DE848228C - Ionenentladungsroehre fuer hohe Spannung mit fluessiger Kathode und Zuendelektrode - Google Patents

Description

• lonenentladungsröhre für hohe Spannung mit flüssiger Kathode und Zündelektrode

  Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine

  lonenentladungsröhre für hohe Spannung mit flüssiger

  Kathode, die mit einer Zündelektrode versehen ist,

  welche die Zündung der Rühre in einem beliebigen

  Augenblick einleiten kann.

  Rühren mit flüssiger Kathode sind besonders ge-

  eignet zuin Führen starker Ströme während kurzer

  Zeit. Bei Hochspannung tritt jedoch häufig der Nach-

  teil auf, daß die Rühre bereits zündet bevor die Zün-

  dung von cier Zündelektrode eingeleitet wird. Dieser

  Nachteil macht sich besonders fühlbar, wenn die

  Röhre außer der Kathodenflüssigkeit auch noch eine

  Gasfüllung niedrigen Druckes, einige Hundertstel von

  ,Millimeter, enthält. Die Gasfüllung wird manchmal

  vorgesehen, um eine schnelle Entwicklung der Entladung zu erzielen, z. B. in Röhren, die in einem Oszillographen zum Studieren äußerst schneller Erscheinungen zur Verwendung kommen.
• Diese spontanen Zündungen werden meistens durch Funken an der Ouecksilberoberfläche eingeleitet, wenn die Röhre keine zusätzliche Gasfüllung enthält, und durch Glimmentladung auf der Kathode, wenn die Röhre Gas mit einem Druck von o,or mm oder mehr enthält. Der Mechanismus dieser Zündungen ist noch nicht ganz klargestellt worden. Wahrscheinlich spielt das starke elektrische Feld an der Kathode eine große Rolle. Infolge der spontanen Zündungen hat man den Zündungspunkt nicht mehr in der Hand, was

  nicht nur bei steuerbaren Gleichrichtern, sondern be-

  sonders auch bei als Schalter verwendeten Ent-

  ladungsröhren Schwierigkeiten bereitet.

  Die Erfindung kommt nun diesen Nachteilen dadurch

  bei, daß in einer Vorrichtung, die eine lonenentla-

  dungsröhre mit flüssiger Kathode enthält, die mit einer

  Zündelektrode versehen ist, welche die Zündung der

  Röhre in einem beliebigen Augenblick einleiten kann,

  die Röhre mit Ausnahme der unmittelbaren Um-

  gebung der Anode, zumindest der Kathodenraum, mit

  einer leitenden Schicht überzogen wird, die mit der

  Kathode verbunden wird. Durch diese leitende Schicht

  wird erreicht, daß das Feld, das von der Anode an der

  Kathodenoberfläche gebildet wird, sehr schwach

  ist, so daß keine spontanen Zündungen auftreten

  können, wenigstens die Spannung, bei der sie auf-

  treten, stark erhöht ist. Bei gasgefüllten Röhren hat

  diese Spannungssteigerung einen außerordentlich

  großen Wert. Es ist besonders vorteilhaft, die Ver-

  bindung zwischen der leitenden Schicht und der Ka-

  thode an der Röhre selbst anzuordnen. Diese Ver-

  bindung kann auch über einen hohen Widerstand

  hergestellt werden.

  Verunreinigungen in der Röhre können die Wirkung

  der leitenden Schicht, nämlich die Steigerung der

  Spannung, bei der die Röhre zündet, rückgängig

  machen; die Zündspannung kann dann sogar noch

  niedriger werden als es bei einer reinen Röhre ohne

  leitende Schicht der Fall ist. Es ist daher besonders

  vorteilhaft, die Röhre mit einer sogenannten kapazi-

  tiven Zündelektrode auszustatten, die aus einem von

  Isolierstoff, vorzugsweise Quarz, umgebenen Leiter

  besteht und für beide Elektroden Quecksilbermassen

  zu verwenden, die aus besonders reinem Quecksilber

  bestehen. Die Zündelektrode und auch die anderen

  Elektroden können indiesemFall keineVerunreinigung

  der Röhre verursachen.

  Bei Röhren, die als Gleichrichter verwendet werden

  müssen, ist zu berücksichtigen, daß die leitende Schicht

  nicht zu dicht an die flüssige Anode Heranrückt, da

  diese sonst in der negativen Phase als Zündelektrode

  für die Anode fungieren kann. Auch bei Röhren mit

  nichtflüssiger Anode können Schwierigkeiten auf-

  treten, -,renn die leitende Schicht zu (licht an die Anode

  heranrückt, da diese beim Beginn der negativen Phase

  zu einem verstärkten Ionenbombardement der Anode

  führen kann, wodurch leicht Rückzündungen auf-

  treten. Bei Röhren mit flüssiger Anode, die nicht als

  Gleichrichter zu fungieren brauchen, kann sich die

  leitende Schicht unbedenklich so nahe an die Anoden-

  einführung heranrücken, als es im Zusammenhang mit

  den Isolationsanforderungen und Überschlagmöglich-

  keiten zulässig ist. Bei Röhren mit nichtflüssiger

  Anode, die z. B. aus Graphit oder karbonisiertem

  Eisen besteht, ist es besonders vorteilhaft, die Anode

  mit einem leitfähigen, vorzugsweise aus Metallgaze

  bestehenden Schirm zu umgeben, der mir die aktive

  Vorderfläche der Anode frei läßt und von der Anode

  isoliert angeordnet ist.

  Es hat besondere Vorteile bei Röhren mit zwei

  flüssigen Elektroden die Wand uni jede der beiden

  Elektroden mit einer leitenden Schicht zu bedecken,

  die mit der zugehörigen Elektrode verbunden wird.

  Hierdurch wird erreicht, (1a13 das elektrische Feld an

  der Oberfläche jeder Elektrode niedrig ist, so claß spon-

  tane Zündungen in der positiven Phase und Rück-

  zündungen in der negativen Phase vermieden wcrclen.

  Es ist sehr gut möglich, beide Elektroden mit einer

  Zündelektrode zu versehen, so daß die Reihre in beiden

  Richtungen Strom führen kann. Zur Vermeidung von

  Sprühen und Durchschlag außerhalb der Röhre ist es

  vorteilhaft, zwischen den leiden leitenden Schichten

  eine Abschirmplatte aus lsolicr:totf anzuordnen. Auch

  kann man die ganze Röhre in C)1 anordnen.

  Die Erfindung wird an Hand einer Zeichnung n;iher

  erläutert.

  Fig. i ist ein senkrechter (?verschnitt einer er-

  findungsgemäßen Röhre finit zwei flüssigen Elektroden,

  von denen die eine mit einer kapazitiven 7iinclelektrocle

  versehen ist, und

  Fig. 2 ist ein senkrechter Quer:c hnitt einer Röhre,

  die nur mit einer flüssigen Elektrode ausgestattet ist;

  Fig.3 zeigt eine Röhre mit zwei flüssigen Elektrodun,

  die je mit einer leitenden Schicht auf der Glaswand

  versehen sind.

  In Fig. i ist mit i die Glaswand der Rühre, mit 2

  und 3 die Quecksilbermassen der Kathoden bzw. der

  Anode bezeichnet; .1 und 5 sind an der Röhre fest-

  geschmolzene Chromeisenhütchen, die zur Strc»n-

  zuführung dienen und dazu mit Anschlußinuttern ver-

  sehen sind. Die Zündelektrode besteht aus einem tcil-

  weise mit Quecksilber gefüllten Onarzröhrclien f>, (las

  in die Kathode eingetaucht ist. 1>as Quarzröhrchen G

  ist mittels der Übergangsringe 7 :in einem Glasrohr 8

  festgeschmolzen, innerhalb dessen sich der Zuführungs-

  draht g mit der Anschlußklemme io erstreckt. Das

  Rohr 8 ist entlüftet. Rings uni clie Röhre ist eine

  leitende Schicht ii vorgesehen, clie aus einem Graphit-

  präparat bestehen kann, das unter clem Handelsnanicn

  » Aquadagx bekannt ist. Diese Schicht steht in Be-

  rührung mit der Kathodeneinführung 1 und erstreckt

  sich bis in einiger Entfernung von der Quecksilber-

  oberfläche der Anode. Durch Anordnung der leitenden

  Schicht wurde die Anodenspannung, bei der die Röhre

  von selbst zündet, in einem bcstinnntcn Fall von 20 kV

  bis zu mehr als 30 kV erhöh t , wenn clic Röhre nicht finit

  einer Gasfüllung versehen war. Wenn die Rölire Argon

  mit einem Druck von etwa o,oi min enthielt, so würde

  die Anodenspannung, bei cler spontane Zündung auf-

  tritt, durch Anordnung der leitenclcn Schicht, von

  7 kV bis zu mehr als 25 kV erliülit. Bei einem Druck

  von 0,02 mm Argon betrugen diese Werte 1 kV bzw.

  2o kV. Die leitende Schicht ist nicht zu (licht an die

  Anode herangerückt, um die Röhre auch finit einer

  kleinen negativen Anodensp;innung belasten zu

  können, ohne daß dabei Rückschlag auftritt. Wenn die

  Röhre als Gleichrichter fungieren 1111113, so empfiehlt es

  sich, die Ausführungsform nach Fig. 3 zu verwenden.

  In Fig. 2 sind die der zig. i entsprechenden Einzel-

  teile mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. i ver-

  sehen. Die leitende Schicht ii wird hierbei durch eine

  in Glas angeordnete Anscliluf3kleninic 12 über einen

  Widerstand 13 von o,5 MOhin finit der Kathoden-

  einführung verbunden. Rings uni die Anode herum ist

  ein keramisches Röhrchen 1q angebracht, um das ein

  Bügel 15 geklemmt ist, der den Anodenschirm trägt.

  Der Anodenschirm bestellt aus dem flachen Teil 16

  und <lein z@lindrischcn Teil 1j, der aus --Metallgaze be-

  stellt. Die leitende Schicht ii erstreckt sich bis -auf

  kurze Entfernung von der Anodeneinführung. Der um

  die Anode heriini urigeordnete Schirm verhütet in der

  negativen Phase ein zu starkes Anodenbombardement

  durch vorn Felde zwischen der leitenden Schicht und

  der _\n@>d@@ vorhewegte Ionen. Die Röhre kann mithin

  vorzüglich als Gluichrichter verwendet -,@,erclen.

  Auch in Fig. 3 sind die mit Fig. i übereinstimmenden

  Einzelteile finit den gleichen Bezugszeichen wie in

  Pig. i versehet;. jede fliissigeElektrode 2 und 3 ist mit

  einer kcip,tzitivcii Zündelektrode 6 versehen, und die

  Elektrode und der zugehörige Raum ist von einer

  leitenden Schicht auf der Gl<is«-und umgeben. Uni ein

  Sprühen der beiden Graphitschichten ii zu ver-

  ineiden, ist in der Mitte ringsum die Röhre ein Schirm

  i,S aus Pertinax @Ingeoirdnet. Die Steigerung der

  Anli(Ic@nspannung, bei (irr spontane Zündung auftritt,

  kann noch etw, Is stiirker als bei der in zig. i dar-

  gestellten lzi*)lirc seit).

Claims (1)

1. PATI:\T,\`:@I'I@fCril: i. Vorrichtung mit einer Ionenentladungsröhre für hohe Spannung finit flüssiger Kathode, die mit einer Ziiridclektr()<le versehen ist, welche die Zün- clnng der R#*llire in einem beliebigen Augenblick einleiten kann, dadurch gekennzeichnet, daß die gMnze R#'ilirc niit =\usnahine der unmittelbaren L'ni- gebung der .1n@@de, zumindest der Kathodenraum der Röhre, mit einer mit der Kathode verbundenen Schicht aus leitendem Stoff überzogen ist. 2. Ionenentladungsröhre für eine Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen der leitenden Schicht und der Kathode an der Röhre selbst, gegebenenfalls über einen hohen Widerstand, hergestellt ist. 3. Ionenentladungsröhre für eine Vorrichtung nach Anspruch i oder Entladungsröhre nach An- spruc11 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode eine kapazitive Zündelektrode enthält und so@xohl die Anode als auch die Kathode aus Ouecksilber bestehen. . Ionenentladungsröhre nach Anspruch i, da- durch gekennzeichnet, daß der Raum um jede der beiden Elektroden mit einer leitenden Schicht über- zogen ist, die jeweils mit der zugehörigen Elektrode verbunden ist. j. Ionenentladungsröhre nach Anspruch .l, da- durch gekennzeichnet, daß zwischen den leitenden Schichten und der Röhre eine Abschirrnplatte aus Isolierstoff angeordnet ist. 6. Ionenentladungsröhre für eine Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode aus einem Graphit- oderMetallblock besteht, der von einem leitenden, vorzugsweise aus Metall- gaze bestehenden Schirm umgeben ist, der nur die aktive Vorderfläche der Anode frei läßt. Ionenentladungsröhre nach einem der An- sprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, claß die Röhre neben der Elektrodenflüssigkeit auch noch eine Gasfüllung niedrigen Drucke: enthält.