DE1019483B

DE1019483B - Procedure for testing the tightness of evacuated electrical discharge vessels

Info

Publication number: DE1019483B
Application number: DES29118A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Blumentritt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1952-06-30
Filing date: 1952-06-30
Publication date: 1957-11-14

Description

Verfahren zur Prüfung der Dichtheit von evakuierten elektrischen Entladungsgefäß en Bei der Herstellung von evakuierten elektrischen Stromrichtergefäßen, z.E. zündstiftgesteuerten Gefäßen, ist es erforderlich, im Laufe der Fabrikation durch Zwischenprüfungen immer wieder, d. h. nach jeder Behandlung, insbesondere Wärmebehandlung des Stromrichtergefäßes, festzustellen, ob das Gefäß noch dicht ist, weil es sich bei der Behandlung verziehen kann, wodurch besonders die Schweißnähte oder Glasverschmelzungen leiden und undicht werden können. Procedure for testing the tightness of evacuated electrical Discharge vessels In the manufacture of evacuated electrical converter vessels, z.E. ignition-pin-controlled vessels, it is necessary in the course of manufacture through intermediate exams over and over again, d. H. after every treatment, in particular Heat treatment of the converter vessel to determine whether the vessel is still tight is because it can warp during treatment, which especially affects the welds or glass fusions and can become leaky.

Nimmt man diese Zwischenprüfungen nicht vor, so besteht die Gefahr, daß sich bei der letzten Prüfung herausstellt, daß das Gefäß nicht mehr dicht ist und alle Arbeit an ihm nutzlos war.If these intermediate tests are not carried out, there is a risk of that the last test shows that the vessel is no longer tight and all work on it was useless.

Bisher hat man diese Zwischenprüfungen in der Weise durchgeführt, daß man das Gefäß aus der Fabrikation herausgezogen, bis zu mehreren Wochen stehengelassen und nach Ablauf dieser Zeit eine im Inneren des Gefäßes etwa eingetretene Druckerhöhung mit Hilfe an sich bekannter Verfahren festgestellt hat. So far, these intermediate examinations have been carried out in such a way that that the vessel was pulled out of the factory and left to stand for several weeks and after this time has elapsed, any pressure increase that may have occurred inside the vessel with the help of known methods.

Diese Methode hat den Nachteil, daß der Fertigungsprozeß lange Zeit unterbrochen werden muß und das Gefäß entsprechend später fertiggestellt wird, was lange Lieferzeiten und zusätzliche Lagerkosten verursacht.This method has the disadvantage that the manufacturing process takes a long time must be interrupted and the vessel is completed accordingly later, what long delivery times and additional storage costs.

Die Erfindung vermeidet diese Nachteile durch eine schnelle Zwischenprüfung, indem das abgeschmolzene Vakuumgefäß in eine Druckkammer gebracht, diese mit Wasserstoffgas gefüllt, das Wasserstoffgas unter höherem als atmosphärischen Druck gesetzt und eine Druckveränderung im Inneren des Gefäßes elektrisch mit den vorhandenen Elektroden als Meßsonden gemessen wird. Zu diesem Zweck werden die Elektroden bzw. die Gefäßwände elektrisch mit einer Prüfeinrichtung verbunden. Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung ist die Prüfdauer noch von verschiedenen Betriebsgrößen abhängig, so z. B. von der Höhe des Wasserstoffgasdruckes in der Druckkammer sowie von den elektrischen bei der Prüfung benutzten Größen, z.E. von der Stromart, ob Gleich- oder Wechsèlstrom verwendet wird, oder von der Spannung bzw. von der Frequenz. Es werden daher zwecks Beschleunigung der Prüfung diese Größen regel- bzw. einstellbar gemacht. Eine solche Zwischenprüfung nimmt daher nur etwa die Zeit zwischen zwei Arbeitsschichten. z.B. die Nacht, in Anspruch. The invention avoids these disadvantages by means of a quick intermediate test, by placing the melted vacuum vessel in a pressure chamber, this with hydrogen gas filled, put the hydrogen gas under higher than atmospheric pressure and a pressure change inside the vessel electrically with the existing electrodes is measured as measuring probes. For this purpose the electrodes or the vessel walls are used electrically connected to a test facility. In the method according to the invention the test duration is still dependent on various operating parameters, e.g. B. from the Height of the hydrogen gas pressure in the pressure chamber as well as of the electrical at sizes used in the test, e.g. the type of current, whether direct or alternating current is used, or the voltage or frequency. It will therefore be used for the purpose Acceleration of the test made these variables controllable or adjustable. Such Intermediate examination therefore only takes about the time between two work shifts. e.g. the night to complete.

