DE644529C

DE644529C - Vakuumentladungsapparat mit Metallgefaess, insbesondere Quecksilberdampfgleichrichter

Info

Publication number: DE644529C
Application number: DEA74945D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Oskar Krines
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1934-12-30
Filing date: 1934-12-30
Publication date: 1937-05-07

Description

Vakuumentladungsapparat mit Metallgefäß, insbesondere Quecksilberdampfgleichrichter Bei Vakuumentladungsapparaten mit Metallgefäß, insbesondere bei Quecksilberdampfgleichrichtern, bereitet die Abdichtung und die elektrische Isolierung der durch den metallischen Deckel hindurchgeführten Elektroden besondere Schwierigkeiten. Es ist gebräuchlich, für jede Durchführung einen besonderen Isolator zu verwenden. Dadurch wird die Zahl der Dichtungen sehr groß, weil der Isolator nicht nur mit dem Stromleiter, sondern auch mit dem Gefäß vakuumdicht verbunden werden muß. Es ist vorgeschlagen worden, zur Durchführung der Anoden von Gleichrichtern mehrere, mit einer Isolierschicht, beispielsweise Glas oder Emaille, überzogenen, ebene oder kegelförmige Ringe aus Metall zu verwenden. Bei dieser Anordnung wird durch die @ ergrößerung der Zahl der Isolierschichten eine Vergrößerung der Überschlagspannung erreicht. Die Zahl der erforderlichen Dichtungen wird allerdings dabei vergrößert, so daß je Anodendurchführung mindestens vier Dichtungsflächen erforderlich sind. Es ist ferner vorgeschlagen, diese Metallscheiben zum Teil als Durchführungen für kleine Ströme, z. B. als Zuleitungen zu den Anodengittern der Gleichrichter, zu verwenden. Die bekannten Anordnungen haben jedoch den Nachteil, daß die Dichtungsflächen für die Stromzuführung der Anoden und der Hilfselektroden beim Transport durch die Wirkung der großen Masse der Anoden sehr hoch beansprucht werden. Den Gegenstand der Erfindung bildet deshalb ein Vakuumentladungsapparat, bei dem die Stromzuführungen für die Anoden und Hilfselektroden in einem gemeinsamen, aus hartem Isolierstoff hergestellten Teil vakuumdicht eingebettet sind, der seinerseits vakuumdicht in den Deckel des Entladungsgefäßes eingesetzt ist, der sich von den bekannten Einrichtungen dadurch unterscheidet, daß außer dem zur vakuumdichten Einführung der Stromzuleitungen dienenden Isolierkörper in einem vom Entladungsraum getrennten Raum besondere Isolierkörper im Innern des Entladungsgefäßes zum Tragen der Anoden vorgesehen und an seinen Metallwandungen befestigt sind. Die Abmessungen dieser Stromdurchführungen können bedeutend kleiner gehalten werden, da sie vom Gewicht der Anoden entlastet sind, und es besteht nicht die Gefahr, daß der aus Isolierstoff bestehende Teil beim Transport mechanisch beansprucht wird. Es werden zudem auf diese Weise auf je ia Elektroden zz.-L Vakuumdichtungen erspart. Das bedeutet einen erheblichen Vorteil bei Vakuumentladungsapparaten mit eines großen Anzahl von Anoden. Beispielsweise werden bei einem zwölfanodigen Gleichrichter mit Gittersteuerung 23 Dichtungen weniger benötigt als bei der bisherigen Ausführung, bei der für die Anoden- und Gitterdurchführangen insgesamt 48 Dichtungen erforderlich waren.
Als weiterer Vorteil dieser Anordnung erriht sich. (1a13 alle .#',ti-onidurclifülirtuigen durc_; einen einzigen i solator hindurchgeführt wef-. den können. der mit (lein Deckel nicht lösbar; verbunden zu sein braucht, (la die Anoden .... i. Hilfe von besonderen Isolatoren am Gehäuse befestigt sind und nach dein (Sffnen des Gefäßes ein- und ausgebaut «-erden können, ohne daß die vakutun(lichte, isolierte Stromdurchführung gelöst zu werden braucht.
Dadurch, daß die ini Innern des Gefäßes angebrachten Isolatoren und Stromleiter erfindungsgetnäß in einem voni Entladungsraum getrennten Raum untergebracht und an seinen Metallwandungen, vorzugsweise am Deckel, befestigt werden, wird verhindert, (laß sie von der Entladung angegriffen werden.
Abb. i zeigt als Ausführungsbeispiel der I? rfindung einen gittergesteuerten Gleichrichter in schematischer Darstellung. Das Vakuumgefäß i enthält am unteren Ende die Quecksilberkathode 2, die in der üblichen Weise, beispielsweise (furch einen Porzellanring 3, von dem Metallgefäß isoliert ist. Der Deckel des Gefäßes besteht aus einem metallischen Ring 4 und einer beispielsweise kreisrunden Platte aus Isolationsmaterial 5. Der eiserne Ring ist in der üblichen Weise mit Hilfe einer Gummi- oller Quecksilberdichtung 6 finit dein Gefäß vakuumdicht verbunden. Die Platte 5 ist ebenfalls finit einer an sich bekannten Dichtung 7 in den Metallring 4 eingesetzt. Als Isolationsmaterial wird vorteilhaft eine Mischung von Glimmer und Bleiborat ver@cend.et, cbe, bei hohem Druck und hoher Temperatur geprel3t, ein sehr festes, gut bearbeitbares Isolationsniaterial ergibt. Durch (fiese Platten «-erden die Stromleiter 8 für die Anoden. 9 für die Gitter und Stromleiter für die l?rregerano(len bzw. Zündeinrichtung vakuumdicht hindurchgCfülirt. Wenn man die Stromleiter mit (lein Isolator unlösbar verbinden will, empfiehlt es sich, sie vor dem fressen in die pulvrige \Lotse einzubetten und sie finit einzupressen. In diesem Falle ist es zweckmäßig, die Stromleiter in dein ini Isolator befindlichen Teil nicht zvlindrischauszufiihren. sondern vorzugsiveise in der Nlitte mit ringfö rinigen Verdickungen zu versehen. Dadurch wird nicht nur die mechanische Festigkeit erheblich vergrößert. sondern auch die Dichtung erheblich verbessert.

In vielen Fällen wird tnan sich jedoch damit begnügen, für die Stromleiter in die fertig--eprel3ten Platten Löcher zu bohren und sie. wie in Abb.2 dargestellt, finit Hilfe einer ()tiecksill)er(lichttnig zu (lichten. Alb. 2 zeigt eine besonders vorteilhafte Ausbildung dieser Quecksilberdichtung. Der Stromleiter 9 ist finit einem Bund io versehen, auf dem eine

Asbestdichtung i i ruht in einer Rille der

Platte 5. Auf (l er Oberseite der Platte ist eben-

falls in einer Aussparung ein Asbestring 12

vorgesehen, der durch eine Platte 13 mit Hilfe

",'fier Mutter 14 angezogen werden kann. Zum

";enhalten beim Anziehen der Mutter 14

geeignete Flächen am oberen Ende 15 des

'Bolzens 9 vorgesehen. Durch die Bohrung 16

wird"das Quecksilber in den Zwischenraum 17

eingefüllt. Der Quecksilberstand kann mit

Hilfe des Standglases 18 überwacht werden.

Zum Stronianschluß wird eine Kupferschiene

i9 verwendet, die mit Hilfe der Mutter 20 an-

gezogen werden kann.

Wenn die Dichtung nicht mit Quecksilber

vorgenommen wird, ist es häufig zweckmäßig,

die Anodenstromleiter nicht aus Eisen, son-

dern aus einem besser leitenden Material,

beispielsweise Kupfer, herzustellen, das ober-

flächlich beispielsweise durch Vernickeln oder

Verchromen oder durch ein eisernes Schutz-

rohr gegen den Angriff durch die Quecksilber-

dämpfe geschützt ist.

Die Anoden 21 sind mit Hilfe der Anoden-

bolzen 22 und der Isolatoren 23 am eisernen

Ring 4 des Anodendeckels befestigt. Der Iso-

lator 23 kann in der üblichen Weise mit auf-

gekitteten Kappen 24 und 25 zur Befestigung

versehen sein. Mit Rücksicht auf die Gas-

abgabe im Vakuum empfiehlt es sich jedoch,

Isolatoren zu verwenden, bei denen eine

Kittung nicht erforderlich ist. Von den

Bolzen 22 sind als Stromzuleitung zu den

Bolzen 9 aus einer großen Anzahl von Eisen-

bändern - oder Drähten 26 - bestehende

nachgiebige Verbindungsleiter vorgesehen.

Diese Verbindung muß elastisch sein, damit

nicht durch die mechanischen Spannungen, die

beispielsweise beim Auspumpen des Gefäßes

und heim Transport auftreten können, die

Isolationsplatte 5 beschädigt werden kann.

Zur Beseitigung der Gefahr einer Glimm-

entladung zwischen zu den einzelnen Anoden

führenden Leitern ist der eigentliche Ent-

ladungsraum 27 durch eine Zwischenwand 28

vom oberen Teil 29 des Vakuumgefäßes ge-

trennt. Dadurch wird der Quecksilberdampf

im oberen Teil des Gefäßes ganz erheblich

herabgesetzt. Zur weiteren Behinderung des

Zustromes von Quecksilberdampf, insbeson-

dere auch von Quecksilberionen, ist ein

Schutzgitter 30 vorgesehen, das gleichzeitig

zum Tragen des Blechschirmes 28 Verwen-

clung finden kann. Die Anodenschutzrohre 31

und die Gitter 32 bzw. die Gitterschutz-

rohre 33 sind in an sich bekannter Weise mit

Hilfe von mit einer Bohrung für die Strom-

zuführung versehenen Isolatoren 34 an dem

Blech 28 befestigt. Die Gitterzuleitung 35

wird ebenfalls aus einem nachgiebigen Stahl-

wand hergestellt.

Zur Verminderung der Gefahr einer Entladung zwischen den Zuleitungen der einzelnen Anoden ist es, wie Abb. 3 zeigt, unter Umständen zweckmäßig, Trennwände 36 vorzusehen, durch die der obere Raum 29 in eine der Anodenzahl entsprechende Anzahl von Teilen unterteilt wird.

Bei großem Gefäßdurchmesser bzw. bei hoher Spannung zwischen den einzelnen Anoden muß der Abstand zwischen den Stromdurchführungen groß gewählt werden. Durch den größeren Durchmesser nimmt jedoch die mechanische Festigkeit der Platte bei gleicher Dicke erheblich ab. Es ist deshalb in vielen Fällen zweckmäßig, die Platte auf der Vakuumseite gegen den äußeren Überdruck zu unterstützen. Zu diesem Zweck benutzt man bei niedriger Spannung vorteilhaft radial angeordnete Stege aus Flacheisen. Bei hohen Spannungen wird man zur Vergrößerung der Kriechwege im allgemeinen günstigere Ergebnisse mit Stegen aus Isolationsmaterial, beispielsweise aus einer Mischung von Glimmer und Bleiborat, erzielen. Besonders vorteilhaft ist es in diesem Falle, wenn die Stege und die Platte aus einem Stück bestehen. Das läßt sich durch Benutzung einer entsprechenden Preßform mit sehr einfachen Mitteln erreichen. Auf der Außenseite des Gefäßes können ebenfalls die Kriechwege durch entsprechende Formgebung der Oberfläche des Isolationsmaterials, beispielsweise durch Wulste 37, vergrößert werden.

Claims

PATENTANSPRL CI-IE i." Vakuumentladungsapparat mit Metallgefäß, insbesondere Ouecksilberdampfgleichrichter, bei dem die Stromzuführungen für die Anoden und Hilfselektroden in einem gemeinsamen, aus hartem Isolierstoff hergestellten Teil vakuumdicht eingebettet sind, der seinerseits vakuumdicht in den Deckel des Entladungsgefäßes eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß außer dem zur vakuumdichten Einführung der Stromzuleitungen dienenden Isolierkörper (5) in einem vom Entladungsraum getrennten Raum (29) besondere Isolierkörper (23) im Innern des Entladungsgefäßes zum Tragen der Anoden vorgesehen und an seinen Metallwandungen befestigt sind.
2. Vakuumentladungsapparat nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Isolationsmaterial für den die Stromdurchführungen tragenden Teil (5) des' Deckels eine an sich bekannte, bei hoher Temperatur und hohem Druck gepreßte Mischung von Glimmer und Bleiborat, Verwendung findet.
3. Vakuumentladungsapparat nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromzuführungen in den aus Isolationsmaterial bestehenden Teil des Deckels vakuumdicht eingepreßt werden.
Vakuumentladungsapparat nach Anspruch i und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der aus Isolationsmaterial bestehende Teil des Deckels auf der Vakuumseite durch vorzugsweise aus Metall bestehende Rippen gegen den äußeren Oberdruck unterstützt wird.
5. Vakuumentladungsapparat nach Anspruch i und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der aus Isolierstoff bestehende Deckeleinsatz (5) zur Vergrößerung der Kriechwege und zur Verstärkung mit Rippen oder Wulsten versehen ist, die vorzugsweise mit ihm bereits bei seiner Herstellung durch Pressen zu einem Stück vereinigt sind.
6. Vakuumentladungsapparat nach Anspruch i und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen den am metallischen Teil befestigten Elektroden und den Stromdurchführungen elastisch ausgebildet ist.
7. Vakuumentladungsapparat nach Anspruch i und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Dichtung der Stromdurchführungen in dem aus Isolationsmaterial bestehenden Teil des Deckels die an sich bekannten Ouecksilberdichtungen verwendet werden, jenen das Ouecksilber durch die im Innern der Stromleiter vorgesehene Bohrungen zugeführt wird.