DE571709C

DE571709C - Arrangement for eddy current heating of materials, especially materials with poor electrical conductivity, in discharge vessels

Info

Publication number: DE571709C
Application number: DEL71880D
Authority: DE
Original assignee: BERNHARD LOEWE DR
Current assignee: BERNHARD LOEWE DR
Priority date: 1928-05-12
Filing date: 1928-05-13
Publication date: 1933-03-04

Description

Anordnung zur Wirbelstromerhitzung von Stoffen, insbesondere von Stoffen mit schlechter elektrischer Leitfähigkeit, in Entladungsgefäßen Die Erfindung bezieht sich -auf eine Anordnung, um in Vakuumröhren Stoffe zu zerstäuben, und zwar ist es möglich, mit der erfindungsgemäßen Anordnung Stoffe sowohl beim Herstellungsverfahren der Röhre zu verdampfen als auch später, falls während des Betriebes oder Inbetriebnahme der Röhre eine Verdampfung erforderlich sein sollte.Arrangement for eddy current heating of these substances, in particular of materials with poor electrical conductivity, in discharge vessels The invention relates - to an arrangement to atomize in vacuum tube material, namely, it is possible to evaporate with the inventive arrangement substances both in the manufacturing process of the tube as well as later, if evaporation should be necessary during operation or commissioning of the tube.

Hierdurch unterscheidet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung von anderen bekannten Vorrichtungen, bei denen. die zu zerstäubenden Stoffe etwa auf einem Hilfsdraht angebracht werden, der vor Herstellung der Röhre so stark erhitzt wird, daß .nach Inbetriebnahme eine Fortsetzung des Zerstäubungsverfahrens nicht mehr erfolgen kann.This differs from the device according to the invention other known devices in which. the substances to be atomized about an auxiliary wire that heats up so much before the tube is manufactured becomes that .after commissioning a continuation of the atomization process not more can be done.

Es ist ferner bekannt, Stoffe in Vakuumröhren dadurch zu zerstäuben, daß man sie selbst durch Wirbelströme erhitzt. Auf diese Weise lassen sich jedoch nur Stoffe mit bestimmten Leitfähigkeiten einigermaßen wirksam zerstäuben. Wenn man die Gestalt der Stoffe obendrein so bestimmt, daß in diesen Stoffen Wirbelströme von genügender Stärke mit Hilfe eines außerhalb -der Röhre erzeugten "Feldes entstehen können, so ist - es beispielsweise möglich, Gettersubstanzen, wie Magnesium, in der Röhre durch Wirbelstromerhitzung zu verdampfen.It is also known to atomize substances in vacuum tubes by that they are heated by eddy currents. In this way, however, you can Only atomize substances with certain conductivities reasonably effectively. if one also determines the shape of the substances in such a way that eddy currents in these substances of sufficient strength with the help of a field generated outside the tube it is possible, for example, to use getter substances such as magnesium in to evaporate the tube by eddy current heating.

Falls dagegen Salze oder andere schlecht leitende bzw. nicht leitende oder elektro= lytische Stoffe verdampft, oder auch nur erhitzt werden sollen, läßt sich dies Verfahren nicht anwenden, weil in schlecht leitenden Stoffen Wirbelströme nicht ira. merklichem Maße induziert werden können. Die erfindungsgemäße Anordnung dagegen gestattet, auch schlecht leitende Stoffe innerhalb einer Röhre zu zerstäuben.If, on the other hand, salts or other poorly conductive or non-conductive ones or electro = lytic substances evaporate, or even only to be heated, leaves This method cannot be used because of the eddy currents in poorly conductive materials not ira. can be induced to a noticeable extent. The arrangement according to the invention on the other hand, it allows even poorly conductive substances to be atomized inside a tube.

Dabei ist es an sich bekannt, auf mittels Wirbelströme zu erhitzenden Leitern eine Gettersubstanz vorzusehen. Auch wurde bereits vorgeschlagen, als zu erwärmende Stoffe Reaktionsgemische zu verwenden, die in Form einer Pastille auf dem zu erhitzenden Leiter angeordnet sind. Auch den zu zerstäubenden Stoff auf einer rohrförmigen Anode anzubringen, ist an sich bekannt.It is known per se to be heated by means of eddy currents Provide ladders with a getter substance. It has also been suggested as too Warming substances to use reaction mixtures, which are in the form of a lozenge the conductor to be heated are arranged. Also the substance to be atomized on one Attaching tubular anode is known per se.

Im Gegensatz hierzu wird erfindungsgemäß den durch induzierte Wirbelströme zu erhitzenden Leitern eine solche Form gegeben, daß die Wirbelströme infolge dieser Formgebung an den bestimmten Stellen der Leiter, an welchen die zu erwärmenden Stoffe angeordnet sind, eine höhere Stromdichte als an den übrigen Punkten der Leiter erreichen, so daß an diesen vorher bestimmten Stellen eine höhere Temperatur als an den übrigen Stellen erzielt wird. Damit winderreicht, daß auch schlecht leitende Stoffe mittels Wirbelströme in einwandfreier Weise erhitzt werden. Auch bei Erhitzung von leitenden Stoffen erreicht man mit der erfindungsgemäßen Anordnung eine sichere Durchführung der Wirbelstromerhitzung, die nicht von Zufälligkeiten in der Montage usw. abhängig ist.In contrast to this, according to the invention, the eddy currents induced by to be heated conductors given such a shape that the eddy currents as a result of this Shaping at the specific points of the ladder where the materials to be heated are are arranged, achieve a higher current density than at the other points of the conductor, so that at these previously determined places a higher temperature than at the rest Posts is achieved. So that there is enough wind that also poorly conductive substances by means of Eddy currents are properly heated. Even when conductive Fabrics a reliable implementation of the eddy current heating is achieved with the arrangement according to the invention, which does not depend on randomness in assembly etc.

In möglichst unmittelbarer Nähe dieser besonders stark zu erwärmenden Stellen kann nun erfindungsgemäß der zu erwärmende Stoff angebracht werden. Wenn insbesondere der zu erwärmende Stoff ein Nichtleiter ist, ist es möglich, ihn so anzuordnen, daß er die stark zu erwärmende Stelle direkt umgibt, so daß seine Erwärmung durch Wärmeleitung erfolgen kann. Wenn er jedoch eine gewisse Leitfähigkeit besitzt, kann es sich als zweckmäßig erweisen, ihn in mäßigem Abstande von der stark erwärmbaren Stelle anzuordnen, damit nicht etwa durch die Anwesenheit dieses Stoffes die Leitung der Wirbelströme in dem stark zu erhitzenden Teil störend beeinflußt wird.As close as possible to this, which needs to be heated particularly strongly According to the invention, the substance to be heated can now be attached. if In particular, if the material to be heated is a non-conductor, it is possible to use it that way to arrange that it surrounds the area to be heated directly, so that its heating can be done by conduction. However, if it has some conductivity, it may prove useful to keep it at a moderate distance from the highly heatable Place to be arranged so that the line does not become due to the presence of this substance the eddy currents in the part to be heated is disruptively influenced.

Die erfindungsgemäße Zerstäubung von Stoffen findet in erster Linie Anwendung bei der Herstellung von hochemittierenden Kathoden. Die hier vorzugsweise zu verwendende Pastille aus Bariumoxyd und Silicium oder Ferrosilicium und Aluminium ist nämlich im, allgemeinen ein solcher Stoff von sehr geringer elektrischer Leitfähigkeit bzw. enthält solche Stoffe. Will man diesen als Pastille oder Perle auf der inneren Oberfläche der Anode durch Wirbelstromerhitzung zur Zerstäubung bringen, so ist es notwendig, daß die Anode an der Befestigungsstelle besonders stark .erwärmt wird. Erfindungsgemäß erhält nun die Anode seitlich von der Befestigungsstelle für den zu zerstäubenden Stoff zwei. Schlitze, so daß die Befestigungsstelle selbst eine Brücke darstellt für die Wirbelstrombahnen; diese werden hier auf ein kleines Flächenstück zusammengeschnürt und bewirken auf diese Weise .eine stärkere Erwärmung. -Das Wesen der Erfindung wird an einigen Ausführungsbeispielen erläutert. In Abb. i ist das in einer Vakuumröhre eingebaute Elektrodensystem, in dem insbesondere die etwa zylindrisch ausgebildete Anode i deutlich zu erkennen ist, dargestellt. Diese Anode i ist nicht längs ihres ganzen Umfanges gleichartig ausgeführt, sondexn besitzt an einer Stelle schlitzartige Einkerbungen 2, so daß nur eine schmale Brücke 3 frei bleibt. Bei Wirbelstromerhitzung, beispielsweise durch eine von außen her über den Glaskolben bzw. das Elektrodensystem gehaltene Spule, dessen Achse mit der Achse der zylindrischen Anode zusammenfällt, verlaufen die induzierten Wirbelstromlinien an dem zylindrischen Mantel der Anode i im wesentlichen in Kreislinien, die sich jedoch wegen der Schlitze 2 auf der Brücke 3 sehr stark, etwa in der dargestellten Weise, zusammendrängen, so daß an dieser Stelle eine besonders starke Erwärmung der Anode erfolgt. Es ist möglich, den erfindungsgemäß zu verdampfenden Stoff in Gestalt einer Perle auf der Brücke 3 anzuordnen. Falls dieser Stoff aus einem Nichtleiter besteht, wird die Stromleitung durch die Anwesenheit dieses Stoffes nicht wesentlich geändert, daher entsteht in der Brücke 3 dieselbe Wärmemenge, wie sie ohne Vorhandensein des Stoffes entstehen würde, jedoch wird durch den Körper 4 die in der Brücke 3 entwickelte Wärme zum Teil abgeleitet, so daß in dem Körper 4 der durch die Wärmewirkung zu erzielende E fekt eintritt.The atomization of substances according to the invention is primarily used in the production of high-emissivity cathodes. The pellet made of barium oxide and silicon or ferrosilicon and aluminum, which is preferably to be used here, is in fact generally such a substance of very low electrical conductivity or contains such substances. If you want to atomize this as a pellet or pearl on the inner surface of the anode by eddy current heating, it is necessary that the anode is heated particularly strongly at the fastening point. According to the invention, the anode now has two sides of the fastening point for the substance to be atomized. Slots so that the attachment point itself is a bridge for the eddy current paths; these are tied up here on a small piece of surface and in this way cause greater warming. The essence of the invention is explained using a few exemplary embodiments. Fig. I shows the electrode system built into a vacuum tube, in which in particular the roughly cylindrical anode i can be clearly seen. This anode i is not designed in the same way along its entire circumference, sondexn has slot-like notches 2 at one point, so that only a narrow bridge 3 remains free. When eddy current is heated, for example by a coil held from the outside over the glass bulb or the electrode system, the axis of which coincides with the axis of the cylindrical anode, the induced eddy current lines on the cylindrical shell of the anode i run essentially in circular lines, which, however, because of the Push the slots 2 on the bridge 3 very strongly together, for example in the manner shown, so that the anode is heated particularly strongly at this point. It is possible to arrange the substance to be vaporized according to the invention in the form of a pearl on the bridge 3. If this substance consists of a non-conductor, the current conduction is not significantly changed by the presence of this substance, therefore the same amount of heat is generated in the bridge 3 as would arise without the presence of the substance, but the body 4 that developed in the bridge 3 is generated by the body 4 Heat partially dissipated, so that the E to be achieved by the heat effect occurs in the body 4.

Der Körper 4 wird auf der Brücke, und zwar auf der inneren Oberfläche der Anode, befestigt und kann aus einem reaktionsfähigen Gemisch bestehen. Der durch die Wärmewirkung zu erzielende Effekt ist die Zerstäubung des Stoffes 4 zwecks Bildung einer hochemittierenden Schicht auf der Kathode 6. Das Elektrodensystem nach Abb. i wird durch das Gitter 7 vervollständigt.The body 4 is on the bridge, on the inner surface the anode, and may consist of a reactive mixture. The through the thermal effect to be achieved is the atomization of the substance 4 for the purpose of formation a highly emissive layer on the cathode 6. The electrode system according to Fig. i is completed by the grid 7.

Die Schlitze 2 in der Anode können besonders schmal gemacht werden; falls jedoch trotzdem bei besonders empfindlichen Röhren durch etwaigen Elektronenaustritt durch diese Schlitze Störungen zu erwarten sind, können sie obendrein durch nicht leitendes Material verdeckt werden; beispielsweise ist es möglich, sie in der in der Abbildung angedeuteten Weise so stark zu. machen, wie eine Glimmerplatte breit ist, und eine oder mehrere Glimmei-platten 5 in die Schlitze 2 hineinzuschieben.The slots 2 in the anode can be made particularly narrow; if, however, in the case of particularly sensitive tubes, due to any electron leakage Interferences are to be expected through these slots, and on top of that, they cannot conductive material are covered; for example, it is possible to use them in the in the way indicated in the figure. make it wide like a sheet of mica is, and push one or more Glimmei plates 5 into the slots 2.

Abb. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der ein Körper aus leitendem Material erhitzt werden soll. In diesem Falle wird es nicht zweckmäßig sein, die Perle 4 direkt auf die Brücke 3 der Anode anzubringen. Man kann vielmehr zu diesem Zweck die Brücke besonders stark verengen, um auf diese Weise eine sehr starke Erhitzung zu erzielen und den zu erwärmenden Stoff, der etwa eine schlechte, aber doch merkliche Leitfähigkeit haben mag, außerhalb der Anode über der Brücke 3 anzuordnen, so daß er mit der Anode ohne leitende Verbindung ist und auf diese Weise lediglich durch Wärmestrahlung von der Brücke 3 her erwärmt wird.Fig. 2 shows a further embodiment of the invention in which a Body made of conductive material is to be heated. In this case it won't be appropriate to attach the bead 4 directly to the bridge 3 of the anode. Man Rather, for this purpose, the bridge can be narrowed particularly sharply in order to access this Way to achieve a very strong heating and the substance to be heated, which is about may have poor but noticeable conductivity outside the anode to be arranged over the bridge 3 so that it is without a conductive connection with the anode and in this way only heated by thermal radiation from the bridge 3 will.

Der Körper 4 kann ein Stück Magnesium oder eine andere geeignete Gettersubstanz sein. Für die Zerstäubung von Gettersubstanzen eignet sich besonders eine Ausführungsform entsprechend Abb.2. Durch richtige Dimensionierung der Gettersubstanz 4. 'und durch Anordnung in richtigem Abstande von der Anode 2 kann erreicht werden, daß bei der Herstellung der Röhre die Zerstäubung des Magnesiums erst nach Entgasung der Metallteile erfolgt.The body 4 can be a piece of magnesium or some other suitable getter substance be. One embodiment is particularly suitable for atomizing getter substances according to Fig.2. By correctly dimensioning the getter substance 4. 'and through Arranged at the right distance from the anode 2 can be reached that in the manufacture of the tube the atomization of the magnesium only after degassing the metal parts takes place.

Während die erfindungsgemäße Anordnung nach Abb.2 vorzüglich für die Zerstäubung einer Gettersubstanz in Frage kommt, eignet sich eine Anordnung nach Abb-. i in erster Linie für die Herstellung * einer Hochemissionskathode. Es steht aber nichts im Wege, auch direkt auf der äußeren Oberfläche der Anode den als Gettersubstanz zu zerstäubenden Stoff anzubringen. Ferner können auch bei dem Ausführungsbeispiel von Abb. 2 " in den Schlitz 2 Glimmerstreifen 5 gelegt werden.While the arrangement according to the invention according to Fig.2 is excellent for the If atomization of a getter substance comes into question, an arrangement is suitable Fig-. i primarily for the production * of a high-emission cathode. It stands but nothing in the way, also directly on the outer surface of the anode as a getter substance to attach the substance to be atomized. Furthermore, in the embodiment of Fig. 2 "2 mica strips 5 are placed in the slot.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Arrangement for eddy current heating of substances, especially of substances with poor electrical conductivity, in discharge vessels, characterized in that these substances are placed in the discharge vessels in a manner known per se arranged conductors to be heated through the eddy currents are attached, and that these conductors are given such a shape that the eddy currents as a result of them Shaping at the specific points of the ladder where the materials to be heated are are arranged, achieve a higher current density than at the other points of the conductor, so that at these previously determined places a higher temperature than at the rest Posts is achieved.

2. Arrangement according to claim i, characterized in that the substances to be heated, arranged at the points of higher temperature, atomizing substances are.

3. Arrangement according to claim 2, characterized in that the to be heated Substance from a reactive mixture for the production of an emitting layer, in particular of alkaline earth oxide and a reducing substance, for example barium oxide with silicon, ferro-silicon or aluminum.

4. Arrangement according to claim 3, characterized in that a reaction mixture is used whose reaction temperature not far below the melting point or evaporation point of the metallic conductor lies on which the substance is in the form of a lozenge or a similar shape is attached.

5. Arrangement according to claim 2 to 4, characterized in that the substance to be atomized is attached to a tubular anode.

6. Arrangement according to claim i to 5, in particular according to claim 5, characterized in that the point of the anode that is to be heated and provided with the substance to be atomized is arranged along a surface line with a weakened cross section.

7. Arrangement according to claim 6, characterized in that the substance is in the middle of a surface line is attached - along which the anode from both edges more or less is slit wide. B. Arrangement according to claim 7, characterized in that the Slots in the anode cylinder with insulation material, e.g. B. mica plates, closed are.