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MEMOIRE DESCRIPTIF déposé à l'appui d'une demande de BREVET d' INVENTION
S. E.M.
-Société d'Electricité et de MécaniquePROCEDES THOMSON-HOUSTON, VAN den KEROHOVE et OARELS, Ste Ame, à BRUXELLES, PERFECTIONNEMENTS AUX APPAREILS A DECHARGE.
La priorité du brevet déposé aux Etats-Unis d'Amérique le 30 septembre 1938 par M. Otis W.PIKE, est revendiquée pour cette demande en vertu de la Convention Internationale de 1883,-
La présente invention se rapporte aux appareils à décharge et plus parti- oulièrement aux perfectionnements apportes aux enveloppes de ces appareils.
Il a été trouve désirable, dans la fabrication des appareils à décharge, d'utiliser une enveloppe en verre ou en métal de tonne cylindrique ayant des extrémités transversales de fermature. Pour faciliter la jonction de ces pièces et pour certaines autres raisons, il est désirable de former ces extrémités d'un métal relativement mince ayant une épaisseur de l'ordre de 3 m/m. ou moins.
Ceci ne présente pas de difficultés lorsqu'il s'agit de petite tubes mats, pour des grands tubes tels que ceux à bain de mercure, l'existence d'une surface re- lativement grande de métal mince offre des dangers d'affaisement provoqués par les différences des pressions existant à l'intérieur et à l'extérieur de l'en- ceinte.
Un des objets de l'invention consiste à prévoir des moyens pour éviter ce danger sans perdre en même temps les avantages dus à la construction de sur- faces d'extrémités de faible épaisseur, Ceci est obtenu en appliquant sur une partie déterminée de la surface d'extrémité, une plaque de renforcement qui y est solidairement fixée de la manière décrite ci-après.
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Les caractéristiques nouvelles et les avantagea de l'invention seront mieux compris en se référant à la description suivante ainsi qu'aux dessins qui l'accompagnent, donnas simplement à titre d'exemple et dans lesquels t
La fig.1 représente une section longitudinale d'un appareil à décharge conforme à l'invention et
La fig.2 l'agrandissement d'un détail de construction de la fig.1.
La fig.3 représente une forme modifiée de l'invention et la fig.4 l'agrandissement d'un détail d'une partie de la fig.3
La fig.1 représente un appareil à décharge du type à bain de mercure de puissance relativement élevée. Il comprend une enveloppe métallique allongée constituée d'un cylindre extérieur 10 et d'un cylindre intérieur 11 séparas l'un de l'autre de manière à constiper un dispositif de circulation d'eau. Le cy- lindre extérieur 10 peut comprendre une partie tubulaire droite, d'acier ayant une épaisseur de 3 m/m. par exemple. Le cylindre 11 est constitué de préférence d'acier au chrome, tel que par exemple celui venm sous le nom de "acier inoxyda- ble".
La contenance en chrome a pour but d'empêcher les Infiltrations d'hydrogène du bain d'eau vers l'intérieur de l'enveloppe. Etant donné cependant que l'acier inoxydable est relativement cher, il est désirable de ne pas l'utiliser plus que nécessaire. Dans ce but, le cylindre 11 est fait d'un matériau relativement mince disons de l'ordre de 3 m/m. ou moins. Ces extrémités sont prévues d'élargissements 14 et 15 ajustés au cylindre 10, Un joint de soudure en ligne est disposa entre les deux cylindres de manière à le rendra imperméable à l'eau. Les extré- mités de l'enveloppe sont respectivement tonnées par les pièces d'extrémités 17 et 18 ayant des rebords périphériques cylindriques 19 et 20.
A l'intérieur de l'enveloppe est prévu un système d'électrodes approprié comportant une anode 21, une cathode à bain de mercure 22, une électrode d'allumage 23 constituée d'un matériau semi-conducteur. L'anode 21 et l'électrode d'allumage 23 sont respectivement supportées par les extrémités supérieure et inférieure du tube au moyen de joints verre-métal,tels qu'indiqués en 25 et 26.
L'enceinte est vidée d'air et ensuite scellée au moyen du tiibe 27 prévu à la partie supérieure.
En se référant plus spécialement aux pièces d'extrémité il est désirable que ces pièces soient scellées hermétiquement à la partie principale de l'enveloppe, A cet effet, il est recommandé de joindre les rebords 19 et 20 à la sur- face cylindrique intérieure 11 par soudage en ligne. Ce qui ne peut être réalité que si l'épaisseur du matériau de la couche d'extrémités est approximativement la même que celle du cylindre 11, c'est-à-dire de l'ordre de 3 m/m. ou moins.
En ce qui concerne les parties transversales d'extrémités, l'usage d'un métal d'uneépaisseur aussi faible expose au danger d'une détérioration de ces extré- mités due aux différences de pressions existant à l'intérieur et à l'extérieur de l'enveloppe car, lorsque cette dernière est vidée d'air, une pression relativement importante peut 4tre exercée sur les surfaces d'extrémités si leurs diamètres sont de l'ordre de quelques pouces seulement.
Des considérations d'économie font qu'il est désirable que les pièaes d'extrémités et leurs rebords soient d'épaisseur pratiquement uniforme de maniera que la pièce d'extrémité soit repliée et formée d'une seule pièce de métal. C'est la raison pour laquelle il n'est pas pratique de faire la partie centrale de la pièce d'extrémité d'une épaisseur plus grande que ses bords. Mas, de manière à éviter cette difficulté, l'invention prévoit pour les pièces d'extrémités, des plaques de renforcement qui sont fixées à la surface de celles-ci de manière à éviter leur déformation,
En ce qui concerne la pièce d'extrémité supérieure 17, la fig.l représente une'plaque 30 appliquée à la surface extérieure de cette pièce.
Cette plaque peut avoir une épaisseur de plus grande que celle de la pièce d'extrémité, soit 3 m/m. par exemple* et peut être constituée de n'importe quel matériau convenable tel que de l'acier par exemple. La fixation est assurée par brasure au cuivre par ex. Une telle réalisation assure une rigidité suffisante pour éviter les détériorations dues aux différences de pressions et, en même temps, assure les avantages résultant de l'usage d'éléments d'extrémités d'épaisseur uniforme,
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En ce qui concerne la pièce d'extrémité inférieure 18, il a été prévu des plaques de renforcement 33 et 34 disposées respectivement à la surface intérieure et extérieure de cette pièce. Ces plaques sont fixées par brasage,comme défini en ce qui concerne la plaque 30.
Les couches du matériau de brasure sont mon- trées en 35 et 36 à la fig.2, qui représente une vue agrandie d'une partie de la section de la pièce d'extrémité 18 et de ses parties associées. Les couches de brasure sont très fines, de l'ordre de 1/10 de m/m, par exemple, et peuvent être appliquées au préalable en forme de disques de cette épaisseur et la fixation est assurée par chauffage de l'ensemble dans un four à braser.
Les plaques 33 et 34 sont respectivement munies d'ouvertures 37 et 38 à travers lesquelles s'étend le conducteur d'amenée de courant 39 à l'électrode 23, En dehors de l'enveloppe, ce conducteur est Isolé au moyen de perles iso- lantes creuses 40. Un support de connexion solide 41 est fixé à la plaque de renforcement 39 pour fournir le courant à la cathode 22.
La fig.3 représente une application de l'invention en rapport avec un dispositif à décharge dans lequel l'enveloppe comprend un cylindre allongé 62 renfermant les électrodes 43, 44 et 45, muni Intérieurement d'un serpentin réfrigérant 46, qui s'étend longitudinalement le long de l'enveloppe. La partie supérieure de l'enveloppe est de section réduite et est fermée au moyen d'un joint verre-métal 47 supportant l'anode 43. La partie inférieure de l'enveloppe est fermée au moyen d'une pièce d'extrémité 49, qui est , sous de nombreux rap- porta, semblable à la pièce d'extrémité décréte dans les Fig.l et 2.
Dans le dernier cas cependant, il est désirable que la pièce d'extrémité 49 soit consti- tuas d'un matériau capable d'être scellé directement au verre, tel que par ex. un alliage de 18% de cobalt, 28% de nickel et 50% de fer.
Etant donné qu'un tel alliage est coûteux, il est désirable d'enn'utiliser qu'une section minece. En outre, la pièce d'extrémité doit être suffisamment flexible pour éviter des efforts excessifs sur 1'enveloppât Ces résultats peu- vent être obtenus sans risquer la détérioration de la pièce d'extrémité en la renforçant conformément au principe de l'invention. Comme décrit précédemment la chose est réalisée par Inapplication d'une plaque de renforcement en acier 55,brasée ou fixée de n'importe quelle autre manière, à la pièce d'extrémité.
Une ouverture est prévus dans la plaque de renforcement pour permettre la passage du dispositif de support de l'électrode 45. Comme représenté sur la figure, ce dispositif comporte un manchon 56,fixé à la pièce d'extrémité par soudage périphérique.et un godet 57, fixé hermétiquement,à son extrémité infé- rieure, au manchon 56 , Une pastille de verre 58 supporte l'électrode 44 par rapport au godet 57 et y scelle le conducteur d'amenée de courant à l'électrode, La connexion d'amenée de courant à la cathode est constituée par un support so- lide 60 fixé à la plaque de renforcement 55.
La pièse d'extrémité 49 est munie d'un rebord 50 replié en 51 et scellé directement à l'extrémité de l'enveloppe cylindrique en verre de manière à pro- duire un joint étanche en 53, La partie repliée 51 en combinaison avec le re- bord principal 50 protège le scellement verre-métal contre des efforts due à la dilatation de la pièce d'extrémité* On remarquera que le col de cygne produit par la courbure du rebord permet une flexibilité considérable capable d'absorber les efforts de dilatation. Cette flexibilité est accrue par le peu d'épaisseur de la pièce de support qui peut être de l'ordre de 3 m/m. ou moins.
Bien qu'on ait représenté deux formes de réalisation de l'invention, il est évident qu'on ne désire pas se limiter à ces formes particulières données simplement à titre d'exemples et sans aucun caractère restrictif et que, par conséquent, toutes les variantes ayant même principe et même objet que les dis- positions Indiquées ci-dessus rentreraient comme elles dans le cadre de l'in- vention.