DE642630C - Einrichtung zum Betrieb von elektrischen Entladungsgefaessen mit Gas- oder Dampffuellung, Steuergitter und Gluehkathode - Google Patents

Description

Die 'Erfindung betrifft eine Einrichtung für elektrische Entladungsgefäße mit Gas- oder Dampffüllung, Steuergitter 'und Glühkathode. Bei elektrischen. Entladungsgefäßen mit direkt oder indirekt geheizter Glühkathode und Gas- oder Dampffüllung ist es für ein zufriedenstellendes Arbeiten des Entladungsgefäßes wesentlich, daß die Kathode ihre normale Arbeitstemperatur erreicht hat, bevor der Stromkreis· durch -das Entladegefäß geschlossen wird. Wird nämlich bei 'diesen Gefäßen die normale Anodenspannung angelegt, bevor die Kathode ihre Arbeitstemperatur erreicht hat, so besitzt das Entladungsgefäß einen hohen Potentialabfall, und die elektronenemittierende Oberfläche der Kathode wird durch das Bombardement mit schnellen positiven Ionen zerstört.

Es sind bereits Einrichtungen bekanntgeworden, bei denen der Anodenstromkreis der Röhre mittels eines von der Kathodentemperatur abhängigen Schalters erst dann eingeschaltet wird, wenn die Kathode genügend aufgeheizt ist, .und dann abgeschaltet wird, wenn die Kathodentemperatur sinkt. Infolgedessen ist die für die Inbetriebnahme der Röhre erforderliche Zeitdauer unerwünscht groß, und .es erfolgt auch die evtl. Ausschaltung des Anodenstromes infolge der Trägheit des thermischen Schalters verhältnismäßig langsam lund vielfach zu spät. Es wird dabei durch den thermischen Schalter stets der volle Anodenstrom geschaltet. Der . Schalter muß dabei verhältnismäßig groß bemessen sein, !und es können bei dem Schalt-Vorgang leicht für .die Röhre gefährliche Überspannungen eintreten..

Die Erfindung betrifft nun eine Einrichtung, bei welcher 'die Röhre von vornherein mit einer sehr geringen, der Kathode nicht gefährlichen Anodenspannung betrieben wird, so daß gleichzeitig mit der Einschaltung der Heizung der Kathode 'die Ionenbildung eintritt und die Röhre dadurch sehr schnell', betriebsbereit wird. Gleichzeitig wird dafür gesorgt, daß bei Ausführung des Schaltvorganges der Anodenstrom, der Röhre gesperrt ist, also bei Stromlosigkeit der Röhre vor sich geht. Erfindungsgeniäß wird das dadurch erreicht, daß das Entladungsgefäß durch eine Schaltvorrichtung in Verbindung mit einer in Abhängigkeit von ihrer durch den Entladungsstrom beeinflußten Magnetisierung zur Betätigung der Schaltvorrichtung führenden Eisendrossel bei der Inbetriebnähme anfänglich auf eine niedrigere und

