DE1037019B

DE1037019B - Grid-controlled, gas-filled discharge tubes

Info

Publication number: DE1037019B
Application number: DEE10947A
Authority: DE
Inventors: Ronald Ernest Lake
Original assignee: English Electric Valve Co Ltd
Current assignee: Teledyne UK Ltd
Priority date: 1954-07-02
Filing date: 1955-07-01
Publication date: 1958-08-21
Also published as: GB772616A; US2840745A

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung betrifft eine gittergesteuerte, gasgefüllte Entladungsröhre mit einem geheizten Kathodenaufbau, einem Steuergitter und einer Anode sowie mit Mitteln zum Auffangen von der Kathode abgesprühter Teilchen und zur elektronen-optischen Beeinflussung der Gitter-Kathoden-Entladung.The invention relates to a grid-controlled, gas-filled discharge tube with a heated cathode structure, a control grid and an anode as well as means for collecting sprayed off from the cathode Particles and for the electron-optical influence of the grid-cathode discharge.

Eine primäre Emission des Gitters und ein Anstieg der für die Zündung der Röhre erforderlichen Anodenspannung sind Fehler, die bei gittergesteuerten, gasgefüllten Entladungsröhren auftreten können. Im allgemeinen beginnt das Gitter von sich aus zu emittieren, wenn sich Material, das von der Kathode der Röhre im Betrieb abgesprüht ist, auf ihm abgelagert hat. Solches auf dem Gitter niedergeschlagenes Material wird dann gewöhnlich von den verhältnismäßig hohen Temperaturen, die die Röhre während des Betriebes erreicht, zu thermischer Emission angeregt.A primary emission from the grid and an increase in the anode voltage required to ignite the tube are errors that can occur with grid-controlled, gas-filled discharge tubes. In general the grid begins to emit on its own when there is material from the cathode of the tube has been sprayed on during operation, deposited on it. Such material deposited on the grate is then usually affected by the relatively high temperatures that the tube experiences during operation reached, stimulated to thermal emission.

Man hat versucht, das Absprühen von Kathodenteilchen bzw. von Teilchen der emittierenden Schicht dadurch zu verhindern, daß man zwischen Kathode und Gitter einfache Auffangplatten abgeordnet hat. Ein mit solchen Platten ausgerüstetes bekanntes Röhrensystem ist in Fig. 1 der Zeichnungen scheniatisch dargestellt.Attempts have been made to spray off cathode particles or particles of the emitting layer to prevent the fact that one has placed simple collecting plates between the cathode and the grid. A known tube system equipped with such plates is shown schematically in FIG. 1 of the drawings shown.

Das in Fig. 1 gezeigte Röhrensystem umfaßt den üblichen Glühkathodenaufbau 1 mit dem ihn einhüllenden zylindrischen Wärmeschirm 2, das Gitter 3 und die Anode 4. Ein quer gestellter Kathodenschirm 5 zum Aufhalten von umhersprühenden Teilchen ist in nächster Nähe des Kathodenaufbaues 1 angeordnet. Ein Gitterschirm 6 zum gleichen Zweck befindet sich zwischen dem Schirm 5 und dem Gitter 3; letzteres wird durch den üblichen Gitterzylinder 8 getragen.The tube system shown in Fig. 1 comprises the usual hot cathode structure 1 with the surrounding cylindrical heat shield 2, the grid 3 and the anode 4. A transverse cathode screen 5 for stopping particles from spraying around is shown in FIG arranged in close proximity to the cathode structure 1. A grid screen 6 for the same purpose is located between the screen 5 and the grid 3; the latter is carried by the usual lattice cylinder 8.

Diese wohlbekannte Anordnung läßt einige Wünsche offen hinsichtlich der Aufgabe, die Ablagerung des von der Kathode absprühenden Materials auf dem Gitter zu verhindern. Wenn nun versucht würde, hier durch Vermehrung der Anzahl von Sprühschirmen oder Auffangplatten Abhilfe zu schaffen, so tritt ein anderer Nachteil auf. Normalerweise soll nämlich das Stromtor unterhalb einer bestimmten Spannung am Gitter (praktisch meist um 150 V) und bei einer niedrigen Anodenspannung (gewöhnlich etwa 1000 V) zünden. Dazu ist es notwendig, daß das Gitter Strom zu ziehen beginnt, d. h., in dem Raum zwischen Gitter 3 und Schirm 6 — bis zu dieser Grenze ist das Anodenfeld wirksam — muß es zur Ionisation kommen. Wenn man nun einfach Schirme und Auf- fangplatten zwischen die Kathode und das Gitter bringen würde, um das Absprühen von Alaterial von der Kathode und seine Ablagerung auf dem Gitter zu verhindern, so würde der Entladungsweg zwischen Gitter und Kathode verbaut und eingeschränkt. Das würde dazu führen, daß das Gitter die Röhre nicht mehr Gittergesteuerte,
gasgefüllte EntladungsröhreThis well-known arrangement leaves something to be desired with regard to the object of preventing the deposition of the material sprayed from the cathode on the grid. If an attempt is now made to remedy this situation by increasing the number of spray screens or collecting plates, another disadvantage occurs. Normally the current gate should ignite below a certain voltage on the grid (in practice mostly around 150 V) and at a low anode voltage (usually around 1000 V). For this it is necessary that the grid begins to draw current, that is, in the space between grid 3 and screen 6 - the anode field is effective up to this limit - ionization must occur. If one were to simply bring screens and collecting plates between the cathode and the grid in order to prevent the spraying of aluminum from the cathode and its deposition on the grid, the discharge path between the grid and cathode would be obstructed and restricted. This would mean that the grid would no longer control the tube,
gas-filled discharge tube

Anmelder:Applicant:

English Electric Valve Company Limited, LondonEnglish Electric Valve Company Limited, London

Vertreter: Dr. W. Müller-Bore, Patentanwalt,
Braunschweig, Am Bürgerpark 8Representative: Dr. W. Müller-Bore, patent attorney,
Braunschweig, Am Bürgerpark 8

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 2. Juli 1954 und 1. April 1955Claimed priority:
Great Britain July 2, 1954 and April 1, 1955

Ronald Ernest Lake, Chelmsf ord, Essex (Großbritannien), ist als Erfinder genannt wordenRonald Ernest Lake, Chelmsf ord, Essex (Great Britain), has been named as the inventor

unterhalb der bestimmten Gitterspannung und bei der niedrigen Anodenspannung zünden kann, d. h., die Zündkennlinie der Röhre würde sich sozusagen ins Positive hin verschieben.can ignite below the certain grid voltage and at the low anode voltage, d. h., the The ignition characteristic of the tube would shift towards the positive, so to speak.

Da einerseits ein Absprühen von Teilchen aus der Kathode aus den genannten Gründen unterbunden werden muß. andererseits aber auch die vorstehend erwähnte Erhöhung der Zündspannung der Röhre nicht in Kauf genommen werden kann, muß ein Weg geschaffen werden, der beide Forderungen miteinander in Einklang bringt. In diesem Zusammenhang ist es nicht mehr unbekannt, die Mittel zum Auffangen der von der Kathode abgesprühten Teilchen so auszubilden, daß sie die Gitter-Kathoden-Entladung elektromen-optisch beeinflussen. Zum Beispiel ist eine Anordnung bekannt, bei der der Kathodenschirm einen konischen Ansatz trägt. Über diese Maßnahme hinaus ist der genannte Weg bisher nicht weiterverfolgt worden, und nach wie vor konnten die obengenannten Schwierigkeiten nicht als überwunden gelten.Since, on the one hand, particles are prevented from being sprayed off the cathode for the reasons mentioned must become. on the other hand, the above-mentioned increase in the ignition voltage of the tube does not either can be accepted, a way must be created that combines both requirements reconciles. In this context it is no longer unknown the means of catching the to form particles sprayed off the cathode in such a way that they electromechanically the grid-cathode discharge influence. For example, an arrangement is known in which the cathode screen has a conical approach. Beyond this measure, the path mentioned has not yet been pursued further, and as before, the difficulties mentioned above could not be considered to have been overcome.

Nun ist eine gittergesteuerte, gasgefüllte Entladungsröhre mit einem geheizten Kathodenaufbau, einem Steuergitter und einer Anöde sowie'mit Mitteln zum Auffangen von der Kathode abgesprühter Teilchen und zur elektronen-optischen Beeinflussung der Gitter-Kathoden-Entladung gemäß der Erfindung so ausgebildet, daß der die Kathode umgebende Raum in axialer Richtung durch im Wege stehende Platten keinen direkten freien Ausgang hat und diese Mittel mit Hilfe eines am Kathodenschirm angebrachten konischen Ansatzes die Entladung auf das Gitter fokussieren, wobei innerhalb des konischen AnsatzesNow is a grid-controlled, gas-filled discharge tube with a heated cathode structure, a control grid and an anode as well as means for collecting particles sprayed off the cathode and for influencing the electron-optic Grid cathode discharge according to the invention designed so that the space surrounding the cathode has no direct free exit in the axial direction due to plates standing in the way and this means With the help of a conical attachment attached to the cathode screen, the discharge onto the grid focus, being within the conical approach

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ein kegel stumpf förmiger Teil liegt, so daß ein die Entladung lenkender Doppeltrichter gebildet wird. Dadurch wird das Absprühen von Kathodenteilchen nach außen hin sehr weitgehend unterbunden und gleichzeitig eine Erhöhung der Zündspannung vermieden. Auf diese Weise entsteht eine gittergesteuerte, gasgefüllte Entladungsröhre, die die eingangs erwähnten Schwierigkeiten mit sehr einfachen Mitteln praktisch vollkommen überwindet.a truncated cone-shaped part lies, so that a double funnel directing the discharge is formed. As a result, the spraying of cathode particles to the outside is very largely prevented and at the same time an increase in the ignition voltage is avoided. In this way, a grid-controlled, gas-filled discharge tube, which the difficulties mentioned with very simple means practically completely overcome.

Im einzelnen gehören zu den erfindungsgemäßen Mitteln zum Auffangen der abgesprühten Teilchen und zur Fokussierung der Entladung zwei kegelstumpfförmige Teile, von denen das eine innerhalb des anderen ruht und die ein doppeltes, trichterförmiges Gebilde darstellen, dessen Ende mit geringerem Durchmesser zur Kathode weist. Das engere Ende des inneren Teiles ist geschlossen, so daß eine Auffangplatte entsteht, während das kleinere Ende des äußeren Teiles innen einen ringförmigen Ansatz trägt und somit einen weiteren Auffänger bildet, der näher an der Kathode liegt. Die beiden konischen Teile bilden somit gleichzeitig ein fokussierendes Elektrodensystem, das die Kathoden-Gitter-Entladung lenkt und gewährleistet, daß trotz der Anwesenheit der Auffangmittel eine relativ niedrige Anodenspannung zur Auslösung der Entladung ausreicht, Es ist vorteilhaft, daß das äußere der beiden Teile als trichterförmige Fortsetzung des Wärmeschirmes der Kathode ausgebildet wird und das innere Teil trägt. Es ist außerdem von Vorteil, daß die Auffangplatte am Gitter von einem Ring getragen wird und dieser Ring von größerem Durchmesser ist als die Platte selbst. Die Platte kann über oder unter der Ebene des ihn tragenden Ringes angeordnet sein oder in derselben Ebene liegen, je nach den konstruktiven Erfordernissen.In detail, the agents according to the invention for collecting the sprayed-off particles belong to the invention and to focus the discharge two frustoconical parts, one of which is inside the other rests and which represent a double, funnel-shaped structure, the end of which with a lesser Diameter to the cathode points. The narrower end of the inner part is closed, so that a collecting plate is created, while the smaller end of the outer Part inside carries an annular approach and thus forms a further catcher, which is closer to the Cathode lies. The two conical parts thus simultaneously form a focusing electrode system, which directs the cathode-grid discharge and ensures that despite the presence of the collecting means a relatively low anode voltage is sufficient to initiate the discharge. It is advantageous that the outer of the two parts designed as a funnel-shaped continuation of the heat shield of the cathode and carries the inner part. It is also advantageous that the collecting plate on the grid of a Ring is worn and this ring is of larger diameter than the plate itself. The plate can be arranged above or below the plane of the ring carrying it or lie in the same plane, depending according to the design requirements.

Die Erfindung wird im nachstehenden an Hand der Fig. 2, die eine bevorzugte Ausführungsform veranschaulicht, noch eingehender beschrieben:The invention is illustrated below with reference to FIG. 2, which illustrates a preferred embodiment. described in more detail:

Nach Fig. 2 umfaßt die Elektrodenanordnung ein Glühkathodensystem 1, eine Wärmeabschirmung 2, ein Gitter 3 und eine Anode 4, ganz wie in Fig. 1, abgesehen von der Ausbildung des Wärmeschirmes. Dieser Schirm ist, statt von bloß zylindrischer Form zu sein, wie in Fig. 1, in an sich bekannter Weise durch ein trichterförmiges Stück 2 a verlängert und bildet so den äußeren Teil einer doppelten trichterförmigen Konstruktion, an dem, wie gezeigt, an der Seite des geringeren Durchmessers ein ringförmiger Ansatz 2 b angebracht ist. Ein inneres, ebenfalls konisches Teil 7 ist nach innen hin geschlossen und wird von dem äußeren Teil getragen. Die beiden Teile bilden auf diese Weise einen Doppeltrichter; sie sind konzentrisch und von gleichem öffnungswinkel. Eine Auffangplatte am Gitter ist bei 6 angedeutet. Diese Platte wird von einem ringförmigen Gebilde 6a getragen, das an dem Gitterzylinder 8 befestigt ist.According to FIG. 2, the electrode arrangement comprises a hot cathode system 1, a heat shield 2, a grid 3 and an anode 4, just as in FIG. 1, apart from the design of the heat shield. This screen is held to be of only a cylindrical shape as shown in Fig. 1, in a known way in itself extended by a funnel-shaped pieces 2 a and thus forms the outer part of a double funnel-shaped construction, on which, as shown, on the side the smaller diameter, an annular projection 2 b is attached. An inner, also conical part 7 is closed towards the inside and is carried by the outer part. In this way, the two parts form a double funnel; they are concentric and have the same opening angle. A collecting plate on the grid is indicated at 6. This plate is supported by an annular structure 6a which is attached to the lattice cylinder 8.

In der Anordnung, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist, wirken der Ring 2 & und die geschlossene Vorderfront des Teiles 7 als die hauptsächlichen Hindernisse, die das von der Kathode abgesprühte, emissionsfähige Material auffangen. Obgleich sie den Entladungsweg einengen, entsteht durch sie im großen und ganzen kein Anwachsen der erforderlichen Zündspannung, weil die beiden trichterförmigen Leitflächen die Entladung dennoch auf das Gitter lenken. Wie man sieht, kann von der Kathode abgesprühtes Material den Kathodeninnenraum in axialer Richtung nicht verlassen und nur auf solche Teile gelangen, die auf Kathodenpotential liegen.In the arrangement as shown in Fig. 2, the ring 2 & and the closed front act of the part 7 as the main obstacles that the sprayed from the cathode, emissive Catch material. Although they narrow the discharge path, by and large arises through them no increase in the required ignition voltage because the two funnel-shaped guide surfaces initiate the discharge steer towards the grille anyway. As you can see, material sprayed from the cathode can cause the Do not leave the cathode interior in the axial direction and only get onto those parts that are exposed to Cathode potential.

Die erfindungsgemäße Konstruktion hat sich, trotz ihrer Einfachheit, in der praktischen Anwendung für die Zeit der Lebensdauer der Röhre als weitgehend frei von Gitteremission gezeigt. Außerdem kann sie ohne weiteres für eine etwa geforderte vorbestimmte Zündspannung gebaut werden, und die Anodenspannung, die zur Übernahme der Entladung durch die Anode notwendig ist, bleibt dabei durchaus konstant.The construction according to the invention has, despite its simplicity, in practical use for the time of the life of the tube shown to be largely free of lattice emission. Besides, she can can easily be built for an approximately required predetermined ignition voltage, and the anode voltage, which is necessary for the anode to take over the discharge remains constant.

Claims

Patent claims:

1. Grid-controlled, gas-filled discharge tube with a heated cathode structure, a Control grid and an anode as well as means for collecting from the cathode sprayed Particles and for the electron-optical influence of the grid-cathode discharge, thereby characterized in that said means are so constructed and arranged that the said cathode Surrounding space in the axial direction no direct free exit due to plates standing in the way and this means with the help of a conical attachment attached to the cathode screen focus the discharge on the grid, with a frustoconical extension inside the conical extension Part (7) lies, so that a discharge-directing double funnel is formed.

2. Grid-controlled, gas-filled discharge tube according to claim 1, characterized in that the end of the double funnel with the smaller diameter of the cathode is adjacent and that the inner frustoconical part of the double funnel is closed at its narrower end and thereby forms a collecting plate, while the narrower end of the outer part carries an internally attached, annular projection (2 b).

3. Discharge tube according to claim 2, characterized in that the outer of the two mentioned frustoconical parts ( 2a) carries the inner part (7).

4. Discharge tube according to one of the preceding claims, characterized in that in addition a collecting screen (6) is provided after the grid, which is carried by a ring (6a) which has a larger diameter than this screen itself.

5. Discharge tube according to one of the preceding claims, characterized in that it is a hydrogen-filled electricity gate.

Considered publications:
U.S. Patent Nos. 2,678,403, 2,572,881;
French patent specification No. 1 090 274.

1 sheet of drawings