DE2148141A1 - Thyratron. AnmrEngiish Electric Valve Co. Ltd., Chelmsford, Essex (Großbritannien) - Google Patents

Description

DR. MÜLLER-BORE DIPL-PHYS. DR. MANITZ DIPL-CHEM. DR. DEUFEL DIPL-ING. FINSTERWALD DIPL-ING. GRÄMKOW

PATENTANWÄLTE 2 1 A 8 1 4

We/Sv - E 1052

THE ENGLISH ECiECiCEIO YKLVE COMPANY LIlIITED Waterhouse Lane, Chelmsford, Essex, England

Thyratron

Die Erfindung betrifft gasgefüllte Thyratron-Schaltent-1adungsröhren.

Gegenwärtig bekannte Wasserstoff-Thyratrons leiten gewöhnlich nur in einer Richtung. Wenn eine solche Röhre dazu gewrungen wird, in der entgegengesetzten Richtung zu leiten, besteht eine Wahrscheinlichkeit, daß eine Elektrodenbeschädigung auftritt, und zwar durch Zerstäuben oder Spratzen. Dies begrenzt die Arten der Schaltungen in nachteiliger Weise, für welche ein bekanntes Wasserstoff-Thyratron anwendbar ist. Somit kann beispielsweise ein einzelnes bekanntes Wasserstoff-Thyratron nicht mit Sicherheit als der in solchen Schaltern vorhandene Schalter verwendet werden (wozu oft eine Notwendigkeit besteht), welche vom Oszillator-Typ sind, in denen es erforderlich ist, einen schnell wirkenden 'triggerbaren Schalter vorzusehen, welcher positive Spannungen abhält, bis eine Triggerung er-

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ORIGINAL IHSPECtED

folgt, welcher Jedoch nach Triggerung Strom in "beiden Eichtungen durchlassen muß. Ein Ziel der Erfindung besteht darin, verbesserte Thyratrons zu schaffen, welche nach Triggerung sicher in beiden Richtungen leiten und welche deshalb als die einzige Schaltröhre in einer Schaltung vom Oszillator-Typ verwendet werden können, wie sie oben bereits erwähnt wurde.

Gemäß der Erfindung wird dieses Ziel dadurch erreicht, daß zwei Kathodenelektroden auf Abstand voneinander und einander gegenüber angeordnet sind und daß zwischen den Kathoden eine Folge von wenigstens zwei Steuer- oder Gitter-Elektroden vorgesehen ist.

Vorzugsweise ist vorgesehen, daß die Kathodenelektroden jeweils durch ihre eigene Heizung indirekt geheizt sind.

Weiterhin ist vorzugsweise vorgesehen, daß eine Folge von wenigstens vier Steuer- oder Gitter-Elektroden zwischen den zwei Kähodenelektroden vorgesehen ist«

Weiterhin ist vorzugsweise vorgesehen, daß Gasspeicher an beiden Enden der Röhre vorgesehen sind.

Schließlich ist vorzugsweise vorgesehen, daß eine Elektrode mit vielen Spalten oder öffnungen über den Entladeraum vorgesehen ist, und zwar etwa in der Mitte entlang der Folge von Steuer- oder Gitter-Elektroden.

Die Ausdrücke "Kathode" und "Kathodenelektroden" werden in der vorliegenden Beschreibung verwendet, um Elektroden zu kennzeichnen, welche als Kathoden oder als Anoden arbeiten können, und zwar in Abhängigkeit von der Richtung des Stromflusses.

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Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt:

Fig. 1 in Diagrammform eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 eine Form einer Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung, wobei als Schalteinrichtung eine Röhre gemäß Fig. 1 verwendet wird und

Fig. 5 eine graphische Darstellung, auf welche bei der Erläuterung der Wirkungsweise der Schaltungsanordnung der Fig. 2 Bezug genommen wird.

Die Fig. 1 stellt ein Thyratron dar, welches innerhalb eines mit Wasserstoff geiillten Mantels V ein Elektrodensystem aufweist, welches aus sechs Elektroden besteht, von denen zwei Kathoden sind und die übrigen vier Steuer- oder Gitter-Elektroden sind. In der Nähe von jedem Ende der Röhre ist eine Kathode K1 oder K2 angeordnet, welche durch eine Heizung H1 oder Ξ2 indirekt geheizt ist. Jede dieser Kathoden mit ihrer Heizung kann von einer beliebigen geeigneten an sich bekannten Konstruktion sein, wie sie bei !Thyratrons üblich ist. Die Kathoden sind einander gegenüber angeordnet, und in dem Raum zwischen denselben ist eine Folge von vier Gittern vorgesehen, von welchen die Gitter 1G1 und 2G1 der Kathode K1 und die Gitter 1G2 und 2G2 der Kathode K2 zugeordnet sind. Externe Verbindungen sind durch den Mantel der Röhre auf eine beliebige bekannte Art hindurchgeführt.

Obwohl zur Vereinfachung der Darstellung die Elektroden K1 und K2 hier als Kathoden bezeichnet sind, ist jedoch verständlich, daß jede in der Lage ist, als Anode zu wirken, daß außerdem die eine als Kathode und die andere als Anode arbeiten können, um Strom in einer bestimmten Richtung durch die Röhre fließen zu lassen und daß Kathode und Anode vertauscht sein können, um Strom in der entgegengesetzten Richtung durch die Röhre fließen zu lassen.

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Die Pig.2, deren Arbeitsweise mit Hilfe der Fig.3 erläutert wird, zeigt eine Schaltungsanordnung, in welcher eine Röhre, wie sie in der Fig. 1 dargestellt ist (und welche die der Fig.1 entsprechenden Bezugszeichen besitzt), als ein Schalter in einer Oszillatorschaltung wirkt, um positive Spannungen fernzuhalten, bis eine Triggerung erfolgt und um dann Strom alternierend in entgegengesetzten Eichtungen fließen zu lassen. Die reaktiven Elemente in der Oszillatorschaltung werden durch einen Kondensator G und eine Induktionsspule L gebildet. Zwischen den Gleichspannungs-Eingangsklemmen D.C.+ und D.O.- wird mit der angegebenen Polarität eine Gleichspannung angelegt und lädt den Kondensator C auf. E1 stellt einen Ladewiderstand dar, durch welchen der Kondensator geladen wird, und E2, welcher als einfacher Widerstand dargestellt ist, repräsentiert eine Last. Eine Kathode (K2) ist über E2, L und E1 an D.G.+ geführt und die andere (K1) ist mit D.O.- verbunden. Treiberschaltungen für die Steuerelektroden 2G1 und 2G2 sind durch die Blöcke 2D1 und 2D2 jeweils dargestellt.

Wenn ein geeigneter positiver Impuls von 2D1 an 2G1 geführt wird, wenn der Kondensator G völlig geladen ist, leitet das Thyratron, und es fließt Strom von K2 nach K1, wie es durch das Bezugszeichen K2 ~7 K1 dargestellt ist, welches sich in der Fig. 3 auf die erste positive Halbwelle des Stromes I der OsziTlatorschaltung bezieht, d.h., auf die erste Halbwelle, welche die Zeit 11 einnimmt. In der nächsten negativ verlaufenden Halbwelle, welche die Zeit T2 einnimmt, fließt

Strom von K1 nach K2 usw., während Strom von K2

nach K1 in der positiven Halbwelle fließt, welche jeweils die Zeiten T1, T3> T5 ···· einnimmt und von K1 nach K2 in der negativen Halbwelle, welche jeweils die Zeiten T2, T4,

T6 einnimmt, bis das Dekrement der Oszillatorschaltung

eine virtuelle Beendigung der Oszillatorschwingungen bewirkt.

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Die Verwendung von geheizten Kathoden auf beiden Seiten da? Röhre verhindert die Elektrodenerosion, welche in einem gewöhnlichen "bekannten Thyratron auftreten würde, wenn eine Eückzündung gestattet wird (d.h., einen Strom in entgegengesetzter Richtung fließen zu lassen), und zwar durch die daran abfallende Spannung, was dann auftreten könnte, wenn die geheizten Kathoden der dargestellten Röhre durch ein Paar von kalten Kathoden ersetzt würden, d.h., durch ein Paar von Funkenstrecken-Elektroden. Dies ist der Grund dafür, daß "bei der Ausführung der Erfindung die Verwendung von geheizten Kathoden stark zu bevorzugen ist.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß eine gute Gleichförmigkeit der Gasdichte in der Röhre erreich- ■ bar ist, und zur Unterstützung dazu sind vorzugsweise ansich bekannte (nicht dargestellte) Wasserstoffspeieher an beiden Enden der Röhre vorgesehen, so daß auf diese Weise dazu beigetragen wird zu gewährleisten, daß die Schaltcharakteristika in beiden Richtungen dieselben sind.

Bei der Beschreibung der Arbeitsweise der Fig. 2 ist bisher auf die Verwendung der Steuerelektroden 1G1 und 1G2 kein Bezug genommen worden, welche jedoch vorzugsweise vorgesehen sind, obwohl dies an sich nicht notwendig ist. Sie könnten natürlich auch zur Triggerung herangezogen werden. Im veranschaulichten Beispiel sind sie jedoch positiv vorgespannt, und zwar durch Vorspannungspotentialquellen, welche durch die Blöcke 1D1 und 1D2 jeweils dargestellt sind. Die Anwendung der positiven Vorspannung auf 1G2 in Bezug auf K2 erleichtert den Stromfluß, und zwar nach ZüblL ung der Röhre, in der Richtung K1 —^K2 und in ähnlicher Weise erleichtert die an 1G1 in Bezug auf K1 positive Vorspannung den Stromfluß in der Richtung K2

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Vorzugsweise wird über den Entladungsraum· eine (nicht dargestellte) Struktur aus vielen Spalten oder öffnungen vorgesehen, und zwar etwa in der Mitte entlang der Folge von Steuer- oder Gitter-Elektroden, d.h., zwischen den Elektroden 2G1 und 2G2 in der veranschaulichten Vier-Gitterröhre. Dadurch wird die Röhre in wirksamerer Weise in zwei Hälften geteilt, und die Fähigkeit zur Spannungsabhaltung wird gesteigert.

Bei einer erfindungsgemäßen Röhre trägt das durch den Strom-™ fluß in einer Richtung erzeugte Plasma zum Aufbau des Stromes in der anderen Richtung bei. Daher wird der Vorteil erreicht, und zwar im Vergleich zu solchen bekannten Anordnungen, in welchen zwei bekannte [Thyratrons gegeneinander geschaltet sind, d.h., entgegengesetzt gepolt sind, so daß eines Strom in der einen Richtung in der Schaltung verarbeitet und das andere Strom in der anderen Richtung verarbeitet, daß kein Plasma in der Röhre verfällt, welche zu einer beliebigen vorgegebenen Zeit nicht leitet« Daher werden die Kommutationsverluste, welche jedesmal dann auftreten, wenn eine Röhre in einer solchen Anordnung zusammenbricht, stark vermindert, wenn die Erfindung angewandt wird, während die fc Übergangsspannungen und -ströme, welche den Ausgang bei einer solchen bekannten Anordnung vex'zerren, außerdem stark reduziert werden, und zwar durch Anwendung der Erfindung.

- Patentansprüche -

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Claims (1)

1. _₇_ 2U8U1

   Patentansprüche

   Gas^Cüllte Thyratron-Schaltentladungsröhre, dadurch gekennzei chnet, daß zwei Kathodenelektroden (KI, K2) auf Abstand voneinander und einander gegenüber angeordnet sind und daß zwischen den Kathoden (K1, K2) eine Folge von wenigstens zwei Steueroder Gitter-Elektroden (1G1, 1G2, 2G1, 2G2) vorgesehen ist.

   2. Röhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzei chnet, daß die Kathodenelektroden jeweils durch ihre eigene Heizung indirekt geheizt sind.

   5. Röhre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e η η ζ ei chnet, daß eine Folge von wenigstens vier Steuer- oder Gitter-Elektroden zwischen den zwei Kathodenelektroden vorgesehen ü.

   4. Röhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Gasspeicher an beiden Enden der Röhre vorgesehen sind.

   5. Röhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Elektrode mit vielen Spalten oder öffnungen über den Entladeraum vorgesehen ist, und zwar etwa in der Mitte entlang der Folge von Steueroder Gitter-Elektroden.

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