DE1201957B - Pressure glass seal of the metal-glass-metal fusion type - Google Patents

Pressure glass seal of the metal-glass-metal fusion type

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DE1201957B
DE1201957B DES68233A DES0068233A DE1201957B DE 1201957 B DE1201957 B DE 1201957B DE S68233 A DES68233 A DE S68233A DE S0068233 A DES0068233 A DE S0068233A DE 1201957 B DE1201957 B DE 1201957B
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DES68233A
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Georg Engelhardt
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Siemens AG
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Siemens AG
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    • H01J5/42—End-disc seals, e.g. flat header using intermediate part
    • H—ELECTRICITY
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Description

Druckglaseinschmelzung vom Typ einer Metall-Glas-Metall-Verschmelzung Druckglaseinschmelzungen sind normalerweise für mittlere elektrische Spannungen verwendbar, weil der Überschlag- bzw. Kriechweg zwischen den spannungsführenden Leiterteilen aus konstruktiven Gründen begrenzt ist.Pressure glass seal of the metal-glass-metal fusion type Pressure glass seals are usually for medium electrical voltages usable because the flashover or creepage distance between the live Ladder parts is limited for structural reasons.

Zur Erhöhung des Überschlag- bzw. Kriechweges ist es bekannt, bei einer Metall-Glas-Metall-Verschmelzung zwischen den beiden Metallteilen ein Keramikrohr einzuschmelzen, das beiderseits über die Oberfläche der Glasringe hinausragt.To increase the rollover or creepage distance, it is known at a metal-glass-metal fusion between the two metal parts a ceramic tube to melt, which protrudes on both sides over the surface of the glass rings.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Druckglaseinschmelzung vom Typ einer Metall-Glas-Metall-Verschmelzung mit erhöhter Überschlagsicherheit und Kriechweglänge, vorzugsweise Hochspannungs-Druckglaseinschmelzung, insbesondere zur Einführung von Elektroden in Vakuumgefäße, mit mindestens einem durchgehenden Keramikrohr als Mittelrohr zwischen zwei Glasringen einer Einschmelzung. Sie besteht darin, daß der innere Glasring zwischen dem Keramikrohr und dem inneren metallischen Leiter eine größere axiale Länge als der äußere Glasring zwischen dem Keramikrohr und dem äußeren Druckring aufweist und an beiden Seiten den äußeren Glasring gleichmäßig überragt. Durch die Erfindung wird erreicht, daß die Druckbeanspruchung des Keramikrohres herabgesetzt und am Umfang und in axialer Richtung gleichmäßig verteilt wird; dadurch wird vermieden, daß das Keramikrohr infolge der hohen, in einer Druckglaseinschmelzung auftretenden Kräfte abgeschert wird.The present invention relates to a pressure glass seal from Type of a metal-glass-metal fusion with increased rollover security and Creepage length, preferably high-voltage pressure glass seal, in particular for the introduction of electrodes into vacuum vessels, with at least one continuous Ceramic tube as a central tube between two glass rings of a seal. she consists in that the inner glass ring between the ceramic tube and the inner metallic Head a greater axial length than the outer glass ring between the ceramic tube and the outer pressure ring and on both sides the outer glass ring evenly towers. The invention achieves that the compressive stress on the ceramic tube is reduced and distributed uniformly on the circumference and in the axial direction; through this it is avoided that the ceramic tube due to the high, in a pressure glass seal occurring forces is sheared off.

Zur sicheren Abstützung des Keramikrohres ist es ferner vorteilhaft, die Transformationspunkte der beiden das Keramikrohr einschließenden Glasringe so abzustimmen, daß der innere Glasring den höheren Transformationspunkt hat.For secure support of the ceramic tube, it is also advantageous the transformation points of the two glass rings enclosing the ceramic tube are as follows to agree that the inner glass ring has the higher transformation point.

Durch Abstimmen der Wärmeausdehnungskoeffizienten des Innen- und des Außenglasringes kann die Größe des Druckes im Keramikrohr weitgehend herabgesetzt werden.By matching the thermal expansion coefficients of the interior and the Outer glass ring can largely reduce the size of the pressure in the ceramic tube will.

Ein Ausführungsbeispiel einer Druckglaseinschmelzung für Hochspannung gemäß der Erfindung ist in der F i g. 1 schematisch im Querschnitt an Hand einer Elektrodeneinführung in ein Vakuumentladungsgefäß dargestellt.An embodiment of a pressure glass seal for high voltage according to the invention in FIG. 1 schematically in cross section on the basis of a Electrode insertion into a vacuum discharge vessel is shown.

Das Vakuumentladungsgefäß hat eine Wand 1. Der äußere metallische Druckring ist mit 2, der äußere Glasring mit 3, das Keramikrohr mit 4, der innere Glasring mit 5 und der metallische Innenleiter mit 6 bezeichnet.The vacuum discharge vessel has a wall 1. The outer metallic one The pressure ring is marked with 2, the outer glass ring with 3, the ceramic tube with 4, the inner one The glass ring is denoted by 5 and the metallic inner conductor is denoted by 6.

Der lineare Wärmeausdehnungskoeffizient (°C-1) beträgt für den Druckring 2 z. B. 125 - 10-7, für den Glasring 3 94 - 10-7, für das Keramikrohr 75 - 10-7, für den inneren Glasring 70 - 10-7 und für den Innenleiter 6 100 - 10-7. Der Glasring 3 hat eine Transformationstemperatur von 425° C, der Glasring 5 eine von 530° C.The coefficient of linear thermal expansion (° C-1) is for the thrust ring 2 z. B. 125 - 10-7, for the glass ring 3 94 - 10-7, for the ceramic tube 75 - 10-7, for the inner glass ring 70 - 10-7 and for the inner conductor 6 100 - 10-7. The glass ring 3 has a transformation temperature of 425 ° C, the glass ring 5 one of 530 ° C.

Die axiale Länge 7 des inneren Glasringes 5 ist größer als die axiale Länge 8 des äußeren Glasringes 3. Dabei stehen die überragenden Teile des Glasringes 5 zu beiden Seiten der Mittellinie 9 gleichmäßig über, so daß die Strecke 10 gleich der Strecke 11 ist.The axial length 7 of the inner glass ring 5 is greater than the axial Length 8 of the outer glass ring 3. The protruding parts of the glass ring stand 5 on both sides of the center line 9 evenly over, so that the distance 10 is the same the route 11 is.

Der Leiter 6 besteht aus Chromstahl mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten von 100.10-7 (°C-1). Er ist zylindrisch ausgebildet und mit einem zentralen Leiter 6 a aus Eisen oder auch aus Nichteisenmetall an der Stelle 12 metallisch verbunden. Der Leiter 6 kann glockenförmig ausgebildet sein. Diese Ausbildung des Innenleiters hat den Vorteil einer sparsamen Verwendung von Chromstahl.The conductor 6 is made of chrome steel with a coefficient of thermal expansion from 100.10-7 (° C-1). It is cylindrical and has a central conductor 6 a made of iron or non-ferrous metal at the point 12 metallically connected. The conductor 6 can be bell-shaped. This training of the inner conductor has the advantage of economical use of chrome steel.

Die Keramikrohrlänge 13 ist auf der Luftseite »L« der Verschmelzung länger als die Keramikrohrlänge 14 auf der Vakuumseite » V«. Diese beiden Längen werden durch die Höhe der zu beherrschenden elektrischen Überschlagspannung bestimmt.The ceramic tube length 13 is longer on the air side "L" of the fusion than the ceramic tube length 14 on the vacuum side "V". These two lengths are determined by the level of the electrical breakdown voltage to be controlled.

