DE746984C - Gas- oder dampfgefuelltes elektrisches Entladungsgefaess - Google Patents

Description

• Gas- oder dampfgefülltes elektrisches Entladungsgefäß Es ist bekannt, Elektroden von. gas- oder dampfgefüllten Entladungsgefäßen, insbesondere die Anoden, aus Graphit herzustellen, da sich dieser Baustoff besonders in bezug auf die Rückzündung ssicherheit sehr gut bewährt. Auch Steuerelektroden für .derartige Entladungsgefäße werden aus diesem Material angefertigt, da dann die schädliche Bildung von .Sekundärelektronen. sowie die Zerstäubung durch positive Ionen ' auf ein. Mindestmaß .herabgedrückt wird. Ferner umgibt man die Elektroden, insbesondere die Anoden, oder auch .die Anoden samt den etwa vorhandenen. Steuerelektroden mit Schutzschirmen aus bekannten Gründen, die die Steuerung und Rückzündungsverhinderung der Entladungssfrecke betreffen.
• Diese Schutzschirme können aus nicht leitenden Stoffen oder auch aus Metall angefertigt werden. Die Verwendung von Metall als Baustoff für diese Schirmte, z. B. für die bekannten Anodenschutzrohre, bietet den Vorteil einer einfacheren Herstellung und einer besseren Abstrahlung der Wärme, welche innerhalb des von dem Schutzschirm umschlossenen Raumes erzeugt wird. Der übliche Baustoff für Anodenschutzrohre und ähnliche Abschirmorgane war bisher das Eisen. Man pflegt in der Regel die eisernen Schutzrohre an Isolierkörpern zu befestigen, welche gleichzeitig die Anoden tragen. Für den Fall, daß innerhalb des Anodenachutzrohres noch eine Steuerelektrode vorhanden ist, wird diese bei den gebräuchlichen Bauarten meist unter Zwischenlage von Isoliermaterial an dem Anodenschutzrohr befestigt.
• Die metallischen Schirme erhalten entweder kein ,definiertes Potential, oder aber es wird ihnen mittels einer besonderen Zuleitung ein bestimmtes Potential aufgedrückt. In manchen Fällen läßt man auch das Anoden- Schutzrohr an der Steuerung teilnehmen und gibt ihm dann das Potential des Steuergitters. Auf alle Fälle aber ist es für ein einwandfreies Funktionieren der Röhre erforderlich, claß das Schutzrohr von der Anode und, wenn es nicht an der Steuerwirkung teilnehmen soll, auch vom Steuergitter vollkommen isoliert ist.
• Bei Röhren der beschriebenen Bauart zeigt es sich nun häufig, däß, insbesondere nach längerem Betrieb, diese erforderliche Isolierung nicht mehr vorhanden ist. Die Folge davon sind schwerwiegende Betriebsstörungen.
• Durch die vorliegende Erfindung wird der genannte Nachteil völlig vermieden. Erfindungsgemäß bestehen bei einem gas- oder dampfgefüllten elektrischen Entladungsgefäß mit hohle- oder Craphitanoden innerhalb einer metallischen Schutzhülse, die von der :Anode und gegebenenfalls auch von anderen in ihr befindlichen leitenden Einbauteilen durch einen Isolator isoliert ist, der sich im Betriebe stark erwärmt, die Schutzhülse und etwaige in der Schutzhülse befindliche Metallteile aus einem 'Metall oder <z-iiier Legierung, welche mit dein von der Anode herrührenden Kohlenoxyd keine gasförmigen chemischen Verbindungen bilden. Es hat sich gezeigt, rlaß bei Ein ialtung dieser Regel die sonst vielfach beobachteten leitenden Beläge, deren Anw°senheit empfindliche Störungen verursachen kann, nicht entstehen. Es sind zwar schon Entladungsgefäße bekanntgetvord.eii, bei welchen entweder der Anodenschirm oder auch andere in der Nähe der Anode befindlielre Teile aus einem Metall bzw. eurer Legierung bestehen, die finit Kohlenoxyd mir schwer oder gar nicht gasförmige chemische Verbindungen bilden. Bei diesen Röhren bestehen aber entweder gewisse Teile innerhalb des Schtitzschirnies aus arideren Metallen; bei deren Verwendung die -eschilderten "Zacliteile atifti-eten, oder aber die Anode besteht reicht aus hohle oder Graphit. Jedenfalls wurde es bisher nicht erkannt, daß nian gerade bei Röhren finit Graphit- (hohle-) Anoden und Schutzschirmen aus Metall, die von der- Anode oder anderen leitenden Einbautvilen durch Isolatoren getrennt sind, die ini Betriebe heil' «erden, für alle an den Innenrauen des Schirme; angrenzenden Metallteile ein besonderes 1Ietali oder eine besondere Legierung verwenden muß, und eö wurden auch noch keine Entladungsgefäße gebaut, bei deren Aufbau man sich streng an diese Regel gehalten hätte. Daher i'st es auch bisher noch nicht gelungen, die erwähnten Nachteile völlig zu beseitigen, obwohl schon gelegentlich Anodenschutzrohre aus 'Iolybdän oder Steuergitter aus Chromnickel ver-%@ endet wurden.

  Eine vollkommene Lösung der einleitend

  erwähnten Schwierigkeiten war erst auf

  Grund der im folgenden beschriebenen Er-

  kenntnis möglich, auf die :ich die Erfinrlum;

  stutzt

  Unter dem Einflusse der aufprallenden

  Ionen und der starken Erwärmung scheidet

  sich von den kohlenstofilialtigen Teilen. z. B.

  Graphitelektroden, Kohlenmonoz_-,-d ab. Das

  hohlenmonoxvd erfüllt nun den Raum zwi-

  schen den. Elektroden und dem sie unigeben-

  den äußeren Schutzschirm. Schon b°i ver-

  hältnismäßig geringer Temperatur verbindet

  sieh das holileninonoxvd mit dem Eisin des

  Schirmes zu Eisenkarbonyl Fe (CO).,-,, welches

  in gasförmigere Zustan.cie den Raum zwischen

  den Elektroden erfüllt. An der Oberfläche

  von heißen Teilen zersetzt sich das h:ir-bolryl

  in CO imcl Fe, und das Eisen lagert sich darlli

  an der Oberfläche dieser Teile ah. Die Zer-

  s2tzun.-s,-eschwindiglceit ist tini so größer, je

  höher rlie Temperatur ist. Nun sind e: ins-

  besondere gerade die Isolierteil" @@ elclre i11-

  folge schlechter Wäritreableittiiig und Ab,trah

  hing eine erhöhte Temperatur a ru:ehrnen.

  Daher bildet sich auf der Oberfläche dieser

  Isolierteile in kurzer Zeit eine zusanlnien-

  hängende Eisenschicht, welche eine leitende

  Verbindung zwischen den Elektroden, z. B.

  den Anoden, und den sie tiing,#benden Schutz-

  schirmen herstellt. Die Isolationswirkuur -

  des an sich nicht leitenden Zwischenteile sgeht

  auf fliese Weise verloren.

  Als Bartstoffe für die Schirene kijrninelt % er-

  schiedene Metalle in Betracht. Bei der _-Ius-

  wahl fies Materials muß man sich nach den

  jeweiligen Verhältnissen, irisbesonde@ e nach

  fier ini Betrieb auftretenden Tcrnperatur, rich-

  ten. Ein Material, welche: sich Iresf@,l Iris iiil

  den erfindungsgemäßen 7wech eil;nei und Elen

  rußten Beanspruchungen starrriliiilt, ist las

  t'lironreisen. Die unerwiinschte Bililiin,- des

  Karbonyls kann bei VerwendunT %-orr Schir-

  rnen aus Chrorneisen deshalb nicht eintr-eteri,

  weil :ich Chromeisen schon unter Hein Ei11-

  fluß der Atmosphäre und noch mehr rmier-

  halb der Entladungsröhre bei der lrr,lierr Be-

  triebsternperattir und unter @ler 7#:inwirknrr

  des stets vorhandenen Sauer-st(ties reit uiller

  Chrontoxydschicht überzieht, ;o dar. das s-iili

  deil Kohlen<tottelektroden lierrülir-err@-It Ki>ll-

  lenmonoxvd nicht mit dem Eisen unmittelbar

  in Berührung lzomnien kann. Für Entladungs-

  gefäße, bei welchen keine be>orider-e hohe Be-

  triebstemperatur auftritt, karre rnan auch

  Schutzschirme aus .@\lrtmilli;irii verwenden.

  Auch hier ist die vorteilhafte Wirkung wie-

  der auf die Bildung einer oberil:ichlichen

  Oxvdschicht zurückzuführen.

  Die Figuren stellen zwei Beispiele für die

  .@inwenflung @Je, @rfin@lunss@e@-1.inl:ens dar.

