DE535381C

DE535381C - Electron tube for thermal control

Info

Publication number: DE535381C
Application number: DES81707D
Authority: DE
Inventors: Dr Rudolf G Berthold
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens Corp
Priority date: 1927-09-17
Filing date: 1927-09-17
Publication date: 1931-10-09

Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AM 9. OKTOBER 1931ISSUED ON OCTOBER 9, 1931

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

JVl 535 KLASSE 21 g GRUPPEJVl 535 CLASS 21 g GROUP

Elektronenrohr für thermische Steuerung Patentiert im Deutschen Reiche vom 17. September 1927 ab Electron tube for thermal control Patented in the German Empire on September 17, 1927

Die Erfindung betrifft Elektronenrohre für thermische Steuerung bei hohen Spannungen, bei denen die flächenhafte Kathode größer ist als die ebenfalls flächenhafte Anode.
Elektronenströme in Ventil- und Steuerrohren werden vielfach dadurch ein- und ausgeschaltet, daß der Heizstrom der Glühkathode ein- und ausgeschaltet wird. Bei den bisher gebräuchlichen Elektronenrohren ist aber eine derartige thermische Steuerung nicht immer anwendbar.The invention relates to electron tubes for thermal control at high voltages in which the flat cathode is larger than the flat anode.
Electron flows in valve and control tubes are often switched on and off by switching the heating current of the hot cathode on and off. In the case of the electron tubes that have been used up to now, however, such a thermal control cannot always be used.

Es hat sich nämlich gezeigt, daß ζ. Β. bei Röntgenröhren mit Coolidge-Kathoden oder normalen Ventilrohren für hohe Spannungen auch dann noch ein Elektronenstrom fließt, wenn bei voller Betriebsspannung die Heizung der Kathode ausgeschaltet wird, wodurch eine ordnungsgemäße thermische Steuerung unmöglich gemacht und eine Zerstörung der Glühkathode durch örtliche Erhitzung hervorgerufen werden kann.It has been shown that ζ. Β. for X-ray tubes with Coolidge cathodes or normal valve tubes for high voltages, even then a stream of electrons flows when the cathode heating is switched off at full operating voltage, making proper thermal control impossible and destruction the hot cathode can be caused by local heating.

Der Grund dafür ist offenbar folgender: Bei einer nicht geheizten Glühkathode liegt das volle Spannungsgefälle zwischen den Elektroden des Rohres. Diese volle Spannung gibt der kalten Kathode ein hohes negatives Potential gegen die Anode. Da die Glühkathoden meist aus Drähten geringen Durchmessers bestehen, entsteht in nächster Nähe des kalten Glühfadens ein starkes Potentialgefälle. Unter Umständen wird besonders an den Kanten, also an Stellen, an denen sich die Potentiallinien besonders dicht zusammendrängen, das Potentialgefälle so groß, daß an diesen Stellen eine Entladung einsetzt.The reason for this is evidently the following: When the hot cathode is not heated the full voltage gradient between the electrodes of the pipe. This full tension gives the cold cathode a high negative potential against the anode. Since the hot cathodes are mostly made of small wires Diameter, there is a strong potential gradient in the immediate vicinity of the cold filament. Under certain circumstances, it is particularly at the edges, i.e. at places where the potential lines are particularly close crowd together, the potential gradient so great that a discharge occurs at these points begins.

Es wurde bereits früher auf den schädlichen Einfluß der scharfen Kanten der Kathode in dem Sinne hingewiesen, daß Vorsprünge und Kanten Ausgangspunkte von Kathodenstrahlen unerwünschter Richtung seien und ein unregelmäßiges Arbeiten der Röhre infolge Verminderung des Vakuums sowie eine Zertrümmerung der Glaswand zur Folge hätten. Es wurde deshalb vorgeschlagen, alle Vorsprünge und Kanten in der Nähe der Kathode zu vermeiden.It has been mentioned earlier on the deleterious influence of the sharp edges of the cathode pointed out in the sense that projections and edges are the starting points of cathode rays in an undesirable direction and an irregular working of the tube as a result of a reduction in the vacuum as well as a shattering of the glass wall. It was therefore suggested that avoid any protrusions and edges near the cathode.

Bei den bekannten Einrichtungen wurde dieser Grundsatz an der Kathode selbst jedoch nicht befolgt, denn die Kathoden der bekannten Einrichtungen bestehen aus dünnem Draht, dessen kleiner Durchmesser für die Entstehung einer hohen Felddichte besonders günstig ist. Wenn auch ein die Kathode umgebender abgerundeter Teil eine gewisse Schutzwirkung gegen Entladung nach der Seite ausüben wird, so wird doch die an dem dünnen Draht der Kathodenmitte auftretende Felddichte nicht wesentlich herabgedrückt. Die Gefahr des Weiterbestetiens der Entladung trotz Unterbrechung des Heizstromes ist daher bei den bekannten EinrichtungenIn the known devices, however, this principle was applied to the cathode itself not followed, because the cathodes of the known devices are made of thin Wire, the small diameter of which is particularly important for the creation of a high field density is cheap. Even if a rounded part surrounding the cathode has a certain amount Protective effect against discharge to the side is exerted, so will the one on that thin wire in the center of the cathode, the field density that occurs is not significantly reduced. The risk of the discharge continuing despite the interruption of the heating current is therefore with the known facilities

*} Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:*} The patent seeker stated as the inventor:

Dr. Rudolf G. Berthold in Berlin-Siemensstadt.Dr. Rudolf G. Berthold in Berlin-Siemensstadt.

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nicht vermieden. Auch lag diese Absicht bei diesen Einrichtungen noch gar nicht vor.not avoided. These institutions did not even have this intention.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird dafür Sorge getragen, daß an allen Stellen der Kathode die kritische Felddichte nicht überschritten wird. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Kathodenoberfläche bei Elektronenröhren der erwähnten Art um so viel größer ist als die ίο Anodenoberfläche, daß sie die Anode von allen Seiten überragt und das im kalten Zustande der Kathode bei der Betriebsspannung des Rohres bestehende Feld an den Rändern der Kathode ein kleineres oder nur ein so wenig größeres Gefälle aufweist als an den mehr innenliegenden Stellen, daß eine Entladung nicht einzusetzen vermag. Die Zuführungsdrähte für den Heizstrom der Kathode sind vorteilhaft so angeordnet, daß die Kathode nur an von ihren Rändern abgelegenen Stellen ihrer Oberfläche erhitzt wird, die der Anode gegenüberliegen. Die Ränder der Kathode können nach der der Anode abgewendeten Seite so umgebogen sein, daß der Krümmungsradius oberhalb des mit Rücksicht auf das Einsetzen der Entladung unter der angelegten Spannung kritischen Radius bleibt.According to the present invention, care is taken that at all points the cathode the critical field density is not exceeded. This is according to the invention achieved in that the cathode surface in electron tubes of the mentioned Kind is so much larger than the ίο anode surface that it is the anode of towers above all sides and that in the cold state of the cathode at the operating voltage of the tube existing field at the edges of the cathode a smaller or just so has a little steeper gradient than at the more inner places that a discharge unable to use. The lead wires for the heating current of the cathode are advantageously arranged so that the Cathode is only heated at areas of its surface that are remote from its edges, facing the anode. The edges of the cathode can be turned away from those of the anode Side be bent so that the radius of curvature is above the with regard to the onset of the discharge remains below the applied voltage critical radius.

In den Abbildungen sind einige Ausführungsbeispiele dargestellt.Some exemplary embodiments are shown in the figures.

In Abb. ι sind die zylinderförmige Anode mit i, die zylinderförmige Kathode mit 2 und die Heizstromzuführungen mit 3 bezeichnet. Die Kathode 2 ist um so viel langer als die Anode, daß das im kalten Zustand 'der Kathode bestehende Feld an den Enden der Kathode ein kleineres oder ein nur wenig größeres Gefälle aufweist als an den mehr innenliegenden Stellen. Die Zuführungsdrähte sind dabei zweckmäßig so angebracht, daß die Kathode bei eingeschaltetem Heizstrom nur an den Stellen ihrer Oberfläche erhitzt wird, 'die für die Elektronenemission notwendig sind.In Fig. Ι are the cylindrical anode with i, the cylindrical cathode with 2 and the heating current supply lines are designated by 3. The cathode 2 is so much longer than that Anode, that the field existing in the cold state of the cathode at the ends of the Cathode has a smaller or only slightly larger gradient than on the more internal places. The lead wires are expediently attached so that the cathode is only heated at the points on its surface when the heating current is switched on 'which are necessary for electron emission.

Zur Abschirmung, der Kanten kann auch ein nach Abb. 2 geformter, zweckmäßig aus Metall bestehender Körper 5 unabhängig von der Kathode 2 angebracht werden.For shielding the edges, one shaped as shown in Fig. 2 can also be used appropriately Metal existing body 5 can be attached independently of the cathode 2.

In Abb. 3 besteht die Kathode 2 beispdelsweise aus einer zum größeren Teil ebenen Fläche, die einer ebenen Anodte 1 gegenübergestellt ist. Dabei ist die Kathode ähnlich der in Abb. 1 dargestellten Ausführung in ihrer Längsrichtung größer alls die Anode, während eine Vergrößerung der Querrichtung durch das Umbiegen der Kanten vermieden wird. Ebenso~könnte die Vergrößerung in der Querrichtung auch durch ein Netzwerk ersetzt werden.In Fig. 3, the cathode 2 consists, for example, of a largely flat one Area that is opposed to a flat anode 1 is. The cathode is similar to the embodiment shown in Fig. 1 in its longitudinal direction is larger than the anode, while an enlargement of the transverse direction by bending the edges is avoided. Likewise ~ the magnification in the transverse direction can also be replaced by a network.

Claims

Patent claims:

i. Electron tube for thermal control at high voltages where the flat cathode is larger than the flat anode, characterized that the cathode surface is so much larger than the anode surface that it is the anode on all sides towers above and the field at the edges that exists in the cold state of the cathode at the operating voltage of the tube the cathode has a smaller or only so slightly greater gradient than at the more internal points that a discharge cannot begin.

2. Electron tube according to claim 1, characterized in that the lead wires for the heating current of the cathode are arranged so that the cathode only at remote from its edges Places their surface is heated, which are opposite to the anode.

3. electron tube according to claim 1 and 2, characterized in that the Edges of the cathode on the side facing away from the anode are bent so that the radius of curvature is above the with regard to the onset of the discharge, the critical radius remains below the applied voltage.

4. electron tube according to claim 3, characterized in that the electrodes consist of concentric cylinders, with the edges of the inner cathode bent inwards so that that the radius of curvature remains above the critical radius.

5. electron tube according to claim 1, characterized characterized in that the edges of the cathode surface with a scattering of the field lines cause at these points Shield are surrounded.

1 sheet of drawings