DE541781C

DE541781C - Electrode structure for electrical vacuum discharge vessels

Info

Publication number: DE541781C
Application number: DEW83177D
Authority: DE
Original assignee: Westinghouse Lamp Co
Current assignee: Westinghouse Lamp Co
Priority date: 1928-07-12
Filing date: 1929-07-11
Publication date: 1932-01-18
Also published as: FR678210A; US2016152A; GB315375A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Elektronenentladungsröhren, insbesondere auf Röhren, bei denen die Kathode mittelbar durch ein in ihrer Nähe angeordnetes Heizelement erhitzt wird, während die Anode gelocht ist, um die Wärmeverteilung zu erleichtern.The invention relates to electron discharge tubes, in particular on tubes in which the cathode is heated indirectly by a heating element arranged in its vicinity while the anode is perforated to facilitate heat dissipation.

Bei Röhren dieser Art können Störgeräusche oder ein »Brummen« infolge von Störungen in den Zufuhrleitungen entstehen,With tubes of this type, interfering noises or a "humming" sound as a result of Disturbances occur in the supply lines,

z. B. infolge von Kommutatorgeräusch oder Stromungleichmäßigkeiten bei Gleichstrom oder der Grundwelle oder ihrer Harmonischen bei Wechselstrom, welche von den Elektroden aus dem Hilfsheizelement oder dem im Röhreninnern befindlichen Zuleitungsdraht aufgenommen werden.z. B. as a result of commutator noise or current irregularities with direct current or the fundamental wave or its harmonics in the case of alternating current, which from the electrodes taken from the auxiliary heating element or the lead wire located inside the tube will.

Um Unzuträglichkeiten dieser Art zu verhüten, ist vorgeschlagen worden, eine Röhre dieser Art mit gleichachsigen, rohrförmigen Elektroden mit einem haarnadelförmig gestalteten Hilfsheizfaden zu versehen, der in einer Rohrelektrode aus magnetischem Werkstoff angeordnet war, welche erheblich länger ausgeführt wurde als der Heizfaden, GitterIn order to prevent such inconveniences, it has been proposed to use a tube of this type with equiaxed, tubular electrodes with a hairpin-shaped design To provide auxiliary heating filament in a tubular electrode made of magnetic material was arranged, which was made considerably longer than the filament, grid

as und Anode, so daß das Kathodenrohr im wesentlichen vollständig die beiden inneren Zuleitungsdrähte für die Heizvorrichtung umschließt, die kurz gestaltet sind und nahe beieinanderliegen. Bei diesen Röhren wurde ferner die Umbiegungsstelle der haarnadelförmigen Heizvorrichtung an einem vom Quetschfuß nach oben gehenden Stützdraht befestigt, der elektrisch mit der Kathode verbunden war.as and anode, so that the cathode tube in essentially completely the two inner lead wires for the heater that are short and close together. With these tubes was Furthermore, the bending point of the hairpin-shaped heating device is attached to a support wire that goes up from the pinch foot, which was electrically connected to the cathode.

Die Erfindung schafft eine Konstruktion, die auf gewöhnliche Typen mittelbar beheizter Kathodenröhren anwendbar ist, bei welchen einer der Zuführungsdrähte für die Kathodenheizvorrichtung außerhalb der Anode um diese herumgeführt ist, wie das notwendigerweise der Fall ist, wenn die Heizvorrichtung die Gestalt einer einfachen Drahtschraube hat, wobei durch die vorliegende Erfindung noch erzielt wird, daß die Anode aus einem durchbrochenen Gebilde bestehen kann.The invention creates a construction that is indirectly heated on ordinary types Cathode tubes is applicable, in which one of the lead wires for the cathode heater outside the Anode is routed around this, as is necessarily the case when the Heater has the shape of a simple wire screw, whereby by the present Invention is still achieved that the anode can consist of an openwork structure.

Die Wärmemenge, die durch eine mittelbar beheizte Kathode erzeugt wird, ist verhältnismäßig viel größer als die von einer unmittelbar beheizten, und damit diese Wärme leicht entweichen ^kann, ist es wünschenswert, eine durchbrochene Anode anzuwenden. Wird aber eine solche Anode verwendet, so wächst wieder das Störgeräusch oder »Brummen«.The amount of heat generated by an indirectly heated cathode is proportionate It is much larger than that of a directly heated one, and so that this heat can easily escape desirable to use a perforated anode. But if such an anode is used, the background noise increases again or "hum".

Die Erfindung beruht nun auf der Erkenntnis, daß das »Brummen« trotzdem verhütet werden kann, wenn man, wie es anThe invention is now based on the knowledge that the "humming" still prevents can be if you like it at

sich bekannt ist, eine isolierende Wand zwischen der durchbrochenen Anode und der Heizdrahtzuleitung anbringt, die um die Anode an deren Außenseite herumführt. Die Erfindung will eine Entladungsröhre schaffen, die Wechselstrom als Wärmequelle für die Kathodenbeheizung benutzt und bei der alle Klemmen an einem Ende angeordnet sind, so daß sie in Normalsockeln benutzt ίο werden kann, die ohne Summgeräusch arbeitet und die ohne merkliche Pausen nach Stromeinschaltung in Tätigkeit tritt.is known, an insulating wall between the perforated anode and the Attaches heating wire that leads around the anode on the outside. The invention aims at a discharge tube create that uses alternating current as a heat source for cathode heating and at which all terminals are arranged at one end so that they are used in standard sockets ίο that works without humming noises and that without noticeable pauses Power switch-on comes into play.

Gemäß der Erfindung weist das Heizelement der Röhre, daß, wie es an sich bekannt ist, durch einen freien Spalt von der Kathode getrennt und an beiden Enden mit Klemmen am gleichen Röhrenende verbunden ist, einen der Zuführungsdrähte an der der Heizvorrichtung abgekehrten Seite der gelochten Anode auf, der durch einen isolierenden Träger gegen die durchbrochene Anode abgeschirmt ist.According to the invention, the heating element of the tube comprises that, as is known per se is separated from the cathode by a free gap and with clamps at both ends connected at the same end of the tube, one of the lead wires to that of the heater on the opposite side of the perforated anode, which is shielded from the perforated anode by an insulating support is.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand der Ausführungsbeispiele wiedergebenden Abbildungen beschrieben.The invention is reproduced below on the basis of the exemplary embodiments Illustrations described.

Abb. ι zeigt eine schaubildliche Darstellung des Elektrodenaufbaues gemäß der Erfindung, Abb. 2 ist eine schaubildliche Darstellung einer abgeänderten Ausführung. Die Anordnung nach Abb. 1 besteht aus einer Röhre 10 mit Quetschfuß 11, der die Elektrodenanordnungen trägt, nämlich eine Kathode 12, ein Gitter 13 und eine Anode 14. Die Kathode 12 besteht aus'' einer hohlen Metallhülse 15 mit einem Überzug 16 einer Elektronen aussendenden Schicht, z. B. einem Gemisch von Barium und Strontiumoxyden. Es kann aber auch eine solche Kathode Anwendung finden, bei der eine Schicht von Cäsiummetallen am Kathodenzylinder durch eine eingefügte atomische Schicht von Sauerstoff oder oxydiertem Metall gehalten wird. In diesem Fall soll der Zylinder aus einem Metall, wie Wolfram oder Molybdän, bestehen, auf dem die elektronegative Schicht leicht gebildet und erhalten werden kann. Eine derartige Kathode muß entweder durch Wechselstrom oder durch Gleichstrom unter geringem Stromverbrauch beheizt werden. Die Enden der Metallhülse 15 sind durch kleine Isolierstopfen 17 mit einer mittleren öffnung 18 geschlossen, durch die starke Tragdrähte 19 und 20 hindurchgehen. Zwischen den Tragdrähten 19 und 20 ist ein schraubenförmig gewundener Wolframfaden 21 angebracht, der eine Heizvorrichtung bildet, die die Metallhülse 15 auf genügende Temperatur bringt, um eine thermische Elektronenemission aus ihrem Überzug hervorzurufen. Die Tragdrähte 19 und 20 ragen über die Isolierstopfen 17 in der hohlen Hülse 15 beträchtlich hinaus, und infolgedessen erreichen sie keine hohe Temperatur durch die vom Heizelement 21 abgegebene Wärme. Das Element 21 ist völlig in der Metallröhre 15 eingekapselt, so daß etwa von ihm ausgesendete Elektronen nicht nach außen gelangen können; sie können also nicht schädigend auf die Entladung zwischen Anode und Kathode der Vorrichtung einwirken. Kathode und Heizelement bilden der Wirkung nach einen kleinen Muffelofen, bei welchem durch das Heizelement sämtliche erzeugte Wärme benutzt werden muß, um die Metallhülse zu erwärmen.Fig. Ι shows a diagrammatic representation of the electrode structure according to the invention, Figure 2 is a perspective view of a modified embodiment. The arrangement according to Fig. 1 consists of a tube 10 with pinch foot 11, which the Carries electrode arrangements, namely a cathode 12, a grid 13 and an anode 14. The cathode 12 consists of '' a hollow metal sleeve 15 with a coating 16 a Electron-emitting layer, e.g. B. a mixture of barium and strontium oxides. However, such a cathode can also be used in which a layer of Cesium metals on the cathode cylinder through an inserted atomic layer of oxygen or oxidized metal. In this case, the cylinder should consist of a Metal, such as tungsten or molybdenum, exist on which the electronegative layer is easily can be formed and maintained. Such a cathode must either be alternating current or heated by direct current with low power consumption. The ends of the metal sleeve 15 are covered by small insulating plugs 17 closed with a central opening 18, through the strong supporting wires 19 and 20 go through it. Between the support wires 19 and 20 is a helical wound tungsten filament 21 attached, which forms a heating device that the Brings metal sleeve 15 to a temperature sufficient to emit thermal electrons to evoke from their coating. The support wires 19 and 20 protrude over the Insulating plug 17 in the hollow sleeve 15 considerably, and as a result they do not reach a high temperature by the heat given off by the heating element 21. The element 21 is entirely in the metal tube 15 encapsulated, so that any electrons emitted by it are not outward can get; so they cannot have a damaging effect on the discharge between the anode and cathode of the device. The effect of the cathode and heating element is to form a small muffle furnace, in which the heating element ensures that all generated heat must be used to heat the metal shell.

