DE675603C - Gas- oder dampfgefuellte Doppelweggleichrichterroehre - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf mit Gas oder Dampf gefüllte Doppelweggleichrichterröhren mit zwei Anoden und zwischen ihnen befindlicher Glühkathode. Bei derartigen Gleichrichtern ist es schwierig, zu verhindern, daß die positiven Ionen des Lichtbogenstromes der gerade leitenden Hälfte gegen die andere Anode hin beschleunigt werden, welche während dieser halben Periode gegenüber der arbeitenden Anode

to negativ ist. Es ist schon bekannt, bei einer solchen Gleichrichterröhre in einer Trennungswand, welche die beiden Anoden trennt, eine Öffnung gegenüber den beiden Anoden vorzusehen und in dieser Öffnung eine als Glühkathode dienende Drahtspirale anzubringen. Wegen der an der Kathode auftretenden Raumladung wird bei einer solchen Anordnung ein elektrischer Überschlag zwischen den beiden Anoden erschwert.

ao Es hat sich aber gezeigt, daß eine so konstruierte Gleichrichterröhre nicht ausreicht, um bei hohen Spannungen und großen Stromstärken zuverlässig zu arbeiten. Daher wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, eine mechanische Abschirmung zwischen den beiden Anoden durch die Kathode selbst in der Weise zu bewirken, daß die aus einem metallischen 'Streifen bestehende Kathode zu einer flachgedrückten Wendel aufgewickelt ist, deren Windungen so geringen Abstand voneinander aufweisen und deren Flächen derart zu den Anoden liegen, daß kein geradliniger Weg von^der einen Anode durch die Kathode zu der anderen Anode möglich ist. Es befinden sich also zwischen den beiden Anoden zwei pa'rallele Kathodenflächen. Die Öffnungen der einen Fläche stehen festem Kathodenmaterial der anderen Fläche gegenüber. Erst durch eine so vollkommene Abschirmung kann man Gleichrichter bauen, die auch bei hohen Spannungen und großen Stromstärken ohne Lichtbogenbildung zwischen den Anoden arbeiten.

In einer vorteilhaften Ausführungsform von Röhren gemäß der Erfindung wird die Kathode im wesentlichen von einem an sich bekannten, die Wärme zurückstrahlenden Schirme umgeben, so daß die von der Kathode erzeugte Hitze gesammelt wird und hierdurch die Kathode auf einer gleichmäßigen Arbeitstemperatur gehalten wird. Der Wärmeschirm kann aus einem hohlen, polierten Metallglied bestehen, welches die Kathode umschließt und mit Öffnungen versehen ist, durch welche die Elektronen nach den Anoden wandern können.

Die Anoden erhalten vorteilhaft eine große Oberfläche, um die in der Vorrichtung beim Betriebe erzeugte Hitze zu verteilen. Jede Anode kann z. B. die Form eines Halbzylinders

(575608

besitzen, der an seinem oberen und unteren Ende geschlossen ist, um das Werfen des Anodenbleches zu verhindern. Die Halbzylinder sind zweckmäßig mit einer kleinen öffnung versehen,. so daß der Bedienende die Entladung zwischen^ den Elektroden der Vorrichtung beobachten; kann.

Die Abbildungen zeigen Ausführungsformen der Erfindung,
ίο Abb. ι stellt die elektrische Entladungsvorrichtung gemäß der Erfindung in Perspektive dar. Ein Teil des Behälters ist herausgebrochen, um die Einzelheiten der Elektrodenanordnung sichtbar zu machen.

Abb. 2 ist eine perspektivische Ansicht, die die Kathode und die Traganordnung der in Abb. ι gezeigten Einrichtung im einzelnen darstellt.

Abb. 3 ist eine'vergrößerte Ansicht eines Teiles der in Abb. 2 gezeigten Kathodentraganordnung, und zwar teilweise im Querschnitt. Abb. 4 zeigt in Perspektive eine andere Ausführungsform der Erfindung. Ein Teil des Behälters ist zur Veranschaulichung der Elektrodenanordnung weggebrochen.

Abb. 5 ist eine teilweise zerlegte Ansicht der

in Abb. 4 gezeigten Elektrodenanordnung in Perspektive. Teile der einzelnen Glieder sind zur Veranschaulichung der Erfindung weg-

ao gebrochen.

