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Elektrodeneinführung für Vakuumentladungsgefäß Die Erfindung bezieht
sich auf eine Elektrodeneinführung für Vakuumentladungsgefäße mit metallenem Vakuumgefäß,
bei welcher der der Isolierung dienende keramische Formkörper ,aus zwei oder mehreren
Einzelteilen besteht und mit der Metallwandung hochvakuumdicht verschmolzen ist.
Die Auswahl der Merkstoffe ist dabei derart getroffen, daß die Teile, die mit dem
Metall verschmolzen sind, eine andere Wärmedehnung besitzen als die Teile, die dem
Angriff des Lichtbogens direkt ausgesetzt sind. Im allgemeinen werden die Teile,
die dem Lichtbogen ausgesetzt sind, ein möglichst kleines Wärmedehnungsvermögen
aufzuweisen haben, während das Wärmedehnungsvermögen der mit dem Metall zu verschmelzenden
Keramikteile ein größeres sein muß. Es ist vorgeschlagen worden, die Verbindung
der beiden oder mehreren keramischen Bauteile vorzugsweise mit Hilfe eines hitzebeständigen
Kittes vorzunehmen.
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Die Erfindung betrifft eine Verbesserung derartiger Elektrodeneinführungen
und bezieht sich insbesondere auf die Kathodeneinführung für metallische Quecksilberdampfstromrichter.
Die Erfindung besteht darin, daß die Vereinigung der aus verschiedenen Werkstoffen
bestehenden keramischen Teile in der Weise erfolgt, daß die Teile mit ,aufeinander
eingeschliffenen, insbesondere plangeschliffenen Flächen aufeinander aufliegen und
durch Druck aneinandergepreßt
werden. Man kann gegebenenfalls auch
kugel- oder kegelförmig geschliffene Flächen vorsehen. Plangeschliffene Flächen
weisen jedoch den Vorteil auf, daß sie sich bei Temperaturänderungen nicht voneinander
abheben.
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Dadurch, daß das Quecksilbergefäß von dem hochvakuumdicht verschmolzenen
Isolator getrennt ist, ist einmal die Herstellung verbilligt. - Zum zweiten kann
der Schutzring im Quecksilbergefäß fortfallen, weil letzteres ja selbst aus temperaturwechselbeständiger
Keramik ohne Rücksicht auf Verschmelzungen hergestellt werden kann. Dies bedeutet
neben einer weiteren Vereinfachung und Verbilligung der Konstruktion eine Vermeidung
der inaktiven Räume zwischen Quecksilberschale und Schutzring.
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Die Erfindung sei an Hand der Abbildung näher erläutert, die die Elektrodeneinführung
für die Kathode eines Großgleichrichters darstellt. Mit 1 ist die Quecksilberschale
bezeichnet, die aus einem keramischen Material mit möglichst kleinem Wärmedehnungsvermögen
besteht. Diese Schale weist in der Mitte am unteren Ende eine Bohrung auf, durch
die die Stromeinführung z hindurchgeführt ist. Um diese Öffnung ist eine insbesondere
plangeschliffene Ringfläche 3 vorgesehen, der sich eine ebensolche, insbesondere
plangeschliffene Fläche des Isolators 4 gegenüber befindet. Dieser Isolator -. besteht
ebenfalls aus einem keramischen Material, weist jedoch ein größeres Wärmedehnungsvermögen
auf als das Material der Quecksilberschale i. Im übrigen ist das Wärmedehnungsvermögen
des Isolators .4 durch die Eigenschaften des mit ihm zu verschmelzenden Metalls
gegeben. Der Isolator 4 ist in an sich bekannter Weise mit den Metallringen 5 und
6 z. B. mit Hilfe eines Glas-oder Emailflusses vakuumdicht verschmolzen, zu welchem
Zweck der Isolator mit Bunden versehen ist, wie an sich ebenfalls bekannt ist.
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An der Stromeinführung 2 für die Kathode befindet sich im Innern der
Quecksilberschale i eine Platte 7, die den Boden der Schale i bedeckt und die z.
B. mit der Stromeinführung 2 bei 8 verschweißt ist. Man kann statt dessen die Stromeinführung
2 und die Platte 7 auch aus einem Stück herstellen. Die Platte 7 weist am unteren
Rand eine zur Stromeinführung 2 konzentrische Eindrehung auf, in welcher ein Kranz
von Spiralfedern 9 vorgesehen ist. Man kann an Stelle eines Kranzes von derartigen
Spiralfedern auch eine einzige, zur Stromeinführung 2 konzentrische Spiralfeder
oder aber auch andere Federarten, wie Blattfedern, federnde Membrane tl. dgl., verwenden.
Diese Federn stützen sich mit ihrem unteren Ende auf ein ringförmiges Widerlager
i o, welches auf eine Druckfläche i i im Innern der Quecksilberschale i wirkt. Diese
Druckfläche i i befindet sich der plangeschliffenen Ringfläche 3 genau gegenüber.
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Die Stromeinführung 2 ist am unteren Ende in bekannter Weise mit Hilfe
eines U-förmigen Ringes 12 mit der Metallkappe 6 verschweißt. Dicht oberhalb dieser
hochvakuumdichten Abschlußstelle weist die Stromeinführung 2 eine Eindrehung 13
auf. Zwischen dem unteren Ende des Isolators 4 und den Verschweißungsstellen mit
dem Ring 12 befindet sich ein metallischer Ring 14, der an seinem unteren Ende eine
Aussparung aufweist. Um jetzt die beiden Keramikteile i und 4 an der Schlifffläche
3 fest aufeinanderzupressen, wird die Stromeinführung z, entgegen der Wirkung der
Federn 9, nach unten gezogen. Zur Fixierung dieses Druckes auch im Betriebszustand
wird in die Eindrehung 13 der Stromeinführung 2 ein am besten mehrteiliger Sprengring
15 eingelegt, der durch die Aussparung des Ringes 1,4 und gegebenenfalls durch einen
Drahtring in seiner Lage gehalten wird. Es wird auf diese Weise eine Fixierung der
Stromeinführung bei zusammengedrückten Federn 9 gewährleistet, wodurch die Schliffflächen
3 mit relativ großem Druck aufeinandergepreßt werden.
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Die Metallkappe 5, die ebenfalls mit dem Isolator 4 hochvakuumdicht
verschmolzen ist, ist ebenfalls in bekannter Weise mit Hilfe des Ringes 16 mit der
Metallwandung 17 des Gleichrichtergefäßes verschweißt. Die Quecksilberschale i ist
im Betriebszustand mit Quecksilber gefüllt, und außerdem ist der Zwischenraum zwischen
Quecksilberschale i und Gefäßwandung 17 ebenfalls mit Quecksilber ausgefüllt. Es
wird auf diese Weise eine gute Kühlung der Quecksilberschale i erreicht. Außerdem
kann sie sich nach allen Seiten frei ausdehnen, da sie nur an der Schlifffläche
3 fest gehaltert ist. Die Quecksilberschale i ist am oberen Rand längs des Umfanges
mit mehreren überlaufkanälen 18 bzw. Scharten i9 versehen, die ein Überfließen der
äußeren Quecksilbermenge in das Innere der Schale gestatten. Zum Verteilen der herabfallenden
Quecksilbertröpfchen dient der scharfkantige Ring 20 im Innern der Schale i.
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Auch die Federn 9 sind durch das Barüberliegende Quecksilber während
des Betriebes gut gekühlt. Es ist allerdings trotzdem notwendig, dieselben aus einem
warmfesten Material herzustellen, da der Gleichrichter vor der Füllung mit Quecksilber
und vor der Inbetriebnahme auf dem Pumpstand auf einige ioo° C erhitzt wird. Dieser
Prozeß muß von den Federn 9 ausgehalten werden, ohne daß sie in ihrer Federkraft
nachlassen.