erst, -wenn die Glühkathode aufgeheizt ist und ein hinreichend hoher Entladungs strom fließt, auf die höhere normale Anodenspannung selbsttätig geschaltet, bei Sinken der Kathodentemperatur aber von der höheren', auf die niedrigere Anodenspannung umge_r" schaltet wird, und daß das Steuergitter des·' Entladungsgefäßes jeweils für den Schaltvorgang ein negatives Potential erhält.
Das Wesen der Erfindung soll an Hand der Abbildung näher erläutert werden. Dem elektrischen Entladungsgefäß ist bei diesem Ausführungsbeispiel ein Doppelschalter zugeordnet. Dieser Schalter verbindet für die Zeit der Aufheizung der Glühkathode die Anode des elektrischen Entladungsgefäßes mit einer Quelle niedrigerer Spannung als die normale Arbeitsspannung, wie z. B. mit der Niederspannungswicklung eines Transformators. Ein zweiter Stromzweig, der eine einseitig leitende Einrichtung enthält, ist in· dieser Stellung des Schalters parallel zu dem elektrischen Entladungsgefäß geschaltet, und diese beiden parallelen Stromzweige enthalten die entgegengesetzt gewickelten Sättigungswicklungen einer Drosselspule. Der Heizkreis der Kathode des Entladungsgefäßes enthält einen Serientransformator, dessen Sekundärwicklung ein Relais steuert, durch das die Betätigungsspule des Doppelschalters geschlossen werden kann. Wenn die Kathode des Entladungsgiefäßes kalt ist, ist die Leitfähigkeit des Entladungsgefäßes klein. Infolgedessen fließt nur durch den parallel zu dem Entladungsgefäß liegenden Zweig Strom, der die Drosselspule sättigt und ihre Impedanz auf ein Minimum bringt. Die Drosselspule besitzt ferner Wicklungen, die parallel zu der Primärwicklung des Serientransformators angeschlossen sind und dazu dienen, diese Primärwicklung, wenn die Drossel gesättigt ist, kurzzuschließen. Wenn jedoch die Temperatur der Kathode bis auf die eigentliche Arbeitstemperatur steigt und die Röhre voll leitfähig wird, so wird der Stromfluß durch den das Entladungsgefäß enthaltenden Stromzweig wesentlich gleich dem Stromfluß durch den parallel zu diesem Zweig liegenden Stromzweig, und die Drosselspule ist nicht mehr gesättigt, weil die beiden Sättigungswicklungen der Drossel einander entgegenwirken. Auf diese Weise erfolgt die Anlegung des Entladungsgefäßes an 'die normale Arbeitsspannung nur, wenn das Gefäß wesentlieh seine normale Leitfähigkeit erreicht hat. Die Abbildung zeigt die erfindungsgemäße Einrichtung im Anschluß an einen Stromkreis, der eine Wechselstromquelle mit einem Arbeitsstromkreis über ein Entladungsgefäß verbindet. -In der Abbildung ist 10 eine Wechselstromquelle, aus der Strom entnommen wird, und 11 ein Stromkreis, in den Strom abgegeben wird. 12 ist ein Transformator, dessen Primärwicklung an die ;-Stromquelle 10 und dessen Sekundärwicklung ijfier das elektrische Entladungsgefäß 13 und fineh Doppelschalter 14 an den Stromkreis 11 ".^;afigeschlQSsen sind. Die Sekundärwicklung des Transformators 12 ist mit einer Niederspannungsanzapfstelle 15 versehen, deren Potential durch die Charakteristik des elektrischen Entladungsgefäß es 13 bestimmt und im Vergleich zur normalen Arbeitsspannung des Stromkreises 11 niedrig ist. Das elektrische Entladungsgefäß 13 ist ein gas- oder dampfgefülltes elektrisches Entladungsgefäß mit Steuergitter. Der Schalter 14 hat zwei Arbeitsstellungen und ist in der linken Stellung (wie in der Abbildung dargestellt) durch eine Feder 16 oder ein anderes geeignetes Mittel festgehalten. Der Schalter 14 geht entgegen der Wirkung der Feder 16 in die rechte Stellung über, wenn die Spule 17 von Strom durchflossen wird. Diese Spule 17 ist über die oberen Kontakte des Relais 19 an einen Wechselstromkreis 18 angeschlossen. Die Wechselstromquelle 18 kann, wenn es wünschenswert ist, direkt an den Stromkreis 10 angeschlossen werden. Das elektrische Entladungsgefäß 13 besitzt eine Kathode 20, die als indirekt geheizte Kathode gezeichnet ist, jedoch auch eine direkt geheizte Kathode sein kann. Die Heizvorrichtung 20 ist an die Sekundärwicklung des Transformators 21 angeschlossen, dessen Primärwicklung über die Primärwicklung des Stromwandlers 22 (Serientransformators) an den Wechselstromkreis 18 angeschlossen ist. Um den Anschluß des elektrischen Entladungsgefäßes 13 an den Arbeitsstromkreis zu verhindern, bevor die Kathode genügend geheizt ist, ist die Anode des Entladungsgefäßes 13 über einen Kontakt 23 des Schalters 14 und einen veränderlichen Widerstand 25 an die Niederspannungsanzapfstelle 15 angeschlossen, während die Kathode des Entladungsgefäßes 13 über die Sättigungswindung 26 der Drosselspule 28, die mit Wechselstrom- oder Impedanzwicklungen 29 und 30 versehen ist, an das untere Ende der Sekundärwicklung des Transformatorsi2 angeschlossen ist. Der Kontakt des Schalters 14 schließt einen zweiten Stromkreis über die Niederspannungswicklung des Transformators. Dieser Stromkreis enthält den veränderlichen Widerstand 25, die Kontakte 23 und 24 des Schalters 14, einen veränderlichen Widerstand 31, einen Stromrichter 32, z. B. einen Kontaktgleichrichter, und eine zweite ■ Sättigungswicklung der Drosselspule 28. Die Sättigungswick-Iungen26 und 27 "sind entgegengesetzt gewickelt, so daß, wenn ihre Ströme gleich

sind, die Selbstinduktion 28 ungesättigt ist. Die Impedanzwickltingen 29 und 30 der Drosselspule 28 sind parallel zu der "Primärwicklung des Stromwandlers 22 an die unteren Kontakte des Relais 19 angeschlossen. Die Arbeitsspule des Relais 19 ist an die Sekundärwicklung des· Stromwandlers 22 über ein Paar Stromrichter 33 und 34, z. B. Kontaktgleichrichter, angeschlossen. Die Stromrichter 33 und 34 bilden zusammen mit der Sekundärwicklung des Transformators 22, einen Gleichrichter, dessen Gleichstromseite an die Arbeitsspüle des Relais 19 angeschlossen ist. Wenn notwendig, ist ein Kondensator 3 S parallel dazu vorgesehen, um die Stromstöße des Gleichstromes auszugleichen. Wenn das Relais 19 mit Wechselstrom arbeiten kann, so können die Stromrichter 33 und 34 und der Kondensator 3 5 fortfallen.

Um zu verhindern, daß der Strom in dem Umformerstromkreis oder im Niederspannungsstromkreis mittels der Kontakte 23 oder 3 6 aus- bzw. eingeschaltet wird, wenn der Schalter 14 aus der einen Stellung in die andere übergeht, wodurch Überspannungen entstehen können, ist für das " Entladungsgefäß 13 eine Gitterschaltung vorgesehen, die durch Hilfskontakte gesteuert wird und die die Schaltung des Stromes in den Stromkreisen übernimmt.

Diese Hilfskontakte sind an den Schalter 14 angeschlossen und geben dem Gitter während der " Schalterbewegung ein negatives Potential. Dieser Gitterstromkreis enthält die in der linken Stellung des Schalters 14 geschlossenen Kontakte 37, über die ein Stromkreis vom Gitter des Entladungsgefäßes 13 zu .der positiven" VorSpannungsbatterie 38 geschlossen wird. Während der Bewegung zwischen den Kontakten 23 und 36 ist der Gitterkreis an eine negative Vorspannungsbatterie 44 über -die sich während der Schalterbewegung· schließenden Kontakte 39 und die zunächst noch geschlossenen Kontakte 40 angeschlossen. Nach Abschluß der Schaltbewe-

4-5 gung ist das Gitter der Röhre 13 über die Kontakte 41 an einen Stromkreis 42 angeschlossen, der irgendwelche Einrichtungen zur Steuerung des Gitterpotentials enthalten mag. Der Schalter 14 ist mit einer Feder versehen, die die Kontakte 43 auseinanderdrückt, so daß, wenn der Schalter in seine rechte Stellung übergeht, die Kontakte 37 unterbrochen .und die Kontakte 39 geschlossen werden, bevor der Stromkreis bei dem Kontakte 23 unterbrochen wird.

Zur Erklärung der Arbeitsweise des beschriebenen Ausführungsbeispieles der Erfindung soll angenommen werden, daß der Speisestromkreis 10 anfänglich unter Spannung steht, daß erst später der Stromkreis 18 Spannung 'erhält 'und daß 'die verschiedenen ■ beweglichen Teile in der Stellung stehen, "in der sie in der Abbildung dargestellt sind. Die niedrige, zwischen Anzapfstelle 15 und unterem Ende "des Transformators auftretende Spannung liegt dann über den Widerstand 25, den Kontakt 23 des Schalters 14 und die Sättigungswicklung 26 der Reaktanz an Anode und Kathode des elektrischen Entladungsgefäßes 13. Da jedoch "der Stromkreis 18 erst später an Spannung angeschlossen wird und nach erfolgtem. Anschluß noch eine merkbare · Zeit erforderlich ist, um die Kathode des Entladungsgefäßes 13 auf die Arbeitstemperatur Z¹U er- wärmen, fließt vorläufig kein Strom in dem das Entladungsgefäß enthaltenden Niederspannungsstromkreis. Selbst wenn dann bei Steigerung der Kathodentemperatur ein Strom durch das Entladungsgefäß fließt, so kann doch eine Zerstörung der Kathode durch Ionenbombardement nicht eintreten, da die Anodenspannung zu klein ist. Gleichzeitig mit dem Anliegen der Niederspannung an die Entladungsröhre wird ein Stromkreis von der Niederspannungsanzapfstelle 15 über' den Widerstand 25, die Kontakte 23 und 24 des Schalters 14, den Widerstand 31, den Stromrichter 32 und die SättigungPwicklung 27 der Reaktanz 28 geschlossen. In diesem Stromkreis fließt ein Strom, der durch den Widerstand der Widerstände 25 und 31 begrenzt ist und so bemessen ist, daß die Drosselspule

28 völlig gesättigt ist. Das hat zur Folge, daß die Impedanz der Wechselstromwicklungien 29* und 30 ein Minimum ist, so daß der Stromwandler 22 durch die Wicklungen

29 und 30 praktisch kurzgeschlossen ist. Wenn der Kathodenheizvorrichtung 20 Energie zugeführt. wird, so steigt allmählich die Kathodentemperatur, die Leitfähigkeit des Entladungsgefäßes 13 wächst, 'und es beginnt 'ein Strom durch das Entladungsgefäß und durch die Sättigungswicklung 26 zu fließen. Der Grad dieser .Stromsteige-Bung hängt naturgemäß von den Eigenschaften' -des EnÜadungsgefäßes 13 ab. Die Werte 'der Widerstände 2 5 und 31 sind so gewählt, daßj wenn die Kathode des Entladungsgefäßes 13 ihre normale Arbeitstemperatur erreicht, die in den Sättigungswicklungen 26 und 27 fließenden Ströme völlig gleich sind. Dann heben sich ihre Sättigungswirkungen auf, und die Impedanz der Wicklungen 29 und

30 hat den größten Wert. Damit ist der Kurzschluß der Primärwicklung des Stromwandlers 22 beseitigt, und es wird, sobald die Kathode des elektrischen EnÜadungsgefäßes 13 ihre Arbeitstemperatur erreicht und der Stromfluß in 'dem Entladungsgefäß über den vorbestimmten Wert ansteigt, das Relais 19 betätigt. Es schließt seine oberen Kon-

takte, so daß die Arbeitsspule _i 7 des Schalters 14 Strom erhält. Der Schalter 14 geht jetzt in die rechte Stellung über und verbindet die Anode des elektrischen Entladungsgefäßes 13 mit dem Kontakt 3 6, so daß das Entladungsgefäß belastet wird.

