DE629212C - Einrichtung zum Schutz von an Hochspannungsentladungsgefaesse o. dgl. sich anschliessenden isolierenden Rohrleitungen, insbesondere Pumpleitungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Schutz von anHoahspannungsentladungsgefäße, Glühkathodengleichrichter oder ähnliche elektrische Apparate sich anschließenden isolierenden Rohrleitungen, insbesondere Pumpleitungen.

Bei Hochspannungsentladungsröhren, deren Elektroden in einen Hochspannungskreis geschaltet sind und deren Hülle durch eine

to isolierende Rohrleitung mit der auf Erdpotential befindlichen Pumpe verbunden ist, befindet sich die Hülle in der Nähe der Verbindungsleitung in einem Zustand starker elektrischer Spannung, so daß bei einem gewissen Grade der Evakuierung der Hülle eine Gasentladung zwischen dem zu evakuierenden Gefäß und der Pumpe durch die Pumpleitung hindurch auftritt. Derartige Gasentladungen können bewirken, daß sich so starke elek-

ao irische Ladungen an den Wänden der Rohrleitung ansammeln, daß sie sich durch die Wand hindurch zur Erde entladen und zu einer dauernden Zerstörung der Wand führen. Man hat bereits versucht, diesen Ubelstand zu beseitigen. Es kann z.B. die Gefahr eines Durchschlagens der Wand herabgesetzt werden, wenn die Verbindungsleitung zwischen Hülle und Pumpe so lang gemacht wird, daß die elektrische Beanspruchung der Wand der Verbindungsleitung klein ist gegenüber der elektrischen Festigkeit des Entladungsweges durch die Wand der Leitung hindurch zur Erde hin. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Dicke der Wand zu erhöhen oder die Leitung in öl oder ein "anderes Isoliermaterial zu tauchen.

Die Gefahr des Durchschlagens der Wand der Leitung kann nach einem weiteren Vorschlag auch dadurch verringert werden, daß in die Rohrleitung ein oder mehrere Elektrodenpaare eingebracht werden, von denen eine Elektrode auf das Potential des Hochspannungsgefäßes, die andere Elektrode auf das Potential der Pumpe bzw. auf Erdpotential gebracht ist.

Gemäß der Erfindung werden nun derartige Einrichtungen dadurch verbessert und auch für den Gebrauch höchster Spannungen geeignet gemacht, daß die Wand der Rohrleitung in ihrer Form dem Kraftlinienverlauf zwischen den Elektroden des Elektrodenpaares angepaßt ist, die Enden der Elektroden sich nach außen erweitern oder wulstförmig gestaltet sind und die Verbindungsstellen zwischen der isolierenden Rohrleitung und dem Hochspannungsgefäß mit elektrischen Schutzschirmen versehen sind. Bei einer solchen Anordnung kann die elektrische Spannung

zwischen den Elektroden beliebig steigen, ohne daß die Wand der Verbindungsleitung gefährdet ist, da der elektrische Zug immer im wesentlichen tangential zur Oberfläche der Leitung verläuft.

Es ist zwar in der Hochspannungstechnik an sich allgemein bekannt, Isolierteile in der Umgebung von Hochspannung führenden Leitern oder Elektroden in ihrer Form dem ίο in der Umgebung der Leiter sich ausbildenden Feld anzupassen, doch genügt diese Maßnahme allein im vorliegenden Falle nicht.

Der Erfindungsgedanke kann auch in etwas veränderter Form verwirklicht werden, indem mehrere Paare von Elektroden zwischen dem Entladungsgefäß und der Pumpeinrichtung einander gegenübergestellt werden, in der Weise, daß die Potentialdifferenz zwischen Gefäß und Pumpe entsprechend der ao Zahl der Elektrodenpaare unterteilt wird. Bei einer solchen Ausführungsform treten selbst bei, ganz hohen Spannungen keinerlei Gasentladungen mehr auf.

Da eine der Elektroden in der Verbindungsleitüng mit einer der Elektroden des Entladungsgefäßes, z. B. der Anode, verbunden ist, ist die vorgesehene Abschirmvorrichtung erforderlich, um die elektrische Spannung in der Nähe der Verbindungsstelle zu verteilen.

Soll z. B. eine Kette von Entladungsgefäßen, z. B. von Glühkathodengleichrichtern, evakuiert werden, so kann die Verbindungsleitung mit der Pumpe an das eine Ende der Kette von Entladungsgefäßen angeschlossen werden, oder es kann auch die Verbindungsleitung mittels eines T-fÖrmigen Zwischenteiles von einem zwischen den Entladungsgefäßen liegenden Punkt, abgezweigt werden.

Die Erfindung soll an Hand der Zeichnung näher erläutert werden.

Abb. ι zeigt die Anwendung der Erfindung bei einer einzigen Entladungsrohre, . Abb. 2 die Entladung bei einer Kette von zwei Entladungsgefäßen, die von dem einen Ende der Kette aus evakuiert werden,

Abb. 3 die Anwendung bei zwei Entladüngsgefäßen, die von einem zwischen . den Gefäßen liegenden Punkt aus evakuiert werden. Abb. 4 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung bei einem einzigen Entladungsgefäß. .

. In Abb. ι bedeutet 1 ein elektrisches Entladungsgefäß, 2. B. eine Röntgenröhre,' bestehend aus einer Kathode 2 . und einer Anode 3, welch letztere in einem Ansatz 4 des Gefäßes" .angeordnet, ist. Der Ansatz 4 ist so ausgebildet, daß er an seinem unteren Ende evakuiert werden kann. Zu diesem Zweck ist eine Rohrleitung 5 aus geeignetem Isoliermaterial zwischen das untere Ende des Ansatzes 4 und das Eingangsrohr der bei 6 angedeuteten Vakuumpumpe geschaltet. Die Rohrleitung 5 ist mit dem Ansatz 4 und der Pumpe 6 durch geeignete Flansche 7 verbunden.

Von dem Leiter 8 der Elektrode 3 geht nun ein Leiter 9 aus, der die Fo'rm eines Metallstabes oder -rohres besitzt und mit dem Leiter 8 elektrisch verbunden ist. Der Leiter 9 reicht, wie ersichtlich, in die Rohrleitung 5 hinein und läuft in einen kugelförmigen Teil 10 aus.

Dem Leiter 9 gegenüber befindet sich in geeigneter Entfernung ein gleicher Leiter 11, der an seinem nach dem Leiter 9 zu liegenden Ende ebenfalls kugelförmig ausgebildet ist. Das andere Ende des Leiters 11 reicht bis zum Pumpkörper 6 und ist elektrisch mit ihm verbunden. Der Leiter 9 stellt die eine Elektrode der Rohrleitung dar, die durch ihre Verbindung mit dem durch den Ansatz 4 reichenden .Leiter 8 das Potential der Elektrode 3 annimmt. Der Leiter 11 bildet die andere Elektrode für die Rohrleitung, die das Potential der Pumpe, d. h. also Erdpotential, annimmt.

Der Abstand der Enden 10 und 12 der Elektroden 9 und 11 der Rohrleitung richten sich nach der Spannung, mit der das Entladungsgefäß ι betrieben wird, und außerdem nach dem Grade des Vakuums, das erreicht werden soll. Keinesfalls sollte der Abstand zwischen den Enden .10 und 12 größer sein als die- mittlere freie Weglänge der Moleküle des in der Rohrleitung verbleibenden Restgases.

Wie ersichtlich, ist die Rohrleitung 5 ausgebaucht, so daß ihre Wand an der Stelle, wo sich die Elektroden 9 und 11 gegenüberstehen, im wesentlichen den von den Elektroden ausgehenden elektrischen Kraftlinien folgt. ■ '

An der Verbindungsstelle zwischen Gefaß ι und Pumpenleitung 5 ist ein elektrischer Schirm 13 bekannter Form angebracht, der dazu dient, den elektrischen Spannungszustand, der sonst an dieser Stelle auftreten würde, aufzuheben.

Abb. 2 zeigt eine Kette von zwei Entladungsgefäßen 20 und 21, die durch eine Leitung -23 mit der Pumpe 22 verbunden sind. Die Entladungsgefäße 20 und 21, die als Glühkathodengleichrichter dargestellt sind, besitzen Anoden 24 und Kathoden 25. Die beiden Entladungsgefäße stehen durch ihre Hüllen 26 in kommunizierender Verbindung. Die Hülle 26 der Rohre 21 ihrerseits steht mit der Pumpe 22 durch die Pumpleitung 23 in Verbindung, die erfindungsgemäß· mit Elektroden'9-und xi versehen ist und an den

Stellen, die den Elektroden gegenüberliegen, ausgebaucht ist, wie bereits im Zusammenhang mit Abb. ι beschrieben ist. Die Elektrode 9 ist mit der Elektrode 24 der Röhre 21 elektrisch verbunden, während die Elektrode 11 an den Pumpkörper 22 angeschlossen ist. Die Elektrode 9 nimmt daher das Potential der Elektrode 24 des Entladungsgefäßes, die Elektrode 11 dagegen das Poten- tial der Pumpe an.

An den Verbindungsstellen der Entladungsröhren 20 und 21 einerseits und den Verbindungsstellen der Röhre 21 und der Pumpleitung andererseits sind Schirme angebracht, um diese Stellen vor einer elektrischen Beanspruchung zu schützen.

Abb. 3 zeigt eine Kette von zwei Entladungsröhren 31 und 32, die an einer Stelle zwischen den beiden Röhren evakuiert werden. Wie ersichtlich, stehen die Hüllen 33 und 34 der beiden Röhren in Verbindung miteinander und mit der Leitung 35, die von der Art ist, wie sie im Zusammenhang mit Abb. ι beschrieben ist. Diese Leitung führt zur Pumpe 36 und besitzt bei 37 ein T-förmiges Verbindungsstück. Von den Elektroden 9 und 11 in der Pumpleitung 35 steht die Elektrode 9 mit der Elektrode 38 der Röhre 32 in elektrischer Verbindung, so daß sie deren Potential annimmt, während die Elektrode 11 mit der Pumpe verbunden ist. An der Stelle, wo sich die Elektroden gegenüberstehen, ist die Wand der Pumpleitung entsprechend den sich zwischen den Elektroden ausbildenden elektrischen Feldlinien ausgebaucht. Elektrische Schirme 27 schützen die Verbindungsstellen 37.

Abb. 4 zeigt ein Entladungsgefäß mit Anode 41 und Kathode 42, dessen Hülle 43 mit dem Eingangsrohr der Vakuumpumpe 44 durch zwei aneinandergereihte Leitungen 45 und 46 verbunden ist. Die Leitungen 45 und 46 besitzen je ein Paar einander gegenüberstehender Elektroden und sind so ausgebildet, daß sie dem sich zwischen den Elektroden ausbildenden elektrischen Felde folgen, wie dies im Zusammenhang mit Abb. ι beschrieben ist. Die Anordnung weicht jedoch insofern ab, als die Paare von Elektroden 47 und 48 aus Röhren bestehen, die an ihren Enden wulstförmig auslaufen. Die in der Leitung 45 untergebrachte Elektrode 47 steht mit der Elektrode 4.1 der Röhre 40 in Verbindung. Die andere Elektrode in der Leitung 45, nämlich 48, ist mit der Elektrode 47 in der Leitung 46 verbunden, deren andere Elektrode 48 an die Pumpe 44 angeschlossen ist. Die beiden Paare von 47 und 48 liegen also in Reihe zwischen Röhre 40 und Pumpe 44, so daß also die Spannungsdifferenz zwischen Röhre und Pumpe. entsprechend unterteilt ist. Die Verbindungsstellen zwischen Röhre 40 und Leitung 45 und zwischen den beiden Leitungen selbst sind wiederum durch elektrische Schirme geschützt.

Die Erfindung ist nicht auf elektrische Entladungsgefäße, die zu evakuieren sind, beschränkt, sondern bei allen Hochspannungsapparaten, deren Hülle mit einer Vakuumpumpe in Verbindung steht, anzuwenden.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Schutz von an Hochspannungsentladungsgefäße o. dgl. sich anschließenden isolierenden Rohrleitungen, insbesondere Pumpleitungen, unter Verwendung eines in die Rohrleitung eingebrachten Elektrodenpaares, von denen eine Elektrode auf das Potential des Hochspannungsgefäßes, die andere Elektrode auf das Potential der Pumpe bzw. auf Erdpotential gebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand der Rohrleitung in ihrer Form dem Kraftlinienverlauf zwischen den Elektroden des Elektrodenpaares angepaßt ist, die Enden der Elektroden sich nach außen erweitern oder wulstförmig gestal- _eo tet sind und die Verbindungsstellen zwischen der isolierenden Rohrleitung und dem Hochspannungsgefäß mit. elektrischen

. Schutzschirmen versehen sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Rohrleitung mehrere in Reihe geschaltete Elektrodenpaare eingefügt sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen