Perankernngskörper für den Kathodendeck von künstlich gekühlten Quecksilberkathodenentladungsröhr en. Gegenstand der Erfindung ist ein teil- weise aus dem Quecksilber hervorragender Verankerungskörper für den Kathodenfleck von künstlieh gekühlten Quecksilberkathoden- entladungsröhren.
Es ist bereits .bekannt, einen zumeist kreisförmigen Verankerungskörper zum Fest halten des Kathodenfleckes im Unterteil des zylindrischen Kathodengefässes, teilweise aus dem Kathodenquecksilber herausragend anzu ordnen.
An der Aussenseite der Kathode befindet sich die Innenwand des Kathodengefässes und gegebenenfalls ein Schutzring aus einem Me tall ohne Ankerwirkung oder aus Isolier material, der verhüten soll, dass der Katho denfleck von der Quecksnlberoberfläohe aus an die Innenwand des Kathodengefässes ge laugt.
Normalerweise heftet sich der Kathoden fleck an den Verankerungskörper fest und bildet an der von Queck- silberspiegel und Verankerungskörpereine "Brennlinie", deren Länge :der Entladungs stromstärke proportional ist.
Es kann jedoch vorkommen, dass sich der Kathodenfleck vom Verankerungskörper loslöst, was besonders der Fall sein wird, wenn die Stromstärke der Entladung den Wert überschreitet, bei dem sich die "Brennlinie" über die ganze Berührungsstelle vom Quecksilberspiegel und Verankerungskörper ausgedehnt hat. Der Kathodenfleck wird dann in der bekannten, unerwünschten Weise an der Quecksilber oberfläche herumirren, und es kann sogar vorkommen, dass er auf die Gefässwand über geht.
Obige Erscheinung ist unter anderem als eine Folge der Tatsache anzusehen, dass es dem Kathodenfleck möglich ist, bei seiner schnellen Fortbewegung an der Quecksilber oberfläche erhebliche'Strecken zurückzulegen, bevor er aufs neue Gelegenheit hat, sich an den Verankerungskörper festzusetzen.
Die Erfindung bezweckt, es dem Ka- thodenflech möglichst zu erschweren, eine erhebliche Strecke an der Quecksilberober- fläche zurückzulegen. bevor er wieder eine Ankerungsgelegenheit vorfindet.
Erfindungsgemäss wird hierzu der Ver- a.nkerungskörper derart ausgebildet, dass er aus gutankernden Randkörpern besteht, wel che die wirksame Kathodenfläche kanalför- mig umfas...en,
praktisch an ihrer ganzen senkrechten Projektion unmittelbar mit dem Metallboden des Entladungsgefässes verbun den sind und je mit einer Seitenfläche in der Höhe des Quecksilberspiegels mit der wirksamen Kathodenfläohe in Berührung tre ten und einen gegenseitigen Abstand von un gefähr 0,3-3 cm aufweisen.
Beim Verankerungskörper nach der Er findung wird der Vorteil erzielt, dass die Ankerungsmöglichkeit für den Kathoden fleck stark. gegen die gebräuchliche Bauart. erhöht wird und dass ein \veiteres Hindernis in den Weg von der Quecksilberoberfläche an < die Gefässwand eingeschaltet wird, während die Enge der kanalförmigen Kathode die Be- cvegungsmögIiehkeiten des Kathodenfleckes in erheblichem Masse verringert.
essungen der Bewegungsgeschwindig- 7 keit des Kathodenfleckes an der Quecksilber oberfläche haben ergeben, dass diese von der Grössenordnung von 10 mfSek. ist. Der Ka thodenfleck kann sich also in der zwischen zwei gleichgerichteten Impulsen verlaufenden Zeit von 0,01 Sek. um zirka 10 ein fort bewegen.
Aus diesen Gesichtspunkten heraus wird die Breite des Kanals vorteilhafterweise in der Grössenordnung von -1 ein gehalten.
Es empfiehlt sich dabei, dem Kanal einen gekrümmten, z. B. bogen- oder zickzackför- migen Verlauf zu erteilen, weil dieses ,die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass der Katho denfleck bereits nach Zuriielklegung einer sehr kurzen Strecke wieder mit einem Rand körper mit guter Ankerwirkung in Berüh rung kommt.
Besonders für kleinere Kathoden ist die Ringform die gegebene, weil diese bequem zu verwirklichen ist und eine für die in Frage kommenden Stromstärken vollkommen hinreichende Ankerungslänge ergibt.
Besonders bei grösseren Quecksilberkatho den und unter Befolgung der soeben auf gestellten Regel empfiehlt es sich, die wirk same Kathodenoberfläche in mehreren kon zentrischen Kanälen unterzubringen und die Randkörper mit guter Ankerwirkung derart auszuführen, dass die Quecksilberoberflächen ü1 den einzelnen Kanälen miteinander ver bunden sind. Zu diesem Zwecke kann man die Kanäle mit Radialverbindungen ver sehen, oder man erteilt dem Kathodenkanal die Form einer Spirale mit mehreren Win dungen.
Es wird hierdurch eine möglichst gute Ausnutzung der für die Kathode ver fügbaren Oberfläche, bei möglichst weit gehender Erschwerung der Loslösung des Kathodenfleckes von den Randkörpern, ge- währleistet.
Als Werkstoff für die Randkörper mit guter Ankerwirkung in einer erfindungs- gemässen Entladungsröhre wird vorteilhaft Nickel verwendet, da dieses vorzügliche Ver- ankerungseigen.sc.ha.ften besitzt, jedoch nur äusserst langsam von dem Quecksilber und dem Kathodenfleck angegriffen wird. Es wird dadurch vermieden,
da.ss die Lebens dauer der Röhre durch eine vorzeitige Zer störung der Randkörper auf unzulässige -WTeise verkürzt wird.
Besonders bei beschränkten baulichen Ver hältnissen bietet es den Vorteil, den aussen- elegenen Randkörper mit dem bereits er wähnten Schutzring aus Werkstoff ohne Ankerwirkung zu vereinigen. Es kann dieses dadurch geschehen, dass man diesen Randkörper an der Innenseite aus einem Mlerkstoff mit guter Ankerwirkung, an der Aussenseite aus einem Werkstoff mit schlech ter Ankerwirkung herstellt, z. B. an der Innenseite aus Nickel und an der Aussen seite aus Eisen oder Molybdän.
Der Gegenstand der Erfindung wird an Hand eines in der Zeichnung wiedergegebe nen Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Figur ist der Unterteil einer Quecksilberkathodenentladungsröhre abgebil det, von der ein Teil des aus Chromeisen her gestellten Kathodengefässes 1 und ein Teil des dasselbe umgebenden Waeserkühlmantels 2 mit Anschlussrohr 3 sichtbar dargestellt sind.
In der Mitte des Bodens des Kathoden gefässes 1 ist an der Aussenseite eingleich zeitig zur Befestigung des Kühlmantels 2 und der Kathodenleitung 5 dienender Kupfer bolzen 4 angelötet, während an der Innen- seite ein mehrteiliger Verankerungskörper angeordnet ist, dessen Teile 6 und 7 in direk ter metallischer Verbindung mit dem Metall boden des Entladungsgefässes stehen, und zwar derart,
.dass dies praktisch an ihrer gan zen senkrechten Projektion auf diesen Boden der Fall ist. Für eine gute Wärmeabfuhr des Verankerungskörpers in Richtung des Kühlmittels ist diese Anordnung sehr förder lich.
Die beiden Teile 6 und 7, welche die wirksame Kathodenfläche kanalförmig um fassen, stellen Randkörper dar, welche nur an ihrer ''Seitenfläche in der Höhe des Queck silberspiegels .mit der wirksamen Kathoden fläche in Berührung treten, und. an dieser Be rührungslinie als Ankerungsstelle für den Kathodenfleck dienen, während ihr Abstand zweckmässig ungefähr 0,3-3 cm beträgt. Der Teil 6 besteht aus Nickel, das sehr gute Ankerungseigenschaften aufweist,
während der Teil 7 an -der für die Ankerung wich tigen Innenseite aus Nickel, an der Aussen seite jedoch aus Molylbdän besteht, um ein Ansetzen des Kathodenfleckes an der Aussen seite zu erschweren. Der Teil 7 ist unterhalb der Oberfläche der Quecksilberkathode mit Auosparungen 8 versehen,
durch die das von der Gefässwand herabtropfende Quecksilber wieder in den ringförmigen Kanal zwischen den Körpern 6 und 7 gelangen kann.
Der Kathodenfleck hat zwischen diesen Körpern. sowohl an der Innenseite, als auch an der Aussenseite der ringförmigen Queck silberoberfläche eine vorzügliche Ankerungs- gelegenheit, der ringförmige Raum ausserhalb des Körpers 7 jedoch ist absichtlich sehr eng gehalten und wird von Oberflächen. aus Werkstoff ohne Ankerwirkung umgrenzt, so dass es praktisch ausgeschlossen ist, dass sich die Entladung in ihm festsetzt.
Peran core for the cathode deck of artificially cooled mercury cathode discharge tubes. The subject of the invention is an anchoring body, which partially protrudes from the mercury, for the cathode spot of artificially cooled mercury cathode discharge tubes.
It is already known to arrange a mostly circular anchoring body to hold the cathode spot firmly in the lower part of the cylindrical cathode vessel, partially from the cathode mercury.
On the outside of the cathode is the inner wall of the cathode vessel and, if necessary, a protective ring made of a metal without anchoring effect or made of insulating material to prevent the cathode spot from leaching from the Mercury surface onto the inner wall of the cathode vessel.
The cathode spot normally attaches itself to the anchorage body and forms a "focal line" at the mercury mirror and anchorage body, the length of which is proportional to the strength of the discharge current.
However, it can happen that the cathode spot becomes detached from the anchoring body, which is especially the case if the current intensity of the discharge exceeds the value at which the "focal line" has expanded over the entire contact point between the mercury level and the anchoring body. The cathode spot will then wander around the mercury surface in the known, undesirable way, and it can even happen that it passes over to the vessel wall.
The above phenomenon is to be regarded, inter alia, as a consequence of the fact that it is possible for the cathode spot to cover considerable distances during its rapid movement on the mercury surface before it has a new opportunity to attach itself to the anchoring body.
The aim of the invention is to make it as difficult as possible for the cathode sheet to cover a considerable distance on the mercury surface. before he finds another opportunity to anchor.
According to the invention, the anchoring body is designed for this purpose in such a way that it consists of well-anchored edge bodies which surround the effective cathode surface in the form of a channel,
practically all of their vertical projection is directly connected to the metal base of the discharge vessel and each has a side surface at the level of the mercury level in contact with the effective cathode surface and a mutual distance of about 0.3-3 cm.
When anchoring body according to the invention, he has the advantage that the anchoring possibility for the cathode spot is strong. against the common design. is increased and that a further obstacle in the way from the mercury surface to the vessel wall is switched on, while the narrowness of the channel-shaped cathode reduces the possibilities of movement of the cathode spot to a considerable extent.
Measurements of the speed of movement of the cathode spot on the mercury surface have shown that this is of the order of magnitude of 10 msec. is. The cathode spot can therefore move in the time between two rectified impulses of 0.01 seconds by about 10 a.
From these points of view, the width of the channel is advantageously kept in the order of magnitude of -1.
It is recommended that the channel has a curved, z. B. to give a curved or zigzag-shaped course, because this increases the probability that the cathode stain will come into contact with a peripheral body with a good anchor effect already after covering a very short distance.
The ring shape is the given, especially for smaller cathodes, because it is easy to implement and results in an armature length that is completely sufficient for the current strengths in question.
Particularly with larger mercury cathodes and following the rule just stated, it is advisable to accommodate the effective cathode surface in several concentric channels and to design the edge bodies with a good anchor effect in such a way that the mercury surfaces of the individual channels are connected to one another. For this purpose, the channels can be seen with radial connections, or the cathode channel is given the shape of a spiral with several turns.
This ensures the best possible utilization of the surface available for the cathode, with the greatest possible difficulty in detaching the cathode spot from the edge bodies.
Nickel is advantageously used as the material for the edge body with a good anchor effect in a discharge tube according to the invention, since it has excellent anchoring properties, but is only attacked extremely slowly by the mercury and the cathode spot. This avoids
da.ss the service life of the tube is shortened to inadmissible -WTeise by premature destruction of the edge bodies.
Particularly in the case of limited structural conditions, it offers the advantage of uniting the outer edge body with the protective ring already mentioned made of material without an anchor effect. This can be done by making this edge body on the inside from a Mlerkstoff with good anchor effect, on the outside from a material with bad anchor effect, z. B. on the inside made of nickel and on the outside made of iron or molybdenum.
The object of the invention will be explained in more detail with reference to an exemplary embodiment reproduced in the drawing. In the figure, the lower part of a mercury cathode discharge tube is pictured, of which part of the cathode vessel 1 made of chrome iron and part of the surrounding water cooling jacket 2 with connecting pipe 3 are visible.
In the middle of the bottom of the cathode vessel 1, copper bolts 4 serving to fasten the cooling jacket 2 and the cathode line 5 are soldered on the outside at the same time, while a multi-part anchoring body is arranged on the inside, the parts 6 and 7 of which are in direct contact metallic connection with the metal bottom of the discharge vessel, in such a way,
.that this is practically the case with their completely perpendicular projection onto this floor. For good heat dissipation of the anchoring body in the direction of the coolant, this arrangement is very beneficial Lich.
The two parts 6 and 7, which surround the effective cathode surface in a channel-like manner, represent edge bodies which only come into contact with the effective cathode surface on their '' side surface at the level of the mercury mirror. At this contact line Be serve as an anchor point for the cathode spot, while their distance is expediently about 0.3-3 cm. Part 6 is made of nickel, which has very good anchoring properties,
while part 7 on the inside, which is important for anchoring, is made of nickel, but on the outside is made of molybdenum in order to make it more difficult for the cathode spot to attach to the outside. Part 7 is provided with recesses 8 below the surface of the mercury cathode,
through which the mercury dripping down from the vessel wall can get back into the annular channel between the bodies 6 and 7.
The cathode spot has between these bodies. Both the inside and the outside of the ring-shaped mercury surface provide an excellent anchorage opportunity, but the ring-shaped space outside the body 7 is deliberately kept very narrow and is made up of surfaces. made of material without anchoring effect, so that it is practically impossible that the discharge settles in it.