DE395757C

DE395757C - Noble gas discharge cell

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Publication number: DE395757C
Application number: DEN17524D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1918-09-14
Filing date: 1918-09-14
Publication date: 1924-05-23

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Entladungszelle, welche mit Edelgas oder einem Edelgasgemisch gefüllt ist und deren Kathode aus einer ein möglichst niedriges Kathodengefalle besitzenden (elektropositiven) Substanz, z. B. einem Alkalimetall oder einer Legierung davon, besteht. Bei diesen Entladungszellen tritt früher oder später an der inneren Zellenwand ein Niederschlag auf, der aus verdampfterThe invention relates to a discharge cell, which with noble gas or a Noble gas mixture is filled and its cathode consists of a cathode gradient that is as low as possible possessing (electropositive) substance, e.g. B. an alkali metal or an alloy of which, exists. With these discharge cells sooner or later occurs on the inner cell wall a precipitate on which evaporated from

ίο und zerstäubter Kathoden- und Anodenmaterie besteht und, indem er an der Röhrenwand entlang einen Weg unmittelbaren Ausgleichs (sogenannte Gleitentladung) schafft, den Wirkungsgrad der Zelle verschlechtert und das schließliche Versagen herbeiführt. Das , bisher hiergegen angewendete Mittel war ein Schirm, der zum Abfangen der Kathodenmaterie zwischen der Kathode und der Anode angeordnet war. Hierdurch wurde der Entladungsraum verengt und ungünstig zerteilt, außerdem entstanden gewisse bauliche Schwierigkeiten, indem man nicht mehr frei in der Anordnung und Bemessung der Elektroden war. Insbesondere war es nicht möglich, der Kathode die oftmals erwünschte große Ausdehnung zu geben.ίο and atomized cathode and anode matter consists and by having a path of direct compensation along the tube wall (so-called sliding discharge) creates, deteriorates the efficiency of the cell and that brings about eventual failure. The means previously used against this was a Screen arranged between the cathode and the anode to intercept the cathode matter was. As a result, the discharge space was narrowed and unfavorably divided, moreover Certain structural difficulties arose because one was no longer free in the arrangement and dimensioning of the electrodes. In particular, it was not possible to use the cathode to give the often desired large expansion.

Die Erfindung erreicht den Zweck auf andere Weise, wobei diese Erschwerungen fortfallen. Dies geschieht dadurch, daß in der Röhre - eine den Gleitentladungsweg unterbrechende, von der kühlenden Außenluft nicht berührte Zwischenwand derart angeordnet ist, daß sie mit ihrem zentralen Teil die Anode (oder ihre Zuleitung) in gewissem engen Abstand umfaßt, wo sie stark erwärmt wird, und mit ihrem peripheren, d. h. an die Zellenwand anschließenden Teil einen Mantel bildet, der den ganzen Raum hinter der Anodenspitze, somit die in diesem Raum liegende Anodenzuleitung, ein die Anodenzuleitung inThe invention achieves the purpose in a different way, which eliminates these complications. This is done by the fact that in the tube - a from the cooling outside air not touched intermediate wall is arranged such that it has the anode with its central part (or its supply line) at a certain close distance, where it is strongly heated, and with its peripheral, d. H. the part adjoining the cell wall forms a jacket, the entire space behind the anode tip, thus the anode lead in this space, the anode lead in

bekannter Art umgebendes Isolierrohr und den ganzen Einschmelzfuß umschließt. Die Zwischenwand bildet somit für die genannten Teile einen Schutzmantel, welcher verhindert, daß ein Kurzschluß zwischen dem auf der Zellenwand und auf dem Mantel niedergeschlagenen Belag von Kathodenmaterial mit der Anodenzuleitung durch das Glas hindurch zustandekommt. Der zentrale Teil der Zwischenwand, der in nächster Nähe der strahlenden Anode liegt, wird von dieser stark erwärmt, und da er dem heißen Teil der Anode dicht gegenübersteht, ist dort eine zufolge der Heizung von Kathodenmaterie freibleibende Zone geschaffen, die auch an dieser Stelle keine Gleitentladung zwischen dem Belag der Mantelfläche bzw. Zellenwand und der Anode zustande kommen läßt. An allen Punkten der Anode ist somit die Gefahr ausgeschlossen, daß die niedergeschlagene Elektrodenmaterie zu einer Kurzschließung und Zerstörung der j Entladungszelle führt.known type surrounding insulating tube and encloses the entire melt-down foot. the The partition wall thus forms a protective jacket for the parts mentioned, which prevents that a short circuit between the one deposited on the cell wall and on the mantle Deposition of cathode material with the anode lead through the glass comes about. The central part of the partition, which is in the immediate vicinity of the radiating anode, is strongly heated by it, and as it faces the hot part of the anode, there is one due to the heating created by cathode matter remaining free zone, which also at this point no Sliding discharge occurs between the coating of the outer surface or cell wall and the anode lets come. At all points on the anode, the risk of the deposited electrode material being eliminated leads to a short circuit and destruction of the j discharge cell.

Um die Anode herum kann der zentrale ! Teil der Zwischenwand zweckmäßig als kleiner ; Becher geformt werden, in welchem gegebenen- : falls — für Entladungszellen, die als Verstärker wirken sollen — noch ein oder zwei Steuergitter angeordnet sein können. Letztere Anordnung ermöglicht es, den Durchmesser der Gitter kleiner als die lichte Weite der Röhre zu machen, ohne daß die Gefahr ihrer j Umgehung durch eine unmittelbare Entladung von der Kathode zur Anode besteht. Im allgemeinen hat der Becher den Vorteil, daß bei Gleichrichtern ein Umschlagen der Entladung verhindert wird. Durch Einschnürung des Bechergrundes kann die geheizte Stelle, die hier liegt, noch möglichst dem unmittelbaren Zerstäubungsweg der Kathodenmaterie ent- j zogen werden. 'The central! Part of the partition is useful as a smaller; Cups can be formed in which, if necessary, - for discharge cells that act as amplifiers should have an effect - one or two control grids can still be arranged. Latter Arrangement makes it possible to make the diameter of the grating smaller than the clear width of the To make a tube without the danger of bypassing it by an immediate discharge from the cathode to the anode. In general, the cup has the advantage that at Rectifiers prevent the discharge from reversing. By constricting the As far as possible, the heated area that lies here can be as close as possible to the cup base The sputtering path of the cathode matter can be withdrawn. '

Ein besonderer Vorteil der mantelförmigen Ausbildung der Zwischenwand besteht darin, daß dieser Mantel, indem er den ganzen Glasfuß der Anode (die sogenannte Halterung, in welcher die Anodenzuleitung und gegebenenfalls weitere Elektrodenzuleitungen eingeschmolzen sind) umschließt, die Möglichkeit gewährt, diesen Fuß in der üblichen Weise aus Bleiglas (anstatt Thüringer Glas) herzustellen, denn der Einschmelzfuß ist nunmehr durch den Mantel völlig gegen die Dämpfe der Kaliumkathode geschützt, die ihn nicht ; mehr chemisch angreifen können.A particular advantage of the jacket-shaped design of the partition is that that this jacket, by holding the whole glass base of the anode (the so-called holder, in which melted the anode lead and possibly further electrode leads are), grants the possibility to manufacture this foot in the usual way from lead glass (instead of Thuringian glass), for the fusible foot is now completely protected by the jacket against the vapors of the potassium cathode, which it does not; can attack more chemically.

Um den Mantel seinerseits möglichst gegen ; die Zerstäubungsprodukte der Kathode zu j schützen, wird erfindungsgemäß die Gefäßwand mit Einschnürungen, Ausbuchtungen oder Wulsten versehen. In ähnlicher Weise kann durch Umbördelung des Randes des Anodenbechers oder auch durch Anbringung eines Schutztellers daselbst die geheizte Zone der unmittelbaren Kathodenmaterialstrahlung entzogen werden, wodurch die Wirksamkeit der geheizten Zone unterstützt wird. Dasselbe Mittel kann als Niederschlagsschutz an der Anodenzuleitung, wenn sie durch den Innenraum der Zelle (z. B. von einem Schraubsockel derselben aus) geführt ist, vorteilhaft angewendet werden. Die Kathodenzuleitung wird gegebenenfalls durch das Innere der Zelle, und zwar alsdann durch den Mantel hindurch, neben der Anodenzuleitung zu einem Schraubsockel der Zelle geführt. In diesem Falle wird zweckmäßig die Kathodenzuleitung innerhalb des Mantels als zylindrischer oder konischer Schraubendraht um die Anodenzuleitung herum angeordnet. Sie bildet alsdann ein negativ geladenes elektrostatisches Schutzgitter, das den Mantel gegen einen Niederschlag der negativ geladenen Zerstäubungsprodukte der Kathode schützt.To the coat in turn as opposed to; the sputtering products of the cathode to j protect, according to the invention, the vessel wall with constrictions, bulges or bulges Mistake. Similarly, by flanging the edge of the anode can or by attaching a protective plate there, the heated zone of the immediate area Cathode material radiation is withdrawn, reducing the effectiveness of the heated Zone is supported. The same agent can be used as protection against precipitation on the anode lead, if they are passed through the interior of the cell (e.g. from a screw base of the same), can be used advantageously. The cathode lead is optionally through the interior of the cell, namely then through the jacket, next to the anode lead to a screw base of the cell guided. In this case, the cathode lead is expedient within the jacket arranged as a cylindrical or conical screw wire around the anode lead. It then forms a negatively charged electrostatic protective grid that the jacket against protects a precipitate of the negatively charged sputtering products of the cathode.

In den Abbildungen sind einige Ausführungsformen der Erfindung an verschiedenen Zellen, die sämtlich vom Typus der Edelgaszellen mit Alkalikathode sind, veranschaulicht, und zwar stellen die Abb. 1 bis 3 und 4 bis 6 kugelförmige Zellen, Abb. 7 eine zylindrische und Abb. 8 eine halbkugelige oder pilzförmige Zelle dar. Zum Teil ist ein Schraubsockel (Abb. 1, 2, 8), zum Teil eine Steckfassung (Abb. 3 und 5) angeordnet oder angedeutet, im übrigen aber 9" nur die nackte Glaszelle dargestellt. Bei den Zellen, die mit Sockel versehen oder für solchen geeignet sind, ist — außer Abb. 5 ■— nicht nur die Zuleitung α ζ der Anode, sondern auch die Zuleitung kz der Kathode an einen Sockelkontakt geführt. Bei der Verstärkerzelle der Abb. 3 sind insgesamt vier Sockelkontakte vorhanden, indem dort die Zelle außer der Kathode k und der Anode a noch zwei Gitterelektroden g^x, g² besitzt. In Abb. 5 ist eine getrennte Einführung für beide Elektrodenzuleitungen vorgesehen. Jede Zelle besitzt zum Evakuieren und zur Gasfüllung einen Pumpenansatz e und zum Einfüllen der Kathodensubstanz einen Füllansatz f. *°5In the figures, some embodiments of the invention are illustrated on various cells, all of which are of the noble gas cell type with alkali cathode, namely, Figures 1 to 3 and 4 to 6 represent spherical cells, Figure 7 a cylindrical and Figure 8 a hemispherical or mushroom-shaped cell. Partly a screw base (Fig. 1, 2, 8), partly a plug-in socket (Fig. 3 and 5) is arranged or indicated, otherwise only the bare glass cell is shown that are provided with a base or are suitable for such a base, not only the lead α ζ of the anode, but also the lead kz of the cathode is led to a base contact - with the exception of Fig. 5 ■ Base contacts are present, in that the cell has two grid electrodes g ^x , g ^{2 in} addition to the cathode k and the anode a . A separate entry for both electrode leads is provided in Fig. 5. Each cell has a means of evacuation n and a pump attachment e for gas filling and a filling attachment f. * ° 5 for filling in the cathode substance

Die Anode α ist teils ungefähr in der Mitte des Zellenraumes (Abb. 1 bis 4 und 8), teils nahe der Basis der Zelle angeordnet und übrigens meist stiftförmig, bei Abb. 3 jedoch scheibenförmig, indem diese Zelle für größere Strom- «" stärken gedacht ist. Die Kathode bildet in allen Abbildungen einen ausgedehnten Belag der inneren Zellenwand. Mit Ausnahme der Zelle der Abb. 3 sind sämtliche Zellen als einfache Ventil- oder Gleichrichterzellen gedacht. Die Anordnung nach Abb. 3 kommt außer für Verstärkerzellen auch für Sendezellen der drahtlosen Telegraphic in Betracht. Die Erfindung ist im übrigen auch bei Beleuchtungsröhren, die nach dem Prinzip dieser Zellen wirken, anwendbar.The anode α is partly located approximately in the middle of the cell space (Fig. 1 to 4 and 8), partly near the base of the cell and, by the way, mostly pin-shaped, but in Fig. 3 it is disk-shaped, because this cell is strengthened for larger currents The cathode forms an extensive covering of the inner cell wall in all figures. With the exception of the cell in Fig. 3, all cells are intended as simple valve or rectifier cells. The arrangement according to Fig. 3 is used not only for amplifier cells but also for wireless transmitter cells Telegraphic into consideration The invention is also applicable to lighting tubes which operate on the principle of these cells.

Die Erfindung ist bei allen AbbildungenThe invention is in all of the figures

darin verkörpert, daß die Anode α von einem Teil b eines die Einschmelzstelle der Zuleitung umfassenden Mantels m umgeben ist, so daß dieser Teil, der zu dem früher genannten Zweck die Form eines kleinen Bechers besitzt, von der Anode erwärmt wird.embodied therein that the anode α is surrounded by a part b of a jacket m surrounding the melting point of the supply line, so that this part, which has the shape of a small cup for the purpose mentioned earlier, is heated by the anode.

Abb. ι zeigt eine hängend gebrauchte, Abb. 2 eine stehend gebrauchte Zelle, und es ist auch bei letzterer Form, wo das flüssigwerdende Kathodenmaterial das Bestreben hat, abwärts in den Sockelraum zu fließen, der erfindungsgemäße Schutz gegen den zusammenhängenden Niederschlag vorhanden, indem dieser an der Einschnürung unterhalb des Anodenbechers seine Grenze findet, also nicht auf der Außenwand des heißbleibende.n Bechers sich fortsetzt. Bei Abb. 4 sind umgestülpte Ränder am Anodenbecher b und am Glasrohr der Kathodenzuleitung kz, ferner bei Abb. 8 ein Teller an letzterer Stelle zu dem früher genannten Zweck angeordnet.Fig. Ι shows a hanging cell, Fig. 2 a standing cell, and it is also in the latter form, where the liquid cathode material tends to flow downwards into the base space, the protection according to the invention against the coherent precipitation is present by this finds its limit at the constriction below the anode cup, so it does not continue on the outer wall of the cup that remains hot. In Fig. 4 there are turned up edges on the anode cup b and on the glass tube of the cathode supply line kz, and in Fig. 8 a plate is arranged in the latter position for the purpose mentioned earlier.

Um eine beschlagfreie Zone an der inneren Zellenwand selbst zu schaffen, ist diese bei Abb. 4 bis 7 mit einer Einschnürung i, in Abb. 8 mit Ausbuchtungen i' versehen. Beides kann durch innere Wulste oder Scheidewände ersetzt werden.In order to create a fog-free zone on the inner cell wall itself, it is provided with a constriction i in Figs. 4 to 7 and with bulges i ' in Fig. 8. Both can be replaced by internal bulges or partitions.

Bei Abb. 5 bis 7 ist der Anodenbecher nicht in der Mitte des Zellenraumes, sondern an der Stelle der Einschnürung i der Zellenwand angeordnet, um den Strahlungsdurchtritt von Materie zum Anodenfuß oder zum Mantel m möglichst zu verlegen. Bei Abb. 5 ist punktiert angedeutet, wie man zu gleichem Zweck den Becher der Anode an die Zellenwand so anschmiegen kann, daß nur ein für die unmittelbare Strahlung unpassierbarer gewundener Ringraum 0 bleibt.In Fig. 5 to 7, the anode cup is not arranged in the middle of the cell space, but at the point of the constriction i of the cell wall, in order to relocate the passage of radiation of matter to the anode base or to the jacket m as far as possible. In Fig. 5 it is indicated by dotted lines how the cup of the anode can be snuggled to the cell wall for the same purpose so that only a tortuous annulus 0 , which is impassable for direct radiation, remains.

In Abb. 8 ist zum elektrostatischen Schutz der Anodenzuleitung az die Kathodenzuleitung kz als konische Schraube, die jene Zuleitung az umgibt, im Mantel m derselben angeordnet, desgleichen bedeckt ein negativ geladener Teil s des Fassungssockels außen die Zellenwand, um den auf diesen Teil der Zellenwand zustrebenden negativen Zerstäubungspartikeln elektrostatisch entgegenzuwirken und so eine belagfreie Zone zu schaffen.In Fig. 8, for electrostatic protection of the anode lead az, the cathode lead kz is arranged as a conical screw, which surrounds that lead az , in the jacket m of the same; to counteracting negative atomization particles electrostatically and thus to create a coating-free zone.

Claims

Patent Claims:

i. Noble gas discharge cell, characterized in that in order to avoid a sliding discharge path leading from the cathode to the anode along the tube wall, in addition to an insulating tube surrounding the anode lead, an intermediate wall which interrupts the sliding discharge path and is not touched by the cooling outside air is arranged in the tube in such a way that it is attached to a the anode which surrounds the anode at a distance and its part close to it is heated by the hot anode by means of radiation and consequently a zone free of precipitation is formed there on the partition wall, while the part of the partition wall adjoining the vessel wall forms a jacket that supports the anode supply line {az ) and encloses the entire fusible link in a distance preventing the short circuit between the anode lead and the cathode material coating on the outer shell side.

2. Noble gas discharge cell according to claim -i, characterized in that the surface of the partition wall heated by the anode is designed as a particularly small, open vessel (b) enclosing the anode (a) and optionally also the control grid (g ¹ , g ³ ).

3. noble gas discharge cell according to claim ι and 2, characterized in that the supply line (kz) to the cathode (k) through the anode (a) supporting foot, through the anode supply line (az) surrounding the jacket (m) is inserted .

4. noble gas discharge cell according to claim ι to 3, characterized in that the cathode lead (kz) is arranged within the anode lead (az) enclosing _go jacket (m), namely as a wire surrounding the latter lead helically (Fig. 8) .

5. noble gas discharge cell according to claim ι to 4, characterized in that the edge of the anode (a) enclosing cup (b) is bent and the glass tube surrounding the supply line (ident) is provided with a bent edge (Fig. 4, 8) .

6. noble gas discharge cell according to claim 1 to 5, characterized in that the cells wall between the anode (a) or cathode (k) and the anode base has a constriction (i) or bulges (i ^f ) or bulges and the like (Fig. 4 to 8).

7. noble gas discharge cell according to claim r to 6, characterized in that the anode (a) containing cup (b) is arranged at a narrowed point of the vessel and optionally corresponds in shape to the vessel wall in such a way that a direct radiation path past the cup is prevented is (Fig. 5 to 7).

1 sheet of drawings.