DE1050928B - - Google Patents

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DE1050928B
DE1050928B DENDAT1050928D DE1050928DA DE1050928B DE 1050928 B DE1050928 B DE 1050928B DE NDAT1050928 D DENDAT1050928 D DE NDAT1050928D DE 1050928D A DE1050928D A DE 1050928DA DE 1050928 B DE1050928 B DE 1050928B
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J33/00—Discharge tubes with provision for emergence of electrons or ions from the vessel; Lenard tubes

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die praktische Anwendung energiereicher Korpuskularstrahlen, insbesondere Elektronen, setzt voraus, daß sie nach ihrer Erzeugung in den Hochvakuumentladungsröhren möglichst verlustlos in die atmosphärische Luft, also außerhalb der Beschleunigungsröhre, übergeführt werden können. Dafür sind zwei Möglichkeiten bekannt:The practical application of high-energy corpuscular beams, especially electrons, requires that after their generation in the high vacuum discharge tubes they are released into the atmosphere with as little loss as possible Air, so outside of the acceleration tube, can be transferred. There are two for it Known possibilities:

1. Das Lenard-Fenster. Eine dünne, vorzugsweise aus leichtatomigen' Elementen, insbesondere Aluminium, hergestellte vakuumdichte Folie von mehreren μ Dicke bildet denjenigen Teil der Röhrenwand, der von den Elektronen durchdrungen wird. Infolge der Absorptionsverluste und der geringen Wärmekapazität der Folie kann sie nur mit geringer Stromdichte-belastet werden. Man ist deshalb gezwungen, bei größeren Entladungsströmen das Fenster sehr großflächig auszubilden und den Strahl gleichmäßig äuf die Fensterfläche zu verteilen. 1. The Lenard Window. A thin, preferably made of light atomic 'elements, especially aluminum, Manufactured vacuum-tight film with a thickness of several μ forms that part of the tube wall, which is penetrated by the electrons. As a result of the absorption losses and the low The thermal capacity of the film can only be loaded with a low current density. One is therefore forced to form the window over a large area with larger discharge currents and the Distribute the jet evenly over the window area.

2. »Das Prinzip der dynamischen Druckstufen. Ein2. »The principle of dynamic pressure levels. A

System von zwei oder, mehr hintereinanderliegenden Kammern, die'durch kleine, in einer Richtung liegende Bohrungen5: (Blenden) miteinander in Verbindung stehen, wird durch kräftige Vakuumpumpen entlüftet.'- Das sich im Gleichgewichts^ zustand zwischen Atmosphärendruck und Vakuum an den Blenden .'einsfeilende Druckgefälle kann durch richtige Dimehsionierung der Blendenöffnungen den optimalen Saugleistungen handelsüblicher Vakuumpumpen angepaßt werden. Allerdings wird selbst bei \vinzigen Blendenöffnungen der Größenordnung 1 mm Durchmesser der maschinelle Aufwand an Pumpen "schon sehr groß, um. die mit nahezu 1 Atmosphäre Überdruck eindringenden Luftmassen abpumpen zu können. Bei der anliegend beschriebenen Anordnung zur Verhinderung des Druckausgleiches zwischen zwei oder mehr miteinander verbundenen Räumen mit unterschiedlichem Gasdruck, vorzugsweise beSystem of two or more chambers lying one behind the other, which are connected to one another by small bores 5 (orifices) lying in one direction, are vented by powerful vacuum pumps A filing pressure gradient can be adapted to the optimal suction performance of commercially available vacuum pumps by correctly dimensioning the aperture openings. However, even with tiny orifice openings of the order of 1 mm in diameter, the mechanical expenditure on pumps "becomes very large in order to be able to pump out the air masses that penetrate with almost 1 atmosphere of excess pressure. In the arrangement described below to prevent pressure equalization between two or more of them connected rooms with different gas pressures, preferably be

jinerjiner

Entladungsröhre mit Strahlenaustrittsöffnung, ist erfindungsgemäß die Trennwand der Räume durch eine oder mehrere von einem Medium durchströmte Zwischenkammer(n) verschiedenen Strömungsquerschnittes gebildet, 'und der Raum niedrigeren Drukkes kommuniziert durch eine öffnung an der Stelle größter Strömungsgeschwindigkeit und der Raum höheren Druckes durch eine öffnung an der Stelle geringerer Strömungsgeschwindigkeit mit der Zwischenkammer. Die an den Bohrungen der Räume sich ausbildenden Druckdifferenzen werden also mittels eines gleich großen Gegendruckes kompensiert, und es wird somit ein dynamischer Druckausgleich, also eine Gasströmung zwischen den Räumen verhindert; denn die Anordnung zur Verhinderung
des Druckausgleiches zwischen zwei
oder mehr miteinander verbundenen
Räumen mit unterschiedlichem Gasdruck, vorzugsweise Entladungsröhre
mit StrahlenaustrittsöffnungDischarge tube with beam exit opening, according to the invention the partition wall of the rooms is formed by one or more intermediate chamber (s) with different flow cross-sections through which a medium flows, and the space of lower pressure communicates through an opening at the point of greatest flow velocity and the space of higher pressure through an opening the point of lower flow velocity with the intermediate chamber. The pressure differences that develop in the holes in the rooms are thus compensated for by means of an equally large counter pressure, and dynamic pressure equalization, that is to say a gas flow between the rooms, is prevented; because the order to prevent
the pressure equalization between two
or more interconnected
Rooms with different gas pressures, preferably discharge tubes
with beam exit opening

Anmelder:Applicant:

LICENTIA Patent-Verwaltungs - G. m. b. H., Hamburg 36, Hohe Bleichen 22LICENTIA Patent Administration - G. m. B. H., Hamburg 36, Hohe Bleichen 22

Dr.-Ing. Anton Eisl, Kassel, ist als Erfinder genannt wordenDr.-Ing. Anton Eisl, Kassel, has been named as the inventor

schenkammer sind gleich den Gasdrücken in' den beiden angrenzenden Räumen.Schenkkammer are equal to the gas pressures in 'the two adjacent rooms.

Die Figuren zeigen in schematischer Darstellung Ausführungsbeispiele der Erfindung.The figures show a schematic representation of exemplary embodiments of the invention.

In den Fig. 1 bis 4 ist das Prinzip der statischen Druckstufen schematisch dargestellt. Zwei Räume I und II von unterschiedlichem Gasdruck seien gemäß Fig. 1 durch eine Trennwand mit der Blende 1/2 voneinander getrennt. Der Gasdruck im Raum I sei z. B. P1= 760 Torr, der im Raum II z. B. P2= 20 Torr. Die an der Blende 1/2 entstehende Druckdifferenz Pi-P* würde zu einem Gasausgleich führen. Um das gemäß der vorliegenden Anordnung zu verhindern, wird die Trennwand zwischen Raum I und II gemäß Fig. 2 durch eine Zwischenkammer III mit den Blendenöffnungen 1 und 2 ersetzt. Durch ein in der Kammer III senkrecht zur Bildebene strömendes gas- oder dampfförmiges Medium wird an den Blendenöffnungen, die verschiedenen Strömungsquerschnitten zugehören (nicht gezeichnet), eine Druckdifferenz künstlich dergestalt aufrechterhaften, daß der statische Druck der Kammer III an der Blende 1 gleich ist dem Gasdruck /», des Raumes I und der statische Druck der Kammer III an der Blende 2 gleich ist dem Gasdruck />., des Raumes II.In FIGS. 1 to 4, the principle of the static pressure levels is shown schematically. According to FIG. 1, two rooms I and II with different gas pressures are separated from one another by a partition with the diaphragm 1/2. The gas pressure in space I is z. B. P 1 = 760 Torr, the z. B. P 2 = 20 torr. The pressure difference P i -P * arising at orifice 1/2 would lead to gas equalization. In order to prevent this according to the present arrangement, the partition between space I and II according to FIG. 2 is replaced by an intermediate chamber III with the aperture openings 1 and 2 . A gaseous or vaporous medium flowing in the chamber III perpendicular to the plane of the drawing is used to artificially maintain a pressure difference at the diaphragm openings belonging to different flow cross-sections (not shown) so that the static pressure in chamber III at the diaphragm 1 is equal to the gas pressure / », Of room I and the static pressure of chamber III at diaphragm 2 is equal to the gas pressure />., Of room II.

Dieses Verfahren kann bei größeren Druckdifferenzen durch das Hintereinanderschalten weiterer Kammern analog fortgesetzt werden, so daß sich eine Anordnung nach Fig. 3 ergibt. Hierbei sei angenommen, daß der Gasdruck in IV z.B. P4=IO-3Torr sei.In the case of larger pressure differences, this process can be continued in an analogous manner by connecting further chambers one behind the other, so that an arrangement according to FIG. 3 results. It is assumed here that the gas pressure in IV is, for example, P 4 = IO -3 Torr.

hydrostatischen Drücke an den Öffnungen der Zwi- Durch ein in der Zwischenkammer V senkrecht zurhydrostatic pressures at the openings of the intermediate through a in the intermediate chamber V perpendicular to

809 750/411809 750/411

Claims (8)

Bildebene strömendes gas- oder dampfförmiges Medium wird an den Bohrungen 3 und 4, die ebenfalls verschiedenen Strömungsquerschnitten zugeordnet sind (in der Figur nicht gezeichnet), eine Druckdifferenz künstlich dergestalt aufrechterhalten, daß der statische Druck der Kammer V an der Blende 3 gleich ist dem Gasdruck p2 des Raumes II, z. B. 20 Torr, und der statische Druck in der Kammer V an der Blende 4 gleich ist dem Gasdruck Pi des Raumes IV, z. B. IO-3 Torr. Die Bohrungen 2 und 3 können, da sie den gleichen statischen Druck p2 aufweisen, nämlich z. B. 20 Torr, zu einer Bohrung 5 vereinigt werden, wodurch sich eine Ausführung gemäß Fig. 4 ergibt. In dieser Ausführung herrscht z. B. im Raum I 760 Torr, im Raum IV IO-3 Torr. In den Zwischenkammern III und V strömen unabhängig voneinander und senkrecht zur Bildebene zwei gas-s.oder dampfförmige Medien derart, daß an der Blende 1 der Kammer III ein statischer Druck von 760 Torr und an der Blende 5 20 Torr herrschen. Die Strömungsgeschwindigkeit in der Kammer V wird so eingestellt, daß an der Blende 5 ebenfalls 20 Torr und an der Blende 4 10~3 Torr herrschen. Durch diese stufenweise statische Druckkompensation entfallen die leistungsfähigen Pumpen, wie sie bei dynamischen Druckstufen notwendig sind; außerdem können die Blendenbohrungen wesentlich größere Durchmesser erhalten als bei den dynamischen Druckstufen bekannter Ausführung. Die Druckdifferenzen können innerhalb der einzelnen Kammern in bekannter Weise dadurch aufrechterhalten werden, daß die Kammern als Düsen veränderlichen Querschnittes ausgebildet sind, durch die mit sehr hoher Geschwindigkeit senkrecht zur Zeichenebene Gas oder Dampf strömt. Das Venturirohr ist außer der Stauscheibe besonders für die vorliegend beschriebene Anordnung geeignet. Bei stationärer Strömung einer idealen, reibungsfreien Flüssigkeit gilt in Röhren veränderlichen Querschnittes die Bernoullische Druckgleichung, die den Zusammenhang zwischen Druckarbeit und kinetischer Energie zum Ausdruck bringt. Durch günstige Wahl der Düsenform und der Gasgeschwindigkeit läßt sich erreichen, daß z. B. die beiden Blenden 1 und 2 in möglichst geringer Entfernung voneinander die gewünschten Druckdifferenzen aufweisen. Die Druckdifferenz zwischen der Atmosphäre im Raum I und der Kammer II (Fig. 2) wird also durch die kinetische Energie des in der Kammer III strömenden Mediums aufrechterhalten. Da die Drücke P1 und P2 in der Kammer III an den Blenden 1 und 2 gleich, aber entgegengesetzt gerichtet sind den Drücken außerhalb der Kammer III, findet keine Gasströmung zu oder aus der Kammer statt. Verwendet man in der Kammer III Luft oder Wasserdampf als strömendes Medium, so wird man aus praktischen Gründen den Druck p2 nicht kleiner als 10 bis 20 Torr machen. In der Kammer V (Fig. 4) wird man vorzugsweise mittels Quecksilber- oder öldampf als Treibmittel eine Druckdifferenz zwischen 20 und 10—3 Torr aufrechterhalten. Durch diese Kombination von einer oder mehreren Kammern kann mittels der kinetischen Energie strömender Gase trotz relativ großer öffnungen ein statisches Druckgefälle zwischen 760 und IO-3 Torr ohne den Aufwand leistungskräftiger Pumpen aufrechterhalten werden. Die Fig. 5 zeigt das Prinzip, das der Kammerkonstruktion zugrunde liegt, wenn nur zwei Räume VI und VII mit unterschiedlichem Gasdruck vorhanden sind. Herrscht in dem Raum VI ein Druck von Torr, so kann die Strömungsgeschwindigkeit in dem Venturirohr oder der Stauscheibe 6 und somit der Druck an der Blende 7 so gewählt werden, daß er ebenfalls 760 Torr beträgt, während an der Blende 8 durch die höhere Strömungsgeschwindigkeit der Druck so weit verringert wird, daß er gleich ist dem in dem Raum VII vorhandenen. Durch günstige Wahl der Düsenform und der Gasgeschwindigkeit läßt sich erreichen, daß die beiden Blenden 7 und 8 in möglichst geringer Entfernung voneinander die gewünschten Druckdifferenzen aufweisen. Elektronenstrahlen können somit aus dem Raum VII unter Durchdringung des strömenden Mediums unmittelbar durch die Blenden 8 und 7 in den Raum VI mit Atmosphärendruck austreten, ohne daß ein Druckausgleich zwischen den Räumen VII und VI stattfindet. Es ist selbstverständlich, daß die in Fig. 5 erläuterte Anordnung auch aus mehreren Druckstufen bestehen kann, wie es an Hand der Fig. 3 und 4 erläutert worden ist. Patentansprüche:In the image plane flowing gaseous or vaporous medium is artificially maintained at the bores 3 and 4, which are also assigned to different flow cross-sections (not shown in the figure), that the static pressure of the chamber V at the diaphragm 3 is equal to the gas pressure p2 of room II, e.g. B. 20 Torr, and the static pressure in the chamber V at the diaphragm 4 is equal to the gas pressure Pi of the space IV, z. B. IO-3 Torr. The holes 2 and 3, since they have the same static pressure p2, namely z. B. 20 Torr, are combined to form a bore 5, whereby an embodiment according to FIG. 4 results. In this embodiment there is z. B. in room I 760 Torr, in room IV IO-3 Torr. In the intermediate chambers III and V, two gaseous or vaporous media flow independently of one another and perpendicular to the image plane in such a way that a static pressure of 760 Torr prevails at the diaphragm 1 of the chamber III and 20 Torr at the diaphragm 5. The flow rate in the chamber V is adjusted so that there is also 20 Torr at the diaphragm 5 and 10 -3 Torr at the diaphragm 4. This step-by-step static pressure compensation eliminates the need for powerful pumps, as are necessary for dynamic pressure levels; In addition, the orifice bores can have significantly larger diameters than in the case of the dynamic pressure stages of the known design. The pressure differences can be maintained within the individual chambers in a known manner in that the chambers are designed as nozzles of variable cross-section through which gas or steam flows at a very high speed perpendicular to the plane of the drawing. In addition to the baffle plate, the Venturi tube is particularly suitable for the arrangement described here. With a steady flow of an ideal, frictionless liquid, Bernoulli's pressure equation applies in tubes of variable cross-section, which expresses the relationship between pressure work and kinetic energy. By a favorable choice of the nozzle shape and the gas speed it can be achieved that, for. B. the two orifices 1 and 2 at the smallest possible distance from each other have the desired pressure differences. The pressure difference between the atmosphere in space I and chamber II (FIG. 2) is thus maintained by the kinetic energy of the medium flowing in chamber III. Since the pressures P1 and P2 in the chamber III at the diaphragms 1 and 2 are the same but opposite to the pressures outside the chamber III, there is no gas flow to or from the chamber. If air or water vapor is used as the flowing medium in chamber III, then for practical reasons the pressure p2 will not be made less than 10 to 20 Torr. A pressure difference of between 20 and 10-3 Torr is maintained in chamber V (FIG. 4), preferably by means of mercury or oil vapor as the propellant. Through this combination of one or more chambers, a static pressure gradient between 760 and 10-3 Torr can be maintained by means of the kinetic energy of flowing gases despite relatively large openings without the expense of powerful pumps. 5 shows the principle on which the chamber construction is based when there are only two spaces VI and VII with different gas pressures. If there is a pressure of Torr in the space VI, the flow velocity in the Venturi tube or the baffle 6 and thus the pressure at the diaphragm 7 can be selected so that it is also 760 Torr, while at the diaphragm 8 due to the higher flow velocity Pressure is reduced so far that it is equal to that present in room VII. By a favorable choice of the nozzle shape and the gas speed it can be achieved that the two diaphragms 7 and 8 have the desired pressure differences at the smallest possible distance from one another. Electron beams can thus emerge from space VII with penetration of the flowing medium directly through the diaphragms 8 and 7 into space VI at atmospheric pressure, without pressure equalization between spaces VII and VI taking place. It goes without saying that the arrangement explained in FIG. 5 can also consist of several pressure stages, as has been explained with reference to FIGS. Patent claims: 1. Anordnung zur Verhinderung des Druckausgleiches zwischen zwei oder mehr miteinander verbundenen Räumen mit unterschiedlichem Gasdruck, vorzugsweise einer Entladungsröhre mit Strahlenaustrittsöffnung, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand der Räume durch eine oder mehrere von einem Medium durchströmte Zwischenkammer(n) verschiedenen Strömungsquerschnittes gebildet ist und daß der Raum niedrigeren Druckes durch eine öffnung an der Stelle größter Strömungsgeschwindigkeit und der Raum höheren Druckes durch eine öffnung an der Stelle geringerer Strömungsgeschwindigkeit mit der Zwischenkammer kommuniziert. 1. An arrangement for preventing the pressure equalization between two or more interconnected spaces with different gas pressures, preferably a discharge tube with a beam outlet opening, characterized in that the dividing wall of the spaces is formed by one or more intermediate chamber (s) through which a medium flows and different flow cross-sections and that the space of lower pressure communicates with the intermediate chamber through an opening at the point of greatest flow velocity and the space of higher pressure through an opening at the point of lower flow velocity. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hydrostatischen Drücke an den öffnungen der Zwischenkammer gleich sind den Gasdrücken in den beiden angrenzenden Gefäßen. 2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the hydrostatic pressures at the openings of the intermediate chamber are equal to the gas pressures in the two adjacent vessels. 3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Strömungsmittel Gas verwendet ist. 3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that gas is used as the fluid. 4. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Strömungsmittel Dampf, z. B. Quecksilber- oder öldampf, verwendet ist. 4. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the fluid is steam, for. B. mercury or oil vapor is used. 5. Anordnung nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungskanal rund oder rechteckig ist. 5. Arrangement according to claim 1, 2, 3 or 4, characterized in that the flow channel is round or rectangular. 6. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungskanal als Venturirohr ausgebildet ist. 6. Arrangement according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that the flow channel is designed as a Venturi tube. 7. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungskanal als Lavaldüse ausgebildet ist. 7. Arrangement according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that the flow channel is designed as a Laval nozzle. 8. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungskanal auswechselbar ist. 8. Arrangement according to one or more of claims 1 to 7, characterized in that the flow channel is exchangeable. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings ® 809 750/411 2.® 809 750/411 2.
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