DE726799C

DE726799C - Process for degassing the power supplies of cathodes

Info

Publication number: DE726799C
Application number: DET51137D
Authority: DE
Inventors: Dr Phil Friedrich Huelster
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1938-10-19
Filing date: 1938-10-19
Publication date: 1942-10-21

Description

Verfahren zum Entgasen der Stromzuführungen von Kathoden Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entgasen der Stromzuführungen von gegen Restgase besonders exnpindlichen Glühkathoden, insbesondere Thoriumkathoden, in elektrischen Entladungsgefäßen, bei denen die Stromzuführungen für jedes Käthodenende je zwei im Betriebe parallel geschaltete Einschmelzdrähte und eine innerhalb der Röhre befindliche Querverbindung zwischen diesen Einschmelzdrähten enthalten.Method for degassing the power supplies of cathodes The invention particularly relates to a method for degassing the power supply against residual gases Exnpindic hot cathodes, especially thorium cathodes, in electrical discharge vessels, where the power supplies for each end of the cathode are two in parallel in the company switched fuse wires and a cross connection located inside the tube contained between these fuse wires.

Wenn an Elektronenröhren besonders hohe Anforderungen hinsichtlich eines guten Vakuums ,gestellt werden, wie es beispielsweise bei Röhren mit Thoriumkathode .der Fall ist, bereiten gewöhnlich solche Metallteile in der Röhre Schwierigkeiten, die sich einerseits beim Pumpen der Röhre nicht hinreichend entgasen lassen und auch im Betriebszustand nicht so heiß werden, daß dabei eine vollständige Entgasung innerhalb kurzer Zeit eintritt, andererseits aber auch. im Betrieb nicht so kalt bleiben, @daß die Gasabgabe vernachlässigbar ist. Solche Metallteile sind vor allem * Heizstromzuleitungen, .die starke Ströme führen. Längs dieser Heizstromzuleitungen tritt im Betriebszustand ein Temperaturgefälle auf, welches von der hochtemperierten Kathode bis zu-den aus glastechnischen. Gründen kühl zu haltenden Einschmelzungen überleitet. Eine Erhitzung dieser Heizstromzuleitungen während des Pumpens über die spätere Betriebstemperatur hinaus verbietet sich wegen der damit verbundenen thermischen Überlastung der Kathode. Es ist nun bekannt, jede Heizstromzuführung in zwei Einzelleiter aufzuteilen, die isoliert voneinander durch die Gefäßwand hindurchgeführt und erst in unmittelbarer Nähe der eigentlichen Kathode zusammengeführt sind. Im Betriebszustand werden die beiden Einzelleiter parallel geschaltet.When particularly high demands are made on electron tubes a good vacuum, as is the case, for example, with tubes with a thorium cathode .is the case, such metal parts in the tube usually cause difficulties, which on the one hand cannot be adequately degassed when pumping the tube and even in the operating state do not get so hot that complete degassing is achieved occurs within a short time, but also on the other hand. not so cold in operation remain, @ that the gas output is negligible. Such metal parts are above all * Heating current supply lines that carry strong currents. Along these heating current leads a temperature gradient occurs in the operating state, which differs from the high-temperature Cathode up to the glass-technical. Reasons for melts to be kept cool transferred. This heating current supply lines overheat during pumping the later operating temperature is prohibited because of the associated thermal overload of the cathode. It is now known, any heating power supply to be divided into two individual conductors, which are isolated from each other and passed through the vessel wall and are only brought together in the immediate vicinity of the actual cathode. in the In the operating state, the two individual conductors are connected in parallel.

Gemäß der Erfindung werden, bei einer solchen Röhre während des Entgasens die freien Enden der an dasselbe Kathodenende angeschlossenen, kurz und dick ausgebildeten Einschmelzdrähte an -eine Spannungsquelle angeschlossen, und dadurch. werden die Heizstromzuführungen durch Stromwärmeverluste auf eine höhere Temperatur, als sie betriebsmäßig erreicht wird, erhitzt. Bei diesem Verfahren wird die Kathode nicht unzulässig beansprucht. Während des Entgasens kann auch eine kombinierte Heizung angewendet werden, indem die Zuleitungen, wie oben angegeben, erhitzt werden und gleichzeitig durch die Kathode ein Strom geschickt wird, für welchen die zusammengehörigen Einzelleiter parallel ,geschaltet sind. Dadurch läßt sich erreichen, ,daß die Heizstromzuleitungen während ödes Pumpens der Röhre ohne Gefährdung derKathode selbst auf eine hohe Temperatur gebracht werden, die sie später während des gewöhnlichen Betriebes nie mehr erreichen. Damit ist aber ausgeschlossen, d,aß die Heizstromzuleitungen hei dem späteren Betrieb .der Röhre Gas abgeben.According to the invention, in such a tube during degassing the free ends of the on the same cathode end connected, briefly and thick fuse wires connected to a voltage source, and thereby. the heating power supplies are increased by power heat losses Temperature when it is reached operationally heated. In this procedure the cathode is not unduly stressed. During the degassing, a combined Heating can be applied by heating the leads as indicated above and at the same time a current is sent through the cathode for which the related Single conductors are connected in parallel. It can thereby be achieved that the heating current leads while boringly pumping the tube to a high temperature without endangering the cathode itself that they can never reach again later during normal operation. But this ruled out that the heating current supply lines ate during later operation .Delete gas from the tube.

Die Erfindung hat nichts zu tun mit den bekannten Aquipotentialkathoden, bei denen die emittierende Kathode an äquipotentielle Punkte von zu beiden Seiten der Kathode angeordneten Heizdrähten an-geschlossen ist und von diesen her durch Wärmeleitung auf die Emissionstemperatur gebracht wird. Dort erreichen die Heizdrähte auch betriebsmäßig eine hohe Temperatur, die wegen des unvermeidlichen Wärmegefälles zur eigentlichen Kathode sogar höher sein muß als die Kathodentemperatur selbst.The invention has nothing to do with the known equipotential cathodes, where the emitting cathode is at equipotential points from either side the cathode arranged heating wires is connected and from these through Heat conduction is brought to the emission temperature. This is where the heating wires reach also during operation a high temperature because of the inevitable heat gradient to the actual cathode must even be higher than the cathode temperature itself.

Die Erfindung ist in erster Linie für die Stromzuführungen unmittelbar geheizter Kathoden, insbesondere hochbelasteter Thoriumkathoden, bestimmt. Sie läßt sich aber auch bei den Stromzuführungen zum Heizkörpereiner msttelbar geheizten Kathode anwenden.The invention is primarily direct for the power supplies heated cathodes, especially highly stressed thorium cathodes. She lets but also with the power supply to the radiator one heated msttelbar Apply cathode.

Zur weiteren Erläuterung sind in der Zeichnung Ausführungsbeispiele von Anordnungen zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung dargestellt. Abb. i zeigt den Glasboden einer Röhre. Hierbei ist i die Kathode, welche :aus einer Drahtwendel besteht, die- um die gleichzeitig als Haltestreben und als Heizstromzuleitungendienenden Drähte 2 und 3 schraubenlinienförmig gewickelt und an diesen befestigt ist. Der Kathodendraht besteht beispielsweise aus thoriertem Wolfram. Da eine größere Anzahl von Halbwindungen parallel geschaltet ist, braucht diese Kathode einen sehr starken Heizstrom. Da die Heizstromzuführungen deshalb dick und außerdem noch ziemlich kurz sind, wird besonders viel Wärme über die Heizstromzuführungen abgeführt. Daher nimmt ein großes Stück der Heizstromzuführung eine Temperatur an, die zwar ausreichend ist um I Gaseinschlüsse aus dem Metall herauszutreiben, aber nicht hoch, genug, um dies innerhalb kurzer Zeit erschöpfend zu tun. Diese Drahtteile geben vielmehr ihre Gaseinschlüsse in geringen Mengen aber dafür über eine lange Zeit verteilt ab. Es besteht deshalb die Gefahr, daß die Kathode verdorben und freiwerdende Gase von einem gegebenenfalls vorhandenen Getterstoff nicht mehr gebunden werden können. Um diesen Übelstand zu steuern, sind die Heiz.stromzuleitun:gen 2 und 3 in den Punkten q. bzw. 5 gegabelt und in die Einzelleiterpaare 6, 7 bzw. 8, 9 die eigentlichen ntEinsch melzdrähte, die #zweckmäßig einen um so viel kleineren elektrischen Widerstand .haben als die sie im Innern des Vakuuin:gefäßes verbindenden Drähte 6, ; bzw. 8, 9, daß bei dem Aush eizen dieser Drähte (Heizstromzuführun.gen) keine gefährliche Erhitzung der Glaswand eintritt.For further explanation, exemplary embodiments of arrangements for carrying out the method according to the invention are shown in the drawing. Fig. I shows the glass bottom of a tube. Here, i is the cathode, which: consists of a wire helix, around which wires 2 and 3, which serve at the same time as retaining struts and as heating current supply lines, are wound in a helical manner and attached to them. The cathode wire consists, for example, of thoriated tungsten. Since a larger number of half-turns are connected in parallel, this cathode needs a very strong heating current. Since the heating current leads are therefore thick and also quite short, a particularly large amount of heat is dissipated via the heating current leads. Therefore, a large piece of the heating current supply assumes a temperature which is sufficient to drive gas inclusions out of the metal, but not high enough to do this exhaustively within a short time. Rather, these wire parts give off their gas inclusions in small quantities but distributed over a long period of time. There is therefore the risk that the cathode will be spoiled and released gases can no longer be bound by any getter material that may be present. In order to control this inconvenience, the Heiz.stromzuleitun: gen 2 and 3 in points q. or 5 forked and into the individual conductor pairs 6, 7 or 8, 9 the actual nt Einschmelzdrraht, which # expediently have a much smaller electrical resistance than the wires 6,; or 8, 9 that when these wires are baked out (Heizstromzuführun.gen) no dangerous heating of the glass wall occurs.

Betriebsmäßig sind die Zuleitungen 6 und 7 einerseits und 8 und 9 andererseits parallel geschaltet, d. h. sie werden paarweise an denselben Pol.der Heizstromquelle angeschlossen. Während des Betriebes gerät nur die eigentliche Kathode i und der unmittelbar anschließende Teil der Haltestreben 2 und 3, letztere aber höchstens bis zu den Punkten. q. und 5 in Glut. Es empfiehlt sich, den Widerstand der Heizstromzuleitungen zwischen,dem Vereiniagungspunkt q. und der Kathode i größer, insbesondere mehr als doppelt so groß zu wählen als den Widerstand einer der Heizstromzuleitung 6 bis 9. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, daß das an die Kathode anschließende verhältnismäßig kurz Stück der Heizstroinzuleitung, welches beim Ausbeizen der Zuleitung nicht durch einen besonders großen Stromdurchgang erhitzt werden kann, eine Temperatur annimmt, bei welcher die Gaseinschlüsse restlos entfernt werden.In operational terms, the supply lines 6 and 7 are on the one hand and 8 and 9 on the other hand connected in parallel, d. H. they are paired to the same pole Heating power source connected. Only the actual cathode is used during operation i and the immediately adjoining part of the retaining struts 2 and 3, but the latter at most up to the points. q. and 5 in embers. It is best to use the resistance the heating current supply lines between, the merging point q. and the cathode i larger, in particular to choose more than twice as large as the resistance of one of the heating current supply lines 6 to 9. In this way it can be ensured that the relatively short piece of Heizstroinzuleitung, which when pickling out the supply line cannot be heated by a particularly large passage of current, a temperature assumes in which the gas inclusions are completely removed.

Die Schaltung während des Ausheizens der Heizstromzuführungen, welches vorzugsweise vorgenommen wird, so lange die Röhre noch an die Pumpe angeschlossen ist, zeigt die Abb. 2. Hier ist die Röhre schematisch dargestellt und die Lage der Einschmelzungen angegeben. Die Einschmelzdrähteio und ii bzw. 12 und 13 werden über Spannungsquellen miteinander verbunden. Als Spannungsquelle kann beispielsweise je ein NT-etzspannungswandler 1d. dienen., der so bemessen ist, daß die Teile 6, 7, 8 und 9 in helle Glut geraten, zumindest aber auf eine im Betriebszustand niemals erreichte Temperatur erhitzt werden. Die Einschmelzdrähte selbst werden dabei nicht so heiß, daß eine Gefährdung der vakuumdichten Verbindung mit dem Glas zu befürchten ist. Währenddes Ausheizens der Heizstromzuführungen kann auch die Kathode i selbst mit Strom belastet werden, indem die Mittelabgrife der Sekundärwicklungen der Spannungswandler 14 durch eine Gleich- oder Wechselspannungsquelle 15 miteinander verbunden werden.The circuit during the bakeout of the heating current leads, which is preferably carried out as long as the tube is still connected to the pump, is shown in Fig. 2. Here the tube is shown schematically and the position of the seals is indicated. The fuse wires i and ii or 12 and 13 are connected to one another via voltage sources. An NT mains voltage converter 1d can be used as the voltage source, for example. Serve., Which is dimensioned so that the parts 6, 7, 8 and 9 get into bright embers, but are at least heated to a temperature never reached in the operating state. The fuse wires themselves do not get so hot that a risk to the vacuum-tight connection with the glass is to be feared. While the heating current supply lines are being baked out, the cathode i itself can also be loaded with current, in that the center taps of the secondary windings of the voltage converters 14 are connected to one another by a direct or alternating voltage source 15.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Method for degassing the power supplies from Cathodes that are particularly sensitive to residual gases, especially thorium cathodes, in electrical discharge vessels, in which the power supply lines for each cathode end j e two fuse wires connected in parallel during operation and one within the Tube conducive to cross-connection between these fusible wires characterized that between the free ends, which is connected to the same cathode end, short and thick single-pinion wires connected to a voltage source and thereby the heating current supply through current heat losses to a higher level Temperature, when it is reached during operation, are heated. a. Procedure according to Claim i, characterized in that during the heating up of the heating current supplies the cathode itself is also loaded with heating current. 3. Discharge tube for implementation of the method according to claim i, characterized in that the connecting pieces between the Connection point (4) of a heating current supply pair and the associated cathode end: have greater electrical resistance, in particular more than twice as great how the individual wires (6, 7) of the heating current supply pair from the fuse, wires (io, ii) up to the merging point (4). 4. Discharge tube for carrying out the. Method according to claim i, characterized in that the fuse wires (io, ii) a much smaller electrical resistance for the heating current leads have than they im. Inside, the vacuum vessel connecting wires (6, 7) that No dangerous heating of the glass wall occurs when these wires are degassed.