DE955533C

DE955533C - Elektrodensystem fuer elektrische Entladungsgefaesse

Info

Publication number: DE955533C
Application number: DES21408A
Authority: DE
Inventors: Dr Phil Nat Helmut Katz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1950-12-28
Filing date: 1950-12-28
Publication date: 1957-01-03

Description

Die Erfindung betrifft ein Elektrodensystem für elektrische Entladungsgefäße, bei dem die Kathode vorzugsweise als Wanderkathode ausgebildet ist. Bei dieser Kathodenart entstammt die Emissionssubstanz einem Vorrat, der von einem Emissionsstoffträgeir, dem eigentlichen Kathodenkörper, bedeckt oder in dessen Innerem untergebracht ist und gelangt bei Betriebstemperatur der Kathode durch feine Öffnungen oder Kanäle auf dessen Oberfläche. Bei einem derartigen Elektrodensystem, wird eine Kathode verwendet, die zur Herabsetzung der Austrittsarbeit vorwiegend oder teilweise Caesium-Bestandteile enthält.

Es ist in manchen Fällen vorteilhaft, um außerordentlich geringe Abstände zwischen Kathode und Gitter zu ermöglichen und ihre genaue Einhaltung im Betrieb zu gewährleisten, die; Gitterelektrode unter Zwischenlage einer isolierenden Tragschicht unmittelbar auf der Kathodenoberfläche zu haltern. Unter diesen Umständen ist die Gefahr, daß ao Caesium auf das Gitter gelangt, außerordentlich groß.

Es ist bereits eine gas- und dampfgefülltei Gleichrichterröhre mit einer Reinmetallkathode bekanntgeworden, bei der die Kathode von. einem Metallschirm umgeben ist, der von der Anode einen möglichst geringen Abstand hat und wie die Hohlkathode für den Entladungsduirchtritt eine zentrale Bohrung aufweist. Eine im Inneren der Hohlkathode angebrachte Heizwendel sorgt für eine zum Zünden ausreichende Ionisierung.

Bei Edsenstromrichtern mit Quecksilberdampffüllung ist es bekannt, daß zur Vermeidung von Quecksilberkondensation an Stellen·, wo sie unerwünscht ist, das Anodensystem durch, beisondere Heizkörper erhitzt wird.

Es ist weiterhin eine Quecksilberdampfgleichricbterröhre bekanntgeworden, bei der der Anode unmittelbar benachbarte Gitter, die aber nicht unter Zwischen fügen eines Isolators unmittelbar auf der Kathode aufgebracht sind, zur Regulierung der im Anodenraum herrschenden Ouecksilberdampfdichte durch Überhitzen des Quecksilberdampfes beheizt werden.

Darüber hinaus ist in der Zeit, als Elektronen-ίο röhren noch ausschließlich mit direkt beheizten Kathoden ausgerüstet wurden, eine Elektronenröhre bekanntgeworden, bei der der Kathodenkörper durch eine um die Kathode herum angeordnete gitterartige Elektrode beheizt wird, ohne daß diese im üblichen Sinne als Gitterelektrode: dient und zur Einhaltung kleinster Abstände auf der Kathode durch Zwischenfügen eines Isolierkörpers befestigt ist.

Bei einem Elektrodensystem für elektrische Entladungsgefäße mit einer vorzugsweise als Wanderkathode ausgebildeten und vorwiegend oder teilweise Caesium-Bestandteile enthaltenden indirekt geheizten Kathode und einem lediglich unter Zwischenlage einer Isolierschicht unmittelbar auf der Kathode aufliegenden Gitter ist deshalb nach der Erfindung das Gitter im Betrieb auf eine höhere Temperatur als die Kathodenoberfläche heizbar.

Für diesen Fall hat die Erfindung aber auch, noch

den Vorteil, daß man mit geringen Heizleitungen auskommt, da sich das Gitter an. sich schon in unmittelbarer Nachbarschaft der geheizten Kathode befindet.

Die Beheizung des Gitters kann zweckmäßig mittels dasselbe durchfließender Ströme erfolgen. Die Heizströme können Wechselströme sein, wobei es in vielen Fällen vorteilhaft ist, die Frequenzen der Wechselströme so zu wählen, daß sie außerhalb der Betriebsfrequenzen des Entladungsgefäßes liegen. Es ist aber auch möglich, eine Gleichstromheizung zu verwenden; gegebenenfalls können dann Mittel vorgesehen sein, um die Steuerwirkung längs der Gittereirstreckung gleichmäßig zu gestalten, d. h. längs des Gitters auftretende Gleichspannungsabfälle zu kompensieren. Ein solcher Ausgleich ist z. B. dadurch möglich, daß der Abstand, der einzelnen Gitterwindungen voneinander oder der Abstand zwischen der Kathode und der Gitterelektrode an sich von Ort zu Ort unterschiedlich gemacht wird, wobei auch diese beiden. Maßnahmen miteinander kombiniert sein können. Es ist aber auch möglich, eine Stromführung des Heizstromes nach Art bifilarer Wicklungen vorzusehen, um damit eine entsprechende¹ Kompensationswirkung zu erzielen. Schließlich kann auch die Beheizung des Gitters als indirekte Heizung gestaltet werden.

Bei der Beheizung des Gitters ist es möglich, die Kathode zusätzlich oder auch allein schon vom Gitter aus zu heizen. Auf diese Weise ergibt sich der Vorteil, daß die Kathode keinen, eigenen Heizkörper mehr benötigt. Um eine solche Kathode aufzubauen, die selbst keinen Heizkörper besitzt, können beispielsweise zwei Plättchen aus porösem Wolfram od. dgl. zu einem Gebilde vereinigt werden, das in der Mitte einen kleinen Hohlraum enthält, der vorwiegend oder teilweise mit Caesium-Bestandteilen angefüllt ist. Ein solches· Kathodengebilde läßt sich auf beiden Seiten mit einer Gitterelektrode versehen und von ihnen aus beheizen. Beiden Kathodenseiten steht darüber hinaus je ein Anodensystem gegenüber.

Ein Ausführungsbeispiel für die zuletzt beschriebene Anordnung ist in der Figur als perspektivischer Querschnitt (einer Längskathode) in vereinfachter Weise dargestellt. Es handelt sich hierbei um eine Anordnung mit zwei porösen Sinterkörpern aus einem hochschmelzenden Metall, wie Wolfram od. dgl., die mit 1 und 2 bezeichnet sind und durch deren Poren Emissionssubstanz aus dem Inneren an die Oberfläche gelangt. Der Emissionsstoffvorrat, der vorwiegend oder teilweise Caiesium-Beistandteile enthält, befindet sich in dem Hohlraum 3 und ist in der Zeichnung nicht näher veranschaulicht. An den Schmalseiten der Kathode sind die beiden Plättchen 1 und 2 durch die Haltestreifen 4 und 5 zusammengehalten. Die Gitterelektrode ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel als um dlie Kathode herumgewickelte, wärmebeständig isolierte Drahtwicklung 6 ausgebildet, wobei gegebenenfalls eine bifilare Wicklung vorgesehen und auf der der Kathode abgewan.dten Seite noch eine leitende, das eigentliche Gitter oder auch eine zusätzliche Gitterelektrode darstellende Schicht auf der Isolierschicht angebracht sein kann. Dies kann z. B. bedeuten, daß das Gitter als Ganzes aus einer Kebrwendel besteht. Es ist aber auch möglich, die Kehrwendel so auszubilden, daß ein haarnadelförmig gebogener Draht gewendelt und dann zum Aufwickeln auf die Kathode benutzt wird. Durch eine solche Maßnahme lassen sich innerhalb gewisser Grenzen Sp annungs abfalle längs des Gitters, die durch die Heizströme hervorgerufen werden, kompensieren. Dies ist auch dann von Bedeutung, wenn der um die Kathode gewickelte Draht nur auf der der Kathode zugewandten Seite isoliert ist. Gegebenenfalls kann auch das Gitter ganz nach Art einer indirekt beheizten Kathode ausgebildet sein. In jedem Falle ist aber bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Anordnung so getroffen, daß im Inneren der Kathode kein besonderer Heizkörper mehr vorgesehen, ist, sondern das Gitter die Kathodenoberfläche auf die erforderliche Emissionstemperatur bringt.

Der hiermit gegenüber dem Bekannten erzielbare Vorteil besteht unter anderem darin, daß im Inneren des Kathodenkörpers kein besonderer Raum, für einen zusätzlichen Heizer erforderlich ist, so daß die Kathode kleinste Abmessungen erhalten und besonders günstig gestaltet werden kann. Außerdem gestattet die Anordnung gemäß der Erfindung die Einhaltung kleinster Kathoden-Gitter-Abstände sowie eine Beschränkung der Heizleitung auf einen minimalen Wert.

Claims

Patentansprüche·

i. Elektrodensystem für elektrische Entladungsgefäße mit einer vorzugsweise als

Wanderkathode ausgebildeten und vorwiegend oder teilweise Caesium-Bestandteilei enthaltenden, indirekt geheizten Kathode und einem lediglich unter Zwischenlage einer Isolierschicht unmittelbar auf der Kathode aufliegenden Gitter, dadurch gekennzeichnet, daß das Gitter. im Betrieb auf eine höhere Temperatur als die Kathodenoberfläche heizbar ist.
2. Elektrodensystem nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Gitter mittels dasselbe durchfließender Ströme geheizt ist.
3. Elektrodensystem nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Wechselstromheizung mit vorzugsweise außerhalb des Arbeitsbereiches des Entladungsgefäßes liegender Frequenz.
4. Elektrodensystem nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Gleichstromheizung.
5. Elektrodensystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch indirekte Beheizung des Gitters.
6. Elektrodensystem . nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, um die Steuerwirkung längs der Gittererstreckung gleichmäßig zu gestalten.
7. Elektrodensystem nach Anspruch 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gitterwindungen einen von Ort zu Ort unterschiedlichen Abstand voneinander und/oder von' der Kathode besitzen.
8. Elektrodensystem nach Anspruch 3 und 6,

gekennzeichnet durch eine Stromführung nach • Art einer bifilaren Wicklung.
9. Elektrodensystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine solche Ausbildung, daß die Beheizung der Kathode ausschließlich oder teilweise vom Gitter aus erfolgt.
10. Elektrodensystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch eine Kathode, deren Kathodenkörper aus porösen Plättchen von vorzugsweise hochschmelzenden Metallen, wie gesintertem Wolfram od. dgl., besteht, zwischen denen ein Hohlraum zur Aufnahme der Emissionssübstanz gebildet ist und deren Außenflächen über eine isolierende Trägerschicht die zur Heizung dienende Gitterelektrode tragen.
11. Elektrodensystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Gitterelektrode aus einem oder mehreren wärmebeständig¹ isolierten, vorzugsweise drahtförmigen Leitern besteht, die um die Kathode gewickelt sind.
12. Elektrodensystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorhandensein eines Isolierüberzuges auf diesem auf der der Kathode abgewandten. Seite eine zusätzliche leitende Schicht aufgebracht ist, die als eigentliche Gitterelektrode oder als zusätzliches Gitter dient.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 350585, 602 114, 761, 658 480.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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