DE972442C

DE972442C - Halterung fuer eine Kathode fuer elektrische Entladungsgefaesse

Info

Publication number: DE972442C
Application number: DES28696A
Authority: DE
Inventors: Siegfried Costa
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1952-05-27
Filing date: 1952-05-27
Publication date: 1959-07-23

Description

AUSGEGEBEN AM 23. JULI 1959

S 28696 VIII c 12ig

Siegfried Costa, München

ist als Erfinder genannt worden

Patenterteilung bekanntgemadit am 9. Juli 1959

Es sind Kathoden für elektrische Entladungsgefäße bekannt, bei denen im Betrieb der Kathode unter dem Einfluß der Arbeitstemperator Emissionssubstanzen aus einem Emissionsstoffvorrat durch einen Emissionsstoffträger, der dem Emissionsstoffvorrat bedeckt, zuir Kathodenoberfläche gelangen. Bei diesen Emissionssubstanzen handelt es sich um Stoffe, die auf die Elektronenattstrittsarbeit an der Kathodenoberfläche herabsetzend wirken oder überhaupt diese im wesentlichen bestimmen. Der den Emissionsstoffvorrat bedeckende Emissionsstoffträger kann entweder so dünn gestaltet sein, daß die Emissionssubstanzen durch ihn hindurchzudiffundieren vermögen oder er besitzt derart feine öffnungen, z. B. duirch poröse Struktur, daß ein Hinduirchwandern der Substanzen gewährleistet ist. Es ist auch möglich, den Emissionsstoffträger mehrteilig zu. gestalten, wobei die aneinanderstoßenden Teile enge Fugen bilden, durch die die Substanzen an die Oberfläche gelangen. An der Kathodenoberfläche bildet sich eine außerordentlich dünne Emissionsschicht, wobei die emissionsfördernd wirkenden Substanzen laufend aus dem Emissionsstoffvorrat nachgeliefert werden. Es hat sich herausgestellt, daß auf einem Träger aus Wolfram oder Molybdän Barium oder Thorium gut :zu wandern vermögen.

Bei einer solchen Kathode oder einer ähnlich aufgebauten Anordnung befindet sich in zahlreichen Fällen der Emissionsstoffvorrat auf einer niedrigeren Temperatur als die emittierende Kathodenoberfläche.

Es ist bekannt, insbesondere von indirekt ge heizten Oxydkathoden her, daß am Kathoden-

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körper durch die Halterung und Stromzuleitung recht erhebliche Wärmeverluste entstehen, die man zur Erzielung einer gleichmäßigen Temperaturverteilung auszugleichen versucht. Ferner ist von Wanderkathoden her bekannt, daß die wirksame Porosität des betreffenden porös gesinterten Emissionsstoffträgers, d. h. das Maß der Durchlässigkeit, von der Betriebstemperatur, der Art der Emissionsverbindungen und der Art des ίο porösen Körpers selbst abhängt.

Es ist weiterhin bekannt, daß bei einer Metallkapillarkathode auf Thoriumbasis, mit z. B. einem durch Wickeldraht aus Wolfram gebildeten durchlässigen Emissionsstoffträger (Mantel), die Güte ig wesentlich verbessert werden kann, wenn man Vorrat, Lebensdauer und Brenntemperatur aufeinander abstimmt. Zu diesem Zweck ist vorgeschlagen worden, bei der beschriebenen Kathode entweder geeignete Zusätze oder aber leichter reduzierbare _ao Verbindungen für den Vorrat zu wählen.

Die Erfindung bezieht sich auf die Halterung für eine Kathode für elektrische Entladungsgefäße, bei der im Betrieb Emissionssubstanzen aus einem gesonderten, auf niedrigerer Temperatur als die Ka_ag thodenoberfläche zu haltenden Emissionsstoffvorratsbehälter durch einen diesen bedeckenden Emissionsstoffträger zur Kathodenoberfläche hin gelangen und bei der die Erwärmung von Emissionsoberfläche und Vorrat von einem gemeinsamen _go Heizer aus stattfindet. Nach der Erfindung wird die Halterung bei einer derartigen Kathode so ausgeführt, daß die Kathode am Vorratsbehälter mittels einer verschiebbaren Befestigungsschelle solcher Abmessung und aus einem Werkstoff von solcher spezifischer Wärmeleitfähigkeit, daß die hierdurch bestimmte Wärmeableitung die erforderliche Temperaturerniedrigung des Emissionsstoffvorrates bewirkt, befestigt ist. Es ist dabei in vielen Fällen zweckmäßig, bei einer Kathodenart mit am Außenrand der Kathode liegender Verbindungsstelle die Halterung an einem zentral zu dieser Verbindungsstelle angeordneten Vorratsbehälter vorzunehmen. Dieser ist entsprechend dem übrigen Aufbau aber auch aus Herstellungsgründen vorwiegend rohrförmig gestaltet.

An Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläuitert werden. Die Figur zeigt ein Ausführungsbeispiel in seinen für die Erfindung wesentlichen Teilen in vereinfachter schematischer Darstellung.

Der den Emissionsstoffvorrat bedeckende Träger ist mit ι bezeichnet und besteht bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus einer porösen Wolframscheibe. Durch die feinen öffnungen in dieser Scheibe gelangen Emissionssubstanzen aus dem Emissionsstoffvorrat an die Oberfläche 2, die die eigentliche Kathodenoberfläche darstellt, und breiten sich auf derselben zu einer außerordentlich dünnen Schicht aus.

Zur Aufnahme des Emissionsstoffvorrates 3 dient ein rohrförmiger Behälter 4, der über das Zwischenstück 5 dicht mit der Wolframscheibe 1 verbunden ist. Zur Beheizung der Kathode dient ein Heizkörper 6, z. B. in Gestalt einer spiralförmig

aufgewundenen Wendel mit Isolationsüberzug. Die Zuleitungen 7 und 8 sind an die äußere und innere Windung der Heizspirale angeschlossen und an die Durchführungsdrähte 9 und 10 geführt. Gegebenenfalls kann ein als Wärmeschutzschirm dienendes Blech 11 vorgesehen sein. Die Halterung der Kathode wird an einer Stelle vorgenommen, die auf niedrigerer Temperatur liegen soll. Zu diesem Zwecke ist eine Befestigungsschelle 12 vorgesehen, die an dem Haltestab 13 angebracht ist. Um die gewünschte Temperatuirverteilutng zu erreichen, kann die Befestigungsschelle 12 wahlweise an verschiedenen Stellen des rohrförmigen Behälters 4 angebracht sein. Je nachdem, wie groß die Wärmeabfuhr sein soll, kann die Schelle 12 bis an die gestrichelt gezeichnete Linie 14 an dem rohrförmigen Behälter 4 herauf- oder bis unmittelbar in die Nähe der am Ende mit einer Verschlußkappe versehenen Einfüllöffnung 15 heruntergeschoben werden. Außerdem kann durch geeignete Wahl des Materials und des Querschnitts der Schelle 12 die Wärmeableitung von Fall zu Fall unterschiedlich gestaltet werden.

Da für das optimale Funktionieren der erwähnten Kathodenart ein gutes, temperaturbedingtes Zusammenwirken von Emissionsfläche und Vorrat, d. h. daß Bariumverhraueh und -nachlief erung richtig aufeinander abgestimmt sind, von' maßgeblicher Bedeutung ist, muß auf die Temperaturverteilung innerhalb der gesamten Kathode größte Sorgfalt gelegt werden. Daher bedeutet auch die erfindungsgemäße Maßnahme für alle die Kathoden, bei denen infolge der relativ niedrigen Reaktionstemperatur des Vorrats, beispielsweise aus einer Barium-Beryllium-Legierung, eine Kühlung am Vorratsbehälter erforderlich ist, insofern einen wesentlichen Fortschritt, als durch die Art der Halterung am Vorratsbehälter ein Verändern der Schellenlage eine gute Variation des Kühluimfanges ermöglicht. Sie gibt deshalb bei konstruktiven Änderungen, aber auch bei unterschiedlichem Verwendungszweck eines solchen Kathodentyps erst die Möglichkeit, in einfacher Weise an wenigen Exemplaren eine richtig dosierte Kühlung experimentell zu ermitteln. Die bisher benutzte Halterungsart am Strahlungsschutzmantel verursachte eine unnötige Wärmeableitung im Bereich der Emissionsfläche und erforderte außerdem eine zusätzliche Kühleinrichtung für den Vorrat. Das Abstimmen der richtigen Temperatutrverteilung war dabei stets sehr umständlich und nur durch mehrfache konstruktive Umänderungen möglich.

Durch die Maßnahme nach der Erfindung ist es ¹¹S möglich, die gleiche Kathode für verschiedene Anwendungsgebiete, d. h. für die Verwendung in sehr verschiedenartigen Röhren, mit sehr unterschiedlicher Belastungsart zu benutzen. Bei fester Emissionsoberflächentemperatur kann die Vorratstemperatur der jeweils verwendeten Vorratsart oder auch dem mittleren Kathodenstrom angepaßt werden, indem zu diesem Zweck allein die Kathodenhalterung auf dem Vorratsbehälter verschoben wird, eine Maßnahme, die für die Verstärkerröhrenfabrikation sowohl in technischer als auch wirt-

schaftlicher Hinsicht einen wesentlichen Vorteil bedeutet.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:
ι. Halterung für eine Kathode für elektrische Entladungsgefäße, bei der im Betrieb Emissionssubstanzen aus einem gesonderten, auf niedrigerer Temperatur als die Kathodenoberfläche zu haltenden Emissionsstoffvorratsbehälter durch einen diesen bedeckenden Emissionsstoffträger zur Kathodenoberfläche hin gelangen und bei der die Erwärmung von Emissionsoberfläche und Vorrat von einem gemeinsamen Heizer aus stattfindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode am Vorratsbehälter mittels einer verschiebbaren Befestigungsschelle solcher Abmessung und aus einem Werkstoff solcher spezifischer Wärmeleitfähigkeit, daß die hierdurch bestimmte Wärmeableitung die erforderliche Temperaturerniedrigung des Emissionsstoff vorrates bewirkt, befestigt ist.
2. Halterung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterutngsstelle sich in einem großen Abstand von der Verbindungsstelle von Vorratsbehälter und Emissionsstoffträger befindet.
3. Halterung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Kathodetiausbildung mit am Außenrand der Kathode liegender Verbindungsstelle die Halterung an einem zentral zu dieser Verbindungsstelle angeordneten Vorratsbehälter vorgesehen ist.
4. Halterung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Halterungsstelle in der Nähe des am Ende mit einer Einfüllöffnumg versehenen Vorratsbehälters befindet.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 645 937, 693 697,

724142,818536;

schweizerische Patentschrift Nr. 272 699;
»Entwicklungsber. der Siemens und Halske

AG.«, 1951, Bd. 14, S. 123 bis 126.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen