CH295818A - Mit einer mehrstufigen elektrischen Entladungsröhre zusammengebauter mehrstufiger Hochspannungserzeuger. - Google Patents
Mit einer mehrstufigen elektrischen Entladungsröhre zusammengebauter mehrstufiger Hochspannungserzeuger.Info
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Description
Mit einer mehrstufigen elektrischen Entladungsröhre zusammengebauter mehrstufiger Hochspannungserzeuger. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für einen Hochspannungserzeuger, bei wel chem die zur Erzeugung der Teilspannungen dienenden Einheiten zusammen mit einer mehrstufigen elektrischen Entladungsröhre in einem gemeinsamen Behälter untergebracht sind, eine technisch brauchbare Bauweise zu finden, die in verhältnismässig einfacher Weise verwirklicht. werden kann.
Bei einem bereits bekannten Hochspan nungserzeuger, bei dem die Hochspannung in mehreren Spulen bzw. Einzelwicklungen erzeugt wir, besteht die Isolation dieser Spulen bzw. Einzelwicklungen aus Papier bandagen, die so angebracht sind, dass jeweils immer eine zusammenhängende Bandage einer Spule bzw. Einzelwicklung alle auf höherem Potential gegen Erde liegenden Spulen bzw. Einzelwicklungen des Hochspannungserzeu gers und des etwa vorhandenen Heiztrans formators sowie sämtliche Verbindungsleitun gen einschliesslich der Hochspannung führen den Teile der elektrischen Entladungsröhre mit. umfasst.
Zum Zwecke der vollkommenen Potentialsteuerung und damit zur Erreichung einer an sämtlichen Stellen, annähernd gleich grossen elektrischen Beanspruchung .des Iso lationsmaterials ist jede dieser Bandagen durchgehend mit einer leitenden Schicht über zogen, die aufgespritzt oder durch einen Staniolbelag gebildet und jeweils mit dem niedrigsten Potential gegenüber Erde der in den einzelnen Bandagen eingeschlossenen Teile des Hochspannungserzeugers verbunden ist. Da bei dem vorgeschlagenen Hochspannungs erzeuger die ineinandergeschachtelten Papier bandagen mit den Steuerflächen nur zeitlich nacheinander angefertigt werden können, ist deren Herstellung sehr umständlich und: zeit raubend.
In manchen Fällen, insbesondere , bei Einrichtungen für extrem hohe Spannun gen, beispielsweise für eine Million Volt, bei der an sich die lückenlose Durchsteuerung des Dielektrikums besonders angebracht ist, wird aus diesem Grunde sogar die praktische . Ausführbarkeit in Frage gestellt sein. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die ver schiedenen Bandagen nicht. einzeln geprüft werden können. Ein etwa beim Bau der Ein richtung sich einschleichender Fehler kann erst gefunden werden, wenn die gesamte Ein richtung fertiggestellt ist. Ferner ist ein nach trägliches Auseinandernehmen der Einrich tung nur durch Zerstörung sämtlicher Ban dagen möglich.
Bei der Erfindung, die einen mit einer mehrstufigen elektrischen Entladungsröhre zusammengebauten mehrstufigen Hochspan nungserzeuger betrifft, bei welchem die zur Erzeugung der Teilspannungen dienenden Einheiten zum Zwecke der Potentialsteuerung mit von elektrisch leitenden Flächen durch- setzten Isolierschichten umgeben sind, und jede Steuerfläche mit einem Punkt niedrig sten Potentials -der ihr zugeordneten Span nungsstufe verbunden ist und alle Span nungsstufen höheren Potentials einhüllt, wer den die geschilderten Nachteile dadurch besei tigt., dass für die Steuerflächen voneinander getrennte ineinandergeschachtelte, steife Kör per vorhanden sind.
Durch die Erfindung erlangt die Hüllen bauweise erst praktische Bedeutung. Sie er möglicht es, dass die Äquipotentiaihüllen und ebenso die gegebenenfalls die Hüllen tragenden Isolierschichten als starre Körper einzeln her stellbar sind. Diese Körper, die zweckmässiger weise aus mehreren Teilen bestehen, können für sich geprüft werden. Durch sie wird der Aufbau der neuen Einrichtung wesentlich erleichtert und ein nachträgliches Auseinan dernehmen der einzelnen Teile möglich ge macht, ohne dass grosse Zerstörungen vorge nommen werden müssen.
In den Fig.1 bis 10 sind verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung schema tisch wiedergegeben. Bei dem in Fig.1 im Schnitt und in Fig. 2 in der Draufsicht. dar gestellten Ausführungsbeispiel enthält. der Hochspannungserzeuger einen Transformator mit mehreren in Serie geschalteten Sekundär spulen 1, die auf dem gemeinsamen Eisen kern 2 angeordnet sind. Die Spulen 1 sind mit einer mehrstufigen elektrischen Entladungs röhre 3 in einem gemeinsamen ringförmigen Behälter 4 untergebracht.
Das zwischen der elektrischen Entladungsröhre und dem Be hälter befindliche Dielektrikum wird derart von starr ausgebildeten metallischen Steuer flächen 5 durchsetzt, dass die Spulen 1 und die dazugehörenden Stufen der Entladungs röhre 3 jeweils von einer gemeinsamen. Leiten- ten Hülle umgeben sind, wobei die v ersehiede- nen Hüllen in an sich bekannter Weise mit dem Transformator verbunden und ineinan- dergeschachtelt sind.
Die Steuerflächen 5 kön nen als ineinander verschachtelbare topfartige Blechkörper 6 mit aufsetzbaren Deckeln 7 ausgebildet sein, die gegebenenfalls noch mit einer Isolierschicht, z. B. aus Gummi, verbun- den sind. Die Zwischenräume zwischen den Steuerflächen können mit einem festen Iso lierstoff ausgefüllt sein, was gegebenenfalls durch Ausgiessen der Zwischenräume mit einem erstarrenden Isoliermittel oder mit einem thermoplastischen Kunststoff (z. B. Polystyrol) erzielbar ist.. Bei Verwendung eines flüssigen oder gasförmigen Isoliermit tels, z.
B. Öl bzw. Pressgas, kann das mit bekannten Mitteln in I'mlauf gesetzte Isolier mittel dazu dienen, die Wärme aus dem Dielektrikum herauszuführen.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäss der Fig.l bilden die Steuerflächen die innern Belegungen von entsprechend geformten Iso lierschichten 8 aus keramischem Material (Porzellan; Calit oder dergleichen), aus Press- stoff oder aus einem Kunststoff, die bei Zu sammensetzung aus mehreren Teilen zweck- mä.ssig durch parallel zur Feldrichtung ver laufende Stossfugen, vorzugsweise unter Zu hilfenahme eines Fülldielektrikums,
oder bei schweissbaren Stoffen durch Schweissun- zu verbinden sind. Die freibleibenden Zwischen räume in dem Behälter 4 sind mit.<B>Öl</B> 9 aus gefüllt. Die Verbindungsstellen 10 zwischen den Töpfen 6 und den Deckeln 7 sind zweek- mässig in, der Höhe versetzt angeordnet. Um Kurzschlusswindungen zu vermeiden, sind die Steuerflächen in Riclitting des Kernes ge schlitzt.
Beim Bau der Einrichtung werden die Sekundärspulen 1 und die mit der Isolier sehicht bedeekt.en Töpfe 6 in der dargestellten Weise in dem Behälter 4 angeordnet. Hierauf werden die entsprechenden Deckel der reihe nach aufgesetzt und die Trennstellen der Steuerflächen 5 elektrisch leitend und die Isolierschiehten 8 durehschlamsicher, bei Ver- wendung von Isolierschiehten aus schweiss baren Kunststoffen, -wie sie z.
B. unter den Markenbezeichnungen Vinidtir oder llipo- lam bekannt. sind, zweckmässig durch Schwci- ssung, miteinander verbunden. Der Eisenkern 2 wird erst nach dem Zusammenbau des Be hälters 4 in die Ringöffnung 11 eingeführt. Die Entladungsröhre 3 ist. in den Behälter -I , auswechselbar eingebaut.
Die Heizspannung für die Entladungsröhre wird einer in der Figur nicht dargestellten Wicklung entnom men, die eine Verlängerung der Sekundär wicklung bildet. Für die Regulierung der Heizspannung ist in der Kathodenkappe 12 ein in Fig.1 ebenfalls nicht dargestellter Regelwiderstand vorhanden, der mit Hilfe einer Isolierwelle 13 verstellbar ist.
CTegenüber dem beschriebenen Ausfüh rungsbeispiel ist eine wesentliche Vereinfa chung dann zu erzielen, wenn ein Transfor mator verwendet wird, bei dem der eine Schen kel des Eisenkernes, auf dem die in Serie ge schalteten Sekundärwicklungen angeordnet sind, in an sich bekannter Weise in mehrere Stüeke geteilt ist. Die verschiedenen Kern teile können dann in die gleichen Äquipoten- tialhüllen eingeschlossen und mit diesen Hül len leitend verbunden sein, wie die entspre chenden Sekundärspulen. Dadurch wird die Form der Steuerflächen einfacher, und die Spulen können näher an die Kernteile heran gebracht werden, so dass die Streuung kleiner wird.
Einen besonders einfachen Aufbau eines lloebspannungserzeugers, der mehrere kaska- denförmi- hintereinandergeschaltete Trans forrnatoren aufweist, erhält man, wenn die Eisenkerne dieser Transformatoren derart in den durell die einzelnen Stufen der Entla- dun1sröhre gelegten Ebenen angeordnet sind, class die Entladungsröhre die Kernfenster durchsetzt.
Ein derartiges ArisführuirgSbei- spiel ist in Fig. 3 im !Schnitt. dargestellt.. Fig. .1 zeigt Einzelheiten in etwas grösserem Massstab im Schnitt. Dureh die besondere Ausbildung und Anordnung des Hoehspannungserzeugers ergibt. sieh hierbei ein vollkommen s7mmetri- sclier# Aufbau mit leicht herstellbaren rota- tionss@-nimetrischen Steuerflächen 14.
Die rin@@fö rnri,# e n Eisenkerne 15 sind in die Wulste 16 oder Steuerflächen 14 eingebaut und mit diesen elektrisch verbunden. Auf jedem der Kerne befindet sich eine Primärwieklung 17, eine in den Figuren nicht dargestellte Sekun- diir@wiel@lun;@ und eine Sehubwicklung 18 zur Speisung der folgenden Transformatoren.
Die Speiseleitungen 19 für die einzelnen Primär- Wicklungen sind jeweils durch eine Äquipoten- tialhülle isoliert durchgeführt. Die einzelnen Stufen der Entladungsröhre 3 sind über Wi derstände 20 mit den entsprechenden Wul sten 16 verbunden. Diese Widerstände sind zweckmässig als ebene oder kegelförmige \Spi ralen ausgebildet, welche die Entladungsröhre konzentrisch umgeben.
Es sind auch Ausführungsbeispiele der Erfindung möglich, die nicht zur Erzeugung von \Vechselspannungen, sondern von Gleich spannung dienen. Den einzelnen Stufen dieser Gleichspannungserzeuger wird die Energie entweder über Transformatoren oder über Kondensatoren oder mechanisch über Isolier- wellen zugeführt, und innerhalb der einzelnen Stufen erfolgt die Gleichrichtung gegebenen falls mit Kondensatoren und Ventilen. Der Hochspannungserzeuger kann auch mit einer Kanalstrahlröhre zusammengebaut sein.
In diesem Falle werden die Einrichtungen für die Erzeugung der positiven Ladungsträger in der Ä quipotentialhülle der obersten Span nungsstufe untergebracht.
