DE593142C - Edelgasgefuellte Entladungsroehre - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine edelgasgefüllte Entladungsröhre mit kalter Kathode und einer oder mehreren Anoden. Bei den erfindungsgemäß ausgestalteten Röhren bestehen zumindest die Anodenköpfe aus Thorium. Die Verwendung von Thorium für die Oberflächen von Elektroden ist an sich für Entladungsröhren bekannt. Weiter ist es bei Entladungsvorrichtungen mit verdünnter Edelgasfüllung, kalter Kathode und einer oder mehreren Anoden schon bekannt, die Elektroden mit einem Überzug eines elektropositiven Metalls zu versehen, welches die Zündspannung der Entladungsröhre herabsetzt. Vorzugsweise verwendet man die

Alkali- und Erdalkalimetalle als 'Überzugsmaterial, insbesondere Barium.

Bei den bekannten Röhren wird jedoch das elektropositive Metall unter der Einwirkung der Entladung bald völlig dampfförmig von den Teilen der Vorrichtung, auf denen es wirksam sein soll, abgetrieben, so daß, da für eine Erneuerung des Überzuges bzw. seme fortlaufende Ergänzung keine Sorge getragen ist, die bekannten Entladungsröhren bald, im allgemeinen schon nach 100 Stunden Brenndauer, ihre vorteilhafte Wirkung verlieren.

Gemäß der Erfindung wird eine Ergänzung des Niederschlages von elektropositivem Metall auf der Kathode dadurch ermöglicht, daß auf die aus Thorium bestehende Anode ein Vorrat an elektropositivem Metall in Form eines Salzes des betreffenden Metalls aufgebracht ist, welches durch die Thoriumanode unter Einwirkung der Entladung zu Metall reduziert wird. Hierbei erfolgt eine langsame Zerlegung der Verbindung während der ganzen Betriebsdauer und eine Übertragung des elektropositiven Metalls zur Kathode in solcher Weise, daß es ständig ergänzt wird; hierdurch wird eine gleichbleibende niedrige Zündspannung der Röhre über einen ganz erheblich längeren Zeitraum erhalten als bei den bekannten Röhren. Das elektropositive Metall wird auf der Kathode nur entsprechend dem Bedarf niedergeschlagen, und es hat sich gezeigt, daß Röhren gemäß der Erfindung nach 16 000 bis 19 000 Stunden Brenndauer noch in gutem, betriebsfähigem Zustand waren.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand der Zeichnungen beschrieben, die zwei Beispiele von Gleichrichterröhren, die mit einem Vorrat an elektropositivem Metall in Form eines Salzes

des betreffenden Metalls auf der Anode versehen sind, darstellen. In den Zeichnungen ist Abb. ι ein Aufriß (zum Teil im Schnitt) einer

Entladungsvorrichtung, die als Spannungsregelröhre geeignet ist,

Abb. 2 eine ähnliche Darstellung einer Entladungsvorrichtung, die als Gleichrichterröhre geeignet ist.

Nach Abb. ι besitzt die Vorrichtung einen ίο Kolben ι mit einer Anode 2, einer Kathode 3 und einer Füllung aus einatomigem Gas, wie Argon, oder einem Gemisch derartiger Gase. Die Anode 2, die einen aus Thorium bestehenden Kopf 6 aufweist, wird getragen von einem ig Draht 4 aus Nickel oder sonstigem geeignetem Stoff, der in den Quetschfuß 5 der Vorrichtung eingeschmolzen ist; gegebenenfalls können Anode 2 und Draht 4 vollständig aus Thorium bestehen.

Die Kathode 3 besteht aus einem zylindrischen Blech, das konzentrisch zur Anode angeordnet und vom Quetschfuß aus durch Drähte 7, 8 abgestützt ist. Die Kathode kann in an sich bekannter Weise entweder aus Eisen oder Molybdän gebildet sein. Eine gewisse Menge 9 des unter dem Namen Mischmetall bekannten, Gasverunreinigungen absorbierenden Metalls ist an der Kathode 3 durch Anschweißen befestigt. Das Mischmetall kann aber auch, wie dargestellt, an der plattenförmigen Elektrode durch einen aus dem Metallblech ausgepreßten Bügel festgehalten werden. Anode und Kathode weisen Einführungsleiter 11 und 12 auf, die einerseits mit dem Draht 4 bzw. dem Kathodentragdraht 7 und anderseits mit den Steckkontakten 13,14 des Sockels 15 verbunden sind. Zur Erleichterung der Ingangsetzung der Entladung ragt ein Vorsprung in Gestalt eines Drahtes 16 von der Kathode 3 aus bis dicht an die Anode 2 heran.

Die Röhre wird zweckmäßig mit Argon bei einem Druck von etwa 5 bis 7 mm Quecksilber gefüllt. Es können aber auch andere einatomige Gase oder Gasgemische verwendet werden. Dies hängt von der erstrebten Charakteristik der Röhre ab.

Nach Füllen mit Gas und Zuschmelzen ist es erforderlich, die Vorrichtung, wie üblich, einem Vorbehandlungsverfahren auszusetzen, um die Anlaß- und Betriebscharakteristiken zu entwickeln. Die Behandlung besteht vorzugsweise darin, daß man die Vorrichtung an einem 220-Volt-Wechselstrom mit einem Schutzwiderstand in Reihe für etwa 10 bis 20 Minuten behandelt und dann die Vorrichtung etwa eine halbe Stunde lang an einem iio-Volt-Wechselstrom reifen läßt. Selbstverständlich kann das Reifungsverfahren innerhalb weiter Grenzen geändert werden.

Bei der Einrichtung nach Abb. 2 besitzt die Vorrichtung einen Kolben 1 mit einem Paar Anoden 2' und 3', einer Kathode 4' und einer Füllung eines einatomigen Gases, wie Helium, Argon oder Neon, bzw. eines Gemisches solcher Gase. Die Anoden 2' und 3' aus Thorium sitzen auf Tragdrähten 5' aus Nickel 0. dgl. geeignetem Metall, die an Einführungsleitern 6' und 7' befestigt sind, die sich im Quetschfuß 8' eingeschmolzen finden. Die Nickeltragdrähte treten in eine Öffnung in der Anode, und die Anode wird um die Stützdrähte so herumgepreßt, daß eine Reibungsverbindung besteht. Um die Entladung auf die Anoden zu beschränken, sind die Tragdrähte von sehr feuerfesten Isolierhülsen 9' eingeschlossen, die vorzugsweise aus natürlichem oder künstlichem Lavastein bestehen. Eine Glasröhre io', die an dem Quetschfuß angeschmolzen ist, ragt in eine Aussparung ii' im unteren Ende der Isolierhülse g' und trägt zu ihrer Abstützung bei.

Die Kathode 4' ist zylindrisch und besteht vorzugsweise aus einem schwer schmelzenden Metall wie Molybdän. Die Anoden 2' und 3' können außerhalb der Kathode angebracht sein statt, wie dargestellt, in ihrem Innern; aber dadurch, daß man die Kathode um die Anoden herumlegt, kann sie näher an den Quetschfuß und die an sie angeschweißten Stützdrähte 12' und 13' herangebracht werden. Der Draht 12' ist mit einem Einführungsleiter 14' zur Stromzufuhr verbunden. Die Einführungsleiter 6', 7' und 14' sind mit den Steckern 15' und 16', 17 im Röhrensockel 18 verbunden.

Ein Stück 19 aus Mischmetall oder einem sonstigen Metall der Cergruppe der seltenen Erdmetalle ist an der Kathode durch einen Bügel 20 befestigt, der an das Äußere der Kathode angeschweißt ist. Während der Evakuierung wird die Kathode in an sich bekannter Weise durch Hochfrequenzinduktionsströme zwecks Austreibung okkludierter Gase erhitzt, und während dieser Hitzebehandlung wird das Mischmetall verdampft und legt sich als dünnes Häutchen auf den Glaskolben auf. Dieser dünne Niederschlag von Mischmetall hilft zur Reinhaltung der Gasfüllung während der gesamten Lebensdauer der Vorrichtung.

Die Hülle wird mit einem einatomigen Gas, ζ. B. Helium, bei einem Druck von 5 bis 20 mm gefüllt.

Nach Fertigstellung sollte die Vorrichtung gereift werden, um die verlangte Anlaß- und Betriebskennlinie zu entwickeln.

Um den Spannungsabfall bei den beschriebenen und in den Abbildungen gezeigten Entladungsröhren zu vermindern, wird in.an sich bekannter Weise ein Erdalkali- oder ein Alkalimetall, ζ. B. Barium, als dünner Überzug auf die Kathode während der Herstellung der Röhre aufgebracht. Um diesen Überzug während der lao gesamten Lebensdauer der Vorrichtung aufrechtzuerhalten, ist es wesentlich, eine Vorrats-

quelle derartigen Metalls in der Vorrichtung zu haben und davon ständig zur Kathodenoberfläche während des Betriebes als Gleichrichter zu liefern. Ein bloßes Überziehen der Kathode mit derartigem Metall ist, wie schon eingangs gesagt, nicht ausreichend, weil es rasch abdampft und nicht langer zur Verfügung steht. Um demnach eine Nachschubquelle dieses Metalls zu haben, werden die Anoden 2 und 3 mit einem Salz des betreffenden Erdalkali- oder Alkalimetalls behandelt, das verhältnismäßig geringen Dampfdruck aufweist und chemisch nicht so aktiv ist, wie z. B. mit Bariumnitrat, das während der Reifung wahrscheinlich in Oxyd verwandelt wird. Das Metallsalz reagiert während des Betriebes der Vorrichtung langsam mit dem Thorium, so daß Bariummetall frei wird. Dieses Barium wird durch die Entladung verdampft und ständig der Kathode in einer den Betriebsverhältnissen entsprechenden Menge zugeführt. Die Reaktion der Verbindung mit Thorium ist langsam, so daß die Verbindung während der normalen Lebensdauer der Vorrichtung nicht völlig verbraucht wird. Die Vorrichtung der Abb. 2 ist insbesondere als as Gleichrichter entwickelt worden, der Rundfunkempfängern Anodenstrom durch die sogenannten batterielosen Apparate liefert.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Edelgasgefüllte Entladungsröhre mit kalter Kathode und einer oder mehreren Anoden, bei der ein Niederschlag elektropositiven Metalls auf der Kathode vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf die aus Thorium bestehende Anode ein Vorrat an elektropositivem Metall für die Kathode in Form eines Salzes des betreffenden Metalls aufgebracht ist, das durch die Thoriumanode unter Einwirkung der Entladung reduziert und sodann durch die Entladung auf die Kathode transportiert wird.

2. Röhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode mit Bariumnitrat überzogen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen