DE621137C - Elektrisches Entladungsgefaess mit Gluehkathode und Gas- oder Dampffuellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Ausbildung von Glühkathoden bei elektrischen Entladungsgefäßen mit Gas- oder Dampffüllung, bei welchen die Kathode einem Ionenbombardement ausgesetzt ist. Um die Elektronenemission von Glühkathoden zu vermehren, versieht man die Kathodenoberfläche bekanntlich mit einem Überzug von alkalischen Erden. Derartige Kathoden haben in kleineren Entladungsgefäßen beispielsweise die Form von mit dem Material überzogenen Drähten und in größeren Entladungsgefäßen, z. B. in Großgleichrichtern u. dgl., die Form indirekt geheizter Großflächenkathoden. Bei den letzteren benutzt man vorzugsweise einen Zylinder, der leine drahtförmige Heizvorrichtung enthält. Diese Zylinder sind an ihrem Umfang oft mit radial abstehenden Scheiben versehen, die mit einer Barium enthaltenden

ao Verbindung bedeckt sind.

Wenn derartige Kathoden in gasgefüllten Entladungsgefäßen für hohe Stromstärken benutzt werden und einem starken Ionenbombardement ausgesetzt sind, so wird der Überzug beschädigt und geht bei längerer Benutzung des Entladungsgefäßes verloren. Die Bedeckung ist normalerweise dünn und zu schwach, um außer der normalen Abnutzung durch die Elektronenemission noch einem stärkeren Ionenbombardement widerstehen zu können. .

Die Erfindung betrifft demgegenüber eine Glühkathode, die einen praktisch unbegrenzten Vorrat an elektronenemittierender Substanz besitzt. Die Lebensdauer der Kathode ist auf diese Weise wesentlich erhöht. Außerdem besitzt die erfindungsgemäße Kathode den Vorteil einer wesentlich besseren Verbindung zwischen dem die alkalische Erde enthaltenden Material und dem Metallteil, der als Träger dieses Materials dient. Die letzterwähnte Eigenschaft ist insbesondere vom Standpunkt des Wirkungsgrades der Elektronenemission wesentlich, da die Verbindungsstelle zwischen dem Trägermetall und der aktiven Substanz bis zu einem gewissen Grade als Elektronenquelle betrachtet werden muß, so daß bei enger Verbindimg zwischen diesen Elementen die Emission hoch ist. Diese Vorteile werden erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der elektronenemittierende Teil der Kathode ein aus mehreren Ringschieiben aus elektroaktivem Material, die unter Zwischenfügung von metallischen Zwistihenringscheiben aufeinandergelegt sind, gebildeter hohlzylindrischer Körper ist, dessen Außen- oder Innenfläche der Entladung als Ansatz dient. In dem von den Ringscheiben

gebildeten zentralzylindriscnen. Hohlraum befindet sich zweckmäßig der Heizkörper zur indirekten Beheizung der Kathode. Die Kathode ist so gebaut, daß die Tiefe der aktiven Schicht sehr groß ist. Das aktive Material liegt vollkommen dem Trägiermetall an, so daß der Übergangswiderstand gering ist.

Die Erfindung soll näher an Hand der in den Abbildungen dargestellten Ausfüh- \ ίο rungsbeispiele !erklärt werden. In diesen Abbildungen ist Abb. ι ein Schnitt durch eine besondere geeignete Form der erfindungsgemäßen Kathode, und die Abb. 2,3 und 4 zeigen Abarten dieser Kathodenbauart. Tn der Abb. 1 zeigt 1 'ein metallisches, zylindrisches Rohr, in dem sich eine drahtförmige Heizvorrichtung 2 aus Wolfram befindet, die in irgendeiner geeigneten Weise befestigt ist. Die Enden dieses Rohres 1 sind durch Kappen 3 geschlossen, die Flanschen tragen und an dem Rohr f mittels Nieten 4 befestigt sind. Der Raum zwischen den einander gegenüberliegenden Flanschen , der Kappen 3 ist mit mehreren Metallscheiben 5, vorzugsweise aus Nickel, ausgefüllt, bei denen sich zwischen je zwei Scheiben eine Schicht von alkalischer Erde 6 befindet, beispielsweise eine Bariumverbindung. Diese Schicht 6 kann dadurch gebildet werden, daß jede Scheibe 5 mehrmals in eine wäßrige Lösung von Bariumcarbonat hineingetaucht und getrocknet wird, bis die Scheibe auf beiden Seiten genügend stark bedeckt ist. Die derart behandelten Scheiben sind auf den Metallzylinder 1 aufgeschoben und gegeneinandergepreßt. Sie werden durch die Flanschen der Kapp'en, die an den Zylinder angenietet werden, dauernd festgehalten. Ein mit solcher Kathode ausgestattetes Entladungsgefäß kann dazu dienen, elektrische Ströme gleichzurichten oder zu verstärken. Wenn der Draht 2 durch irgendein äußeres Mittel (nicht gezeichnet) geheizt wird, so erwärmt die ausgestrahlte Wärme den Zylinder 1. Die Wärme wird durch das Metall hindurch nach außen geleitet, so daß an der äußeren Oberfläche der Kathode Elektronen emittiert werden. Wenn die äußere Oberfläche des zusammengesetzten Zylinders beschädigt wird, entweder durch die normalen Angriffe der Elektronenemission oder durch das Ionenbombprdement, ist 'ein großer Vorrat frisch emittierenden Materials vorhanden. Das Ionenbombardement der Entladung trifft auf die äußere Oberfläche der Kathode auf und kann zwischen die verschiedenen Bedeckungen nicht eindringen, da diese Schichten eng aufeinandergepreßt sind. Außerdem tritt durch' das Zusammenpressen eine Vereinigung der Erdalkalischichten ein, die weiterhin die Glieder zu einer einheitlichen Masse zusammenfügt.

