DE1946660U

DE1946660U - Vakuumgefaess, insbesondere elektrisches entladungsgefaess.

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Publication number: DE1946660U
Application number: DE1966S0055611
Authority: DE
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1966-01-21
Filing date: 1966-01-21
Publication date: 1966-09-22

Description

PArB017 «7-20.7.66

SIEMENS-SCHUCKERTWERKE AKTIENGESELLSCHAFT

PATSNT-UNDLSZENZABTElLUiMG

1 BERLIN 13

Aktenzeichen S 55 611/80b Gbm ^**

Unsere Zeichen PJ₁^ 66/OOO9 Wss/Chm 2 0 JULI 19 6 6

Heue Bes ehr eibungs einleitung

(tritt an die Stelle der Seiten 1 und 2 der "bisherigen Beschreibung)

Vakuumgefäß, insbesondere elektrisches Entladungsgefäß.

Bei Vakuumgefäßen, insbesondere elektrischen Entladungsgefäßen, ist es häufig erforderlieh, Isolierkörper aus anorganischem Material, beispielsweise Porzellan oder Glas, mit Metallteilen vakuumdicht zu verbinden. Schwierigkeiten treten dann auf, wenn die Verbindungen von Isolierkörpern mit Metallteilen von verhältnismäßig großem Querschnitt Wärmebeanspruchungen ausgesetzt sind. Infolge unterschiedlicher Ausdehnungskoeffizienten können dabei so große Schubkräfte auftreten, daß die Verbindungen beschädigt und die Geräte oder Anordnungen unbrauchbar werden.

Weitere Schwierigkeiten können sich dadurch ergeben, daß sich das Metallteil auf Hochspannungspotential befindet. In diesem Pail besteht die Gefahr, daß τοη dem Metallteil elektrische Entladungen entlang der Oberfläche des Isolierkörpers ausgehen, die zu Überschlägen am Isolierkörper führen und diesen beschädigen können.

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Die Neuerung zeigt einen Weg, wie diese Schwierigkeiten "bei einem Vakuumgefäß mit einer Verbindung zwischen einem Isolierkörper aus anorganischem Material und einem Metallteil "benoten werden können.

Gemäß der Erfindung ist zwischen dem Isolierkörper, der z.B. aus Keramik oder Glas "bestehen kann, und dem Metallteil ein "biegsames metallisches Zwischenteil angeordnet, das mit dem Isolierkörper und dem Metallteil vakuumdicht verbunden ist, und das zwischen den Verbindungsstellen eine entlang der Außenfläche des Isolierkörpers vorstehende Wölbung besitzt. Das biegsame metallische Zwischenteil braucht nur eine geringe Dicke zu haben. Deshalb treten an der Verbindungsstelle des Zwischenteiles mit dem Isolierkörper bei Erwärmung nur geringe Kräfte auf, wodurch Beschädigungen sicher vermieden werden. Die Relativbewegungen zwischen dem Metallteil und dem Isolierkörper werden von der Wölbung des Zwischenteiles durch elastische Verformung aufgenommen.

Dadurch, daß die Wölbung entlang der Außenfläche des Isolierkörpers vorstehend angeordnet ist, wird zusätzlich zu der mechanischen Entlastung auch eine wirksame elektrische Entlastung erzielt. Dies geschieht dadurch, daß im Bereich der Verbindung die elektrische Feldstärke an der Oberfläche des Isolierkörpers in axialer Richtung herabgesetzt wird. Die ....

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Gefahr von Überschlägen am Isolierkörper ist deshalb vermindert ,

Neuerung

Die S3?£iÄ&*Äg-kommt vor allein für elektrische Entladungsgefäße in Betracht, insbesondere für Hochspannungs-Metalldampf-StrOmrichtergefäße, bei denen der AnodenzylInder aus Keramikringen und Metallflanschen, die Zwischengitter tragen, zusammengesetzt ist. Eine ähnliche Bauweise ist auch bei Vakuumgefäßen für Elektronenbeschleuniger z.B. durch die USA-Patentschrift 2 460 201 bekannt geworden.

Neuerung? An Hand der Zeichnung wird die S^irt»drti»g· näher erläutert„ Eine erste Ausfü hrungsform der Erfindung ist in Figur 1 im Schnitt dargestellt.- Figur 2 zeigt eine weitere Auoführungsform,

In Figur 1 ist ein rotationssymmetrischer Isolierkörper 1 aus keramischem. Material oder Glas und ein Metallteil 2, beispielsweise ein aus Stahl hergestellter Abschlußdeckel, dargestellt. Die Fortsetzung der Anordnung in axialer Richtung ist in der Figur nicht gezeigt. Es sei angenommen, daß' sich auf der linken Seite Luft und auf der rechten Seite Vakuum befindet.

Zur Verbindung des Isolierkörpers 1 mit dem Abschlußdeckel 2 -

Neuerung·

dient gemäß der -Eärii^feiirg- das biegsame metallische Zwischenteil 3, das eine entlang der Oberfläche des Isolierkörpers 1 \?orstQhendfö Wölbung 4 besitzt. An seinem inneren Umfang 5 ist das Zwischenteil 3 mittels der Glasverschmelzung 6 mit der konischen Fläche 7 des Isolierkörpers 1 verbunden. Bei

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der Herstellung der Glasverschmelzung kann so vorgegangen werden, daß auf die zu verschmelzenden Teile zunächst Glaspulver aufgebracht und dieses durch Erhitzen auf beide Flächen getrennt aufgeschmolzen wird. Die verglasten Flächen werden dann miteinander in Berührung gebracht und durch erneutes Erhitzen verschmolzen. Es ist aber auch möglich, zwischen die unverglasten Flächen Glaspulver zu bringen und die !Teile durch einmaliges Erhitzen zu verschmelzen.

Am äußeren Umfang 8 des Zwischenteiles 3 befindet sich die Schweißnaht g, mit deren Hilfe die Verbindung zu dem Abschluß deckel 2 hergestellt wird. Dieser ist im Bereich der Schweißnaht 9* mit einer Hut 2a versehen und bei 2b abgerundet.

Das Zwischenteil 3 kann aus einer Legierung mit an den Isolierkörper 1 angepaßtem Ausdehnungskoeffizienten hergestellt sein und braucht nur eine geringe Dicke zu haben. Als IJaterial eignen sich hierfür Eiscn-Nickel-Kobalt-Legierungen mit kleinem Ausdehnungskoeffizienten, die im Handel beispielsweise unter der Bezeichnung "Vacon" oder "Kovar" erhältlich sind.

Ist die Anordnung Temperaturänderungen ausgesetzt, so sind zwischen dem Isolierkörper 1 und dem Abschlußdeckel 2 Rclativbewegungen möglich, da eine starre Verbindung an dicccr Stelle nicht besteht. Die Relativbewegungen werden ohne schädliche Beanspruchungen von dem Zwischenteil 3 aufgenommen. Dieses setzt auch die Gefahr wesentlich herab, daß von dem Abschlußdeckel 2 elektrische Entladungen entlang der Oberfläche des Isolierkörpers 1 ausgehen, wenn sich der Abschluß-

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deckel 2 auf Hochspannungspot entil befindet. Der Abschlußdeckel 2 und das Zwischenteil 3 sind über die Schweißnaht elektrisch leitend verbunden und befinden sich deshalb auf dem. gleichen Potential. Hierdurch wird die elektrische Feldstärke Im Bereich der Verbindung in axialer Richtung herabgesetzt, so daß die Betriebssicherheit der Anordnung verbessert ist. Auch wenn die an der Anordnung liegende Spannung über die Betriebsspannung hinaus stark erhöht ist, können etwaige Entladungen nicht auf der Oberfläche des Isolierkörpers stattfinden, sondern gehen von der tiefsten Stelle der Wölbung 4 des Zwischenteiles 3 aus. Zu einem Einbrennen von lichtbogenspuren in den Isolierkörper kann es deshalb nicht mehr kommen.

In Figur 2 ist als weiteres Ausführungsbeispiel ein Ausschnitt eines elektrischen Entladungsgefäßes dargestellt, beispielsweise des Anodenrohres eines Hochspannungsstromrichtergefäßes. Das Anodenrohr ist aus mehreren ringförmigen Isolierkörpern und Metallflanschen zusammengesetzt, wobei die Metallflansche Zwischongitter tragen. Die Figur 2 zeigt die Isolierkörper 10 und 11 sowie den Metallflansch 14-, der das Zwischengitter 15 trägt. Zur Verbindung der Isolierkörper mit dem Metallxlansch dienen die metallischen Zwischenteile 12 und 13.

Die beiden Verbindungen besitzen den gleichen Aufbau, so daß Im Folgenden nur die Verbindung des Metallflansches 14 mit dem Isolierkörper 10 durch das Zwischenteil 12 betrachtet werden soll.

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Das Zwis client eil 12 ist so geformt, daß es an seinem inneren Umfang 16 parallel zur Oberfläche des Isolierkörpers 10 verläuft. Dort sind beide Teile durch die Glasverschmelzung 17, die in der erwähnten Weise hergestellt sein kann, vakuumdicht miteinander verbunden. Mit Hilfe der weiteren Glasverschmelzung 18 ist ein Isolierring 19 an dem Zwischenteil 12 befestigt. Der Isolierring 19 nimmt bei geeigneter Dicke, z.B. einigen mm, einen Teil der mechanischen Spannungen auf, die bei Temperaturänderungen der Anordnung infolge unterschiedlicher Ausdehnungskoeffizienten der Teile 10 und 12 auftreten, und setzt so die Beanspruchung der Glasverschmelzung 17 herab.

Das Zwischenteil 12 ist an seinem äußeren Umfang bei 20 mit dem Metallflansch H verschweißt. Die Schweißnähte der Zwischenteile 12 und 13 mit dem Metallflansch 14 sind voneinander durch die Nut 21 getrennt.

Zwischen dem Isolierring 19 und dem Metallflansch H sind bei Temperaturänderungen relative Verschiebungen möglich, die von dem Zwischenteil 12 aufgenommen werden können. Die -Gefahr elektrischer Entladungen entlang der Oberfläche der Isolierkörper 10 und 11 wird gleichfalls in der beschriebenen V/eise durch die vorstehenden Wölbungen der Zwischenteile vermindert.

In &&Ά vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist die Verbindung des Zwischenteils mit den Isolierkörper als G-lasverschmelzung ausgeführt. Zur Herstellung dieser Verbindung können jedoch auch andere geeignete Verfahren Anwendung

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finden, die vakuumdichte Verbindungen von ausreichender Festigkeit ergeben. Beispielsweise kann der Isolierkörper metallisiert werden und an der metallisierten Stelle mit dem Zwischenteil verlötet werden. Ebenso kann die Verbindung des Zwischenteils mit dem Metallteil statt durch Verschweißen auch auf anderem Wege, z.B. durch löten, hergestellt werden.

2 -Figuren
1 Anspruch

Claims

Vakuumgefäß, insbesondere elektrisches Entladungsgefäß, mit einer Verbindung zwischen einem Isolierkörper aus anorganischem Material und einem Metallteil, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Isolierkörper und dem Metallteil ein biegsames metallisches Zwischenteil angeordnet ist, das mit dem Isolierkörper und dem Metallteil vakuumdicht verbunden ist, und das zwischen den Verbindungsstellen eine entlang der Außenfläche des Isolierkörpers vorstehende Wölbung besitzt.

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