DE611788C

DE611788C - Process for the production of electrode leads for vacuum vessels with metal walls, in particular mercury vapor rectifiers

Info

Publication number: DE611788C
Application number: DEA58914D
Authority: DE
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1928-09-05
Filing date: 1929-08-31
Publication date: 1935-04-06

Description

Verfahren zur Herstellung von Elektrodeneinführungen für Vakuumgefäße mit Metallwandung, insbesondere Quecksilberdampfgleichrichter Insbesondere bei Metalldampfgleichrichtern mit Metallwandung besteht die Schwierigkeit, eine gasdichte Verbindung zwischen der Anodenzuleitung, dem Metallgehäuse und dem zwischen ihnen angeordneten Isolator aufrechtzuerhalten. Die wiederholten Temperaturänderungen, die durch den Wechsel zwischen dem Betriebs- und dem Ruhezustand hervorgerufen werden, als auch Temperaturänderungen während des Betriebes haben eine ungleiche Ausdehnung und Zusammenziehung der Metall- und Isolierteile der Dichtung zur Folge, wodurch Undichtigkeiten auftreten können.Process for the production of electrode entries for vacuum vessels with metal wall, in particular mercury vapor rectifier, especially in the case of metal vapor rectifiers with metal wall there is the difficulty of creating a gas-tight connection between the anode lead, the metal housing and the insulator arranged between them maintain. The repeated temperature changes caused by the change caused between the operating and the idle state, as well as temperature changes during operation have an uneven expansion and contraction of the metal and insulating parts of the seal result, whereby leaks can occur.

Es sind bereits Elektrodeneinführungen für Vakuumentladungsgefäße, insbesondere Quecksilberdampfgleichrichter, mit Metallwandung bekannt, bei denen ein von dein Elektrodenschaft und von einer mit -der Gefäßwand verbundenen Hülse gebildeter Ringraum mit einer glasartigen, bei Abkühlung erstarrenden, isolierenden Dichtungsmasse ausgegossen und in die Dichtungsmasse ein zusätzlicher, den Elektradenschaft umhüllender Metallteil eingebettet ist.There are already electrode entries for vacuum discharge vessels, in particular mercury vapor rectifier, known with a metal wall, in which one of the electrode shaft and one of the sleeve connected to the vessel wall formed annular space with a glass-like, insulating, solidifying on cooling Sealing compound poured out and an additional one, the electric shaft, in the sealing compound enveloping metal part is embedded.

Die Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für Elektrodeneinführungen dieser Art, das eine besonders vakuumdichte, beanspruchungsfähige und dauerhafte Verbindung zwischen dem Elektrodenschaft und, der Metallwandung des Vakuumgefäßes erzielen läßt; und zwar wird gemäß der Erfindung bei der Herstellung der Elektrodeneinführung in der Weise verfahren, daß der Ringraum zunächst mit Dichtungsmasse ausgefüllt und dann in die in plastischen Zustand versetzte Dichtungsmasse von oben her ein metallischer, den Elektrodenschaft umgebender Zylinder einer solchen Wandstärke hineingepreßt wird, daß er die Dichtungsmasse in Vertiefungen, Aussparungen und Oberflächenunebenheiten hineindrückt. Zweckmäßig wird dabei der zusätzliche, zylindrische Metallteil so ,gewählt, daß er mit seinem oberen Teil den Elektrodenschaft eng umschließt und auf ihm aufsitzt, an seinem unteren, dem Ringraum zugekehrten Ende dagegen einen größeren Innendurchmesser besitzt, so daß er hier mit dem Elektrodenschaft einen Spalt bildet. An seinem oberen, dem Ringraum abgekehrten Ende wird der zusätzliche in die Dichtungsmasse eingedrückte Metallteil, der vorzugsweise aus einer hochprozentigen Chromlegierung besteht, mit dem Elektrodenschaft gasdicht verbunden, vorzugsweise verschweißt. Es ist, wie schon eingangs gesagt, bereits bekanntgeworden, zur vakuumdichten, isolierenden Verbindung von Metallteilen an Stelle von Asbest- oder Flüssigkeitsdichtungen zwischen den zu verbindenden Teilen eine glasartige Dichtungsmasse vorzusehen. Bei der Herstellung der bekannten Einführungen wurde jedoch grundsätzlich anders vorgegangen. Es wurde dort so verfahren, daß die parallel oder konzentrisch liegenden Metallteile unter Druck auf die plastische Glasschicht aufgebracht wurden, und zwar unter einem Druck in Richtung senkrecht zur Fläche der aus der Glasmasse bestehenden Schicht, nach innen hin, der im Sinne einer Verringerung der Schichtdecke wirkt. Beispielsweise hat man den notwendigen Druck bei der Verbindung konzentrischer Metallteile durch Ziehen und Strecken des äußeren Metallzylinders hergestellt. Es handelte sich dabei um verhältnismäßig sehr dünne Glasschichten.The invention relates to a manufacturing method for electrode introductions of this type, which is particularly vacuum-tight, tough and durable Connection between the electrode shaft and the metal wall of the vacuum vessel can be achieved; namely, according to the invention in the manufacture of the electrode insertion proceed in such a way that the annulus is first filled with sealing compound and then into the plasticized sealant from above metallic cylinder of such a wall thickness surrounding the electrode shaft is pressed in that he has the sealant in depressions, recesses and Pressing in surface unevenness. The additional, cylindrical one is useful here Metal part chosen so that it tightly encloses the electrode shaft with its upper part and sits on it, on the other hand one at its lower end facing the annular space has a larger inner diameter, so that it has one here with the electrode shaft Gap forms. At its upper end facing away from the annular space, the additional Metal part pressed into the sealant, which is preferably made of a high-percentage Chromium alloy is made, preferably connected to the electrode shaft in a gas-tight manner welded. As I said at the beginning, it has already become known for the vacuum-tight, insulating connection of metal parts instead of asbestos or liquid seals between the parts to be connected are glass-like Provide sealing compound. In the manufacture of the known introductions was however, proceeded fundamentally differently. It was done there in such a way that the parallel or concentric metal parts under pressure on the plastic glass layer were applied, under a pressure in the direction perpendicular to the surface the layer consisting of the glass mass, towards the inside, in the sense of a reduction the layered ceiling works. For example, you have the necessary pressure when connecting concentric metal parts by pulling and stretching the outer metal cylinder manufactured. These were relatively very thin layers of glass.

Gegenüber allen diesen bekannten Anordnungen und Verfahren ermöglicht das Verfahren gemäß der Erfindung, den Abstand zwischen Hülse und Elektrodenschaft als Ganzes unverändert zu erhalten; durch den eindringenden Kern wird ein inniger Kontakt und ein Eindrücken der glasartigen Masse in die Poren der sie umgebenden Metallteile bzw. in die an ihnen vorgesehenen Vertiefungen oder Aussparungen bewirkt. Die fertiggestellte Elektrodeneinführung ist daher imstande, beträchtliche Wärmebeanspruchungen ohne weiteres und unbeschadet standzuhalten. Die Dichtungsmasse in dem Ringraum steht in radialer Richtung nach außen hin unter Druck, so daß bei Erwärmungen oder Abkühlungen die Teilchen der Masse nach Art eines Puffers wechselseitig aufeinanderdrücken und der vakuumdichte Abschluß gesichert bleibt.Compared to all of these known arrangements and methods the method according to the invention, the distance between the sleeve and the electrode shaft to be kept unchanged as a whole; through the penetrating core becomes an intimate one Contact and pressing of the vitreous mass into the pores of the surrounding area Metal parts or in the recesses or recesses provided on them causes. The completed electrode insertion is therefore able to withstand considerable thermal stresses to withstand without further ado and undamaged. The sealant in the annulus is in the radial direction to the outside under pressure, so that when heated or Cooling press the particles of the mass alternately on top of each other like a buffer and the vacuum-tight seal is ensured.

Besonders günstig gestalten sich die Druckverhältnisse, wenn .der einzudrückende Zylinder an seinem dem Ringraum zugekehrten Ende im Sinne einer Vergrößerung seines inneren Durchmessers abgesetzt ist. Die besonders vorteilhafte Wirkung ergibt sich bei dieser Ausbildung dadurch, daß sozusagen zwei konzentrische, von der Dichtungsmasse erfüllte Ringräume den luftdichten Abschluß übernehmen.The pressure conditions are particularly favorable if .der cylinder to be pressed in at its end facing the annular space in the sense of an enlargement its inner diameter is offset. The particularly beneficial effect results in this training in that, so to speak, two concentric, of the sealant filled annular spaces take over the airtight seal.

Als Dichtungsmasse wird beidem Herstellungsverfahren gemäß der Erfindung für die Elektrodeneinführungen vorzugsweise eine Mischung von Glimmer - und einem glasartigen Bindemittel, beispielsweise Glas, verwendet. Derartige Mischungen besitzen eine besondere Zähigkeit und können gewisse, verhältnismäßig große Dehnungen ausführen, ohne brüchig zu werden. In der Abbildung ist ein Ausführungsbeispiel einer nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellten Elektrodeneinführung dargestellt.As a sealant in the production method according to the invention a mixture of mica - and one - preferably for the electrode entries vitreous binders, such as glass, are used. Have such mixtures a special toughness and can carry out certain, relatively large stretches, without becoming brittle. In the figure, an embodiment is one after the method according to the invention produced electrode insertion shown.

Mit z ist ein Teil des im Querschnitt dargestellten Metallgehäuses eines Quecksilberdampfgleichrichters bezeichnet. Die Anode a wird durch einen Bolzen g getragen, der seinerseits in dem Anodenschaft 4 befestigt ist. Der Schaft 4 ist von der isolierenden Dichtungsmasse 5 umgeben, welche zweckmäßig aus einer Mischung von Glimmer und einem glasartigen Bindemittel, beispielsweise Glas, besteht. Die Isoliermasse 5 und der Schaft 4 sind von einer Hülse 6 umgeben, welche mittels eines Flansches 7 mit dem Metallgehäuse i verbunden wird. Bei der I3erstellung der Einführung wird in den Raum zwischen,dem Schaft 4 und der Hülse 6 so viel Isoliermasse 5 hineingebracht, daß dieser Raum vollständig ausgefüllt ist und ein Teil des Isoliermaterials noch über die obere Kante der Hülse 6 hinausragt. Das Ganze wird dann erhitzt, bis die Isoliermasse 5 plastisch wird. Darauf wird ein Zylinder 8, welcher aus einer gegen Korrosion sehr widerstandsfähigen Legierung, zweckmäßig aus einer hochprozentigen Chromlegierung, besteht, von oben her in die Isoliermasse gedrückt, so daß er in diese eintaucht, aber die Isolation nicht ganz durchstößt. Der Zylinder 8 ist an seinem unteren Ende derart ausgebildet, daß er in der zwischen dem Schaft 4 und der Hülse 6 befindlichen Isoliermasse eingebettet wird, und er hat eine solche Wandstärke, daß .durch ihn das Isoliermaterial s so gepreßt wird, daß es in enge Berührung mit den Oberflächen 4 und 6 kommt. Der relativ lange obere Teil des Zylinders 8 besitzt einen inneren Durchmesser, der kleiner ist als .der Innendurchmesser des unteren Teiles, und zwar so klein, daß der Zylinder im oberen Teil fest an dem Schaft, mit dem er an seinem oberen Ende verschweißt ist, anliegt. Auf diese Weise ist zwischen 4 und .8 eine gasdichte Tasche gebildet, so daß eine an der Oberfläche von 4 auftretende Undichtigkeit sich erst über die beiden Flächen des Zylinders 8 fortsetzen muß, bevor die Außenluft erreicht ist. Die Länge des am Schaft 4 anliegenden Teiles des Zylinders 8 im Verhältnis zu der ganzen Länge des Zylinders kann in geeigneter Weise verändert werden, um den jeweils erforderlichen Druck auf das Isoliermaterial 5 zu er-. halten.With z is part of the metal housing shown in cross section of a mercury vapor rectifier. The anode a is secured by a bolt g, which in turn is fastened in the anode shaft 4. The shaft 4 is surrounded by the insulating sealant 5, which is expediently made of a mixture of mica and a vitreous binder, for example glass. the Insulating compound 5 and the shaft 4 are surrounded by a sleeve 6, which by means of a Flange 7 is connected to the metal housing i. When creating the introduction so much insulating compound 5 is introduced into the space between the shaft 4 and the sleeve 6, that this space is completely filled and some of the insulating material is still protrudes over the upper edge of the sleeve 6. The whole thing is then heated until the Insulating compound 5 becomes plastic. Then a cylinder 8, which consists of a counter Corrosion very resistant alloy, expediently made of a high percentage Chrome alloy, is pressed from above into the insulating compound, so that it is in this is immersed, but does not completely penetrate the insulation. The cylinder 8 is on its lower end designed such that it is in the between the shaft 4 and the sleeve 6 located insulating compound is embedded, and it has such a wall thickness, that .by him the insulating material s is pressed so that it is in close contact with surfaces 4 and 6. The relatively long upper part of the cylinder 8 has an inner diameter smaller than the inner diameter of the lower one Part, so small that the cylinder in the upper part firmly on the shaft with which it is welded at its upper end, rests. This way is between 4 and .8 a gas-tight pocket is formed so that a The leak must first continue over the two surfaces of the cylinder 8, before the outside air is reached. The length of the part of the Cylinder 8 in proportion to the entire length of the cylinder can be used in a suitable manner can be changed to the required pressure on the insulating material 5 to er. keep.

Die Hülse 6, welche mit der Außenluft in Verbindung steht, unterliegt bedeutend weniger Temperaturänderungen als der Anodenschaft. Die Möglichkeit, daß auf ihrer Innenfläche eine Undichtigkeit entsteht, ist dafier bedeutend kleiner als die Möglichkeit, daß eine solche Undichtigkeit längs des Anodenschaftes auftritt, und es sind daher nicht so große Vorsichtsmaßregeln erforderlich wie bei der Abdichtung des Schaftes. Der Zylinder 8 bringt das Isoliermaterial 5 in genügend innige Berührung mit den Rippen auf der inneren Fläche der Hülse 6, so daß auch hier Undichtigkeiten vermieden «.erden.The sleeve 6, which is in communication with the outside air, is subject significantly less temperature changes than the anode shaft. The possibility that there is a leak on its inner surface significant less than the possibility of such a leak along the anode shaft occurs, and therefore not so great a precautionary measure are required as in the sealing of the shaft. The cylinder 8 brings the insulating material 5 in enough intimate contact with the ribs on the inner surface of the sleeve 6, so that too here leaks avoided «.

Zur Kühlung des Schaftes 4 wird eine Kühlflüssigkeit in ihm zum Zirkulieren gebracht. Zu diesem Zweck ist der Schaft mit einer Bohrung 9 versehen. Oberhalb dieser Bohrung ist mittels eines Flansches ii ein Behälter io befestigt und eine Öffnung im Boden des Behälters io steht mit der Bohrung 9 in Verbindung. Eine Röhre 12, deren äußerer Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser der Bohrung 9, ist so angebracht, daß ihre untere Öffnung in der Nähe des unteren Endes der Bohrung 9 liegt, während ihre obere Öffnung im Behälter io liegt. Der Behälter io wird mit Kühlflüssigkeit, zweckmäßig Wasser, so weit gefüllt, daß der Wasserspiegel über dem oberen Ende der Röhre i2 liegt. Während des Betriebes findet ein selbsttätiger Umlauf der Flüssigkeit statt, und zwar von oben nach unten entlang den Wänden der Bohrung und von unten nach oben durch die Röhre 12.To cool the shaft 4, a cooling liquid is circulated in it brought. The shaft is provided with a bore 9 for this purpose. Above this bore is attached to a container io by means of a flange ii and a Opening in the bottom of the container io communicates with the bore 9. One tube 12, the outer diameter of which is smaller than the diameter of the bore 9, is mounted so that its lower opening is near the lower end of the bore 9 lies, while its upper opening lies in the container io. The container io is with Cooling liquid, expediently water, filled so far that the water level is above the top of the tube i2. During operation there is an automatic Circulation of the liquid takes place, from top to bottom along the walls of the Bore and from the bottom up through the tube 12.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the production of lead-ins for electrodes, for vacuum vessels with metal walls, especially mercury vapor rectifiers, in which one of the electrode shaft and one connected to the vessel wall Sleeve formed annulus with a glass-like, insulating, solidifying on cooling Sealing compound poured out and an additional, the electrode shaft, in the sealing compound enveloping metal part is embedded, characterized in that the annular space first filled with sealing compound and then put into the plastic state A metallic sealing compound surrounding the electrode shaft (4) from above Cylinder (8) is pressed in such a wall thickness that it holds the sealant in Depressions, recesses and surface irregularities.

2. Procedure according to claim i, characterized by the use of an in the annular space or the sealing compound to be pressed in, tightly enclosing the electrode shaft (4) Cylinder (8) with the end facing the annular space in the sense of an enlargement offset inner diameter.

3. The method according to claim 2, characterized in that that the pressed into the sealant cylinder facing away from the annular space End is connected to the electrode shaft in a gas-tight manner, preferably welded.

4. The method according to claim i or the following, characterized by the use of roughened or protruding surfaces for the sealing compound related parts.

5. The method according to claim i or the following, characterized by using a cylinder to be pressed into the sealant from a preferably high-percentage chrome alloy.

6. The method according to claim i or the following, characterized in that a mixture of mica is used as a sealing compound and a vitreous binder such as glass is used.