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"PERFECTIONNEMETNS AUX TUBES A VIDE"
Cette invention concerne les dispositifs émet- leurs d'électrons du type général connu sous le nom de tubes à vide, et plus particulièrement aux tubes à vide utilisant comme cathode une surface enduite d'une matière propre à émettre des électrons lorsqu'elle est chauffée, ou traitée par une telle matière. et munie d'un élément de chauffage occupante par rapport à la dite surface,, une position propre à la maintenir à une température telle qu'elle émette des électrons.
Un des buts de cette invention est. d' établir un tube de ce genre qui soit capable d'être employé comme amplificateur détecteur-, redresseur et. dispositif analo-
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gue et qui puisse être excité directement par le circuit d'éclairage de la maison sans qu'il soit nécessaire d'em- ployer de redresseurs. d'éliminateurs de batterie etc ooo
Un autre but de 1'*invention est d'établir un tube de ce genre qui soit relativement peu coûteux à fa- briquer, qui travaille avec un rendement élevé et avec le minimum de "bourdonnement" et d'autres bruits perturbateurs caractérisant usuellement les dispositifs du même genre ex- cités par les circuits d'éclairage et de force motrice usuels et qui possède une longue durée de service et tra- vaille de façon sûre.
L'invention a exautre pour objet d'établir un tube du genre décrit qui sait mécaniquement aussi robuste que possible et qui soit caractérisé par un rendement thermique élevé et un minimum de délai ou de décalage en services
Un autre but de l'invention est d'établir un tube du genre décrit pouvant être muni d'un culot normal destiné à être monté dans une douille normale sans qu'il soit nécessaire d'apporter un changement quelconque au montage de la douille au à l'appareil auquel la douille est associée { par exemple, lorsqu.on désire employer le tube dans un radio-récepteur, ce tube peut être inséré dans n'importe quel type courant de radio**récepteur, sans exiger de changements* quels qu'ils soient,
dans le montage du récepteur en vue de transformer ce récepteur pour lui permettre de travailler avec le circuit d'éclairage de la mainson
D'autres buts de 1' invention ont trait à l'uN tilisation d'une connexion en série et à l'élimination d'un diélectrique solide entre Isolément de chauffage et la cathode, à la-diminution du nombre des bornes du culot et à la. réduction des dimensions des conducteurs de courant du tube
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D'autres buts de l'invention ressortiront de la description qui suit.
Dans le dessin annexé
Fige 1 est une vue schématique d'un tube établi suivant l'invention/.
Fig. a en est un détail en perspective.
Suivant 1*invention, on prévoit une cathode comprenant une douille cylindrique de matière conductrice, telle que le nickel, revêtue ou traitée extérieurement à l'aide de substances agencées pour émettre des électrons lorsqu'elles sont chauffées, comme par exemple doxydes de baryu et de strontium. Un élément de chauffage: est placé dans cette douille de telle manière que la chaleur qu'il développe quand un courant électrique passe à tra- vers lui soit transmise à la cathode par rayonnement et la maintienne à une température telle qu'elle émette un courant d'électrons.
Pour constituer un tube aussi robuste que posp- sible et en même temps aussi économique que possible, les électrodes sont toutes supportées par un seul pied écrasé et les organes de support pénétrant dans ce pied consti tuent le seul support et les seuls conducteurs d'amenée de courant aux électrodes.
Dans le but d'éviter la nécessité d'employer un écran isolant entre l'élément de chauffage et la cathode, on place la cathode avec son axe longitudinal parallèle aux fils d'amenée, et l'on dispose une con- nexion métallique directe entre l'extrémité externe de l'élément de chauffage et la cathode. L'extrémité in- terne de l'élément de chauffage est supportée . un/6- cartement de la cathode par un fil d amenée relativement court et raide noyé dans le pied, et l'extrémité infé- rieure de la cathode est supportée d'une façon analogue,, ce qui maintient positivement l'élément de chauffage
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hors du contact de la cathode à l'extrémité inférieure et évite la nécessité de prévoir un écran isolant intercalé entte. l'élément de chauffage et. la cathode.
Grâce à cette construction, l'élément de chauffage et la cathode sont espacés l'un de l'autre, tout en étant reliés électrique- ment
La. cathode tubulaire s'étend jusqu.au pied ou support de telle sorte que l'élément de chauffage est protégé à partir d'un point adjacent au point de jonction à bas potentiel de la cathode avec l'élément de chauffage et sur toute sa longueur jusqu'au pied.
Cette construction réalise un résultat important qui sera mis en évidence au cours de la description qui suite
Tour obtenir un filament de longue durée et extrêmement sûr. il est préférable de faire usage d'un filament de charbon jouant le rôle d'élément de chauffage, et dans le but de supporter ce filament d'une manière pro- pre à compenser les variations de température, l'extrémi- té externe est supportée élastiquement et l'on préférère employer comme support un ressort de tungstène ou d'une autre matière convenable* Il est évident que le charbon ne peut pas être soudé au tungstène.
Pour établir un joint sondé, il est préférable d'enduire le filament de charbon d'une matière susceptible de pouvoir être soudée au crocheta Ceci peut être réalisé en déposant d'abord par voie électrolytique une couche de cuivre sur l'extrémité du filament et en déposant ensuite par voie électrolytique sur le cuivre une couche de nickel* Le cuivre adhère au charbon, le nickel adhère au cuivre et le nickel peut être soudé au tungstène he disposition analogue peut être utilisée à l'extrémité inférieure du filament;
, mais lorsque les fils d'amenée du courant sont en nickel il est inutile d'employer une plaque séparée
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de nickel sur le suivre, étant donné que le nickel et le cuivre peuvent être soudés directement.
Le tube est. agencé pour être muni d'un culot normal comprenant deux bornes à filament ou broches de contact destinées à entrer en contact avec des contacts appropriés d'une douille normale* Pour permettre l'emploi de courant alternatif dérivé du circuit; d'éclairage de la maison sans qu'il soit nécessaire d'apporter de modifica- tiona au montage du radiorécepteur usuel, il est préféra- ble de connecter les deux broches à filament du culot l'une à l'autre et de connecter ces broches à l'une des extrémités du filament, l'autre extrémité de ce filament étant connectée à une borne portée par le tube d'une ma nière ne faisant pas obstacle à l'insertion du tube dans une douille normale ;
par exemple ,cette borne peut être constituée par une agrafe à ressort portée latéralement au tube et au-dessus du culot de telle .sorte qu'une des bornes du réseau peut être connectée à l'une ou l'autre (positive ou négative) des bornes -il- ou de chauffage du récepteur en vue d'obtenir l'avantage d'un rhéostat varias ble pouvant être monté sur le circuit du filament, l'autre borne du réseau étant reliée à l'agrafe susmentionnée,
Dans la fig. 1,1 désigne l'anode constituée par une plaque cylindrique et.!. l'électrode de commande ou grille en forme d'hélice, par exemple, disposée dans l'anode 1,3 est la cathode comprenant;
une douille de , matière métallique convenable enduite d'une substance agencée pour émettre des électrons lorsqu'elle est chauffée. De préférence, on constitue cette douille par un métal magnétique tel que le nickel et au lui donne la forme d'une enveloppe cylindrique dont le diamètre est faible en comparaison avec la longueur* En ce qui
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concerne l'enduit, on connaît divers mélanges du type général susmentionné, et il- est clair- que tout mélange convenable peut être employé* La. demanderesse a trouvé toutefois que d'excellents résultats peuvent, être obtenus en préparant et appliquant l'enduit comme suit ;
on mélange du carbonate de baryum avec de la paraffine dans les proportions d'une partie de baryum pour trois parties de paraffine et 1*on prépare un mélange analogue d'hydrate de strontium et de paraffine. On chauffe alors la douille de nickel à enduire, on applique le mélange de strontium-paraffine et l'on détruit la paraffine en chauffante On répète le procédé jusqu'à ce qu'on ai t obtenu une couche régulière sur :la. douille, ce qui peut exiger jusqu'à six applications.
La couche de strontium terminée, on applique la couche de baryum en une seule spplication et l'on. enlève la paraf- fine en la brillant , on place les douilles dans un four contenant de l'hydrogène et on les calcine au rouge jus- qu'à ce que les oxydes soient devenus transparents, puis on laisse les douilles refroidir et elles sont alors prêtes à être montées dans l'ensemble du tubea,
4 est l'élément de chauffage constitué, ainsi qu'il a été dit précédemment, par un filament de char- bon.5 est un pied écrasé à travers lequel les fils d'a- menée passent, ce pied étant prolongé par un évasement 6, 7 est l'ampoule scellée à l'évasement 6,
L'ampoule peut être en verre clair ou peut être munie d'un dépôt métal.. lique sur sa face interne ou .sur sa face externe. On monte l'ensemble de l'ampoule et des éléments qu'elle renferme dans un culot 8 muni de tiges ou broches de contact 9 10 11 et 12 et d'une agrafe à ressort convenable 13 maintenue en position par un rivet 15a et par un prolongement en fi- bre 14 passant à l'intérieur du culot 8 entre les broches de contact 10 et Il de la cathode.
Le conducteur 65 reliant ces électrodes passe au-dessus du prolongement 14 et le
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électrode maintient en placer 16 désigne la couche prévue sur l'ex- trémité inférieure du filament 4t et 17 est le fil de sup- port relié au fil d'amenée et soudé au filaments 18 désigne une couche. analogue prévue à l'extrémité supérieure du fi- lament 4- et 19 est un ressort, préférablement en tungstène, soudé au filament par une de ses extrémités et dont l'autre extrémité est soudée à un porte-filament 20 constitué par un fil métallique noyé à son extrémité inférieure dans le pied écrasé 5.
La cathode peut être munie z son extrémité in- férieure d'un collier 22 qui peut être soudé à un fil de support convenable 22a également noyé dans le pied 5 et en contact avec le fil damenée 22b, ce fil étant aussi relié aux broches 10 et 11. Un collier convenable 23 peut être formé au sommet de la cathode et soudé au support 20 grâce à.
une connexion 50 , ce qui établit un contact métallique direct et positif entre la cathode 3 et le sommet du fi- lament 4, La grille/de commande 2 est préférablement cons-,* titrée par une hélice de fil métallique enroulée autour des porte-grille 24 et 25 noyés dans le pied 5 et en contact avec le fild'amenée de grille 26, D'une manière analogue, la plaque est supportée par des fils 27 et 28 noyés dans le pied µ et! pour augmenter la rigidité, le support 27 de la plaque peut être muni d'un prolongement 51 qui est plié vers l'extérieur, puis vers;
le bas, et dont l'ex- trémité est noyée dans une pastille de verre 30 formée sur le support .30* L'élément de grille 68 est aussi sup- porté par une tige 69 dans- la pastille 30, Le support 27 est en contact avec le fil d'amenée 29 de la plaque, le... quel fil traverse le pied et aboutità la: broche cor- respondante 1.2. du culot 8. L'extrémité inférieure du filament ,extrémité sur laquelle est appliquée la.
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/peut/ couche 16 , est reliée au fil de support 17 noyée dans le pied et ce fil est à son tour relié au'fil d'amenée 17a qui traverse le pied et est en contact avec la borne 15.
Un transformateur convenable 31 comprenant un primaire et un secondaire:, peut être --prévu pour diminuer le voltage dérivé du circuit d'éclairage de la maison* circuit désigné en 33 On irait que si l'un des fils du secondaire du transformateur 31 est relié à la borne 15.
ce qu'on/faire sans déranger en aucune façon les connexions de l'appareil récepteur, l'autre borne du secondaire du tranformateur 31 peut être reliée à volonté à. la borne positive "A" ou à la borne négative "A" du récepteur, auquel cas le filament sera excité, le courant qui traverse ce filament pouvant être réglé par le rhéostat que comporte usuellement le récepteur, pourvu que la connexion ait été établie avec celle des bornes "A' ou de chauffage qui comprend le rhéostat en circuit
Comme il n'existe pas de douille isolante entre le filament 4 et la cathode 9, la cathode atteindra très rapidement l'équilibre de température et le tube atteindra. donc rapidement l'état de travail. normal une fois le fila- ment excité.
On remarquera aussi qu'étant donné que l'ex- trémité supérieure du filament 4 est reliée directement à la cathode 3,9 aucun dommage ne peut être occasionné par le contact direct de l'extrémité supérieure du fila- ment;4 avec la douille de nickel formant la cathode 3, Toutefois, comme l'extrémité inférieure du filament 4 est a. un potentiel différent de la cathode 3, il ne faut pas permettre à. cette extrémité d'entrer en con- tact avec la cathode* mais en raison de la proximité des extrémités inférieures des électrodes avec le pied ces extrémités sont supportées rigidement et ne peuvent
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donc se mouvoir. cette construction permettant ainsi d'é- ..
viter l'emploi d'un écran isolant entre .le- filament 4 et la cathode 1 tout en constituant une cathode qui entoure très étroitement le filament. , de telle sorte qu'on obtient un rendement thermique élevé et que le décalage de temps ou retard en service est réduit au minimum,
La couche Réparée de la manière indiquée ci- dessus ou d'une manière analogue est appliquée sur une longueur de la douille telle que celle comprise entre les extrémités de la plaque cylindrique enveloppante, de sorte que la décharge électronique qui se produit sur les parties de l'intérieur du tube et de l'ampoule situées au-delà de la plaque est minimum,
En raison des conditions électriques variables régnant à. l'intérieur- et à l'extérieur du tube et donnant lieu à un potentiel relativement élevé sur l'ampoule, on a trouvé désirable dans certains cas, de meuler les sur- faces 66 et 67 de l'ampoule' ou d'établir autrement une connexion avec un point, de bas potentiels Ceci peut être réalisé soit en munissant l'intérieur ou l'extérieur du verre d'une pellicule métallique superficielle, soit en prévoyant une borne métallique appliquée sur l'ampoule, une connexion de terre étant établie en 70 avec la sur- face externe; dans un cas comme dans l'au%ne.
La disposition des unités comportant la tige ou filament de charbon 4 de résistance relativement éle- vée et la cathode 3 en série avec le filament est en outre avantageuse en ce sens qu'elle diminue le courante et par suite l'induction qui détermine la production du bourdonnement. La durée du filament est aussi augmentée.
De plus, la disposition parallèle du filament et du cy- lindre de cathode tend à diminuer les effets d'induction dûs au passage d'un courant variable dans ces éléments.
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En addition, l'enveloppe de nickel se comporte à la façon d'un écran qui neutralise l'action électrostatique du oir- cuit du filament et qui contribue par suite. conjointement avec les autres facteurs mentionnés, à diminuer le bour- donnement dû au courant de basse fréquence du réseau.
Quoique le but principal de l'invention -- savoir la diminution du bourdonnement, dû au courant alternatif -- soit facilité par les facteurs susmentionnés, il y a lieu d'insister sur l'importance de l'application du filament de chauffage complètement isolé et sur le fait que les parties exposées de la cathode sont démunies de matière émettant des ions. Comme la cathode et le filament sont pratiquement au même potentiel près de leur jonction 52. on n'a pas besoin d'écran en cet endroit, mais la différence de potentiel entre la longueur verticale exposée du filament et la connexion de culot 16 d'une part et la cathode adja- cente d'autre part est appréciable et la demanderesse a découvert qu'il est désirable de complèter la protection de ces éléments pour éviter le bourdonnement.
En, outre. on atrouvé que si la matière active dont est enduite la cathode n'est pas protégée, elle transmet des impulsions électriques variables à l'intérieur du tube et provoque le bourdonnement. La limitation de l'enduit à l'intérieur de l'espace défini par la plaque cylindrique enveloppante, supprime pratiquement cette per- tubation On notera en outre l'utilité de la connexion en série qui permet de supprimer une des bornes du culot et un des fils d'amenée du tube&
Il est alair que la construction décrite est utile non seulement pour les amplificateurs et les détec- leurs mais qu'elle est aussi avantageusement applicable comme redresseur, auquel cas il est utile de prévoir la
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/étant grille.
Il est en outre évident qu'une autre borne telle qu'une agraè à ressort peut être disposée sur le côté du tube et convenablement connectée au filament pour permettre de délivrer un courant de chauffage au fila- ment sans passer par le montage du récepteur. A titre de variante, la borne à agrafe 13 peut être supprimée, la connexion du circuit/établie par une des bornes. 10 ou 11.
Par exemple, on peut enlever le fil 65 et relier le secondaire du transformateur aux bornes 10 et 11. De même, quoique on ait spécifié l'application du charbon pour le filament, il est évident qu'on peut faire usage d'autres matières de résistance élevée, matières dont la composi tion peut être: entièrement simileire métallique.
On a représenté et décrit une forme de réalisa- tion préférée de l'invention, mais il est évident pour l'homme du métier que des modifications peuvent y être apportées sans s'écarter de l'esprit de l'invention.
En outre, quoique on ait dit dans ce qui précède que l'invention est avantageusement applicable à des tubes travaillant avec du courant alternatif, elle peut être appliquée à. des tubes travaillant avec: dU cou- rant continu fourni par des génératrices ou par des batte- ries.