CH177388A - Vakuumentladungsgefäss mit von der Pumpe getrenntem Vakuumgefäss und reiner Quecksilberkathode. - Google Patents

Description

      Yakuumentladungsgefäss    mit von der Pumpe getrenntem Vakuumgefäss und  reiner Quecksilberkathode.    Bei     Vakuumentladungsgefässen,    also       Quecksilberdampfgleichrichtern,        Umrichtern     und     Invertern,    insbesondere mit von der  Pumpe getrenntem Vakuumgefäss und reiner  Quecksilberkathode, bei denen in einem     Va;

            kuuingefäss    mehrere Anoden einer gemein  samen Kathode gegenüberstehen, ist es erfor  derlich, die einzelnen Anoden in je einer       Anodenkammer    unterzubringen, um Rück  zündungen zu vermeiden, die dadurch     ent-          stelien    können, dass Ionen aus dem nach den  benachbarten Anoden fliessenden Lichtbogen  einer sperrenden Anode zugeführt werden.  



       Ein    weiterer Grund für Rückzündungen  ist, dass der von der Kathode ausgehende,       ,iiisserst    heftig bewegte Quecksilberdampf  strahl in grossen     Mengen    Quecksilberionen  mit sich reisst.  



  Gemäss der     Erfindung-    werden zur Ver  meidung von     Riickzündungen    und eines star  ken     Lichtbogenabfall.es    bei Gleichrichtern  mit von der Pumpe getrenntem Vakuum-         gefäss    und reiner Quecksilberkathode in die  ses chemisch     inaktive    Gase in der Grössen  ordnung von einem bis fünfzehn Hundertstel  mm     Hg-Säule    eingefüllt.  



  Es können sämtliche Edelgase, also He  lium, Neon, Argon,     Kryptoa,        Xenon    verwen  det werden.  



  Da. der von der Kathode ausgehende di  rekte     Quecksilberdampfstrahl    im allgemeinen  in einem besonderen Kondensationsraum nie  derbeschlagen wird, besteht die     Möglichkeit,     dass die in das Gefäss eingefüllten Edelgase  in den obern Teil dieses Kondensations  raumes durch die Wirkung des Strahls ge  drängt und     dort    zurückgehalten werden, so  dass trotz des Einfüllens von Edelgasen nach  einiger Zeit eine Verarmung an Gasteilchen  in der Umgebung der Anoden eintritt.  



  Um diesen Nachteil zu beheben, werden  zweckmässig die Raumteile ,des     Vakuum-          gefäss-es,    in denen der direkte von der Ka  thode ausgehende     Quecksilberdampfstrahl         das eingefüllte Edelgas zu komprimieren be  strebt ist, durch besondere Wege mit der  Umgebung der Anoden verbunden, so dass  das Edelgas die Möglichkeit hat, durch diese  besonderen Wege     immer    wieder zu entwei  chen und     zurückzukehrsn    in die Umgebung  der Anoden. Es entsteht also ein kontinuier  licher Kreislauf des Edelgases, der von dem  von der Kathode ausgehenden Quecksilber  dampfstrahl     angetrieben    wird.  



  Ferner ist der zwar     geringfügigen,    aber  doch stets vorhandenen Gasaufzehrung Rech  nung zu tragen. Bei     Vakuumentladungs-          gefässen,    die viele Tausende von Betriebs  stunden ihre Eigenschaften bewahren sollen,  ist es erforderlich, die     Edelgasmenge    aus be  sonderen Vorratsbehältern zu ergänzen, die  entweder von Hand oder selbsttätig in Ab  hängigkeit von einer     Vakuummesseinrichtung     betätigt werden, so dass eine ausreichende  Menge Edelgas aus dem Vorratsgefäss in das       Vakuumentladungsgefäss    nachströmt.  



  Anhand der beiliegenden Zeichnungen  sollen Ausführungsbeispiele der Erfindung  näher erläutert werden.  



       Fig.    1 zeigt einen Gleichrichter gemäss  der Erfindung mit seinen Kondensatoren im  Längsschnitt, der längs der Linie I-1 der       Fig.    2 geführt ist;       Fig.    2 zeigt einen Querschnitt der     Fib.    1;       Fig.    3 zeigt eine zweite Ausführungs  form des Gleichrichters im Längsschnitt, bei  der eine Vorrichtung zur selbsttätigen Nach  füllung .des chemisch inaktiven Gases vor  gesehen ist;

         Fig.    4 zeigt diese Ausführungsform im  Querschnitt, und       Fig.    5 stellt eine abgeänderte Ausfüh  rungsform eines Einzelteils der     Nachfüllein-          riehtung    gemäss     Fig.    3 dar.  



  1 ist der als Kathode dienende Queck  silberspiegel des Gleichrichters und 2 sind  die sechs Anoden, die in Anodenrohren 5  untergebracht sind. Das Vakuumgefäss be  steht aus einem Oberteil 3 und einem Unter  teil 4. In dem Oberteil befindet sich der zur  Kondensation der Hauptmenge des aus der    Kathode 1 verdampfenden     Queclzsilber.die-          nende    Dom 6. Die Anodenarme 5 und     der     Dom 6 sind von der     Kühlflüssigkeit    7 um  spült. Im Unterteil 4 ist über der Kathode  1 ein Führungsrohr 8 angeordnet, welches  ,den     Quecksilberdampf    zu dem Konden  sationsdom 6 leitet.

   Die Kühlung des Unter  teils erfolgt durch die Kühlflüssigkeit 9.     Von     der einen Anode 2 nach der Anode 1 ist der  Weg des Lichtbogens durch eine gestrichelte  Linie     andedeutet.    Zur Kondensation der sie  denden Kühlflüssigkeit dienen die Konden  satoren 13     bezw.    14, die durch die Ruhrleitun  gen 11     bezw.    12 mit den Kühlräumen in  Verbindung stehen. Die     Kondensatoren    sind  in einem Luftschacht 15 angeordnet und  werden durch den Ventilator 16 gekühlt.  



  Wie bereits     dargelegt,        wird    das ein  gefüllte Edelgas sieh durch die Wirkung des  Quecksilberstrahls in dem     obern    Teil des  Kondensationsraumes 6 sammeln. Um es von  hier in die Umgebung der Anode 2 zu brin  gen, sind Rohrleitungen 17 vorgesehen, die  mittelst     .Stützen    18     befestigt    sein können. Die       Einströmöffnung    der Rohrleitungen 17     ist     der     gekühlen    Wandung des Kondensations  raumes zugekehrt, wie die     Fig.    1 erkennen  lässt.

   Hierdurch wird die Rohrmündung dem  direkten Strom des Quecksilberdampfes ent  zogen, ausserdem ist es vorteilhaft, die Edel  gase an einer solchen Stelle aus dem Konden  sationsraum     herauszuleiten,    die verhältnis  mässig kalt ist.  



  Bei der Ausführung gemäss den     Fig.    3  und 4 sind an Stelle der Rohre 17 direkte  Verbindungsrohre 19     zwischen    .den Anoden  kammern 5 und dem Kondensationsraum 6  vorgesehen. Um die Rohrmündungen vor dem  direkten Strom des     Quecksilberdampfes    zu  schützen, ist ein besonderer Schirm 20 an  gebracht. Bei einer     derartigen    Anordnung  der Verbindungswege .entsteht ein kontinu  ierlicher Kreislauf des Edelgases, der un  gefähr genau so wie der Strom der ionisier  ten Gase verläuft.  



  Ferner ist eine     Nachfüllvorrichtunb    für  das chemisch inaktive Gas vorgesehen. Diese  besteht aus     dem,    aus Eisenblech oder der-      gleichen hergestellten Vorratsgefäss 31 für  das als chemisch inaktives Gas dienende  Edelgas, welches mit     d-em    Kondensations  raum 6 eine konstruktive Einheit bildet. Im  Boden des Vorratsgefässes befindet sich ein       rohrförmiger    Ansatz 33, in welchen der     gas-          ?D     durchlässige zum Beispiel eine Glas  fritte, eingesetzt ist.

   Die Glasfritte 34 wird  zweckmässig mit einem Glasrohr     4.1    und die  ses mit einem Metallrohr 45, welches     mit-          telst    eines Zwischenstückes an den Ansatz 33  angeschweisst ist, vakuumdicht verschmolzen.       Während    des Betriebes ist die Glasfritte 34       normalerweiso    mit Quecksilber 35 bedeckt  und hierdurch verschlossen. In das Queck  silber taucht ein Verdrängungskörper 36  ein. Dieser wird durch die Magnetspule 37       vermittelst    des Magnetkernes 38 angehoben,  welcher sich in einem Rohr 48, zweckmässig  aus     unmagnetischem    Stahl bewegt.

   Dabei  senkt sich das     Quecksilber    35 und gibt die       Fritte    34 frei, so dass Edelgas aus dem Vor  ratsgefäss 31 nachströmen kann. Die Erre  gung der Spule 37 wird durch ein Vakuum  meter, welches nicht mit dargestellt ist,  selbsttätig in Abhängigkeit von dem Va  kuumdruck im Innern des     eigenlichen    Va  kuumgefässes derart gesteuert, dass bei zu  hohem Vakuum der     Gasdurchtritt    frei  gegeben wird.  



  Lm die Apparatur für die     Regelung    des       Edelgaseintrittes    gegen unzulässig hohe     Er-          wä.rmung    zu schützen, ist ein Schirm 46 vor  gesehen.  



  Zum Evakuieren des eigentlichen Va  kuumgefässes ist eine Rohrleitung 39 vor  gesehen, die durch das Vorratsgefäss 31  durchgeführt ist. Diese Rohrleitung 39 be  findet sich im Innern einer Rohrleitung 40  mit vergrössertem Durchmesser, die an die  Vakuumpumpe angeschlossen ist. Man er  reicht hierdurch, dass beim Ansaugen durch  die     Rohrleitung    40 gleichzeitig das eigent  liche     Vakuumgefäss    und das Vorratsgefäss  evakuiert werden. Nach beendigter Evakuie  rung werden die Rohrleitung 40 und die       Rohrleitung    39     zusammen    abgequetscht, so    dass das Vorratsgefäss 3'1 mit dem Vakuum  gefäss nur durch die Fritte 34 verbunden ist.  



  An Stelle der in     Fig.    3 angegebenen     Eva-          kuierleitungen    kann man auch die in     Fig.    5  angegebene Leitung 4 7 verwenden. Bei einer  solchen Führung der Rohrleitung 47 ist es  ebenfalls möglich, von ,einer Stelle aus beide  Gefässe zu evakuieren. Nach beendigter Eva  kuierung wird dann der ausserhalb der Ge  fässe liegende Teil der Rohrleitung 47 ab  gequetscht.  



  Sobald die Evakuierung und Formierung  beendigt sind, wird durch die Rohrleitung  41 das für den Abschluss der Fritte 34 er  forderliche     Quecksilber    35 eingefüllt. Hie  rauf wird durch die gleiche Rohrleitung das  Vorratsgefäss 31 mit Edelgas beschickt. Die  Leitung 41 kann dann ebenfalls abgeschmol  zen oder durch eine lösbare     Absperrung,     zum Beispiel einen Hahn oder ein     Ventil    42  abgeschlossen werden.  



  Um den     Edelgasdruek    in dem Vorrats  gefäss überwachen zu können, ist noch ein  vorzugsweise verkürztes Quecksilbermano  meter 43 vorgesehen.  



  Das Vorratsgefäss für das Edelgas kann  statt am obern Ende des Kondensations  domes für das Quecksilber auch an irgend  einer andern Stelle des Vakuumgefässes an  geordnet sein.  



  Es ist auch möglich, an Stelle einer Glas,       fritte    als gasdurchlässigen Körper einen  Körper mit einer feinen Bohrung, zum Bei  spiel eine Lochscheibe, zu verwenden. Der  Edelgasdruck in dem Vorratsgefäss muss dann  derart bemessen .sein, dass er nicht ausreicht,  um das Quecksilber durch die Bohrung hin  durchzutreiben. Im übrigen ist .der Vorgang  sinngemäss genau so wie bei der vorstehend  beschriebenen Ausführung, so dass die Durch  trittsöffnung in Abhängigkeit von dem Gas  druck freigegeben wird.  



  An     Stelle    der vorstehend beschriebenen       Nachfüllvorrichtung    können auch in irgend  einer andern Weise ausgebildete Fülleinrich  tungen treten.  



  Für Apparate mit metallenem Vakuum  gefäss ist die Erfindung von besonderer Be-           deutung,    weil diese wegen besserer Beherr  schung der Kühlung höhere spezifische Be  lastungen zulassen und infolgedessen eine ge  nauere     Einhaltung    der Gasdichte in der Um  gebung der Anoden     verlangen.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Vakuumentladungsgefäss mit von der Pumpe getrenntem Vakuumgefäss und reiner Quecksilberkathode, insbesondere ein Gross gleichrichter mit metallenem Vakuumgefäss, dadurch gekennzeichnet, dass in das Vakuum gefäss chemisch inaktives Gas in der Grössen ordnung von einem bis fünfzehn Hundertstel mm HK-Säule eingefüllt ist.

   UNTERANSPRüCHE 1. Vakuumentladungsgefäss nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass Verbindungswege zwischen der Um gebung der Anoden und,den Raumteilen des Vakuumgefässes, in denen sich das inaktive Gas durch die Wirkung des Quecksilberdampfstrahls vornehmlich sammelt, vorgesehen sind.

   2. Vakuumentiadungsgefäss nach Unteran spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Eintrittsöffnungen der Verbindungswege an möglichst kalten Stellen des Konden- sationsraumes für den Quecksilberdampf liegen und gegen den unmittelbaren Strom des Quecksilberdampfes abge schirmt sind.

   3. Vakuumentladungsgefäss nach Unteran spruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem obern Teil des Kondensations- raumes Verbindungsrohre unmittelbar durch die Kühlräume in die Umgebung der Anoden führen, so dass sich das in- aktive Gas in demselben Kreislauf wie die ionisierten Gase bewegt.

   4. Vakuumentladungsgefäss nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ausgleich der Gasaufzehrung ein Vorratsbehälter für das inaktive Gas vorgesehen ist, aus dem die Gasfüllung in dem Vakuumgefäss in Abhängigkeit von dem Vakuumdruck in dem Gefäss nachgefüllt wird.

   5. Vakuumentladungsgefäss nach Unteran spruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der metallene Vorratsbehälter mit dem Vakuumgefäss baulich vereinigt und ein rohrförmiger Ansatz vorgesehen ist, wel cher in das Vakuumgefäss hereinragt und durch einen gasdurchlässigen Körper ab geschlossen ist, und,dass dieser Rohrstut zen oberhalb des gasdurchlässigen Kör pers mit einer gasundurchlässigen Flüs sigkeit gefüllt ist, in welche als Ver drängungskörper ein Magnetkern ein taucht,

   dessen die Freigabe oder das Be- decktsein des gasdurchlässigen Körpers bestimmende Eintauchtiefe von der Er regung eines 1Zagnetes abhängig ge macht ist, die ihrerseits durch eine Va kuummesseinrichtung derart gesteuert wird, dass der Gasdurchlass freigegeben wird, sobald der Vakuumdruck unter halb eines vorbestimmten Grenzwertes liegt.

   6. Vakuumentladungsgefäss nach Unteran spruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorratsgefäss mit einer besonderen, verschliessbaren Zuleitung ausgerüstet ist, durch die nachdem Evakuieren und Formieren des Gefässes die zumBedecken des gasdurchlässigen Körpers erforder liche Flüssigkeitsmenge, sowie das in- aktive Gas eingefüllt werden.

   7. Vakuumentladungsgefäss nach Unteran spruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Vorratsgefäss ein Manometer zur Überwachung des Gasdruckes angeordnet ist. B. Vakuumentladungsgefäss nach Unteran spruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zum gemeinsamen Evakuieren des Va kuumgefässes und des Vorratsgefässes eine Saugleitung durch das Vorratsgefäss geführt ist, welche mit einem Ende in dem Vakuumgefäss mündet und mit dem andern Ende in einer zweiten Saug leitung, welche ihrerseits in das Vorrats- gefäss mündet.

   9. Vakuumentladungsgefäss nach Ünteran- spruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass auf das Vorratsgefäss .ein Saugrohr auf gesetzt ist, in dessen lichten Raum un ter Freilassung eines Zwischenraumes von unten her das in dem Vakuumgefäss mündende Saugrohr ein Stück herein ragt. 10. Vakuumentladungsgefäss nach Unteran- anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein gebogenes Rohr vorgesehen ist, das mit dem einen Ende in dem Vakuum gefäss und mit dem andern Ende in dem Vorratsgefäss mündet, wobei ein Teil des Rohres ausserhalb der beiden Gefässe ver läuft.

   11. Vakuumentladungsgefäss nach Unteran spruch 10, dadurch .gekennzeichnet, dass der gasdurchlässige Körper mit dem Rohrstutzen zwischen dem Vorratsgefäss und dem Vakuumgefäss unter Zwischen fügung eines Glasteils vakuumdicht ver schmolzen ist.

   12. Vakuumentladungsgefäss nach Unteran spruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass als gasdurchlässiger Körper eine Metall scheibe mit einer feinen Bohrung vor gesehen und der Druck in dem Vorrats gefäss derart bemessen ist, @dass er nicht ausreicht, um die gasundurchlässige Flüssigkeit durch die feine Bohrung hin durchzutreiben.