DE634694C

DE634694C - Electric discharge tubes for very high voltages, especially X-ray tubes

Info

Publication number: DE634694C
Application number: DEN37408D
Authority: DE
Inventors: Albert Bouwers; Jacob Hermannus Van Der Tuuk
Original assignee: CHF Mueller AG
Current assignee: CHF Mueller AG
Priority date: 1934-11-14
Filing date: 1934-11-15
Publication date: 1936-09-04

Description

Elektrische Entladungsröhre für sehr hohe Spannungen, insbesondere Röntgenröhre Es sind zum Betriebe mit sehr hohen Spannungen elektrische Entladungsröhren bekannt, bei denen zwischen der Kathode und der Anode eine rohrförmige Zwischenelektrode angeordnet ist. Diese unterteilt die Bahn, in welcher die Elektronen vom elektrischen Feld beschleunigt werden, in zwei Stufen. Es können auch mehrere solcher Zwischenelektroden zur weiteren Unterteilung der Entladungsbahn vorhanden sein. Bei diesen bekannten Entladungsvorrichtungen werden durch die Zwischenelektroden isolierende Teile der Röhrenwand miteinander verbunden. Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Entladungsröhren dieser Gattung und hat zum Zweck, die erforderlichen Abmessungen solcher Röhren zu vermindern bzw. ihre Überschlagssicherheit zu vergrößern.Electric discharge tube for very high voltages, in particular X-ray tubes These are electric discharge tubes for operation with very high voltages known in which a tubular intermediate electrode between the cathode and the anode is arranged. This divides the path in which the electrons move from the electrical Field accelerated in two stages. Several such intermediate electrodes can also be used to further subdivide the discharge path. With these well-known Discharge devices become insulating parts of the through the intermediate electrodes Tubular wall connected to each other. The invention relates to electric discharge tubes of this genus and has the purpose of creating the required dimensions of such tubes to reduce or to increase their rollover safety.

Erfindungsgemäß weisen die über die Zwischenelektroden verbundenen isolierenden Teile der Röhrenwand Einstülpungen auf, welche mit ihrem inneren Ende an der Zwischenelektrode befestigt sind und einen Teil des von den isolierenden Wandungsteilen aufzunehmenden Spannungsgefälles aufnehmen.According to the invention, the connected via the intermediate electrodes insulating parts of the tube wall on indentations, which with their inner end are attached to the intermediate electrode and part of the insulating Wall parts absorb the stress gradient to be absorbed.

An Hand der Zeichnungen wird die Erfindung näher erläutert. Fig. r veranschaulicht eine Röntgenröhre in einer bekannten Ausführung.The invention is explained in more detail with reference to the drawings. Fig. R Fig. 11 illustrates an x-ray tube of a known design.

Fig. z, 3 und q. zeigen Ausführungsbeispiele einer gemäß- der Erfindung ausgeführten Röntgenröhre.Figures z, 3 and q. show embodiments according to the invention executed X-ray tube.

Bei der Entladungsvorrichtung nach Fig. r sind zwei Glasgefäße r und 2 durch eine Zwischenelektrode miteinander verbunden. Die Zwischenelektrode besteht aus einem Metallring 3 und einem in diesem angeordneten Metallrohr q.. An dem Ring 3 sind die Glasgefäße r und z luftdicht angeschmolzen. Das Rohr q. dient als Fortleitungsrohr für die von der Kathode 5 ausgesandten Elektronen. Diese bewegen sich durch das Rohr q. mit einer Geschwindigkeit, welche dem zwischen der Kathode und dem Ring 3 herrschenden Potentialunterschied entspricht. Die aus dem Rohr q. austretenden Elektronen werden durch eine zwischen dem Ring 3 und der Anode 6 anzulegende Spannung weiter beschleunigt.In the case of the discharge device according to FIG. R, there are two glass vessels r and 2 connected to one another by an intermediate electrode. The intermediate electrode consists from a metal ring 3 and a metal tube arranged in this q .. on the ring 3 the glass vessels r and z are fused airtight. The pipe q. serves as a conduction pipe for the electrons emitted by the cathode 5. These move through that Pipe q. at a speed equal to that between the cathode and the ring 3 corresponds to the prevailing potential difference. The from the pipe q. exiting Electrons are generated by a voltage to be applied between the ring 3 and the anode 6 further accelerated.

Es ist auch eine ähnlich wirkende Röhre bekannt, bei der das Fortleitungsrohr in eine durchlochte Zwischenwand aus Glas eingesetzt ist, bei der also der Metallring 3 fehlt. Das Metallrohr besteht bei dieser Röhre aus Drahtgeflecht und wird von einem Stützrohr aus Glas oder Porzellan umschlossen.A similarly acting tube is also known, in which the forwarding tube is inserted into a perforated partition made of glass, in which the metal ring 3 is missing. The metal tube of this tube consists of wire mesh and is made of enclosed by a support tube made of glass or porcelain.

