DE843872C - Anodenrohr fuer hochgespannte Ionenventile - Google Patents

Description

(WiGBL S. 175)

AUSGEGEBEN AM 14. JULI 1952

A 13184 VIII c j 21g

ist als Erfinder genannt worden

Die Erfindung betrifft Anodenrohre für hochgespannte lonenventile mit mehreren zwischen der Anode und dem Kathodenraum eingesetzten leitenden Körperu, welchen verschiedene Spannungen aufgedrückt werden, um eine geeignete Potentialverteilung in der Sperrphase zu schaffen. Es ist bekannt, die aus Metall, vorzugsweise aus besonders reinem Eisen bestehenden Leitkörper in der Weise auszubilden, daß sie im wesentlichen geschlossene und feldfreie und ihrerseits Kanäle für eine oder mehrere Strombahnen einschließende Räume bilden und an ihrem Umfang an der isolierenden Rohrwand befestigt sind, die zweckmäßigerweise aus Porzellan oder anderem keramischen Isolierstoff besteht. Diese feldfreie Räume bildenden, dosenförmigen Körper werden zweckmäßig in geringer gegenseitiger Entfernung angebracht, die im wesentlichen einem Maximum von Überschlagsspannung bei den herrschenden Verhältnissen entspricht. Durch die Fortsetzung der Dosen bis zum Umfang mit hauptsächlich derselben gegenseitigen Entfernung erhalten die zwischen ihnen entstehenden Kanäle eine geringe Mindestweite im Verhältnis zur Länge, wodurch die nicht erwünschte Diffusion von Ionen von der stark ionisierten Strombahn ab bis zum Umfang erschwert wird.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine von der zuvor beschriebenen abweichende Ausführung, die einfacher und gleichzeitig aus den genannten gleichen Gesichtspunkten wirksamer ist, die für die bisherige Formgebung der leitenden Körper bestimmend waren. Nach der Erfindung werden die leitenden Körper, im folgenden der Kürze wegen Teller genannt, aus die Strombahn oder'Strombahnen

am nächsten umgebenden Teilen, die. im wesentlichen geschlossene und feldfreie Räume bilden, und aus diese Teile gegen die Rohrwand fortsetzenden Teilen zusammengesetzt, welche letztere ganz metallisch in dem Sinne sind, daß sie keine Hohlräume einschließen. Der wesentliche Vorteil hiervon ist, daß es leichter wird, die äußeren, einfachen Teile der Teller in" geeigneter Weise für das Erfüllen verschiedener für den Betrieb wichtiger Bedingungen

ίο auszubilden. So kann man z. B. die Bleche leicht so ausbilden, daß die zwischen ihnen gebildeten Kanäle in radialer Richtung eine oder mehrere Krümmungen aufweisen, wodurch die Diffusion von Ionen von den zentralen Teilen an die Peripherie erschwert wird. Man kann auch die aus einfachen Blechen bestehenden Teile kegelig mit kleinem Spitzenwinkel ausführen, wodurch die Länge der Kanäle bei derselben Mindestweite größer gemacht werden kann, und'zwar bei derselben radi-

ao alen Entfernung zwischen dem von den Strombahnen eingenommenen Gebiet und dem Umfang'der Teller. Schließlich kann man die beiden obengenannten Grundsätze derart kombinieren, daß man wenigstens die meisten der Bleche bzw. der Kanäle doppelt kegelig macht, am besten so, daß das Verhältnis zwischen dem aufrecht stehenden und dem umgekehrten Kegel von Blech zu Blech geändert wird, wodurch die gesamte Länge des Tellersystems bedeutend größer am Umfang als in der Mitte gehalten werden kann, was die Wärmeableitung begünstigt. Wenn die Bleche aus Metall, gewöhnlich aus reinemEisen, ausgeführt werden, ist es von Vorteil, daß, nachdem die Kanalweite mit Rücksicht auf die Durchschlagsfestigkeiten bestimmt wurde, der übrigbleibende Raum für die Wärmeableitung ganz ausgenutzt wird, indem man ihn mit Metall ausfüllt. Der engste Querschnitt für die Abführung der Wärme liegt dann an der Stelle, an der die Wärme durch Strahlung von den Tellern an die Rohrwand übergeführt werden soll, und es ist deshalb wichtig, daß die Länge des Tellersystems am Umfang groß wird. Anderseits ist bei sonst zweckmäßiger Bemessung die Wärmeentwicklung in der Strombahn im großen und ganzen ihrer Länge proportional, wodurch die Übertemperatur der Wandungen der Strombahn bei sonst gleichen Verhältnissen hauptsächlich proportional dem Verhältnis zwischen der Länge der Strombahn und der Länge des wärmeableitenden Teils am Umfang wird. Eine Erhöhung der letztgenannten Länge hat auch den wichtigen Vorteil, daß der Kriechweg längs der Innenseite der Rohrwand verlängert wird.

Zwei nach der Erfindung ausgeführte Anodenrohre sind in der Zeichnung in Fig. 1 und 2 schematisch dargestellt, welche die eine Hälfte des Anodenrohres in Seitenansicht und die andere im Längsschnitt zeigen.

In Fig. ι sind innerhalb des zweckmäßig aus Porzellan ausgeführten Anodenrohres sechs gleiche Teller aus Blech angebracht, deren jeder aus einem mittleren, dosenförmigen Teil 2 mit beispielsweise ringförmig angeordneten Kanälen 3 für den Durchgang des Stromes und aus einem im wesentlichen aus einem einfachen Blech bestehenden Teil 4 besteht, der den genannten dosenförmigen Teil "mit einem außenliegenden Ring 5 verbindet. Dieser Ring soll in diesem Falle in einem so geringen Abstand von der Rohrwand stehen, daß kein Durchschlag durch den Kanal zwischen Ring und Rohrwand entstehen kann. Die mittlere Dose ist hier , nicht als ganz geschlossen dargestellt, aber sie kann, falls erwünscht, geschlossen sein. Auf jedem Blech 4 ist ein Kragen 6 aufgesetzt, der gegebenenfalls aus einem doppelten Blech bestehen kann und zusammen mit der äußeren Rohrwand und dem äußeren Ring 5 des nächsten Tellers einen labyrinthartigen Kanal zwischen dem mittleren, stromführenden Teil des Rohres und dem der Rohrwand am nächsten liegenden Teil abgrenzt, wodurch die Ionendiffusion zum letzteren Teil erschwert wird.

Einer oder mehrere der dem Kathodenraum am nächsten liegenden Teller können als Steuergitter oder als Zündeinleitungselektrode dienen, wobei im letzteren Falle dieser Teller unmittelbar vor dem erwünschten Augenblick der Zündung der Hauptanode unter eine solche Spannung gesetzt wird, daß er als Anode für einen Hilfslichtbogen, gewöhnlich mit sehr niedrigem Strom, dient, um die Zündung des Hauptlichtbogens zu erleichtern. Die Hauptaufgabe der übrigen Teller ist dagegen, in der Sperrphase der Strombahn unter einem zwischen der Kathode und der Anode liegenden, von Teller zu Teller sich ändernden Potential gehalten zu werden und dadurch Störungen, wie Rückzündung, zu verhindern. Die Stromzuführungen an die Teller für die verschiedenen Zwecke sind nur schematisch angedeutet, da sie nicht den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bilden. Aus dem gleichen Grunde sind die Anordnungen zum Befestigen der Teller an der Rohrwand nicht dargestellt.

In Fig. 2 sind die im Anodenrohr 10 liegenden Teller untereinander ungleich ausgebildet und in der Richtung vom Kathodenraum 21 gegen die Anode 22 mit 11 bis 16 bezeichnet. Die mittleren, dosenförmigen Teile mit Kanälen für den Stromdurchgang sind jedoch für alle Teller gleich, und der Unterschied besteht in der Ausbildung der die genannten mittleren Teile mit dem Umfang verbindenden, einfachen Bleche. Für den untersten Teller ist das genannte Blech einfach kegelig mit der Spitze nach oben, für den obersten Teller dagegen einfach kegelig mit der Spitze nach unten und für alle zwischenliegenden Teller ist das Blech doppelt kegelig mit von unten nach oben allmählich abnehmender Länge der aufrecht stehenden Kegelflächen und mit zunehmender Länge der nach unten gewandten Kegelflächen. Durch diese Anordnung wird die Teilung der Teller am Umfang größer als in der Mitte, wodurch die Kühlung verbessert und die Festigkeit gegen Kriechüberschläge in der obengenannten Weise gleichzeitig erhöht werden. Durch die Kegelgestalt der Bleche wird gleichzeitig die Kanallänge zwischen der Mitte und dem Umfang vergrößert und die Kanalweite vermindert und durch die

doppelkegelige Form wird auch hier eine Labyrinthwirkung eingeführt, was alles zur Erschwerung der Ionendiffusion nach außen beiträgt.

Der äußerste Teil des Tellers kann in der dargestellten Weise wieder umgebogen sein, um einen geschlossenen, ringförmigen Teil zu bilden und dadurch die Befestigung im Porzellanrohr zu verstärken.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Anodenrotir für hochgespannte Ionenventile mit einem Mantel aus keramischem Isolierstoff und darin eingesetzten leitenden Tellern aus Blech für die Spannungsverteilung in der Sperrphase, dadurch gekennzeichnet, daß die die Stronibahn oder Strombahnen am nächsten umgebenden Teile der Teller im wesentlichen geschlossene und feldfreie Räume bilden, während sie zwischen diesen Teilen und dem Umfang des Rohres von im wesentlichen ganz metallischen, also keine geschlossenen Räume bildenden Teilen fortgesetzt werden.
2. 2. Anodenrohr nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die die Teller gegen die Rohrwand fortsetzenden Teile derart geformt sind, as daß wenigstens die meisten der zwischenliegenden Kanäle eine oder mehrere Krümmungen aufweisen.
3. 3. Anodenrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Teller gegen die Rohrwand fortsetzenden Teile im wesentlichen kegelig sind.
4. 4. Anodenrohr nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Teile der Teller aus kegeligen Teilen mit der Spitze nach oben und aus kegeligen Teilen mit der Spitze nach unten zusammengesetzt sind, wobei das Verhältnis zwischen den Teilen derartig ist, daß die Tellerteilung am Umfang größer als in der Mitte wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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