Die Fig. 5 und 6 zeigen den Aufbau zweier Hochspannungserzeuger, welche die in Fig. 7 dargestellte Schaltungsanordnung zur Erzeu gung einer Gleichspannung benutzen. Bei dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 5 sind die Sekundärspulen 1 eines Hochspannungstrans formators auf einem gemeinsamen Eisenkern 2 angeordnet. Die Primärwicklung 21 befindet sich ausserhalb des Behälters d. Die Heizspan- nungen für die Ventile 22 werden von beson deren Heizwicklungen 23 geliefert, die auf dem Eisenkern 2 angeordnet sind.
Die Regu lierung dieser Spannungen kann durch in der Figur nicht dargestellte Regulierwiderstände erfolgen, .die in die entsprechenden Äquipoten- tialhüllen eingebaut und mit Hilfe einer ge meinsamen Isolierstange verstellbar sind. In gleicher Weise kann die Heizspannung für die Entladungsröhre 3, die beispielsweise eine Röntgenröhre darstellt, von einer besonderen, auf dem Eisenkern 2 angeordneten Heizwick- lung 21 abgenommen werden. Sie ist auch regulierbar.
Wie aus den Figuren ersieht-lieh ist., sind die Ventile 22 und die Kondensatoren 25 in die einzelnen Äquipotentialhüllen mit eingebaut. Es ist vorteilhaft, die Ventile 22 nahe den für die elektrische Entladungsröhre 3 bestimmten Öffnungen 26 in den Steuerflä chen anzuordnen und die Durchmesser dieser Öffnungen so gross auszubilden, dass sie als 14Ta.nnloch benützt werden können. Hierdurch ist es möglich, im Bedarfsfalle das Auswech seln eines Ventils nach vorherigem Heraus fahren der Entladungsröhre vom Röhrenge häuse aus vorzunehmen.
Die durch die paral lele Anordnung der Steuerflächen jeweils zwischen zwei Äquipotentialhüllen vorhan dene Kapazität- wird zweckmässig als Konden sator für den Hochspannungserzeuger ver wendet. Da die so gebildeten Kondensatoren den Kondensatoren 25 parallel geschaltet sind, kann die Kapazität eines Kondensators 25 jeweils um den Betrag der durch die an ihn angeschlossenen Steuerflächen gebildeten Kapazität kleiner sein. Die unterbrochenen Linien 27 in Fig. 7 sollen andeuten, wie der Hochspannungserzeuger durch ,die Steuerflä chen in verschiedene Einheiten zerlegt wird.
Es ist ersichtlich, dass einige der Äquipoten- tialhüllen Öffnungen aufweisen, durch welche die Verbindungsleitungen nach der in der vorhergehenden Äquipotentialhülle unterge brachten Einheit des Hochspannungserzeugers hindurchgeführt sind.
Die Anbringung von isolierten Durchführungen durch die Äqui- potentialhüllen ermöglicht., die beschriebenen Äquipotentialflächen auch dort anzuwenden, wo die Einheiten des Hochspannungserzeugers durch mehrere Verbindungsleitungen schal tungsmässig zusammenhängen, wie dies bei einer Kaskadenschalt.ung nach Greinacher oder einer ähnlichen Kaskadenschaltung der Fall ist. Bei dem in Fig. 6 dargestellten Aus führungsbeispiel ist der Eisenkern des Hoch spannungstransformators in mehrere Teile unterteilt.
Diese Kernteile sind mit den auf ihm angeordneten Hochspannungswicklungen 28 bzw. Heizstromwicklungen 29 in den Äqui- pot.entialhüllen der entsprechenden Einheiten untergebracht. Die Primärwicklung 30 des Hochspannungstransformators befindet sieh auf dem ausserhalb des Behälters 4 liegenden Teil des Eisenkernes. Die Heizspannungen für die Entladungsröhre 3 sowie die Dioden lind eventuelle weitere Spannungen können mittels in den Äquipotentialhüllen unterge brachter Regulierorgane, auf welche Isolier- wellen wirken, gesteuert werden.
Das in Fig. 8 dem Aufbau iuid in Fig. 9 dem Schaltbild nach schematisch dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von den beiden zuletzt beschriebenenAusführungs- beispielen im wesentlichen nur dadurch, dass die Iioehspannungswicklungen 3.1 nicht auf einem gemeinsamen, aber unterteilten Eisen kern, sondern auf mehreren Eisenkernen 32 angeordnet sind, deren Wicklungen kaskaden- artig zusammengeschaltet sind.
Die Heizspan. nungen für die Ventile 22 werden dabei am Ende der Sekundärwicklungen 31 bzw. der Schubwicklungen 33, 34 abgenommen. Das unterste Ventil kann seine Heizspannung einem in Fig. 8 nicht. dargestellten Regulier transformator entnehmen. Die Heizspannung für die Entladungsröhre 3 wird von einer Wicklung 35 geliefert, die auf dem obersten Eisenkern angebracht ist. Gegebenenfalls kann zwischen der Wicklung 35 und der Kathode 36 der Entladungsröhre 3 in die Heizstrom leitungen 37 zur Umformung der '.Spannung noch ein Transformator 38 eingebaut sein.
Schliesslich ist in der Fig. 10 ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt, lind zwar ein Hochspannungserzeuger, der nach einer Kas- kadenschaltung nach Greinacher aufgebaut ist. Die Heizspannungen für die Ventile 22 -Lind für die Entladungsröhre 3 werden hier bei zweckmässig an einer mit in die Äquipo- tentialhülle eingebauten Kaskadenanordnung abgenommen.
Die Wicklungen 3'9 dieser Heiz- kaskade sind jeweils für die in den betreffen den Äquipotentialhüllen angeordneten Ven tile bestimmt. Auch bei dieser Einrichtung ist die Entladungsröhre bei der Ausführung räumlich so angeordnet, dass sich die Ventile 22, um ein leichtes Auswechseln zu ermög lichen, in :der Nähe der Entladungsröhre be finden.
Bei allen beschriebenen Ausführungsbei spielen sind die Steuerflächen jeweils mit einem Punkt niedrigsten Potentials gegen Erde der ihnen zugeordneten Spannungsstu fen verbunden.
Claims (1)
- PATENTANSPRUCH: Mit einer mehrstufigen elektrischen Ent ladungsröhre zusammengebauter mehrstufiger IIochspannun.gserzeuger, bei welchem die zur Erzeugung der Teilspannungen dienenden Einheiten zum Zwecke der Potentialsteuerung von mit elektrisch leitenden Flächen durch setzten Isolierschichten umgeben sind und jede Steuerfläche mit einem Punkt niedrig sten Potentials gegen, Erde der ihr zugeord neten Spannungsstufe verbunden ist und alle Spannungsstufen höheren Potentials einhüllt, dadurch gekennzeichnet, dass für :die Steuer flächen voneinander getrennte, ineinander geschachtelte steife Körper vorhanden sind. UN TERANSPRÜCHE 1.Hochspannungserzeuger nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerflächen je von einer Isolierschicht ge tragen sind. 2. Hochspannungserzeuger nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerflächen als topfartige Blechkörper mit aufgesetztem Deckel ausgebildet sind. 3. Hochspannungserzeuger nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerflächen metallene BelegLtngen von in- einandergeschachtelten topfartigen Isolier körpern mit aufgesetzten Deckeln bilden. 4. Hochspannungserzeuger nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zwi schen den Steuerflächen Isolierkörper ange ordnet sind. 5.Hochspannungserzeuger nach Unteran spruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierkörper aus Kunststoff bestehen. 6. Hochspannungserzeuger nach Unteran spruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierkörper durch Zusammenschweissen meh rerer Teile angefertigt sind. 7. Hochspannungserzeuger nach Unteran spruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstellen der Steuerflächen gegen einander versetzt angeordnet sind. B. Hochspannungserzeuger nach Unteran spruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verhindungsstellen der Isolierkörper gegen einander versetzt angeordnet sind. 9.Hochspannungserzeuger nach Patent anspruch, bei :dem zwischen den einzelnen steifen Körpern ein nicht fester Isolierstoff vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, durch die diese Iso lierstoffe bei Betrieb des Hochspannungser zeugers in Umlauf versetzt werden. 10. Hochspannungserzeuger nach Patent anspruch, mit einem Transformator mit meh-, reren in Serie geschalteten, auf einem gemein samen, Kern angeordneten :Sekundärspulen, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerflä chen als ineinander verschachtelte ringför mige Töpfe mit ringförmigen Deckeln ausge-, bildet sind. 11.Hochspannungserzeuger nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet,, dass :er einen Transformator mit mehreren in Serie geschalteten Sekundärspulen und unterteil tem Eisenkern aufweist, wobei jeweils die ver schiedenen Kernteile in :die gleichen Äquipo- tentialhüllen eingeschlossen sind, wie die auf ihnen angeordneten .Spulen. 12.Hochspannungserzeuger nach Patent anspruch, :der mehrere kaskadenförmig hin tereinandergeschaltete Transformatoren auf weist, dadurch gekennzeichnet, :dass die Eisen kerne der verschiedenen Transformatoren der art angeordnet sind, @dass die Entladungsröhre die Kernfenster durchsetzt. 13.Hochspannungserzeuger nach Patent anspruch, der zur Erzeugung von Gleichspan nung Ventile und Kondensatoren aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventile und Kondensatoren in die verschiedenen Äquipo- tentialhüllen mit eingebaut sind und dass die Ventile nahe den für die elektrische Entla dungsröhre bestimmten Öffnungen in den Steuerflächen angeordnet sind.. 14.Hochspannungserzeuger nach Unter anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizspannungen für die Ventile und für die elektrische Entladungsröhre sowie sonstige, im Bedarfsfall erforderliche Hilfsspannungen, von Wicklungen geliefert werden, die auf dem Kern eines Hochspannungstransforma tors angeordnet sind, und dass für die Regu lierung dieser Spannungen in den entspre chenden Äquipotent.ialhüllen Regulierorgane untergebracht sind, die mittels Isolierwellen verstellbar sind.15. Hochspannungserzeuger nach Unter anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchmesser der in den Steuerflächen befind lichen Öffnungen, in denen die elektrische Entladungsröhre angeordnet ist, so gross sind, d:ass die Öffnungen jeweils als Mannloch ver wendbar sind. 16. Hochspannungserzeuger nach Patent anspruch, bei dem zur Erzeugung von Gleich spannung Ventile und Kondensatoren vorge- sehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die zwischen den Äquipotentialhüllen auftreten den Kapazitäten mit. als Kondensatoren bei ,der Erzeugung der Gleichspannung verwendet werden. 17.Hochspannungserzeuger nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass min destens einige der Äquipotentialhüllen Öff nungen aufweisen, durchwelche Verbindungs leitungen nach -der in der benachbarten Äqui- potentialhülle untergebrachten Einheit hin durchgeführt sind.18. Hoehspannungserzeuger nach Pat.ent- anspx#txch, dadurch gekennzeichnet., dass ein zelne Steuerflächen Öffnungen aufweisen, da mit vor einzelne Stufen der elektrischen Ent ladungsröhre vorzuschaltende Widerstände als Spiralen um die Entladungsröhre herum angeordnet werden können.
Applications Claiming Priority (1)
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| Country | Link |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1513874B1 (de) * | 1957-03-22 | 1970-09-24 | High Voltage Engineering Corp | Einrichtung zum Erzeugen einer hohen Gleichspannung |
-
1951
- 1951-07-02 CH CH295818D patent/CH295818A/de unknown
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1513874B1 (de) * | 1957-03-22 | 1970-09-24 | High Voltage Engineering Corp | Einrichtung zum Erzeugen einer hohen Gleichspannung |
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