DE512976C

DE512976C - Elektrodeneinfuehrung fuer Quecksilberdampfvakuumapparate

Info

Publication number: DE512976C
Application number: DES82634D
Authority: DE
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1927-07-30
Filing date: 1927-11-10
Publication date: 1930-11-20
Also published as: AT119721B; AT114768B

Description

Elektrodeneinführung für Quecksilberdampfvakuumapparate Die Erfindung betrifft vakuumdichte Verbindungen zwischen Metallteilen einerseits und keramischen Körpern (Porzellan) andererseits, wie sie sich z. B. an den Elektrodeneinführungen von Quecksilberdampfgleichrichtern, an Isolatoren, Kabelverschlüssen usw. vorfinden. Die Erfindung besteht in der Verwendung einer an sich bekannten, eine Lötverbindung mit Metallkörpern ermöglichenden, auf einer keramischen Unterglasur eingebrannten Metallglasur an nicht metallenen Körpern (Einführungsisolator) bei einer ebenfalls bekannten vakuumdichten Verbindung zwischen Metall und an der Oberfläche metallisierten keramischen Körpern, insbesondere zur Elektrodeneinführung an Quecksilberdampfvakuumapparaten mit einerseits an der Metallglasur, andererseits an den Metallkörpern angelöteten elastischen Blechringen, die U-förmigen Querschnitt haben und deren freie Schenkel in je eine Ringnut der angrenzenden Metallteile eingelassen und darin mit Lot oder ähnlicher Metallmasse vergossen sind.
Auf der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel einer Elektrodeneinführung gemäß der Erfindung eine Anodeneinführung an einem Ouecksilberdampfgroßgleichrichter dargestellt, und zwar zeigt Abb. z einen teilweisen Achsenschnitt der Anodeneinführung und Abb. 2 in Draufsicht eine der dabei benutzten Dichtungsscheiben.
Die Anodeneinführung ist an dem Vakuumkessel 3 eines Großgleichrichters angebracht und soll die vakuumdichte Verbindung der Anode q. mit dem Gleichrichtergefäß sichern. Das Gleichrichtergefäß läuft an der Einführungsstelle in einen Rohrstutzen 7 aus, der mit einem Randflansch 17 versehen ist. Auf diesem ist ein Isolator 6 aufgesetzt, welcher die Deckplatte 8 trägt, an der die Anode q. befestigt ist. Durch die Erfindung soll nun ein vakuumdichter Anschluß des Isolators 6 an dem Flansch 17 einerseits und an der Deckplatte 8 andererseits gesichert werden. Zu dem Zweck wird in an sich bekannter Weise der aus Porzellan oder keramischer Masse bestehende Isolator 6 zunächst mit einer keramischen Glasur 9 versehen, die ihrerseits zur Aufnahme einer Metallglasur bei xo und zz geeignet ist. Die keramische Glasur 9 kann z. B. eine weiße durchscheinende Glasur sein und z. B. bestehen aus: 35 Gewichtsteilen Feldspat, 3o Gewichtsteilen Flint, 16 Gewichtsteilen amerikanischen Ton, 16 Gewichtsteilen Schlämmkreide, 3 Gewichtsteilen Zn0.
Die Metallglasur to wird auf den Teil der Außenfläche des Isolators aufgetragen, der dein Metallstutzen 7 benachbart ist, und eine ähnliche Glasur ii am anderen Ende des Isolators, wo sich die metallene Deckplatte 8 der Anodeneinführung anschließt.
Für die Metallglasur verwendet man mit Vorteil ein Chlorplatinsalz (chloro platinic acid), das üi ätherischen Ölen, z. B. Lawendelöl oder Nelkenöl, suspendiert ist. Diese Metallglasur wird auf die weiße Glasur aufgestrichen und trocknen gelassen; sodann wird der Porzellankörper in einem Ofen langsam bis auf etwa 750' C erhitzt, worauf man ihn langsam bis auf Zimmertemperatur abkühlen läßt. Man erhält dann auf dem Porzellan einen silberglänzenden Belag, der metallisch und von guter elektrischer Leitfähigkeit ist und der elektrisch platiert sowie gelötet werden kann. Versuche haben gezeigt, daß diese Metallglasur an dem Porzellan so fest haftet, als wenn sie ein Stück mit dem Porzellankörper bildet, und daß diese Verbindung auch gegen Hochvakuum dicht ist.
Um den so hergerichteten keramischen Körper 6 wird am oberen und am unteren Ende je ein Blechring 12 gelegt, der vorzugsweise aus einem flachen Kupferring in einen U-förmigen oder J-förmigen Querschnitt gepreßt ist. Mit der Außenseite seines kürzeren Schenkels 13 wird der Ring bei i¢ an der Metallglasur des Porzellankörpers festgelötet, nachdem die zu verbindenden Teile wie üblich verzinnt sind; auch kann die Metallglasur zunächst galvanisch verstärkt und dann verlötet werden, nur dürfen beim Löten keine ätzenden Flußmittel benutzt werden, da diese die Glasur angreifen könnten. Der längere Schenkel 15 des unteren Ringes 12 wird in eine Ringnut 16 eingeführt, die in dem Randflansch 17 des Gefäßhalses 7 vorgesehen ist, und schließlich wird diese Nut mit Lot 18 ausgegossen, so daß eine vakuumdichte Lötverbindung zwischen dem Metallflansch 17 und dem unteren Kupferring i2 entsteht. In gleicher Weise wird der obere Ring 12 mit dem Metalldeckel 8 der Anodeneinführung verbunden.
Derartige leicht ausführbare vakuumdichte Verbindungen sind, wie nochmals erwähnt sei, nicht nur für Quecksilberdampfgleichrichter geeignet, sondern überall da anwendbar, wo Metallteile mit Isolatoren verbunden werden sollen, also z. B. an Kabelverbindungen, Vakuumschaltern und ähnlichen Gegenständen.
Benutzt man die Verbindung bei Quecksilberdampfgroßgleichrichtern, so könnte das Lot und auch das Kupfer durch Quecksilber oder Quecksilberdämpfe angegriffen werden, so daß die Verbindung nicht mehr vakuumdicht wäre, wenn nicht besondere Vorsichtsmaßregeln getroffen werden. Um die Lötverbindung gegen Quecksilber und Quecksilberdämpfe zu schützen, wird in einer weiteren, vorteilhaften Ausbildung der Elektrodeneinführung gemäß der Erfindung je eine besonders hergestellte Dichtungsscheibe 2o zwischen dem Flansch 17 und dem Isolator sowie zwischen dem letzteren und der Deckplatte 8 eingelegt.
Diese Scheiben 2o bestehen in an sich bekannter Weise aus Fasermaterial, und zwar benutzt man mit Vorteil Asbest wegen seiner Hitzebeständigkeit, und die Scheiben sind so beschaffen, daß ihre sämtlichen Fasern in der Umfangsrichtung, also senkrecht zum Radius liegen. Außerdem sind die Fasern sowohl in radialer als auch in axialer Richtung dicht zusammengepreßt, damit die Scheiben möglichst undurchlässig werden. Es empfiehlt sich, zur Herstellung solcher Scheiben Asbestschnur spiralig aufzuwickeln und den dadurch gewonnenen Körper in axialer Richtung hydraulisch zusammenzupressen, zweckmäßig mit einem Druck von etwa 150 bis Zoo kg/qcm. Infolge dieser Behandlung erhält man eine feste Scheibe, die leicht gehandhabt werden kann. .
Solche Scheiben werden zwischen die glatten und ebenen Stoßflächen des eisernen Flansches 17 und des Porzellankörpers 6 bzw. des Porzellankörpers und der Metallplatte 8 gelegt, und zwar ehe die Lötverbindungen hergestellt werden. Es hat sich ferner als vorteilhaft erwiesen, die Entlüftung vorzunehmen, solange die Teile noch verhältnismäßig lose zusammengesetzt sind. Die Asbestscheiben gestatten dann, daß die Luft in den von den angelöteten Ringen =2 umschlossenen Räumen abgesaugt wird, wobei die Ringe infolge ihres gewölbten Querschnittes den äußeren Luftdruck ohne merkliche Formänderung aufnehmen. Ist die Entlüftung beendet, so werden die Dichtungsscheiben 2o noch vor Inbetriebnahme des Gleichrichters, also vor Beginn der Verdampfung des Kathodenquecksilbers, durch Druckbolzen 22 fest zusammengepreßt, welche die Deckplatte 8 gegen den Flansch 17 ziehen, bis die Scheiben für Quecksilber und Quecksilberdampf vollkommen undurchdringlich sind, so daß sie dann die Lötverbindungen auch gegen den Quecksilberdampf schützen. Auch dieses Zusammendrücken der Verbindung ist trotz des festen Einlötens der Kupferringe 12 möglich, da diese infolge ihres gewölbten Querschnittes die zum Anziehen der Bolzen 22 notwendige, janurgeringfügige Längsbewegung zulassen. Diese Arbeitsweise ist notwendig, da die Asbestscheiben 2o, wenn man sie schon vor der Entlüftung so fest zusammenpressen würde, so undurchläsig wären, daß die in den Ringen 12 eingeschlossene Luft im günstigsten Falle hur nach sehr langer Pumpzeit entfernt werden könnte.
Die gleiche Verbindung könnte man übrigens auch anwenden, wenn der Metallkessel 3 keinen Stutzen 7, sondern lediglich einen einfachen Ausschnitt hätte.
Statt der obenerwähnten metallischen Glasur, die nachträglich auf dem Porzellankörper festgebrannt wird, kann man auch andere zunächst flüssige oderdoch streichfähige metallische Überzüge für die keramische Masse verwenden, die durch Hitze zersetzbar sind, so daß beim Brennen das Metall frei wird und sich mit dem Grundkörper oder seiner ersten Glasur entweder molekular oder atomisch innig verbindet. Derartige Stoffe sind z. B. erstens Silbernitrat mit einem Reduziermittel, beispielsweise Zucker, zweitens Silberoxalat und drittens Kupferacetat. Ist der Metallüberzug oxydationsfähig, so muß das Brennen in einer nicht oxydierenden oder einer reduzierenden Atmosphäre erfolgen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:' z. Die Verwendung der an sich bekannten, eine Lötverbindung mit Metallkörpern ermöglichenden, auf einer keramischen Unterglasur eingebrannten Metallglasur an nicht metallenen Körpern (Einführungsisolator) bei einer ebenfalls bekannten vakuumdichten Verbindung zwischen Metall- und an der Oberfläche metallisierten keramischen Körpern, insbesondere zur Elektrodeneinführung an Quecksilberdampfvakuumapparaten mit einerseits an der Metallglasur, andererseits an den Metallkörpern angelöteten elastischen Blechringen, die U-förmigen Querschnitt haben und deren freie Schenkel in je eine Ringnut der angrenzenden Metallteile eingelassen und darin mit Lot oder ähnlicher Metallmasse vergossen sind.
2. Elektrodeneinführung nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß die Lötstellen durch zwischen den Stirnseiten des ringförmigen Einführungsisolators und den angrenzenden Metallteilen eingelegte Dichtungsscheiben geschützt sind, die vorzugsweise aus einer an sich bekannten spiralig aufgerollten und zu einem dichten Körper gepreßten Asbestschnur bestehen.