DE1076831B

DE1076831B - Vacuum-tight glass plug feedthrough for converter vessels with several electrically series-connected pressure glass plug seals

Info

Publication number: DE1076831B
Application number: DES45364A
Authority: DE
Inventors: Walter Nehls; Erich Petzold
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1955-08-31
Filing date: 1955-08-31
Publication date: 1960-03-03

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine vakuumdichte Glaspfropfendurchführung für Stromrichtergefäße, vorzugsweise für hohe Spannungen, bei welcher mehrere in Richtung der Achse der Durchführung hintereinanderliegende und elektrisch, hintereinandergeschaltete Druckglaspfropfeneinschmelzungen vorhanden sind. Bei diesen bekannten Durchführungen sind die Glasringe benachbarter Glaseinschmelzungen durch je ein Verbindungsglied, nämlich durch je einen Metallzylinder miteinander verbunden. Dieses Verbindungsglied bildet bei der einen Glaseinschmelzung den äußeren und bei der anderen Glaseinschmelz ung den inneren Metallteil der Druckglaseinschmelzung. Infolge dieser doppelten Funktion des Verbindungsgliedes müßte es dort, wo es das Innenrohr der einen Verschmelzung bildet, einen dem Glas angepaßten Ausdehnungskoeffizienten und dort, wo es das Äußenrohr der anderen Verschmelzung bildet, einen größeren Ausdehnungskoeffizienten haben.The invention relates to a vacuum-tight glass plug bushing for converter vessels, preferably for high voltages at which several are located one behind the other in the direction of the axis of the bushing and there are electrical, series-connected pressure glass plug seals. In these known bushings, the glass rings of adjacent glass seals are each through one Connecting link, namely connected to one another by a metal cylinder each. This link forms the outer seal in one glass seal and the one in the other inner metal part of the pressure glass seal. As a result of this double function of the connecting link where it forms the inner tube of the one fusion, it would have to be adapted to the glass Expansion coefficient and where it forms the outer tube of the other fusion, a larger one Have expansion coefficients.

Aus diesem Grunde verwendet man bekanntlich zwei Verbindungsglieder, deren Ausdehnungskoeffiezienten voneinander verschieden und die durch eine Schweißnaht miteinander verbunden sind. DieSchweißnaht ist eine Stelle, die zu Undichtigkeiten neigt, weil erstens die beiden verschiedenen Ausdehnungskoeffizienten verschiedene Ausdehnungen der an der Schweißstelle aneinandergrenzenden Teile bedingen und zweitens der eine Teil aus legiertem und der andere aus gewöhnlichem Stahl bestehen und legierter und gewöhnlicher Stahl verhältnismäßig schwer miteinander hochvakuumdicht zu verschweißen sind.For this reason, it is known to use two connecting members, their expansion coefficients different from one another and which are connected to one another by a weld seam. The weld is a point that tends to leak, firstly because of the two different expansion coefficients cause different expansions of the parts adjoining one another at the welding point and secondly, one part is made of alloyed and the other is made of ordinary steel and is alloyed and ordinary steel are relatively difficult to weld together in a high vacuum-tight manner.

Ferner sind Stromrichter bekannt, bei welchen die mit der Anode verbundenen stromführenden Teile von dem andere- Spannung führenden Gitter und Entladungsgefäß durch einen Keramikkörper und durch einen Glaspfropfen isoliert sind. Bei diesem Stromrichter liegen beide Glaspfropfen außerhalb des keramischen Isolierformkörpers. Diese Anordnung hat den Nachteil, daß sich auf der Oberfläche des Glaspfropfens Kathodenmetallkondensat, insbesondere Quecksilbertröpfchen, ansammeln können, durch welche eine die Isolation zwischen den Teilen überbrückende elektrische Verbindung hergestellt wird.Furthermore, power converters are known in which the current-carrying parts connected to the anode of the other - voltage-carrying grid and discharge vessel through a ceramic body and through are insulated with a glass plug. In this converter, both glass plugs are outside the ceramic one Insulating molding. This arrangement has the disadvantage that it is on the surface of the glass plug Cathode metal condensate, in particular mercury droplets, can accumulate through which a the isolation between the parts bridging electrical connection is established.

Außerdem sind auch ähnliche Stromrichterentladungsgefäße bekannt, bei denen das metallische Zwischenglied aus gewöhnlichem Eisen besteht. Ein Glaspfropfen steht hier unter dem Schrumpfdruck dieses metallischen Zwischengliedes. Der andere Glaspfropfen gehört ebenfalls zu einer Druckglaseinschmelzung. Der Druck wird bei dieser durch einen Schrumpfring auf dem äußeren Metallrohr ausgeübt. Dieser drückt nicht nur auf das äußere Metallrohr, sondern er muß auch den Glaspfropfen auf das metallische Zwischenglied drücken. Er dient also zur Verformung zweierIn addition, similar converter discharge vessels are also known in which the metallic intermediate member consists of ordinary iron. A glass plug is here under the shrink pressure of this metallic pontic. The other glass plug also belongs to a pressure glass seal. The pressure is exerted on the outer metal tube by a shrink ring. This presses not only on the outer metal tube, but also the glass plug on the metal pontic to press. So it is used to deform two

Vakuumdichte GlaspfropfendurchführungVacuum-tight glass plug feedthrough

für Stromrichtergefäße mit mehreren elektrisch hintereinander-for converter vessels with several electrically one behind the other

geschalteten Druckglaspfropfeneinschmelzungeriswitched pressure glass plug sealeri

Anmelder:Applicant:

Siemens-SchuckertwerkeSiemens-Schuckertwerke

Aktiengesellschaft,Corporation,

Berlin und Erlangen,Berlin and Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Walter Nehls, Berlin-Spandau,Walter Nehls, Berlin-Spandau,

und Erich Petzold, Berlin-Haselhorst,and Erich Petzold, Berlin-Haselhorst,

sind als Erfinder genannt wordenhave been named as inventors

konzentrisch zueinander liegender Teile. Um die erforderliche Vakuumdichtigkeit zwischen dem metallischen Zwischenglied und dem Glaspfropfen zu erreichen, muß der Glaspfropfen stark zusammengedrückt werden. Infolgedessen ist es erforderlich, daß der Schrumpf ring sehr große Kräfte auf- die innenliegenden Teile ausübt und daher entsprechend groß dimensioniert sein muß.concentric parts. To get the required To achieve vacuum tightness between the metallic intermediate link and the glass plug, the glass stopper must be strongly compressed. As a result, it is necessary that the shrink ring exerts very large forces on the inner ones Exercises parts and must therefore be sized accordingly.

Alle diese Nachteile werden bei einer vakuum*- dichten Glaspfropfendurchführung für Stromrichter "mit mehreren elektrisch hintereinandergeschalteten Druckglaspfropfeneinschmelzungen, welche durch ein aus einem einzigen Stück bestehendes metallisches Verbindungsglied miteinander verbunden sind, unter Verwendung von Druckringen dadurch vermieden, daß der Druckring auf das Verbindungsglied in an sich bekannter Weise aufgeschrumpft ist und daß das Verbindungsglied in an sich bekannter Weise aus legiertem Stahl besteht, dessen Wärmeausdehnungskoeffizient dem das Glases und des Durchführungsleiters angepaßt ist.All of these disadvantages are eliminated with a vacuum * tight glass plug bushing for converters "with several electrically connected in series Pressure glass plug seals, which are formed by a metallic Connecting link are interconnected, avoided using pressure rings in that the pressure ring is shrunk onto the connecting member in a manner known per se and that the connecting member consists in a known manner of alloy steel, the coefficient of thermal expansion which the glass and the leadthrough is adapted.

Damit die Kraft des Schrumpf ringes unvermindert auf den Glasring durch das Verbindungsstück hindurch übertragen wird, sind zwischen dem Schrumpfring und dem Verbindungsstück Mittel vorgesehen, welche ein Verzundern dieser Teile verhindern. Ein solches Mittel kann z. B. darin bestehen, daß man wenigstens den Schrumpf ring aus einem zunderfreienSo that the force of the shrink ring continues unabated on the glass ring through the connector is transferred, means are provided between the shrink ring and the connecting piece, which prevent scaling of these parts. Such a means can e.g. B. consist in that one at least the shrink ring from a scale-free one

909 758/406909 758/406

Werkstoff, also beispielsweise aas zunderfreiem Edelstahl, herstellt. Man kann aber auch das Verbindungsstück aus zunderfreiem Werkstoff anfertigen. Ein anderes Mittel, eine Zunderfreiheit zu erreichen, besteht gemäß der weiteren Erfindung darin, daß die aneinanderliegenden Oberflächen der Schrumpfverbindung mindestens mit einer Emailschicht versehen sind. Die Emailschicht bewirkt, daß beim Erhitzen die von ihr bedeckte Oberfläche vor der Einwirkung des Sauerstoffes geschützt ist und das Verzundern des Werkstoffes verhindert. Die Emailschicht überträgt gleichzeitig die vom Druckring ausgeübten Kräfte auf das Verbindungsstück. Da der Schrumpfring erhitzt wird, erhält er eine Emailschicht. Vorteilhaft ist es aber, daß auch das Verbindungsstück eine Emailschicht hat, obwohl es nicht immer nötig ist, zumal dann, wenn der für das Verbindungsstück benutzte legierte Stahl nicht nur in seinen Ausdehnungskoeffizienten dem Glase angepaßt ist, sondern auch die Eigenschaft der Zunderfreiheit hat.Material, for example aas scale-free stainless steel, manufactures. But you can also make the connection piece from non-scaling material. Another Means to achieve a scale-free, is according to the further invention that the adjacent Surfaces of the shrink connection are provided with at least one enamel layer. the The enamel layer ensures that when heated, the surface it covers is protected from the action of oxygen is protected and prevents scaling of the material. The email layer transmits at the same time the forces exerted by the pressure ring on the connector. Since the shrink ring is heated, he receives an enamel layer. However, it is advantageous that the connecting piece also has an enamel layer, although it is not always necessary, especially if the alloy steel used for the connector is not only adapted to the glass in its expansion coefficient, but also the property of Has no scale.

Ein Ausführungsbeispiel einer Durchführung gemäß der Erfindung ist in der Abbildung an Hand einer Anodeneinführung schematisch im Schnitt auf der rechten Seite der Fig. 1 dargestellt. Die linke Seite zeigt die bisherige bekannte Ausführung. Der Anodenkopf 1 wird von einem Anodenbolzen 2 getragen, der durch die Glaseinschmelzungen 3 und 4 mit der Wand 5 des Entladungsgefäßes verbunden ist. Zur Glaseinschmelzung 3 gehören der Anodenbolzen 2, der Glasring 6, das Verbindungsstück 7, zur Glasein-Schmelzung 4 der Glasring 8, das Verbindungsstück 9 und der äußere Metallzylinder 10. Beide Verbindungsstücke 7 und 9 sind durch die Schweißnaht 11 miteinander verbunden. Die rechte Seite zeigt die erfindungsgemäße Ausführung. Sie unterscheidet sich von der alten dadurch, daß an Stelle der beiden Verbindungsstücke 7 und 9 ein Verbindungsstück 12 aus legiertem Stahl mit einem dem Glas angepaßten Wärmeausdehnungskoeffizienten getreten ist. Außerdem ist der legierte Stahl zunderfrei. Ferner ist ein Schrumpfring 14 angeordnet, welcher aus einem zunderfreien Edelstahl besteht.An embodiment of a implementation according to the invention is shown in the figure an anode inlet shown schematically in section on the right side of FIG. The left Page shows the previously known version. The anode head 1 is carried by an anode bolt 2, which is connected to the wall 5 of the discharge vessel by the glass seals 3 and 4. The glass seal 3 includes the anode bolt 2, the glass ring 6, the connecting piece 7 for the glass seal 4 the glass ring 8, the connector 9 and the outer metal cylinder 10. Both connectors 7 and 9 are connected to one another by the weld 11. The right side shows the invention Execution. It differs from the old one in that it replaces the two connecting pieces 7 and 9 a connector 12 made of alloy steel with a glass matched Thermal expansion coefficient has occurred. In addition, the alloy steel is free of scale. Furthermore is a Shrink ring 14 arranged, which consists of a scale-free stainless steel.

Die Erfindung ist nicht an das beschriebene Ausführungsbeispiel gebunden. Man kann z. B. auch Schrumpf ringe aus nicht zunderfreiem Werkstoff wählen. Ein solches Ausführungsbeispiel ist in der Fig. 2 schematisch im Schnitt dargestellt. Soweit die Teile mit denen nach der Fig. 1 übereinstimmen, haben sie die gleichen Zahlen. Abweichend von dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 1 zeigt das Beispiel nach der Fig. 2 einen Schrumpf ring 14 aus gewöhnlichem Stahl. Zum Schütze gegen Verzunderung ist auf seiner Berührungsseite und auf der Berührungsseite des Verbindungsstückes 12 je eine Emailschicht 15 bzw. 16 zur Verhinderung der Verzunderung vorgesehen. Das Verbindungsstück 12 besteht auch aus legiertem Stahl.The invention is not bound to the exemplary embodiment described. You can z. Belly Select shrink rings made of a material that is not free of scale. Such an embodiment is in the Fig. 2 is shown schematically in section. As far as the parts match those of FIG. 1, have they the same numbers. In contrast to the embodiment of FIG. 1, the example shows 2, a shrink ring 14 of ordinary Stole. To protect against scaling is on its contact side and on the contact side of the connector 12 each enamel layer 15 or 16 is provided to prevent scaling. That Connector 12 is also made of alloy steel.

Claims

Patent claims:

1. Vacuum-tight glass plug bushing for converters with several electrically connected in series Pressure glass plug seals, which are connected to one another by means of a metallic connecting link made of a single piece are connected, using pressure rings, characterized in that the Pressure ring (14) is shrunk onto the connecting member (12) in a manner known per se and that the connecting member is made of alloy steel in a manner known per se, its coefficient of thermal expansion that of the glass and the leadthrough is adapted.

2. Glass plug bushing according to claim 1, characterized in that means (15,16) between Shrink ring (14) and the connecting member (12) are provided, which a scaling prevent the abutting connecting surfaces of these two parts.

3. Glass plug leadthrough according to claim 2, characterized in that as a means of prevention the scaling at least one enamel layer (15) on the shrink ring (14) on the surface facing the connecting member (12) is arranged (Fig. 2).

4. Glass plug leadthrough according to claim 2, characterized in that as a means of prevention the scaling at least one enamel layer (16) on the connecting member (12) on the surface facing the shrink ring (14) is arranged.

5. Glass plug bushing according to claim 2, characterized in that the shrink ring (13) made of scale-free material, e.g. B. scale-free stainless steel (Fig. 1).

Considered publications:
German Patent Nos. 884 221, 899 239;
French Patent No. 843 524;
Journal: »Glas- und Hochvakuumtechnik«, 1952, pp. 123 to 134.

Legacy Patents Considered:
German Patent No. 1 001 776.

1 sheet of drawings