DE468723C - Entladungsroehre mit einer oder mehreren im Betriebe erhitzten Elektroden, insbesondere Gluehkathodenroehre - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist, die beim , Betrieb von Entladungsröhren, z. B. Glühkathodenröhren, entstehende Erhitzung der Elektroden für die Erzeugung und Aufrechterhaltung des Hochvakuums in der Röhre nutzbar zu machen. Zu diesem Zweck wird die Röhre derart in den Hochvakuumraum einer Quecksilberdampf- oder ähnlich wirkenden Pumpe eingebaut, daß die von den Elektroden abgegebene Wärme das den Dampfstrahl liefernde Quecksilber oder sonstige Treibmittel allein oder in Verbindung mit weiteren im Hochvakuum befindlichen Heizkörpern auf die zum Betriebe notwendige Temperatur bringt oder auf dieser erhält. In den Abbildungen ist eine beispielsweise Ausführungsform einer Einrichtung nach der Erfindung dargestellt.

Abb. ι ist ein senkrechter Schnitt und

ao Abb. 2 ein Teil eines senkrechten Schnittes, dessen Schnittebene senkrecht zu der Schnittebene ι zu denken ist.

Es ist α der Raum, welcher das zu verdampfende Treibmittel, z. B. Quecksilber, enthält. Der Dampf gelange in die Verengung b und erzeuge in bekannter Weise in dem Hochvakuumraum c das gewünschte Hochvakuum, indem er schließlich in den Kondensraum d gelangt, welcher über den Stutzen e mit der Vorpumpe in Verbindung steht. Aus dem Kondensraum d gelangt das Kondensat durch den Trichter f wieder in den Raum a, wobei die unteren Wandteile des Kondensraumes d zweckmäßig Rinnen enthalten, welche das Kondensat sammeln, so daß es nur an einzelnen Stellen des Trichterumfanges diesen erreicht. Die den Trichter hinabfließende kühlere Flüssigkeit übt eine abkühlende Wirkung auf den außen an ihm entlangstreichendein Dampfstrom aus, die, wie Versuche gezeigt haben, die evakuierende Wirkung desselben wesentlich begünstigt. Das Ganze sei von dem Kühlmantel g umschlossen.

Da es nicht völlig zu vermeiden ist, daß Teile des Kondensats in den Hochvakuumraum c eindringen, wird durch eine Rinne η und ein Abflußrohr 0 dieses sowie etwa auf dem Boden von c sich ansammelndes Kondensat in das Barometerrohr p geleitet. Ein zweites Barometerrohr q dient zur Auffüllung und zum Ablassen des Treibmittels in den Raum a. Dadurch werden in an sich bekannter Weise die Hochvakuumräume gegen die Außenluft abgedichtet.

Der Flüssigkeitsraum α umschließt mit der Trennwand h den Raum i, welcher mit dem Hochvakuumraum c durch die Verbindungswege k kommuniziert. Innerhalb des Raumes i ist der elektrische Heizkörper I für die Beheizung des Pumpentreibmittels in α untergebracht. Der Heizkörper ist in an sich bekannter Weise auf einem Schliff konus m montiert, der den Hochvakuumraum gegen die äußere Atmosphäre abschließt. Er ist also auswechselbar im ganzen und einzelnen.

Die Unterbringung des Heizkörpers im Hochvakuumraum bzw. in einem Raum, welcher mit diesem kommuniziert, hat den bedeutenden Vorteil, dem Heizkörper eine viel größere Dauer zu geben, indem er vor Verbrennungswirkungen gesichert ist.

Man kann nun erfindungsgemäß den Heizkörper als Glühkathode und den Hochvakuumraum als Entladungsröhre, in welcher der ίο Heizkörper als Glühkathode dient, ausbilden, so daß eine besondere Heizvorrichtung für die Pumpe, da die Glühkathode als solche wirkt, nicht vorgesehen zu werden braucht. Durch die Zusammenlegung der beiden Hochvakuumräume der Pumpe und der Entladungsröhre in einem Raum wird nicht nur die Evakuierung beschleunigt, sondern es werden die Unsicherheiten von Verbindungsleitungen vermieden und durch diese beiden Umstäride ein unbegrenzt hohes Vakuum mit Sicherheit erreicht. Nimmt man nun weiter an, der Hochvakuumraum diene z. B. als Röntgenröhre mit Glühkathode, so ist ja bekannt, daß nur ein verschwindender Teil der Heizenergie derselben als Nutzenergie in der Elektronenemission auftritt, während der weitaus größte Teil durch Kühlung abgeführt werden muß, also völlig unbenutzt verlorengeht. Man hat nun in der gleichzeitigen Benutzung des Hoch-Vakuumraums als Heizraum für die Pumpe ein Mittel, einmal die Wärme ohne Anwendung besonderer Kühlmittel abzuführen, sodann sie nutzbar zu verwenden, und zwar zu einem Zweck, der mit der Entladungsröhre erforderlicherweise im engsten Zusammenhang steht. Den Wärmeverlust kann man noch dadurch weiter herunterdrücken, daß man den Flüssigkeitsraum mit einer innen verspiegelten Wand umgibt, welche die Wärmestrahlung in den Raum α zurückstrahlt. Eine Wärmeleitung ist durch das Vakuum ausgeschlossen. Da man, solange der Hochvakuumraum noch nicht hinreichend evakuiert ist, die Glühkathode aus Haltbarkeitsgründen zweckmäßig noch nicht beheizt, sieht man noch eine Anheizvorrichtung mit Zuführungen x, y vor, welche in Form von Heizbändern oder Drähten an dem hitzebeständigen und wärmespeichernden Isolierkörper r oder zugleich in Form von Glühdrähten oder -bändern mit auf dem Träger der Glühkathode I angebracht ist. Wenn dann das Vakuum eine gewisse Höhe erreicht hat, so kann diese Anheizvorrichtung ausscheiden und die weitere Beheizung der Pumpe der Glühkathode überlassen bleiben, deren Zuführungen bei ν und w sichtbar sind. Gegebenenfalls ist es aber doch zweckmäßig, die Anheizvorrichtung auch während des Betriebes noch mitzubenutzen, wenn man z. B. bei bestimmten Verwendungszwecken der Entladungsröhre bestimmte Heizintensitäten der Glühkathode braucht, die unter Umstanden aber für die Beheizung der Pumpe nicht ausreichen. Hierzu sowie zur Regelung des Anheizens kann die Anheizvorrichtung etwa mehrteilig ausgeführt werden, und es können die verschiedenen Teile verschieden stark geheizt oder in verschiedene Schaltungen zueinander benutzt werden. Sodann hat man natürlich noch in außen angebrachten Vorschaltwiderständen weitere Regelungsmöglichkeiten. Sehr zu empfehlen ist, die Regelung nach Maßgabe der Höhe der Flüssigkeitssäule im Rohr q vorzunehmen, da der Flüssigkeitsstand in demselben die Höhe des Dampfdruckes im Raum α anzeigt, von welchem die Höhe des Vakuums abhängig ist. Man ist damit in die Lage versetzt, ein bestimmtes Vakuum einzuhalten und die Regelung selbsttätig vor sich gehen zu lassen, indem man mittels eines Tauchkontakts einen Stromkreis schließt oder öffnet und den Strom ein Regelungsrelais, welches die Heizung beeinflußt, betätigen läßt.

Es sei noch betont, daß gerade mit solcher Einrichtung jede Vakuumhöhe erreichbar und einstellbar ist, mithin jede Härte erhalten werden kann ohne Gasregelung, ohne Regeneriervorrichtung, indem der Dampfdruck durch entsprechend geregelte Heizung in der jeweils gewünschten Höhe gehalten wird.