An sich sind zwar die Verwendung der im Gefäß angeordneten Elektroden zur elektrischen Messung und die Verwendung von außen wirksamem Gas bei der Prüfung der Dichtigkeit von Gefäßen bekannt. It is true that the electrodes arranged in the vessel are used per se for electrical measurement and the use of externally effective gas during testing known for the tightness of vessels.

Hier wird das Gas dazu benutzt, die Dichtheit von nicht in einer Druckkammer befindlichen metallenen Entladungsgefäßen zu prüfen, die noch mit einer Pumpe verbunden sind und von außen mit Gas in üblicher Weise angeblasen werden. Ein Abzweig der Pumpleitung führt zu einem Massenspektrographen.Here the gas is used to ensure the tightness of not in a pressure chamber to check the metal discharge vessels that are still connected to a pump and are blown from the outside with gas in the usual way. A branch of the Pump line leads to a mass spectrograph.

Dieser prüft das aus dem Gefäß abgesaugte Gas qualitativ und quantitativ. Da beim Evakuieren Gase aus der Wand des Entladungsgefäßes frei werden, so kann man nicht feststellen, ob angezeigte Gase aus den Wänden des Entladungsgefäßes oder der Pumprohrleitung oder daher stammen, daß sie durch winzige Poren der Wand des Entladungsgefäßes oder der Pumprohrleitung hindurch in das Innere eingetreten sind. Aus diesem Grund werden in dem bekannten Fall nicht wie üblich Luft oder deren Anteile, sondern Heliumgas als Indikator verwendet, weil Helium zu denjenigen Gasen gehört, die eine größere Diffusion als Luft aufweisen und nicht als gasförmiger Bestandteil der Entladungsgefäß-oder Pumprohrleitungswand vorkommen. Wird Helium vom ÄIassenspektrographen festgestellt, dann weiß man bestimmt, daß es nur durch Poren z.B. in den Schweißnähten des Gefäßes von außen eingedrungen sein kann.This checks the gas extracted from the vessel qualitatively and quantitatively. Since gases are released from the wall of the discharge vessel during evacuation, so can one cannot determine whether the indicated gases come from the walls of the discharge vessel or the pump pipeline or come from the fact that they come through tiny pores in the wall of the Discharge vessel or the pump tubing have entered the interior. For this reason, in the known case, air or its proportions are not used as usual, instead, helium gas is used as an indicator, because helium is one of those gases which have a greater diffusion than air and not as a gaseous component the discharge vessel or pump tube wall occur. Will helium from the air spectrograph found, then you know for sure that it is only through pores, e.g. in the weld seams the vessel may have penetrated from the outside.

Demgegenüber handelt es sich bei der Erfindung um eine Prüfung der Gefäße im schon fortgeschrittenen Fabrikationsstadium, und zwar um Zwischenprüfungen der Dichtheit nicht von zu entgasenden und zu evakuierenden, sondern von schon entgasten und schon evakuierten, von der Pumpe getrennten und durch Abschmelzen des Pumpröhrchens schon geschlossenen Entladungsgefäßen, um jeweils bei Bedarf festzustellen, ob das Gefäß noch dicht ist, so daß man es in der Fabrikation lassen und am Schluß des Fertigungsvorganges unbesorgt von metallischen Saugstutzen des Gefäßes abschweißen kann. In contrast, the invention is a test of the Vessels at an advanced stage of manufacture, namely for intermediate tests the tightness not of those to be degassed and evacuated, but of those that have already been degassed and already evacuated, separated from the pump and by melting the pump tube already closed discharge vessels, in order to determine, if necessary, whether the The vessel is still tight, so that it can be left in the factory and at the end of the Weld off the metal suction nozzle of the vessel without worrying about the manufacturing process can.

Bei der Ausübung des Verfahrens nach der Erfindung wurde auch Helium versuchsweise benutzt. When practicing the method of the invention, helium was also used used experimentally.

Es hat sich dabei aber herausgestellt, daß Heliumgas als Prüfgas weniger geeignet ist, weil es sich ergab, daß es die Wände nicht ganz so schnell wie Wasserstoff durchdringt und es elektrisch weniger stark als Wasserstoffgas reagiert. Der Wasserstoff läßt also eher als Helium das Ansteigen des Druckes im Gefäß und damit das Vorhandensein von Undichtigkeiten erkennen. Verwendet man aber gemäß der Erfindung Wasserstoffgas als Indikator, weil es den kleinsten Atomradius hat, am leichtesten und schnellsten durch die Poren von Wänden strömt und am schnellsten Druckerhchungen anzeigt, so ergibt sich, wie unten erläutert werden wird, ein weiterer Vorteil im Hinblick auf die angestrebte Lösung der Aufgabe der Erfindung, die Zeit der Zwischenprüfung möglichst abzukürzen. Die Verwendung des Wasserstoffgases in gewohnter Weise durch Anblasen der Schweißnähte und von sonstigen Stellen der Vakuumgefäße ist nämlich gefährlich, da Wasserstoffgas in freien Räumen zum Entstehen von Explosionen beitragen kann. Diese Gefahren werden dadurch vermieden, daß der Prüfling erfindungsgemäß in eine mit Wasserstoff gefüllte Kammer gebracht wird, so daß der Wasserstoff von der umgebenden Luft abgeschlossen ist. Da die Kammer nun aus diesen Gründen an sich vorhanden ist, so nutzt die Erfindung, um eine Beschleunigung der Prüfung zu erreichen, diesen Umstand in geschickter Weise dadurch aus, das Gas auch unter Überdruck zu stellen.It turned out that helium gas as Test gas is less suitable because it turned out that the walls are not quite so fast as hydrogen permeates and it is electrically less powerful than hydrogen gas reacted. The hydrogen, rather than helium, allows the pressure to rise in the Detect the vessel and thus the presence of leaks. But if you use according to the invention hydrogen gas as an indicator because it has the smallest atomic radius has the easiest and fastest flow through the pores of walls and the fastest Indicates pressure increases, then, as will be explained below, another results Advantage in terms of the desired solution to the problem of the invention, the time shorten the intermediate examination as far as possible. The use of the hydrogen gas in in the usual way by blowing on the weld seams and other parts of the vacuum vessels is dangerous because hydrogen gas can cause explosions in open spaces can contribute. These dangers are avoided by the fact that the test object according to the invention is brought into a chamber filled with hydrogen, so that the hydrogen from the surrounding air is closed. Since the Chamber is now for these reasons per se is present, the invention uses to achieve an acceleration of the test, This fact is cleverly done by adding the gas under overpressure place.

Gemäß der Erfindung werden also in anderem Zusammenhang und aus anderen Gründen angewendete bekannte Maßnahmen hier zur Erzielung eines neuen Effektes bei der Fabrikation von elektrischen Entladungsgefäßen benutzt, welcher Effekt darin besteht, daß die für die Prüfung der Dichtheit des Entladungsgefäßes erforderliche Zeit der Zwischenprüfung zuf Bruchteile der sonst benötigten Zeit reduziert wird, was zu einer Beschleunigung des Herstellungsver fahrens, zur Abkürzung der Lieferzeiten und Verringerung der Lagerhaltung beiträgt. According to the invention, therefore, in a different context and from others Reasons used known measures here to achieve a new effect used in the manufacture of electrical discharge vessels, what effect in that consists that the required for testing the tightness of the discharge vessel The time of the intermediate test is reduced to a fraction of the time otherwise required, which speeds up the manufacturing process and shortens delivery times and reducing inventory levels.

Bei der Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung empfiehlt es sich, mit möglichst hohem Druck zu arbeiten, weil die eindringende Gasmenge stärker als proportional dem Überdruck zunimmt. When carrying out the method according to the invention is recommended it is important to work with the highest possible pressure, because the amount of gas penetrating is stronger than increases proportionally to the overpressure.

Hat das Vakuumgefäß Undichtigkeiten. so wird bald der Druck in seinem Inneren verändert, was mit Hilfe elektrischer Meßeinrichtungen, z. B. einer Anordnung zur Güteprüfung von Entladungsgefäßen, bei der das Gefäß mittels eines elektrischen Impulses zum kurzzeitigen Brennen gebracht und mittels einer Schnellschalteinrichtung ein der Brennpannung proportionaler Wert zunächst einem Speicherorgan zugeführt und anschließend an eine Meßeinrichtung mit Ablesung innerhalb beliebiger Zeitdauer weitergegeben wird (deutsche Patentschrift905 520); oder es können auch andere Vakuummeßmethoden benutzt werden.The vacuum vessel has leaks. so soon the pressure in his Inside changed what with the help of electrical measuring devices, z. B. an arrangement for the quality test of discharge vessels, in which the vessel is by means of an electrical Impulse to burn for a short time and by means of a quick switch device a value proportional to the burning voltage is initially supplied to a storage element and then to a measuring device with reading within any period of time is passed on (German Patent 905 520); or other vacuum measurement methods can also be used to be used.

Dabei sind Korrekturen für eventuelle äußere Einflüsse, z.B. magnetische Änderungen oder auch Strahlungseinflüsse, z.B. Temperaturänderungen während der Prüfzeit zu berücksichtigen, oder aber die Prüfung muß bei dauernd gleichbleibenden Prüfbedingungen vorgenommen werden. Man kann in einer Druckkammer eine oder auch mehrere Vakuumgefäße zu gleicher Zeit prüfen und die elektrischen Anschlüsse für sie mit Hilfe von druckfesten Stromdurchführungen mit einer Schalteinrichtung außerhalb der Druckkammer verbinden und durch Umschalten die einzelnen Valouumgefäße nacheinander, so oft es notwendig ist, im Verhältnis zu einer Vergleichseinrichtung, z.B. einem als einwandfrei festgestellten Vakuumgefäß, prüfen. Auf diese Weise ist es möglich, daß man schon nach verhältnismäßig kurzer Zeit die Dichtigkeit der Vakuumgefäße feststellen kann.Corrections for possible external influences, e.g. magnetic ones Changes or radiation influences, e.g. temperature changes during the The test time must be taken into account, or the test must be carried out with constant Test conditions are made. One can or also in a pressure chamber Check several vacuum vessels at the same time and make the electrical connections for they with the help of flameproof electrical feedthroughs with a switching device outside connect the pressure chamber and switch the individual valouum vessels one after the other, so often it is necessary in relation to a comparison device, e.g. an als Check that the vacuum vessel is perfectly fixed. In this way it is possible that the tightness of the vacuum vessels can be achieved after a relatively short time can determine.

Das Prüfverfahren nach der Erfindung läßt sich bei allen möglichen Arten von Vakuumgefäßen aus beliebigen Werkstoffen verwenden, insbesondere auch bei Metallgefäßen. Es ist auch nicht auf Gefäße bestimmter Größe eingeschränkt, Bei größeren Gefäßen ist lediglich die Druch'1zamnler entsprechend größer zu machen. The test method according to the invention can be used for all possible Use types of vacuum vessels made of any material, in particular also with metal vessels. It is also not restricted to vessels of a certain size, In the case of larger vessels, only the pressure chamber has to be made correspondingly larger.

Ein Ausführungsbeispiel einer Prüfeinrichtung zur Ausübung des Verfahrens ist in der Abbildung schematisch dargestellt. In der Druckliamlller 1 sind auf einem Tisch 2 Vakuumgefäße 3 und 4 und eine Kontrollvorrichtullg 5 angeordnet, die in der gezeichneten Weise mit dem Umschalter 6 außerhalb der Druckkammer elektrisch verbunden sind. Die Leitungen 7 sind durch druckfeste Durchführungen in der Druckkammerwand geführt. Zur Füllung der Druckkammer mit einem Gas entsprechenden Uherdrucks dient eine Gasfiasche 8 mit einem Regelventil 9. Das Manometer 10 zeigt den Druck in der Kammer an. Das elektrische Prüfgerät 11 wird von dem Netz 12 gespeist und ist mit dem Registriergerät 13 verbunden. An embodiment of a test device for carrying out the method is shown schematically in the figure. In the Druckliamlller 1 are on one Table 2 vacuum vessels 3 and 4 and a control device 5 arranged, which in the way shown with the switch 6 outside the pressure chamber electrically are connected. The lines 7 are through pressure-tight bushings in the pressure chamber wall guided. Used to fill the pressure chamber with a gas of the appropriate low pressure a gas bottle 8 with a control valve 9. The manometer 10 shows the pressure in the Chamber on. The electrical test device 11 is fed by the network 12 and is with the recorder 13 connected.

Sobald die Druckkammer mit Gas von entsprechendem Überdrurk gefüllt ist, wird durch Umstellen des Umschalters ein Vakuumgefäß nach dem anderen im Vergleich zu der Vergleichsgröße gemessen.As soon as the pressure chamber is filled with gas of appropriate overpressure is, by switching the switch, one vacuum vessel after the other is compared measured to the reference value.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Procedure for testing the tightness of degassed or evacuated, disconnected from the pump and melted electrical converter vessels, in particular ignition pin-controlled vessels, characterized in that the melted Vessels are placed in a pressure chamber filled with hydrogen gas, that is under a hollerell than atmospheric pressure, and that the increase in the Pressure inside the vessel electrically with existing elitrodes as a measuring probe is measured.

2. The method according to claim 1, characterized in that in the Pressure chamber a comparison vessel is arranged, the electrodes, as Medßsonden, used, can be electrically connected to a test device via a changeover switch.

3. The method according to claim 1, characterized in that the increase the pressure inside the vessel using a quality control arrangement of discharge vessels is measured, in which the vessel by means of an electrical Impulse to burn for a short time and by means of a quick switch device a value proportional to the operating voltage is initially supplied to a feed element and then to a measuring device with reading within any period of time is passed on.

Publications considered: Swiss patent specification No. 209,379; French Patent No. 960 273; Electronics magazine, Sept. 1950, pp. 96-101; Rothe-ILleen, »» Fundamentals and characteristics of the electron tubes «, 2nd edition, 1943, p. 210.