        sorgt.    Nach     Abb.    1  wird das magnetische Feld durch eine Spule  16 erzeugt, welche konzentrisch zur Anode  10     angeordnet        ist.    Nehmen -wir an,

       da.ss    der       Stromfluss    durch die Spule übereinstimmt mit  dem     kleinen    Pfeil B am linken     Ende        der     Zeichnung, dann hat das magnetische Feld,  welches     durch    die Spule 1:6 erzeugt. wird, die  Richtung der kleinen Pfeile     C    am obern  Ende der Figur.

   Der Teil dieses     Feldes,    der  im     Zwischenraum    4     wirksam    ist, steht senk  recht auf dem     Liehtbogen    und in     Überein-          stimmung    mit der Rechtehandregel wird  hierdurch eine     Drehung    im oder entgegen  gesetzt zum     Uhrzeigersinne,    je nach der     Rieh-          tun,g    des     Entladunggmstromee        verursacht.     



  Da die     Bewegung    des Lichtbogens sehr  schnell erfolgt (die Geschwindigkeit wächst  mit Ader     Stromstärke)    so ist es     augenesehein-          lieh,        da.ss    der Anodenkörper vor     rberhitzung     geschützt wird. Wenn die Spule 16 in Reihe  mit dem     Anodenkreis        lieht    (wie gezeichnet  so ist die     Bewegungsgeschwindigkeit    von der           Intenoität    des     Rückzündungsstromes    ab  hängig.  



  Diese     Methode,        Rückzündungen    zu     unter-          dirücken,        beseitigt    die     :Schwierigkeiten,    die       bish    er die     Auswahl    des Anodenmaterials auf  Graphit beschränkten.

       Bisher        konnte    man       .solche    Metalle wie     Eisen        und    Nickel kaum  verwenden,     @da        sie        einen        relativ        niedrigen     Schmelzpunkt     besitzen.,        weswegen    oft     eine     einzige     Rückzündung        ;

  genügte,    um in der       Oberfläche        einen        Krater    zu erzeugen, der       dann    leicht     wie        eine        Kathode    wirkt.

   Bei der  Anwendung eines     Magnetfeldes    ;gemäss vor  liegender Erfindung ist es jedoch möglich,  den     Rückzündungsstroin    über     eine    so     ,grosse          Anodenoberfläche    zu     verteilen,,d.ass        ,die    Ver  dampfung     auch        bei    solchen     Metallen    mit sehr       niedrigem        Schmelzpunkt        vermieden    wird,  und     dadurch        auch,

  diese    Metalle als Anoden  material     verwendet        werden        können.    Die vor  liegende Erfindung wird dann wichtig, wenn  die     Vermeidung    von Graphit notwendig     ist,     wie z. B.     bei    Hochspannungsröhren, um die  durch     -Gasausbrüche    des Graphits     erzeugten     Schwierigkeiten zu vermeiden.  



  Die     Abb.    2     und    3 zeigen die     Anwendung          eines    stärkeren     .magnetischen        Feldes.    Die       Numerierung    der     Teile        entspricht    der der       Abb.    1.

   Der     Elektromagnet    hat einen eiser  nen Kern, der einen     ausgedehnten    Luftspalt       parallel    zur     innern        Oberfläche    der Anode     hat,     und     .damit    das Feld auf dem Raum vor der  Anode konzentriert. Im besonderen 'enthält  der     Kern    ein Hufeisen 19, dessen Pole mit  ringförmigen     Ansätzen    20, 2.1 versehen sind  und auf     entgegengesetzten        ,Seiten    des     Zwi-          sohenraumes    4 angeordnet sind.

   Der     magne-          tische    Kreis wird     durch        eine    Spule<B>22</B> erregt,  die um einen Arm des     Hufeisens        gewickelt     ist. Um Wirbelströme zu     vermeiden,        sind,die          Eisenkernstücke    aus     Lamellen    aufgebaut.       welche    soweit wie möglich parallel zur     Rich-          tung,des        magnetischen        Flusses        liegen.     



  In manchen Fällen,     besonders    in     .gitter-          gesteuerien    Röhren,     ist    es     wünschenswert,     eine Kopplung     zwischen,    dem     Magnetfeld    und  dem Arbeitskreis :

  der Röhre nach Möglichkeit  zu     vermeiden.    In diesen Fällen lässt man    das Magnetfeld     zur        Unterdrückung    der  Rückzündungen     nur    dann     wirken,        wenn    die       Rückzündung        wirklich        eingesetzt    hat.

   Man  kann dazu     ein        Relaissystem    anbringen, wel  ches selbsttätig bei Einsetzen einer Rück  zündung die Spule 22 erregt,     und    zwar ent  weder durch     Anschluss    an     den,        Anodenstrom-          kreis    oder durch Einschalten eines     getrennten          Stromkreises.     



       In.        Abb.    2 ,:ist die     Schaltung    für -den letz  teren Fall dargestellt. Dar     Speisekreis    für  .die Spule 22     enthält        eine        Batterie   <B>23</B> und ein       Dreielektroden@Glühkathodengefäss,    24 mit       negativer        Charakteristik.    Normalerweise ist  das     Gitter    215 über den Widerstand 27 nega  tiv vorgespannt, der mit dem negativen     Ende     ,der     Gitterbatterie    26 verbunden ist.

   Der       Spannungsteiler   <B>28</B> dient zur Regelung der       Empfindlichkeitseinstellung.     



  Bei     Einsetzen;    einer     Rückzündung    werden  durch     das        polarisierte    Relais 29,     welches    eine  Speisespule 29' hat,     die    in Serie mit dem       Hauptanodenkreis        liegt    und     normalerweise     die Kontakte     3,0        offen,    hält, letztere     geschlos-          sen.        :

  Selbstverständlich        russ    das     Relais   <B>20</B>  mit     besonderes    grosser     Geschwindigkeit    arbei  ten. Aus diesem Grunde ist es vielfach       zweckmässig,        statt    eines mechanischen Schal  ters,     wie    dargestellt, e     ine    Elektronenröhre zu       verwenden,.     



       Durch    die     geschlossenen.    Kontakte 30  wird augenblicklich     das        Gitter        25    mit dem       positiven    Ende der     Gitterbatterie    26 verbun  den, wodurch die Röhre 24     stromdurchlässig          wird.    Dadurch     wind        adie        .Speisespule    22 mit  Strom aus der Batterie 2,3 versorgt und ein       magnetischer    Fluss im Eisenkern 19 erzeugt.

    Mit .einem     Relaiskreis,        wie    er hier     beschrze-          ben    ist, ist     es        schwierig,    das magnetische  Feld mit einer solchen Geschwindigkeit auf  zubauen, um eine Rotation     des        Rückzün-          dungsbogens    bereits während der ersten       Halbwelle    zu erzeugen.

       Wenn    jedoch die       Rückzündung    über mehrere     aufeinanderfol-          gende    Halbwellen andauert,     wird    der Licht  bogen, in der oben beschriebenen Weise rotie  ren und dadurch sichere     Löschung    erfolgen.      Um diesen Mechanismus, nachdem die  Rückzündung erloschen ist, wieder auszu  schalten, ist in Serie mit der Spule     22    ein  Relais geschaltet, welches eine Spule 31 ent  hält, die über den Widerstand 32 überbrückt  ist.

   Die     Induktivitä.t    der Spule 31 und die  Trägheit der mechanischen Teile sind     genü-          tuend    gross, um die     Wirkung    des     Schalter-          armes    33 über mehr als eine halbe Periode  zu verzögern. So wird nach einiger Zeit. der       Schalter    schliesslich geöffnet und der     Strom-          fluss        durch    die Röhre 24     -unterbrochen.    Der       Lichtbogen    wird dadurch ausgelöscht und die  Kontakte 30 werden geöffnet.

   Dadurch liegt       R-ieder    negative Spannung an dem Gitter 25.  so dass auch nach Schliessen der     Kontakte    33  die Röhre     21    gesperrt ist. Sollte die Rück  zündung noch nicht     erloschen    sein, so wieder  holt sich der oben geschilderte Vorgang.  



  In     Abb.        .1    ist eine     abgeänderte    Ausfüh  rung der Erfindung gezeigt, und     zwar    in  ihrer Anwendung auf ein Entladungsgefäss  mit einer     Queelzsilberl@atltode    35. Dieses     Cre-          fäss    kann statt der     Quecksilberfüllung    auch  irgend eine andere. leicht     verdampfbare    Sub  stanz erhalten. Durch das Gefäss 3,6 ist eine  Einschmelzung 37 geführt, die. den Kontakt  mit der     Quecksilberkath        ode    herstellt. Zur  Zündung der Entladung wird zu Beginn  einer jeden Halbwelle die Hilfselektrode 38  erregt.

   Diese kann zum Beispiel aus einem       zugespitzten    Körper aus irgend einem leiten  den     Material    bestehen, z. B.     Borkarbid,    wel  ches in einem keramischen     Mittel    verteilt ist  und welches in das Quecksilber eintaucht.  Die Einführung 39 dient zur Erregung der       Zündelektrode    38.  



  Die Hülle 36 kann aus einem glatten  Glaszylinder bestehen, ohne die ringförmi  gen     Erweiterungen        aufzuweisen,    wie sie bei  den     Abb.    1 und 2 beschrieben sind. Zur Ver  stärkung der Wirkung des Magnetfeldes ist  die Hülle am Kopf mit einer     Einstülpung    40  versehen, die von einer ringförmigen Anode  41 umgeben ist.     Der    Eisenkern des Magne  tes, der in     Abb.    5 vollständig dargestellt ist.  besteht aus einem Rahmen 42, der seinerseits  aus drei lamellierten Armen besteht. dessen    zentraler Arm 43 in ein zylindrisches Teil  14 ausläuft, während die äussern Arme 45  und 46 symmetrisch mit einem     lamellierten     Ring 47 verbunden sind.

   Wenn diese An  ordnung gemäss der     Abb.    4 am     Entladungs-          gefl#±ss        36i    angebracht ist und mit Hilfe der  Spule 48 erregt wird, so     wird    offensichtlich  ein magnetisches Feld quer zur     Ent.la,dungs-          richtung    wirken     und    damit der Bogen zum  Umlaufen auf der Anodenfläche gebracht.  



  In     Abb.    6 ist eine Konstruktion darge  stellt.     welche    auf ein Gefäss mit     vollständig     glatten zylindrischen Wänden 49 angewen  det werden kann. Es ist     wieder    eine     Glüh-          kathode    50 vorgesehen und die Anode 51 ist       ausgehöhlt    und in     Abb.    6 in Schnitt darge  stellt.

   U m den magnetischen     Fluss    über die  Fläche     dieser    Anode wirken zu lassen, sind  ein Paar übereinander     angeordnete    Spulen  5? und     53    derart angeordnet. dass die Mittel  ebene     finit    der untern Kante der Anode zu  sammenfällt.

       Da,    die beiden Spulen 52 und       53        gegeneinander    geschaltet sind,     hott    das  Magnetfeld in dem Zwischenraum eine ein  beitliche Richtung, und zwar     senkrecht    zur       Entladungsbahn.    Die magnetischen Kraft  linien sind durch die     gestrichelten    Linien 54  dargestellt. Das magnetische Feld lässt den  Lichtbogen auf dem Rand des     anodischen     Hohlkörpers     herumwandern.     



       Abb.    7 zeigt eine weiter     vereinfachte     Konstruktion, bei der ebenfalls das magne  tische Feld     senkrecht    zur Entladungsbahn  wirkt und durch -die Spule 54' erzeugt. wird.  In dieser     Ausführung    umschliesst die Hülle  55     wieder    eine     Glühkathode    56 und eine       zylindrische    Anode 57, die am obern Ende  der Hülle angebracht ist. Unter der Anode  ist ein konischer Schirm 58 angebracht, der  einen etwas grösseren     Durchmesser    als die  Anode hat.

   Er     besteht    aus     einem        Tsolier-          materia.l,        wie    zum Beispiel     Magnesiumoxyd     und dient dazu, die     Entladung    seitlich an       der    Anode 57 ansetzen zu lassen. Da das       magnetische    Feld der Spule 54' in vertika  ler Richtung wirkt,     wird    auf diese     \Weise     auch erreicht.     .dass    die magnetischen Kraft  linien     senkrecht    zur     Entladungsbahn    wirken.

        In den     Abb.    8     und    9 ist eine     Abänderung     der Erfindung dargestellt, die das     sofortige     Erlöschen einer     Rückzündung    bereits, wäh  rend der ersten     Halbwelle        :gestattet.    Im- we  sentlichen     stimmt    d     iese        Konstruktion    mit der  .der     Abb.    2 überein. Das Gefäss 61 enthält  eine     Glühkathode    62- und eine     ringförmige     Anode 63 mit     einem    kurzen Isolierstück 69  zur Vermeidung von Wirbelströmen.

   Ausser  halb -des Gefässes und gegenüber der     innern          Oberfläche    der Anode     ist        ein    Elektromagnet  -vorgesehen,     welcher    einen     Kern    64 enthält,  der in     ein    Paar     von.        ringförmigen    Polen 65  und 66 ausläuft.

   Diese sind auf gegenüber  liegenden Seiten des     Zwischenraumes    67 an  gebracht und     bewirken    eine Rotation des  Entladungsstromes bei .-einem     Durchgang     durch     den:        Zwischenraum   <B>67.</B> In dem Zwi  schenraum 6!7     sind    mehrere     ringförmige          Schirme    71 aus     leitfähigem        Material    ange  bracht.

   Diese Schirme ;sind mit Löchern L       versehen,    um .die Entladung zwischen  Kathode und Anode     hindurchzulassen.    Die  Löcher     können    beliebig angeordnet sein. Sie  sind im besonderen derart angeordnet, dass  die :der     Kathode    näher     liegenden:

          Schirme          grössere    Löcher aufweisen als .die weiter au  ssen liegenden, wie in     Abb.    9 bei L angedeu  tet     ist.    Um eine     elektrostatische        Aufladung          ,der        Metallschirme    zu vermeiden,     wodurch     das einwandfreie Arbeiten des Gefässes in  Frage     gestellt    werden     könnte,    werden sie an  ein     bestimmtes    Potential gelegt,

   zum Beispiel  über     einen.        Widerstand    70! gemäss     Abb.    9. Die  verschiedenen     Teilwiderstände    sind ziemlich       hoch"damit    die Entladung     nicht    an den       Schirm        haften    bleibt.

   Durch ,diese     Einrich-          tung    wird erreicht, dass nach dem Einsetzen  einer Rückzündung und nachdem der     Magnet     64     eingeschaltet        ist,    der     Lichtbogen:    entge  gengesetzt .dem     Uhrz.eigersinne    gemäss dem  Pfeil A     rotiert.        Nrun    kann     der    Bogen nur  durch die offenen Löcher in den     Schirmen;

       zur     Anode    kommen, dadurch     wird    er     entioni-          siert    und zum Erlöschen .gebracht. Durch  diese     Einrichtung        wird    nicht nur     verhindert,     dass -der Bogen     an,        dier    Anode sich     festbrennen          kann,        sondern    er     wird    auch in     ganz    kurzer    Zeit, d. h.     bereits    während der ersten Halb  welle     zum    Erlöschen gebracht.  



  In     den:    Abbildungen sind die Magnet  spulen immer ausserhalb des     Gefässes    ange  bracht.     In.    vielen Fällen ist es     erwünscht     und zweckmässig, dieselben im     Innern    des  Entladungsgefässes anzuordnen. Weiterhin  bezieht sich die vorliegende     Erfindung    auch  auf evakuierte     Gefässe,    die nicht mit einer  Dampf- oder     Gasfüllung        versehen:    sind. Auch  auf solche Gefässe     kann    die vorliegende Er  findung     angewendet    werden.



  Device to make reignitions in electrical discharge vessels harmless. Electrical discharge vessels that are used as rectifiers should only conduct the current in one direction, and that they should be current-impermeable during the times when the anode is negative. However, it often happens that flashback occurs for a variety of reasons; H. that the discharge vessel current is conductive when the anode is negative with respect to the cathoid.

   In general, these reignitions are short-lived, no longer than. half a period. Sometimes, however, the flashback can develop into a prolonged one. This is caused by the fact that the current filament contracts and adheres to a narrow area of the anode surface.

   The high level of heating at this point leads to evaporation of the anode material, which then acts like a cathode and in this way makes the discharge vessel current-permeable in both directions. This effect occurs particularly when the anodes are made of metal, since they have a fairly low vaporization temperature.

    To avoid this phenomenon, they have recently been used by graphite anodes. An undesirable consequence of this exchange is the difficulty in degassing the graphite anodes during manufacture of the tubes, which is due to the porous structure of the graphite.



  The present invention relates to a device for rendering backfires harmless. This is to be achieved in that the local heating of the anodes in the re-ignition period prevents the wind by moving the arc around the anode and thus reducing its thermal emissivity.



  According to the invention, the device has a magnetic field which acts on the arc during the reignition period and causes it to circulate over the anode surface. Appropriately, the magnetic lines of force are perpendicular to the arc, so that the movement of the latter takes place according to the known right-hand rule of the electromagnetic field.



       The invention will be explained in more detail with reference to the images. Fig. 1 shows a longitudinal section of an electrical discharge vessel of a first embodiment of the invention; Fig? shows the magnetic part of the discharge vessel according to Fig.l; Fig. 3 is a plan view of Fig. 2;

       Fig. 4 shows a modified version of the invention for a discharge vessel with Q, ueck- silver cathode; Fig. 5 shows the magnetic part of Fig. 4 in a perspective view. Figs. 6, 7, 8 and 9 show further embodiments of the invention.



  Let us first consider Fig. 1. The discharge vessel has a melted-off shell 1 made of glass or some other insulating material. The insulating body 2, which is cylindrical in the lower part, contains a cathode 7 there, while the vessel at the upper end expands to form a ringför shaped chamber 3. This ringför shaped chamber 3 is in communication with. the cylindrical chamber? through the intermediate space 4.

   The current is supplied to the cathode 7 via the pins 5 through fusions in the glass base B. The cathode 7 can be any desired hot cathode, e.g. B. a hollow cathode. Such cathodes are usually indirectly heated by a resistance wire which is arranged axially in the interior and is fed with current through two of the contacts 5.



  In the annular chamber 3, an annular anode 10 is attached, which can be seen in cross section 111 Fig. 1, and which enables an external power connection through an inlet 1.1. To avoid eddy currents in the anode, it does not form a closed ring, but has either a slot or an intermediate piece filled with insulating material.



  This design of the discharge space so that the discharge between the cathode 7 and anode 10 through the gap 4 hindu.rehwalk. Since tubes constructed in this way ignite poorly, an auxiliary electrode 13 can be arranged directly above the cathode and connected to the anode via a resistor 14.

   With this arrangement, if there is a positive voltage at the anode, the discharge between cathode 7 and auxiliary anode 13 will start, whereupon the discharge will pass to the surface of main anode 10 due to the voltage drop across resistor 14.



  In order to prevent flashback between anode and cathode in such a discharge tube, the arc is forced to move continuously along the inner surface 1, 2 of the main anode 10. In this way it will be impossible for a part of the anode surface to be heated to such an extent that: There is a thermal emission of electrons, and thus the ignition is initiated.

   This is achieved by a magnetic field, which is arranged near the anode and ensures the rotation of the arc. According to FIG. 1, the magnetic field is generated by a coil 16 which is arranged concentrically to the anode 10. Let's assume,

       da.ss the current flow through the coil corresponds to the small arrow B at the left end of the drawing, then the magnetic field generated by the coil is 1: 6. is the direction of the little arrows C at the top of the figure.

   The part of this field that is effective in the space 4 is perpendicular to the arc and, in accordance with the right-hand rule, this causes a clockwise or counterclockwise rotation, depending on the direction, of the discharge current.



  Since the arc moves very quickly (the speed increases with the current strength of the wire), it is obvious that the anode body is protected from overheating. If the coil 16 lents in series with the anode circuit (as shown, the speed of movement is dependent on the intensity of the reignition current.



  This method of suppressing re-ignition eliminates the difficulties that until he restricted the selection of the anode material to graphite.

       Up to now one could hardly use such metals as iron and nickel, @ since they have a relatively low melting point., Which is why often a single flashback;

  enough to create a crater in the surface, which then acts slightly like a cathode.

   When using a magnetic field; according to the present invention, however, it is possible to distribute the flashback current over such a large anode surface, i.e., evaporation is avoided even with metals with a very low melting point, and thus also,

  these metals can be used as anode material. The present invention is important when the avoidance of graphite is necessary, such. B. in high-voltage tubes, in order to avoid the difficulties caused by gas outbreaks of the graphite.



  Figs. 2 and 3 show the application of a stronger .magnetic field. The numbering of the parts corresponds to that of Fig. 1.

   The electromagnet has an iron core, which has an extensive air gap parallel to the inner surface of the anode, and so that the field is concentrated in the space in front of the anode. In particular, the core contains a horseshoe 19, the poles of which are provided with annular projections 20, 2.1 and are arranged on opposite sides of the intermediate space 4.

   The magnetic circuit is excited by a coil <B> 22 </B> which is wound around an arm of the horseshoe. In order to avoid eddy currents, the iron core pieces are made up of lamellas. which are as parallel as possible to the direction of the magnetic flux.



  In some cases, especially in grid-controlled tubes, it is desirable to have a coupling between the magnetic field and the working group:

  avoiding the tube if possible. In these cases, the magnetic field to suppress the re-ignition is only allowed to act when the re-ignition has really started.

   For this purpose, a relay system can be attached which automatically energizes the coil 22 when a backfire occurs, either by connecting it to the anode circuit or by switching on a separate circuit.



       In. Fig. 2: the circuit for the latter case is shown. The feed circuit for the coil 22 contains a battery 23 and a three-electrode hot cathode vessel 24 with negative characteristics. Normally, the grid 215 is negatively biased via the resistor 27 which is connected to the negative end of the grid battery 26.

   The voltage divider <B> 28 </B> is used to regulate the sensitivity setting.



  At insertion; In the event of a flashback, the polarized relay 29, which has a supply coil 29 ', which is in series with the main anode circuit and normally keeps the contacts 3,0 open, closes the latter. :

  Of course, the relay <B> 20 </B> works at a particularly high speed. For this reason, it is often advisable to use an electron tube instead of a mechanical switch, as shown.



       Through the closed. Contacts 30 is instantly the grid 25 verbun to the positive end of the grid battery 26, whereby the tube 24 is current-permeable. As a result, the supply coil 22 is supplied with power from the battery 2, 3 and a magnetic flux is generated in the iron core 19.

    With a relay circuit, as it is described here, it is difficult to build up the magnetic field at such a speed as to produce a rotation of the flashback arc during the first half-wave.

       If, however, the flashback continues over several successive half-waves, the arc will rotate in the manner described above and thus reliable extinction will take place. In order to switch off this mechanism after the flashback has gone out, a relay is connected in series with the coil 22, which holds a coil 31 which is bridged via the resistor 32.

   The inductance of the coil 31 and the inertia of the mechanical parts are sufficiently large to delay the action of the switch arm 33 over more than half a period. So after a while. the switch is finally opened and the current flow through the tube 24 is interrupted. The arc is thereby extinguished and the contacts 30 are opened.

   As a result, R low voltage is applied to the grid 25, so that the tube 21 is blocked even after the contacts 33 are closed. If the re-ignition has not yet gone out, the process described above is repeated.



  In Fig. 1 a modified embodiment of the invention is shown, namely in its application to a discharge vessel with a mercury tube 35. Instead of the mercury filling, this can also be any other. Easily vaporizable substance obtained. A seal 37 is passed through the vessel 3,6. makes contact with the mercury cathode. To ignite the discharge, the auxiliary electrode 38 is excited at the beginning of each half-wave.

   This can, for example, consist of a pointed body made of any direct material such. B. boron carbide, wel ches is distributed in a ceramic agent and which is immersed in the mercury. The introduction 39 serves to excite the ignition electrode 38.



  The envelope 36 can consist of a smooth glass cylinder without having the annular widenings, as described in FIGS. 1 and 2. To strengthen the effect of the magnetic field, the shell is provided on the head with an indentation 40 which is surrounded by an annular anode 41. The iron core of the magnet, which is shown in full in Fig. 5. consists of a frame 42, which in turn consists of three laminated arms. the central arm 43 of which ends in a cylindrical part 14, while the outer arms 45 and 46 are connected symmetrically with a laminated ring 47.

   If this arrangement is attached to the discharge tube 36i as shown in Fig. 4 and is excited with the aid of the coil 48, a magnetic field will obviously act transversely to the direction of development and thus the arc will rotate brought on the anode surface.



  In Fig. 6 a construction is Darge provides. which can be applied to a vessel with completely smooth cylindrical walls 49. A glow cathode 50 is again provided and the anode 51 is hollowed out and is shown in section in FIG.

   In order to let the magnetic flux act over the surface of this anode, a pair of coils 5? and 53 so arranged. that the middle plane coincides finitely with the lower edge of the anode.

       Since the two coils 52 and 53 are connected to one another, the magnetic field in the space has a practical direction, namely perpendicular to the discharge path. The lines of magnetic force are shown by dashed lines 54. The magnetic field causes the arc to wander around on the edge of the anodic hollow body.



       Fig. 7 shows a further simplified construction in which the magnetic field also acts perpendicular to the discharge path and is generated by the coil 54 '. becomes. In this embodiment, the casing 55 again encloses a hot cathode 56 and a cylindrical anode 57 which is attached to the upper end of the casing. A conical screen 58, which has a slightly larger diameter than the anode, is attached under the anode.

   It consists of a insulating material, such as magnesium oxide, for example, and is used to allow the discharge to attach to the side of the anode 57. Since the magnetic field of the coil 54 'acts in the vertical direction, this is also achieved. .that the lines of magnetic force act perpendicular to the discharge path.

        In Figs. 8 and 9, a modification of the invention is shown that the immediate extinction of a flashback already during the first half-wave: allows. This construction essentially corresponds to that of Fig. 2. The vessel 61 contains a hot cathode 62 and an annular anode 63 with a short insulating piece 69 to prevent eddy currents.

   Outside half of the vessel and opposite the inner surface of the anode, an electromagnet is provided which contains a core 64 which is divided into a pair of. annular poles 65 and 66 terminates.

   These are placed on opposite sides of the interspace 67 and cause the discharge current to rotate when it passes through the interspace 67. In the interspace 6, 7 are several ring-shaped shields 71 made of conductive material appropriate.

   These screens are provided with holes L to allow the discharge to pass between the cathode and anode. The holes can be arranged as desired. In particular, they are arranged in such a way that: those closer to the cathode:

          Umbrellas have larger holes than those further out, as indicated in Fig. 9 at L. In order to avoid electrostatic charging of the metal screens, which could jeopardize the proper functioning of the vessel, they are placed at a certain potential,

   for example about one. Resistance 70! according to Fig. 9. The various partial resistances are quite high "so that the discharge does not stick to the screen.

   This device ensures that after the onset of a flashback and after the magnet 64 is switched on, the arc: rotates counterclockwise in the opposite direction to the arrow A. The bow can only go through the open holes in the umbrellas;

       come to the anode, thereby deionizing it and causing it to go out. This device not only prevents the arc from sticking to the anode, but it is also removed in a very short time, i. H. already extinguished during the first half-wave.



  In the: illustrations, the magnetic coils are always placed outside the vessel. In. In many cases it is desirable and expedient to arrange them inside the discharge vessel. The present invention also relates to evacuated vessels that are not filled with steam or gas. The present invention can also be applied to such vessels.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Einrichtung um Rückzündungen in elek trischen Entladungsgefässen unschädlich zu machen, dadurch gekennzeichnet, dass- der Rückzündungsbogen durch ein. magnetisches Peld zum Umlauf längs der Anodenober- flächie :gebracht wird. PATENT CLAIM: Device to make reignitions in electrical discharge vessels harmless, characterized in that- the reignition arc by a. magnetic field to circulate along the anode surface: is brought. UNTERANSPRÜCHE 1. Einrichtung nach Patentanspruch, da durch ,gekennzeichnet, dass die magneti- s.ehen Kraftlinien senkrecht auf dem Entladungsbogen stehen. 2. SUBClaims 1. Device according to claim, characterized in that the magnetic lines of force are perpendicular to the discharge arc. 2. Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, -dass, das Entla dungsgefäss aus einem zylindrischen Teil mit einer ringförmigen Erweiterung für .die ebenfalls als Ring ausgebildete Anode besteht, Device according to patent claim, characterized in that the discharge vessel consists of a cylindrical part with an annular extension for the anode, which is also designed as a ring, und dass ferner das magnetische Feld durch eine .Spule erzeugt wird, deren Achse mit :der des Entladungsge fässes übereinstimmt. ss. Einrichtung nach Unteranspruch 2, da- @durch gekennzeichnet, @dass Idas: and that the magnetic field is also generated by a coil, the axis of which coincides with that of the discharge vessel. ss. Device according to dependent claim 2, characterized by @that Idas: Magnet feld durch .einen Elektromagneten, mit Eisenkern erzeugt wird, dessen Poi sohuhe ringförmig ausgebildet sind. Magnetic field is generated by an electromagnet with an iron core, the poi soles of which are ring-shaped. 4. Einrichtung nach Unteranspruch 2, da durch gekennzeichnet, dass der Verbin- dungsraum zwischen dem zylindrischen und ringförmigen Teil des Entladungs gefässes mit @durchlöcherten E,ntionisie- rungsschirmen versehen ist. 5. 4. Device according to dependent claim 2, characterized in that the connecting space between the cylindrical and ring-shaped part of the discharge vessel is provided with perforated ionization screens. 5. Einrichtung nach Unteranspruch 4, da durch gekennzeichnet, dass die Entioni- sierungssehirme über Hochohmwider- stände mit der Anode verbunden sind. 6. Einrichtung nach Patentanspruch, da- ,durch gekennzeichnet, dass die Magnet spule über ein Relaissystem betätigt wird, welches das 3Tagnetfeld erst nach Einsetzen der Rückzündung wirksam werden lässt. 7. Device according to dependent claim 4, characterized in that the deionization screens are connected to the anode via high-resistance resistors. 6. Device according to claim, characterized in that the magnetic coil is actuated via a relay system which only allows the 3 magnetic field to become effective after the onset of the flashback. 7th Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass das zylin drische Entladungsgefäss eine Einstül- pung aufweist, die von der ringförmigen Anode umgeben ist. B. Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass, ,die ringför mige Anode einen Spalt aufweist. Device according to patent claim, characterized in that the cylindrical discharge vessel has an indentation which is surrounded by the annular anode. B. Device according to claim, characterized in that,, the ringför-shaped anode has a gap. 9. Einrichtung nach Unteranspruch 8, da- .durch gekennzeichnet, dass der Spalt in .der Anode mit Isoliermaterial ausgefüllt .ist. 10. Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass das normale zylindrische Entladungsgefäss mit einer Hohlanode versehen ist. 11. 9. Device according to dependent claim 8, characterized in that the gap in the anode is filled with insulating material. 10. Device according to claim, characterized in that the normal cylindrical discharge vessel is provided with a hollow anode. 11. Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass vor einer nor malen Anode in einem zylindrischen, Ge fäss ein Umlenkungsschirm aus Isolier- material für den Lichtbogen angebracht ist. Device according to patent claim, characterized in that a deflecting screen made of insulating material for the arc is attached in front of a normal anode in a cylindrical vessel.
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