DE738105C

DE738105C - Mounting of a directly heated cathode designed as a helix for electrical discharge vessels

Info

Publication number: DE738105C
Application number: DEL95801D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Wilhelm Ziegenbein
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1938-10-09
Filing date: 1938-10-09
Publication date: 1943-08-03

Description

Halterung einer unmittelbar geheizten, als Wendel ausgebildeten Kathode für elektrische Entladungsgefäße r, -Bei den bekannten unmittelbar geheizten Kathoden verursacht die abkühlende Wirkung der Stromzuführungen, daß die Kathode in der Nähe der Stromzuführungen nicht oder nur :schlecht emittiert. Die vorliegende Erfindung hat eine besondere Halterung von gewendelten; unmittelbar geheizten Kathoden für elektrische Entladungsgefäße zum Gegenstand, bei denen dieser Mangel an Emission ausgeglichen wird.Holding a directly heated cathode designed as a helix for electrical discharge vessels r, - With the known directly heated cathodes causes the cooling effect of the power supplies that the cathode is close the power supply not or only: badly emitted. The present invention has a special holder of coiled; directly heated cathodes for electrical discharge vessels for which this lack of emission is balanced.

Erfindungsgemäß gehen bei der Halterung einer unmittelbar geheizten, als Wendel .ausgebildeten Kathode für elektrische Entl;adungsgefäße, bei der mehr als drei im Innern befindliche Stromzuführungsstellen vorgesehen sind, zwischen zwei aufeinanderfolgenden und zu zwei verschiedenen Haltestreben gehörigen Stromzufüuhrungsstellen liegende Teile .der Wendel zumindest an einer der mit diesen Stromzuführungsstellen versehenen Haltestreben frei vorbei. Ferner sind vorzugsweise die Wendelabschnitte zwischen je zwei Stromzuführungsstellen gleich lang.According to the invention, when holding a directly heated, cathode designed as a helix for electrical discharge vessels, in which more as three power supply points located inside are provided between two consecutive power supply points belonging to two different retaining struts lying parts of the helix at least at one of the power supply points with these provided retaining struts freely over. Furthermore, the helical sections are preferably equally long between two power supply points.

In der Fig. i ist in schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel nach der Er-Findung dargestellt. Die Streben i und 2 bilden die Stromzuführungen und Stützen der Wendel, die bei 3 anfängt. Der Wickeldraht umläuft beide Stromzuführungen frei und ist nach 11/2 Windungen bei q. an der Strebe i befestigt. Die Wendel ist -weiterhin noch bei 5 und 6 befestigt.In FIG. I, an exemplary embodiment according to the invention is shown in a schematic representation. The struts i and 2 form the power supply lines and supports of the coil, which starts at 3. The winding wire runs freely around both power supply lines and is after 11/2 turns at q. attached to the strut i. The helix is still attached at 5 and 6.

Die Kathode wirkt gegenüber bekannten unmittelbar geheizten Kathoden als gleichmäßig emittierender Körper. Die abkühlende Wirkung -der Stromzuführungen an den Befestigungspunkten der Wendeln 3 bis 6 verursacht, daß der Wickeldraht in der Nähe der Befestigungsstelle nicht oder nur schlecht emittiert. Dieser Mangel an Emission wird durch die Emission der benachbarten Windungen ;ausgeglichen. Ein weiterer Vorteil der Kathode nach der Erfindung sind die zahlreichen Heizstromzuführung@en. Dadurch wird ,auch: der Emissionsstrom der Kathode an zahlreichen Stellen zugeführt. Dasselbe gilt für die besonders bei kurzen Wellen auftretenden Blindströme.The cathode acts in contrast to known directly heated cathodes as a uniformly emitting body. The cooling effect of the power supply lines at the attachment points of the coils 3 to 6 causes the winding wire in in the vicinity of the fastening point, emitted only poorly or not at all. This lack of emission is compensated for by the emission of the neighboring windings. A Another advantage of the cathode according to the invention are the numerous heating current feeds. As a result, the emission current is also fed to the cathode at numerous points. The same applies to the reactive currents that occur particularly with short waves.

In den Fig. 2 und 3 sind weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Bei der Anordnung nach Fig.2 sind vier Streben i o, i i, 12 und 13 vorgesehen. i o und 13 können als Stromzuführungen benutzt werden. i i und 12 haben dann das Potential der Kathodenmitte. Bei Wechselstromheizung ist es häufig erwünscht, daß die Kathodenmitte für die Zuführung von Strömen zu. gänglich ist. io und 13 und ii und 12 lassen sich auch parallel schalten und die beiden Paare als je eine Stromzuführung benutzen. Im zweiten Fall ist die Heizspannung halb so groß wie im ersten, der Heizstrom aber doppelt so groß.2 and 3 are further embodiments of the invention shown. In the arrangement according to Figure 2, four struts i o, i i, 12 and 13 provided. i o and 13 can be used as power supplies. i i and 12 then have the potential of the cathode center. With AC heating is it is often desirable to have the cathode center for the supply of currents too. accessible is. io and 13 and ii and 12 can also be connected in parallel and the two pairs than use one power supply each. In the second case, the heating voltage is half that big as in the first one, but the heating current is twice as big.

Bei großen Wendeldurchmessern lassen sich noch Streben anbringen, die nur als Stützen dienen oder auch als weitere Stromzuführungen. Die Streben können auch bandförmig ausgebildet werden. Diese Ausbildung setzt die Induktivität der Zuleitungen herab, was besonders "beim Betrieb mit kurzen Wellen und bei der Erzeugung großer Leistungen von Vorteil ist. Für diese Zwecke ist die Erfindung besonders geeignet.With large helix diameters, struts can still be attached, which only serve as supports or as additional power supply lines. The striving can can also be formed in a band shape. This training sets the inductance of the Supply lines come down, which is particularly "when operating with short waves and when generating great performance is an advantage. For these purposes the invention is particular suitable.

In der Fig.3 ist eine Anordnung .dargestellt, die zur Herabsetzung des Heizstromes verwendet werden kann. 30 und 31 lassen sich als Stromzuführungen und 32 als Kathodenmitte verwenden. Es können aber auch 30 und 31 gemeinsam als eine Stromzuführung verwendet werden, während 32 dann die andere bildet.An arrangement is shown in FIG. 3, which can be used to reduce the heating current. 30 and 31 can be used as power supply lines and 32 as the cathode center. However, 30 and 31 can also be used together as one power supply, while 32 then forms the other.

Die Kathode nach der Erfindung hat außer der gleichmäßigen hohen Emission eine große Steifigkeit. Die benachbarte Elektrode kann daher sehr dicht .an die Kathode herangerückt werden. Die Steifigkeit der Wendel kann durch Verwendung von thoriertem Wolframdraht für die Wendel noch weiter gesteigert werden. Thoriertes Wolfram besitzt bei seiner Emissionstemperatur noch eine genügende Festigkeit.The cathode according to the invention has, in addition to the uniform high emission great rigidity. The neighboring electrode can therefore be very close to the Cathode are moved up. The stiffness of the helix can be increased by using thoriated tungsten wire for the filament can be increased even further. Thoriert Tungsten still has sufficient strength at its emission temperature.

Die Wendel kann an den Stützen angeschweißt werden. Die Befestigung der Wendel an den Haltestreben kann auch auf andere Weise vorgenommen werden, insbesondere lassen sich Verfahren anwenden, die zur Herstellung von Wickelgittern gebräuchlich sind. Es können z. B. die Halter mit Einkerbungen versehen sein, in die die Wendel eingelegt und durch Umpressen der zwischen den Kerben hervorstehenden Spitzen festgehalten wird. Die Befestigung der Wendel an den Trägern kann zweckmäßig auch unter Zwischenlage von Metallstücken erfolgen. Es werden also beispielsweise die Vorsprünge der Streben, an denen sich die Befestigungspunkte q., 5, 6 befinden (Fig. i), durch Aufschweißen von Metallstücken hergestellt. Der Durchmesser der Wendel beträgt zweckmäßig ein Mehrfaches der Wendelsteigung. Die Steigung kann insbesondere zwischen dem Zwei- und dem Zwölffachen des Wickeldralitdurchmessers variieren.The helix can be welded to the supports. The fastening of the helix to the retaining struts can also be carried out in other ways; in particular, methods can be used which are customary for the production of winding grids. It can e.g. B. the holder can be provided with notches into which the coil is inserted and held by pressing around the tips protruding between the notches. The attachment of the coil to the carrier can also be carried out expediently with the interposition of metal pieces. For example, the projections of the struts, on which the fastening points q., 5, 6 are (FIG. I), are produced by welding pieces of metal. The diameter of the helix is expediently a multiple of the helix pitch. The pitch can vary in particular between two and twelve times the winding wire diameter.

Da sich die Haltestreben im Innern der Wendel befinden, werden sie durch diese angestrahlt und erwärmen sich. Dazu kommt noch die Erwärmung durch den hindurchfließenden Heizstrom. Die Erwärmung kann so weit getrieben werden, daß die Wärmeableitung durch die Halteteile nur gering ist und eine gewünschte, möglichst gleichmäßige Verteilung der Temperatur längs der gesamten Wendel erzielt wird. Dies läßt sich noch vollkommener dadurch erreichen, daß die Halteteile konisch ausgebildet werden oder, entsprechend der Strombelastung, nach ihren Enden zu stufenartig auf geringere Querschnitte verjüngt sind. An den anderen Enden der Streben werden zweckmäßig schlechte Wärmeleiter angebracht; es kann auch das untere Stück der Haltestreben aus einem Material schlechter Wärmeleitfähigkeit, wie z. B. Nickeleisen, hergestellt sein.Since the retaining struts are inside the helix, they will illuminated by this and heat up. In addition there is the heating by the heating current flowing through it. The warming can be driven so far that the Heat dissipation through the holding parts is only low and a desired one, if possible uniform distribution of the temperature along the entire helix is achieved. this can be achieved even more perfectly in that the holding parts are conical or, depending on the current load, to their ends in a step-like manner smaller cross-sections are tapered. At the other ends of the struts will be useful bad heat conductors attached; it can also be the lower piece of the retaining struts from a material of poor thermal conductivity, such as. B. nickel iron manufactured be.

Bei Kathoden von,ganz großen Leistungen kann die Erwärmung der Halteteile unerwünscht hohe Werte annehmen. Es besteht dann die Gefahr, daß sich die stark erwärmten Träger unter dem Gewicht der Wendel deformieren, und es werden in diesem Falle Vorrichtungen zur Kühlung der Halteteile notwendig. Die Kühlung kann in bekannter Weise durch Anbringen von wärmeabstrahlenden Flächen oder durch strömende Kühlflüssigkeiten vorgenommen werden.In the case of cathodes with very high outputs, the holding parts can be heated up assume undesirably high values. There is then the risk that the strong warmed beams deform under the weight of the helix, and there will be in this Case devices for cooling the holding parts necessary. The cooling can be known in By attaching heat-radiating surfaces or by flowing coolants be made.

In Fig. q. ist eine Anordnung dargestellt, bei der Stromzuführungen verwendet werden, die teilweise wassergekühlt sind und die sich teilweise auf eine gewünschte Temperatur erwärmen. Das Wasser fließt in « den Rohren 35, 36 bzw. 37,38. Die Teile 39 bis 42 der Stromzuführungen sind so bemessen, daß sie sich durch die in ihnen erzeugte Stromwärme und durch die von der Kathode 43 abgeleitete Wärme auf eine gewünschte Temperatur erwärmen. Der emittierende Teil ist nur schematisch dargestellt. .In Fig. Q. an arrangement is shown in which power supply lines are used which are partially water-cooled and which partially heat up to a desired temperature. The water flows in the pipes 35, 36 and 37, 38, respectively. The parts 39 to 42 of the power supply lines are dimensioned so that they are heated to a desired temperature by the current heat generated in them and by the heat dissipated from the cathode 43. The emitting part is only shown schematically. .

Claims

PATENT CLAIMS: i. Holding a directly heated one, as a helix formed cathode for electrical discharge vessels with more than three im Internal power supply points are provided, characterized in that that between two successive and belonging to two different retaining struts Parts of the helix located at the power supply points at least on one of the parts with these Power supply points provided holding struts freely pass and preferably the coil sections between each two power supply points are of the same length.

2. Cathode according to Claim i, characterized in that the coil diameter is a multiple the helix pitch is.

3. Cathode according to claim i or 2, characterized in that that the pitch of the helix is two to twelve times "the diameter of the winding wire amounts to. ¢.

Cathode according to Claim i or the following, characterized in that the filament is made of tungsten or thorvertem tungsten.

5. Cathode according to claim i, characterized in that in addition to those having the power supply points Holding struts not yet used for power supply struts are provided on which the cathode is attached preferably insulated.

6. Cathode according to claim i or 5, characterized in that the parts of the helix are directly on the retaining struts 0 are attached by pressing or welding.

7. Cathode according to claim i or 5, characterized in that the parts of the helix on the retaining struts with an intermediate layer are fastened by pieces of metal. B.

Cathode according to Claim i, characterized in that the retaining struts between the different fastening points of the emitting threads are tapered, for example in steps, in accordance with the different current loads caused by the heating current.

9. Cathode according to claim i or 8, characterized characterized in that the ends of the non-tapered parts of the retaining struts from bad Heat conductors, e.g. B. made of nickel iron. ok Cathode according to claim i or following, characterized in that the retaining struts or a part of the same be cooled.