BE404779A

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Publication number: BE404779A
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Description

RECIPIENT A DECHARGE DANS LE VIDE AVEC CAPACITE SOUS VIDE SEPAREE DE LA POMPE ET CATHODE EN MERCURE PUR
Dans les récipients à décharge dans le vide, tels que les redresseurs à vapeur de mercure et les appareils analogues pour transformer le courant électrique, en particulier dans les appareils avec capacité sous vide séparée de la pompe et cathode en mercure pur, dans lesquels plusieurs anodes sont opposées à une cathode commune dans un récipient à vide, il est nécessaire de disposer chacune des anodes séparées dans une chambre d'anode

spéciale afin d'éviter les allumages en retour qui pourraient résulter de l'arrivée à une anode éteinte d'ions provenant de l'arc dirigé vers des anodes voisines.

Une autre cause d'allumages en retour réside dans le fait que l'émission très violente de vapeur de mercure, qui part de la catnode, entraine avec elle des ions de mercure en grande quantité.

Conformément à l'invention, on évite les allumages en retour dans les redresseurs avec récipient à vide séparé de la pompe en introduisant dans ce récipient des gaz chimiquement inactifs, par exemple des gaz rares, en quantité telle qu'ils correspondent à une pression de 1 à plusieurs centièmes de millimètres de mercure.

Si, au contraire, on introduit, comme on l'a déjà proposé pour d'autres buts, des gaz rares correspondant '1 une pression de l'ordre de grandeur de 1 cm de mercure ou plus, les troubles à éviter apparaissent d'une façon bien plus importante.

On peut utiliser tous les gaz rares, c'est-à-dire l'nélium, le néon, l'argon, le krypton et le xénon.

Comme l'émission de vapeur de mercure partant direc- tement de la cathode est précipitée en général dans une cnambre de condensation spéciale, il est possible que les gaz rares introduits dans le récipient soient chassés dans la partie supérieure de cette cnambre de condensation par l'émission de valeur de mercure et y soient maintenus, de sorte que, malgré l'introduction des gaz rares, il y aurait, au bout d'un certain temps, un appauvrissement en particules gazeuses au voisinage des anodes.

Conformément à l'invention, les compartiments du récipient à vide, dans lesquels le jet de vapeur de mercure partant directement de la cattiode a tendance à comprimer le gaz ra-

re introduit, sont réunis par des passages spéciaux avec le voisinage des anodes, de telle façon que le gaz rare a la pos- sibilité de s'échapper constamment par ces passages spéciaux et de retourner au voisinage des anodes. Il en résulte un cir- cuit continu du gaz rare qui est entraîné par le jet de vapeur de mercure partant de la cathode.

De plus, il y a lieu de tenir compte de la perte de gaz qui est faible mais a toujours lieu. Dans les récipients à décnarge dans le vide qui doivent conserver leurs propriétés pendant plusieurs milliers d'heures de fonctionnement, il est nécessaire de compléter la quantité de gaz rare au moyen de récipients de réserve spéciaux qui sont actionnés soit à la main, soit automatiquement par un dispositif mesurant le vide, de telle façon qu'une quantité suffisante de gaz rare passe du récipient de réserve dans le récipient à décharge dans le vide.

On décrira l'invention plus en détail en référence au dessin annexé, dans lequel:
La figure 1 montre un redresseur conforme à l'inven- tion et son condenseur en coupe longitudinale suivant la ligne
1-1 de la figure 2 ;
La figure 2 montre une coupe transversale de la figure
1 ;
La figure 3 montre une deuxième forme de réalisation du redresseur en coupe longitudinale avec un dispositif pour réintroduire automatiquement le gaz chimiquement inactif;
La figure 4 est une coupe transversale du dispositif de la figure 3;
La figure 5 montre une variante de réalisation pour un détail du dispositif de réintroduction du gaz selon la figure 3.

Le niveau de mercure servant de cathode pour le redresseur est indiqué en 1 et les six anodes 2 sont disposées dans

les tubes d'anodes 5. Le récipient à vide se compose d'une partie supérieure 3 et d'une partie inférieure 4. Dans la partie supérieure se trouve la cloche 6 servant à la condensa- tion de la partie principale du mercure vaporisé provenant de la cathode 1. Les bras d'anode 5 et la cloche 6 sont baignés par le liquide de refroidissement 7. Dans la partie inférieure 4 est dispose, au-dessus de la cathode 1, un tube de guidage 8 qui conduit la vapeur de mercure vers la cloche de condensation 6. Le refroidissement de la partie inférieure est effectué par le liquide de refroidissement 9. Le cnemin de l'arc allant de l'une des anodes 2 à la catnode 1 est représenté par une ligne en trait interrompu.

La condensation du liquide réfrigérant en ébullition s'effectue dans les condenseurs 13 et 14 qui communiquent avec les cnambres de refroidissement par les conduites 11 et 12. Les condenseurs sont disposés dans une cheminée d'air 15 et sont refroidis par le ventilateur 16.

Comme on l'a¯déjà indiqué, le gaz rare introduit se rassemble dans la partie supérieure de la chambre de condensation 6 sous l'action du courant de vapeur de mercure. Pour le faire passer de là dans le voisinage des anodes 2, on a prévu des conduites tubulaires 17 qui peuvent être fixées par des supports 18. L'ouverture d'entrée des conduites tubulaires 17 fait face à la paroi refroidie de la chambre de condensation comme le fait voir la figure 1. Ainsi, l'embouchure de ces tubes reçoit le courant direct de vapeur de mercure ; plus, il est avantageux de faire partir les gaz rares d'un endroit de la cnambre de condensation qui est relativement froid.

Dans la forme de réalisation selon les figures 3 et 4, les tubes 17 sont remplacés par des tubes de communication directe 19 prévus entre les bras d'anode 5 et la cnambre de con-

densation 6. Pour protéger les entrées des tubes du courant direct de vapeur de mercure, on a disposé un écran spécial 20.

Avec une telle disposition des passages de communication, on réalise un circuit continu du gaz rare qui circule à peu près exactement comme le courant de gaz ionisé.

De plus, on a prévu un dispositif de réintroduction du gaz chimiquement inactif. Ce dispositif se compose d'un récipient de réserve 31 établi en tôle ou en matière analogue pour le gaz rare servant de gaz chimiquement inactif ; ce dispositif ne forme qu'un bloc avec la chambre de condensation 6. Au fond du récipient de réserve, se trouve un prolongement tubulaire 33 dans lequel est montée la pièce laissant passer le gaz, par exemple une fritte de verre. La fritte 54 est réunie de préférence d'une façon étanche par fusion avec un tube en verre 44 et celui-ci avec un tube métallique 45 qui est soudé au prolongement 33 au moyen d'une pièce intermédiaire. Pendant le fonctionnement, la fritte 34 est couverte normalement par le mercure 35 et, par suite, fermée. Dans le mercure plonge une pièce 36.

Cette pièce est soulevée par la bobine 37 au moyen de l'armature 38 qui se déplace dans un tube 48 de préférence en un acier non magnétique. Le mercure 35 descend alors et libère la fritte 34, de sorte que le gaz rare peut passer du récipient de réserve 31 au récipient à vide. L'excitation de la bobine 37 est commandée automatiquement par un appareil mesureur de vide, non représenté, selon la pression régnant à l'intérieur du récipient à vide proprement dit, de telle façon qu'un vide élevé provoque l'ouverture du passage de gaz.

Pour protéger l'appareil réglant l'entrée de gaz rare contre un haut échauffement dangereux, on a prévu un écran 46.

Pour faire le vide dans le récipient à vide proprement dit, on a prévu une conduite tubulaire 59 qui traverse le ré-

cipient de réserve 31. Cette conduite tubulaire 39 se trouve à l'intérieur d'un tube 40 de plus grand diamètre, qui est relié à la pompe à vide. De cette façon, l'aspiration par le tube 40 produit simultanément le vide dans le récipient de réserve et dans le récipient à vide. Quand le vide est effectué, la conduite 40 et la tubulure 39 sont aplaties ensemble de sorte que le récipient de réserve 31 ne communique plus avec le récipient à vide que par la fritte 34.

A la place des conduites indiquées à la figure 3 pour faire le vide, on peut aussi utiliser la conduite 47 indiquée à la figure 4. Avec une telle disposition de la tubulure 47, il est aussi possible de faire le vide des deux récipients en une seule fois. Quand le vide est effectué, la partie de la tubulure 47 située en dehors du récipient est aplatie.

Après les opérations permettant l'obtention du vide, on introduit par la conduite 41 le mercure 35 nécessaire pour la fermeture de la fritte 34. Ensuite, par la même tubulure, on alimente le récipient de réserve 31 en gaz rare. La conduite 41 peut ensuite être fermée par fusion ou par un système de fermeture mobile, par exemple un robinet ou un clapet 42.

Pour pouvoir surveiller la pression du gaz rare dans le récipient de réserve, on a prévu encore un manomètre à mercure 43 à branches réduites.

Le récipient de réserve pour le gaz rare peut, au lieu d'être disposé à la partie supérieure de la cloche de condensation pour le mercure, être place à. toute autre place du récipient à vide.

Il est même possible de remplacer la fritte par une pièce avec un canal étroit, par exemple par un disque percé.

La pression de gaz rare dans le récipient de réserve doit alors être mesurée de telle façon qu'elle ne soit pas suffisante pour forcer le mercure à travers le canal. Pour le reste, le fonc-

tionnement est exactement celui indiqué précédemment, de sorte que l'ouverture de passage est libérée suivant la pression du gaz.

A la place du système de réintroduction décrit cidessus, on peut prévoir aussi des systèmes de réintroduction construits de manières différentes.

Pour les appareils avec récipient à vide métallique, l'invention est d'une importance particulière parce que ces appareils, par suite d'une plus grande facilité de refroidissement, permettent des charges spécifiques plus élevées et exigent par conséquent un maintien plus complet de la densité de gaz au voisinage des anodes.

REVENDICATIONS
1 ) Récipient à décharge dans le vide avec capacité sous vide séparée de la pompe et avec une cathode en mercure pur, en particulier redresseur à récipient à vide métallique, dans lequel on introduit un gaz chimiquement inactif par exemple un gaz rare en quantité correspondant à une pression de l'ordre de quelques centièmes de millimètres de mercure.

2 ) Récipient à décharge dans le vide selon la revendication 1, caractérisé par la disposition d'un ou de plusieurs passages de communication entre le voisinage des anodes et les parties du récipient à vide, dans lesquelles se rassemble surtout le gaz inactif sous l'action de l'émission de vapeur de mercure.

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Claims

3 ) Récipient à décharge dans le vide selon la revendication 2, caractérisé par ceci que les ouvertures d'entrée des passages de communication se trouvent aux points les plus froids de la chambre de condensation pour la vapeur de mercure et sont protégées contre le courant direct de vapeur de mercure par leur position ou par des écrans spéciaux;. <Desc/Clms Page number 8>

4 ) Récipient à décharge dans le vide selon les revendications 2 et 3, caractérisé par des tubes de communication directe de la partie supérieure de la chambre de condensation au voisinage des anodes à travers les chambres de refroidissement, de telle façon que le gaz inactif se déplace suivant le même circuit que les gaz ionisés, les ouvertures d'entrée des tubes de communication dans la chambre de condensation pouvant être protégées contre le courant direct de va.peur de mercure par des écrans.

5 ) Récipient à décharge dans le vide selon les revendications 1 à 4, caractérisé par la disposition d'un récipient de réserve pour le gaz inactif dans le but de compenser la perte de gaz, le passage de gaz du récipient de réserve au récipient à vide étant commandé à la main ou automatiquement selon la pression dans le récipient à vide.

6 ) Récipient à décharge dans le vide selon les revendications 1 à 5, caractérisé par la disposition, dans le fond du récipient de réserve métallique formant un bloc avec le récipient à vide ou dans la paroi du récipient à vide, d'un prolongement tubulaire qui fait saillie dans le récipient à vide et est fermé par une pièce laissant passer le gaz, par exemple par une fritte de verre (pièce en verre poreux) et caractérisé de plus par le fait que ce prolongement tubulaire est rempli au-dessus de la pièce laissant passer le gaz d'un liquide imperméable au gaz, par exemple de mercure, dans lequel plonge une armature d'aimant déplaçant le mercure, de telle sorte que l'excitation de l'électro-aimant provoque pour un enfoncement déterminé de l'armature le découvrement ou le recouvrement de la pièce permettant le passage du gaz,

cette excitation de l'électro-aimaut étant commandée par un dispositif mesurant le vide, de telle façon que le passage du gaz soit ouvert dès que la pression tombe au-dessous d'une limite déterminée. <Desc/Clms Page number 9>

7 ) Récipient à décharge dans le vide selon les revendications 5 et 6, caractérisé par ceci que le récipient de réserve est muni d'une tubulure de remplissage spéciale qui peut être fermée et par laquelle on introduit le liquide nécessaire pour couvrir la pièce laissant passer le gaz et par laquelle on introduit aussi le gaz rare.

8 ) Récipient à décharge dans le vide selon les revendications à 7, caractérisé par l'adjonction au récipient de réserve d'un manomètre, de préférence un manomètre à mercure à branches de longueur réduite pour surveiller la pression de gaz rare.

9 ) Récipient à décharge dans le vide selon les revendications 5 à 8, caractérisé par la disposition d'une tubulure d'aspiration passant dans le récipient de réserve et permettant de faire le vide à la fois dans le récipient à vide et dans le récipient de réserve, cette conduite d'aspiration débouchant à une extrémité dans le récipient à vide et à l'autre extrémité dans une seconde conduite qui débouche à son tour dans le récipient de réserve.

10 ) Récipient à décharge dans le vide selon les reven dications 5 à 9, caractérisé par la disposition, sur le récipient de réserve, d'une tubulure d'aspiration dans l'entrée libre de laquelle aboutit le tube d'aspiration débouchant dans le récipientà vide en laissant libre un intervalle intermédiaire. il') Récipient à décharge dans le vide selon les revendications 5 à 8, caractérisé par la disposition d'un tube courbé dont une extrémité débouche dans le tube à vide, tandis que l'autre débouche dans le récipient de réserve, une partie du tube passant en dehors des deux récipients.

12 ) Récipient à décharge dans le vide selon les reven- dications 5 à 11, caractérisé par ceci que la pièce laissant passer le gaz est réunie d'une façon étanche par fusion avec le prolongement tubulaire entre le récipient de réserve et le réci- <Desc/Clms Page number 10> pient à vide, soit directement, soit par l'interposition d'une pièce de verre.

13 ) Récipient à décharge dans le vide selon les revendications 5 à 12, caractérisé par ceci qu'on utilise comme pièce laissant passer le gaz un disque métallique présentant une ouverture très petite et que la pression dans le récipient de réserve est déterminée de telle façon qu'elle ne soit pas suffisante pour faire passer le liquide imperméable par la petite ouverture.

RESUME Récipient à décharge dans le vide contenant un gaz cnimiquement inactif, par exemple un gaz rare, maintenu en quantité suffisante au voisinage des anodes.