DE746926C - Hochvakuumgleichrichterroehre fuer Hochspannungen - Google Patents

Description

• Hochvakuumgleichrichterröhre für Hochspannungen Der Bau von verläßlich wirkenden Gleichrichterröhren fürhohe Spannungen bietet erheblichetechnischeSchwierigkeiten. Vorallem tritt das Problem der Rückstromsdcherhei , welches auch bei Röhren für niedrige Spannungen eine große Rolle spielt, hierbei besonders in; den Vordergrund. Infolge :der hohen Betriebsspannung muß die Durchschlagsspannung in der Sperrphase sehr hohe Werte b@esitzen, was nur schwer zu erreichen ist, :da infolge der hohen Spannung in der Sperrphasie leicht autoelektronische Emission an der Anode auftritt.
• Die Erfindung betrifft nun eine Hoch-Vakuuangleichrichterröhre für hohe Spannungen, welche eine großeSicherheit gegenRückstrom besitzt und dabei in einfacher Weise hergestellt werden kann. Bei :einer solchen Hochvakuum#gleiahrchterrö`hre für Hochspannungen mit einer durch einen metallischen Innenbelag gebildeten Anode und einem auf der .Außenseite des Vakuumgefäßes an gleicher .Stelle wie der Anodenbeliag an!geordneten leitenden Überzug ist gemäß der Erfindung der leitende A.ußenhelag derart angebracht, daß er dien :durch Aufdampfen eines Met.alles von hoher Elektronenaustrittsarbeit hergestellten Anodenbelag nicht nur völlig deckt, sondern auch über alle mit dem Anodenmaterial bedeckten Stellen der Innenwand hinausragt.
• Röhren, bei welchen :ein Innen- und ein Außenbelag vorgesehen ist, sind zwar schon bekanntgeworden. Es handelt sich jedoch dabei um Röntgenröhren, bei welchen der Innenüberzug der Röhrenwandung nicht als Anode dient. Die Belegungen der Wand dienen zur Erhöhung :der Spannungsfestigkeit. Auch zu einem anderen Zwecke hat man bereits gleichzeitig Innen- und Außenbeläge auf der Gefäßwand angebracht, und zwar um di.eAbfuhr der in .der Röhre erzeugtenWärme zu verbessern. Für die Erfindung ist es zum Unterschied von diesen bekannten Röhren wesentlich, d'aß der Innenbelag der Gefäßwand als Anode dient, .durch Aufdampfen hergestellt ist und aus einem Metall von hoher Elektronenaustrictsarbeit besteht. Ferner ist für das verläßl.iahe Arbeiten der Röhre Bedingung, daß der leitende Außenbelag :den inneren Anodenbelag überragt, d. h. über alle diejenigen Stellen der Innenwand hinausragt, die mit Anodenmaterial bedeckt sind. Es hat sich nämlich gezeigt, daß der leitende Außenbelag seine Funktion, nämlich die Verhinderung der Auslösung von Autoelektronen an der Ano 1e, nur dann vollkommen ausübt, wenn er auch die Randgebiete der Anode überdeckt. Gerade bei einem aufgedampften Anod'enbelag, welcher eine glatte homogene Oberfläche besitzt, die bezüglich der Verhinderung von Rückströmen sich als günstig erwiesen hat, hat es sich gezeigt, daß von den Randgebieten der Anode leicht Rückströme ausgehen könneil, wenn nicht der leitende Außenbelag alle d:e Gebiete der Innenwand, an welchen sich Teilchen des Anodenmaterials befinden können, völlig überdeckt. Die guten Betriebseigenschaften einer Röhre nach der Erfindung sind also auf eine Vereinigung der angefiilirt°n Merkmale zurückzuführen. Hält man alle die angegebenen Bedingungen ein, dann besitzt die Röhre eine sehr hohe Rückstromsicherheit, welche ohne Aufwand komplizierter technischer >Mittel erzielt wird.
• Als Anodenmetall kommen in erster Linie ILupfer, Silber, Eisen und Nickel in Frage, also Metalle, welche eine verhältnismäßig hehe Austrittsarbeit besitzen. Die leitende Deckschicht all der Außenwand des Gefäßes kann etwa aus Graphit bestehen. Der großflächigenAno.de gegenüber steht eine Kathode, welche entweder eine Glühkathode oder auch eine kalte Kathode sein kann.
• Die Herstellung des als Anode wirkenden Metallbelages an der Innenwand des Entladungsgefäßes kann auf verschiedene Weise erfolgen. Wird als Kathode etwa e@in-wendelförmiger Glühkörper verwendet, dann w=ird z-B. ein Stück des Anodenmetalls in d'eWenc e1 eiligeschoben o1r ein Draht aus dein Anodennieta.l.l um den Glühdraht der Kathode gew=ickelt und durch Erhitzen des Glühfadens zum Verdampfen -,-bracht. Durch Anordnung eines geeigneten Schirmes wird dafür gesorgt, daß das verdampfte Metall nur einen Teil der Glaswand bedeckt. Man kann einen Teil des Anodenmetalls zur Verdampfung bringen, während das Gefäß noch an die Pumpe angeschlossen ist, und den Rest erst nach vollkommener Evahuierting des Gefäßes verdampfen, was sich für die Erzeugung eines guten Vakumns als sehr vorteilhaft erwiesen hat.
• Durch den metallischen Anodenbelag, welcher vorzugsweise durch Verdampfen auf die Glaswand aufgebracht wird, wird das schon bestellende hohe Vakuum noch weiter verbessert, da durch die Verdampfung ,des Metalls eine sehr gute Getterung erzielt wird. Besonders Kupfer hat sich für diesen Zweck sehr bewährt; aber auch aus anderen Metallen, wie Eisen, Nickel, Silber u. dgl.. lassen sieb gute Anodenbeläge herstellen. Wesentlich ist es, daß solche Metalle verwendet werden, welch; eine verhältnismäßig holte Austrittsarbeit 1>esitzen, damit die Auslösung von Elektrone; an der Anode erschwert wird. Die Ausbildung der Anode als Wandbelag auf der glatten Glasoberfläche ermöglicht de Vermeidung jeglicher scharfer Kanten und Spitzele, wie dies auch durch feinstes Polieren nicht erreiche werden könnte, wenn Elektroden aus massivem Metall Anwendung finden. Es ist daher die . sog. Autoelektronenemission, welche durch das Vorhandensein von Spitzen und scharfen Kanten sehr begünstigt wird, bei dem Entladungsgefäß nach der Erfindung vermieden.
• Die Aufgabe des leitenden Außenbelages, der erfindungsg,2inäß über die Grenze des Anodenbelages hinausreicht, bestellt darin, die Feldstärke all dieser Grenze herabzusetzen und dadurch eine Autoelektronenemission längs der Grenzlinie des Metallbelages zii erschweren. Der Außenbelag wird auf einem geeigneten Potential, vorzugsweise auf positivem Potential, gehalten. Ferner wird durch ihn das Auftreten von Wandladungen an der Glasaußenfläche verhindert und ein Umgreifen der Kraftlinien von dein Anodenbelag; zur Kathode und ihre Zuleitungen und die damit zusammenhängende Durchschlagsgefahr vermieden. Es ist ferner vorteilhaft, den leitenden Belag der Außenwand -selbst nicht mit einem scharfen Rand abzuschließen, sondern dein Absch.luß in geeigneter Weise eine Rundung zu geben. Das kann beispielsweise so geschehen, daß male den Belag mit einem in das Gefäß gelegten Sprühring abschließt, welcher selbst noch. mit der leitenden Schicht bedeckt ist. Durch das Zusammenwirken aller dieser genannten Anordnungen erhält man einen hohen Grad der Betriebssicherheit.
• Eine Röhre nach der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Das Glasgefäß i besitzt einen langen, rolirförnii1gell Ansatz 2, was -zur Vermeidung äußerer Überschläge vorteilhaft ist. Der aufgedampfte Metallbelag, welcher die Anode bildet und aus einem Metall von hoher Elektronenaustrittsarbeit besteht, ist mit d., der Außenbelag des Glasgefäßes mit 5 bezeichnet. Der Außenbelag kann durch eilten Sprühring aus Metall oder ol>erflächlich leitend gemachtem Glas begrenzt sein, welcher gleichfalls metallisiert oder mit einer Graphitemulsion bestrichen ist. Innerhalb der Kathode 3 ist durch die gestrichelte Linie ein Metallstab 7 angedeutet, welcher zur Herstellung des Anodenbelages dient. Durch den Schirm 8 wird dafür gesorgt; daß das verdampfende :Metall nur innerhalb des durch die strichpunktierte Linie angedeuteten Raümw-inkels auf die Gefäßwand gelangen kann und somit der Anodenbelag mir auf einem bestimmten Teil der Röhre entstellt. Die An-or:initll,:; kann so getroffen werden, daß der aus Metall oder Glimmer bestehende Schirm. 8 nach Fertigstellung der Röhre entlang .der Kathodenzuführungen 6 in den Kathodenfuß zurückgezogen wird.
• Die Anodenzuführung 9 ist innerhalb eines konischen Gefäßansatzes 1o untergebracht. Um die Einschmelzstelle herum ist ein Belag i i aus Aquadag angebracht, welcher seinerseits wieder von dem aufgedampften Anodenbela9 q. bedeckt ist.

Claims (3)

1. PATENTANSPR.LICHE: i. Hochvakuumgleichrichterröhre für Hochspannungen, mit einer ,durch einen metallischen Innenbelag gebildeten Anode und einem auf der Außenseite des Vakuumgefäßes an gleicher Stelle wie der Anodenbelag angeordneten 1@eitendenÜberzug, dadurch gekennzeichnet, daß der leitende Außenbelag die Fläche des durch Aufdampfen eines Metalls von hoher Elektronenaustrittsarbeit hergestellten Anodenbelags nicht nur völlig deckt, sondern auch über alle in:t dem Anodenmaterial bedeckten Stellen der Innenwand hinausragt.
2. 2. Hochvakuumglei@chrIchterröhre nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der leitende Außenbelag durch einen Sprühring abgeschlossen ist.
3. 3. Hochvakuumgleichrichterröhre nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sprühring aus einem um das Gefäß ' gelegten Metallring oder oberflächlich leitend gemachten Ring aus Isoliermaterial besteht. q.. Hochvakuumgleichrlchterröhre nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Elektronenbahn zwischen Anode und Kathode ein vorzugsweise. konischer, die Elektronen zerstreuender Schirmangeordnet ist. Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: deutsche Patentschrift ...... Nr. 618 986; österreichische.Patentsclriften - 89759, 99 571; französische - - 571 112, 772 658; USA.-Patentschrift ........ - z 000 673; Espe und Knoll, Werkstoffkunde der Hochvakuumtechnik, 19,36, Berlin, S. 186 und 187. `