DE629212C - Device for the protection of insulating pipelines connected to high voltage discharge vessels or the like, in particular pump lines - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Schutz von anHoahspannungsentladungsgefäße, Glühkathodengleichrichter oder ähnliche elektrische Apparate sich anschließenden isolierenden Rohrleitungen, insbesondere Pumpleitungen.The invention relates to a device for protecting high-voltage discharge vessels, Hot cathode rectifiers or similar electrical apparatus are connected insulating pipelines, in particular pump lines.

Bei Hochspannungsentladungsröhren, deren Elektroden in einen Hochspannungskreis geschaltet sind und deren Hülle durch eineIn the case of high-voltage discharge tubes, their electrodes are connected to a high-voltage circuit are and their shell by a

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-to the insulating pipeline is connected to the pump which is at ground potential, the sheath is in a strong state near the connecting line electrical voltage, so that with a certain degree of evacuation of the envelope a Gas discharge between the vessel to be evacuated and the pump through the pump line occurs through. Such gas discharges can cause such strong electrical

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.ao Irish charges accumulate on the walls of the pipeline that they run through the Discharge through the wall to earth and lead to permanent destruction of the wall. Attempts have already been made to remedy this problem. For example, there can be the danger of a Penetration of the wall can be reduced if the connection line between the sheath and pump is made so long that the electrical stress on the wall of the connecting line is small compared to the electrical strength of the discharge path through the wall of the line through to the earth. Another option is to use the To increase the thickness of the wall or to put the pipe in oil or some other insulating material dive.

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.The risk of breaking through the wall of the pipe can be according to a further suggestion can also be reduced by placing one or more pairs of electrodes in the pipeline be introduced, one of which is connected to the potential of the high-voltage vessel, the other electrode to the potential of the pump or to earth potential is brought.

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 SpannungAccording to the invention, such devices are now improved thereby and also made suitable for the use of the highest voltages that the wall of the pipeline the shape of the line of force between the electrodes of the electrode pair is adapted, the ends of the electrodes widen outward or designed bead-shaped and the joints between the insulating pipe and the High-voltage vessel are provided with electrical protective shields. With such a Arrangement can change the electrical voltage

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.rise arbitrarily between the electrodes without hitting the wall of the connecting line is at risk because the electric train is always essentially tangential to the surface the line runs.

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.Although it is generally known per se in high voltage technology, insulating parts in the Around high voltage conductors or electrodes in their shape dem ίο to adapt to the field being formed in the vicinity of the ladder, but this measure is sufficient alone not in the present case.

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.The idea of the invention can also be implemented in a slightly modified form by several pairs of electrodes between the discharge vessel and the pumping device are opposed to each other in such a way that the potential difference between The vessel and pump are subdivided according to the ao number of electrode pairs. at In such an embodiment, even at very high voltages, no gas discharges whatsoever occur more on.

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.As one of the electrodes in the connecting line with one of the electrodes of the discharge vessel, e.g. B. the anode, is the intended shielding device required to keep the electrical voltage near the junction too to distribute.

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.Should z. B. a chain of discharge vessels, e.g. B. of hot cathode rectifiers, evacuated, the connection line with the pump can be at one end The chain of discharge vessels can be connected, or the connecting cable can also be connected by means of a T-shaped intermediate part of one between the discharge vessels lying point, to be branched off.

Die Erfindung soll an Hand der Zeichnung näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail with reference to the drawing.

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,Fig. Ι shows the application of the invention to a single discharge tube, . Fig. 2 shows the discharge in a chain of two discharge vessels leading from one End of the chain from being evacuated,

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. .Fig. 3 the application with two discharge vessels, which are connected by one between. the vessels lying point to be evacuated. Fig. 4 shows another embodiment of the invention with a single discharge vessel. .

. 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.. In Fig. Ι 1 means an electrical discharge vessel, 2. B. an X-ray tube, 'consisting of a cathode 2. and one Anode 3, which the latter is arranged in an attachment 4 of the vessel ". Attachment 4 is designed so that it can be evacuated at its lower end. To this The purpose is a pipe 5 made of suitable insulating material between the lower end of the approach 4 and the inlet pipe of the vacuum pump indicated at 6 switched. The pipeline 5 is connected to the extension 4 and the pump 6 by means of suitable flanges 7 tied together.

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.From the conductor 8 of the electrode 3, a conductor 9 now goes out, which has the shape of a Metal rod or tube and is electrically connected to the conductor 8. Of the As can be seen, conductor 9 extends into pipeline 5 and runs into a spherical one Part 10 out.

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.Opposite the conductor 9 there is an identical conductor 11 at a suitable distance, which is also spherical at its end to be located after the conductor 9 is. The other end of the conductor 11 extends to the pump body 6 and is electrically connected connected to him. The conductor 9 represents the one electrode of the pipeline, which through their connection with the reaching through the approach 4 .Leiter 8 the potential of Electrode 3 accepts. The conductor 11 forms the other electrode for the pipeline, the the potential of the pump, d. H. i.e. earth potential, assumes.

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. Align the distance between the ends 10 and 12 of the electrodes 9 and 11 of the pipeline according to the voltage with which the discharge vessel ι is operated, and also according to the degree of vacuum to be achieved. In no case should the distance between ends .10 and 12 be larger as the mean free path of the molecules of the residual gas remaining in the pipeline.

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. ■ 'As can be seen, the pipe 5 is bulged so that its wall at the point where electrodes 9 and 11 face each other, essentially those of the electrodes outgoing electrical lines of force. ■ '

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.At the junction between the vessel and pump line 5 is an electrical Screen 13 of known shape attached, which serves to monitor the electrical voltage state, which would otherwise occur at this point.

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 denFig. 2 shows a chain of two discharge vessels 20 and 21, which by a Line -23 are connected to the pump 22. The discharge vessels 20 and 21, the are shown as hot cathode rectifiers, have anodes 24 and cathodes 25. The the two discharge vessels are in communicating connection through their envelopes 26. The casing 26 of the tubes 21 in turn stands with the pump 22 through the pump line 23 in connection, which according to the invention is provided with electrodes 9 and x i and to the

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.Places opposite the electrodes, is bulged, as already in connection with Fig. ι is described. The electrode 9 is with the electrode 24 of the tube 21 electrically connected, while the electrode 11 is connected to the pump body 22 is. The electrode 9 therefore takes the potential of the electrode 24 of the discharge vessel, the electrode 11, on the other hand, the potential tial of the pump.

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.At the connection points of the discharge tubes 20 and 21 on the one hand and the connection points the tube 21 and the pump line, on the other hand, have screens attached, to protect these areas from electrical stress.

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.Fig. 3 shows a chain of two discharge tubes 31 and 32, which at one point evacuated between the two tubes. As can be seen, the covers 33 are standing and 34 of the two tubes in communication with each other and with line 35 leading from is of the type described in connection with Fig. ι. This line leads to the pump 36 and has a T-shaped connector at 37. From the electrodes 9 and 11 in the pump line 35 is the electrode 9 with the electrode 38 of the tube 32 in electrical connection, so that it assumes its potential, while the electrode 11 is connected to the pump. At the point where the electrodes face each other, is the wall of the pump line corresponding to the one between the electrodes forming electric field lines bulged. Protect electrical shields 27 the connection points 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. FIG. 4 shows a discharge vessel with anode 41 and cathode 42, the envelope 43 of which is connected to the inlet pipe of the vacuum pump 44 by two lines 45 and 46 lined up next to one another. The lines 45 and 46 each have a pair of opposing electrodes and are designed so that they follow the electrical field that forms between the electrodes, as described in connection with FIG. The arrangement differs, however, in that the pairs of electrodes 47 and 48 consist of tubes which taper at their ends in a bead shape. The electrode 47 accommodated in the line 45 is connected to the electrode 4.1 of the tube 40. The other electrode in line 45, namely 48, is connected to electrode 47 in line 46, the other electrode 48 of which is connected to pump 44. The two pairs of 47 and 48 are therefore in series between tube 40 and pump 44, so that the voltage difference between tube and pump. is divided accordingly. The connection points between tube 40 and line 45 and between the two lines themselves are in turn protected by electrical shields.

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. The invention does not apply to electrical discharge vessels that are to be evacuated, limited, but with all high-voltage apparatus, their shell with a vacuum pump is related to apply.

Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: 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. elektrischen1. Device for the protection of insulating pipelines connected to high-voltage discharge vessels or the like, in particular pump lines, using a pair of electrodes introduced into the pipeline, one of which is connected to the potential of the high-voltage vessel and the other electrode to the potential of the pump or is brought to ground potential, characterized in that the wall of the pipe is adapted in shape to the lines of force between the electrodes of the electrode pair, the ends of the electrodes _eo extended outward or bead-gestal- are tet and the joints between the insulating pipe and the high-voltage vessel with. electrical . Schutzschirmen versehen sind.. Protective screens are provided. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Rohrleitung mehrere in Reihe geschaltete Elektrodenpaare eingefügt sind.2. Device according to claim 1, characterized in that in the pipeline several pairs of electrodes connected in series are inserted. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings