Flüssigkeitskathode für Stromrichter mit metallenem 'Vakuumgefäss. Die Erfindung richtet sich auf :eine Flüssigkeitskathode für Stromrichter mit metallenem Vakuumgefäss, insbesondere für Q.ueoksilberdampfgteichrichter, für grössere Leistungen.
Es ist bekannt, bei derartigen .Stromrich- tern die Kathode vom Gehäuse isoliert anzu ordnen und die @Stromeinführungen vom Deckel des Gefässes aus mit Hilfe eines Stromleiters vorzunehmen, an dessen unterem Ende eine,den Stromübergang auf das in der Regel die Kathodenflüssigkeit bildende Quecksilber vermittelnde Tauchelektrode be- festigt ist.
Es ist weiterhin bekannt, für das queck- silber einen im Innern des Vakuumgefässes untergebrachten Behälter aus Isoliermaterial vorzusehen, in dessen Boden sich eine Off- nung befindet,
durch die ein stromeinführen der Leiter geführt wird. Die Stromüber tragung erfolgt dann ebenfalls mit Hilfe einer .Scheibe oder :dergl., die den erforder- lichen Kontakt mit dem Quecksilber her stellt.
Derartige Kathoden haben verschie- dene Vorteile .gegenüber der erstgenannten Art, aber die Herstellung :der nötigen vakuumdichten Verbindung bietet fabri- katorisch ziemlich erhebliche Schwierigkeiten.
Zur Beseitigung ,der .Schwierigkeiten: hat man unter anderem vorgeschlagen, als Queok- silberbehäRer eine, besondere :
Schale vorzu sehen, welche mit einem Halsstück durch den Boden des Vakuumgefässes hindurchragt. An diesem Halsstück hat man dann die vakuum dichte Verbindung des Quecksilberbehälters mit der Gefässwandung bezw. mit dem strom- einführenden Leiter vorgenommen.
Eine solche Ausführung hat jedoch den Nachteil, dass; das Quecksilber, welches ein ziemlich grosses Gewicht hat und daher bei Erschütte- rungen erhebliche Trägheits:kräfte auslöst, voll auf dem Quecksilberbehälter aufruht und insbesondere den Hals des Quecksilber- behältersi beansprucht.
Infolgedessen besteht die Gefahr, dass. dieser Hals bei Wellenbewe gungen des Quecksilbers abbricht. Hinzu kommt noch, :
da3 sich der Raum zwischen dem Quecksilberbehälter und cIer Gefässwan- dung während des Betriebes mit Quecksilber füllt, so dass durch den hydrostatischen Auf trieb eine weitere Beanspruchung des Hals stückes erfolgt.
Anderseits ist es aber mit Rücksicht auf die Wärmeausdehnung prak tisch nicht möglich, den obern Teil des Queck- silberbehälters einwandfrei abzustützen.
Weiterhin ist es bekannt, den Queck- silberbehälter ausserhalb des Vakuumgefässes anzuordnen und ihn sieh an eine Boden öffnung des Gefässes anschliessen zu lassen. Die Verbindung zwischen der Gefässwandung und der Behälterwandung erfolgt hierbei durch einen Ringflaniseh,
welcher die Mantel fläche des Behälters umschliesst und mit bei den Teilen vakuumdicht verbunden isst. Die Verbindung zwischen dem stromeinfÜhren- den Leiter und dem Quecksilberbehälter ge schieht auch bei dieser Ausführung mittels eines Halsansatzes des Quecksilberbehälters. Eine solche Anordnung <RTI
ID="0002.0043"> vermeidet zwar die Gefahr eines Abbreehens des Behälters, hat aber den Nachteil, dass es infolge des grossen Durchmessers des Quecksilberbehälters sehr schwierig ist. eine einwandfreie Verbindung zwischen diesem und der Vakuumgefäawan- dung herzustellen.
Den Gegenstand der vorliegenden Erfin dung bildet nun eine Flüssigkeitskathode, welche die Nachteile der bekannten Ausfüh rungen vermeidet, aber ihre Vorteile mitein- ander vereinigt.
Dies wird dadurch erreicht. da.ss der Isolierbehälter für die Kathoden- flüssigkeit aus einer unterhalb einer Boden öffnung des Vakuumgefässes angebrachten Schale besteht,
deren oberer Rand sich gegen eine entsprechende Stützfläche des Vakuumgefässes abstützt und deren Unter- seite einen zur Einführung des strom- einführenden Leiters dienenden Halsansatz aufweist,
und dass zur vakuumdichten Verbindung des Isolierbehälters mit dem Vakuumgefäss ein zum Beispiel einen Ansatz des Vakuumgefässes bildendes oder ein beson- deres, mit dem Vakuumgefäss verschweisstes Zwischenstück vorgesehen ist, das bis zu dem Halsansatz des Isolierbehälters,
diesen. kon zentrisch umgebend, geführt ist und zum Beispiel durch einen 8chmelzfluss aus Glas oder Emaille oder durch einen Brenn- oder Sinterprozess mit dem Halsansatz vakuum dicht verbunden ist.
Eine solche Ausführung hat den Vorteil, dassl die Querschnitte, an denen vakuumdichte Verbindungen vorzunehmen sind, verhältnis- mässig klein sind, da man dem zur Vor nahme der Verbindung dienenden Halsstück einen kleinen Querschnitt geben kann.
Die Verbindungen lassen sich daher mit grosser Sicherheit ausführen. Die Sicherheit der Ver bindung wird noch dadurch unterstützt, dass sich der Quecksdlberbehälter mit seinem obern Rand gegen eine zweckmässig entspre chend geschliffene Fläehe des Vakuum gefässes anlegt,
da er durch den an seiner Aussenseite wirkenden Atmosphärendruck mit grosser Kraft gegen eine Stützfläche gepresst wird. Besonders ,günstig sind die Verhält- nisse,
wenn das Verbindungsstück zwischen Vakuumgefass und Halsansatz membranartig ausgeführt wird und sich gegen den Boden des Quecksilberbehälters anlegt. Dann kann der volle Atmosphärendruck gegen den Quecksilberbehälter wirken.
In der :beiliegenden Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Kathode gemäss der Erfindung dargestellt.
1 ist die aus Metall bestehende Wandung des Behälters des -#7aäuumgefä$es, 2 ist der aus Isoliermaterial, vorzugsweise Steatit, oder einem keramischen Material mit ähn lichem Ausdehnungskoeffizienten bestehende Quecksilberbehälter,
welcher einen Halsan satz 3 aufweist. 4 ist das Kathodenqueck- silber und 5 ist der stromeinführende Leiber, welcher zur Erzielung des erforderlichen Kontaktes mit dem Quecksilber ein verbrei- tertes Kopfstück 6 trägt.
Zur Herstellung der vakuumdichten Verbindung zwischen dem stromeinführenden Leiter 5 und dem Halsansatz 3 dient eine Kappe 7 aus zweck mässig etwas elastischem Blech,
die mit dem stromeinführenden Leiter verschweisst und mit dem Halsansatz 3 durch Einfügung eines Glas- oder Emailleschmelzflusseg 8 oder einen Brenn- oder,Sinterprozess verbunden ist.
Die vakuumdichte Verbindung zwischen dem Isolierbehälter 2; und dem Vakuum gefäss 1, wird mit Hilfe eines zylindrischen Stutzens 9 hergestellt, der an das Vakuum gefäss, 1 angeschweisst wird oder mit diesem aus einem Stück besteht. Zwischen diesen Stutzen 9 und den Halsansatz 3 ist ein Ringflansch 10 eingefügt,
der einerseits. mit dem ,Stutzen 9 vakuumdicht verschweisst und anderseits mit dem Halsstück 3 @durch Zwi schenfügung eines Glas,- oder Emaille- sebmelzflus.ses 11 oder :
einen Brenn- oder Sinterprozess vakuumdicht verbunden ist. Dieser Ringflansch 10 ist membranartig und legt sieh dicht gegen den Boden des Isolierbehälters 2 an. Zwischen ,dem Stutzen 9 und der Wandung des.
Isolier- behälters 2 lässt man zweckmässig einen klei nem Zwischenraum, um den Wärmeausdeh- nungen Rechnung zu tragen.
Zur Verbesse- rung des von dem Behäl ter 2 auf den Stutzen 9 wird der Zwischen- raum vorteilhaft mit Quecksilber ausgefüllt, indem man das von dem Kondensationsdom des G,efässies. in die Kathode zurückfliessende Quecksilber entsprechend führt.
Die Unter schiede der Wärmeausdehnung in achsialer Richtung zwischen dem Behälter 2 und dem Stutzen 9 werden durch .die nachgiebige Membran 10 unschädlich .gemacht.
Wie bereits vorstehend ,erwähnt und die Abbildung deutlich erkennen lässt, sind bei der erfindungsgemässen Ausführung die schwierigen vakuumdichten Verbindungen zwischen Isoliermaterial und Metallteilen nur an Flächen kleinen Querschnittes, nämlich an dem Halsansatz vorzunehmen. Die Sicher heit der Verbindung wird noch dadurch ver grössert, dass der gegen die Membran 1:
0 wir kende Atmosphärendruck den Quecksilber behälter gegen seine, Auflagerfläche 12 an der Gefässwandung 1 presst. Um die sich hieraus ergebende Verbesserung .der Dich tung noch weiter zu erhöhen, wird vorteil- haft die Auflagerfläche 12 entsprechend ver breitert und .geschliffen..
Zum :Schutze des Behälters 2 gegen Aden Lichtbogen ist in diesen ein Schutzrohr 1,3 aus Quarz oder einem keramischen Material mit geringem Wärmeaus,dehnungskoeffizien ten eingesetzt.