CH240305A - Discharge tube with mercury cathode. - Google Patents

Discharge tube with mercury cathode.

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CH240305A
CH240305A CH240305DA CH240305A CH 240305 A CH240305 A CH 240305A CH 240305D A CH240305D A CH 240305DA CH 240305 A CH240305 A CH 240305A
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CH
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mercury
pins
ignition
discharge tube
cathode
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Gloeilampenfabrieken N Philips
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Philips Nv
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    • H01J2893/0073Discharge tubes with liquid poolcathodes; constructional details
    • H01J2893/0074Cathodic cups; Screens; Reflectors; Filters; Windows; Protection against mercury deposition; Returning condensed electrode material to the cathodic cup; Liquid electrode level control
    • H01J2893/0087Igniting means; Cathode spot maintaining or extinguishing means

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  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)

Description

  

  Entladungsröhre mit     Quecksilberkathode.       Die Erfindung betrifft eine Entladungs  röhre mit einer Quecksilberkathode und einer       Zündvorrichtung,    die fähig ist, die Röhre zu  schnell aufeinanderfolgenden Zeitpunkten zu  zünden und die     mindestens        einen    auf der  Quecksilberkathode schwimmenden Körper  aufweist, der mehrere gegen das Quecksilber  isolierte Zündelektroden trägt.  



  Es sind schon schwimmende Zündvorrich  tungen bekannt, bei denen eine Zündelektrode  hohen Widerstandes teilweise     in    das Ka  thodenquecksilber eintaucht. Es ist wichtig zu  bewirken, dass die Zündelektrode stets     bis    zur  gleichen Tiefe in das Quecksilber eingetaucht  ist.

   Diese Zündvorrichtung hat jedoch den  Nachteil, dass die     Zündelektrode    hohen Wider  standes dadurch bedingt eine beschränkte Le  bensdauer hat,     da;ss    der     Kathodenfleck    leicht  die Zündelektrode angreifen kann.     Infolge    des       Angriffes    kann sich auch der Widerstand der       Zündelektrode    ändern, was, ähnlich wie ge  gebenenfalls während des Betriebes entstan  dene Verunreinigungen, die Zuverlässigkeit    der Zündvorrichtung schädlich beeinflussen  kann.  



  Bei der Entladungsröhre nach der     Erfin-          dung    bestehen die     Zündelektroden    aus Stiften,  deren Spitzen sich dicht oberhalb der     Queck    ;       silberoberfläche    befinden. Die Stifte können  alle an eine     einzige        Spannungsquelle    oder  auch     in.    verschiedenen Gruppen an verschie  dene     Spannungsquellen    angeschlossen werden.

    Beim Anlegen hoher     Spannungen    an die  Stifte im gewünschten Augenblick der Zün  dung wird letztere dadurch     eingeleitet,    dass  infolge elektrostatischer     Anziehung    des Queck  silbers nach den     Stiften,    bei     genügend    kurzer  Entfernung, vielleicht infolge kalter Emission  des     Quecksilbers,    ein Bogen gebildet wird.  



  Sind die Stifte aus Metall oder Kohle  hergestellt, so können sie mit geeigneten Vor  schaltwiderständen oder vorgeschalteten Kon  densatoren versehen sein.  



  Die     Stifte    können auch ganz oder teilweise  aus Werkstoff hohen Widerstandes herge  stellt sein, wobei sich die     Anwendung    von           Vorschaltwiderständen    erübrigt. Hat jeder  Stift eine eigene Spannungsquelle, so können  auch, wenn die Stifte aus Metall oder Kohle  hergestellt sind, die     Vorschaltwiderstände     in Wegfall kommen.  



  Es ist von grossem Interesse, die Zahl der  Stifte nicht zu klein zu bemessen, da es sich  bei einer kleinen Anzahl von Stiften leicht  ereignen kann, dass infolge der von der An  wesenheit des Kathodenfleckes herbeigeführ  ten     Wellung    der Quecksilberoberfläche alle  Stifte zugleich und während längerer Zeit mit  dem Quecksilber in Berührung sind. Die  Röhre kann in diesem Falle während dieser  Zeit nicht gezündet werden, weil zwischen  keinem einzigen der Stifte und dem Queck  silber ein Bogen gebildet werden kann. Dies  ist besonders bei Gleichrichtern und andern  Röhren ein     NTachteil,    die in schnell     aufeinan-          derfolgenden    Zeitpunkten gezündet werden  müssen.  



  Wird die Zahl der Stifte nun aber gross  genug genommen, so wird es immer mehrere  Stifte geben, die keinen Kontakt mit dem  Quecksilber haben und folglich beim Anlegen  der Spannungen an die     Stifte    die Zündung  einleiten können. Von den     Vorscha.ltwider-          ständen    der mit dem Quecksilber in     Berührung     befindlichen Stifte werden die den Spannungs  quellen entnommenen Ströme begrenzt, so dass  die Spannung auf den nicht mit dem Queck  silber in Berührung stehenden Stiften noch  genügt, um die Zündung einzuleiten.  



  Eine besonders vorteilhafte Ausführungs  form der Erfindung besteht darin,     da.ss    die       Stiftspitze    aus einem Werkstoff höheren Wi  derstandes besteht als der übrige     Stiftteil,    der       gegen    die Quecksilberkathode zu gekrümmte  Dornen aufweist, deren Spitzen einen Abstand  von der Quecksilberoberfläche haben, der  praktisch doppelt so gross ist wie der der  Stiftspitze.  



  Wie bei jeder Zündvorrichtung mit hoher  Spannung soll dafür Sorge getragen werden,       dass    die angelegte Spannung eine steile Wel  lenfront hat, so dass der Zeitpunkt der Zün  dung genau festliegt.    Der Erfindungsgegenstand ist in der bei  liegenden Zeichnung in einigen beispiels  leisen Ausführungsformen dargestellt, und  zwar zeigt:

         Fig.    la und     1u    einen senkrechten     Schnitt     durch     bezw.    eine Draufsicht auf eine Zünd  vorrichtung,       Fig.    2 eine Ausführungsform, bei welcher  die Stifte teilweise aus Werkstoff hohen Wi  derstandes hergestellt sind,       Fig.    3 eine Ausführungsform, bei welcher  der Schwimmkörper als     Kathodenfleckanker     wirksam ist und       Fig.    4 eine Schaltung, die eine Ent  ladungsröhre mit Zündvorrichtung enthält.

    In     Fig.    la und     1b    bezeichnet 1 die Wand  des Entladungsgefässes, das in diesem Falle  aus einem Isoliermaterial, zum Beispiel Glas,  besteht: 2 bezeichnet das Kathodenquecksilber.  auf dem sich ein     Schwimmer    3 befindet. In  diesem beispielsweise aus Metall bestehenden  Schwimmer ist eine kleine Scheibe aus Isolier  material 4 angebracht, in der die     Zündstifte    5  montiert sind. Diese Zündstifte, im vorliegen  den Fall neun Stück, sind mit je einem Vor  schaltwiderstand 7 versehen     und    sind in drei  Gruppen von je drei durch die     geschmeidigen     Zuführungsdrähte 6 mit den Spannungsquel  len 8 verbunden.

   Am Schwimmer 3 ist ein  Ringelchen 9 befestigt, das längs eines an der  Wand des Gefässes befestigten Stiftes 10 glei  ten kann, so dass praktisch nur senkrechte Be  wegungen des Schwimmers möglich sind. Sind  die Drähte 6 hinreichend starr, so können die  Teile 9 und 10 auch fortgelassen werden.  



  Im gewünschten Moment der Zündung  werden mittels der Spannungsquellen 8 hohe       Spannungen    an die Zündstifte 5 gelegt. Durch  elektrostatische Anziehung wird das Queck  silber     aufgehoben,    wobei zwischen den Stif  ten und dem Quecksilber Bogen gebildet wer  den, welche die Zündung der Röhre einleiten.  



  Sind die Stifte 5 nicht ganz aus Metall  hergestellt, so können die Widerstände 7 auch  fortgelassen werden. Sind starke Wellenbewe  gungen des Quecksilbers zu erwarten, so kann  es zweckdienlich sein, die Stifte, die mit der  gleichen Spannungsquelle verbunden werden,      in verschiedenem Abstand von der Queck  silberoberfläche anzubringen und nur die dem  Quecksilber zunächst befindlichen Stifte ganz  oder teilweise aus Werkstoff hohen Wider  standes herzustellen oder mit     einem        Vorschalt-          widerstand    zu versehen.  



  In     Fig.    2 sind die den     Fig.    1a und     1b     entsprechenden Teile mit den     gleichen.    Bezugs  zeichen versehen. Die Stifte 5, von welchen  der Einfachheit halber nur einer dargestellt ist,  haben hier eine Spitze 11 aus Material hohen  Widerstandes. Der Stift ist nun ohne Vor  schaltwiderstandes an die Spannungsquelle 8  angeschlossen. Der übrige Stiftteil, der     aus     Metall besteht, ist mit gegen die Quecksilber  kathode zu gekrümmten Dornen 13 versehen.  Der Abstand der Dornspitzen von der Queck  silberoberfläche     ist    praktisch zweimal so gross  wie der     Abstand    der Spitze 11 von der  Quecksilberoberfläche.

   Gelangt die Spitze 11  durch     Wellung    des Quecksilbers hiermit in  Kontakt mit letzterem, so kann, wenn die  von der Spannungsquelle 8 gelieferte Span  nung ausreichend hoch ist, und ihr innerer  Widerstand hinreichend klein im Verhältnis  zum Widerstand der Spitze 11 ist, ein Bogen  zwischen den metallenen Dornen des     Stiftes    5  und dem Quecksilber     gebildet    werden. Die  senkrechten Bewegungen des     Schwimmers          sind    in diesem Falle dadurch möglich, dass der  starre Zuführungsdraht 6 zwei Gelenkpunkte  12 hat. Diese Art der Befestigung ist beson  ders vorteilhaft bei Röhren in ortsbeweglichen  Anlagen, die nicht immer genau in senkrech  ter Lage benutzt werden.  



  In     Fig.    3a und     3b    ist ein Schwimmkörper  dargestellt, dessen Rand 14 vom Quecksilber  benetzt wird, so dass sich der Kathodenfleck  leicht an ihm festsetzen kann. Die Arme 15  sind an einem Ring 16 befestigt, der über  einen Ansatz 17 des Bodens des Entladungs  gefässes gleiten kann, so dass auch hier der  Schwimmer so gut wie nur senkrechte Bewe  gungen vollführen kann.  



  Bei den drei vorstehend beschriebenen       Ausführungsbeispielen    ist jeweils nur     ein     Schwimmer mit einer verhältnismässig gerin  gen Anzahl von     Stifte        dargestellt.    Es ist    ersichtlich, dass mehrere Schwimmer     mit    be  liebigen     Anzahlen    von Stiften angewendet  werden können. Zweckmässig werden nicht  weniger als 20 Stifte benutzt.  



       In        Fig.    4     ist    die     Zündvorrichtung    4 der  Entladungsröhre 1 an die     Sekundärwicklung     14 des Transformators 12 angeschlossen. Die       Primärwicklung    13 wird von einem Strom  durchflossen, der von der Batterie 20 geliefert  wird.

   Durch     Unterbrechung    dieses Stromes  vermittels des vom Kondensator 23 überbrück  ten Kontaktes 21 wird in der Sekundärwick  lung     eine    hohe     Spannung    erzeugt, die der  Zündvorrichtung 4 zugeführt     wird.    Die Schal  tung kann natürlich auch so     eingerichtet    wer  den, dass sich die erwünschte     Spannung    durch  das Schliessen des Stromes in der     Primär-          wicklung    ergibt.

   Wird die Röhre 1 als Gleich  richter verwendet, so kann die Unterbrechung  des Kontaktes 21 beispielsweise mittels des  von     einer    Welle mit passender     Geschwindig-          keit    angetriebenen Nockens 22 vor sich gehen.



  Discharge tube with mercury cathode. The invention relates to a discharge tube with a mercury cathode and an ignition device which is capable of igniting the tube at rapidly successive points in time and which has at least one body floating on the mercury cathode which carries a plurality of ignition electrodes insulated from the mercury.



  There are already floating Zündvorrich lines known in which a high resistance ignition electrode is partially immersed in the Ka method mercury. It is important to ensure that the ignition electrode is always immersed in the mercury to the same depth.

   However, this ignition device has the disadvantage that the high resistance ignition electrode has a limited service life as a result of the fact that the cathode patch can easily attack the ignition electrode. As a result of the attack, the resistance of the ignition electrode can also change, which, in a similar way to impurities that may arise during operation, can adversely affect the reliability of the ignition device.



  In the discharge tube according to the invention, the ignition electrodes consist of pins, the tips of which are just above the mercury; silver surface. The pins can all be connected to a single voltage source or in different groups to different voltage sources.

    When high voltages are applied to the pins at the desired moment of ignition, the latter is initiated in that an arc is formed as a result of the electrostatic attraction of the mercury after the pins, at a sufficiently short distance, perhaps as a result of cold emission of the mercury.



  If the pins are made of metal or carbon, they can be provided with suitable switching resistors or upstream capacitors.



  The pins can also be made entirely or partially of high resistance material, whereby the use of ballast resistors is unnecessary. If each pin has its own voltage source, the series resistors can be omitted even if the pins are made of metal or carbon.



  It is of great interest not to keep the number of pens too small, since with a small number of pens it can easily happen that, due to the corrugation of the mercury surface caused by the presence of the cathode spot, all the pens at the same time and for a long time are in contact with the mercury. In this case the tube cannot be ignited during this time, because an arc cannot be formed between any of the pins and the mercury. This is a disadvantage, especially with rectifiers and other tubes, which have to be ignited in quick succession.



  If the number of pens is now large enough, there will always be several pens which have no contact with the mercury and consequently can initiate ignition when the voltage is applied to the pens. The currents drawn from the voltage sources are limited by the initial resistances of the pins in contact with the mercury, so that the voltage on the pins not in contact with the mercury is still sufficient to initiate ignition.



  A particularly advantageous embodiment of the invention is that the pen tip consists of a material with a higher resistance than the rest of the pen part, which has spikes curved towards the mercury cathode, the tips of which are practically twice as far from the mercury surface is like that of the pen tip.



  As with any high-voltage ignition device, care should be taken to ensure that the voltage applied has a steep wave front so that the time of ignition is precisely defined. The subject of the invention is shown in the accompanying drawing in some exemplary quiet embodiments, namely shows:

         Fig. La and 1u a vertical section through respectively. a plan view of an ignition device, Fig. 2 shows an embodiment in which the pins are partially made of high resistance material Wi, Fig. 3 shows an embodiment in which the floating body is effective as a cathode spot anchor and Fig. 4 shows a circuit showing a Ent Includes charge tube with igniter.

    In Fig. La and 1b, 1 denotes the wall of the discharge vessel, which in this case consists of an insulating material, for example glass: 2 denotes the cathode mercury. on which a float 3 is located. In this float made of metal, for example, a small disk made of insulating material 4 is attached, in which the ignition pins 5 are mounted. These ignition pins, in the present case nine pieces, are each provided with an upstream resistor 7 and are connected in three groups of three by the flexible lead wires 6 to the voltage sources 8.

   On the float 3, a ringlet 9 is attached, which can glide along a pin 10 attached to the wall of the vessel, so that practically only vertical movements of the swimmer are possible. If the wires 6 are sufficiently rigid, the parts 9 and 10 can also be omitted.



  At the desired moment of ignition, high voltages are applied to the ignition pins 5 by means of the voltage sources 8. The mercury is lifted by electrostatic attraction, with arcs being formed between the pins and the mercury, which initiate the ignition of the tube.



  If the pins 5 are not made entirely of metal, the resistors 7 can also be omitted. If strong wave movements of the mercury are to be expected, it can be useful to attach the pins that are connected to the same voltage source at different distances from the mercury surface and only the pins that are closest to the mercury are entirely or partially made of material with high resistance to be manufactured or provided with a series resistor.



  In Fig. 2, the parts corresponding to Figs. 1a and 1b are the same. Provide reference signs. The pins 5, of which only one is shown for the sake of simplicity, here have a tip 11 made of material of high resistance. The pin is now connected to the voltage source 8 without a switching resistor. The rest of the pin part, which is made of metal, is provided with spikes 13 which are curved towards the mercury cathode. The distance between the mandrel tips and the mercury surface is practically twice as great as the distance between the tip 11 and the mercury surface.

   If the tip 11 comes into contact with the latter due to the corrugation of the mercury, if the voltage supplied by the voltage source 8 is sufficiently high and its internal resistance is sufficiently small in relation to the resistance of the tip 11, an arc between the metal Thorns of the pin 5 and the mercury are formed. The vertical movements of the swimmer are possible in this case because the rigid feed wire 6 has two articulation points 12. This type of attachment is FITS advantageous for tubes in portable systems that are not always used exactly in the vertical ter position.



  In Fig. 3a and 3b a floating body is shown, the edge 14 of which is wetted by the mercury so that the cathode spot can easily attach to it. The arms 15 are attached to a ring 16 which can slide over a shoulder 17 of the bottom of the discharge vessel, so that here too the swimmer can only perform vertical movements.



  In the three embodiments described above, only one float is shown with a relatively low number of pins. It can be seen that multiple floats with any number of pins can be used. Appropriately, no less than 20 pens are used.



       In FIG. 4, the ignition device 4 of the discharge tube 1 is connected to the secondary winding 14 of the transformer 12. A current that is supplied by the battery 20 flows through the primary winding 13.

   By interrupting this current by means of the contact 21 bridged by the capacitor 23, a high voltage is generated in the secondary winding which is fed to the ignition device 4. The circuit can of course also be set up in such a way that the desired voltage is obtained by closing the current in the primary winding.

   If the tube 1 is used as a rectifier, the interruption of the contact 21 can take place, for example, by means of the cam 22 driven by a shaft at a suitable speed.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Entladungsröhre mit Quecksilberkathode und einer Zündvorrichtung, die fähig ist, die Röhre zu schnell aufeinanderfolgenden Zeit punkten zu zünden und die mindestens einen auf der Quecksilberkathode schwimmenden Körper aufweist, der mehrere gegen das Quecksilber isolierte Zündelektroden trägt, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündelektro- den aus Stiften bestehen, deren Spitzen sich dicht oberhalb der Quecksilberoberfläche be finden. Claim: Discharge tube with a mercury cathode and an ignition device which is able to ignite the tube at points in rapid succession and which has at least one body floating on the mercury cathode, which carries several ignition electrodes insulated from the mercury, characterized in that the ignition electrodes consist of pens with tips just above the mercury surface. UNTERANSPRUCH: Entladungsröhre nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Stiftspitze aus einem Werkstoff höheren Widerstandes be steht als der übrige Stiftteil, der gegen die Quecksilberkathode zu gekrümmte Dornen aufweist, deren Spitzen einen Abstand von der Quecksilberoberfläche haben, der prak tisch doppelt so gross ist wie der der Stift spitze. SUBSTANTIAL CLAIM: Discharge tube according to patent claim, characterized in that the pen tip is made of a material with a higher resistance than the rest of the pen part, which has spikes that are curved towards the mercury cathode and whose tips are at a distance from the mercury surface that is practically twice as large like the tip of the pen.
CH240305D 1942-05-29 1943-06-10 Discharge tube with mercury cathode. CH240305A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1063721B (en) * 1954-07-08 1959-08-20 Pintsch Bamag Ag Ignition device for metal vapor discharge vessels controlled by a ignition pin made of material of high electrical resistance that dips into the cathode
US3277622A (en) * 1961-12-05 1966-10-11 Jensen Otto Svend Flexed wall or ceiling facing

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