Sollte es aus irgendwelchen, z. B. konstruktiven Gründen nicht möglich sein, die Längen 13 und 14 des Keramikrohres unterzubringen, so können an Stelle eines einzigen langen Keramikrohres zwei oder mehrere kürzere, mit Abstand ineinandergestellte Keramikrohre verwendet werden, die nach den gleichen Gesichtspunkten wie die Doppeleinschmelzung zu einer Dreifach-, Vierfach- usw. Einschmelzung zusammen eingeschmolzen werden können, vergl. z. B. die F i g. 2, die eine Dreifacheinschmelzung zeigt. Eine solche Druckglaseinschmelzung kann zweckmäßig als Kondensatordurchführung ausgebildet sein. Zu diesem Zweck sind Metallbeläge 15 und 16 an den Keramikrohren 17, 18 angeordnet. Die Metallbeläge können Zwischenpotentiale aufweisen, die zwischen den Potentialen des metallischen Innen-und Außenleiters 19 bzw. 20 der Druckglaseinschmelzung liegen. Die Glasringe sind mit 21, 22, 23 bezeichnet. Die Metallbeläge 15 und 16 sind an den inneren Oberflächen der Keramikrohre 17, 18 angebracht. Das hat den Vorteil, daß die Abstände der Metallbeläge von dem Außenleiter 20 größer sind, und zwar jeweils um die Stärke des zugehörigen Keramikrohres, als wenn die Metallbeläge 15 und 16 jeweils auf den äußeren Oberflächen der Keramikiohre 17 und 18 angebracht wären.Should it consist of any, e.g. B. construction reasons are not possible to accommodate the lengths 13 and 14 of the ceramic tube, two or more shorter, spaced ceramic tubes can be used instead of a single long ceramic tube, which according to the same aspects as the double fusion to a triple, Quadruple, etc. meltdown can be melted together, cf. B. the F i g. 2 showing a triple seal. Such a pressure glass seal can expediently be designed as a condenser bushing. For this purpose, metal coatings 15 and 16 are arranged on the ceramic tubes 17, 18. The metal coverings can have intermediate potentials which lie between the potentials of the metallic inner and outer conductors 19 and 20 of the pressure glass seal. The glass rings are labeled 21, 22, 23. The metal pads 15 and 16 are attached to the inner surfaces of the ceramic tubes 17, 18. This has the advantage that the distances between the metal coverings and the outer conductor 20 are greater, in each case by the thickness of the associated ceramic tube, than if the metal coverings 15 and 16 were attached to the outer surfaces of the ceramic tubes 17 and 18, respectively.

Die Erfindung kann bei Ein- oder Durchführung von Elektroden aller Art in oder durch Vakuumgefäße verwendet werden, die z. B. als Entladungsgefäße bei Stromrichtern oder als Vakuumgefäße zur Durchführung von Bedampfungen, z. B. von Metallplatten, wie Selenplatten, oder auch als Vakuumgefäße zur Durchführung von Trocknungsvorgängen benutzt werden können, in denen nicht nur Elektronen, sondern auch Heizkörper elektrischer Art angeordnet sein können.The invention can be used in the introduction or implementation of electrodes Kind be used in or through vacuum vessels, e.g. B. as discharge vessels in converters or as vacuum vessels to carry out vaporization, e.g. B. of metal plates, such as selenium plates, or as vacuum vessels for implementation can be used by drying processes in which not only electrons, but electrical radiators can also be arranged.

Claims (7)

Patentansprüche: 1. Druckglaseinschmelzung vom Typ einer Metall-Glas-Metall-Verschmelzung mit erhöhter Überschlagsicherheit und Kriechweglänge, vorzugsweise Hochspannungs-Druckglaseinschmelzung, insbesondere zur Einführung von Elektroden in Vakuumgefäße, mit mindestens einem durchgehenden Keramikrohr als Mittelrohr zwischen zwei Glasringen einer Einschmelzung, da -durch gekennzeichnet, daß der innere Glasring (5) zwischen dem Keramikrohr (4) und dem inneren metallischen Leiter (6) eine größere axiale Länge als der äußere Glasring (3) zwischen dem Keramikrohr (4) und dem äußeren Druckring (2) aufweist und an beiden Seiten den äußeren Glasring (3) gleichmäßig überragt. Claims: 1. Pressure glass seal of the type of a metal-glass-metal fusion with increased flashover security and creepage distance, preferably high-voltage pressure glass seal, in particular for the introduction of electrodes into vacuum vessels, with at least one continuous ceramic tube as a central tube between two glass rings of a seal, d a - characterized in that the inner glass ring (5) between the ceramic tube (4) and the inner metallic conductor (6) has a greater axial length than the outer glass ring (3) between the ceramic tube (4) and the outer pressure ring (2) and protrudes evenly beyond the outer glass ring (3) on both sides. 2. Druckglaseinschmelzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Glasring (3) eine niedrigere Transformationstemperatur als der innere Glasring (5) hat. 2. Pressure glass seal according to claim 1, characterized in that the outer glass ring (3) has a lower one Transformation temperature than the inner glass ring (5) has. 3. Druckglaseinschmelzung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Glasring (3) eine Transformationstemperatur von 425° C und der innere Glasring (5) eine Transformationstemperatur von 530° C hat. 3. Pressure glass seal according to claim 2, characterized in that the outer glass ring (3) has a transformation temperature of 425 ° C and the inner glass ring (5) a transformation temperature of 530 ° C Has. 4. Druckglaseinschmelzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten der einzelnen Werkstoffe vom äußeren Druckring (2) bis zum inneren Glasring (5) einschließlich abnehmen. 4. pressure glass seal according to claim 1, characterized in that the linear thermal expansion coefficient of the individual materials from the outer pressure ring (2) Remove up to and including the inner glass ring (5). 5. Druckglaseinschmelzung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Druckring (2) einen Ausdehnungskoeffizienten von 125 - 10-7 (°C-1), der äußere Glasring (3) einen Ausdehnungskoeffizienten von 94 - 10-7, das Keramikrohr (4) einen Ausdehnungskoeffizienten von 75 - 10-7, der innere Glasring (5) einen Ausdehnungskoeffizienten von 70 - 10-7 und der innere metallische Leiter (6) einen Ausdehnungskoeffizienten 100 - 10-7 hat. 5. Pressure glass seal according to claim 4, characterized in that the outer pressure ring (2) has a coefficient of expansion from 125 - 10-7 (° C-1), the outer glass ring (3) has a coefficient of expansion of 94 - 10-7, the ceramic tube (4) has a coefficient of expansion of 75 - 10-7, the inner glass ring (5) has a coefficient of expansion of 70-10-7 and the inner metallic conductor (6) has a coefficient of expansion of 100-10-7. 6. Druckglaseinschmelzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Keramikrohre (17, 18) verwendet werden, die zum Zusammenschmelzen einer Mehrfachdruckglaseinschmelzung dienen (F i g. 2). 6. Pressure glass seal according to claim 1, characterized in that several ceramic tubes (17, 18) are used used to melt a multiple pressure glass seal (F. i g. 2). 7. Druckglaseinschmelzung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Keramikrohre (17, 18) auf ihren inneren Oberflächen Metallbeläge (15, 16) tragen (F i g. 2). In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 899 239, 906 595, 943 482, 973105; E s p e und K n o 11: »Werkstoffkunde der Hochvakuumtechnik«, 1936, S. 159 bis 162 und 322 bis 327; Zeitschrift »Feinwerktechnik«, 1952, Heft 2, S. 29 bis 40.7. pressure glass seal according to claim 6, characterized in that the ceramic tubes (17, 18) carry metal coverings (15, 16) on their inner surfaces (Fig. 2). Documents considered: German Patent Specifications No. 899 239, 906 595, 943 482, 973105; E s p e and K no 11: »Materials science of high vacuum technology«, 1936, pp. 159 to 162 and 322 to 327; "Feinwerktechnik" magazine, 1952, issue 2, pp. 29 to 40.
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