In den Abb. 1 und 4 ist das Entladungsgefäß mit 10 bezeichnet. Dieses besitzt einen nach innen ragenden Teil 11, der in einen Fuß 12 ausläuft, welcher die Elektroden trägt. Der Röhrensockel, welcher Kontaktstifte 14 aufweist, ist mit 13 bezeichnet. An den Kontaktstiften sind die Einführungsdrähte der Elektroden angeschlossen. Sie bilden die äußeren Anschlußpunkte für die Elektroden. Mit 15 ist die Glühkathode beziffert. Die beiden Anoden 16 sind parallel zueinander auf entgegengesetzten Seiten der Kathode 15 angeordnet. Sie bilden die Elektroden eines hochbelastbaren Vollweggleichrichters. Die Traganordnung für die Glühkathode 15 besitzt zwei Einführungsdrähte 17 und 18, welche durch den Fuß 12 hindürchgeführt sind und innerhalb des Behälters rechtwinklig abgebogen sind. Eine aufrecht stehende Tragstange 19 ist in beliebiger Weise an jedem Ende der Drähte 17,18 angebracht. Die Tragstangen 19 sind an ihren • freien Enden durch eine isolierende Platte 20 aus Porzellan o. dgl. verbunden. Die Kathode 15 besteht aus einem langen Nickelstreifen, der mit Oxyden von alkalischen Erden, wie z.B. Barium- und Strontiumoxyden, überzogen ist. Der Streifen ist in Form einer flachgedrückten Wendel mit geringem Windungsabstand um die Tragständer 19 herumgewunden. Anordnung und Ausbildung der Kathode ist derart, daß ein geradliniger Weg von der einen Anode zur anderen durch die Kathode hindurch nicht möglich ist. Da die aufrecht stehenden Stangen 1$ als Stromzuleitungen zu den Enden der f fefreifenförmigen Kathode dienen, sind auf sie isolierende Hülsen 21 aufgereiht. Damit die '»' einzelnen Abschnitte der Kathode voneinander ■außer elektrischer Berührung gehalten werden, sind Distanzringe 22 aus Isohermaterial zwischen je zwei benachbarten Isolierhülsen eingeschaltet. Die streifenförmige Kathode 15 ist um den isolierten Teil der Tragstange herumgewunden. Die Enden sind mit den Drähten 23 und 24 verbunden, welche an jeder Tragstange angeschweißt sind.

Zwei Anoden 16 sind an den gegenüberliegenden Seiten des Kathodenaufbaus parallel zur Kathodenfläche angebracht und bestehen aus rechteckigen Metallplatten. Sie haben in der Mitte eine durchbohrte Längsrippe 25 zur Versteifung des Anodenbleches gegen Verbiegen durch die Hitze während des Betriebes. Die Bohrung dient dazu, um die Anode an dem Tragdraht 26 anzuschweißen, welcher eine Fortsetzung des Einführungsdrahtes für die Anode bildet. Das obere Ende des Tragdrahtes 26 ist an der Isolierplatte 20 bei 27 verankert. Ein weiterer Draht 28 ist an der gegenüberliegenden Anode befestigt und mit der Platte 20 an seinem oberen Ende bei 29 verankert. Nachdem die Elektrodenanordnung in' den Behälter eingebracht ist, werden die Elektroden und der Gasbehälter entgast und hoch evakuiert. Um die übrigbleibenden Gasreste innerhalb des Behälters festzulegen, wird eine verdampfbare Substanz, beispielsweise Magnesium, verdampft, um die Gasreste zu absorbieren und eine Schicht auf einem Teil des Behälters 10 zu bilden. Das Magnesium 30 liegt auf einer Platte 31, die durch einen Draht 32 getragen wird. Der Draht 32 ist mit einem Einführungsdraht 17 der Kathode verbunden. Ein leicht ionisierbares Gas oder eine dampfabgebende Substanz wird in das Gefäß eingebracht, so daß es als Leiter dient. Vorzugsweise wird etwas Quecksilber 33 in den Behälter 10 eingeschlossen, um das leitende Medium zu bilden. In Vollweggleichrichtern mit einem starken Ausgangsstrom besteht an sich die Möglichkeit, daß sich ein beträchtlicher Lichtbogen zwischen den beiden Anoden bildet, denn die Anoden liegen dauernd an entgegengesetzten Spannungen. Gemäß vorliegender Erfindung wird die Lichtbogenbildung zwischen den Anoden durch die beschriebene besondere Ausbildung und Anordnung der Kathode verhindert. Die Kathode bildet einen mechanischen Schirm zwischen den beiden Anoden und verhindert, daß die positiven Ionen des Lichtbogenstromes der leitenden Hälfte des Gleichrichters nach der anderen Anode hin beschleunigt werden, welche negativ ist. Die auf der einen Seite befindlichen

Kathodenstreifen überdecken die Lücken der auf der anderen Seite liegenden, so daß kein geradliniger Weg von der einen Anode zu der anderen durch die Kathode hindurch möglicli' S ist. Die große emittierende Oberfläche der Kathode bildet zugleich auch einen elektrostatischen Schirm. Die Anoden sind verhältnismäßig groß, um die Hitze zu verteilen, die während des Betriebes entsteht. Zugleich

ίο dienen diese Anoden als Wärmeschirm für die streifenförmige Kathode, so daß die durch die Kathode erzeugte Hitze in dem die Kathode enthaltenden Räume gesammelt wird. Auf diese Weise wird die Wärme auf die Kathode zurückgeworfen und hält sie auf gleichmäßiger Temperatur.

Abb. 4 und 5 zeigen eine andere Ausführungsform der Erfindung, die dieselbe Wirkungsweise hat wie die in Abb. 1 dargestellte. Hier ist der Kathodenaufbau im wesentlichen derselbe, wie oben beschrieben, nur ist die Kathode mit einem Wärmeschirm 34 umgeben, der aus poliertem Metall besteht. Der Schirm 34 ist der Form des Kathodenaufbaus angepaßt und wird von der Isolierplatte 20 getragen. Der

Schirm 34 besitzt rechteckige Öffnungen an den gegenüberliegenden Oberflächen für den Durchtritt der Entladung nach der Kathode 15.

In Hochspannungsentladevorrichtungen, die eine große Hitze ausstrahlen, ist es praktisch, die Anoden in der Form von Halbzylindern 35 auszubilden, um für die Wärmeverteilung eine größere Oberfläche zu erhalten. Jeder Halbzylinder 35 ist an seinen Enden mit einem Abschlußteil 36 versehen. Hierdurch wird die Oberfläche der Anode in ausreichendem Maße vergrößert, so daß die erforderliche während des Arbeitsganges entwickelte Hitze verteilt wird. Die Abschlußteile an den Enden dienen außerdem dazu, die Form der Anoden aufrechtzuerhalten und das Werfen der Anodenoberfläche zu verhindern. Jede Anode wird an dem einen Ende durch zwei Tragdrähte 37 und 38 gehalten, welche mit den parallelen Tragdrähten 39 und 40 der Anode verbunden und in der isolierenden Platte 20 verankert sind, die am Ende der Kathodenanordnung befestigt ist. Ein Ouerstück 41 ist mit den unteren Enden der Tragdrähte 39 und 40 verbunden und sitzt an den Einführungsdrähten 26.

Falls die Kathodenanordnung die Kanten der Anoden in dieser Anordnung noch nicht genügend abschirmt, ist es wünschenswert, zur Verhinderung der Lichtbogenbildung zwischen den Kanten der Anoden metallische Schirme 42 und 43 anzubringen, welche zwischen den benachbarten Kanten der Anodenflächen an den Längsseiten des Kathodenaufbaus angebracht sind. Diese Seitenschirme werden von Drähten an dem einen Ende der isolierenden Platte 20 getragen und sind an ihren anderen Enden mit den Einführungsdrähten 17 und 18 verbunden. Da der Kathodenaufbau im wesentlichen durch den Wärmeschirm eingeschlossen wird und der Anodenaufbau sowohl wie die Seitenschirme jede Beobachtung der stattfindenden Entladung zwischen der Kathode und den Anoden verhindern, ist es wünschenswert, in der gebogenen Oberfläche jeder Anode eine Öffnung 44 einzuschneiden, damit der Bedienende die innerhalb der Elektrodenanordnung stattfindende Entladung beobachten kann.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Gas- oder dampf gefüllte, insbesondere quecksilberdampfgefüllte Doppelweggleichrichterröhre mit zwei Anoden und zwischen ihnen befindlicher Glühkathode, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode aus einem metallischen Streifen besteht, welcher so in einer flachgedrückten Wendel mit geringem Windungsabstand aufgewickelt ist, und dessen Flächen derart mit Bezug auf die Anoden liegen, daß kein geradliniger Weg von der einen Anode zu der anderen Anode durch die Kathode hindurch' möglich ist.

2. Gleichrichterröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode von einem Wärmeschirm umgeben ist, welcher öffnungen besitzt, um den Durchtritt der Entladung zu gestatten.

3. Gleichrichterröhre nach einem von den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß getrennte Seitenschirme an den Kanten der Kathode angeordnet sind, um eine gegenseitige Beeinflussung der Anoden an ihren Seitenkanten zu verhindern.

4. Gleichrichterröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Anode als metallischer Halbzylinder ausgebildet ist.

5. Gleichrichterröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeschirm von den Anoden selbst gebildet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen