DE612692C

DE612692C - Entladungsroehre fuer hohe Spannungen

Info

Publication number: DE612692C
Application number: DES98835D
Authority: DE
Inventors: Dr Theodor Zimmer
Original assignee: Siemens Reiniger Werke AG
Current assignee: Siemens Reiniger Werke AG
Priority date: 1931-05-23
Filing date: 1931-05-23
Publication date: 1935-05-02
Also published as: NL35846C

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 2. MAI 1935

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21g GRUPPE 13 oi

S ₉8835

Tag der Bekanntmachung über die Erteilung des Patents: 4. April

Siemens-Reiniger-Werke Akt.-Ges. in Berlin*) Entladungsröhre für hohe Spannungen

Patentiert im Deutschen Reiche vom 23. Mai 1931 ab

Bei Hochspannungsentladungsröhren besteht der Glashohlkörper in der Regel, wie es in der Abb. 1 bei einer Röntgenröhre beispielsweise dargestellt ist, aus einem kugel-S förmigen oder nahezu kugelförmigen Mittelteil i, an den sich die zylindrischen Glasrohre 2,3 (Röhrenhälse) anschließen, durch welche die Elektroden 4, 5 eingeführt sind. Bei solchen Röhren treten, insbesondere beim Betrieb mit hohen Spannungen, häufig elektrische Durchschläge an dem kugelförmigen Glasteil; etwa an der mit 6 bezeichneten Stelle, auf.

Nach der herrschenden Ansicht besteht die Ursache für diese Durchschläge darin, daß die Glaswandung in der Nähe des Entladungsraumes durch Elektronen, die entweder von der Kathode (vagabundierende Elektronen) oder von der Anode (reflektierte Primärelek-

ao tronen und Sekundärelektronen) ausgehen, auf hohes negatives Potential aufgeladen wird. Diese Durchschlage treten auch bei Röntgenröhren auf, bei denen, wie es bereits vorgeschlagen worden ist, die Glaswandung dem Verlauf der elektrischen Feldlinien angepaßt ist, da nicht das elektrische Feld an sich, sondern die auf der Glaswandung erzeugten Ladungen diese Durchschläge hervorrufen.

Um diese Beschädigungen zu vermeiden, wurde bereits vorgeschlagen, in der Röhre Schutzschirme anzubringen, durch welche die Glaswandung vor Elektronenaufprall geschützt wird. Diese Maßnahme hat jedoch keinen vollen Erfolg gebracht. Auch nach Anbringen dieser Schutzschirme sind noch Durchschläge der Glaswandung aufgetreten. Sie lagen in der Regel in jener Zone, in welcher der kugelförmige Mittelteil in den zylindrischen Hals übergeht, etwa an der Stelle 7.

Diese Durchschläge lassen sich folgendermaßen erklären.

Bei den Hochvakuumentladungsröhren, bei denen, etwa durch Anbringung von Schutzschirmen oder anderen geeigneten Mitteln, dafür Sorge getragen ist, daß die Wandung des Glashohlkörpers nicht auf hohes negatives Potential aufgeladen werden kann, verteilt sich der zwischen den Röhrenenden herrsehende Potentialabfall nach dem Ohmschen Gesetz annähernd gleichmäßig über den Glashohlkörper, da dieser bzw. die umgebende, meist ionisierte Luft einen hohen elektrischen Widerstand darstellt. Die durch die Röhrenhalse eingeführten Elektroden befinden sich auf vollem positiven bzw. auf vollem negativen'Potential. Bilden Elektrode und Röhrenhals, wie dies bei der in der Abb. 1 dargestellten Entladungsröhre der Fall ist, gleichachsige Zylinder, so nimmt die Poten- ' tialdifferenz zwischen der Elektrode und der

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden;

Dr. Theodor Zimmer in Ruäolstadt, Thür.

Glaswandung des Röhrenhalses mit der Entfernung vom Röhrenende zu. Es herrscht demnach in der Nähe der Stelle 7, wo der Röhrenhals in den kugelförmigen Teil übergeht, eine hohe elektrische Feldstärke, welche insbesondere bei Röhren für sehr hohe Spannungen (über 200 kV) zu autoelektronischen Entladungen führt. Durch diese autoelektronischen Entladungen wird die Glaswandung an eng begrenzten Stellen auf hohes Potential aufgeladen und erhitzt, was zu den bereits erwähnten Zerstörungen führt.

Gemäß der Erfindung werden diese Beschädigungen dadurch vermieden, daß der Röhrenhals die zylindrische Elektrode nicht zylindrisch umgibt, sondern sich nach der Röhrenmitte zu konisch erweitert, so daß entsprechend der zunehmenden Potentialdifferenz zwischen Elektrode und Glaswandung sich auch der Abstand entsprechend vergrößert, und zwar in dem Maße, daß der Potentialgradient in jeder Entfernung vom Röhrenende annähernd den gleichen Wert hat. Die höchstzulässige Feldstärke beträgt —· abhängig vom Material — etwa 50 kV/cm bis 100 kV/cm.

Ein Ausführungsbeispiel einer Röntgenröhre gemäß der Erfindung ist in der Abb. 2 schematisch dargestellt.

Der Glashohlkörper 1 hat annähernd die Form zweier mit der Grundfläche aneinandergesetzter Hohlkegel, an deren Spitzen die Elektroden 4, 5 eingeführt sind. Durch einen an der Kathode 4 befestigten Schirm 8 wird die Glaswand vor den von der Kathode oder vom Brennfleck ausgehenden Elektronen geschützt. An Stelle des Schirmes 8 können auch andere an sich bekannte Anordnungen, z. B. an der Antikathode befestigte Hauben oder mit keiner der Elektroden verbundene Schutzschirme aus leitendem oder nicht leitendem Material, verwendet werden.

Wie sich aus dem im vorstehenden erwähnten physikalischen Zusammenhang ergibt, hat der Gegenstand der Erfindung bei Röntgenröhren besondere Bedeutung für die Kathodenseite, da auf dieser Seite die autoelektronischen Entladungen von der Elektrode ausgehen und die Glaswandung treffen. An der Antikathodenseite ist er dann von Bedeutung, wenn die Röntgenröhre mit Wechselspannung betrieben werden soll, da in diesem Fall in der Sperrperiode die Antikathode negativ gegenüber der Glaswandung ist, so daß von ihr autoelektronische Entladungen ausgehen können.

In der Abb. 3 ist ein. eine Hochvakuumventilröhre betreffendes Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung dargestellt.

Bei solchen Ventilröhren ist vor allem die Ausbildung der Anodenseite gemäß der Erfindung von Wichtigkeit, da hier in der Sperrperiode dieselben Verhältnisse vorliegen wie bei der obenerwähnten, mit Wechselspannung betriebenen Röntgenröhre. Aber auch an der Kathodenseite.können von der Glaswandung ausgehende autoelektronische Entladungen auftreten, die ebenfalls zerstörend wirken.

Je nach der Zweckbestimmung von Entladungsröhren können also beide Seiten oder auch nur eine Seite der Entladungsröhren gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet werden.

Der Gegenstand der Erfindung kann auch bei anderen Röhrenarten als der abgebildeten, z. B. bei Vakuumentladungsröhren mit teilweise metallener Außenwand, Verwendung finden.

Claims

Patentanspruch:

Entladungsröhre für hohe Spannungen mit einer Vorrichtung zum Schutz ihrer Gl as wandung vor Aufladung durch Elektronen, dadurch gekennzeichnet, daß der Glashohlkörper von mindestens der Zuführungssteile derjenigen Elektrode an, die gegenüber der anderen Elektrode ein hohes negatives Potential aufweist, ungefähr proportional mit dem Abstand von dieser Einführungsstelle sich zu einem durch die Betriebsspannung der Röhre bedingten Durchmesser erweitert.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen