CH158373A - Elektrisches Entladungsgefäss mit Glühkathode. - Google Patents

Description

  Elektrisches Entladungsgefäss mit     Glühkathode.       Die     Erfindung    betrifft elektrische Ent  ladungsgefässe mit     Glühkathode,    insbesondere  mit     Gras-    oder Dampffüllung, und vornehm  lich solche Entladungsgefässe, bei denen der  Gasdruck eine Grösse von etwa 1 mm bis       '/"ooo    mm besitzt, die Gasfüllung im wesent  lichen lediglich zur Neutralisation der Raum  ladungen dient und die Spannung zwischen  Anode und Kathode kleiner gehalten     wird     als die     Zerstäubungsspannung,    das     heisst    die       Spannung,    bei der die positiven Ionen eine  solche Energie erhalten,

   dass mit einer Zer  störung der emittierenden Schicht gerechnet  werden muss.  



  Gemäss der Erfindung besteht der Träger  der emittierenden Schicht der Kathode aus  mehreren     übereinander    gereihten     '.feilen.     



  Vorzugsweise ist der Erfindungsgegen  stand anzuwenden, wenn es sich um indirekt       geheisste    Kathoden handelt.  



  Die Abbildungen zeigen einige Ausfüh  rungsmöglichkeiten der     Erfindung.    -    In der     Abb.    1 ist 1 ein elektrisches Ent  ladungsrohr, an dessen Enden die     Einstül-          pungen    2 und 3 sind. Die obere     Einstülpung     ist durch die zurückgehende     Einstülpung    4  geschlossen. Diese     Einstülpung    4 enthält die       Einschmelzstelle    des Anodenträgers 15. Die  Anode selbst ist ein zylindrischer Graphit  körper und ist in der Abbildung nicht zu  sehen. Auf die Verschmelzung zwischen den       Einstülpungen    2 und 4 ist die Glasmuffe 5  aufgeschmolzen.

   Diese Muffe geht in das  Röhrchen 7 über. Dieses Röhrchen 7 sitzt  ziemlich eng über dem Anodenträger 15 und  verhindert die Ausbildung von Entladungen  im Bereich der     Einschmelzstelle    des Anoden  trägers 15. Über die Muffe 5 ist eine       Schraubklemme    10 gezogen, die das Gitter 8  trägt. Das Gitter 8 reicht weiter gegen die  Kathode 16     ass    die Anode. Es ist zweck  mässig siebartig und besteht aus oxydiertem       Nichrome        (80%    Ni, 20%     Cr).    Seine Span  nung erhält es durch eine seitliche     Einf        üh-          rung    11.

   Der Abstand zwischen den Ein-           schmelzungen    von 11 und 15 ist gross genug,  um Überschläge zu verhindern. Das Gitter  8 trägt an seinem geschlossenen Ende     mit-          telst    einiger Stäbe den     -Zündring    12. Dieser       Zündring    sitzt dicht vor der Kathode. Er  verringert     die    Zündspannung und schirmt  die Entladung gegen den Einfluss der Wand  aufladungen ab. Das Gitter 8 trägt ferner  einen metallischen Ring 14, der die Aufgabe  hat, die Ausbreitung der Enthaltung in den  obern Teil der Röhre zu verhindern.  



  Die Kathode 16 wird von einem Ring 18       mittelst    der Stützen 17 getragen. Der Ring  18 ist auf der     Einstülpung    3 befestigt. Diese       Einstülpung    3 enthält die     Einschmelzstellen     der Kathodenzuführungen 32. An den     Ka-          thodenzuführungen:    32 sind     Wärmeschutz-          schilder    19 befestigt.  



  Der Aufbau der Kathode 16 ist in der       Abb.    2 gezeigt. Die Kathode ist indirekt     ge-          heisst.    Zur Heizung dient zweckmässig eine       Wolframspirale    20, die von einem isolieren  den     Stabe    21 (zum Beispiel Tonerde) getragen  wird. Das obere Ende der     Heizvorrichtung     steckt in dem Metallblock 22, .der die Flan  sche 23 trägt. Diese Flansche trägt mehrere       Kappen    24, die durch Metallringe 25 aus  einandergehalten und durch Schrauben 26 be  festigt sind. Die Kappen 24 gehen eng über  eine entsprechende Anzahl von offenen, mit  Durchbohrungen versehenen Zylindern 28,  die durch angenietete Ringe 29 auseinander  gehalten werden.

   Die untern Enden der Zy  linder 28 sind durch Metallkappen 30 ge  schlossen, deren unterste einige biegsame  Kabel 31 trägt, die zu den     Zuführungen    32  führen. Eine ähnliche Verbindung (auch mit  31 und 32 gezeichnet) führt zu dem untern  Ende der Heizvorrichtung. Das untere Ende  des Isolators 21 ruht auf dem Block 33 aus  Isoliermaterial (zweckmässig aus Glas) und       wird    durch den umgebogenen Draht 34 daran  festgehalten. Der Draht 34 dient als starrer  Kern des Isolators 21 und ist oben im     Block     22 befestigt.

   Der Block 33 geht durch die       übereinanderliegendenÖffnungen    der Kap  pen 30 hindurch und ruht auf der untersten       Platte.    Er hat Durchbohrungen für den    Draht 34 und für die Stromzuführung des  Glühdrahtes 20. Falls das obere Ende des  Glühdrahtes 20 an den Block 22 angeschlos  sen ist, dienen die Zylinder 28 und die daran  angeschlossenen Zuführungen als andere Zu  leitungen für den Heizstrom.  



  Die Kathode selbst setzt sich aus meh  reren Metallscheiben 35, wie sie     Abb.    3  zeigt, zusammen. Die     Scheiben    35 bestehen  aus einem flachen Teil mit einer innern Öff  nung und einem einmal abgesetzten Ring 36.  Sie sind aus einem Stück hergestellt. Der  Ring 36 besteht aus dem weiteren Teil 38  und dem engeren Teil 37, deren Durchmes  ser derart gewählt sind, dass beim     Aufein-          andersetzen    der Scheiben der Ring 37 der  einen Scheibe in den Ring 38 der     andern     hineingreift und die Stufe als Stütze dieser  andern Scheibe dient. Die Scheiben sind fer  ner mit .drei kleinen Löchern 39 versehen,  durch die nach dem Zusammensetzen Bolzen  40 hindurchgeschoben werden.

   Hohle     Zwi-          schenlegescheiben    41 halten die Scheiben 35  auseinander. Die Bolzen 40 sind unten durch       Muttern    42 an den Kappen 30     befestigt.     Alle     innern    Teile der     Kathode,    insbesondere  die Scheiben 35, sind mit einem Material  niedriger     Elektronen-Austrittsarbeit    (zum  Beispiel     Barium-Carbonat)    bedeckt.  



  Nach dem Zusammenfügen des Kathoden  körpers bilden die Ringe 36 der Scheiben 35  einen Zylinder, der den Glühdraht 20 um  gibt. Dieser Zylinder hat nur die doppelte  Wandstärke der Scheiben. Da ausserdem  Ringe und Scheiben jedesmal aus einem  Stück sind, ist das Temperaturgefälle vom  Glühdraht zum äussern Scheibenrand nicht  zu gross. Durch die Zylinder 28 wird auch  der Strahlungsverlust der Kathode klein ge  halten.  



  Diese Ausführung der Kathode zeichnet  sich dadurch aus, dass alle Teile leicht in  Massenfabrikation hergestellt werden kön  nen, dass die Zusammensetzung einfach ist  und dass die einzelnen Teile zur     Reparatur     leicht auseinandergenommen werden können.  



  Die durch     Abb.    4 gezeigte Kathodenform  ist in ihrem Aufbau einfacher als die Ka-           thode    nach     Abb.    2. Sie besteht aus einem  glatten, zylindrischen Rohr 56, das die     Heiz-          spirale    58 umgibt. Auf diesem Rohr sind  durch     Schweissungen    oder in einer andern  dauerhaften Weise die Scheiben 55 befestigt.  Diese Bauart hat zwar den Vorzug der Ein  fachheit, hat aber gegenüber der erstgenann  ten Konstruktion den Nachteil, dass die ein  zelnen Teile bei einer Reparatur nicht aus  gewechselt werden können.

   Die     Heizzufüh-          rung    erfolgt auf der     einen    Seite durch eine  Einschmelzung des Glasisolators 59, auf der  andern Seite von der Kathode selbst. Der  Glasisolator 59 ist in die Muffe 50 einge  schmolzen, die ebenfalls das Kathodenrohr  56 trägt. Dieser Kathodenhalter 50 ist     mit-          telst    des Glasrohres 51 und des Metallrohres  52 an das Entladungsgefäss 43 angeschlossen.

    Wird die     Heizvorrichtung        gänzlich    von der  Kathode isoliert, so ist es     möglich,    den Glas  kolben durch ein metallenes     Entladungsgefäss,     wie es bei Grossgleichrichtern üblich     ist,    zu  ersetzen und mit der Kathode direkt zu ver  schweissen.         Abb.    5 zeigt dieselbe Ausführungsart der  Kathode wie in     Fig.    2 und lässt insbesondere  die Kathodenträger 17     erkennen.    Diese sind  zur Verringerung der Metallmasse hohl     aus-          g        eführt.     



       Abb.    6 zeigt eine     etwas    andere     Ausfüh-          rungsart    der Elektroden. Die Kathoden  träger 17 dienen direkt als     Stromzuführer     und führen nicht zum Ring 18, sondern     sind     in die Verschmelzungen 13 eingeschmolzen.  Der Ring 18 trägt jetzt     mittelst    der Stäbe  61 das Gitter.

   Diese Stäbe 61     schirmen    die  Kathode 16 gegen die     elektrischen        Aufla.dun-          gen    der Röhrenwand ab, haben also dieselbe  Bedeutung wie der     Zündring    12 der     Abb.    1.  Diese     Stäbe    ermöglichen aber gleichzeitig die  Spannungszuführung zum Gitter von der  Kathodenseite. Da die     .Spannungsdifferenz     zwischen Gitter und Kathode klein ist, wird  dadurch die Gefahr eines Überschlages herab  gesetzt.  



  Das Entladungsrohr kann hochevakuiert  werden oder mit einer Gas- oder Dampffül-         lung    benutzt werden. Da die beschriebenen  Kathoden besonders zur Verwendung in       Starkstromentladungsgefässen    geeignet sind,  wird man zweckmässig das Gefäss mit Gas  oder Dampf von einem Druck zwischen 1  und     ljlooo    mm Quecksilber füllen. Es ist  auch möglich, die beschriebenen Elektroden  in ein metallisches Gehäuse nach Art der       Quecksilberdampf-Grossgleichrichter    einzu  bauen.  



  Die Kathode     bezw.    die mit der emittie  renden Schicht bedeckte Fläche (Schicht  träger) kann so gross ausgebildet werden, dass  sie imstande ist, den gesamten Betriebsstrom       praktisch    als reinen     Elektronenemissions-          strom    zu     ;liefern.    Durch geeignete     Anbrin-          gung    des Strahlungsschutzes um die Kathode       herum    kann die Heizleistung möglichst ge  ring gehalten werden. Die Herstellung auch  grossflächiger Kathoden ist sehr einfach und  ohne weiteres für     die        Massenfabrikation    ge  eignet.  



  Bei den dargestellten und beschriebenen  Beispielen ist eine     Herausnahme    der Elek  troden aus dem Entladungsgefäss durch ein  faches Lösen der mechanischen Verbindung  ermöglicht, und auch Teile der Elektroden  sind auch ohne weiteres zugängig gemacht.  Auch die Herstellung des Entladungsgefässes  kann sehr einfach und zweckmässig erfolgen,  da zunächst die Kathode ganz und gar für  sich hergestellt und dann bequem auf dem  dafür vorgesehenen Glasfuss angebracht wer  den kann.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Elektrisches Entladungsgefäss mit Glüh- kathode., insbesondere mit Gas- oder Dampf füllung, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger der emittierenden Schicht. der Ka thode aus mehreren übereinander gereihten Teilen besteht. UNTERANSPRüCHE l.. Entladungsgefäss nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die einzel nen Teile des Schichtträgers die Gestalt von Scheiben (35) besitzen und auf Bol zen (40) aufgereiht sind. 2. Entladungsgefäss nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass die Scheiben, senkrecht zur Entladungsbahn angeordnet sind. 3.

   Entladungsgefäss nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 2, gekenn zeichnet durch einen die aneinander gereihten Scheiben (35) in achsialer Richtung durchsetzenden Heizkörper (20). 4. Entladungsgefäss nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass die übereinandergereihten Teile des Schichtträgers von einem oder mehreren koaxial angeordneten Ab schirmzylindern (28) zur Konzentrierung der Wärme umgeben sind. 5.

   Entladungsgefäss nach Patentanspruch und Unteranspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, dass die Abschirmzylinder all seitig geschlossen und die Zylindermäntel mit Durchbohrungen für den Durchtritt der Entladung versehen sind. 6. Entladungsgefäss nach Patentanspruch und Unteransprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die den Schichtträ ger umgebenden Abschirmzylinder als Rückleitung für den Heizstrom der Ka thode dienen. 7.

   Entladungsgefäss nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Kathode mit den Abschirmzylindern derart :zu sammensetzbar eingerichtet ist, dass der Zusammenbau der gesamten Kathode mit den Abschirmzylindern unabhängig von Stromeinführungen durch die Ge fässwand erfolgen und darnach die fer- tig zusammeägebaute Kathode mit den Abschirmzylindern in das Gefäss einge setzt werden kann. B. Entladungsgefäss nach Patentanspruch und Unteranspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, dass die Kathode und die Ab schirmzylinder mechanisch ein Ganzes bilden, das von am Kathodenfuss befestig ten Streben (17) getragen wird.

   9. Entladungsgefäss nach Patentanspruch, mit Steuerelektrode, dadurch gekenn zeichnet, dass die Kathode nebst Ab schirmzylindern einerseits und die Anode und die Steuerelektrode anderseits von je einem Glasfuss getragen werden. 10. Entladungsgefäss nach Patentanspruch und Unteranspruch 9, dadurch gekenn zeichnet, dass die Steuerelektrode die Anode umgibt und als mit Durchbohrun gen versehener Zylinder oder dergleichen ausgebildet ist. 11. Entladungsgefäss nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer elektrode eine von den Stromzuführun gen von Kathode und Anode getrennte. seitlich angebrachte Stromzuführung be sitzt. 12.

   Entladungsgefäss nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass an der Steuerelektrode ein die Entladungsbahn umgebender Metallring (1.2) der Kathode zugekehrt befestigt ist. 13. Entladungsgefäss nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die zylin drische, die Anode umgebende Steuer elektrode auf dem Glasfuss der Kathode mittelst Streben (61, Abb. 6) gelagert ist.