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DISPOSITIF ELECTRIQUE A ATMOSPHERE DE VAPEUR.
La présente invention concerne les dispositifs électriques à at- mosphère de vapeur, comme ceux connus de façon générale sous le nom d'igni- trons, excitrons et semblables.
En général, les ignitrons comportent une cathode liquide, habituel- lement un bain de mercure, et ils ne peuvent pas être utilisés d'une façon universelle, parce qu'ils doivent rester dans une position fixe afin que la surface du bain cathodique soit maintenue dans un rapport immuable avec d'au- tres électrodes du dispositif.
Aussi n'utilise-t-on pas en pratique la cons- truction ordinaire d'ignitrons sur des mobiles ou dans les cas où un mouvement agite le bain de mercure, comme cela se produit sur des bateaux des véhicules terrestres et des avionso
Suivant le brevet principal, ce défaut peut être corrigé en uti- lisant une cathode spongieuse, et en particulier en encastrant du molybdène dans une éponge en fer, le fer retenant le mercure et le molybdène ayant d'excellentes caractéristiques d'allumage d'arc sans érosion préjudiciable.
Cependant des difficultés se présentent, parce que le molybdène normalement traité n'absorbe pas facilement le mercure et ne se laisse pas humecter par celui-ci, dans,.lesconditions habituelles.
L'invention a donc pour but principal de procurer une cathode spongieuse métallique qui absorbe le mercure et se laisse bien humecter par celui-ci.
L'invention ressortira clairement de la description, donnée ci- dessous, de plusieurs formes d'exécution de l'invention, avec référence au dessin annexéo
La figure 1 est une coupe longitudinale axiale d'un ignitron de construction quelconque, auquel l'invention est appliquée; et
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La figure 2 est une section transversale suivant la ligne II-II de la figure 1.
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Dans la forme d9exécution de l'invention et la construction d9iL gnitron représentées sur le dessin, aux détails de laquelle l'invention n'est
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toutefois pas limitée l'.gaztron comprend une enveloppe cylindrique 10 én acier ou autre matière résistante, avec un fond 12 d'une venue et un chapeau' 13, scellé au bord supérieur de l'enveloppe, celle-ci constituant une encein- te fermée dans laquelle on peut faire le vide
Le chapeau représenté est pourvu de passages scellés 14, 15
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pour les fils d9électrode 165 17 respectivement de l'anode 18 et de l'igni- teur 19 enfermés dans l'enveloppe et suspendus au chapeau par ces fils. Les passages scellés comprennent chacun un manchon 20 en verre ou autre matière isolante qui isole électriquement les fils l'un de l'autre et de l'envelop- pe.
L'anode 18 est placée dans le haut de l'enveloppe, à une bonne distan-
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ce du fond 12, tandis que l'.gnzteur 19 est placé sous l'anode, de préféren- ce au centre de l'enveloppe et dirigé vers le fond avec son extrémitétrès
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près de celui-ci. L$.gn3.teur est représenté mince et effilé vers le bas, son extrémité inférieure étant assez petite,, L'igniteur peut étre fait en maté- riaux utilisés pour les igniteurs d'ancien type., ou en un ou plusieurs maté- riaux qui conviennent plus spécialement à la présente invention.
Le récipient contient une cathode spongieuse 21 de forme apla-
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tie, posée sur le fond 12 de 1'$gnLtron, avec son pourtour de préférence en contact avec la paroi du récipient et maintenue définitivement en place par friction ou d'autre manière.. La petite extrémité inférieure 19 précitée de l'igniteur repose sur la surface supérieure de la cathode spongieuse 21, en contact permanent avec elle, et afin de maintenir . sans danger pour le pas- sage scellé 15, ce contact avec 19éponge, le conducteur d'entrée 17 de l'i-
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gniteur, entre le scellement et l'Zgn.teur, est représenté avec une partie 22 repliée transversalement qui possède,, avec le reste du conducteur d'entrée, et grace au poids de l'igniteur, assez d'élastioité pour maintenir ce dernier toujours appliqué.
T'â.ngz-e.u est dirigé, à partir de son point de contact sur l' éponge cathodique,perpendiculairement à la surface de celle-ci et parallè-
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lement à l'axe longitudinal de leenveloppe. Du mercure, ou une autre matiè- re liquide cathodique propre à se reconstituer, est appliquée sur la cathode spongieuse 21 en quantité voulue pour qu'il soit entièrement absorbé.La cathode spongieuse 21, avec le mercure absorbé, constitue la cathode de l'i- gnitrono Dans la forme d'exécution représentée, la cathode spongieuse 21 se compose essentiellement de deux matières différentes, dont l'une présente l'avantage d'avoir une grande capacité d'absorption à cause des vides relati- vement grands entre grains de matière et d'avoir une grande affinité pour le mercure venant en contact avec elle,
le mercure étant ainsi facilement absor- bée L'autre matière composante de la cathode spongieuse sert à constituer une surface d'allumage d'arc fortement imbibée de mercure, celui-ci montant par capillarité dans la matière jusqu'à la surface; cette autre matière est aussi choisie pour sa résistance à l'érosion, pendant le fonctionnement. Plus exactement, la présente invention adopte une cathode 21, à titre d'exemple, composée d'une masse 23 essentiellement en fer agglutiné ou autre matière ab- sorbant facilement le fluide cathodique propre à se reconstituer, comme le mercure précité, et une partie d'allumage d'arc 24 essentiellement en un mé- tal agglutiné,. par exemple du molybdène, du tungstène ou du tantale.
Dans la forme d'exécution choisie à titre d'exemple, la masse 23 de la cathode spongieuse a une forme aplatie ou mince et 5' adapte dans le fond du récipient où elle est maintenue par friction ou d'une autre fa- çon. La partie d'allumage d'arc 24 est représentée sous la forme d'une pas- tille plus petite que la masse, et encastrée dans celle-ci concentriquement;
suivant le présent, exemple, les faces supérieures de la masse et de la pas-
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tille se trouvent dans un même'plan" La partie d'allumage d'arc est plus min- ce que la masse., de sorte qu'une partie de celle-ci est sous-jacente par rap- port à la partie d'allumage d'arc et constitue une réserve copieuse de'mercu-
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re ou équivalent, et,
par capillarité à travers la partie d'allunage d'arc le mercure est toujours présent à la surface d'allumage"
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La masse 23 de grains comprimés de fer agglutiné est associée à la partie centrale d'allumage d'arc 24 composée dé grains agglutinés de molyb- dène ou d'une autre matière comme le tungstène ou le tantale/pour profiter de ce aucune éponge en fer absorbe beaucoup mieux le mercure venant èn contact avec lui, qu'une masse de grains agglutinés en une autre matière absorbante, le molybdène par exemple.
Une des difficultés des métaux comme le molybdène réside en ce' qu'ils sont très difficilement humectables, surtout en présence d'un igniteur, parce que des produits gazeux de l'igniteur et de l'hydrogène se forment pen - dant le traitement et, réagissant avec le molybdène ou équivalente le rendent inhume ctableo
Suivant la présente invention, on peut profiter des avantagés des deux genres de métaux, en utilisant -une éponge 24 en molybdène ou équi- valent.
Les surfaces exposées normalement à l'air,y compris les surfaces des pores, sont recouvertes de fer ou d'un. autre métal du groupe du fer, le nickel par exempleo Ce revêtement est aussi bien humecté que la masse de fer 23 Après achèvement de l'ignitron et au début de sa mise en service, le revêtement de fer s'enlèvera,par grésillement ou par érosion, de la sur- face du molybdène ou autre encastrement 24, le molybdène étant mis à nu par l'action de l'arc et continuant à se laisser humecter facilement par lé mer- cure, et l'arc se formera directement sur la surface du molybdène. Plus bas que la surface, le revêtement de fer ou équivalent reste adhérer en grande partie à la surface des.pores.
En fabrication, le revêtement de fer peut être obtenu, en fai- sant absorber par la matière spongieuse ou le disque de molybdène, un com- posé ferrique aisément réductible, comme l'oxalate de fer, et en chauffant l'éponge dans de l'hydrogène. La solution est avidement aspirée par Inaction de capillarité de la matière spongieuse.
Léchauffement précité provoque la réduction de la solution et la rétention du fer sous forme d'un revêtement recouvrant la face,-extérieure et les faces des pores intérieurs de 1'éponge en molybdène, et l'éponge sera ainsi facilement humectée par le mercureo
Une éponge du type décrit a été fabriquée et Inexactitude des considérations ci-dessus a été démontreé, en utilisant un mélange de 30 % de molybdène et 70 % de fer Pulvérulent,, que l'on comprime et agglutine com- me d'habitude.
Le fer couvrira les surfaces intérieures du molybdène par mi- gration de surface,, Cette éponge a été traitée de façon simplifiée pour que le fer soit humecté., et non le molybdène, L' éponge fabriquée absorbe très bien le mercure et, utilisée dans un ignitron,, n'a marqué qu'un très faible empoisonnement par l'igniteur, qui nettoie rapidement la surface et fonction- ne parfaitement.Environ un dixième du fer pur a été enlevé par l'arc,
Le principe n'est évidemment pas limité au molybdène-fer, mais il peut aussi être appliqué à d'autres combinaisons de métaux, dont l'un ré- siste bien à 1'arc mais s'humecte difficilement,
et l'autre s'humecte facile- ment mais est sujet à érosion, par exemple du tungstène avec du nickelé Une éponge en tungstène a été recouverte de fer de la façon suivante :5 % de fer pulvérulenta été ajouté au tungstène pulvérulente avant compressiono Après que les métaux étaient agglutinés, on chauffa, pendant un court laps de temps:? l'éponge jusque au point de fusion du fer de fagon que celui-ci coule sur les grains de tungstène.
REVENDICATIONS.
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ELECTRICAL DEVICE WITH STEAM ATMOSPHERE.
The present invention relates to electrical vapor atmosphere devices, such as those generally known as igniters, excitrons and the like.
In general, ignitrons have a liquid cathode, usually a mercury bath, and they cannot be used universally, because they must remain in a fixed position so that the surface of the cathode bath is maintained. in an immutable relationship with other electrodes of the device.
In practice, therefore, the ordinary construction of ignitrons is not used on mobiles or in cases where movement agitates the mercury bath, as occurs on ships, land vehicles and airplanes.
According to the main patent, this defect can be corrected by using a spongy cathode, and in particular by embedding molybdenum in an iron sponge, the iron retaining the mercury and the molybdenum having excellent arc ignition characteristics. without damaging erosion.
Difficulties arise, however, because normally treated molybdenum does not readily absorb mercury and does not become wet with it, under the usual conditions.
The main object of the invention is therefore to provide a metallic spongy cathode which absorbs the mercury and allows it to be well moistened by the latter.
The invention will emerge clearly from the description, given below, of several embodiments of the invention, with reference to the appended drawing.
Figure 1 is an axial longitudinal section of an ignitron of any construction, to which the invention is applied; and
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Figure 2 is a cross section taken on line II-II of Figure 1.
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In the embodiment of the invention and the construction of the gnitron shown in the drawing, in the details of which the invention is not
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however not limited to the gastron comprises a cylindrical casing 10 of steel or other strong material, with a bottom 12 of a vent and a cap 13, sealed to the upper edge of the casing, the latter constituting an enclosure. closed in which we can create a vacuum
The hat shown is provided with sealed passages 14, 15
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for the electrode wires 165 17 respectively of the anode 18 and of the igniter 19 enclosed in the casing and suspended from the cap by these wires. The sealed passages each include a sleeve 20 of glass or other insulating material which electrically insulates the wires from each other and from the shell.
The anode 18 is placed at the top of the casing, at a good distance.
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this from the bottom 12, while the gnzteur 19 is placed under the anode, preferably in the center of the casing and directed towards the bottom with its extremity very
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near this one. The ignitor is shown thin and tapering downwards, its lower end being quite small. The ignitor may be made of materials used for old type igniters, or of one or more materials. riaux which are more especially suitable for the present invention.
The container contains a spongy cathode 21 of flattened shape.
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tie, placed on the bottom 12 of 1 '$ gnLtron, with its periphery preferably in contact with the wall of the container and permanently held in place by friction or otherwise. The aforementioned small lower end 19 of the ignitor rests on the upper surface of the spongy cathode 21, in permanent contact with it, and in order to maintain. safe for the sealed passage 15, this contact with the sponge 19, the input conductor 17 of the
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gniteur, between the seal and the Zgn.teur, is shown with a part 22 folded transversely which has, with the rest of the input conductor, and thanks to the weight of the ignitor, enough elasticity to maintain the latter always applied.
T'â.ngz-e.u is directed, from its point of contact on the cathode sponge, perpendicular to the surface thereof and parallel-
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lement to the longitudinal axis of the envelope. Mercury, or some other liquid cathodic material suitable for reconstitution, is applied to the spongy cathode 21 in the desired amount so that it is completely absorbed. The spongy cathode 21, with the mercury absorbed, constitutes the cathode of the sponge. i- gnitrono In the embodiment shown, the spongy cathode 21 consists essentially of two different materials, one of which has the advantage of having a high absorption capacity because of the relatively large voids between grains. matter and have a great affinity for the mercury coming into contact with it,
the mercury being thus easily absorbed. The other component material of the spongy cathode serves to constitute an arc ignition surface strongly impregnated with mercury, the latter rising by capillary action in the material to the surface; this other material is also chosen for its resistance to erosion during operation. More exactly, the present invention adopts a cathode 21, by way of example, composed of a mass 23 essentially of agglutinated iron or other material easily absorbing the cathode fluid capable of being reconstituted, such as the aforementioned mercury, and a part arc ignition 24 essentially of an agglutinated metal ,. for example molybdenum, tungsten or tantalum.
In the exemplary embodiment, the mass 23 of the spongy cathode has a flattened or thin shape and 5 'fits into the bottom of the container where it is held by friction or otherwise. The arc ignition portion 24 is shown as a pellet smaller than the mass, and embedded therein concentrically;
according to the present, example, the upper faces of the mass and the
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The arc igniting part is thinner than the mass, so that a part of it is subjacent with respect to the part of the earth. arc ignition and constitutes a copious reserve of mercury.
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re or equivalent, and,
by capillary action through the arc ignition part, mercury is always present at the ignition surface "
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The mass 23 of compressed grains of agglutinated iron is associated with the central arc ignition part 24 composed of agglutinated grains of molybdenum or of another material such as tungsten or tantalum / to take advantage of this no sponge in iron absorbs the mercury coming into contact with it much better than a mass of grains agglutinated in another absorbent material, molybdenum for example.
One of the difficulties with metals such as molybdenum is that they are very difficult to moisten, especially in the presence of an ignitor, because gaseous products of the ignitor and hydrogen are formed during the treatment and , reacting with molybdenum or equivalent make it buried ctableo
According to the present invention, the advantages of both kinds of metals can be taken advantage of by using a molybdenum sponge 24 or the like.
Surfaces normally exposed to air, including pore surfaces, are coated with iron or a. another metal of the iron group, nickel for example o This coating is as wet as the mass of iron 23 After completion of the ignitron and at the start of its commissioning, the iron coating will come off, by crackling or by erosion, of the molybdenum surface or other embedment 24, the molybdenum being exposed by the action of the arc and continuing to be easily moistened by the mercury, and the arc will form directly on the surface. molybdenum surface. Lower than the surface, the coating of iron or the like remains largely adherent to the surface of the pores.
In manufacture, the iron coating can be obtained by causing the spongy material or molybdenum disc to absorb an easily reducible ferric compound, such as iron oxalate, and heating the sponge in water. 'hydrogen. The solution is avidly sucked up by the capillary action of the spongy material.
The above heating causes reduction of the solution and retention of iron in the form of a coating covering the outer face and the inner pore faces of the molybdenum sponge, and the sponge will thus be easily moistened with mercury.
A sponge of the type described was made and the above considerations were demonstrated to be inaccurate, using a mixture of 30% molybdenum and 70% powdered iron, which is compressed and agglutinated as usual.
The iron will cover the interior surfaces of the molybdenum by surface migration ,, This sponge has been treated in a simplified way so that the iron is wetted., Not the molybdenum, The sponge made absorbs mercury very well and, used in an ignitron, marked only a very slight poisoning by the ignitor, which cleans the surface quickly and works perfectly. About a tenth of the pure iron was removed by the arc,
The principle is obviously not limited to molybdenum-iron, but it can also be applied to other combinations of metals, one of which is resistant to arc but is difficult to moisten.
and the other gets wet easily but is prone to erosion, for example tungsten with nickel plated A tungsten sponge was coated with iron as follows: 5% powdered iron was added to the powdered tungsten before compression o After that the metals were agglutinated, we heated, for a short time :? the sponge up to the melting point of the iron so that it flows over the tungsten grains.
CLAIMS.