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wachenden Vakuum erzeugte Glimmentladung durch eine je nach dem gewünschten Vakuum regelbare, verhältnismässig hohe Hilfsspannung gespeist und ihr Entladungsstrom zur Anzeige von Änderungen des Vakuums benutzt. Mit einer solchen Vorrichtung kann ausserdem nach der Erfindung eine Vorriehtung
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entladung anspricht.
Ausführungsbeispiele einer solchen Einrichtung'sind auf der Zeichnung veranschaulicht, u. zw. zeigt Fig. 1 im Schnitt die Vorrichtung selbst sowie das zugehörige Sehaltungsschema, Fig. 2 ein Kurven-
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Vorrichtung.
Die Erfindung eignet sich allgemein für die Überwachung des Vakuums in luftleeren Behältern, ist aber in erster Linie für Quecksilberdampf-Grossgleichrichter bestimmt. Ein solcher Gleichrichter 4 ist in Fig. 1 zum Teil im Schnitt dargestellt. Er wird wie üblich von der Sekundärwicklung eines Haupt-
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wird entweder dauernd oder absatzweise durch eine Pumpeinrichtung entlüftet, die bei 11 angeschlossen ist und in der Regel einen Druck von wenigen Mikron Quecksilbersäule im Behälter aufrechterhält.
Zur Überwachung des Vakuums im Gleichrichter dient die Glimmentladungsvorriehtung 13, die mit dem Hauptvakuum durch ein Rohr 14 in Verbindung steht. Sie enthält eine obere Elektrode 15 und eine untere Elektrode 16. Jede dieser Elektroden besteht aus einer Grundplatte 17 bzw. 18 und einem daraus hervorspringenden flachen zentralen Knopf 19 bzw. 20. Die Vorsprünge 19, 20 der beiden Elektroden stehen einander gegenüber, u. zw. in einem Abstande von etwa 20-25 mm. Zur leichteren Herstellung ist die Bodenelektrode 16 zweiteilig, ihre Erhebung 20 ist nämlich als besondere Scheibe ausgebildet, die mit einem Zapfen 21 in das Anschlussrohr 14 eingepasst ist.
Die beiden Elektroden 15 und 16 werden im richtigen Abstande voneinander durch einen Isolierring 23 gehalten (Glas oder Porzellan), der die Knöpfe 19 und 20 so dicht wie nur möglich umschliesst,
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durch Gummischeiben 24 oder andere vakuumsichere Dichtungen getrennt, die durch isolierte Bolzen 25 angepresst werden. Die Abdichtung ist sehr einfach herzustellen, da die Vorrichtung ständig bei Zimmertemperatur arbeitet.
An die Elektroden 15, 16 wird eine elektromotorische Kraft in der Grössenanordnung von 500 bis 5000 oder mehr Volt durch einen Aufwärtstransformator 28 angelegt, der mit Spannungsregelung 29 versehen sein kann, um den Druck einzustellen, bei dem die Glimmentladungsvorrichtung zu wirken beginnt. Bei dem gezeichneten Ausiihrungsbeispiel wird dieser Transformator 28 von der 110-VoltHilfsschiene der Gleichriehteranlage erregt.
Wenn eine Glimmentladungsvorrichtung unter hinsichtlich Spannung, Vakuum und Elektroden-
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der angelegten Spannung nicht genug Gasmoleküle, um die zur Einleitung der Glimmentlandung notwendige Ionisierung zu erzeugen ; ist anderseits der Gasdruck und damit die Anzahl der Gasmoleküle zu gross, so werden die Elektronen durch das Zusammenstossen mit Gasmolekülen aufgehalten, ehe diese
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ionisierung zu erzeugen.
In Fig. 2 ist eine Kurve 33 dargestellt, welche die Beziehung der Durchschlagsspannung zum Luft- druck wiedergibt, u. zw. in einer Entladungsstrecke, deren Elektroden etwa 25 mm Abstand voneinander
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zulegen hat. Dieselbe niedrigste Entladungsspannung ist also mit verschiedenen Elektroddenabständen erreichbar, aber in jedem Falle wird eine gegebene Überschlagungsspannung bei geringerem Luftdruck für einen grösseren Elektrodenabstand erreicht.
Aus dem vorstehend erwähnten Grunde sind erfindungsgemäss die Elektroden JJ, M mit wirk- samen Teilen 19 und 20 versehen, die so dicht wie möglich in den Isolierring 23 eingepasst sind, um zu verhüten, dass ein Durchschlagen der Entladungsstreeke vermöge der verschiedenen Entladungabstände durch Elektronen erfolgt, die versuchen, von den Seiten einer Elektrode nach den Seiten der ändern überzugehen.
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raum mit dem Rohr 14 verbindet, oder, allgemein gesagt, einen Weg, auf dem kein elektrisches Feld besteht und der so gestaltet ist, dass er alle Jonen und Elektronen sammelt, so dass keine Elektronen von der oberen Elektrode 19 zu Punkten übergehen können,
die in verschiedenen Abständen lä@gs der inneren Wandung des Rohres 14 liegen.
Um das Durchschlagen der Entladungsstrecken anzuzeigen, ist ein Relais- ? vorgesehen, das ein Stromrelais oder, wie in der Zeichnung angegeben, ein Wattrelais sein kann, das einen Kontakt 41 in Abhängigkeit von der kleinen Energie schliesst, die in der Glimmentladungsvorrichtung verzebrt wird, wenn ein Entladungsstrom hindurchgeht. Das Relais liegt vorteilhaft in dein Primärkreise des Aufwärtstransformators 28 wegen der darin verfügbaren stärkeren Ströme, während die sekundären Entladungsströme nur in der Grössenordnung von wenigen Milliampere bei etwa 5000 Volt liegen.
Das Relais ?
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die Entladung etwas sehwankt, und weil es wünschenswert ist, zu verhüten, dass das Relais zu oft öffnet und schliesst, bevor es seinen Beharrungszustand erreicht. Der Relaiskontakt 41 wird, wenn er geschlossen ist, dazu benutzt, die Öffnungsspule 10 des Hauptschalters 8 zu erregen, um den Gleichrichter entsprechend einem vorher bestimmten Ansteigen seines Gasdruckes abzuschalten. Beim Schliessen des Kontaktes J1 wird ausserdem ein Relais 42 erregt, das die Schliessspule 9 des Hauptschalters 8 entregt und an die eine Leitung 43 angeschlossen ist, die zu der nicht dargestellten, an der Unterstation vorgesehenen Kontrolleinrichtung führt.
Im Betriebe kann der Gleichrichter durch das auf die Glimmentladung ansprechende Relais 40 abgestellt werden, wenn der Druck auf eine vorher bestimmte Höhe steigt, die z. B. einer Quecksilber- säulevon15-20Mikronentspricht.
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mittelbar oberhalb des Deekels des Gleichrichters anbringen, entweder zwischen zwei Anoden oder innerhalb des Anodenkranzes.
Aus Fig. 2ist zu ersehen, dass die Glimmentladung beim Anlegen von etwa 5000 Volt an die Elektrode
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Linie 46 in Fig. 2 angedeutet ist, das Wiedereinsei) alten verhindert, während die Glimmentladung weiter dauert, jedoch bei Steigerung des Druckes über den Punkt 45 hinaus wieder unterbrochen wird.
Eine solche Zusatzvorriehtung kann ein einfaches Manometer oder ein Quecksilberschalter sein,
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schluss mit einer zweiten Quecksilbersäule 49 her, entsprechend dem übermässigen Anwachsen des zu messenden Gasdruckes. Dadurch wird der Stromkreis 50 des Verriegelungsrelais 42 geschlossen,
Die Glimmentladungsvorrichtung kann auch gemäss Fig. 4 ausgebildet sein.
Hier ist statt der festen Elektrode 20 der Fig. 1 eine napfförmige Metallelektrode 60 vorgesehen und als zweite Elektrode ein axial nach unten gehender Draht 61, der von einer Isolierhülse 6 eng umschlossen ist, so dass nur seine äusserste Spitze 65 frei bleibt. Über diese Drahtspitze 63 ist zur Verlängerung ihrer Lebensdauer eine Kohlen-und Graphitkappe 64 geschoben. Der Glimmentladungsraum ist mit dem zum Gleich- richtervalmum führenden Rohr 14a durch einen den Elektronenübergang erschwerenden, mehrfach geknickten Kanal 37 a verbunden. Im übrigen ist die Vorrichtung nach Fig. 4 so gebaut, wie die in Fig. 1 dargestellte.
Beim Betriebe ergibt die Vorrichtung nach Fig. 4 einen sehr scharfen Überschlag an oder nahe an der Oberfläche der Spitzenelektrode 64. Infolge des liochkonzentrierten Feldes in der Nähe der Spitzen- elektrode kann diese Entladungsvorrichtung viel empfindlicher auf Änderungen im Gasdruck reagieren als eine Vorrichtung, deren Feld gleichmässig ausgebildet ist, wenn auch Vorrichtungen der letzteren
Art sich im praktischen Betriebe bewährt haben.
Eine Besonderheit der Spitzenentladung, die als nach- teilig erachtet werden könnte, liegt darin, dass sie eine für schnellarbeitende Relais unerwünschte Gleich- richtwirkung hat und deshalb zwei in entgegengesetzter Richtung wirkende Vorrichtungen dieser Art vorzusehen sind, wenn man nicht ein Relais benutzt, das langsamer arbeitet als dasjenige bei der nicht gleichrichtenden Entladungsvorriehtung 45 nach Fig. l, damit ein unnötig häufiges Spiel des Relais vermieden wird.
PATENT-ANSPRÜCHE :
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hohe Hilfsspannung gespeist und ihr Entladungsstrom zur Anzeige von Änderungen des Vakuums benutzt wird.