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 31-40 of 91 items.
18.05.2019
№219.017.5470

Смотровое окно

Изобретение может быть использовано для передачи изображения из области высокого динамического давления в область низкого давления с одновременным препятствием проникновению среды из одной области в другую. Смотровое окно содержит оправу, внутри которой размещен установленный в обойме из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002281220
Дата охранного документа: 10.08.2006
18.05.2019
№219.017.5479

Композиция для получения микропористого фенопластового материала для фильтров

Использование: область технологий получения пористых материалов, применяемых для очистки жидких и газообразных сред, может быть использовано в химической, машиностроительной, газодобывающей, нефтехимической и смежных областях при получении фильтров или сорбирующих материалов. Готовят...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002284212
Дата охранного документа: 27.09.2006
18.05.2019
№219.017.547f

Пороховой нож

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для одновременного экстренного прерывания без восстановления нескольких электрических цепей. Пороховой нож для резки электрических проводов с обеспечением нарушения электрической связи между источником тока и потребителем содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002287411
Дата охранного документа: 20.11.2006
18.05.2019
№219.017.562c

Магнитоиндукционный демпфер

Изобретение относится к электротехнике, в частности, к демпфирующим устройствам индукционного типа, работающим на принципе торможения вихревыми токами, и может быть использовано для демпфирования движения, например колебаний в механических системах. Магнитоиндукционный демпфер содержит, по...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002343491
Дата охранного документа: 10.01.2009
18.05.2019
№219.017.562f

Запорный клапан

Изобретение относится в области машиностроения, в частности к пневмоавтоматике, и предназначено для перекрытия потока газа в выходной канал при импульсной подаче давления во входной канал. Запорный клапан содержит корпус с проточной частью, входным и выходными каналами, седло и запорный орган,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002390683
Дата охранного документа: 27.05.2010
18.05.2019
№219.017.5635

Способ контроля контейнеров с хранящимися в них материалами

Изобретение относится к области испытательной техники и может быть использовано для обнаружения факта несанкционированного вскрытия контейнеров или доступа к их содержимому. Изобретение направлено на обеспечение достоверного установления факта несанкционированного вскрытия контейнера с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002390742
Дата охранного документа: 27.05.2010
18.05.2019
№219.017.5702

Грузоподъемное устройство

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к грузоподъемным устройствам, предназначенным для подъема, поворота и кантования грузов. Грузоподъемное устройство состоит из закрепляемого на грузе болтами П-образного корпуса, на внутренних поверхностях боковых сторон которого имеются...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002381170
Дата охранного документа: 10.02.2010
18.05.2019
№219.017.571f

Устройство защиты окружающей среды от продуктов взрыва

Изобретение относится к средствам защиты от воздействия взрыва. Устройство защиты содержит преграду из двух слоев, установленных вокруг взрывоопасного объекта один за другим и состоящих из фрагментов поглотителей, имеющих форму пирамид или призм, размещенных с радиальным смещением фрагментов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002386102
Дата охранного документа: 10.04.2010
18.05.2019
№219.017.573c

Устройство для получения высокотемпературной плазмы на основе многопроволочного лайнера, способ сборки устройства и приспособление для его осуществления

Группа изобретений, относящихся к физике высоких плотностей энергии и термоядерного синтеза, может использоваться при получении мощных потоков мягкого рентгеновского излучения (МРИ), необходимого для решения ряда практических задач, например, для исследования процессов генерации МРИ при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002388193
Дата охранного документа: 27.04.2010
18.05.2019
№219.017.573d

Опора

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к устройствам для установки блоков линейного ускорителя на рельсовый путь, с возможностью последующего регулирования положения блоков с целью юстировки тракта транспортировки пучка ионизирующего излучения ускорителя. Опора содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002385423
Дата охранного документа: 27.03.2010
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