Wenn die Kathodenheizvorrichtung 20 durchbrennt oder falls der Heizstrom durch andere Einflüsse unterbrochen wird, muß das Entladungsgefäß 13 abgeschaltet werden. Bei Unterbrechung des Heizstromes wird der Stromwandler 22 stromlos, und das Relais 19 fällt ab. Es öffnet seine oberen Kontakte, so daß die Feder 16 den Schalter 14 in seine . 15 linke Stellung zurückführt. Die Einrichtung befindet sich jetzt in einer Stellung, in der die Röhre 13 erst dann wieder belastet werden kann, wenn die Kathode die geeignete Arbeitstemperatur hat und der Stromfluß dem die Entladungsröhre 13 enthaltenden Niederspannungskreis über einem bestimmten Wert Hegt.

Es ist zu beachten, daß, wenn der Schalter 14 in seiner linken Stellung ist, das Gitter 13 über die Kontakte Z7 an eine positive Vorspannungsbatterie 38 angeschlossen ist, damit die Leitfähigkeit des Entladungsgefäßes ausschließlich durch die Kathodentemperatur begrenzt ist. Sobald der Schalter 14 unter dem Einfluß der Arbeitsspule 17 sich bewegt, werden die Kontakte 37 geöffnet und die Kontakte 39 geschlossen. Damit dieses Öffnen und Schließen der Kontakte beendigt ist, bevor der Schalter den Kontakt 23 unterbricht, ist der Schalter mit Federkontakten 43 versehen, die während der Bewegung die Berührung mit den Kontakten 23 bzw. 36 noch einige Zeit aufrechterhalten. Wenn dia Steuerkontakte 43 weder den Kontakt 23 noch den Kontakt 36 berühren, d.h. wenn der Schalter die mittlere Stellung einnimmt, sind die Kontakte 39 und 40 geschlossen, und das Gitter des Entladungsgefäßes 13 ist an die negative Vorspannungsbatterie 44 angeschlossen. Auf diese Weise erhält das Gitter des Entladungsgefäßes 13 eine negative Spannung, bevor an den Kontakten 23 bzw. 36 die Stromkreise unterbrochen sind, so daß der Strom in der Röhre am Ende eine Halbwelle positiven Anodenpotentials mittels des Gitters unterbrochen wird. Auf diese Weise wird es erreicht, daß der Strom im Entladungsgefäß stets unterbrochen wird, bevor die Kontakte 23 oder 36 geöffnet werden, wenn der Schalter aus der einen Stellung in die andere übergeht. Wenn das Schaltglied 14 in die endgültige Stellung übergeht und die Röhre belastet wird, werden die Hilfskontakte 40 geöffnet und die Kontakte 41 geschlossen, so daß 'das Gitter des Entladungsgefäßes 13 an den Stromkreis 42 derart angeschlossen wird, daß es in irgendeiner der bekannten Methoden gesteuert werden kann.

Claims (1)

1. Patentanspruch: ^s

   Einrichtung zum Betriebe von elektrischen Entladungsgefäßen mit Gas- oder Dampffüllung, Steuergitter und Glühkathode, bei der der betriebsmäßige Anodenstrom erst nach genügender Aufheizung der Glühkathode eingeschaltet und im Falle des Sinkens der Temperatur der Kathode unter einen vorgeschriebenen Wert wieder abgeschaltet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Entladungsgefäß durch eine Schaltvorrichtung in Verbindung mit einer in Abhängigkeit von ihrer durch den Entladungsstrom beeinflußten Magnetisierung zur Betätigung der Schaltvorrichtung führenden Eisendrossel bei der Inbetriebnahme anfänglich auf eine niedrigere und erst, wenn die Glühkathode aufgeheizt ist und ein hinreichend hoher Entladungsstrom fließt, auf die höhere normale Anodenspannung selbsttätig geschaltet, bei Sinken der Kathodentemperatur aber von der höheren auf die niedrigere Anodenspannung umgeschaltet wird, und daß das Steuergitter des Entladungsgefäßes jeweils für den Schaltvorgang ein negatives Potential erhält.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen