Entladungsröhre mit Gas- oder Dampffüllung für die Zwecke der Stromrichtung
Die Erfindung betrifft eine Entladungsröhre mit Gas- oder Dampffüllung für die Zwecke
der Stromrichtung mit indirekt beheizter aktivierter Glühkathode. Die indirekt geheizten
Kathoden, bei welchen ein emissionsfähiger Stoff durch Strahlung von einer Wärmequelle
her erhitzt wird, eignen sich besonders für gas- oder dampfgefüllte Entladungsgefäße.
Mit ihrer Hilfe gelingt es, verhältnismäßig große Elektronenströme zu erzeugen sowie
die Lebensdauer trotz der hohen Stromentnahme ausreichend groß zu machen. Eine bekannte
Art indirekt geheizter Kathoden besteht aus einem Heizkörper, welcher seine Wärme
einem ihn umgebenden 4
Metallkörper mittzilt, der mit emissionsfähigem Stoff
überzogen ist. Um bei derartigen Kathoden die Wärmeabstrahlung zu vermindern, ist
es üblich, den Emissionskörper samt dem Heizkörper noch mit Schirmen zu umgeben,
welche aus einem Material mit geringem Strahlungskoeffizienten bestehen bzw. deren
Oberfläche in geeigneter Weise behandelt ist, so daß die Wärmeabstrahlung geringer
wird. Um die Abschirmwirkung in vollem Ausmaße zu gewinnen, muß der Schirm den Emissionskörper
möglichst vollkommen umgeben, andererseits muß aber eine ausreichend große öffnung
für den Durchtritt der Ladungsträger vorhanden sein.
Man bringt
zu diesem Zweck, beispielsweise in der zvlindrischen Seitenwand des Schirmes, Löcher
an. Der Nachteil dieser Bauart ist, daß verdampfende Teilchen des Kathodenmaterials
mit kleiner Austrittsarbeit auf das Gitter auftreffen und dort bei den im Betrieb
auftretenden höheren Temperaturen Elektronen emittieren. Diese Erscheinung, die
sog. Gitteremission, kann sich im Betrieb der Röhren sehr nachteilig bemerkbar machen.
Ein anderer Weg, welcher auch bereits eingeschlagen wurde, ist, die .Kathode an
der Stirnseite mit einem Deckel abzuschließen, welcher ein wenig, beispielsweise
um einige Millimeter, gelüftet ist, so, daß zwischen dem Rand des Abschirmzylinders
und dem Deckelrand ein ringförmiger Spalt für den Durchtritt der Ladungsträger vorhanden
ist. Diese Ausführungsform ist insofern ungünstig, als der obere Rand des Emissionskörpers
verhältnismäßig stark abgekühlt wird und, was iresonders bei gittergesteuerten Entladungsgefäßen
von Wichtigkeit ist, die Elektronen, welche die Zündung der Entladung einleiten,
große Umwege machen müssen. Auch die Abkühlung gerade des Randes des Emissionskörpers,
welcher der Elektronenaustrittsöffnung zunächst liegt, ist für die Zündung ungünstig.Discharge tube with gas or vapor filling for the purpose of current direction The invention relates to a discharge tube with gas or vapor filling for the purposes of current direction with an indirectly heated activated hot cathode. The indirectly heated cathodes, in which an emissive substance is heated by radiation from a heat source, are particularly suitable for gas or vapor-filled discharge vessels. With their help, it is possible to generate relatively large electron currents and to make the service life sufficiently long despite the high current consumption. A known type of indirectly heated cathode consists of a heating element which transmits its heat to a 4 metal body surrounding it, which is coated with an emissive substance. In order to reduce the heat radiation in such cathodes, it is customary to surround the emission body together with the heating element with screens made of a material with a low radiation coefficient or the surface of which is treated in a suitable manner so that the heat radiation is reduced. In order to achieve the full shielding effect, the shield must surround the emission body as completely as possible, but on the other hand there must be a sufficiently large opening for the charge carriers to pass through. For this purpose, holes are made, for example in the cylindrical side wall of the screen. The disadvantage of this design is that evaporating particles of the cathode material with a small work function impinge on the grid and emit electrons there at the higher temperatures that occur during operation. This phenomenon, the so-called grid emission, can have a very negative effect on the operation of the tubes. Another way, which has already been taken, is to complete the .Kathode at the end with a lid which is a little, for example by a few millimeters, ventilated so that an annular gap for between the edge of the shielding cylinder and the lid edge the passage of the charge carriers is present. This embodiment is unfavorable insofar as the upper edge of the emission body is cooled down comparatively strongly and, which is particularly important in the case of grid-controlled discharge vessels, the electrons which initiate the ignition of the discharge have to make long detours. The cooling of the very edge of the emission body which is closest to the electron exit opening is also unfavorable for ignition.
Die Erfindung, durch welche die erwähnten Nachteile vermieden werden,
betrifft eine neue Bauart einer Entladungsröhre mit Gas-oder Dampffüllung für die
Zwecke der Stromrichtung mit indirekt beheizter aktivierter Glühkathode und einem
dem Heizkörper und den von ihm durch Strahlung aufgeheizten Emissionskörper der
Kathode vollständig umhüllenden Wärmeschutzschirm. Die Erfindung besteht darin,
daß der Wärmeschutzschirm für den Durchtritt der Entladung in seiner der Anode zugekehrten
Stirnseite eine gegenüber dem Schirmdurchmesser verengte zentrale Öffnung mit einem
äußeren rohrförmigen Ansatz hat.The invention, by means of which the disadvantages mentioned are avoided,
relates to a new type of discharge tube with gas or vapor filling for the
Purposes of the current direction with indirectly heated activated hot cathode and one
the radiator and the emission body heated by it by radiation
Cathode completely enveloping thermal shield. The invention consists in
that the heat shield for the passage of the discharge in its facing the anode
End face a central opening narrowed compared to the screen diameter with a
has outer tubular neck.
Das Kathodengebilde weist vorzugsweise zentrische Symmetrie auf. Von,
besonderem Vorteil ist es auch, die Form eines etwa vorhandenen Steuergitters der
äußeren Form des nach dem Entladungsraum weisenden Kathodenendes anzupassen und
die Gitteröffnung so anzuordnen, daß sie der Öffnung des Wärmeschutzschirmes gerade
gegenüberliegen.The cathode structure preferably has central symmetry. From,
It is also of particular advantage to have the shape of any control grid that may be present
adapt the outer shape of the cathode end pointing towards the discharge space and
to arrange the grid opening so that it is straight to the opening of the heat shield
opposite.
Es ist bereits ein gasgefülltes Entladungsgefäß zur Lichtausstrahlung
mit indirekt beheizter aktivierter Glühkathode bekannt, die teilweise mit einer
Hülle umgeben ist, die an ihrer der Anode zugekehrten Stirnseite eine zentrale Öffnung
mit einem rohrförmigen Ansatz aufweist. Dieser Aufbau ist aus lichttechnischen Gründen
(Schaffung einer punktförmigen Lichtquelle) so gewählt worden. Es sind ferner Kathodenanordnungen
bekannt deren Elektronen emittierende, mit Erdalkali metallen aktivierte Teile sich
zu einer Hüll< mit einer engen Öffnung mit rohrförmigem Ansatz schließen, um
die durch Verdampfer von Erdalkalimetall gebildeten Dämpfe in det Umgebung der Elektronen
emittierenden Teile zusammenzuhalten. Bei diesen bekannten Anordnungen handelt es
sich jedoch nicht um indirekt beheizte Glühkathoden, die mit einem die Kathode vollständig
umhüllenden Wärmeschut7schirm umgeben sind bzw. um Gasentladungsgefäße für die Zwecke
der Stromrichtung.It is already a gas-filled discharge vessel for emitting light
known with indirectly heated activated hot cathode, some with a
Sheath is surrounded, which has a central opening on its end face facing the anode
having a tubular extension. This structure is for lighting reasons
(Creation of a point light source) has been chosen. There are also cathode assemblies
known whose electron-emitting, metals activated with alkaline earth metal parts themselves
close to a shell <with a narrow opening with a tubular extension to
the vapors formed by evaporators of alkaline earth metal in the vicinity of the electrons
to hold together emitting parts. These known arrangements are
However, they are not indirectly heated hot cathodes that fully connect to the cathode
enveloping heat shield or around gas discharge vessels for the purposes
the current direction.
Eine Anordnung nach der Erfindung zeigt beispielsweise die Figur.
Mit i ist eine bifilar gewickelte Heizwendel bezeichnet, welche einen Emissionskörper
2 erhitzt. Dieser Emissionskörp.er isst in Form eines beiderseits offenen Metallzylinders
ausgebildet, der die Heizwendel umschließt und mit emissionsfähigem Stoff bedeckt
ist. Der Emissionskörper 2 und mit ihm die Heizwendel sind von einem zylindrischen
Blechschirm 3 als Wärmeschutz umgeben, durch dessen Boden 4. die Zuleitungen für
die Heizwendel isoliert hindurchgeführt sind. Der zylindrische Schirm 3 besitzt
nun gemäß der Erfindung an seiner der Anode 9 zugekehrten Stirnseite eine verengte
Öffnung mit einem rohrförmigen, sich auf die Anode zu erstreckenden Ansatz 5. Das
Steuergitter 6 ist in seiner Form der Form des Schirmendes angepaßt, und die- Öffnungen
7 dieses Gitters liegen der Öffnung S gegenüber. Auch die Anode 9 besitzt eine ähnliche
Form wie das Gitter 6.An arrangement according to the invention is shown, for example, in the figure.
With i a bifilar wound heating coil is referred to, which is an emission body
2 heated. This emission body eats in the form of a metal cylinder that is open on both sides
formed, which encloses the heating coil and covered with emissive material
is. The emission body 2 and with it the heating coil are cylindrical
Surrounded sheet metal shield 3 as heat protection, through the bottom 4. the supply lines for
the heating coils are passed through in an insulated manner. The cylindrical screen 3 has
now, according to the invention, a narrowed end face facing the anode 9
Opening with a tubular extension to extend onto the anode 5. The
Control grid 6 is adapted in its shape to the shape of the screen end, and the openings
7 of this grid are opposite the opening S. The anode 9 also has a similar one
Shape like the grid 6.
Eine Anordnung nach der Erfindung besitzt folgende Vorteile: Der Rand
des Emissionskörpers, welcher dem Entladungsraum zugekehrt ist und auf dessen Elektronenlieferung
es bei der Zündung in erster Linie ankommt, kühlt nicht so stark ab, da er durch
den oberen Deckelteil sowie den auf diesen aufgesetzten rohrförniigen Ansatz gut
abgeschirmt ist. Die Zündelektronen brauchen keinen besonderen Umweg zu machen,
um in den Anodenraum zu gelangen, vielmehr legen sie annähernd geradlinige Bahnen
zurück. Auch dadurch werden die Zündverhältnisse verbessert. Der durch die Verdampfung
des emissionsfähigen Stoffes auftretende Niederschlag trifft im allgemeinen nur
wieder Kathodenteile. Die Teilchen des emissionsfähigen Stoffes fliegen von der
Kathode geradlinig nach den verschiedensten Richtungen weg, und die meisten von
ihnen werden durch die Wände der Kathode, des Schirmes und durch den rohrförmigen
Ansatz abgefangen. Die Stoffe gehen somit für die Emission nicht in merklichem Maße
verloren, und vor allem ist die Sicherheit vorhanden,
daß nur praktisch
unbedeutende Mengen der abgedampften Emissionsstoffe auf das Steuergitter gelangen
können, so daß eine Gitteremission hö:chsaens in geringem Maße auftritt. Von a11
den abdampfenden Emissionsstoffen treffen, insbesondere infolge der Anordnung des
rohrförmigen Ansatzes, nur diejenigen auf das Gitter, welche in einerRichtung innerhalb
des durch die Verbindungslinien von den einzelnen Oberflächenteilen zu dem. Rändern
des rohrförmigen Ansatzes begrenzten engen Raumwinkeln fliegen. Der größte Teil
des Raumwinkels; in welchem emittierende Teilchen auftreten, können, wird durch
die Wände des Schirmes., insbesondere auch durch den rohrförmigen Ansatz, abgedeckt.
Der Raumwinkel soll zweckmäßig nicht mehr als 30° betragen. Von besonderem Vorteil
ist es, in der in der Figur dargestellten Weise die Gitteröffnungen gegenüber der
Öffnung im Wärmeschutzschirm anzuordnen und dem Gitter eine solche Farm zu geben,
daß die seitlichen Gitterteile durch dien rohrförmigen Ansatz gegen: die Entladungsbahn
bzw. die Flugbahn der von der Kathode abdampfenden Masseteilchen abgedeckt sind.
Es ist dann die Gewähr vorhanden, daß nur zum allergeringsten Teil die Masseteilchen
sich tatsächlich am Gitter ablagern können und daß auch nicht Teile des Gitters
erwärmt werden können, deren höhere Erhitzung durch die Entladung besonders unerwünscht
ist.An arrangement according to the invention has the following advantages: The edge
of the emission body, which faces the discharge space and its electron delivery
When it comes to the ignition, it doesn’t cool down as much as it does
the upper part of the cover and the tubular approach placed on it well
is shielded. The ignition electrons do not need to make a special detour,
in order to get into the anode compartment, rather they lay approximately straight paths
return. This also improves the ignition conditions. The one through evaporation
of the emissive substance occurring in general only hits
again cathode parts. The particles of the emissive substance fly off the
Cathode straight away in various directions, and most of
them are through the walls of the cathode, the screen and through the tubular
Approach caught. The substances are therefore not noticeable for the emission
lost, and above all there is security
that just practical
insignificant amounts of the evaporated emissions reach the control grid
can, so that lattice emission occurs to a minor extent. From a11
meet the evaporating emissions, in particular as a result of the arrangement of the
tubular extension, only those on the grid which are in one direction inside
des through the connecting lines from the individual surface parts to the. Margins
of the tubular approach limited narrow solid angles fly. The biggest part
the solid angle; in which emissive particles can occur is through
the walls of the screen., in particular also by the tubular extension, covered.
The solid angle should expediently not be more than 30 °. Of particular advantage
it is, in the manner shown in the figure, the grid openings opposite the
To arrange opening in the heat protection screen and to give the grid such a farm,
that the lateral grid parts through the tubular extension against: the discharge path
or the trajectory of the mass particles evaporating from the cathode are covered.
There is then a guarantee that only the smallest part of the mass particles
can actually be deposited on the grid and that not even parts of the grid
can be heated, the higher heating of which by the discharge is particularly undesirable
is.
Die neue Kathodenbauart erfüllt also die Voraussetzungen, welche insbesondere
für die Verwendung bei gittergesteuerten Entladungsgefäßen gemacht werden, in besonderem
Maße, und zwar mit Hilfe der Anordnung eines äußerst einfachen Bauelements, gegebenenfalls
in Verbandurig mit einer besonderen Formgebung der Steuerelektrode. Die üblichen
Maßnahmen, welche bei indirekt geheizten Glühkathoden zur Verminderung der Wärmeabstrahlung
und der damit verbundenen Leistungsverluste gebräuchlich sind, wie z. B. besondere
Wahl des Schirmmaterials, Oberflächenbehandlung, Anordnung zusätzlicher Schirme
u. dgl. m., können auch bei der Erfindung mit Erfolg angewendet werden.The new cathode design thus meets the requirements, which in particular
for use in grid-controlled discharge vessels, in particular
Dimensions, with the help of the arrangement of an extremely simple component, if necessary
in bandage with a special shape of the control electrode. The usual
Measures taken with indirectly heated hot cathodes to reduce heat radiation
and the associated power losses are common, such as. B. special
Choice of screen material, surface treatment, arrangement of additional screens
and the like can also be successfully applied to the invention.