Die einzig möglichen Wärmeverluste können durch die Stützen 19 und 20 und durch Strahlung von den Isolierstopfen 17 eintreten. Bei dieser Anordnung ist die Zeitspanne, binnen welcher die Kathode auf Elektronentemperatur gelangt, sehr kurz; man erhält eine Elektronenemission fast augenblicklich nach Einschaltung des Heizelementes. Der Strom zur Beheizung des Elementes 21 wird durch Einführungsleiter 22 und 23 zugeführt. Der Leiter 22 ist mit einer kräftigen Stütze 24 versehen, an die der Stützdraht 20 angeschweißt ist. Die Stütze 24 ist verhältnismäßig kurz, so daß sie nur eine sehr kleine frei liegende Ober- go fläche in der Röhre aufweist; sie ist unter dem unteren Isolierstopfen 17 angeordnet, den sie abstützt.The only possible heat losses can occur through the supports 19 and 20 and through radiation from the insulating plugs 17. With this arrangement, the period of time within which the cathode reaches electron temperature is very short; an electron emission is obtained almost instantaneously after the heating element is switched on. The current for heating the element 21 is supplied through lead-in conductors 22 and 23. The conductor 22 is provided with a sturdy support 24 to which the support wire 20 is welded. The support 24 is relatively short, so that it has only a very small exposed surface in the tube; it is arranged under the lower insulating plug 17 which it supports.

Der Einführungsleiter23 ragt vom Ouetschfuß nach oben über die ganze Länge des Elektrodenaufbaues innerhalb der Anode 14. Er ist durch ein Metallstück 25 mit der oberen Stütze 19 des Heizelementes verbunden. Ein Isolierrohr 26 aus Glas o. dgl. umschließt den Teil des Einführungsdrahtes 23, der in der Nähe der Anode liegt, und verhütet eine Entladung zwischen Anode und Einführungsleiter.The introductory ladder23 protrudes from the Ouetschfoot upwards over the entire length of the electrode structure within the anode 14. It is connected to the upper support 19 of the heating element by a metal piece 25. An insulating tube 26 made of glass or the like encloses the part of the lead-in wire 23 which is in the vicinity of the anode, and prevents a discharge between the anode and the lead-in conductor.

Ein Isolierteil 26« ist an der Oberseite der Elektroden angeordnet; durch Öffnungen in diesem Stück 26° gehen die Elektrodenträger hindurch, und das Isolierstück, das aus Glimmer o. dgl. bestehen kann, hält die Elektroden im richtigen Abstande. Diese Anordnung eines Isolierteiles bei einem Elektrodenaufbau mit einer indirekt beheizten Kathode ist an sich bekannt. Der Isolierkörper 26 umschließt den Leiter 23 vom Quetschfuß bis zum Isolierstück 26^s, so daß der Leiter an keiner Stelle -frei liegt. Die Elektroden werden gegen den Teil 25 durch das Isolierglied 26° abgeschirmt. Das Metallstück 25 ist so gebogen, daß es den Isolator 26^a gegen den Isolierstopfen 17 hält. Das Gitter wird vom Quetschfuß aus durch einen Stützdraht 27 gehalten, der nach oben durch die Öffnung 28 im Stück 26« hindurchtritt.An insulating part 26 ″ is arranged on the top of the electrodes; The electrode supports go through openings in this piece of 26 °, and the insulating piece, which can consist of mica or the like, keeps the electrodes at the correct distance. This arrangement of an insulating part in an electrode structure with an indirectly heated cathode is known per se. The insulating body 26 encloses the conductor 23 from the pinch foot to the insulating piece 26 ^s , so that the conductor is not free at any point. The electrodes are shielded from the part 25 by the insulating member 26 °. The metal piece 25 is bent so that it holds the insulator 26 ^a against the insulating plug 17. The grid is held from the pinch foot by a support wire 27 which passes up through the opening 28 in the piece 26 ″.

Die Anode wird durch einen Draht 29 abgestützt, der ebenfalls durch eine Öffnung 30 im Isolator 26° ragt.The anode is supported by a wire 29, which also passes through an opening 30 protrudes 26 ° in the isolator.

Die aktive Fläche der Kathode 12 ist durch einen Leiter 31 mit dem im Quetsclifuß eingeschmolzenen Einführungsdraht verbunden. Zur Beseitigung von Restgasen kann ein Getterstoff 33 an dem Getterträger 34 angebracht sein, dessen Stütze 35 an dem Einführungsdraht 32 angeschweißt ist.The active surface of the cathode 12 is melted into the pinch clip by a conductor 31 Insertion wire connected. To remove residual gases, a getter substance 33 can be attached to the getter carrier 34 its support 35 is welded to the insertion wire 32.

Infolge der Kürze des Einführungsleiters 24 für das untere Ende des Heizelementes und infolge seiner Anordnung unmittelbar unter dem Isolierstopfen 17 kann keine merk-Hclie Entladung zwischen dem Einführungsleiter und der Anode eintreten.Due to the shortness of the lead-in conductor 24 for the lower end of the heating element and as a result of its arrangement directly under the insulating plug 17, no noticeable hclie Discharge between the lead-in ladder and enter the anode.

In Abb. 2 ist eine abgeänderte Ausführungsform wiedergegeben, bei der der ganze Elektrodenaufbau zwischen zwei im Abstande angeordnete Isolatoren 36 und 37 gleichartiger Form gehaltert ist. Diese Isolatoren, die z. B. aus Porzellan bestehen, werden von Stützdrähten 38, 39 getragen, die in den Ouetschfuß 46 eingeschmolzen sind. Die Isolatoren besitzen in der Mitte rohrartige Teile 40 und 41, die in die hohle Metallhülse 42 hineinragen. Das Kathodenheizelement ist zentral dazu in der gleichen Weise angeordnet, wie es bei Abb. 1 gezeigt wurde, und die Stützen 43 und 44 ragen über die Isolatoren 36 und 37 hinaus. Die Stütze 44 ist mit dem in den Ouetschfuß 46 eingeschmolzenen Einführungsleiter 45 verbunden, die Stütze 43 mit dem Einführungsleiter 39 durch ein brückenartiges Querstück 47. Ein Isolator 48 umschließt hülsenförmig den zwischen den Isolierstücken 36, U liegenden Teil des .Einführungsdrahtes 39. Das Gitter 49 wird durch einen Draht 50 getragen, der durch Öffnungen in den Isolatoren 36 und 2)7 hindurchgeht, und es ist mit einem Einführungsdraht 51 verbunden. Die Anode 52 wird durch den Einführungsdraht 38 gestützt. Strom für die Kathode wird durch den Einführungsleiter 53 zugeführt. In Fig. 2 a modified embodiment is shown in which the entire electrode structure is held between two spaced apart insulators 36 and 37 of the same shape. These isolators, e.g. B. made of porcelain, are carried by support wires 38, 39 which are fused into the Ouetschfuß 46. The insulators have tubular parts 40 and 41 in the middle, which protrude into the hollow metal sleeve 42. The cathode heating element is centrally located thereto in the same manner as shown in FIG. 1, and the supports 43 and 44 protrude beyond the insulators 36 and 37. The support 44 is connected to the lead-in conductor 45 melted into the Ouetschfuß 46, the support 43 to the lead-in conductor 39 by a bridge-like cross piece 47. An insulator 48 encloses the part of the lead-in wire 39 lying between the insulating pieces 36, U in a sleeve-like manner. The grid 49 is carried by a wire 50 which passes through openings in the insulators 36 and 2) 7 and is connected to a lead-in wire 51. The anode 52 is supported by the lead-in wire 38. Current for the cathode is supplied through lead-in conductor 53.

Die Stützdrähte 38 und 39 können über und unter den Isolatoren 36 und 37 verbreitert sein, um die Glieder in richtiger Lage an den Isolatoren zu halten; statt dessen können kleine Metallstücken 54 an die Drähte angeschweißt sein. Die Anordnung der Isolierhülse 26 in Abb. 1 und 48 in Abb. 2 ist wichtig bei Verwendung einer Anode aus durchbrochenem Metall oder aus Drahtnetz, wodurch die Wärmeableitung von dem Elektrodengebilde erleichtert wird. Es könnten Elektronen dabei auf ihrem Wege von der Kathode zur Anode durch die Öffnungen hindurchwandern und im Räume außerhalb der Anode eine gewisse Menge freier Elektronen hervorrufen; wären die Isolierhülsen 26 bzw. 48 nicht vorhanden, so würde eine Entladung zwischen Anode und Stromzuführungsleiter für den Heizkörper der Kathode möglich werden. Da nun diese Drähte wechselnd negativ und positiv geladen werden, so würde eine intermittierende Entladung von dem Leiter zur Anode eintreten, die den Anodenstrom der Vorrichtung so beeinflussen könnte, daß ein Summgeräusch entsteht, wenn die Röhre für Radioempfänger benutzt wird.The support wires 38 and 39 can be widened above and below the insulators 36 and 37 to keep the links in proper position on the isolators; instead, small pieces of metal 54 can be attached to the Wires to be welded. The arrangement of the insulating sleeve 26 in Fig. 1 and 48 in Fig. 2 is important when using an anode made from perforated metal or from Wire mesh, which facilitates the dissipation of heat from the electrode structure. It electrons could pass through the openings on their way from the cathode to the anode wander through and in the space outside the anode a certain amount generate free electrons; if the insulating sleeves 26 or 48 were not available, this would create a discharge between the anode and the power supply conductor for the radiator the cathode become possible. Since these wires are alternately charged negatively and positively, an intermittent one would be Discharge occur from the conductor to the anode, which could affect the anode current of the device so that a Humming noise occurs when the tube is used for radio receivers.

Claims

Patent claims:

1. Electrode structure for electrical vacuum discharge tubes with a indirectly, in particular cathode heated by alternating current, in which a lead wire for the cathode heating device is passed around the anode on its outside, which in order to enable heat dissipation is perforated, characterized in that between the lead wire, the outside the perforated anode is guided around this, on the one hand and the perforated anode on the other hand even a protection made of insulating material, in particular in the form of a tube, is provided through which the lead wire passes, so that the heating current is prevented from a "hum" caused.

2. Discharge tube according to claim 1, characterized in that the perforated Anode encloses a cathode, the heating element of which is separated from it by a free gap.

3. Electrode structure according to claim 1 or 2, characterized in that insulating bodies (26 ", 36, 37J are arranged transversely to the electrode ends of the tube, which hold the electrodes and close the ends of the tubular cathode.

4. Electrode structure according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the indirectly heated cathode a body made of thermally conductive material less thermal Has capacity.

1 sheet of drawings