CH204993A - Dispositif de relais à arc. - Google Patents

Description

  Dispositif de relais à arc.    Il est connu d'utiliser     -des        tubes,    à décharge       comme        relais    sans     inertie,    en     insérant    une       grille    entre, l'anode et     lacathode.     



  De tels appareils à     cathoide    chaude ou à       cathode    de mercure et     dans        lesquels    le     rem-          plissage    est de la vapeur de mercure sont con  nus     sous    le nom de     thyratrons    ou     relais    à are.  



  Les     relais    à cathode chaude présentent  l'inconvénient de nécessiter un     .certain    temps  pour leur mise en service; -en effet, le, courant  principal ne peut être établi que     lorsque    la  cathode est en     température,    ce qui demande       toujours    un     certain.    temps et nécessite l'em  ploi de relais     auxiliaires        ternparisateurs.          D'aut#        part,    .on n'a pas, toujours, dans la  pratique, la possibilité     :

  d'admettre    ce délai  qui, pour des.     unités.    de grande puissance,  peut     atteindre    3/4 d'heure par     exemple.     



  Ces appareils à cathode chaude sont en  outre difficilement     utilisables    dans le cas où  l'on se     sert    de courant     continu;    -en effet, sauf    exception, le chauffage de la cathode     néces,     site une source à très basse     tension    (2 à  15     volts    par exemple)     .et        présentaut    un point  commun avec le     réseau,        d'où    l'obligation d'ad  joindre une     batterie    d'accumulateurs     spéciale     pour l'élément     chauffant.     



  Enfin, les     appareils    à cathode chaude ne  peuvent supporter de     fo#tas        surcharges.     



  <I>Les</I>     -relais    à     cathode    de     mercure        présentent     le grand inconvénient     .d'être    très     difficilement          transportables    et pratiquement     inutilisables     sur des     véhicules:

          chemins    de     fer,        bateaux,          camions,        etc.    à cause du mouvement de     la,          musse    de mercure     qu'ils        contiennent.     



       Enfin,    les     appareils    à vapeur de     mercure     de ces deux types ont le défaut     commun     d'avoir un     fonctionnement        dépendant    forte  ment de la température     ambiante,        celle-ci     agissant sur la pression de la     vapeur    .et affec  tant la constance des     caractéristiques.         On a     essayé,    dans les     thyratrons    à     cathode     chaude,

   de     remplacer    la     vapeur    de mercure  par des gaz rares, mais, dans de tels thyra  trons, on est limité, d'une part, par la ten  sion maximum entre anodes qui est bien plus  faible avec des gaz     comme    l'argon, le néon,  l'hélium, qu'avec la vapeur de mercure; d'au  tre part, par     l'absorption    des gaz par     les          électrodes    qui a pour effet d'abréger la durée  de fonctionnement.  



  La présente invention vise un dispositif  de relais à arc     permettant    d'éviter les incon  vénients     signalés    ci-dessus. Cc     dispositif,        dans     lequel     l'atmosphère    de     remplissage    est consti  tuée par un au moins des gaz rares de nu  méro     atomique        ati    moins égal à 36,     sous    une  faible pression comprise entre 0,01 et 0,5 mm  de     .mercure    environ,

   est     caiuctérisé    en ce qu'il       comporte    une     cathode    à matière active en  métal alcalin,     constituée    par une chambre de       condensation    renfermant le métal actif,

       celle-          ci    séparée d'une chambre de     décharge    tubu  laire     par    une     zâne    de     raccordement    à tempé  rature     plus    élevée que     celle        des    deux dites  chambres et par un écran placé dans la cham  bre cathodique et destiné à     empêcher    la     pro-          jection    directe des particules de     métal    catho  dique dans     la.    chambre de décharge.  



  L'avantage résultant de l'emploi des gaz  envisagés qui sont le     krypton    et le xénon, et  principalement de ce dernier, réside dans le  fait qu'ils ont, aux basses pressions     indiquées,     les propriétés. voisines de     celles    du     mercure,          tant    au point de vue du potentiel d'ionisation  que de la     chute    de     potentiel    dans la colonne  positive et de la     résistance    à la tension inverse.  



  Quant à l'avantage lié à l'emploi de la  cathode du type indiqué     ci-dessus,    il est non  seulement de     diminuer        considérablement    l'ab  sorption des gaz rares, mais aussi de per  mettre     l'obtention    d'une     stabilité    satisfaisante  de la courbe d'allumage du relais à arc à  électrodes en métal alcalin, condition essen  tielle pour     l'utilisation        pratique    d'un pareil       relais.    En effet, grâce à la.

       disposition    em  ployée dans     ladite    cathode, le     métal        catho-          dique    se trouve     suffisamment    isolé de la       %hambre    :

  de décharge     pour    que la grille soit         protégée        efficacement        contre    le dépôt sur     elle     de particules de ce métal, qui donnerait lieu  à une     émission        électronique    par ladite grille,       entramant        ainsi    un trouble inadmissible dans  le fonctionnement du relais à arc.  



  Pour de fortes intensités de courant, de  l'ordre de 25 à 40     ampères    et au-dessus, la       cathode    pourra être munie à l'entrée de cou  rant     correspondante    et contre la partie tubu  laire formant le fond de la     cathode    et     ;soudée     à     l'entrée    de courant, d'un     dispositif    de re  froidissement par conduction     calorifique,     constitué par des     ailettes    de     refroidissement     par exemple.  



  Ce     dispositif    a pour effet d'éviter les ris  ques de     félure    du verre près de l'entrée de       courant.    Il active la     condensation    du métal  cathodique, permettant ainsi, par une réduc  tion de la     masse    de     métal    alcalin employé,  de diminuer le volume de la     cathode.     



  Il peut être     avantageux    d'ajouter au mé  tal     alcalin    du     carborundum    en graina qui fa  cilite la formation de la     tache    cathodique au       point    de     permettre    d'entretien de la décharge  avec     des        courants    aussi faibles que 100     milli-          ampères.     



       Le    dispositif de relais à arc peut en outre  être muni des     dispositifs        suivants    qui en  améliorent le     fonctionnement:     Une     résistance    en matière agglomérée,       minérale    par exemple,     sous    forme de bâton,  est     disposée    dans     l'appareil.    Une de ses extré  mités, pénétrant dans la chambre cathodique,  est     placée    à une petite     distance.    de la,     matière          métallique    constituant la     cathode:

      par son  autre     extrémité,    le     bâton        est    fixé à une     sortie     de     courant.     



       Cette        résistance    a pour objet de réduire       considérablement    la tension d'amorçage; en  effet, dés que la     tache        cathodique    est amor  cée     entre    le     bain    de la     cathode    et l'extrémité  du bâton, une chute de     potentiel        ohmique          s'établit    dans     ce    bâton;

       cette    chute, calculée  pour être plus grande que     celle        existant        dans     les gaz, allonge     progressivement    la.     décharge     issue de la cathode et,     finalement,        c'est    l'ex  trémité du bâton connecté à la sortie de cou  rant qui sert d'anode d'entretien.

             Dans    le cas où l'appareil fonctionne sur  un réseau de faible     tension,    110 volts par       exemple,    étant donné la faible énergie     néces-          saire    à     l'entretien,    on peut     recourir    en outre  à l'emploi     id'un    vibreur pour l'amorçage.  



       Dans        le    cas de     tensions    élevées, !lest     né-          cessaire    d'utiliser un dispositif     d'écran    -d'a  node,     ou,de        disposer        les    anodes et     leurs        grilles     le     plus    loin possible de .là cathode, à l'extré  mité de bras coudés par exemple.

   Pour     réduire     alors da     tension    des     grilles,    on     utilise    un  bâton de forte     résistance    analogue au bâton  indiqué     plus    haut,     méuni        électriquement    à la       grille    par une de ses extrémités et qui     vient     aboutir, par son autre extrémité     libre,    dans  le corps     @de    l'ampoule, au voisinage de la  cathode.  



  Une forme d'exécution de l'objet de l'in  vention avec une v     axiante    de détail     -est        repré-          sent6e,    à titre     d'exemple,    au     dessin    annexé,  dont la     fig.    1     représente    une     élévation    du       dispositif    et la     fig.    2 une     variante    de détail  en élévation.  



  Sur la     fig.    1, 1 représente     le    corps de l'am  poule qui peut avoir un     assez    gras volume  pour former réserve de gaz     dans    le cas     d'un          appareil    à basse pression et à haute     tension.          G5    corps d'ampoule     est    muni d'un     ou,    de plu  sieurs bras 2, suivant le nombre de phases du  courant     d'alimentation,    ces bras pouvant être       droits.    ou courbés suivant     l'amplitude    de la  tension     anodique;

      dans chaque bras se     trouve     une anode 4 et une grille de     commande    8.       L'ensemble        formé    par 1. -et 2 constitue la  chambre de     décharge.    Le     récipient        cathodique          évasé    formant     chambre    de condensation 7,  contient le     métal    cathodique,     potassium.    par  exemple;

   la partie tubulaire     formant    le fond  de la chambre cathodique 7, et     -dans.    laquelle       est    scellé     le        conducteur    d'amenée de courant  cathodique, est entourée d'un capot de     refroi-          dissement    8     rempli    d'un liquide, mercure par  exemple;

   ce liquide se trouve en contact di  rect avec     ledit        conducteur.    La partie rétrécie  du récipient à décharge qui fait suite à la  chambre cathodique, délimite avec     l'écran    9       destiné    à empêcher la projection     directe    de  particules de métal cathodique dans la cham-         bre    de -décharge, la zone de raccordement  entre     ,les    deux chambres.  



  Le gaz de     remplissage    du dispositif con  siste en un mélange de krypton et de xénon  sous une pression très faible,     iho    mm par       exemple.     



  En 5 est     figuré    un bâton résistant, destiné  à réduire .lia tension d'amorçage de     l'aire    d'en  tretien de la tache     -cathodique;    l'extrémité su  périeure de ce bâton est     recouverte    d'un ca  puchon     métallique    10 jouant le rôle d'anode       d'entretien,    et connecté à une     sortie        @de    cou  rant 6 ;

   l'autre extrémité aboutit à environ 10  à 15 mm du bain de métal ,alcalin à L'état       pâteux,        constituant    la cathode, auquel -est  ajoutée     une        forte    quantité de     carborundum    en       bains.     



  A la     fig.    2     est        représenté,    dans un     bras     anodique coudé, un bâton résistant 11, 12,       qui    suit le contour du     bras;    il est relié à la  grille 8.

   Ce bâton, qui     sert    à     abaisser    la ten  sion de grille     correspondant    à l'amorçage de  la décharge entre anode et cathode,     est    choisi  très résistant, pour ne pas augmenter     outre     mesure     l'énergie        empruntée    au     circuit    de       grille;

      une     résistance    totale     @de        l'ordre    de 1  à 2 mégohms     convient    dans bien     des        cas,     l'amorçage s'effectuant     alors,    pour une ten  sion de     grille    de     l'ordre    de 40 à 50     volts,          quelquefois    même pour une tension inférieure.

Claims (1)

1. REVENDICATION Dispositif de relais ù arc, dans lequel l'atmosphère de remplissage est constituée par un su moins des gaz rares de numéro ato mique au moins, égal à 86, sous une pression comprise entre 0,01 et 0,5 mm de mercure environ, caractérisé en ce qu'il comporte une cathode à matière .active en métal alcalin, constituée par une chambre de condensation renfermant 1e métal actif,

   celle-ci séparée d'une chambre ,de décharge tubulaire par une zone de raccordement à température plus éle vée que celle des deux chambres et par un éoran placé dans la chambre cathodique et destiné à empêcher la projection .directe des particules,de métal cathodique dans la,chai- bre -de décharge.

   SOUS-REVENDICATIONS: 1 Dispositif suivant la revendication, carac térisé en<B>ce</B> que la. cathode est munie d'un disposïtif de refroidissement placé contre la, partie tubulaire formant le fond de la, cathode et soudée à l'entrée de courant.

   Dispositif suivant la revendication, c < aracté- z2sé en ce que l'allumage et l'entretien sont facilités au moyen d'une résistance en forme de ha tonG aboutissant d'une part, prés du bain de métal cathodique et con necté, d'autre part, à une anode d'entretien.

   3 Dispositif suivant la revendication, carac térisé en oe que les brilles d'anode sont prolongées électriquement par un bâton ré sistaut s'étendant jusqu'au voisinaâe -de la oalhode.