DE1564506B1

DE1564506B1 - High voltage high vacuum discharge tubes

Info

Publication number: DE1564506B1
Application number: DE19661564506
Authority: DE
Inventors: Kurt Dipl-Ing Franke; Kurt Hirsch
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1966-08-27
Filing date: 1966-08-27
Publication date: 1970-08-20
Also published as: US3491232A; CH470751A; NL6711517A; GB1192970A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Hochspan- stifte oder der Anode auf, oder es bilden sich Kriechnungs-Hochvakuum-Entladungsröhre mit einem Glas- ströme am Fuß der Röhre, und dort erfolgen dann kolben, mit einem mindestens einseitig geöffneten und Überschläge zu den einzelnen Anschlußstiften. Zwar verhältnismäßig tief in seinem Innern eine senkrecht verhindert der Abschirmring über einen Teilbereich zur Zylinderachse angeordnete Anodenfläche aufwei- 5 einen Angriff des Glases durch die schädliche Strahsenden Anodenzylinder, mit einer außerhalb des An- lung, jedoch ist die Röhre nicht als betriebssicher zu odenzylinders angeordneten Kathode, die von einer bezeichnen. Außerdem werden die Teile der Strah-Kathodenabschirmung umgeben ist, deren Öffnung lung, die zwischen dem randförmigen Ende der topfgegenüber und im Abstand zu der Anodenzylinder- förmigen Anode und dem Abschirmring oberhalb Öffnung liegt, und mit in der Elektronenröhre zwi- io desselben den Glaskolben erreichen, nicht mit abgesehen dem Glaskolben und der Elektrodenanordnung schirmt. Dieser Mangel wird zwar teilweise in einer angeordneten Abschirmmitteln. Anordnung, die in Fig. 1 der USA.-PatentschriftThe invention relates to a high tension pins or the anode, or creeping high vacuum discharge tubes are formed with a glass stream at the foot of the tube, and there then flasks take place, with one that is open at least on one side and flashes over to the individual connecting pins. Though The shielding ring prevents a relatively deep inside a perpendicular over a partial area the anode surface arranged relative to the cylinder axis has an attack on the glass by the harmful radiation ends Anode cylinder, with an outside of the annealing, however, the tube is not considered to be operationally safe odenzylinders arranged cathode, which denote by one. In addition, the parts of the beam cathode shield is surrounded, the opening of which is between the edge-shaped end of the pot opposite and at a distance from the anode cylinder-shaped anode and the shielding ring above Opening lies, and with in the electron tube between the same reach the glass bulb, not with the exception shields the glass bulb and the electrode assembly. This deficiency is partly reflected in a arranged shielding means. Arrangement shown in Fig. 1 of U.S. Patent

Hochvakuum-Entladungsröhren, in denen Ab- 2 933 633 gezeigt ist, behoben, aber auch hier liegt schirmanordnungen zur Verhinderung von Wandla- der Abschirmring nicht auf einem bestimmten Potendungen am Röhrenkolben oder zur Verhinderung des 15 tial, und es kommt daher auch hier zu den unerunerwünschten Austrittes von Primär- und Sekundär- wünschten unkontrollierbaren Überschlägen, elektronen aus dem Raum zwischen der Kathode und Die oben zuerst genannten Anordnungen beziehenHigh vacuum discharge tubes, in which Ab-2 933 633 is shown, fixed, but also lies here Shielding arrangements to prevent wall loading of the shielding ring not on a specific pot endings on the tube piston or to prevent the 15 tial, and therefore the undesirable ones also occur here Escape of primary and secondary desired uncontrollable flashovers, electrons from the space between the cathode and the first mentioned arrangements

der Anode der Röhre angeordnet sind, sind bekannt. sich also auf Abschirmung des aktiven Entladungs-Maßnahmen hierzu sind in der USA.-Patentschrift raums, aus dem die Ladungsträger heraustreten, die 2 256 330, den deutschen Patentschriften 891117 so- 20 danach genannten auf Abschirmungen zur Verhindewie 342 909 und in den Unterlagen des deutschen Ge- rung der Zersetzung des Glases. Auch in den Unterbrauchsmusters 1 723 625 beschrieben. Diese Anord- lagen des deutschen Gebrauchsmusters 1723 625 ist ^l nungen betreffen Röhren, bei denen die Kathode oder gezeigt, daß die Ladungsträger den aus Glas beste- ™ der die Elektronen emittierende Heizfaden in der henden Röhrenkolben erreichen können und diesen Anode, die meist zylinderförmig ausgeführt ist, ange- 25 braun färben.the anode of the tube are known. So focus on shielding the active discharge measures for this purpose, in the USA patent specification, the space from which the charge carriers emerge 2 256 330, the German patents 891117 so-called 20 thereafter on shields for prevention such as 342 909 and in the documents of the German Geger of the Decomposition of Glass. Also in the sub-utility model 1 723 625. This arrangement of the German utility model 1723 625 is ^ 1 Statements relate to tubes in which the cathode or has shown that the charge carriers are the best made of glass the electron-emitting filament in the existing tubular bulb can reach and this Color the anode, which is usually cylindrical, brown.

ordnet sind. Die beschriebenen Abschirmanordnun- Eine derartige Braunfärbung zeigen auch die sichare arranged. The shielding arrangements described- Such a brown coloration also show themselves

gen sind aber nicht bei Hochspannungs-Hochvakuum- augenblicklich auf dem Markt befindlichen soge-EnÜadungsröhren anwendbar, da die in diesen Röh- nannten Ballaströhren für Farbfernsehempfänger, die ren auftretenden Temperaturen eine besondere Aus- parallel zur Farbbildröhre des Farbfernsehempfänbildung der Abschirmanordnungen erfordern. Zum 30 gers geschaltet werden müssen, damit zur Verhinde-Beispiel ist eine vollständige Abschirmung, wie in den rung einer Farbabweichung die Summe der Ströme Abb. 2 und 3 der deutschen Patentschrift 342 909 durch die Farbbildröhre und durch die Ballaströhre gezeigt, nicht verwirklichbar. immer konstant bleibt. Diese Ballaströhren sindHowever, genes are not so-called discharge tubes currently on the market for high-voltage, high-vacuum applicable because the ballast tubes for color television receivers named in these tubes, the Ren occurring temperatures a special formation parallel to the color picture tube of the color television receiver require shielding arrangements. Must be switched to 30 gers, so to prevent example is a complete shield, as in the case of a color deviation the sum of the currents Fig. 2 and 3 of German Patent 342 909 through the color picture tube and through the ballast tube shown, not feasible. always remains constant. These ballast tubes are

Für Hochvakuum-Gleichrichterröhren, insbeson- Trioden. Sie zeigen beim Einschalten auf dem Glasdere für hohe und höchste Spannungen, sind in der 35 kolben eine Fluoreszenz, die bei längerem Betrieb deutschen Patentschrift 937 540 Abschirmungen ge- der Röhre schnell verschwindet und in eine Braunzeigt, die eine zylinderförmige Anodenelektrode der- färbung übergeht. Es wurde festgestellt, daß diese art weit umgeben, daß die durch die Elektronen ge- Braunfärbung auf eine Bleioxydzersetzung des Glases troffene Anodenfläche innerhalb des Abschirmungs- zurückzuführen ist. Je höher die Betriebsspannung bechers liegt. 40 der Röhre gewählt wird, desto größer wird diese Blei-For high vacuum rectifier tubes, especially triodes. When you turn it on, they point to the glasdere For high and very high voltages, there is a fluorescence in the flask, which after prolonged operation German patent specification 937 540 shields - the tube quickly disappears and shows in a brown, which changes color to a cylindrical anode electrode. It was found that this so that the brown coloration caused by the electrons is due to the decomposition of lead oxide in the glass affected anode surface is due within the shielding. The higher the operating voltage mug lies. 40 of the tube is chosen, the larger this lead

Auch die USA.-Patentschrift 3 231 778 zeigt eine oxydzersetzung, die schließlich zur Zerstörung des Hochvakuum-Gleichrichterröhre, insbesondere für Röhrenkolbens und damit der Röhre führt, hohe und höchste Spannungen, bei der die Kathode Wie eingangs genannt, sind bei derartigen Hoch- ä Also, the USA. Patent 3,231,778 shows a oxydzersetzung, which eventually leads to the destruction of the high-vacuum rectifier tube, in particular for tubular piston and therefore of the tube, high and very high voltages wherein the cathode As mentioned in the introduction, are in such high ä

in der topfförmigen Anode angeordnet ist. Beim Be- spannungs-Hochvakuum-Entladungsröhren die An- ™ trieb dieser Röhre treten hohe negative Spitzenspan- 45 odenflächen in einem Anodenzylinder angeordnet, nungen auf, und während einer derartigen negativen und zwar in Richtung der Elektronenströmung gese-Spitzenspannung liegt z. B. die Anode auf 0 Volt, hen sehr tief in diesem Zylinder. Es ist daher unwährend die Kathode auf einem Potential von+25 kV wahrscheinlich, daß Sekundärelektronen, die durch liegt. Dadurch werden einerseits an den Rändern der den Aufprall der Primärelektronen aus der Anodentopfförmigen Anode Sekundärelektronen abgeschla- _So fläche herausgeschlagen werden, entgegengesetzt zum gen, andererseits aber auch auf der der Anode züge- Elektronenstrom aus dem Anodenzylinder heraus und wandten Oberfläche der Abschirmung für die An- an die aus Glas bestehende Wand des Röhrenkolbens schlußstifte. Die hier auch entstehende Röntgenstrah- gelangen können.is arranged in the cup-shaped anode. When the voltage high vacuum discharge tubes drive this tube, there are high negative peak voltage areas arranged in an anode cylinder. B. the anode to 0 volts, hen very deep in this cylinder. It is therefore unlikely that the cathode is at a potential of + 25 kV that secondary electrons are passing through. Thereby, on the one hand the primary electrons from the anode cup-shaped anode secondary electrons _So area abgeschla- at the edges of the impact knocked out are opposite to the gene, on the other hand also on the anode züge- electrons flow from the anode cylinder out and facing surface of the shield for the arrival on the existing glass wall of the tube piston pin. The X-ray rays produced here can also reach.

lung soll von dem Erreichen des Glases abgehalten Es mußte zunächst geklärt werden, welche physi-treatment is to be prevented from reaching the glass. It first had to be clarified which physical

werden. Zu diesem Zweck zeigt die genannte USA.- ₅₅ kaiischen Ursachen für die Braunfärbung des Glases Patentschrift einen Abschirmring, der auf dem inne- dieser Ballaströhren in Frage kommen. Die Erfinder ren Röhrenkolben als metallener Film aufgebracht haben durch verschiedene Messungen festgestellt, daß ist. Es ist sehr wichtig, daß dieser Abschirmring mit auf der Anodenflächö, die sehr tief in dem Anodenseinem oberen Rand genau in. Höhe des Randes der zylinder angeordnet ist, durch Elektronenaufprall bei topfförmigen Anode liegt, da sonst sehr schnell Über- 60 sehr hohen Spannungen eine Röntgenstrahlung ausschlage erfolgen. Dieser Abschirmring liegt aber auf gelöst wird. Diese trifft die Abschirmflächen der keinem Potential, und in der ersten Phase seiner Wir- Kathodenabschirmung und schlägt dort Elektronen kung wird er das Auftreten von Sekundärelektronen heraus, die ungehindert zum Glas gelangen können, und einer Röntgenstrahlung sogar noch beschleuni- Eine derartige Erscheinung war bisher an Elektrogen. Er wird dann eine bestimmte Ladung aufneh- 65 nenröhren dieser Art nicht festgestellt worden, men, und da diese Ladung nicht abgeführt werden Die Aufgabe der Erfindung war es daher, daswill. For this purpose, the USA.- ₅₅ kaiischen causes for the brown coloration of the glass patent specification shows a shielding ring, which can be used on the inside of these ballast tubes. The inventors ren tubular piston applied as a metallic film have determined by various measurements that is. It is very important that this shielding ring lies on the anode surface, which is located very deep in the anode's upper edge exactly at the height of the edge of the cylinder, due to electron impact in the case of a cup-shaped anode, otherwise very high voltages will very quickly result X-ray rashes occur. This shielding ring lies on but is loosened. This hits the shielding surfaces of no potential, and in the first phase of his cathode shielding and strikes electrons there he will accelerate the occurrence of secondary electrons, which can reach the glass unhindered, and X-rays even accelerate Elektrogen. It will then accept a certain charge. Tubes of this type have not been determined, and since this charge cannot be discharged

kann, treten in unkontrollierbaren Abständen ent- Glas gegen die von der Röntgenstrahlung aus der weder Überschläge zu der Abschirmung der Sockel- Kathodenabschirmung ausgelösten Elektronen abzu-can occur at uncontrollable intervals against the glass against the X-ray radiation from the neither flashovers to the shielding of the base-cathode shielding of released electrons

schinnen. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Abschirmmittel mit einer nach außen geführten Anschlußleitung versehen sind und auf einem derartigen Potential liegen, daß die Elektronen, die aus den der Anode zugewandten Abschirmflächen der Kathodenabschirmung durch von der Anodenfläche kommende, vom Elektronenaufprall verursachte Röntgenstrahlung ausgelöst werden, am Erreichen des Glaskolbens gehindert und zum Anodenzylinder zurückgeführt werden.shine. This object is achieved according to the invention solved in that the shielding means are provided with an outwardly led connecting line and are at such a potential that the electrons emitted from the shielding surfaces facing the anode the cathode shielding from the electron impact coming from the anode surface caused X-rays are triggered, prevented from reaching the glass bulb and for Anode cylinder are returned.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung können die Abschirmmittel aus einem Abschirmbecher mit einer nach außen geführten Anschlußleitung bestehen, der an der Kathodenabschirmung befestigt' ist und den freien Raum zwischen den Abschirmflächen und dem Anodenzylinder sowie den Anodenzylinder selbst bis zu einer bestimmten Höhe umgibt. Der Abschirmbecher kann eine nach außen führende Anschlußleitung aufweisen; er kann aber auch elektrisch leitend mit der Kathodenabschirmung verbunden sein, weil sich dadurch besondere bauliche Vereinfachungen ergeben.According to a further development of the invention, the shielding means from a shielding can with an outwardly routed connection line which is attached to the cathode shield and the free space between the shielding surfaces and the anode cylinder and the anode cylinder surrounds itself up to a certain height. The shielding can can have a connecting line leading to the outside exhibit; but it can also be connected to the cathode shield in an electrically conductive manner because this results in particular structural simplifications.

In vielen Fällen genügt es, daß die Abschirmmittel aus einem an dem Röhrenkolben anliegenden Metallring mit einer nach außen geführten Anschlußleitung bestehen. Diese Anschlußleitung kann an sich gesondert herausgeführt werden. Der Metallring kann an der Kathodenabschirmung befestigt und mit dieser elektrisch leitend verbunden werden. Weiterhin kann, wie an sich auch in den bisher bekannt gewordenen Röhren ausgeführt, die Kathodenabschirmung elektrisch leitend mit der Kathode der Röhre verbunden sein.In many cases it is sufficient for the shielding means to consist of a metal ring resting on the tubular piston exist with a connecting line led to the outside. This connection line can be separated per se be led out. The metal ring can be attached to and with the cathode shield be connected in an electrically conductive manner. Furthermore, as in the previously known Tubes run, the cathode shield is electrically conductively connected to the cathode of the tube be.

Im Gegensatz zu den Anordnungen nach dem Stand der Technik werden also bei der Röhre nach der Erfindung nicht die Anode allein, sondern alle die Flächen des Röhrensystems abgeschirmt werden, die von der Röntgenstrahlung getroffen werden können und von denen aus die durch die Röntgenstrahlung ausgelösten Elektronen die Glaswand des Röhrenkolbens erreichen können.In contrast to the arrangements according to the prior art, the tube according to the invention not the anode alone, but all the surfaces of the tube system that are shielded by the X-rays can be taken and from which those triggered by the X-rays Electrons can reach the glass wall of the tube bulb.

Es ist also wichtig, daß diese Abschirmung eine genügende axiale Ausdehnung im Röhrenkolben aufweist, also gegebenenfalls weit über den Rand des topfförmigen Anodenzylinders nach oben ragt, und daß sie auf einem definierten Potential liegt, damit unkontrollierbare Überschläge vermieden werden.It is therefore important that this shield has a sufficient axial expansion in the tube piston, thus, if necessary, protrudes upwards far beyond the edge of the cup-shaped anode cylinder, and that it is at a defined potential so that uncontrollable flashovers are avoided.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigtEmbodiments of the invention are shown in the drawing and will be described in more detail below described. It shows

Fig. 1 eine Ballaströhre für Farbfernsehempfänger teilweise in geschnittener Darstellung mit einem Abschirmbecher, 1 shows a ballast tube for color television receivers, partially in section, with a shielding cup,

Fig. 2 ebenfalls eine Ballaströhre für Farbfernsehempfänger mit einem abschirmenden Metallring.Fig. 2 also shows a ballast tube for color television receivers with a shielding metal ring.

In den Fig. 1 und 2 ist mit 1 der Röhrenkolben bezeichnet, der aus Glas besteht. Die Röhre weist eine nach außen durchgeführte Anodenkappe 2 auf, die über Haltevorrichtungen 3 und Stege 4 einen Anodenzylinder 5 trägt. In diesem Anodenzylinder 5 befindet sich ein becherförmiger Einsatz 6, der eine Anodenfläche 7 aufweist, die senkrecht zur Achse des Anodenzylinders 5 liegt.In FIGS. 1 and 2, 1 denotes the tubular bulb, which consists of glass. The tube points an anode cap 2 which is led through to the outside and which, via holding devices 3 and webs 4, forms an anode cylinder 5 carries. In this anode cylinder 5 there is a cup-shaped insert 6 which has an anode surface 7, which is perpendicular to the axis of the anode cylinder 5.

Am Boden der Röhre ist die Kathode 8 angeordnet, die von einem Gitter 9 umgeben ist und sich mit diesem Gitter 9 zusammen in der Kathodenabschirmung 10 befindet. Die Kathodenabschirmung 10 weist eine Öffnung 11 auf, durch die die von der Kathode 8 emittierten, durch das Gitter 9 hindurchgetretenen Elektronen in den Anodenzylinder 5 eintreten können und beim Anlegen einer Hochspannung von etwa 25 000VoIt zwischen dem Anodenzylinder 5 und der Kathode 8 mit sehr großer Geschwindigkeit auf die Anodenfläche 7 prallen. Diese aufprallenden Elektronen lösen dort eine Röntgenstrahlung aus, die sich vorzugsweise in Richtung auf die Kathode bewegt. Eine derartige Strahlung ist mit der gestrichelten Linie 12 bezeichnet. Sie trifft auf eine Abschirmfläche 13 der Kathodenabschirmung 10 und löst dort Elektronen aus, die z. B. entlang der gestrichelten Linie 14 die Oberfläche verlassen und die Glaswand des Röhrenkolbens 1 ungehindert erreichen können. Wird nun ein Abschirmbecher 15 derart angeordnet und so vorgespannt, daß die durch die Röntgenstrahlung ausgelösten Elektronen in Richtung der gestrichelten Linie 16 verlaufen, also zur Anode zurückkehren, so können sie nicht das Glas erreichen. Röhren mit einem derartigen Abschirmbecher besitzen eine wesentlich größere Lebensdauer als die bisher bekannten Ballaströhren. Mit 17 sind Wärmereflektorbleche bezeichnet und mit 18 die Anschlußstifte der Röhre.At the bottom of the tube, the cathode 8 is arranged, which is surrounded by a grid 9 and is with this grid 9 is located together in the cathode shield 10. The cathode shield 10 has an opening 11 through which those emitted from the cathode 8 passed through the grid 9 Electrons can enter the anode cylinder 5 and when a high voltage of about 25,000 volts between the anode cylinder 5 and the cathode 8 hit the anode surface 7 at a very high speed. This bouncing There, electrons trigger an X-ray radiation, which preferably moves in the direction of the cathode. Such radiation is denoted by the dashed line 12. It meets a shielding surface 13 of the cathode shield 10 and triggers electrons there that, for. B. along the dashed Line 14 leave the surface and can reach the glass wall of the tube bulb 1 unhindered. If a shielding cup 15 is now arranged and pretensioned so that the X-ray radiation released electrons run in the direction of the dashed line 16, i.e. return to the anode, so they cannot reach the glass. Have tubes with such a shielding cup a much longer service life than the previously known ballast tubes. With 17 are heat reflector plates and with 18 the connecting pins of the tube.

In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist an Stelle eines Abschirmbechers ein Metallring 19 direkt an der Wand des Röhrenkolbens 1 angeordnet. Dieser Metallring ist elektrisch leitend über Anschlußleitungen 20 mit der Kathodenabschirmung 10 und auch mit der Kathode 8 verbunden, so daß er ebenfalls wie der Abschirmbecher 15 eine Umkehrung der Elektronen durch Änderung der Äquipotentiallinien erreicht und diese Elektronen nicht an das Glas des Röhrenkolbens 1 gelangen läßt.In the embodiment according to FIG. 2, instead of a shielding cup, a metal ring 19 is used directly arranged on the wall of the tubular piston 1. This metal ring is electrically conductive via connecting lines 20 connected to the cathode shield 10 and also to the cathode 8, so that he is also like the shielding cup 15 achieves a reversal of the electrons by changing the equipotential lines and does not allow these electrons to reach the glass of the tubular bulb 1.

Claims

Patent claims:

1. High voltage - high vacuum - discharge tube with a glass bulb, with at least one open on one side and relatively deep inside, one perpendicular to the cylinder axis arranged anode surface having anode cylinder, with one outside of the anode cylinder arranged cathode, which is surrounded by a cathode shield, the opening of which opposite and at a distance from the anode cylinder opening, and with in the electron tube shielding means arranged between the glass bulb and the electrode arrangement, characterized in that the shielding means (15, 19) have an outwardly guided Connection lines are provided and are at such a potential that the electrons (16) from the shielding surfaces (13) of the cathode shield facing the anode (10) by X-rays coming from the anode surface (7) and caused by the electron impact (12) are triggered, prevented from reaching the glass bulb (1) and to the anode cylinder (5) be returned.

2. High voltage - high vacuum - discharge tube according to claim 1, characterized in that, that the shielding means consist of a shielding cup (15) with a connecting line, which is attached to the cathode shield (10) and the free space between the shielding surfaces (13) and the anode cylinder (5) and the anode cylinder (5) up to a certain one Height surrounds.

3. High voltage high vacuum discharge tube according to claim 2, characterized in that that the shielding cup (15) is electrically conductively connected to the cathode shield (10) is.

4. High voltage - high vacuum - discharge tube according to claim 1, characterized in that that the shielding means from a metal ring (19) resting on the inside of the tubular piston (1) a connecting line (20) exist.

5. High voltage - high vacuum - discharge tube according to claim 4, characterized in that that the metal ring (19) attached to the cathode shield (10) and electrically connected to it is conductively connected.

6. High voltage high vacuum discharge tube according to one or more of the preceding claims, characterized in that the cathode shield (10) is connected to the cathode (8) in an electrically conductive manner.

1 sheet of drawings