Die in Fig. 2 dargestellte Vorrichtung hat gleichfalls kugelförmig ausgebildete Glasgefäße 7 und - 8 wie die Röhre nach Fig. i. Der Abstand zwischen dem Mittelpunkt der. einen Kugel und dem Mittelpunkt der anderpÜ Kugel ist bei der Entladungsvorrichttg nach Fig. 2 viel kleiner als bei jener gemü@ Fig. i, und zwar wird dies erfindungsgemäli dadurch ermöglicht, daß an den Glasgefäßen Einstülpungen 9 und io angeformt sind, die mit ihrem Rande an der Zwischenelektrode i i befestigt sind; sie umgeben diese rohrförmige Zwischenelektrode mit Abstand und sind so imstande, einen Teil des über die Glaswand 7 bzw. 8 auftretenden Spannungsgefälles aufzunehmen. Die einwärts erfolgende Umbiegung der Glaswand hat zur Folge, daß die Überschlagsj#efahr merklich vermindert wird. Zwar liegt zwischen den einander gegenüberliegenden Mündungen der Einstülpungen ein beträchtlicher Teil der Hochspannung, aber ein Durchschlag an dieser Stelle läßt sich leicht dadurch-verhindern, daß zwischen den isolierenden Teilen der Röhrenwand Isolierkörper , angeordnet werden. Um den Durchschlag zwischen zwei einander frei gegenüberliegenden Punkten, die einen bestimmten Spannungsunterschied voneinander haben, zu vermeiden, genügt ein viel geringerer Abstand, als zur Vermeidung von Gleitfunken über die Oberfläche einer Glaswand erforderlich ist. Demzufolge kann die Zwischenelektrode i i bei der Röntgenröhre gemäß Fig.2 erheblich kürzer sein 'als bei der bekannten Röhre nach Fig. i, und es wird auch der ' Verlust an abirrenden Elektronen geringer, welche von der Zwischenelektrode der Entladung zwischen der Kathode 5 und der Anode 6. entzogen werden. Zur Vermeidung des Durchschlages zwischen den benachbarten Stellen der isolierenden Teile 7 und 8 sind bei der Röhre nach Fig. -- isolierende Scheiben 12 und 13 angeordnet. Um ihre Wirkung noch zu verbessern, sind die Scheiben über die kugelförmigen Oberflächen der Teile 7 und 8- gewölbt ausgestaltet.The device shown in FIG. 2 also has spherical glass vessels 7 and 8, like the tube according to FIG. The distance between the center of the. one ball and the center of the other ball is much smaller in the discharge device according to FIG. 2 than in that according to FIG attached to the intermediate electrode ii; they surround this tubular intermediate electrode at a distance and are thus able to absorb part of the voltage gradient occurring across the glass wall 7 or 8. The inward bending of the glass wall has the consequence that the risk of rollover is noticeably reduced. A considerable part of the high voltage lies between the opposing mouths of the indentations, but a breakdown at this point can easily be prevented by arranging insulating bodies between the insulating parts of the tube wall. In order to avoid the breakdown between two freely opposite points that have a certain voltage difference from one another, a much smaller distance is sufficient than is necessary to avoid sliding sparks over the surface of a glass wall. As a result, the intermediate electrode ii in the X-ray tube according to FIG. 2 can be considerably shorter than in the known tube according to FIG Anode 6. be withdrawn. Insulating discs 12, and 13 - to prevent the punch between the adjacent points of the insulating parts 7 and 8 are in the tube of FIG.. In order to further improve their effectiveness, the disks are designed to be arched over the spherical surfaces of parts 7 and 8.

Fig. 3 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel. einer Entladungsvorrichtung gemäß der Erfindung, bei der zwei .Entladungsgefäße 14 und 15 zylindrischer Gestalt durch das als Zwischenelektrode wirkende Metallrohr 16. miteinander verbunden werden. Das Metallrohr wird von den trichterförmigen Einstülpungen 17 und 18 mit Abstand umgeben. Diese sind mit ihrem inneren Rande an die - Zwischenelektrode angeschmolzen. Das Gefäß 14 besteht aus- einem metallenen Mittelteilig, an dessen Ränder Glasteile 2o und 21 angeschmolzen sind. Ebenso besteht das Gefäß 15 aus einem metallenen Mittelteil 22 und Glasteilen 23 und 24, die mit dem Metallteil.--2 verschmolzen sind. Die Röntgenstrahlen, welche durch den Aufprall der von der Glühkathode 25 ausgesandten und- durch Aas Rohr 16 hindurchgeleiteten Elektronen den Boden 34 einer Aushöhlung der 'i'..`tinde 26 entstehen, können seitlich aus dem ;.etster 27, welches sich in dem Metallring #fi befindet, aus dem Gefäß 15 austreten. Die Kathode hat Strömzuführungsdrähte 35; die Stromzuleitung an die Anode erfolgt durch das zur Aufnahme eines Kühlmittels geeignete Hohlrohr 36. Die Gefäße 14 und 15 werden durch Isolierteile 28 und 29 voneinander getrennt. In dem Teil 29 ist ein Kanal 3o ausgespart, durch welchen ein Verbindungsdraht 31 zu dem Metallrohr 16 führt. Die in Fig.4 im Querschnitt dargestellten Isolierteile 28 und 29 sind mit Hilfe eines geeigneten Kittmittels lückenlos aufeinander befestigt. Sie erstrecken sich becherartig über die isolierenden Wandungsteile 2i und 23. Hierdurch wird die Gefahr eines Durchschlages zwischen den Gefäßen 14 und 15 weiter verringert. Die zwischen den Einstülpungen 17 und 18 einerseits und dem Metallrohr 16 andererseits verbleibenden Hohlräume sind mit einer sich erhärtenden Isoliermasse 32 bzw. 33, wie beispielsweise Bleiglätte, ausgefüllt, so daß das elektrische Feld in diesen Räumen keine Luft zur Ionisation bringen und dadurch die Isolierung verderben kann.Fig. 3 shows schematically an embodiment. a discharge device according to the invention, in which two .Entladungsgefäß 14 and 15 cylindrical shape are connected to one another by the metal tube 16. acting as an intermediate electrode. The metal tube is spaced from the funnel-shaped indentations 17 and 18 surround. These are fused with their inner edge to the - intermediate electrode. The vessel 14 consists of a metal middle part with glass parts on the edges 2o and 21 are fused. The vessel 15 also consists of a metal central part 22 and glass parts 23 and 24 fused to the metal part .-- 2. The X-rays, which by the impact of the emitted by the hot cathode 25 and by carrion Electrons passed through tube 16 the bottom 34 of a cavity in the 'i' .. `tinde 26 can arise laterally from the; .etster 27, which is located in the metal ring #fi is located, emerge from the vessel 15. The cathode has flow supply wires 35; the power supply to the anode takes place through the for taking up a coolant suitable hollow tube 36. The vessels 14 and 15 are surrounded by insulating parts 28 and 29 separated from each other. In the part 29 a channel 3o is recessed through which a connecting wire 31 leads to the metal pipe 16. The in Fig.4 in cross section The insulating parts 28 and 29 shown are secured with the aid of a suitable cement fully attached to each other. They extend cup-like over the insulating Wall parts 2i and 23. This reduces the risk of a puncture between the vessels 14 and 15 further reduced. The between the indentations 17 and 18 on the one hand and the metal pipe 16 on the other hand remaining cavities are with a hardening insulating compound 32 or 33, such as black lead, filled in, so that the electric field in these rooms does not cause air to ionize and doing so can spoil the insulation.

Beim Betriebe wird die zwischen den Elektroden 25 und 26 herrschende Spannung über die vier gläsernen Teile 2o, 21, 23 und 2.1. verteilt. Dazu wird der Leiter 31 mit der Mitte der Spannungsquelle verbunden. Gegebenenfalls werden auch die Metallringe i9 und 22 an Punkte des Hochspannungssystems entsprechenden Potentials angeschlossen. Durch die Zurückbiegung der Glaswand nach den Enden der Zwischenelektrode hin wird erheblich an Länge gespart. Gemäß der Erfindung ausgeführte Entladungsröhren in einer Gesamtlänge von etwa 40 cm eignen sich für Betriebsspannungen von mehreren hunderten' Kilovolt. Die Erfindung eignet sich nicht nur für Röntgenröhren, söndern auch für Röhren zum Aussenden von Korpuskularstrahlen, wie Kathodenstrahlen.During operation, that prevailing between electrodes 25 and 26 becomes Voltage across the four glass parts 2o, 21, 23 and 2.1. distributed. To do this, the Conductor 31 connected to the center of the voltage source. If applicable, will also be the metal rings i9 and 22 at points of the high voltage system corresponding potential connected. By bending the glass wall back towards the ends of the intermediate electrode there is a considerable saving in length. Discharge tubes made in accordance with the invention with a total length of about 40 cm are suitable for operating voltages of several hundreds of kilovolts. The invention is not only suitable for X-ray tubes, söndern also for tubes for emitting corpuscular rays, such as cathode rays.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Electric discharge tube for very high voltages with one or more tubular intermediate electrodes arranged between the cathode and the anode, which connect insulating parts of the tube wall to one another, characterized in that these insulating parts have protuberances which are fastened with their inner end to the intermediate electrode and absorb part of the voltage gradient occurring over the insulating wall parts.

2. Electric discharge tube according to claim i, characterized in that between the interconnected by the tubular intermediate electrode insulating Parts of the tube wall insulating body are arranged.

3. Electric discharge tube according to claim 2, characterized in that the insulating bodies are cup-shaped extend over the insulating parts of the tube wall. q .. Electric discharge tube according to claim 2, characterized in that the space between the tubular Intermediate electrode and the surrounding indentations of insulating material, if necessary is completely or partially filled in in the form of a hardening measure.