DE812943C

DE812943C - Safety device for a gas- or steam-filled, controlled discharge tube

Info

Publication number: DE812943C
Application number: DEP35830A
Authority: DE
Inventors: Karl Walter Hess
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1948-03-13
Filing date: 1949-03-05
Publication date: 1951-09-06

Description

Sicherheitseinriditung bei einer gas- oder dampfgefüllten, gesteuerten Entladungsröhre Die Erfindung bezieht sich auf eine Sicherheitseinrichtung bei einer gas- oder dampfgefüllten, gesteuerten Entladungsröhre, die bei überströmen und Rückzündung in der Röhre mittels der Steuerung gesperrt wird, und ist dadurch gekennzeichnet, daß außerdem zum Störungsschutz in der Sicherheitseinrichtung diese wenigstens zwei gesteuerte Hochvakuumröhren enthält, die in derartiger Schaltung in den Steuerkreis der Entladungsröhre aufgenommen sind, daß im normalen, stromführenden Zustand der einen Hochvakuumröhre (1) die Entladungsrähre durch die Steuerspannung für den Betrieb freigegeben ist, während bei Überströmen und Rückzündung in der Entladungsröhre dem Steuerorgan der Hochvakuumröhre (1) ein Impuls zugeführt wird, der diese Röhre sperrt oder wenigstens den Anodenstrom auf einen niedrigeren Wert herabsetzt, wobei infolge dieser Anodenstrombeschränkung nicht nur der Entladungsröhre über ihr Steuerorgan eine Spannung zugeführt wird, sondern auch die andere Hochvakuumröhre (II). in eine derartige stromführende Lage gebracht wird, daß die Sperrspannung an der Entladungsröhre aufrechterhalten wird.Safety device in a gas- or vapor-filled, controlled discharge tube The invention relates to a safety device in a gas- or vapor-filled, controlled discharge tube, which is blocked by the controller in the event of an overflow and reignition in the tube, and is characterized in that it is also used to protect against interference in the safety device this contains at least two controlled high vacuum tubes, which are included in the control circuit of the discharge tube in such a circuit that in the normal, current-carrying state of one high vacuum tube (1), the discharge tube is enabled by the control voltage for operation, while in the event of overcurrent and flashback In the discharge tube, a pulse is fed to the control element of the high vacuum tube (1) which blocks this tube or at least reduces the anode current to a lower value, and as a result of this anode current limitation, not only the discharge tube via its control element is fed to a voltage, but also the other high vacuum tube (II). is brought into such a current-carrying position that the reverse voltage is maintained on the discharge tube.

Da eine Hochvakuumröhre verwendet wird, die nur in der normalen, stromführenden Lage die z. B. in eine Gleichrichterschaltung aufgenommene Entladungsröhre für den Betrieb freigibt, wird der Vorteil erzielt, daß bei einer Störung in 'der Hochvakuumröhre, wodurch diese Röhre außer Tätigkeit gesetzt wird, auch die Entladungsröhre gesperrt wird.Because a high vacuum tube is used, this is only possible in the normal, live Location the z. B. recorded in a rectifier circuit for the discharge tube Enables operation, the advantage is achieved that in the event of a fault in the high vacuum tube, whereby this tube is put out of action, the discharge tube is also blocked will.

Bei einem Überstrom oder einer Rückzündung der Entladungsröhre wird der wirksamen Hochvaktiumröhre (1) ein Impuls zugeführt, wodurch diese entweder unwirksam wird oder einen dermaßen niedrigeren Anodenstrom führt, daß auch die Entladungsröhre gesperrt wird. Da der erwähnte Impuls nur eine kurze Zeitdauer hat, würde die HochvakuumröhrenachAblauf desImpulseswiederbetriebsbereit und infolgedessen auch die Entladungsröhre wieder wirksam werden. Ist die Störung an der letztgenannten Röhre noch nicht beseitigt, so wiederholt sich dieser Kreislauf. Um dies zu vermeiden, wird bei Anodenstrombeschränkung oder vollkommener Sperrung der Hochvakuumröhre (I) die zweite Hochvakuumröhre (II) in die stromführende Lage gebracht, wodurch die Sperrspannung an der Entladungsröhre aufrechterhalten wird. Dies kann z. B. dadurch erfolgen, daß die zweite Hochvakuumröhre eine Sperrspannung in der Entladungsröhre erzeugt, die diese, auch wenn die erste Hochvakuumröhre (1) nach Ablauf des Störimpulses wieder normal wirksam wird, gesperrt hält, so daß Pendeln vermieden wird.In the event of an overcurrent or reignition of the discharge tube, the effective high-voltage tube (1) is supplied with a pulse, whereby it either becomes ineffective or leads to such a lower anode current that the discharge tube is also blocked. Since the mentioned pulse only has a short period of time, the high vacuum tube would be ready for operation again after the pulse had expired and, as a result, the discharge tube would also become active again. If the disturbance in the last-named tube has not yet been eliminated, this cycle is repeated. To avoid this, when the anode current is restricted or the high vacuum tube (I) is completely blocked, the second high vacuum tube (II) is brought into the current-carrying position, whereby the blocking voltage is maintained on the discharge tube. This can e.g. B. be done in that the second high vacuum tube generates a reverse voltage in the discharge tube, which holds this blocked, even if the first high vacuum tube (1) is normally effective again after the glitch has elapsed, so that oscillation is avoided.

Bei einer Störung der zweiten Hochvakuumröhre (11), wodurch diese nicht von der ersten Hochvakuurnröhre (1) in -die 'stromführende Lage gebracht werden könnte, kann das Pendeln durch eine Signalvorrichtung kennbar gemacht werden.In the event of a fault in the second high vacuum tube (11), whereby it cannot be brought into the current-carrying position by the first high vacuum tube (1) , the oscillation can be made recognizable by a signal device.

Vorzugsweise werden jedoch die beiden Hochvakuumröhren (1 und II) zu einer einzigen Hochvaktiumröhre mit gesonderten Anoden, gesonderten Steuerorganen, aber mit gemeinsamer Kathode und gemeinsamem Heizfaden zusammengesetzt. Da Störungen in Hochvakuumröhren praktisch stets aus der Kathode unct dem Heizfaden stammen, sind in diesem Fall die beiden Hochvakuumröhren außer Tätigkeit, wodurch die Entladungsröhre also ebenfalls gesperrt wird.Preferably, however, the two high-vacuum tubes (1 and II) are combined to form a single high-vacuum tube with separate anodes, separate control elements, but with a common cathode and a common filament. Since faults in high vacuum tubes almost always originate from the cathode and the filament, the two high vacuum tubes are inactive in this case, which means that the discharge tube is also blocked.

An Hand der schematischen Figuren werden einige Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise näher erläutert.Some embodiments are shown on the basis of the schematic figures the invention explained in more detail, for example.

In Fig. i ist eine in einer Gleichrichterschaltung angebrachte gas- oder dampfgefüllte Entladungsröhre, die mittels eines Gitters 2 gesteuert werden kann, mit i bezeichnet. In die Anodenleitung ist ein Stromtransformator 3 aufgenommen, dessen Sekun-(lärwicklung 4 bei Überströmen, die die üblichen Anodenstromwerte der Entladungsröhre i übersteigen, über den Widerstand 5 und den Kondensator 6 dem Gitter 7 einer ersten Hochvakuumröhre 8 Impulse zuführt.In FIG. I, a gas or vapor-filled discharge tube which is fitted in a rectifier circuit and which can be controlled by means of a grid 2 is denoted by i. A current transformer 3 is accommodated in the anode line, the secondary winding 4 of which supplies pulses to the grid 7 of a first high vacuum tube 8 via the resistor 5 and the capacitor 6 in the event of overcurrents that exceed the usual anode current values of the discharge tube i.

Bei Rückzündung in der Entladungsröhre i werden dem Widerstand 5, dem Kondensator 6 und dem Gitter 7 gleichfalls Impulse zugeführt über den mit der Anodenleitung verbundenen Kondensator 9, den Widerstand 5 und den Kondensator io und zurück zur Kathode der Entladungsröhre i.When back-ignition in the discharge tube i, the resistor 5, the capacitor 6 and the grid 7 are also supplied with pulses via the capacitor 9 connected to the anode line, the resistor 5 and the capacitor io and back to the cathode of the discharge tube i.

Beim Normalbetrieb wird die Entladungsröhre i ,durch eine geeignete Steuerwechselspannung aus dem Steuertransformator i i über den Widerstand 12 jedesmal freigegeben, da die negative Sperrspannungsquelle 13 hinreichend vom Spannungsabfall am Anodenwiderstand 14 der beim Normalbetrieb stromführenden Hochvakuumröhre 8 ausgeglichen wird, deren Anodenspannungsquelle mit 15 bezeichriet ist. Diese Hochvakuumröhre hat über den Widerstand 16 und den Anodenwiderstand 17 einer zweiten Hochvakuumröhre 18 und die Anodenspannungsquelle 15 eine solche Gitterspannung, daß die Röhre Strom führt, wobei auch die Röhre 18 strornführend sein kann. Die Röhre 18 ist mit dem Gitter ig an die Anode der Röhre 8 angeschlossen.During normal operation, the discharge tube i is released each time by a suitable control AC voltage from the control transformer ii via the resistor 12, since the negative reverse voltage source 13 is sufficiently compensated for by the voltage drop across the anode resistor 14 of the high vacuum tube 8 that carries current during normal operation, the anode voltage source of which is denoted by 15. This high vacuum tube has, via the resistor 16 and the anode resistor 17 of a second high vacuum tube 18 and the anode voltage source 15, a grid voltage such that the tube carries current, and the tube 18 can also be current-carrying. The tube 18 is connected to the anode of the tube 8 with the grid ig.

Wird nunmehr bei überstrom oder Rückzündung in der Entladungsröhre i die Hochvakuumröhre 8 gesperrt oder deren Anodenstrom hinreichend beschränkt, so nimmt der ausgleichende Spannungsabfall am Anodenwiderstand 14 derart ab, daß infolge der jetzt überwiegenden negativen Gitterspannung der Spannungsquelle 13 die Zündspannung am Widerstand 12 nicht hinreichend positiv werden kann, um die Entladungsröhre i zu zünden. Diese wird dann also gesperrt. Sobald der Störimpuls am Transformator 3 vorüber ist, würde die Hochvakuumröhre 8 jedoch wieder zünden und infolgedessen wieder die Zündung der Entladungsröhre i ermöglichen. Um dies wenigstens zeitweise zu vermeiden, ist das Gitter ig der zweiten Hochvakuumröhre 18 mit der Anode der Röhre 8 (oder mit einer geeigneten Anzapfung des Anodenwiderstandes 4 verbunden, wodurch bei der vorerwähnten Abnahme des Spannungsabfalles am Anodenwiderstand 14 und bei der infolgedessen auftretenden Zunahme des positiven Potentials der Anode der Röhre 8 das Gitter der Röhre 18 derart positiv wird, daß diese Röhre entweder aus der nichtstromführenden Lage stromführend wird oder einen höheren Anodenstrom als zuvor durchläßt. Infolgedessen sinkt die Anodenspannung der Röhre 18 derart, daß die Spannun- am Widerstand 16 und somit am Gitter 7 hinreichend abnimmt, um zu verhüten, daß die Röhre 8 den normalen Strom führt, der zur erneuten Zündung der Entladungsröhre i erforderlich wäre. Solange die Röhre 18 den hohen Anodenstrom führt, führt die Röhre 8 somit einen beschränkten oder gar keinen Strom. If the high vacuum tube 8 is now blocked or its anode current is sufficiently limited in the event of an overcurrent or reignition in the discharge tube i, the compensating voltage drop across the anode resistor 14 decreases in such a way that, due to the now predominantly negative grid voltage of the voltage source 13, the ignition voltage across the resistor 12 does not become sufficiently positive can to ignite the discharge tube i. This is then blocked. As soon as the interference pulse on the transformer 3 is over, the high vacuum tube 8 would ignite again and as a result enable the discharge tube i to be ignited again. In order to avoid this at least temporarily, the grid ig of the second high vacuum tube 18 is connected to the anode of the tube 8 (or to a suitable tapping of the anode resistor 4, whereby the aforementioned decrease in the voltage drop across the anode resistor 14 and the consequent increase in the positive At the potential of the anode of the tube 8, the grid of the tube 1 8 becomes positive in such a way that this tube either becomes live from the non-current-carrying position or allows a higher anode current to pass through than before and thus decreases sufficiently at the grid 7 to prevent the tube 8 from carrying the normal current which would be required to re-ignite the discharge tube I. As long as the tube 18 carries the high anode current, the tube 8 thus carries a limited or none at all Current.

Fällt die Röhre 8 infolge einer Störung aus, so ist auch die Ausgleichsspannung am Anodenwiderstand 14 verschwunden, und es wird die Entladungsröhre i von 13 gesperrt oder auf das Durchlassen eines zulässigen, niedrigen Stromes beschränkt. Dies ist auf an sich bekannte Weise mit zu diesem Zweck bekannten Schaltungen durchführbar.If the tube 8 fails as a result of a fault, the equalizing voltage at the anode resistor 14 has also disappeared, and the discharge tube i of 13 is blocked or restricted to the passage of a permissible, low current. This can be carried out in a manner known per se with circuits known for this purpose.

In Fig. 2 ist eine Schaltung dargestellt, bei der der Anodenwiderstand 17 nach Fig. i auch in den Gitterkreis der Entladungsröhre i aufgepoinmen ist. Hierdurch wird erzielt, daß im vorliegenden Fall bei Erhöhung des Anodenstroms in der Röhre 18 infolge eines Störimpulses am Gitter der Röhre 8 der Spannungsabfall am Widerstand 17 erhöht wird, so daß auch die negative Gittervorspannung der Entladungsröhre i vergrößert wird. Die Polarität der Spannung am Widerstand 17 ist nämlich so, daß die negative Spannung an 13 unterstützt wird. Hierdurch entsteht größere Sicherheit gegen erneute Betätigung der Entladungsröhre i.FIG. 2 shows a circuit in which the anode resistor 17 according to FIG. Hereby is achieved that the voltage drop is increased at the resistor 1 7 in the present case, with an increase of the anode current in the tube 18 due to an interference pulse at the grid of the tube 8, so that the negative bias of the discharge tube is increased i. The polarity of the voltage across resistor 17 is such that the negative voltage across 13 is supported. This creates greater security against renewed actuation of the discharge tube i.

Die Erfindung bietet praktisch Gewähr gegen Betriebsstörungen in der Sicherheitseinrichtung, selbst ohne Ver,#vendung der vorerwälinten Signalvorrichttiii -, indem die beiden Hochvakuumröhren 8 und 18 zu einer einzigen Hochvakuumröhre mit gesonderten Anoden und Steuerorganen, aber mit geineinsamer Kathode vereinigt werden. Dies ist in l"ig. 3 dargestellt. In diesem Fall hat eine praktisch stets atis der Kathode mit Heizfaden staminende St(')'rutig in der Röhre 2o zur Folge, daß keine der beiden Anoden Strom führt, so daß die Ausgleiclispannung ain Widerstand 14 bzw. 17 fehlt und die Sperrspannung 13 überwiegt.The invention offers a practical guarantee against malfunctions in the safety device, even without using the above-mentioned signal device, by combining the two high-vacuum tubes 8 and 18 into a single high-vacuum tube with separate anodes and control elements, but with a single cathode. This is shown in Fig. 3. In this case, if the cathode with the filament is almost always sticking slippery in the tube 20, neither of the two anodes carries current, so that the equalizing voltage becomes a resistance 14 or 17 is missing and the reverse voltage 13 predominates.

Die Schaltung der Sekundärwicklung 4 des Trausforinators 3 ist derart gewählt, daß wenigstens ain Anfang jeder Stroinperiode beim Normalbetrieb der Hntladungsröhre i (lern Gitter 7 der Röhre 8 ein 11111)tils zugeführt wird, wobei die Stärke des Impulses derart gewählt ist, daß die Röhre nicht gesperrt wird, während die Röhre bei einem Überstroin, der also den normalen Strom wesentlich überschreitet, hingegen gesperrt wird.The circuit of the secondary winding 4 of the transformer 3 is chosen so that at least ain the beginning of each stroke period during normal operation of the discharge tube i (learn grid 7 of the tube 8 a 11111) tils is supplied, the strength of the pulse is selected such that the tube does not is blocked, while the tube is blocked in the event of an excessive current, which significantly exceeds the normal current.

Wie oben erwähnt, ist gegen Rückzündung ein Kondensator 9 vorgesehen, der derart geschaltet ist, daß dein Gitter ein negativer Impuls zugeführt wird, ,#venn Rückzündung in der Entladungsröhre eintritt. lin beschriebenen Fall wird der negative Impuls bereits bei einer Spannungsänderung hinreichender Geschwindigkeit und Größe erzeugt, so daß die Sperrung der Entladungsröhre bereits vor Auftreten eines Cberstroins eingeleitet wird.As mentioned above, a capacitor 9 is provided against reignition, which is connected in such a way that a negative pulse is fed to the grid, # when reignition occurs in the discharge tube. In the case described in the above, the negative pulse is generated when the voltage changes of sufficient speed and magnitude, so that the discharge tube is blocked before a burst occurs.

In den beschriebenen Schaltbildern ist die Betriebssicherlielt der Sicherheitseinrichtung praktisch ausscliließlich von der Störfreiheit der negativen Gitterspannungsquelle 13 abhängig. Dies kann je- doch z. 13. durch Verwendung von Akkumulatorbatterien derart betriebssicher ausgebildet werden, da13 Störungen in dieser Quelle als ausgeschlossen hetraclitet \\-erden können. Außerdem kann eine zus;itzliclie Sicherung vorgesehen werden, indem die Spannung del- SPannt1119s(luelle 13 als Steuerspaniitiii"l, eines 1 lauptschalters verwendet wird, der den Speisetransforinator der Entladungsröhre i primär abschaltet, wenn die Spannung von 13 zu niedrig geworden ist.In the circuit diagrams described, the operational reliability of the safety device is practically exclusively dependent on the interference-free nature of the negative grid voltage source 13. This can JE but z. 13. be made operationally reliable by using accumulator batteries in such a way that disturbances in this source can be hetraclitet \\ - grounded as excluded. In addition, a total weight; itzliclie assurance be provided by the voltage DEL SPannt1119s (luelle 13 as Steuerspaniitiii "l, a 1 is used lauptschalters, which switches off the discharge tube Speisetransforinator of i primary, when the voltage of 13 has become low.

Claims

PATENT AN, 11 Pt Ü CH F: i. Safety device in a gas or danipf-filled, controlled discharge tube, which is blocked by means of the control in the event of overcurrents or backfire in the IZ ('# lire iii by means of the control system, characterized in that the latter also contains at least two controlled highs to protect against disturbances in the safety device, which in one the discharge tube is only released in a nornial stream-carrying position of the one high-n'aktiiiiir (") lire (1) by the control voltage for the operation, w: its end at # When the high vacuum tube (1) overflows and reignition in the discharge tube, a pulse is supplied to the high vacuum tube (1) that blocks this tube or at least reduces the anode current to a lower value, whereby a blocking voltage is not only supplied to the discharge tube via the control element as a result of this anode current limitation but also the other high vacuum tube (II ) is brought into such a current-carrying position that the reverse voltage is maintained on the discharge tube.

2. Safety device according to claim i, characterized in that the two high vacuum tubes (I and 11) are combined into a single high vacuum tube with separate anodes and control elements, but with a common cathode and a common filament. 3. Device according to claim i or 2, characterized in that the anode current of the tube (11) brings about an increase in the reverse voltage on the discharge tube and also a permanent blocking of the high vacuum tube (I) by the other high vacuum tube (11) in the current-carrying position is brought. 4. Device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the anodes of the two high vacuum tubes are connected by a resistor which is included in the control circuit of the discharge tube, and that a tap of the resistor is connected to a positive anode voltage source for the high vacuum tubes . 5. Device according to claim 4, characterized in that the anode of each high-vacuum tube is connected to the control circuit of the other high-vacuum tube, such that the anode voltage of a current-carrying tube causes the other high-vacuum tube to be blocked. 6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the load circuit of the discharge tube is provided with means which at least at the beginning of each current period in normal operation of the discharge tube to the control member of a high vacuum tube (1) transmit a pulse, the strength of the pulse such it is selected that this tube is not blocked while the tube is blocked in the event of an overcurrent pulse. Device according to one of the preceding claims, characterized in that a capacitor is preferably directly coupled parallel to the discharge tube, which capacitor transmits a reverse voltage to the one high vacuum tube (1) when it is ignited back in the discharge tube.