DE263076C

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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

- M 263076 KLASSE 2\g. GRUPPE- M 263076 CLASS 2 \ g. GROUP

Patentiert im Deutschen Reiche vom 22. September 1912 ab.Patented in the German Empire on September 22, 1912.

Bekanntlich sind Flüssigkeitsdichtungen zum Abdichten von Vakuumgefäßen überaus geeignet. Zur dauernden Sicherung von Hochvakuum sind sie jedenfalls zuverlässiger als einfache mechanische Dichtungen (wie Schliffe, gepreßte Aluminiumringe u. dgl.). Unter verschiedenen Ausführungsmöglichkeiten bei Anwendung von Flüssigkeitsdichtungen haben sich wiederum Quecksilbergürtel in VerbindungIt is known that liquid seals are extremely suitable for sealing vacuum vessels. In any case, they are more reliable than simple mechanical seals (such as ground joints, pressed aluminum rings and the like). Under different design options when using of liquid seals, in turn, mercury belts have been connected

ίο mit nachgiebigen mechanischen Dichtungszwischenlagen (Asbest u. dgl. schmiegsame Stoffe) besonders gut bewährt, nämlich in allen Fällen, wo es sich um abzudichtende Gefäß durchmesser von 400 bis 600 mm oder noch mehr handelt, wie sie besonders im Gleichrichterbau vorkommen. Die dort gemachten Erfahrungen haben jedoch gezeigt, daß selbst Quecksilberschichthöhen von 40 bis 50 mm als Dichtungsflüssigkeit an sich noch Iceine völlige Absperrung des Vakuumgefäßes gegen die Außenluft verbürgen, so daß eine Steigerung der Höhe solcher Quecksilbergürtel nötig wird, was zu baulichen Mißlichkeiten führt. In einem eigenartigen Gegensatz zu dieser bisher unbekannt gebliebenen Tatsache, nämlich der Notwendigkeit hoher Dichtungsgürtel, steht jedoch die Beobachtung, die erst bei der systematischen Untersuchung der Dichtungsfrage zutage trat, daß die Verhältnisse an dem Boden von Gleichrichtern günstiger liegen als an höher gelegenen Dichtungszonen, z. B. am Deckel. Es wurde nämlich bei einem besonders zu dem Zweck systematischer Untersuchung gebauten großen zylindrischen Gefäß der undurchsichtige Stahlmantel durch einen dickwandigen Glaszylinder ersetzt und hierbei folgendes festgestellt:ίο with flexible mechanical sealing layers (Asbestos and similar pliable materials) have proven particularly effective, namely in all cases where the vessel to be sealed has a diameter of 400 to 600 mm or even more, as they occur especially in rectifier construction. The ones made there Experience has shown, however, that even a mercury layer height of 40 to 50 mm can still be used as a sealing liquid I guarantee that the vacuum vessel is completely shut off from the outside air, so that a Increasing the height of such mercury belts becomes necessary, leading to structural inconveniences leads. In a strange contrast to this hitherto unknown fact, namely the need for high sealing belts, however, the first observation is made a systematic investigation of the poetry question revealed that the circumstances are more favorable at the bottom of rectifiers than at higher sealing zones, z. B. on the lid. It was specifically made for the purpose of systematic investigation built large cylindrical vessel made of opaque steel jacket by a replaced thick-walled glass cylinder and found the following:

Bei durch Anwendung sehr hoher Dichtungsgürtel unbedingt gasdicht gemachtem Verschluß am Deckel zeigte sich, daß bei der Dichtung des Gefäßbodens zur Sicherung des Hochvakuums ein verhältnismäßig niedriger Dichtungsgürtel aus Quecksilber genügte, jedoch nur in dem Falle, wo am Boden des Gefäßes Kathodenquecksilber in genügender Höhe vorhanden war, ein Fall, der bei Metalldampf-Gleichrichtern neuerer Bauart von selbst gegeben sein kann. Das Kathoden quecksilber bedeckt nämlich hierbei den flachen Gefäßboden in einer Höhe von 15 bis 20 mm. Hier reicht ein äußerer Dichtungsgürtel aus Quecksilber von ebenfalls 10 bis 20 mm vollständig aus. Die vollkommene Dichtigkeit gab sich darin zu erkennen, daß selbst bei Hochvakuum keinerlei Blasen durch das innen befindliche Quecksilber aufstiegen. Wenn man dagegen den äußeren Gürtel bis auf 5 mm erniedrigte, so war ein intensives Aufsteigen von Gasblasen zu beobachten, sobald durch Ansetzen einer Luftpumpe die Luftverdünnung ίο bis in das Hochvakuumgebiet ausgedehnt wurde. Diese Beobachtung erlaubt folgenden Rückschluß: Im Zusammenwirken mit festen Dichtungen genügen Dichtungsfiüssigkeiten von geringer Höhe noch nicht, um in einem Vakuumgefäß das Hochvakuum aufrechtzuerhalten, weil bei Eintritt des Hochvakuums die verminderte molekulare Gasreibung den Durch-If the closure is made gas-tight by using very high sealing belts the lid showed that the sealing of the bottom of the vessel to secure the high vacuum was relatively lower A sealing belt made of mercury was sufficient, but only in the case where the bottom of the A sufficient amount of cathode mercury was present in the vessel, which is the case with metal vapor rectifiers newer design can be given by itself. The cathode mercury covers the flat one Bottom of the vessel at a height of 15 to 20 mm. An outer sealing belt is sufficient here Mercury of 10 to 20 mm is completely eliminated. The perfect tightness showed that even in a high vacuum, no bubbles whatsoever through the inside the mercury found rose. If, on the other hand, the outer belt is down to 5 mm decreased, an intense rise of gas bubbles could be observed as soon as through Attaching an air pump to the air dilution ίο until it was extended into the high vacuum area. This observation allows the following Conclusion: In conjunction with solid seals, sealing fluids of not yet low in order to maintain the high vacuum in a vacuum vessel, because when the high vacuum occurs, the reduced molecular gas friction

tritt von kleinen Luftteilchen gestattet. Wird jedoch dafür gesorgt, daß in Hochvakuumgefäßen die Einwirkung des Hochvakuums von der Innenseite der Flüssigkeitsdichtung ferngehalten wird, so kann man erwirken, daß selbst niedrigere Dichtungsschichten einen vollkommen ausreichenden Schutz bieten. Die auf den vorgenannten Schlüssen beruhende Erfindung besteht also darin, daß die Innenseite der Flüssigkeitsdichtung dem im Vakuumgefäß herrschenden Hochvakuum entzogen wird, indem sie einem passend gewählten größeren Druck ausgesetzt wird. Dieser läßt sich am einfachsten durch einen im Gefäßinnern an der Dichtungsstelle zur Wirkung gebrachten Quecksilbergürtel erzielen.occurs permitted by small air particles. However, it is ensured that in high vacuum vessels the action of the high vacuum kept away from the inside of the liquid seal one can achieve that even lower layers of impermeability are perfect provide adequate protection. The invention based on the aforementioned conclusions consists in the fact that the inside the liquid seal is withdrawn from the high vacuum prevailing in the vacuum vessel by selecting a suitably subjected to greater pressure. The easiest way to do this is through one inside the vessel achieve a mercury belt brought into effect at the sealing point.

Durch dieses Anbringen einer besonderen inneren Quecksilberschicht kann also an allen Dichtungszonen der notwendige Gegendruck erzeugt werden, und die Anwendung dieses Erfindungsgedankens ist beim Abdichten von Deckeln bzw. von oberhalb der Kathode gelegenen Gefäßverschlüssen von besonderer - Wichtigkeit, weil sie höher liegen als die Dichtungszone des Bodens, wo das Kathodenquecksilber unter Umständen schon den notwendigen Dichtungsgegendruck zu liefern vermag. By attaching a special inner layer of mercury, it can be applied to all Sealing zones the necessary back pressure are generated, and the application of this The idea of the invention is when sealing covers or from above the cathode Vascular occlusions of particular - importance because they are higher than that Sealing zone of the floor, where the cathode mercury may already have the necessary Ability to deliver seal back pressure.

Ein solcher Fall ist in Fig. 1 dargestellt, wo g₂ die Wand eines Vakuumgefäßes bedeutet, die mit dem Deckel gj gasdicht verbunden werden soll. Der zwischen beiden befindliche feste Dichtungsring e versperrt der Dichtungsflüssigkeit f den Weg nach dem Gefäßinnern. Um auch bei Hochvakuum den Luftdurchtritt sicher zu verhindern, wird im Sinne der Erfindung eine weitere Flüssigkeitsschicht m aus Quecksilber angebracht, die den erwähnten Gegendruck erzeugt.Such a case is shown in FIG. 1, where g ₂ denotes the wall of a vacuum vessel which is to be connected to the cover gj in a gas-tight manner. The fixed sealing ring e located between the two blocks the sealing liquid f from reaching the inside of the vessel. In order to reliably prevent the passage of air even in the case of a high vacuum, a further liquid layer m made of mercury is applied within the meaning of the invention, which generates the mentioned counterpressure.

Es sei bemerkt, daß bereits Einrichtungen bekannt sind, die, zwar unbeabsichtigt, Flüssigkeitsdichtung mit Gegendruck aufweisen (vgl. z. B. österreichische Patentschrift 56207, Fig. 1). Im Betrieb sammelt sich zwischen Ringwand 23 und Gehäusewand 1 Quecksilber an, das ebenfalls auf den zwischen Flansch 10 und 11 befindlichen festen Dichtungsring einen Druck ausübt. Hier handelt es sich aber lediglich um die gasdichte Verbindung des Bodens eines Metalldampf-Gleichrichters mit der Gehäusewand, wobei die vorhandene flüssige Kathode, d. h. das Quecksilber, ungewollt die in der Zwischenzeit erst erkannte Wirkung erzielt. Die neue Einrichtung ist daher auch vorzugsweise für solche Fälle bestimmt, wo ein Gegendruck von selbst nicht gegeben ist, also z. B. bei der gasdichten Verbindung eines Vakuumgefäßes mit dem Deckel usw.It should be noted that facilities are already known which, inadvertently, Have a liquid seal with counter pressure (see e.g. Austrian patent specification 56207, Fig. 1). During operation, mercury collects between the ring wall 23 and the housing wall 1 on, which is also on the fixed sealing ring located between the flange 10 and 11 Exerting pressure. However, this is only the gas-tight connection of the Bottom of a metal vapor rectifier with the housing wall, with the existing liquid Cathode, d. H. the mercury, unintentionally the effect that has only been recognized in the meantime achieved. The new facility is therefore also preferably intended for those cases where a back pressure is not given by itself, so z. B. in the gas-tight connection of a Vacuum vessel with the lid, etc.

Anstatt den Gegendruck durch einen einfachen zylindrischen Quecksilbergürtel zu erzeugen, kann auch eine Art abgekürzten Barometerverschlusses zur Anwendung gelangen, wie in Fig. 2 gezeigt. Die Zusammensetzung dieser Dichtung erfolgt in der Weise, daß zunächst die Rille c vollständig mit Quecksilber gefüllt wird. Nach Aufsetzen des mit g₂ gasdicht zu verbindenden Gefäßteiles g_x erfolgt Auffüllen der Hauptdichtungsflüssigkeit f, die beispielsweise aus Quecksilber, öl 0. dgl. bestehen kann. Die beiden Flüssigkeiten sind durch einen festen Dichtungsring e getrennt. Im Falle eines geringen Lufteintrittes durch die Dichtung f sammelt sich die eingesogene Luft im äußeren Schenkel des barometrischen Verschlusses, bis durch Anwachsen des Druckes auf dieser Seite die Flüssigkeitsdichtung f Gase nicht mehr hindurchläßt. Der genannte Druck entspricht der Niveaudifferenz zwischen dem inneren und äußeren Quecksilbergürtel in der Rille c.Instead of generating the counterpressure by means of a simple cylindrical mercury belt, a type of abbreviated barometer closure can also be used, as shown in FIG. 2. This seal is assembled in such a way that the groove c is first completely filled with mercury. After the vessel part g _{x, which} _{is to be connected to g 2 in a} gas-tight manner, has been placed on top of the main sealing liquid f, which can consist of mercury, oil, etc., for example. The two liquids are separated by a solid sealing ring e . In the event of a small amount of air entering through the seal f , the air drawn in collects in the outer limb of the barometric seal until the pressure on this side increases and the liquid seal f no longer allows gases to pass through. The mentioned pressure corresponds to the level difference between the inner and outer mercury belt in groove c.

Die in Fig. 2 gezeichnete Einrichtung bedeutet ferner eine praktische Verwirklichung des bereits bekannten Vorschlages, bei Quecksilberdampfapparaten etwa verschwindendes Dichtungsquecksilber durch kondensierte Quecksilberdämpfe aus dem Gefäßinnern zu ersetzen. So wird z. B. bei Verwendung von ^₁ g₂ als Vakuumgefäß für Gleichrichter die im Raum 0 sich niederschlagende Quecksilbermenge an den Wandungen ^₁ herabrieseln und in der inneren Rinne m sich sammeln, so daß ein Verschwinden des barometrischen Verschlusses mit Sicherheit verhindert-wird.The device shown in Fig. 2 also means a practical implementation of the already known proposal to replace approximately vanishing sealing mercury in mercury vapor apparatus with condensed mercury vapors from the interior of the vessel. So z. B. when using ^ ₁ g ₂ as a vacuum vessel for rectifier, the amount of mercury precipitating in room 0 trickle down on the walls ^ ₁ and collect in the inner channel m , so that a disappearance of the barometric seal is prevented with certainty.

Ebenfalls Flüssigkeitsdichtung mit Gegendruck stellt Fig. 3 dar, die die Anwendung der Erfindung auf eine Starkstrom-Elektrodeneinführung veranschaulicht. Hierbei ergibt sich die Notwendigkeit, den Isolator sowohl mit dem zu der Elektrode α führenden Stromleiter h wie auch mit dem Gehäuse g in der beschriebenen Weise zu verbinden. Während die letztere Verbindung aus gleichen Elementen Z₁ C₁ und e_x besteht, wie in Fig. 2 gezeigt, ist bei h nicht ein fester Dichtungsring, sondern beispielsweise ein konischer Schliff e₂ an- 105" gebracht, der ersteren unter Umständen ersetzen kann. Die Hohlräume d_t und d% bezeichnen die infolge von geringer Gasdurchlässigkeit von /"j und f₂ daselbst angesammelten Luftmengen.Also a back pressure liquid seal is shown in FIG. 3, which illustrates the application of the invention to a high voltage electrode lead-in. This results in the need to connect the insulator both to the current conductor h leading to the electrode α and to the housing g in the manner described. While the latter connection consists of the same elements Z ₁ C ₁ and e _x , as shown in FIG. 2, at h there is not a fixed sealing ring but, for example, a conical ground joint e ₂ "which can replace the former under certain circumstances The cavities d _t and d% denote the amounts of air that have accumulated there as a result of the low gas permeability of / "j and f _2.

Die Niveaudifferenz gibt Maß für den auf die Innenseite der festen Dichtungsringe ^₁ e₂ ausgeübten Gegendruck.The level difference is a measure of the counter pressure exerted on the inside of the fixed sealing rings ^ ₁ e _2.

Claims

Godfather t-An sayings:

i. Device for sealing the vacuum vessels of metal vapor rectifiers using liquid seals on seals that are so high that they are not directly exposed to the mercury stored on the bottom of the vessel are characterized in that

special liquid sealing belts are placed on the inside of the solid seal are at this point in order to generate a counter-pressure that reduces the suction effect of the high vacuum.

2. Device according to claim i, characterized characterized in that an abbreviated barometer closure for the purpose of achieving a counterpressure is applied.

3. Device according to claim 1 and 2, characterized in that the parts of the abbreviated barometer closure to be assembled interlock in such a way that the mercury completely fills the belt (c) , so that a fore-vacuum only occurs with any air that occurs through the liquid seal.

4. Device according to claim 1, characterized in that inside the vessel for example, precipitating mercury vapors directly inwards through the appropriate shaping of the walls the protruding part of the mercury belt.

For this purpose ι sheet of drawings.