CH200170A - Flüssigkeitskathode für Stromrichter mit metallenem Vakuumgefäss. - Google Patents

Description

  Flüssigkeitskathode für Stromrichter mit metallenem     'Vakuumgefäss.       Die     Erfindung    richtet sich auf     :eine          Flüssigkeitskathode    für     Stromrichter    mit  metallenem Vakuumgefäss,     insbesondere    für       Q.ueoksilberdampfgteichrichter,    für grössere       Leistungen.     



  Es ist bekannt, bei     derartigen        .Stromrich-          tern    die Kathode vom     Gehäuse        isoliert    anzu  ordnen und die     @Stromeinführungen    vom  Deckel des Gefässes     aus    mit Hilfe eines  Stromleiters     vorzunehmen,    an dessen     unterem     Ende     eine,den    Stromübergang auf das in der  Regel die Kathodenflüssigkeit bildende       Quecksilber        vermittelnde    Tauchelektrode     be-          festigt        ist.     



  Es     ist        weiterhin    bekannt, für     das        queck-          silber    einen im Innern des Vakuumgefässes  untergebrachten Behälter     aus        Isoliermaterial     vorzusehen, in dessen Boden     sich        eine        Off-          nung        befindet,

      durch     die    ein stromeinführen  der     Leiter        geführt        wird.    Die Stromüber  tragung     erfolgt    dann ebenfalls mit Hilfe  einer .Scheibe oder     :dergl.,        die    den     erforder-          lichen    Kontakt mit dem Quecksilber her  stellt.

   Derartige Kathoden haben verschie-         dene        Vorteile        .gegenüber    der erstgenannten  Art, aber die     Herstellung    :der nötigen       vakuumdichten        Verbindung    bietet     fabri-          katorisch    ziemlich erhebliche     Schwierigkeiten.     



  Zur     Beseitigung    ,der     .Schwierigkeiten:    hat  man     unter    anderem     vorgeschlagen,    als     Queok-          silberbehäRer        eine,        besondere        :

  Schale    vorzu  sehen, welche mit     einem        Halsstück    durch den       Boden    des     Vakuumgefässes        hindurchragt.    An  diesem     Halsstück    hat man dann die vakuum  dichte Verbindung des     Quecksilberbehälters     mit     der    Gefässwandung     bezw.    mit dem     strom-          einführenden        Leiter    vorgenommen.

   Eine  solche     Ausführung    hat jedoch den Nachteil,       dass;    das     Quecksilber,        welches    ein     ziemlich          grosses    Gewicht hat und daher bei     Erschütte-          rungen    erhebliche     Trägheits:kräfte        auslöst,     voll auf dem     Quecksilberbehälter    aufruht  und     insbesondere    den Hals des     Quecksilber-          behältersi    beansprucht.

   Infolgedessen     besteht     die     Gefahr,        dass.        dieser    Hals bei Wellenbewe  gungen des     Quecksilbers    abbricht. Hinzu  kommt     noch,        :

  da3        sich    der Raum zwischen  dem     Quecksilberbehälter    und     cIer    Gefässwan-           dung    während des     Betriebes    mit     Quecksilber     füllt, so dass     durch    den     hydrostatischen    Auf  trieb     eine        weitere    Beanspruchung des Hals  stückes erfolgt.

       Anderseits    ist es aber     mit     Rücksicht auf die Wärmeausdehnung prak  tisch nicht     möglich,    den     obern    Teil des     Queck-          silberbehälters        einwandfrei    abzustützen.  



       Weiterhin    ist es bekannt, den     Queck-          silberbehälter        ausserhalb        des        Vakuumgefässes     anzuordnen und ihn sieh an eine Boden  öffnung des     Gefässes        anschliessen    zu     lassen.     Die Verbindung zwischen der     Gefässwandung     und der     Behälterwandung    erfolgt hierbei  durch einen     Ringflaniseh,

      welcher die Mantel  fläche     des    Behälters     umschliesst    und mit bei  den     Teilen    vakuumdicht verbunden     isst.    Die  Verbindung zwischen dem     stromeinfÜhren-          den        Leiter        und    dem     Quecksilberbehälter    ge  schieht auch bei     dieser    Ausführung     mittels          eines        Halsansatzes        des        Quecksilberbehälters.     Eine solche     Anordnung     <RTI  

   ID="0002.0043">   vermeidet    zwar die  Gefahr     eines        Abbreehens    des     Behälters,    hat       aber    den Nachteil, dass     es    infolge des     grossen          Durchmessers        des        Quecksilberbehälters    sehr       schwierig        ist.    eine     einwandfreie    Verbindung       zwischen        diesem    und der     Vakuumgefäawan-          dung        herzustellen.     

  



  Den     Gegenstand    der vorliegenden Erfin  dung bildet nun eine     Flüssigkeitskathode,     welche die     Nachteile    der bekannten Ausfüh  rungen     vermeidet,    aber     ihre    Vorteile     mitein-          ander    vereinigt.

   Dies     wird    dadurch     erreicht.          da.ss    der Isolierbehälter für     die        Kathoden-          flüssigkeit    aus einer     unterhalb    einer Boden  öffnung des     Vakuumgefässes        angebrachten     Schale     besteht,

      deren     oberer        Rand    sich       gegen    eine     entsprechende    Stützfläche     des          Vakuumgefässes        abstützt    und deren     Unter-          seite    einen zur Einführung des     strom-          einführenden        Leiters    dienenden     Halsansatz          aufweist,

      und dass zur     vakuumdichten     Verbindung des     Isolierbehälters    mit dem       Vakuumgefäss    ein zum Beispiel einen     Ansatz          des        Vakuumgefässes    bildendes oder     ein        beson-          deres,    mit dem     Vakuumgefäss        verschweisstes          Zwischenstück        vorgesehen        ist,    das bis zu dem  Halsansatz des     Isolierbehälters,

          diesen.    kon  zentrisch     umgebend,        geführt        ist    und zum         Beispiel    durch     einen        8chmelzfluss        aus    Glas       oder    Emaille oder durch     einen        Brenn-        oder          Sinterprozess    mit dem     Halsansatz    vakuum  dicht verbunden     ist.     



       Eine    solche     Ausführung    hat den     Vorteil,          dassl    die     Querschnitte,    an     denen        vakuumdichte     Verbindungen     vorzunehmen    sind,     verhältnis-          mässig    klein     sind,        da        man    dem zur Vor  nahme der     Verbindung        dienenden    Halsstück  einen     kleinen        Querschnitt        geben    kann.

   Die  Verbindungen     lassen        sich    daher mit grosser  Sicherheit     ausführen.    Die     Sicherheit    der Ver  bindung wird noch     dadurch    unterstützt, dass  sich der     Quecksdlberbehälter    mit seinem  obern     Rand        gegen    eine     zweckmässig    entspre  chend     geschliffene        Fläehe        des    Vakuum  gefässes anlegt,

   da er durch den an seiner       Aussenseite    wirkenden     Atmosphärendruck    mit       grosser        Kraft        gegen         eine        Stützfläche        gepresst          wird.    Besonders     ,günstig        sind    die     Verhält-          nisse,

      wenn     das        Verbindungsstück        zwischen          Vakuumgefass    und     Halsansatz        membranartig     ausgeführt     wird        und        sich        gegen    den Boden       des        Quecksilberbehälters        anlegt.    Dann kann  der volle     Atmosphärendruck    gegen den       Quecksilberbehälter    wirken.  



  In der     :beiliegenden        Zeichnung    ist     ein          Ausführungsbeispiel    einer     Kathode        gemäss     der     Erfindung        dargestellt.     



  1 ist die aus Metall     bestehende        Wandung          des        Behälters        des        -#7aäuumgefä$es,    2     ist    der  aus     Isoliermaterial,        vorzugsweise        Steatit,     oder     einem        keramischen        Material    mit ähn  lichem     Ausdehnungskoeffizienten        bestehende          Quecksilberbehälter,

      welcher     einen    Halsan  satz 3     aufweist.    4     ist        das        Kathodenqueck-          silber    und 5     ist    der     stromeinführende        Leiber,          welcher    zur Erzielung des     erforderlichen          Kontaktes    mit dem     Quecksilber    ein     verbrei-          tertes        Kopfstück    6 trägt.

   Zur     Herstellung     der     vakuumdichten        Verbindung        zwischen     dem     stromeinführenden        Leiter    5 und dem       Halsansatz    3 dient     eine        Kappe    7 aus zweck  mässig     etwas        elastischem        Blech,

          die    mit dem       stromeinführenden        Leiter    verschweisst und  mit dem     Halsansatz    3 durch Einfügung eines  Glas-     oder        Emailleschmelzflusseg    8 oder  einen     Brenn-        oder,Sinterprozess    verbunden ist.

        Die vakuumdichte     Verbindung        zwischen          dem        Isolierbehälter    2; und dem Vakuum  gefäss 1, wird     mit    Hilfe eines     zylindrischen          Stutzens    9     hergestellt,    der an das Vakuum  gefäss, 1 angeschweisst wird oder mit     diesem     aus     einem        Stück        besteht.    Zwischen     diesen     Stutzen 9 und den Halsansatz 3 ist ein       Ringflansch    10 eingefügt,

   der     einerseits.    mit  dem     ,Stutzen    9 vakuumdicht verschweisst     und          anderseits    mit dem     Halsstück    3     @durch    Zwi  schenfügung eines Glas,- oder     Emaille-          sebmelzflus.ses    11 oder :

  einen Brenn- oder       Sinterprozess        vakuumdicht    verbunden     ist.          Dieser        Ringflansch        10        ist        membranartig     und     legt    sieh dicht     gegen    den Boden  des     Isolierbehälters    2 an.     Zwischen    ,dem  Stutzen 9 und der Wandung des.

       Isolier-          behälters    2     lässt    man zweckmässig einen klei  nem     Zwischenraum,    um den     Wärmeausdeh-          nungen        Rechnung    zu tragen.

   Zur     Verbesse-          rung        des     von dem Behäl  ter 2 auf den     Stutzen    9 wird der     Zwischen-          raum        vorteilhaft    mit     Quecksilber        ausgefüllt,          indem        man    das von dem     Kondensationsdom     des     G,efässies.    in die Kathode zurückfliessende       Quecksilber    entsprechend führt.

   Die Unter  schiede der     Wärmeausdehnung    in     achsialer     Richtung zwischen dem     Behälter    2 und dem  Stutzen 9     werden    durch .die nachgiebige       Membran    10     unschädlich    .gemacht.  



  Wie     bereits        vorstehend    ,erwähnt und die  Abbildung     deutlich    erkennen lässt, sind bei  der erfindungsgemässen     Ausführung    die       schwierigen    vakuumdichten Verbindungen       zwischen        Isoliermaterial    und     Metallteilen    nur  an Flächen kleinen     Querschnittes,    nämlich  an dem     Halsansatz        vorzunehmen.    Die Sicher  heit der Verbindung wird noch dadurch ver  grössert, dass der gegen die Membran 1:

  0 wir  kende     Atmosphärendruck    den Quecksilber  behälter     gegen        seine,        Auflagerfläche    12 an  der     Gefässwandung    1     presst.    Um die sich  hieraus ergebende Verbesserung .der Dich  tung noch weiter zu erhöhen, wird     vorteil-          haft    die     Auflagerfläche    12 entsprechend ver  breitert und     .geschliffen..     



  Zum :Schutze des Behälters 2 gegen Aden  Lichtbogen ist in diesen ein Schutzrohr 1,3    aus Quarz oder einem     keramischen        Material     mit     geringem        Wärmeaus,dehnungskoeffizien          ten        eingesetzt.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: FlüssigkeitskaIhode für Stromrichter mit metallenem Vakuumgefäss, bei welchem sich die Kathodenflüssigkeit in einem besonderen Behälter aus Isoliermaterial befindet und die Stromeinführung vom Boden des Isolier- behälters aus erfolgt, dadurch gekennzeich net, dass,

   der Isolierbehälter aus- einer unter- halb einer Bodenöffnung des Vakuumgefässes angebrachten Schale besteht, deren oberer Rand sich <B>gegen</B> eine entsprezhende Stütz- fläche des Vakuumgefässes abstützt und deren Unterseite einen zur Einführung .des.

   strom- einführenden Leiters dienenden Halsansatz aufweist, und dass zur vakuumdichten Ver bindung des Isolierbehälters mit dem Va- kuumgefäss! ein Zwischenstück bis zu dem Halsansatz des Isolierbehälters., .diesen kon- zentiisch umgebend,

   geführt und mit ihm vakuumd@ioht verbunden ist. UNTERANSPRüCHE: 1. Flüssigkeitskathode nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass, sich das Zwischenstück zur Befestigung .des Iso- lierbehälters an den Boden des Isolierbe- hälters anlegt und gegenüber dem Boden als nachgiebige Membran ausgebildet ist.

   2. Flüssigkeitskathode nach Patentanspruch und. Unteranspruch 1, @da,durch .gekenn zeichnet, dassidas Zwischenstück aus einem die Seitenfläche des. Isolierbehälters, um gebenden Zylinder besteht, an den. sich ein gegen;

   den Boden des Isolierbehälters anlegender membranartiger Ringflansch anschliesst. 3.

   Flüssigkeitskathode nach Patentanspruch und Untexansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, da3 auf den 8tromeinfüh- renden Irreiter eine Kappe aufgesetzt ist, -die einerseits mit ,dem stromeinführenden Leiter verschweisst und anderseits mit dem Halsansatz des Isolierbehälters ver bunden ist.