  Fig. i zeigt eine Graphitanode i, welche von einem Anodenschutzrohr 2 umgeben ist. Die Anode i ist mittels des Stromzuführungsstabes 3 sowie eines keramischen Tragkörpers 4. mit einer ebenfalls aus keramischem Material bestehenden Zwischenlageplatte 5 gehaltert. Der keramische Tragkörper 4 trägt auch das Anodenschutzrohrz. Besteht nun das Anodenschutzrohr 2 aus Eisen, dann tritt folgendes ein: Das von der Graphitanode herrührende Kohlenoxyd erfüllt den Raum 6 und kommt auch mit dem eisernen Schutzschirm :2 in Berührung; dabei bildet sieh Eisenkarbonyl (Fe[C0j,,). Das Eisenkarbonyl ist gasförmig und umspült alle Flächen, die an den Raum 6 angrenzen, unter anderem auch die Fläche 7 des Isolierkörpers 4.. Diese Fläche ist verhältnismäßig heiß, so daß an ihr das Eisenkarbonyl in Eisen und, Kohlenmonoxyd zerlegt wird. Das Eis-en aber bildet an der Fläche 7 einen leitenden Niederschlag, so daß eine leitende Verbindung zwischen der Anode i und dein Schirm 2 entsteht. Wird aber der Schirm aus einem'Metall hergestellt, welches die Karbonyl.bil-dung unterbindet, dann ist damit auch die Bildung eines solchen leitenden metallischen Niederschlages auf den Isolierteilen vermieden.
• Ein weiteres wichtiges Anwendungsbeispiel der Erfindung zeigt Fig. 2. Die Anordnung der Anode ist in .diesem Falle die gleiche wie in Fig. i. Die Anode 8 `wird auch hier wieder durch einen Isolierkörper 9 und eine Zwischenlageplatte io abgestützt. An dem Isolierkörper 9 ist der metallische Schutzschirm i i. befestigt. Ferner ist noch ein Steuergitter 12 vorhanden, welches im vorliegenden Falle von dem Schirm i i isoliert sein. soll. Zu diesem Zweck sind .in an sich bekannter Weise an der Außenseite des Schirmes i i Metallröhrchen 13 und 14 befestigt. Innerhalb dieser Metallröhrchen sind Metallstäbe 15 und 16 angebracht, auf welche Röhrchen aus Isoliermaterial 17 und i8 aufgeschoben sind. Diese Röhrchen tragen Metallschellen i9 und 2o, welche über metallische Zwischenglieder 2i und 22 das Ste_iergitxer halten. Die metallischen Verbindtin.gsteile 2i und 22 treten durch Öffnungen 23 und 24 des Schirmes i i hindurch und kommen mit dein Schirm nicht in Berührung. Das Steuer-Potential,-wird dem Gitter durch eine Zuleittiiig 25 aufgedrückt, welche durch eine Öffnung 26 des Röhrchens 14 hindurchtritt. Auch bei derartigen an sich be'kannt.en Röhren hat sich häufig der Nachteil herausgestellt, daß der Schirm i i mit dem Steuergitter 12 in leitende Verbindung kam. Auch in. dieseln Falle ist der Grund hierfür in der Bildung des Karbonyls zu suchen, welches in die engsten Zwischenräume eindringt und auch durch zusätzliche Abschirmbleche nicht oder nur unvollständig von .den Isolierteilen ferngehalten werden kann. Für derartig gebaute Entladungsgefäße ist also die Erfindung von besonderer Bedeutung. Man braucht nur den Schirm und wenigstens die dem Anodenraum zunächst liegenden Teile aus einem geeigneten Metall, z. B. Chromeisen, auszubilden, um die unerwünschten Kurzschlüsse, welche sich bei solchen Elektrodensystemen häufig zeigten, völlig zu unterdrücken.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i.; Gas- oder dampfgefülltes elektrisches Entladungsgefäß mit Kohle- oder Graphitanoden innerhalb einer metallischen Schutzhülse, die von der Anode und gegebenenfalls auch von anderen in ihr befindlichen leitenden Teilen durch einen sich- iin Betriebe stark erwärmenden Isolator isoliert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzhülse und etwaige in der Schutzhülse befindliche Metallteile aus einem Metall oder aus einer Legierung bestehen, welche mit dem von der Anode herrührenden Kohlenoxyd keine gasförinigen chemischen Versbindungen bilden.
2. 2. Elektrisches Entladungsgefäß nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die metallischen Schirme und etwaige innerhalb des abgeschirmten Raumes vor- -handelt,en Metallteile aus Chromeisen bestehen.
3. 3. Elektrisches Entladungsgefäß nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die metallischen Schirme und etwaige innerhalb des abgeschirmten Raumes liegenden Metallteile aus Aluminium bestehen. Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden österreichische Patentschriften N r. 132 856, 145 359; Schweizerische Patentschriften. Nr. 162 572, 165 976, 1 70 592; französische Patentschriften. . Nr. 602 -105, 72`t 709; britische Patentschrift ...... Nr. 417 853.