Die enge Berührung zwischen Nickel und Bariumverbindung erstreckt sich über den ganzen Zylinder.

Die Abb. 2 zeigt eine erfindungsgemäße ⁵S-Kathode, bei der die abwechselnden Schichten von Nickel und alkalischer Erde innerhalb " des Metallzylinders angeordnet sind. Die Kappen 3 sind mit nach innen reichenden Flanschen versehen, um die Schichten zu einem einheitlichen Glied© zusammenzufassen. In der mittleren Öffnung der Kathode ist zweckmäßig 'eine Heizung vorgesehen. Die an der inneren Oberfläche austretenden Elektronen entweichen durch das Ende der Kathode.

Die Abb. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kathode. Die Scheiben besitzen ringförmige konzentrische Ausbeulungen, so daß zwischen ihnen mehr aktives Material untergebracht werden kann als bei den flachen Scheiben.

Die Abb. 4 zeigt eine Scheibenform, bei der die Räume zwischen den Metallscheiben noch mehr aktives Material enthalten können und die alkalische Erde eine größere Tiefe besitzt. ⁸S

Es wäre leicht, die Anzahl der Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Einrichtung beliebig zu vermehren. Bei den angeführten Beispielen sind die Scheiben auf ■eimer oder auf beiden Seiten mit aktivem Material bedeckt und fest zwischen den beiden Endplatten des Metallzylinders 1 befestigt oder in irgendeiner anderen Weise zu einem starren Körper verbunden, dessen Temperatur in bekannter Weise zur Erhöhung der Elektronenabgabe erhöht wird.

Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen der erfindungsgiemäßen Kathode kann jede beliebige Stärke der Scheiben und des Überzuges benutzt werden, so daß durch i°° Änderung der Stärkeverhältnisse jede beliebige Zusammensetzung erreicht werden kann. Es können etwa 50 Scheiben auf den Zentimeter Länge der Kathode sein, und die Kathode kann jede geeignete Länge und jeden geeigneten Durchmesser annehmen. Die Kathodenbauart ist kräftig, mechanisch starr und bedarf zu ihner Herstellung nur einfachster Maschinen. Es ist auch möglich, an Stelle der Überzüge in sich: starre Scheiben von alkalischen Erden oder anderen aktiven Substanzen zu benutzen, jedoch ist im allgemeinen die Bienutzung dünner metallischer Scheiben und dünner, glühelektrischaktiver Überzüge zweckmäßiger, um die Anzahl der Schichten zu vermehren. An Stelle von Nickel und einer Bariumverbindung als wesentlichen Bestandteilen der aktiven Mischung ist es naturgemäß möglich, irgendeine andere Zusammensetzung in der Form überzogener Metallscheiben oder als selbständige Lagen zu benutzen.

Claims (7)

1. Patentansprüche:

   ι. Elektrisches Entladungsgefäß mit Glühkathode und Gas- oder Dampffüllung, hei welchem die Kathode einem Ionenbombardement ausgesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronenemittierende Teil der Kathode ein aus

   ίο mehreren Ringscheiben (6) aus elektroaktivem Material, die unter Zwischenfügung von metallischen Zwischenringscheiben aufeinandergelegt sind, gebildeter hohlzylindrischer Körper ist, dessen Außen- oder Innenfläche der Entladung als Ansatz dient.
2. 2. Elektrisches Entladungsgefäß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringscheiben aus clektroaktivem Material als vorzugsweise beiderseitiger Überzug auf den metallischen Ringscheiben aufgebracht sind.
3. 3. Elektrisches Entladungsgefäß nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringscheiben (5, 6), je nachdem ob die Außen- oder Innenfläche des von ihnen, gebildeten Hohlzylinders Ansatz für die Entladung ist, über die Außenseite eines Metallrohres geschoben oder außen von einem Metallrohr umschlossen sind.
4. 4. Elektrisches Entladungsgefäß nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Ringscheiben (5, 6) gebildete Säule an ihren Enden durch mit dem Metallrohr (1) verbundene Kappen (3) zusammengehalten ist.
5. 5. Elektrisches Entladungsgefäß nach Anspruch 1 oder den folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringscheiben gewellt sind.
6. 6. Elektrisches Entladungsgefäß nach Anspruch 1 oder dien folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringscheiben einen V-förmigen Querschnitt mit einer zentralen Öffnung (Abb. 4) besitzen.
7. 7. Elektrisches Entladungsgefäß nach Anspruch 1 oder den folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß in dem von den Ringscheiben gebildeten zentralzylindrischen Hohlraum ein Heizkörper zur indirekten Beheizung der Kathode angeordnet ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen