DE1539927C - Thyratron mit Gasfüllung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Thyratron mit Gas- konstruktiven Aufwand. Außerdem bleibt die Ausfüllung und mit mehreren auf Abstand voneinander nutzung der latenten Wärme zu Kühlzwecken auf zwischen der Anode und dem am weitesten von der solche Thyratrons beschränkt, die mit Quecksilber-Kathode entfernten Eingangs-Zündgitter angeord- dampf gefüllt sind.

neten kühlbaren Elektroden, die eine Anzahl von S Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, bei

Überschlagstrecken darstellen. einem Thyratron die übermäßige Erwärmung der

Es ist bekannt, gasgefüllte Elektronenröhren unter Elektroden zu vermeiden und die in dem großen anderem für industrielle Steuer- und Regelzwecke zu Driftraum in der Nähe der Anode erzeugten Ionen verwenden, die außer einer Kathode und einer Anode möglichst rasch zu entfernen, so daß die Röhre nach mit einem oder mehreren Gittern oder Elektroden io dem Zünden möglichst kurzzeitig entionisiert wird, ausgestattet sind. Die Gasfüllung unterscheidet diese d. h. einen Zustand einnimmt, in welchem sie so Röhren in ihrer Wirkungsweise wesentlich von den lange nicht wieder zündet, bis die richtige vorgeaus der Rundfunktechnik her bekannten Hoch- gebene Triggerspannung erneut angelegt wird,
vakuumröhren. Zur Gasfüllung werden vorzugsweise Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch Edelgase verwendet. Es sind jedoch auch Thyratrons 15 gelöst, daß zumindest in dem Driftraum zwischen bekannt, welche mit Quecksilberdampf gefüllt sind. den beiden Elektroden, die der Anode räumlich am Wesentliche elektrische Eigenschaften und Leistungs- nächsten sind, mindestens ein mechanischer Wärmedaten des Thyratrons sind bei den- verschiedenen leiter an der näher an der Anode angeordneten verwendeten Füllgasen in unterschiedlichem Maß Elektrode befestigt ist und daß mindestens eine temperaturabhängig. Insbesondere sind die mit 20 Wärmebrücke von diesem Wärmeleiter zur Außen-Quecksilberdampf gefüllten Röhren deshalb stark seite des Röhrengehäuses führt,
•temperaturabhängig, da ihre Steuerkennlinie sich mit Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wachsender Temperatur in Richtung zunehmender sieht vor, daß die Wärmebrücke einen Teil des negativer Gitterspannung verschiebt. Eine Übersicht normalerweise vorgesehenen zylindrischen Verbinüber Aufbau und Wirkungsweise des Thyratrons gibt 25 dungsleiters enthält, welcher die der Anode am die Zeitschrift des Vereins Deutscher Ingenieure, nächsten liegende Elektrode mit der Außenseite des Bd. 91 (1949), Nr. 15, S. 353 bis 356. Röhrengehäuses verbindet, daß eine radiale Wärme-

Die Erwärmung des Thyratrons wird hauptsäch- brücke von dem an der Elektrode nahe der Anode lieh durch die verschiedenen Elektroden bewirkt, befestigten Wärmeleiter zu dem Verbindungsleiter welche während des Betriebs Wärme abgeben. Eine 3° vorgesehen ist und daß der Wärmeleiter vorzugsweise Hauptquelle für die abgegebene Energie ist in der ein massives oder dickwandiges rohrförmiges Teil ist, Praxis die Umkehrspannung, die in manchen Schal- welches mit dem Verbindungsleiter durch einen oder tungen, unmittelbar nachdem die Röhre leitend ge- mehrere um den Umfang verteilte massive oder dickworden ist, an der Elektrode auftritt, welche der wandige rohrförmige Wärmeleiter verbunden ist.
Anode räumlich am nächsten ist. 35 In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung

Aus der USA.-Patentschrift Nr. 2 239 677 ist es ist vorgesehen, daß in dem Driftraum zwischen den bekannt, mehrere Steuergitter zur Beeinflussung der beiden Elektroden nahe der Anode ein zweiter Elektronenbewegung in Gasentladungsröhren zu ver- Wärmeleiter vorgesehen ist, der an der von der wenden, um damit spezielle Schwingungsformen im Anode weiter entfernten Elektrode befestigt ist, und Ausgangssignal der Röhre zu erzeugen. Zu diesem 40 daß mindestens eine Wärmebrücke zwischen diesem Zweck wird die Ladungsverteilung im Innern der zweiten Wärmeleiter und der Außenseite des Röhren-Röhre durch geeignete geometrische Anordnung und gehäuses vorgesehen ist, wobei die beiden Wärmeentsprechende elektrische Aufladung der einzelnen leiter voneinander isoliert sind.
Elektroden derart beeinflußt, daß Schwingungen mit Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der verhältnismäßig hohen Frequenzen erzeugt werden 45 Erfindung ergibt sich dadurch, daß die Wärmebrücke können. für den zweiten Wärmeleiter einen oder mehrere

Es ist weiterhin aus der USA.-Patentschrift Brücken-Wärmeleiter zwischen dem zweiten Wärme-2 930 922 ein Thyratron mit Gasfüllung und mehre- leiter und dem normalerweise vorgesehenen zylindriren Elektroden zwischen der Anode und der Kathode sehen Zuleiter zu der Elektrode enthält, an welcher bekannt, bei welchem die einzelnen Elektroden auf 5° der zweite Wärmeleiter befestigt ist.
verschiedene Potentiale gebracht werden, um die Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfinhöchstzulässige Anodenspannung zu erhöhen und ' düng sieht vor, daß in jedem der weiteren großen unter anderem die Leitungsionisation zu beschleuni- Drifträume ein zusätzlicher Wärmeleiter sowie zugegen sowie die Zündeigenschaften der-Röhre zu ver- ordnete ,Wärmebrücken zwischen jedem Wärmeleiter bessern. . 55 und der Außenseite des Gehäuses vorhanden sind.

Es wird ferner angestrebt, unerwünschte Ent- Ein wesentlicher Vorteil des Thyratrons gemäß der

ladungen zwischen benachbarten Elektroden zu unter- Erfindung besteht darin, daß die Sperrspannung der

drücken. Zu diesem Zweck werden eine Reihe von Röhre im Vergleich zu bekannten Thyratrons wesent-

elektrischen Schaltungsverbesserungen bei veränder- lieh erhöht werden kann.

ter geometrischer Gestallung der Elektroden vorge- 60 Hat die Röhre mehr als einen großen Driftraum,

schlagen. beispielsweise bei einer Röhre mit drei (oder mehrc-

Schließlich ist aus der belgischen Patentschrift ren) elfektiv in Reihe geschalteten Überschlagstrek-

623 453 eine mit Quecksilberdampf gefüllte Gleich- ken, so kann ein zusätzlicher Wärmeleiter bzw. meh-

richlerrölire bekannt, bei welcher die Phaseiiände- rcre Wärmeleiter mit zugeordneten Wärmebrücken

niiig des Quecksilbers eine Kiihlwirkimg ausübt, so 65 in dem weiteren großen Driflraum bzw. in den Drift-

daß (iitlLTWÜrme nach außen ;ihgcl'tilirt wird. Die räumen vorgesehen werden.

Ausnutzung der Quecksilber-Venhimpfungswärme zu Die einzige Elektrode, die normalerweise große

Kühl/wecken erfordert einen verhältnismäßig hohen Wärmemengen abgeben muß, ist die der Anode am

nächsten liegende Elektrode. Daher ist diese Elektrode normalerweise die einzige, die wirklich einen Wärmeleiter mit einer zugeordneten Wärmebrücke zur Abfuhr der Wärme erfordert. Nichtsdestoweniger dient der Wärmeleiter auch dem sehr nützlichen Zweck, die Ionen aus dem Driftraum zu sammeln, in dem er angeordnet ist, und unterstützt somit eine schnelle Entionisierung der Röhre nach dem Zünden. Hauptsächlich aus diesem Grund sind vorzugsweise auch an den anderen Elektroden ebenso wie an der der Anode nächstgelegenen Elektrode Wärmeleiter vorgesehen, deren Hauptzweck darin besteht, Ionen zu sammeln, wobei sie auch Wärme abführen.

Die Erfindung ist nachfolgend im Zusammenhang mit der Zeichnung beschrieben, die eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Thyratrons von Tetrodentyp darstellt.

In der Zeichnung stellt 1 eine aus Kathode und Wärmeabschirmung bestehende Anordnung dar, die auf einen Sockel starr montiert ist. Über einen Flansch 2 wird die Außenverbindung zu der Kathode hergestellt. Es sind zwei Zündgitter 3 und 4 vorgesehen, von denen das erste Gitter 3 mit einer durch den Sockel führenden Außenzuleitung S verbunden ist und das zweite Gitter 4 eine eigene durch das Gehäuse herausgeführte Kupferzuleitung 4 A aufweist, die mit einem Flansch versehen ist. Ein Gasbehälter 6, beispielsweise ein Behälter für Wasserstoff oder Deuterium (abhängig von der verwendeten Gasfüllung), ist so angeordnet, daß er über eine gesonderte Zuleitung 7 beheizt werden kann. Dem Kathodenheizer wird der Heizstrom über eine Leitung 8 zugeführt. Die Rückführung des Heizers für den Gasbehälter und des Kathodenheizers erfolgt gemeinsam über die Kathodenzuleitung 2.

Ein weiteres Gitter 9, das dem Gitter 4 gleicht, jedoch bezogen auf dieses umgekehrt ist, d. h., die beiden Gitter 4 und 9 liegen einander rückseitig gegenüber, ist dem Gitter 4 benachbart angeordnet, und ein weiteres Gitter 10, das von dem Gitter 9 durch einen Driftraum 11 getrennt ist, ist in der Nachbarschaft auf der zur Kathode hin gelegenen Seite der Anode 12 angeordnet. Die Gitter 4, 9 und 10 können, wie dargestellt, gleichartig sein, wobei die Gitter 4 und 10 gleichartig und das Gitter 9 umgekehrt, wie dargestellt, angeordnet sind. Das Röhrengehäuse kann, wie angedeutet, aus keramischen Zylindern 13 bestehen. Zuleitungen zu den Gittern 9 und 10 und zu der Anode 12 sind durch das Gehäuse in Form von Kupfer-Verbindungsstücken mit Flansch 9 A, 10 A und 12/4 vorgesehen.

Die Röhre hat zwei effektiv in Reihe liegende Überschlagstrecken, eine zwischen den Gittern 4 und 9 und die andere zwischen dem Gitter 10 und der Anode 12. Wird zwischen Anode und Kathode eine Spannung angelegt, so neigt diese dazu, sich infolge der Existenz allgemein gleichartiger Kapazitäten zwischen den Elektroden 4 und 9 einerseits und den Elektroden 10 und 12 andererseits auf die beiden Überschlagstrecken aufzuteilen. Zwischen Anode und Kathode kann ein Spannungsteilerwiderstand geschaltet werden, und die Elektroden 9 und 10 können miteinander verbünden und an einen Zwischenpunkt auf diesem Widerstand geführt werden. Anstatt die beiden Elektroden 9 und 10 direkt miteinander zu verbinden, kann zwischen beide ein kleiner Widerstand geschaltet werden, um bei niedrigen Anodenspannungen eine hinreichende Potentialdifferenz zu schaffen, die die Elektronen durch den Driftraum 11 transportiert, bis sie in den Einfluß des Anodenfeldes gelangen.

Im Betrieb der Röhre werden Zündimpulse der Reihe nach den Gittern 3 und 4 zugeführt, und die Röhre zündet über die Überschlagstrecken zwischen den Elektroden 4 und 9. Werden Elektronen durch den Driftraum 11 transportiert und kommen diese unter den Einfluß des Anodenfeldes, so findet auch

ίο eine Zündung zwischen den Elektroden 10 und 12 statt. Die beiden Zündstrecken liegen somit effektiv in Reihe, und die Sperrspannung wird im Vergleich zu einem bekannten Thyratron näherungsweise verdoppelt. .

Gemäß einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung ist mit der Elektrode 10 eine vorzugsweise axial angeordnete zylindrische Stange oder ein dickwandiges Rohr 14 aus Kupfer verlötet. Weiter sind ein oder mehrere radiale Stäbe oder dickwandige Rohre 15 aus Kupfer vorgesehen, die mit dem Wärmeleiter 10/4 verbunden sind. In dieser Art wird die Wärme von der Elektrode 10 über die Teile 14 und 15 zu dem Wärmeleiter geleitet und von dort nach außen abgeführt. In der beschriebenen Ausführungsform sind drei Stabe oder Rohre 15, unter einem Winkel von 120° versetzt, vorgesehen, von denen in der Figur nur zwei zu sehen sind, während der dritte Stab bzw. das dritte Rohr in der Schnittebene liegt.

Eine gleichartige Anordnung aus einem Stab oder Rohr 16 mit radialen Stäben oder Rohren 17 ist zwischen der Elektrode 9 und dem Wärmeleiter 9 A vorgesehen. Falls die Röhre mehr als einen großen Driftraum aufweist, können ähnliche Anordnungen wie im Driftraum 11 auch in diesen anderen großen Drifträumen vorgesehen werden.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Thyratron mit Gasfüllung und mit mehreren auf Abstand voneinander zwischen der Anode und dem am weitesten von der Kathode entfernten Eingangs-Zündgitter angeordneten kühlbaren Elektroden, die eine Anzahl von Überschlagstrecken darstellen, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest in dem Driftraum (11) zwischen den beiden Elektroden (9, 10), .die der Anode (12) räumlich am nächsten sind, mindestens ein mechanischer Wärmeleiter (14) an der näher an der Anode angeordneten Elektrode (10) befestigt ist und daß mindestens eine Wärmebrücke (15, 10/4) von diesem Wärmeleiter zur Außenseite des Röhrengehäuses führt.

2. Thyratron nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmebrücke (15, U)A) einen Teil des normalerweise vorgesehenen zylindrischen Verbindungsleiters (10/4) enthält, welcher die der Anode (12) am nächsten liegende Elektrode (10) mit der Außenseite des 'löhrengehäuses verbindet, daß eine radiale Wärmebrücke (15) von dem an der Elektrode (10) nahe der Anode befestigten Wärmeleiter zu dem Verbindungsleiter (10/4) vorgesehen ist und daß der Wärmeleiter (14) vorzugsweise ein massives oder dickwandiges rohrförmipes Teil ist, welches mit dem Verbindungsleiter (10/1) durch einen oder

mehrere um den Umfang verteilte massive oder dickwandige rohrförmige Wärmeleiter (15) verbunden ist.

3. Thyratron nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Driftraum zwischen den beiden Elektroden (9, 10) nahe der Anode ein zweiter Wärmeleiter (16) vorgesehen ist, der an der von der Anode weiter entfernten Elektrode (9) befestigt ist, und daß mindestens eine Wärmebrücke (17, 9 A) zwischen diesem zweiten Wärmeleiter (16) und der Außenseite des Röhrengehäuses vorgesehen ist, wobei die beiden Wärmeleiter (14, 16) voneinander isoliert sind.

4. Thyratron nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmebrücke (17, 9A) für den zweiten Wärmeleiter (16) einen oder mehrere Brücken-Wärmeleiter (17) zwischen dem zweiten Wärmeleiter (16) und dem normalerweise vorgesehenen zylindrischen Zuleiter (9A) zu der Elektrode (9) enthält, an welcher der zweite Wärmeleiter (16) befestigt ist.

5. Thyratron nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit mehr als einem großen Driftraum, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem der weiteren großen Drifträume ein zusätzlicher Wärmeleiter sowie zugeordnete Wärmebrücken zwischen jeden Wärmeleiter und der Außenseite des Gehäuses vorhanden sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen