Dispositif pour amener le courant à la cathode d'un appareil à décharge électrique. La présente invention a pour objet un dispositif pour amener le courant à la cathode d'un appareil à décharge électrique utilisant une cathode en un métal fusible susceptible d'attaquer le verre, en particulier, en métal alcalin, potassium par exemple comme dans le cas habituel des cathodes régénérables, objet du brevet suisse nc 169494.
On a constaté que lesdits appareils, sur tout ceux à forte intensité, supérieure à 12 ampères dans des conditions de fonctionne ment normales, se trouvaient fréquemment mis hors service par fêlure du scellement des conducteurs d'amenée de courant à la ca thode, par suite de l'attaque chimique par le métal cathodique, du verre de cette dernière, particulièrement forte à l'endroit de la sou dure de ce verre avec le fil d'amenée de cou rant et observée notamment dans le cas où ce fil est en tungstène et où le verre est un verre borosilicaté, pyrex par exemple.
Pour remédier à cet inconvénient, le dis- positif conforme à l'invention comporte une pièce de verre creuse scellée à l'appareil<B>à</B> décharge en un endroit placé en dehors du bain de métal cathodique et dans le voisinage de ce dernier et en outre scellée à une de ses extrémités au conducteur d'amenée de cou rant extérieur, et à l'extrémité opposée à une connexion électrique la traversant et réunis sant ledit conducteur au bain de métal catho dique tout en étant maintenue en dehors de tout contact avec la décharge par un tube en substance isolante s'adaptant étroitement sur cette connexion,
la pièce de verre contenant un milieu dont la cohésion est suffisamment faible pour empêcher la propagation à tra vers lui-même de toute fêlure susceptible de se produire dans le tube isolant.
C'est ainsi que la cavité formée dans la pièce de verre peut être entièrement remplie d'une substance appropriée, poudre de verre par exemple, ou bien vidée, ce qui est à en visager si l'appareil à décharge ne contient pas de gaz, ou, dans le cas contraire, remplie du même gaz sous une pression légèrement supérieure à celle de l'appareil en fonction nement.
On accroît de façon très notable l'effet de protection ainsi obtenu par un refroidisse ment énergique du bain de métal cathodique au niveau de l'extrémité du tube isolant immergée dans ce bain.
Ce refroidissement cathodique peut être très avantageux encore à un autre point de vue, dans le cas des appareils à cathode ré- générable, c'est-à-dire dans lesquels le métal fusible volatilisé de la cathode est renvoyé continuellement à celle-ci, et qui comportent une chambre cathodique constituée de façon présenter des zones de condensation pour la vapeur de métal cathodique, une chambre de décharge, une région intermédiaire dont la température est plus élevée que celle de la chambre de décharge,
constituant une bar rière thermique pour ladite vapeur, et, éven tuellement, un écran pour s'opposer à la pé nétration dans la chambre de décharge des particules de substance projetées à partir de la. cathode.
Lorsque ces appareils sont exposés à un grand froid ou à un grand vent, comme il arrive souvent dans les installations faites à l'extérieur, la vapeur de métal cathodique condensée sur la paroi de la chambre catho dique ne recoule plus vers la cathode. Dans ces conditions, si le refroidissement extérieur est suffisant à un moment donné,
tout le métal cathodique est déposé sur la paroi et l'amenée de courant n'est plus en contact avec lui, si bien que la tache cathodique vient se fixer à l'endroit de l'extrémité du tube isolant normalement immergée dans le bain cathodique et fêle ce tube par action calori que, tout en produisant un dégagement des gaz qui y sont occlus. Le refroidissement de la partie inférieure du récipient cathodique permet d'éviter ce résultat fâcheux.
La figure annexée fournit à titre non limitatif un exemple d'exécution de l'objet de l'invention appliqué à un appareil à dé charge électrique utilisant une cathode régé- nérable et rempli d'un gaz. Sur cette figure, 1 est la cathode, 2 le récipient cathodique, choisi évasé de façon à présenter une paroi de refroidissement pour la vapeur de métal ca thodique, 3 la barrière thermique munie d'un manchon calorifuge 4; un écran 5 sert d'obs tacle aux particules cathodiques.
La pièce de verre creux ci-dessus mentionnée est consti- tuée par le tube de verre creux 6 scellé à la paroi du récipient cathodique et soudé à ses extrémités aux tiges d'amenée de courant en tungstène 7 et 8 connectées entre elles par le conducteur souple 9, de façon à constituer une entrée de courant double, la tige 8 étant enrobée de verre sur toute sa longueur jus qu'à la.
pièce de contact en métal ou en gra phite 10, assurant un excellent contact avec le métal cathodique. Le tube 6 est rempli du même gaz que l'appareil à décharge mais à une pression légèrement supérieure.
Il arrive fréquemment en cours de fonctionnement que l'entrée de courant, correspondant à la tige 8 présente de légères fissures, mais alors la légère surpression du gaz contenu dans 6 s'oppose à toute infiltration de métal catho dique et l'expérience montre que la deuxième entrée non souillée de vapeurs métalliques reste indéfiniment étanche.
Le refroidisse ment de la cathode est obtenu au moyen du capot 11 muni d'ailettes de refroidissement 12 et rempli d'une substance convenable 13, mercure ou huile par exemple, qui assure un bon contact thermique entre la paroi en verre de l'appareil et le capot refroidisseur.
Le dispositif du type décrit a été expéri menté avec succès sur des appareils à dé charge fonctionnant avec des intensités de l'ordre de 18 à 30 ampères, et même supé rieures à ces valeurs.
Device for delivering current to the cathode of an electric discharge device. The present invention relates to a device for bringing the current to the cathode of an electric discharge device using a cathode of a fusible metal capable of attacking glass, in particular, of alkali metal, potassium for example, as in the case of usual regenerable cathodes, subject of Swiss patent nc 169494.
It has been found that said devices, on all those with high intensity, greater than 12 amperes under normal operating conditions, were frequently put out of service by cracking of the sealing of the conductors supplying the current to the cathode, as a result chemical attack by the cathode metal of the glass of the latter, particularly strong at the location of the hardness of this glass with the current feed wire and observed in particular in the case where this wire is made of tungsten and where the glass is borosilicate glass, for example pyrex.
To remedy this drawback, the device according to the invention comprises a hollow piece of glass sealed to the <B> discharge </B> apparatus at a place placed outside the cathode metal bath and in the vicinity. of the latter and further sealed at one end to the external current supply conductor, and at the end opposite to an electrical connection passing therethrough and joining said conductor to the cathodic metal bath while being held in place. outside of any contact with the discharge by a tube of insulating substance closely fitting this connection,
the piece of glass containing a medium the cohesion of which is sufficiently weak to prevent the propagation through itself of any crack which may occur in the insulating tube.
Thus the cavity formed in the piece of glass can be completely filled with a suitable substance, glass powder for example, or else emptied, which is to be expected if the discharge apparatus does not contain gas. , or, in the opposite case, filled with the same gas under a pressure slightly higher than that of the device in operation.
The protective effect thus obtained is very noticeably increased by vigorous cooling of the cathode metal bath at the end of the insulating tube immersed in this bath.
This cathodic cooling can be very advantageous from yet another point of view, in the case of devices with a regenerable cathode, that is to say in which the fusible metal volatilized from the cathode is continuously returned to the latter, and which include a cathode chamber formed so as to present condensation zones for the cathode metal vapor, a discharge chamber, an intermediate region the temperature of which is higher than that of the discharge chamber,
constituting a thermal barrier for said vapor, and, optionally, a screen to oppose the penetration into the discharge chamber of the particles of substance projected from the. cathode.
When these devices are exposed to extreme cold or a strong wind, as often happens in installations made outdoors, the cathode metal vapor condensed on the wall of the cathode chamber no longer flows back to the cathode. Under these conditions, if the external cooling is sufficient at a given time,
all the cathode metal is deposited on the wall and the current supply is no longer in contact with it, so that the cathode spot is fixed at the location of the end of the insulating tube normally immersed in the cathode bath and cracks this tube by caloric action, while producing a release of gases which are occluded therein. The cooling of the lower part of the cathode vessel avoids this unfortunate result.
The appended figure provides, without limitation, an exemplary embodiment of the object of the invention applied to an electrical discharge device using a regenerable cathode and filled with a gas. In this figure, 1 is the cathode, 2 the cathode container, chosen to be flared so as to present a cooling wall for the ca thodic metal vapor, 3 the thermal barrier provided with a heat-insulating sleeve 4; a screen 5 serves as an obstacle to the cathode particles.
The aforementioned hollow glass piece is formed by the hollow glass tube 6 sealed to the wall of the cathode vessel and welded at its ends to the tungsten current supply rods 7 and 8 connected together by the conductor. flexible 9, so as to constitute a double current input, the rod 8 being coated with glass over its entire length to the.
contact piece made of metal or graphite 10, ensuring excellent contact with the cathode metal. Tube 6 is filled with the same gas as the discharge apparatus but at a slightly higher pressure.
It frequently happens during operation that the current inlet, corresponding to the rod 8 has slight cracks, but then the slight overpressure of the gas contained in 6 opposes any infiltration of cathodic metal and experience shows that the second inlet not soiled with metallic vapors remains sealed indefinitely.
The cooling of the cathode is obtained by means of the cover 11 provided with cooling fins 12 and filled with a suitable substance 13, mercury or oil for example, which ensures good thermal contact between the glass wall of the apparatus. and the cooler hood.
The device of the type described has been successfully tested on discharge devices operating with currents of the order of 18 to 30 amperes, and even greater than these values.