DE1945507A1 - Metalldampferzeuger - Google Patents

Description

S.A.E.S. GETTERS S.p.A. Via Gallarate, 215
20151 MILANO / Italien

Bezeichnung: Metalldampferzeuger

Metalldampferzeuger sind bekannt und beispielsweise im italienischen Patent Nr. 784.903 und im Aufsatz von Eichenbaum und anderen mit dem Titel "Zäsium-Dampfspender" beschrieben, der in der Zeitschrift "The Review of Scientific Instruments" Band 35, Nr. 6, Juni 1964, Seiten 691-693 erschienen ist. Diese Erzeuger kann man zur Erzeugung von Alkali-Metalldämpfen in Elektronenröhren benutzen, um lichtempfindliche Oberflächen zu erzeugen, wie etwa bei Fernsehaufnahmeröhren, Photoelektronen-Vervielfältigern, Bildverstärkerröhren und anderen Arten von Vakuumröhren. Diese bekannten Erzeuger werden gewöhnlich dadurch hergestellt, daß man ein Rohr mit einer metalldampffreisetzenden Substanz füllt und das Rohr dann beispielsweise durch Krimpfen ver- . schließt, nachdem man zuvor einen Teil der in ihm enthaltenen Substanz entfernt hat. Dieses Herstellungsverfahren ist teuer und führt häufig zu einer Beschädigung der metalldampffreisetzenden Substanz, die die Ursache für lose Partikel sein

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.kann. Diese losen Partikel wiederum verursachen Schwierigkeiten in der Röhre und können die lichtempfindliche Oberfläche beschädigen. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Erzeuger folgt aus dem Temperatürgradienten entlang dem Rohr während der Aktivierung, wobei dieser Temperaturgradient wiederum zur Folge hat, daß die metalldampffreisetzende Substanz in dem an den Endstücken liegenden Bereich unzureichend aktiviert" wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Metalldampferzeuger zu schaffen, bei denen einer oder mehrere der Nachteile der bekannten Erzeuger im wesentlichen nicht auftreten. Die Erfindung soll Erzeuger schaffen, bei denen weder vor noch nach der Metalldampffreisetzung lose Partikel vorhanden sind. Ferner soll die Erfindung Erzeuger schaffen, die preiswerter als die herkömmlichen Erzeuger herstellbar sind. Ferner sollen die Erzeuger gemäß der Erfindung über die Länge des Rohres eine gleichmäßige Temperatur aufweisen. Weiterhin soll die Erfindung Metalldampferzeuger schaffen, bei denen eine Kompensation der Wärmespannungen in Längsrichtung des Rohres vorgesehen ist.

Die Lösung dieser und weiterer, für den Fachmann auf der Hand liegender oder sich aus der folgenden Beschreibung ergebender Aufgaben erfolgt bei einem Metalldampferzeuger gemäß der Erfindung durch ein eine metalldampffreisetzende Substanz enthaltendes Rohr, das eine öffnung zum Austritt des Metalldampfes aufweist, durch wenigstens ein Endstück, dessen Querschnitt die gleiche Größe und geometrische Form wie der Querschnitt des Rohres hat, und durch ein Befestigungselement, das das Ende des Endstückes gegen das Ende des Rohres hält, so daß die metalldampffreisetzende Substanz im Rohr gehalten wird. Der Erzeuger kann fakultativ ein flexibles Element zur

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Temperaturkompensation aufweisen. Diese Erzeuger sind zur Freisetzung von Metallen, wie etwa Zäsium, in Röhren, wie etwa Bildverstärkern, brauchbar.

Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich für den Fachmann aus der folgenden Beschreibung von den Erfindungsgedanken erläuternden und nicht etwa abgrenzenden Ausführungsbeispielen, wobei auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 in einer perspektivischen Darstellung zum Teil als Sprengansicht eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung eines Endes des Erzeugers gemäß der Erfindung, das ein flexibles Element zum Spannungsausgleich aufweist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Metalldampferzeuger geschaffen, der folgende Teile aufweist: ein hohles Rohr, das eine metalldampffreisetzende Substanz enthält, wobei dieses Rohr eine Öffnung zum Austritt des Metalldampfes aufweist; der Erzeuger weist ferner ein Endstück auf, dessen Querschnitt die gleiche Größe und geometrische Gestalt wie der Querschnitt des Rohres hat; ferner weist der Erzeuger ein Befestigungselement auf, das das Ende des Endstückes gegen das Ende des Rohres hält, so daß die metalldampffreisetzende Substanz im Rohr gehalten wird.

Wenn der Erzeuger in jedem Ende ein Endstück aufweist, kann er fakultativ ein biegsames oder flexibles Element aufweisen, das aus einem gebogenen Streifen besteht, welcher zur Tempe-

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raturspannungskompensation an den Endstücken befestigt ist.

Das Rohr wird im allgemeinen aus einem einzigen Metallblech geformt, wobei es sich vorzugsweise um ein Metall mit hohem ohmschen Widerstand handelt. Dieses Metallblech wird zur Bildung eines Rohres gebogen, wobei der Querschnitt dieses Rohres irgendeine regelmäßige oder unregelmäßige geometrische Gestalt haben kann und beispielsweise rund oder sechseckig sein kann, vorzugsweise jedoch trapezförmig ist. Das Rohr enthält eine metalldampffreisetzende Substanz und ist vorzugsweise mit dieser gefüllt. Man kann irgend eine auch bei den herkömmlichen Erzeugern verwendete metalldampffreisetzende Substanz benutzen. Im allgemeinen kann die metalldampffreisetzende Substanz irgend ein Material oder eine Materialmischung sein, die bei Erhitzung das gewünschte Metall freisetzt. Ein öeispiel für eine derartige Substanz ist ein Gemisch aus einem partikelförmigen Alkalitnetallchromat und einem stöchiometrischen Überschuß eines partikelförmigen Reduktionsmittels für das Chromat. Ein anderes Beispiel für eine derartige Substanz ist eine Legierung aus Barium und Aluminium. Als weiteres Beispiel für eine derartige Substanz sei ein Gemisch aus einer reduzierbaren Quecksilberverbindung und einem Reduzierungsmittel für diese Verbindung erwähnt. Die im Erzeuger enthaltene Substanz hat partikelförmige Gestalt und ist vorzugsweise komprimiert.

Der Erzeuger ist mit wenigstens einem und vorzugsweise zwei Endstücken versehen, deren Querschnitt die gleiche Große und die gleiche geometrische Gestalt wie der Querschnitt des Rohres hat. Ein Befestigungselement dient zur Festhaltung des Endes jedes Endstückes gegen das Ende des Rohres, um die metalldampffreisetzende Substanz im Rohr zu halten. Bei einer

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bevorzugten Ausführungsform ist das Befestigungselement ein Band, das das Rohr und die Endstücke in ihrer Berührungsebene im wesentlichen umspannt.

Fig. 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines Erzeugers 10 gemäß der Erfindung, der ein Rohr 11, Endstücke 12 und 13 sowie Befestigungselemente 14 und 15 aufweist. Das Rohr 11 ist aus einem einzigen Metallblech mit hohem ohmschen Widerstand geformt und weist eine Bodenwand 16, zwei schräg nach außen verlaufende Seitenwände 17 und 18 und jeweils mit diesen Seitenwänden verbundene Deckelwände 19 und 20 auf. Die Deckelwände 19 und 20 enden unter Bildung einer Öffnung 21 in geringem Abstand voneinander. Die Bodenwand 16 und die Wände 17, 18, 19 und 20 umschließen gemeinsam eine Kammer, die mit einer metalldampffreisetzenden Substanz 22 gefüllt ist, bei der es sich beispielsweise um ein Gemisch aus einem Gewichtsteil Cs₂CrO, und zwei Gewichtsteilen Si handelt. Das Rohr 11 kann irgend eine geeignete Länge haben, weist jedoch vorzugsweise wenigstens ein ebenes Ende auf, das vorzugsweise rechtwinklig zur Achse des Rohres 11 liegt.

Das Endstück 12 weist einen Anschlag- oder Verschlußteil 23 und einen Trag- oder Lagerteil 24 auf. Der Verschlußteil 23 weist eine Unterseite, zwei nach außen geneigte Seiten 26 und 27 sowie eine Oberseite 28 auf. Der Querschnitt des Verschlußteils 23 hat die gleiche Größe und geometrische Gestalt wie der Querschnitt des Rohres 11. Der Verschlußteil 23 weist eine ebene Endwand 29 auf, die in einer rechtwinklig zur Achse des Endstückes 12 verlaufenden Ebene liegt.

Das Befestigungselement 14 ist ein Band oder Streifen mit einer Oberseite 30 und zwei nach unten ragenden Seiten 31 und 32,

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die jeweils in Laschen oder Zungen 33 und 34 endigen. Die Gesamtlänge des Streifens 14 ist vorzugsweise etwas kleiner als der Umfang des Rohres 11.

Zur Herstellung des Erzeugers 10 wird ein gefülltes Rohr 11 beliebiger Länge in einer rechtwinklig zur Achse des Rohres 11 verlaufenden Ebene mit irgendwelchen geeigneten Mitteln, wie etwa einer mit hoher Geschwindigkeit umlaufenden Schneidscheibe, zerschnitten. Gemäß der Darstellung in Fig. 1 wird das Endstück 12 in axialer Richtung auf das Rohr 11 hin bewegt, bis die Stirnseite 29 das ebene Ende des Rohres 11 berührt. Das Befestigungselement 14 wird dann nach unten bewegt, bis die Oberseite 30 des Befestigungselementes 14 auf der Oberseite 28 des Verschlußteiles 23 sowie einem Teil der Deckelwände 19 und 20 des Rohres 11 liegt. Die Seiten 31 und 32 des Befestigungselementes 14 werden dann nach innen gebogen, bis sie die Wände 17 und 18 des Rohres 11 und die Seiten 26 und 27 des Endstückes 12 berühren. Die Zungen 33 und 34 werden dann umgebogen, bis sie nahezu aneinanderstoßen und parallel zur Unterseite 16 des Rohres 11 uknd zur Unterseite 25 des Verschlußstückes 23 liegen, so daß der Streifen 14 das Ende des Rohres 11 gegen das Ende des Endstückes 12 hält. Das Befestigungselement 14 wird dann mit irgendwelchen geeigneten Mitteln, beispielsweise durch Punktschweißung, an Ort und Stelle befestigt. Nach dem so erfolgten Zusammenbau sehen das Endstück 12 und das Befestigungselement 14 so wie das Endstück 13 und das Befestigungselement 15 in Fig. 1 aus.

Es wird nun auf Fig. 2 Bezug genommen, wo gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform des Erzeugers gemäß der Erfindung, der hier außerdem ein flexibles Element zur Kompensation von Wärme-

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dehnungen aufweist. Das flexible Element besteht vorzugsweise aus einem Material mit hohem ohmschen Widerstand und ist ein S-förmig gebogener Streifen 40, dessen Breite L im wesentlichen gleich der Breitenabmessung des Verschlußteiles 13 an der Oberseite 28 zwischen den Seiten 26 und 27 ist. Die Länge des Streifens 40 ist wesentlich größer als dessen Breite L. Eine ebene Seite 41 des Streifens 40 ist am Verschlußteil 23 des Endstückes 12 an einer Stelle befestigt, die nahe dem Ende des Streifens 40 liegt. Die andere ebene Seite 42 des Streifens 40 kann an einem Träger befestigt sein, der dem Träger oder Lagerteil 24 in Fig. 1 gleicht.

Bei den in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen bestehen das Rohr 11, die Befestigungselemente 14 und 15, die Endstücke 12 und 13 und der Streifen 40 alle aus einer Legierung mit hohem ohmschen Widerstand, wobei diese Legierung 80% Nickel und 20% Chrom enthält.

Im Betrieb wird der Erzeuger 10 in einer Vakuumröhre montiert und seine Endstücke werden in Reihe an eine Stromquelle angeschlossen. Die Vakuumröhre wird dann mit irgendwelchen geeigneten Mitteln evakuiert, woraufhin man einen Strom durch die Endstücke, die Streifen, die Befestigungselemente und das Rohr 11 fließen läßt. Infolge ihres hohen ohmschen Widerstandes erhitzen sich die Wände des Rohres 11, wodurch wiederum die Substanz 22 im Rohr 11 erhitzt wird. Wenn es sich bei der Substanz 22 um ein« Gemisch aus Cs₂CrO, und Silizium handelt, reagiert das Silizium mit dem Zäsiumchromat, wenn die Temperatur der Substanz 22 etwa 1000 Kelvin erreicht, woraufhin Zäsiumdampf freigesetzt wird, der aus der Substanz 22 durch die Öffnung 21 in Fig. 1 austritt.

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Infolge der elektrischen Erhitzung des Rohres 11 wird dieses länger; da die Streifen 40 jedoch biegsam sind, bleibt der Abstand zwischen den Punkten, an denen der Streifen die Lager berührt, konstant, so daß alle Nachteile und Schwierigkeiten vermieden werden, die durch Wärmelängsspannungen im Rohr verursacht werden könnten. Bei einer bevorzugten Ausführungsform haben die biegsamen Elemente 40 jeweils einen solchen ohmschen Gesamtwiderstand, daß, wenn der Strom durch sie und das Rohr 11 hindurchfließt, die Temperatur der Elemente 40 im wesentlichen gleich der Temperatur des Rohres 11 ist, so daß auch unerwünschte Wärmegefälle im Rohr vermieden werden. Den ohmschen Gesamtwiderstand der Elemente 40 kann man durch entsprechende Wahl des Werkstoffes und Querschnittes auf in der Elektrotechnik bekannte Weise steuern.

Die Erfindung wurde hier im einzelnen unter Bezugnahme auf gewisse bevorzugte Ausführungsformen derselben beschrieben, es liegt jedoch auf der Hand, daß diese Ausführungsbeispiele im Rahmen des Erfindungsgedankens vielfältig abgewandelt werden können.

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Claims (4)

5 KöLN-LlNDENTHAL 5. September 1969 9· Etachemer Straße 55 , Λ Ci I Γ f r\n Telefon: (0221) 417756 Mein Zeichen: G 17/10 Anmelderin: S.A.E.S. GETTERS S.p.A. Via Gallarate, 215 20151 MILANO / Italien ANSPRÜCHE

1.) Metalldampferzeuger, gekennzeichnet durch ein

eine metalldampffreisetzende Substanz (22) enthaltendes Rohr (11), das eine Öffnung (21) zum Austritt,des Metalldampfes aufweist, durch wenigstens ein Endstück (12, 23), dessen Querschnitt die gleiche Größe und geometrische Form wie der Querschnitt des Rohres hat, und durch wenigstens ein Befestigungselement (14, 15), das das Ende (29) des Endstückes gegen das Ende des Rohres (11) hält, so daß die Metalldampf freisetzende Substanz im Rohr gehalten wird.

2. Metalldampferzeuger nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, daß er wenigstens ein biegsames Element (40) aufweist, das aus einem gebogenen Metallstreifen besteht, der an einem Ende des Endstückes (23) befestigt ist, wobei das gegenüberliegende Ende (29) des gleichen Endstückes mit dem die metalldampffreisetzende Substanz (22) enthaltenden Rohr (11) in Berührung steht.

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3. Metalldampferzeuger nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (11), das Endstück (12, 13, 23) und das'Befestigungselement (14, 15) aus dem gleichen Metall mit hohem ohmschen Widerstand hergestellt sind.

4. Metalldampferzeuger nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die metalldampffreisetzende Substanz (2.2) ein Gemisch aus einem partikelförmigen Alkalimetallehromat und einem stöchiometrischen Überschuß eines Reduziermittels für das Chromat ist.

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