DE908045C - Elektrisches Entladungsgefaess mit von aussen beheizter Gluehkathode und einem verdampfbaren Metallvorrat - Google Patents

Description

• Elektrisches Entladungsgefäß mit von außen beheizter Glühkathode und einem verdampfbaren Metallvorrat Die Erfindung betrifft ein elektrisches Entladungsgefäß mit von außen beheizter Glühkathode und Metalldampf füllung, bei welchem innerhalb des Gefäßes, insbesondere auf dem Gefäßboden, ein Vorrat eines verdampfbaren Metalls, z. B. von Quecksilber, vorhanden ist, welches durch die im Betrieb erzeugte Wärme dem Entladungsgefäß den für seinen Betrieb notwendigen Dampfdruck erteilt. Bei derartigen Entladungsgefäßen muß eine verhältnismäßig rasche Temperaturerhöhung des Metallvorrats angestrebt werden, damit derDampfdruck in dem Gefäß rasch die betriebsmäßige Größe annimmt. Von besonderer Wichtigkeit ist dies bei Entladungsgefäßen mit Oxydkathoden, denn bei diesen ist stets die Gefahr einer Zerstörung der aktiven Kathodenschicht vorhanden, wenn zwischen Anode und Kathode eine Spannung angelegt wird, solange der Dampfdruck in dem Gefäß noch nicht groß genug ist. Will man aber das Gefäß erst seine Betriebsbereitschaft erreichen lassen, bevor man die Anodenspannung einschaltet, so ist eine erhebliche Wartezeit notwendig. Es sind Röhren bekannt, ])ei welchen die von der Glühkathode erzeugte Wärme durch Strahlung oder durch II--itung durch die Zuleitungen von der Kathode her zu dem Metallvorrat gelangt und zur Verdampfung desselben verwendet wird. Bei solchen Gefäßen ist entweder zwar der Enddampfdruck richtig, doch wird dieser erst nach lang-,-r Wartezeit erreicht, oder aber der Dampfdruck wird zwar rasch erreicht, überschreitet aber schnell infolge der weiteren Wärmezufuhr den # hinsichtlich der gewünschten Rohrsperrspannung zulässigen Wert. Es ist deshalb bisher der Betrieb solcher Entladungsgefäße immer nur über einen Kompromiß zwischen Anheizzeit und Sperrspannung möglich. Die geschilderten Nachteile werden durch die Erfindung vermieden. Erfindungsgemäß wird bei einem elektrischen Entladungsgefäß mit Glühkathode und einem verdampfbaren Metallvorrat durch entsprechende Formgebung des Gefäßbodens dafür gesorgt, daß das Metall sich nur in der Nähe der Stromzuführungsdrähte für den Heizstrom der Kathode ansammelt, dagegen nicht in der Nähe der gegebenenfalls vorhandenen Zuführungen für den Emissionsstrom. Zugleich werden die Heizzuleitungsdrähte und der Heizkörper der Glühkathode aus einem solchen Material hergestellt und derart dimensioniert, d;aß d_°r Dampfdruck indem Gefäß infolge Aufheizung des Metallvorrats durch dieHeizstromzuleitungen spätestens zu dem Zeitpunkt, zu welchem die Kathode ihre Betriebstemperatur angenommen hat, seine Betriebsgröße erreicht, daß aber nach diesem Zeitpunkt die dem Metallvorrat von den Heizstromzuleitungen gelieferte Wärmemenge wesentlich kleiner ist als beim Einschalten des Heizstroms. Es ist also bei der Erfindung dafür gesorgt, daß dem Metallvorrat (Kondenstropfen) gleich nach dem Einschalten eine erhebliche Wärmemenge zugeführt wird, welche eine rasche Temperatur und dämitDampfdruckerhöhung des Metallvorrats bewirkt, daß aber die zugeführte Wärmeenergie in dem Maße, in welchem sich die Kathode ihrer Betriebstemperatur nähert, kleiner wird, so daß im Endzustand dem Metallvorrat nur eine verhältnismäßig geringe Wärmemenge ständig zugeführt wird. Dies läßt sich praktisch dadurch erreichen, daß man für die Stromzuführung ein Material von möglichst niedrigem, für den Kathodenheizkörper, z. B. die Heizwendel, ein Material von möglichst hohem Widerstandstemperaturkoeffizienten verwendet. Der elektrische Widerstand des gesamten Heizkreises setzt sich dann aus dem Widerstand der Zuleitung und dem im Moment des Einschaltens sehr kleinen Widerstand der Heizwendel zusammen. Beim Anlegen der vorzugsweise konstanten Heizspannung fließt deshalb zunächst ein sehr hoher Strom, welcher eine entsprechend hohe Wärmeentwicklung in der Zuleitung zur Folge hat. Im Endzustand hat dagegen der hohe Widerstand der Heizwendel den anfänglich höhen Heizstrom und damit auch die in der Zuleitung umgesetzte Energie auf einen Bruchteil, z. B. den vierten bis zehnten Teil, herabgedrückt. Es wird also unmittelbar nach dem Einschalten zunächst ein verhältnismäßig großer, eventuell sogar ein überwiegender Anteil der erzeugten Wärmemenge dem Metallvorrat zugeführt, während sich nach einer gewissen Zeit des Stromdurchganges die Wärmeenergieverteilung allmählich zugunsten des Kathodenheizkörpers verschiebt. Man kann gegebenenfalls für die Herstellung der den Gefäßboden durchdringenden Stromzuführung ein Material von negativem Temperaturkoeffizienten des Widerstands verwenden, Es hat sich gezeigt, daß man auf die beschriebene Weise eine wesentliche Verkürzung der Zeit erreichen kann, welche das Gefäß braucht, um in den betriebsfähigen Zustand zu gelangen, ohne daß der Dampfdruck im weiteren Betrieb unzulässig weitersteigt. Eine natürliche Grenze ist der Aufheizung der Stromzuführungsdrähte durch die Rücksicht auf die Dichtigkeit der Glaseinschmelzung der Stromzuführungsdrähte gesetzt. Gute Erfolge wurden beispielsweise erzielt mit Stromzufü hrungsdrähten aus Chromeisen, Nickeleisen und Heiz-Wendeln aus Wolfram, Molybdän, Tantal, Eisen, Nickel. Die Wirkung der Anordnung nach der Erfindung läßt sich weiter durch entsprechende Ausbildung der Stromzuführungsdrähte an der Einschmelzstelle verbessern. Es ist beispielsweise vorteilhaft, den eingeschmolzenen Teilen der Stromzuführungen für die Kathode einen rohrförmigen Querschnitt zu geben. Dadurch wird eine gute Wärmeabgabe an den Metallvorrat erzielt und eine zu starke Erhitzung der Einschmelzleiter unnötig. Gleichzeitig ist damit der Vorteil einer guten Stabilität der Stromzuführungen verbunden und die Möglichkeit gegeben, eine der Stromzuführungen in an sich bekannter Weise gleichzeitig als Pumpstengel für die Entlüftung der Röhre zu verwenden.
• Die Erfindung wird durch das in der Figur dargestellte Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Es betrifft ein mittelbar geheiztes Entladungsgefäß mit Steuergitter. Innerhalb des aus Isolierstoff oder Metall bestehenden Gefäßmantels i befindet sich die Anode 2, das Steuergitter 3, die Heizwendel q., der emittierende Kathodenzylinder 5 -innerhalb eines Schutzzylinders 6. Die Zuführung des Emissionsstroms erfolgt durch die etwas vom Boden des Gefäßes entfernte Zuleitung 7, die Zuführung und Halterung für das Gitter durch eine ähnliche Zuleitung B. Die Zuführung des Heizstroms erfolgt durch die Stromzuführungsstäbe g und io, welche an der Einschmelzstelle in rohrförmige Leiter i i und 12 übergehen. Der Quecksilbervorrat am Boden des Entladungsgefäßes ist mit 13 bezeichnet. Er befindet sich zwischen den beiden Stromzuführungen für die Heizwendel in einer solchen Lage, daß die beiden Stromzuführungsrohre ihre Wärme gut und schnell an ihn abgeben können. Der eine der beiden Zuführungsleiter 12 isst als Pumpstengel für die Entlüftung des Gefäßes ausgebildet.
• Die dargestellte Ausführungsform stellt wie gesagt natürlich nur ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar, insbesondere kann die Kathode auch unmittelbar geheizt sein und beliebige andere Formen besitzen. Auch kann die Ernissionsstromzuführung zu der an sich unmittelbar geheizten Kathode über eine oder mehrere besondere Zuleitungen erfolgen, welche an geeigneten Stellen mit der Kathode verbunden sind, wodurch eine Erhöhung der in den Heizzuleitungen umgesetzten Energie durch den Emissionsstrom verhütet wird. Auch der Aufbau des Gefäßes, insbesondere was die Elektrodenanordnung betrifft, kann in verschiedener Weise erfolgen, und es können natürlich statt der dargestellten drei Elektroden auch nur zwei oder mehr als drei angeordnet sein. Ferner kann das Gefäß außer einer Dampffüllung auch noch eine Gasfüllung erhalten.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Elektrisches Entladungsgefäß mit von außen beheizter Glühkathode und einem verdampfbaren M:tallvorrat, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallvorrat (13) am Gefäßboden in der Nähe der Stromzuführungsdrähte für den Kathodenheizstrom, jedoch in einiger Entfernung von den gegebenenfalls vorhandenen Zuleitungen für den Emissionsstrom untergebracht ist und daß die Heizstromzuleitungsdrähte sowie der Heizkörper der Glühkathode aus einem solchen Material hergestellt und derart dimensioniert sind, daß der betriebsmäßige Dampfdruck in dem Gefäß durch Aufheizung des Metallvorrats von den Heizstromzuführungen her spätestens zu dem Zeitpunkt erreicht wird, zu welchem die Kathode ihre Betriebstemperatur annimmt, und daß die dem Metallvorrat zugeführte Wärmemenge nach diesem Zeitpunkt wesentlich kleiner ist als beim Einschalten des Heizstroms.
2. 2. Entladungsgefäß nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Material, aus welchem der Heizkörper der Kathode hergestellt ist, einen höheren Temperaturkoeffizienten des Widerstands besitzt als das Material der Heizstromzuführungen.
3. 3. Entladungsgefäß nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den Gefäßboden durchdringenden Zuführungsleiter für den Heizstrom der Kathode aus einem Material mit geringem, gegebenenfalls negativem Temperaturkoeffizienten des Widerstands bestehen. q..
4. Entladungsgefäß nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorrat des verdampfbaren Metalls am Gefäßboden zwischen den Zuführungen für den Heizstrom angebracht ist.
5. Entladungsgefäß nach Anspruch i oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführungsleiter für den Heizstrom der Kathode wenigstens an der Einschmelzstelle rohrförmig ausgebildet sind.
6. 6. Entladungsgefäß nach Anspruch i oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der F amissionsstram der an sich unmittelbar geheizten Kathode über eine oder mehrere besondere von dem Metallvorrat entfernte Zuleitungen zugeführt wird.