In der dargestellten beispielsweisen Ausführungsform ist s die Anode, welche mittels eines Glasschliffes vakuumdicht eingeführt ist. Von der Bremsfläche t der Anode gehen die Röntgenstrahlen durch die Bohrungen k, k und das Fenster u nach außen, wobei die Glühkathode ebenfalls mit einem Durchlaß für die Röntgenstrahlen versehen ist. Selbstverständlich könnte man durch von der Fläche t aus weiter werdende Durchgangsquerschnitte der Durchlässe k der Glühkathode und des Fensters u sowie durch Annäherung der Fläche t an die Glühkathode dem Strahlenkegel wesentlich weitere Winkel geben. Die i°5 Anordnung läßt sich zwanglos auch so treffen, daß nicht nur die Überschußwärme der Glühkathode, sondern auch die Bremswärme der Anode für die Beheizung der Pumpe verwendbar wird. Hierzu könnte man z. B. so vor- m gehen, daß man das Kondensat zur Kühlung der Bremsfläche oder der Zuleitungen zu ihr benutzt. Ferner könnte man die Anode von anderer Richtung her in den Hochvakuumraum einführen. .

Die Erfindung ist auch anwendbar auf Entladungsröhren ohne Glühkathoden, falls durch die Entladung Wärmewirkungen bedingt sind, die für die Beheizung der Pumpe benutzt werden können.

Soll die ganze Einrichtung nur als Pumpe, d. h. nicht auch als Entladungsröhre, gebraucht

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werden, was an sich auch möglich ist, wenn sie als Entladungsröhre ausgebildet ist, so kann man die übrigen Elektroden außer der Glühkathode fortlassen und an Stelle des Fensters u etwa einen Saugstutzen etwa mit Schliff anschließen oder das Fenster als Stutzen ausbilden. Die Pumpe ist dann auch für andere Zwecke verwendbar. Beläßt man in diesem Falle die übrigen Elektroden in der

ίο Einrichtung, so können sie als Mittel zur Prüfung und Messung der jeweils erreichten Höhe des Vakuums dienen.

Die Einrichtung läßt sich nicht nur als Röntgenröhre, sondern auch als Entladungsröhre jeder Art ausbilden, insbesondere auch als Elektronenröhre für die Schwingungstechnik, als Gleichrichterröhre im weiteren Sinne usw. Sie kann in Glas, Quarz und besonders auch in Metall ausgeführt werden.

wodurch sie in beliebigen Größen und für beliebig hohe Belastungen herstellbar ist.

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   ι. Entladungsröhre mit einer oder mehreren im Betriebe erhitzten Elektroden, insbesondere Glühkathodenröhre, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhre derart in den Hochvakuumraum einer Quecksilberdampf- oder ähnlich wirkenden Pumpe selbst eingebaut ist, daß die von den Elektroden abgegebene Wärme das den Dampfstrahl liefernde Quecksilber oder sonstige Treibmittel allein oder in Verbindung mit weiteren im Hochvakuum befindlichen Heizkörpern auf die zum Betriebe notwendige Temperatur bringt oder auf dieser erhält.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Hochvakuumraum der Pumpe besondere Heizvorrichtungen zum Anheizen der Pumpe vorgesehen sind.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 2,' dadurch gekennzeichnet, däß die Zusatzheizvorrichtung aus mehreren wahlweise einschaltbaren Teilen besteht.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Strom in der Zusatzheizvorrichtung in Abhängigkeit vom Vakuum, ζ. B. mittels an der Pumpe angebrachter Quecksilbermanometer, deren Stand von der Dampfspannung in der Pumpe abhängt und durch welche Tauchkontakte und Relais geschlossen werden, derart selbsttätig geregelt wird, daß das Vakuum unabhängig von der Heizung der Glühkathode auf einer gewünschten Höhe erhalten wird.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Glühkathode oder Zusatzheizvorrichtung in einem isolierenden Gehäuse mittels eines Schliffes in den Hochvakuumraum in an sich bekannter Weise eingeführt ist.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Entladungsvorrichtung zur Prüfung und Messung des jeweils erreichten Vakuums dient.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen