×
19.04.2019
219.017.2fdc

РАЗРЯДНИК

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области электрорадиотехники и может быть использовано в коммутаторах для сильноточных импульсных ускорителей заряженных частиц, для импульсных генераторов токов и т.п. Техническим результатом является увеличение ресурса, повышение надежности, электрической прочности и уменьшение габаритов. Устройство содержит герметичный диэлектрический газонаполненный корпус. В корпусе расположены основные электроды и управляющий электрод, расположенный в одном из основных электродов. Корпус разрядника выполнен в виде усеченного конуса. Основной электрод, расположенный у большего основания корпуса, выполнен с рабочей поверхностью из трех сопряженных поверхностей: сферической, тороидальной и конической, расположенной между ними. Основной электрод, расположенный у меньшего основания корпуса, выполнен сферической формы. На рабочей поверхности, по меньшей мере, одного из электродов расположена вставка из тугоплавкого материала. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к высоковольтной импульсной технике, к газоразрядной технике, а именно к устройствам формирования мощных импульсов напряжения и тока, и может быть использовано в сильноточных импульсных ускорителях заряженных частиц, в генераторах импульсных токов и т.п.

Известен разрядник (Вечерковский В.В., Истомин Ю.А., Коба Ю.В. и др. «Коммутатор двойной формирующей линии экспериментального модуля установки АНГАРА-5», ж. «Приборы и техника эксперимента», 1983 г., выпуск 4, стр.124-127). Коммутатор состоит из четырех газонаполненных разрядников. Каждый разрядник имеет цилиндрический изоляционный корпус, основные цилиндрические электроды со сферической рабочей поверхностью, управляющий электрод, расположенный в одном из основных электродов. Основные электроды установлены на торцах корпуса. Недостатком аналога является неудобство компоновки разрядников с цилиндрическим корпусом при радиальном расположении коммутатора относительно электродов двойной формирующей линии (ДФЛ). Радиальное расположение коммутатора позволяет снизить его индуктивность. Использование цилиндрических электродов не позволяет получить равномерно распределенное электрическое поле на поверхности изоляционного корпуса.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является разрядник по авторскому свидетельству №-1286048, авторов В.Ф.Басманова и др.

«Газонаполненный разрядник», кл. МПК Н01Т 1/00, опубликовано 30.07.1994 г., бюл. №-14. Разрядник по прототипу содержит герметичный диэлектрический газонаполненный корпус с расположенными в нем основными электродами и управляющим электродом, расположенным в одном из основных электродов. Корпус выполнен в форме цилиндрического стакана, герметично соединенного с расположенными в нем соосными электродами, первый из которых выполнен с токоподводом, пропущенным через отверстие в днище корпуса, и с нерабочим торцом, поджатым к внутренней поверхности днища корпуса. Второй электрод выполнен с фланцем, поджатым к торцу корпуса. Для инициирования срабатывания разрядник содержит управляющий электрод, установленный в отверстии первого электрода с центровкой с помощью изолятора. Основные электроды имеют цилиндрическую форму.

Недостатком прототипа является то, что цилиндрическая форма корпуса не позволяет рационально расположить разрядники радиально по окружности при использовании их при работе в составе многоканального коммутатора двойной формирующей линии (ДФЛ) ускорителя электронов. Кроме того, данный разрядник имеет ограничения по электрической прочности, надежности и ресурсу работы, связанные с формой и материалами электродов.

При создании данного изобретения решалась задача создания мегавольтных разрядников, синхронно работающих в составе разрядника-коммутатора ДФЛ многоцелевого импульсного ускорителя электронов.

Техническим результатом при решении данной задачи являлось увеличение ресурса, надежности, электрической прочности и уменьшение габаритов заявляемого разрядника.

Указанный технический результат достигается тем, что по сравнению с известным разрядником, содержащим герметичный диэлектрический газонаполненный корпус, с расположенными в нем основными электродами и управляющим электродом, расположенным в одном из основных электродов, в заявляемом разряднике корпус разрядника выполнен в форме усеченного конуса, основной электрод, расположенный у большего основания корпуса, выполнен с рабочей поверхностью в виде сопряженных сферической, тороидальной и конической между ними частей поверхностей. Сферическая часть поверхности основного электрода, расположенного у большего основания корпуса, выполнена из тугоплавкого материала. Основной электрод, расположенный у меньшего основания корпуса, выполнен со сферической рабочей поверхностью, а 70-90% площади его рабочей поверхности также выполнена из тугоплавкого материала.

Выполнение корпуса разрядника в форме усеченного конуса, а основных электродов со сферическими рабочими поверхностями, позволило наиболее рационально установить разрядники радиально по окружности при использовании их в составе коммутатора ДФЛ ускорителя электронов. Форма основных электродов выбиралась расчетно-экспериментальным путем из условия обеспечения равномерности электрического поля по поверхности диэлектрического корпуса. При выборе формы электродов учитывалось, чтобы силовые линии электрического поля были максимально приближены по расположению к осевой линии разрядника, т.е. к вершине сферической части основного электрода. Они должны быть оторваны от поверхности диэлектрического корпуса и не пересекаться с ним. Силовые линии электрического поля по возможности должны быть параллельно-касательными к внутренней поверхности корпуса. Форма электродов должна ослабить напряженность поля в тройных точках - в точках сопряжения: электрод-корпус-газ. Эти точки расположены у обоих оснований корпуса в местах сопряжения основных электродов с корпусом. Коническая часть основного электрода при большой разности диэлектрической проницаемости сред хорошо выравнивает поле, т.е. обеспечивает равномерное распределение электрического поля по поверхности.

Использование вставки из тугоплавкого материала на рабочей поверхности, по меньшей мере, одного из электродов и выбор оптимального соотношения площади вставки и электрода был сделан после проведения экспериментов и расчетов напряженности электрического поля с помощью пакета прикладных программ Axial. При площади вставки менее 70% от площади электрода рабочий канал будет приходиться на боковую часть электрода, выполненного из нержавеющей стали, а не на вставку из композиционного материала марки ВНЖ-5-1, состоящего в основном из вольфрама. На поверхности электрода в результате электроискровой эрозии будут возникать выступы, которые снижают электропрочность межэлектродного зазора. Кроме этого, происходит сильное запыление внутренней поверхности диэлектрического корпуса разрядника продуктами испарения нержавеющей стали. Это приводит к снижению надежности срабатывания и ресурса работы разрядника. При площади вставки более 90% площади электрода разрядника значительно возрастает стоимость изготовления электрода. Рабочие поверхности вставки и основного электрода выполнены в виде сопряженных поверхностей для повышения электрической прочности разрядника.

На чертеже изображен заявляемый разрядник, где

1 - корпус;

2 - первый основной электрод, расположенный у большего основания корпуса;

3 - второй основной электрод, расположенный у меньшего основания корпуса;

4 - управляющий электрод;

5 - часть сферической поверхности первого основного электрода, выполненного из тугоплавкого материала;

6 - часть конической поверхности первого основного электрода;

7 - часть тороидальной поверхности первого основного электрода;

8 - часть второго электрода, выполненного из тугоплавкого материала;

9 - часть управляющего электрода, выполненного из тугоплавкого материала;

10 - изолятор управляющего электрода;

11 - элементы крепления корпуса к электроду.

Разрядник содержит герметичный диэлектрический газонаполненный корпус 1 с расположенными в нем основными электродами 2 и 3 и управляющим электродом 4, расположенным в одном из основных электродов 2. Корпус разрядника выполнен в виде усеченного конуса. Основной электрод 2, расположенный у большего основания корпуса 1, выполнен с рабочей поверхностью в виде сопряженных сферической 5, тороидальной 7 и конической 6 между ними частей поверхностей.

Сферическая часть поверхности 5 основного электрода 2, расположенного у большего основания корпуса, выполнена из тугоплавкого материала. Основной электрод 3, расположенный у меньшего основания корпуса, выполнен со сферической рабочей поверхностью, а 70-90% площади его рабочей поверхности также выполнено из тугоплавкого материала. Часть 9 управляющего электрода также может быть выполнена из тугоплавкого материала.

Кроме того, заявляемый разрядник содержит изолятор 10 управляющего электрода 4 и элементы крепления 11.

В примере реализации корпус разрядника 1 изготовлен из капролона марки В с внутренним диаметром у основания конуса 154 мм, высотой 144 мм и толщиной стенки 15 мм. В результате компьютерных исследований и детального анализа распределения электрических полей была выбрана геометрия электродной системы разрядника. Основной высоковольтный электрод 3 выполнен шаровидной формы. Почти вся рабочая поверхность электрода выполнена из сплава ВНЖ-5-1. Заземленный основной электрод 2 выполнен со вставкой 9 на сферической выступающей центральной части из материала ВНЖ-5-1. Управляющий электрод 4 также имеет вставку, состоящую из материала ВНЖ-5-1. Герметичная полость корпуса разрядника заполнена газовой смесью, состоящей из 80% азота (N2) и 20% элегаза SF6, под давлением 16 ати.

Заявляемый разрядник работает следующим образом. Импульс высокого напряжения при зарядке ДФЛ ускорителя прикладывается к электродам 2 и 3 разрядника так, что они оказываются под противоположными потенциалами. Поскольку разрядник работает с перенапряжением, то в промежутке между электродами 2 и 3 формируются условия для образования электрического пробоя. При подаче пускового импульса на управляющий электрод 4 в этой области создается дополнительное усиление электрического поля, процесс формирования условий для разряда увеличивается, и с некоторой задержкой происходит перекрытие межэлектродного промежутка в четко определенное время, что и определяет надежность работы разрядника.

Проведена серия испытаний партии разрядников. Испытания показали, что рабочее напряжение составляет 1 MB, а рабочий ресурс превышает 1000 включений. Разрядник используется в составе 36 канального коммутатора сильноточного ускорителя электронов.

Таким образом, по сравнению с прототипом удалось повысить надежность заявляемого разрядника, увеличить на порядок его ресурс, вдвое повысить электрическую прочность при равных габаритах разрядников.

1.Разрядник,содержащийгерметичныйдиэлектрическийгазонаполненныйкорпуссрасположеннымивнемосновнымиэлектродамииуправляющимэлектродом,расположенномводномизосновныхэлектродов,отличающийсятем,чтокорпусразрядникавыполненввидеусеченногоконуса,основнойэлектрод,расположенныйубольшегооснованиякорпуса,выполненсрабочейповерхностьюввидесопряженныхсферической,тороидальнойиконическоймеждунимичастейповерхностей.12.Разрядникпоп.1,отличающийсятем,чтосферическаячастьповерхностиосновногоэлектрода,расположенногоубольшегооснованиякорпуса,выполненаизтугоплавкогоматериала.23.Разрядникпоп.1,отличающийсятем,чтоосновнойэлектрод,расположенныйуменьшегооснованиякорпуса,выполненсосферическойрабочейповерхностью.34.Разрядникпоп.1,отличающийсятем,что70-90%площадиповерхностиосновногоэлектрода,расположенногоуменьшегооснованиякорпуса,выполненоизтугоплавкогоматериала.4
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 21-30 of 91 items.
19.04.2019
№219.017.2f3c

Генератор высоковольтных импульсов

Изобретение относится к области электротехнической промышленности, в частности к импульсной технике, и может быть использовано для питания импульсных источников света, искровых камер, лазеров и ускорителей, работающих как в импульсном, так и в импульсно-периодическом режиме. В генераторе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002352056
Дата охранного документа: 10.04.2009
19.04.2019
№219.017.2f41

Устройство охлаждения (варианты)

Изобретение относится к области космической техники и радиотехники. Технический результат - повышение эффективности охлаждения, улучшение массогабаритных характеристик, расширение области применения. Устройство охлаждения, содержащее корпус из теплопроводного материала с охлаждаемой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002355139
Дата охранного документа: 10.05.2009
19.04.2019
№219.017.2fd8

Понижающий стабилизатор

Понижающий стабилизатор относится к области электрорадиотехники и может быть использован в качестве блоков питания. Исток р-канального проходного транзистора (1) с изолированным затвором подключен к входной шине (2), а сток подключен к входу сглаживающего фильтра (3). Выход сглаживающего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002339072
Дата охранного документа: 20.11.2008
19.04.2019
№219.017.3084

Тягово-сцепное устройство с подпором

Изобретение относится к области автотранспортного машиностроения, касается тягово-сцепных устройств транспортных средств. Тягово-сцепное устройство с подпором включает буксирное дышло, приспособленное к соединению с тяговым крюком тягача с помощью сцепной петли и снабженное сцепными вилками...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002322361
Дата охранного документа: 20.04.2008
19.04.2019
№219.017.32dc

Полимерный нанокомпозиционный материал

Изобретение относится к полимерным нанокомпозиционным антифрикционным материалам, которые могут быть использованы в системах, работающих при высоких деформирующих нагрузках и в узлах трения. Материал получен совместной механоактивацией смеси порошкообразного сверхвысокомолекулярного полиэтилена...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002432370
Дата охранного документа: 27.10.2011
29.04.2019
№219.017.40d6

Стенд для испытания изделий на совместное воздействие вибрационных и линейных ускорений

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для испытаний изделий на совместное воздействие вибрационных и линейных ускорений. Стенд содержит центрифугу, включающую электрический привод, ротор и устройство для передачи вращения с вертикально расположенного вала...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002396531
Дата охранного документа: 10.08.2010
29.04.2019
№219.017.4269

Способ растворения диоксида урана

Изобретение относится к способам переработки материалов, содержащих диоксид урана, и может быть использовано для извлечения урана из отработанного ядерного топлива, а также отходов металлургических и механических операций производства изделий из диоксида урана. Способ растворения диоксида урана...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002339100
Дата охранного документа: 20.11.2008
29.04.2019
№219.017.4290

Поисковый радиационный монитор

Изобретение относится к области ядерного приборостроения, в частности к устройствам для обнаружения радиоактивных ядерных материалов, и предназначено для обнаружения несанкционированного перемещения в ручной клади, грузах и багаже указанных материалов через проходные, контрольно-пропускные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002303277
Дата охранного документа: 20.07.2007
18.05.2019
№219.017.53f8

Диодный узел генератора сверхвысокочастотного излучения

Устройство относится к сверхвысокочастотной (СВЧ) технике и может быть использовано в мощных генераторах сверхвысокочастотного излучения. Техническая задача предлагаемого решения состоит в усовершенствовании диодного узла для СВЧ генераторов с виртуальным катодом. Технический результат...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002279153
Дата охранного документа: 27.06.2006
18.05.2019
№219.017.5468

Приемо-передающий канал неконтактного датчика цели

Изобретение относится к области вооружения, в частности к оптическим неконтактным взрывателям. Сущность изобретения заключается в том, что приемо-передающий канал неконтактного датчика цели включает источник оптического излучения, фокусирующий объектив, фотоприемник, установленный в фокальной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002280235
Дата охранного документа: 20.07.2006
Showing 1-6 of 6 items.
20.07.2013
№216.012.582e

Способ моделирования комплексного радиационного воздействия на объект исследования

Способ моделирования комплексного радиационного воздействия на объект исследования относится к области физики радиационного воздействия на материалы, изделия электронной техники, радиоэлектронной аппаратуры и предназначено для испытаний с целью разработки аппаратуры с повышенной устойчивостью к...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488182
Дата охранного документа: 20.07.2013
10.04.2015
№216.013.3d83

Многомодульный генератор высоковольтных импульсов мультитераваттной мощности

Изобретение относится к средствам систем энергоснабжения установок для исследований в различных областях физики высоких плотностей энергии. Технический результат заключается в уменьшении разброса времени срабатывания модулей мультитераваттного генератора. В устройстве система формирования...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002547235
Дата охранного документа: 10.04.2015
05.04.2019
№219.016.fd52

Способ охлаждения выходного окна ускорителя электронов

Изобретение относится к способу охлаждения выпускных окон электронных ускорителей непрерывного действия и может быть применено при создании ускорителей с выводом в атмосферу пучков ускоренных электронов различной мощности. Принцип охлаждения выбирают в зависимости от режима работы ускорителя,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002683959
Дата охранного документа: 03.04.2019
18.05.2019
№219.017.57b0

Автоматизированная система водоподготовки

Изобретение относится к области многоступенчатой очистки воды с автоматизированной системой управления и контроля для использования сверхчистой воды с удельным электрическим сопротивлением до 18 МОм·см, например, в качестве жидкого диэлектрика в ускорительных комплексах. В автоматизированной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002377193
Дата охранного документа: 27.12.2009
09.06.2019
№219.017.7d03

Высоковольтный электрод двойной ступенчатой формирующей линии

Изобретение относится к ускорительной технике, а именно к конструктивным элементам формирующей линии сильноточных импульсных ускорителей. Технический результат: снижение трудозатрат на проведение ремонта высоковольтного электрода без демонтажа двойной ступенчатой формирующей линии (ДСФЛ)...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002416893
Дата охранного документа: 20.04.2011
23.02.2020
№220.018.04cc

Мишень тормозного излучения электронного ускорителя

Изобретение относится к мишени тормозного излучения электронного ускорителя. Мишень содержит расположенные последовательно по ходу излучения, входной и выходной коллиматоры с проходными отверстиями на оси и размещенный между ними конвертер тормозного излучения, выполненный из материала с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002714883
Дата охранного документа: 20.02.2020
+ добавить свой РИД