DE1411893U

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Publication number: DE1411893U
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Description

Gas- und/oder Dampfentladungsröhre mit einer oder mehreren Elektroden, die sich im Betriebe auf hoher Temperatur befanden.Gas and / or vapor discharge tube with one or more electrodes, which were at a high temperature in the company.

Die Neuerung bezieht sich auf Gas-und/oder Dampfentladungsröhreju, deren Elektroden sich im Betriebe auf hoher Temperatur befinden, insbesondere Strahlungsröhren, die mit einer solchen Wattbelastung betrieben werden, daß die Entladung als Hochdruckentladung vor sich geht. Solche Röhren werden z. B. mit einer Edelgasfülluhg und einem Zusatz eines verdampfbaren Metalls, z.B. quecksilber, versehen und mit aktivierten, vorzugsweise durch die Entladung selbst aufgeheizten Glühkathoden ausgerüstet. The innovation relates to gas and / or vapor discharge tubes, whose electrodes are at a high temperature in the company, especially radiation tubes, which are operated with such a watt load that the discharge is a high-pressure discharge going on. Such tubes are z. B. with an Edelgasfülluhg and an additive of a vaporizable metal, e.g. mercury, and activated, preferably Equipped with hot cathodes heated by the discharge itself.

Bei solchen Röhren gehen von den Elektroden durch Strahlung und Leitung erhebliche Wärmemengen aus, die auf die Wandung der Röhre gelangen und, insbesondere wenn die Wandung aus einem nicht sehr hoch schmelzenden Material, z. B. Ultraviolett-Glas oder Phosphatglas bestehe zum Einziehen der Glaswand infolge Erweichen des Glases führen, oder die Röhrenwandung infolge der in der Wandung auftretenden krassen Temperaturunterschiede zerspringen lassen. Such tubes go from the electrodes through radiation and conduction considerable amounts of heat that reach the wall of the tube and, in particular if the wall is made of a not very high melting point material, e.g. B. Ultraviolet Glass or phosphate glass is used to retract the glass wall as a result of the softening of the glass lead, or the tube wall as a result of the stark temperature differences occurring in the wall let it shatter.

Ferner zeigt sich bei solchen Röhren im Laufe des Betriebes ein mehr oder weniger starker Beschlag auf der Innenwandung, der von der Zerstäubung der Elektroden herrührt. Dieser Beschlag wirkt einer. seils als Absorbenz des Füllgases und setzt andererseits die Strahlendurchlässigkeit der Röhrenwandung in unerwünschter Weise herab. Furthermore, in the course of operation of such tubes there is more or less heavy fogging on the inner wall, the of the Sputtering of the electrodes results. This fitting works one. rope as an absorbent of the filling gas and on the other hand sets the radiation permeability of the tube wall in an undesirable manner.

Zur Vermeidung dieser Nachteile werden meuerungsgemä2 die während des Betriebes auf hoher Temperatur befindlichen Elektroden von einem metallischen Schutzmantel umgeben, der von der Elektrode isoliert angeordnet ist und an kein festes Potential gelegt ist. Der Schutzmantel nimmt also beim Betrieb der Röhre das Potential der betreffenden Raumstalle an, ohne an der Stromleitung und damit an der Entladung teilzuheben. Eine Zerstäubung des Schutzmantels oder ein Ansetzen der Entladung an ihm ist damit unterbunden. Auf eine gesonderte Einschmelzung des Schutzmantels kann verzichtet werden. To avoid these disadvantages, the during of operation at high temperature electrodes from a metallic Protective sheath surrounded, which is arranged isolated from the electrode and to no fixed potential is set. The protective jacket thus decreases when the tube is in operation the potential of the room stalls concerned without being connected to the power line and thus to participate in the discharge. Atomization of the protective jacket or attachment the discharge on him is thus prevented. A separate meltdown of the Protective jacket can be dispensed with.

Die Neuerung soll an Hand der Zeichnung, die verschiedene Ausführungsformen veranschaulicht, nälger erläutert werden. The innovation should be based on the drawing, the various embodiments illustrated, explained in more detail.

In den Zeichnungen bedeutet W die Wand eines Entladungsgefässes, von dem nur der eine die Elektrode E enthaltende Teil) dargestellt ist. Das Entladungsgefaß kann z. B. als langgestrecktes zylindrisches Rohr ausgebildet sein und besitzt zweckmässigerweise eine zweite gleichartige, in der Zeichnung nicht dargestellte Elektrode E am entgegengesetzteh Ende des Rohres, sodaß die Röhre auch mit Wechselstrom betrieben werden kann. Das Entladungsgefäß enthält zweckmässigerweise ein die Zündung erleichterndes Füllgase, z. B. Argon, von einigen Millimetern Druck, und gegebenenfalls noch einen auf der Wandung der Röhre angebrachten, mit den Elektroden verbundenen und in der Nähe der Kathode unterbrochenen Zündstreifen, sodaß bei Anschluß der Röhre an die übliche Netzspannuhg die Röhre bereits zündet. In the drawings, W means the wall of a discharge vessel, of which only the part containing the electrode E is shown. The discharge vessel can e.g. B. be designed as an elongated cylindrical tube and conveniently has a second similar electrode E, not shown in the drawing, on the opposite side End of the tube so that the tube can also be operated with alternating current. That The discharge vessel expediently contains a filling gas that facilitates ignition, z. B. argon, from a few millimeters of pressure, and possibly another on the Wall of the tube attached, connected to the electrodes and in the vicinity of the Cathode interrupted ignition strip, so that when the tube is connected to the usual Netzspannuhg the tube already ignites.

Ferner enthält die Röhre ein verdampfbares Metall, z. B. (lecksilber oder Kadmium. Die Mein, des verdampfbaren Metalls wird dabei mit Vorteil so gering bemessen, daß während des Betriebes der Röhre als Hochdruckentladungsröhre alles verdampfbare Metall verdampft ist.The tube also contains a vaporizable metal, e.g. B. (leak silver or cadmium. The mine, of the vaporizable metal, is advantageously so small dimensioned that everything during the operation of the tube as a high pressure discharge tube vaporizable metal is vaporized.

Die Wand W des gefässes besteht aus einem für die gewünschte Strahlung durchlässigen Glas, z. B. bei einer Röhre, die vor allem ultraviolette Strahlen aussenden soll, aus ultraviolettem Glas oder Phosphatglas. Die Elektrode E ist vorzugsweise als aktivierte Elektrode ausgebildet, d. h. Tiit einem starkelektronenemittierenden Material, z. B. Bariumn. xyd, versehen, das auf einen Trägerkörper aus genügend hochschmelzendem Metall, d, B. Nickel, angebracht iat. Der Trägerkörper kann z. B. die in der Zeichnung dargestellte Topfform besitzen, bei der zwei oder mehrere ineinander geschachtelte Näpfe vorgesehen sind, zwischen denen sich das elektronenemittierende Material befindet. Diese Form besitzt besondere Vorteile, wenn es sich um eine Röhre handelt, bei der die Elektroden durch die Entladung selbst aufgeheizt werden. Es setzt alsdann die bei der Zündung der Lampe anfänglich vorhandene Glimmentladung an dem scharfen Rand R der Elektrode E besonders leicht an, und ruft hier eine so starke Erhitzung hervor, daß in kurzer Zeit ein Uebergang in die Bogenentladung stattfindet. The wall W of the vessel consists of one for the desired radiation permeable glass, e.g. B. for a tube, the mostly ultraviolet Should emit rays from ultraviolet glass or phosphate glass. The electrode E is preferably designed as an activated electrode, i. H. Tiit a strong electron-emitting Material, e.g. B. Bariumn. xyd, provided that on a carrier body from enough refractory metal, d, B. nickel, attached iat. The carrier body can, for. B. have the pot shape shown in the drawing, in which two or more nested cups are provided, between which the electron-emitting Material is located. This shape has particular advantages when it is a tube in which the electrodes themselves are heated up by the discharge. It then sets the glow discharge which was initially present when the lamp was ignited particularly lightly at the sharp edge R of the electrode E, and calls one like this here strong heating shows that in a short time a transition into the arc discharge takes place.

Während des Betriebes der Röhre wird aus dem Zwischenraum der ineinander geschachtelte Näpfe stets die genügende Menge elektronenemittierender Substanz nachgeliefert, sodaß die Röhre eine lange Lebensdauer besitzt. Die Elektrode E braucht im Falle der Aufheizung durch die Entladung nur mit einer einzigen Stromdurchfuhrung versehen zu werden. Statt der ineinandergeechachtclten Näpfe kann für die Elektrode E mit gleichem oder annähernd gleichem Erfolg auch ein mit aktivem Material überzogenes Draht-oder Bandgeflecht benutzt werden, das einzelne Vorsprünge und Zacken aufweist, an denen die Entladung ansetzen kann und in deren Hohlräumen das emittierende Material als Vorrat vorhanden ist.During the operation of the tube, the space between the nested bowls always have a sufficient quantity of electron-emitting substance delivered, so that the tube has a long service life. The electrode E needs in case the heating by the discharge is provided with only a single power feedthrough to become. Instead of the nested cups for the electrode E with the same or approximately the same success also one coated with active material Wire or ribbon mesh with individual protrusions and prongs are used, where the discharge can start and in their cavities the emitting material is available as a supply.

Beim Betrieb der Röhre setzt nun die Entladung vorwiegend in einem eng begrenzten Bereich der Elektrode an, nämlich in demjenigen Bereich, der die günstigsten Entladungsbedingungen besitzt. In dem dargestellten Beispiel ist dies der obere Rand der Elektrode E. Dieser Teil der Kathode ist infolgedessen der heißeste und gibt an dem ihm zunächst liegenden Teil der Glaswand durch Strahlung und Leitung die stärkste Wärme ab, sodaß dieser Teil der Wandung eine starke lokale Temperaturerhöhung erfährt, die häufig zum Springen des Gefässes oder infolge des Niederdruckes im Innern der Röhre zum Eindrücken der Glaswand beim Erweichen des Glases fahrt. When the tube is in operation, the discharge now predominantly occurs in one narrow area of the electrode, namely in the area that the has the most favorable discharge conditions. In the example shown, this is the upper edge of the electrode E. This part of the cathode is the hottest as a result and gives by radiation and conduction to the part of the glass wall closest to it the strongest heat, so that this part of the wall a strong local temperature increase learns which often causes the vessel to jump or as a result of the low pressure inside the Tube for pushing in the glass wall when the glass is softened.

Ferner findet im Betriebe der Röhre je nach der Beschaffenheit des Elektrodenmaterials und der Elektrodentemperatur eine mehr oder minder starke Verdampfung und Zerstäubung von der Elektrode E her statt, durch die ein Beschlag erzeugt wird, der die Ausstrahlung der Röhre behindert. Furthermore, in the operation of the tube, depending on the nature of the Electrode material and the electrode temperature a more or less strong evaporation and sputtering takes place from the electrode E, by which a fog is generated, which hinders the radiation of the tube.

Gemäß der Neuerung ist nun die Elektrode E von einem metallischen Schutzmantel M umgeben. Wie in Abb. l dargestellt ist, kann dieser Schutzmantel zylindrische Gestalt besitzen. Seine Wirkungsweise kann so erklärt werden, daß durch ihn die von dem Rande R der Elektrode E ausgehende stark zusammengedrängte Wärmemenge über eine große Fläche verteilt wird, sodaß eine extreme Wärmebelastung einzelner Teile der Röhrenwand nicht mehr vorhanden ist. According to the innovation, the electrode E is now a metallic one Protective jacket M surround. As shown in Fig. 1, this protective sheath have a cylindrical shape. Its mode of action can be explained by the fact that him the strongly compressed amount of heat emanating from the edge R of the electrode E. is distributed over a large area, so that an extreme heat load on individual Parts of the tube wall no longer exist.

Durch diesen Schutzmantel wird gleichzeitig auch eine Bestaubung der Wandung der Röhre durch zerstäubendes oder verdampfendes Kathodenmaterial vermieden. Damit ein genügender Bestaubungsschutz der Glaswand erreicht wird, ist, wie in Abb. l dargestellt, der Schutzzylinder M so ausgebildet, und in Bezug auf die Elektrode E angeordnet, daß die Elektrode und besonders die Ansatzstellen der Entladung von dem Schutzmantel eng umschlossen werden, und der Schutzmantel auf beiden Seiten der Elektrode genugend weit über die Elektrode hinausragt, insbesondere nach der Entladungsbahn zu gelegenen Seite. This protective cover also creates dust at the same time the wall of the tube avoided by sputtering or evaporating cathode material. As shown in Fig. 1, the protective cylinder M is formed and in relation to the electrode E arranged that the electrode and especially the points of attachment of the discharge of the protective sheath are tightly enclosed, and the protective sheath on both sides the electrode protrudes sufficiently far beyond the electrode, especially after the Discharge trajectory on the lying side.

Dies ist auch mit Rucksicht auf den thermischen Schutz der Röhrenwqndung angebracht, denn wie die Messungen an ( ; quecksilberbogenentladungsröhren gezeigt haben, erstreckt sich das Tamperaturmaximum noch bis über 5 mm vor die Elektrode. Durch eine Temperaturmessung mittels Thermoelement an der äusseren Röhrenwandung kann festgestellt werden, wie weit man in jedem Falle über die Elektrode hinausgehen muß. This also takes into account the thermal protection of the tube wall attached, because as the measurements on (mercury arc discharge tubes shown the maximum temperature extends over 5 mm in front of the electrode. By measuring the temperature using a thermocouple on the outer tube wall it can be determined how far you go beyond the electrode in each case got to.

Die Wirkung des Schutzzylinders kann noch verbessert werden, wenn, wie in Abb. 2 dargestellt, der Zylinder nach der Entladungsbahn zu mit-ein@@@ durch einen mit einer Oeffnung 0 versehenen Deckel abgedeckt wird. Die Oeffnung soll grob genug sein, sodaß die Entladung nicht wesentlich durch den Deckel behindert wird. Ahdererseits aber soll der Deckel so weit übergreifen, daß die von den Ansatzpunkten der Entladung, also dem Rande R, in Richtung auf die andere Elektrode ausgehenden Strahlen, die durch die punktierten Linien P angedeutet sind, abgefangen werden. Diese Bedingungen lassen sich bei der angegebenen Anordnung ohne weite- res einhalten. Es zeigt sich, daß dann eine Bestäubung der Glas- wand nur in sehr geringem Maße auftritt, sodaß sie praktisch zu vernachlässigen ist.The effect of the protective cylinder can be further improved if, as shown in Fig. 2, the cylinder is covered by a cover with an opening 0 after the discharge path. The opening should be large enough so that the discharge is not significantly hindered by the cover. On the other hand, however, the cover should overlap so far that the rays emanating from the starting points of the discharge, i.e. the edge R, in the direction of the other electrode, which are indicated by the dotted lines P, are intercepted. With the specified arrangement, these conditions can be met without further adhere to res. It turns out that then a dusting of the glass wall occurs only to a very small extent, so that it is practically negligible.

Eine ähnliche vorteilhafte Wirkung, wie durch die Anordnung nach Abb. 2, läast sich acuh durch die Anordnung nach Abb3 erreichen, bei der der Schutzmantel als Kegelstumpf ausgebildet ist, wodruch seine Herstellung vereinfacht wird. A similar beneficial effect as provided by the arrangement after Fig. 2 can also be achieved by the arrangement according to Fig. 3, in which the protective sheath is designed as a truncated cone, whereby its manufacture is simplified.

Fur den Betrieb der Röhre ist es wichtig, daß der Schutzmantel gut entgast werden kann. Zu dem Zweck ist es angebracht, den Abstand des Schutzmantels von der Elektrode an mindestens einer Stelle geringer als 5 mm zu halten. Alsdann tritt bei einer vorübergehenden Steigerung der Röhre über den normalen Betriebswert hinaus eine genugende Erhitzung des Schutzmantels bis zum Glühen ein, sodaß er vollständig entgast werden kann. Diese Art der erhitzung des Mantels zum Zwecke der Entgasung ist weit günstiger als etwa die Erhitzung des Schutzmantels durch eine Entladung zwischen der Elektmide und dem Schutzmantel selbst, da hierdurch leicht eine unerwünschte Zerstäubung ds Schutzmantels damit ein Beschlag der Glaswand eintritt. For the operation of the tube it is important that the protective jacket is good can be degassed. For this purpose it is appropriate to adjust the distance of the protective jacket at least one point less than 5 mm from the electrode. Then occurs when the tube temporarily increases above normal operating value In addition, sufficient heating of the protective jacket until it is glowing so that it is completely can be degassed. This type of heating of the jacket for the purpose of degassing is far cheaper than heating the protective jacket by a discharge between the Elektmide and the protective sheath itself, as this easily creates an undesirable one Atomization of the protective jacket so that fogging of the glass wall occurs.

Fur die Befestigung des Schutzmantels stehen verschiegbne Möglichkeiten zur Verfügung. Beispielsweise ist eine gesonderte Einschmelzung neben der Hauptelektrode möglich, wie es Abb. 4 zeigt. Als besonders einfach und zweckmässig hat sich erwiesen (Abb. l bis 4), die Haltedrähte des Schutzmantels mit dem Haltedraht der Hauptelektride durch eine Glasperle G zu verbinden und dann diesen Gesamtelektrodenautbau einzuschmelzen. Schließlich kann der Schutzmantel auch an der inneren Glaswand selbst verschmolzen werden, wie es Abb. 5 zeigt. There are various options for attaching the protective jacket to disposal. For example, there is a separate seal next to the main electrode possible, as Fig. 4 shows. It has proven to be particularly simple and practical (Fig. 1 to 4), the retaining wires of the protective jacket with the retaining wire of the main electride to connect by a glass bead G and then melt this total electrode structure. Finally, the protective jacket can also be fused to the inner glass wall itself as shown in Fig. 5.

Die Anordnung gemäß der Neuerung läßt sich auch bei Entladungsgefäßen anwenden, die aus Quarz bestehen, wobei in erster Linie die vorteilhafte Wirkung der Anordnung als Bestäubungsschutz eine Rolle spielt, jedoch der Schutzmantel auch günstig auf die Temperaturverteilung längs der Röhrenwandung wirkt. Schutzanspruche : ---------------- The arrangement according to the innovation can also be used for discharge vessels made of quartz, the advantageous effect of the arrangement as protection against dust primarily playing a role, but the protective jacket also having a beneficial effect on the temperature distribution along the tube wall. Protection claims: ----------------

Claims

S z a n s p r ü c h e: 1.) Gas and / or steam discharge tube with one or more electrodes that are at a high temperature in the company, especially radiation tubes, with gas and metal vapor filling and high pressure arc discharge, characterized in that each of the electrodes is surrounded by a metal jacket, which is attached electrically isolated from the electrode, and to no fixed potential is laid.

2.) Discharge tube according to claim 1, characterized in that the electrode is arranged in the interior of the metal jacket that of her outgoing heat is absorbed by the metal jacket, especially at the tunnels, which are closest to the glass wall and which have a particularly high temperature is produced.

3.) Discharge tube according to claim 1 and 2, characterized in that that the metal jacket is so designed and arranged with respect to the electrode is that which is from the starting point of the discharge at the electrode in the direction of The rays emanating from the other electrode are intercepted by the protective jacket.

4.) Discharge tube according to claim 1 to 3, characterized in that the metal jacket is pot-odet frustoconical «5.) Discharge tubes according to claim 1 to 4, characterized in that the distance between the electrode and metal jacket at least at one point is less than etwe 5 mm. 6.) discharge tubes according to claim 1 to 5, characterized shows that the metal jacket is separate from the electrode melted. 7.) discharge tubes according to claim 1 to 6, characterized part of the fact that the motor mantle is inside the discharge tube by means of a glass bead on the lead wire of the main elec- trode is attached isolated from this. Bo) discharge tubes according to claim 1 to 7 thereby konit- shows that the metal jacket by fusing at the inner wall & it is attached to the pipe