×
01.03.2019
219.016.cf69

ГАЗОНАПОЛНЕННЫЙ РАЗРЯДНИК

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к газоразрядной технике и может быть использовано при разработке высоковольтных газоразрядных приборов, например разрядников для коммутации цепей сильноточных ускорителей заряженных частиц. Газонаполненный разрядник содержит металлический корпус, в котором вдоль его оси установлены друг против друга два электрода, один из которых закреплен на высоковольтном вводе и отделен от корпуса изолятором, а другой электрически соединен с корпусом, а также экран, закрепленный на высоковольтном вводе соосно электроду, при этом ввод проходит внутри изолятора. Изолятор выполнен в виде диска, а экран охватывает электрод, закрепленный на высоковольтном вводе, и имеет кольцевой участок и сопряженный с ним участок в виде усеченного конуса, малое основание которого располагается с зазором по отношению к изолятору не более 0.05D, где D - диаметр большого основания конического участка, а угол между образующей конуса и поверхностью изолятора лежит в пределах 20-30°. Технический результат: снижение собственной индуктивности разрядника, повышение технологичности изготовления его изолятора (при сохранении электропрочности изолятора по поверхности) и обеспечение эффективной защиты от запыления изолятора продуктами эрозии электродов. 4 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к газоразрядной технике и может быть использовано при разработке высоковольтных газоразрядных приборов, например разрядников для коммутации цепей сильноточных ускорителей заряженных частиц.

Известен газонаполненный разрядник (Киселев Ю.В., Тихонова В.Ф., Каращук И.К. «Газонаполненный разрядник». АС СССР №1262592, кл. МПК 4 H01J 17/00, опубл. в БИ №37, 07.10.86), содержащий диэлектрический корпус, соосно установленные в нем электроды с противолежащими рабочими частями, имеющими сферические поверхности, зазор между которыми образует разрядный промежуток. Разрядник заполнен ксеноном при давлении 0.8 МПа (8 атм.). Недостатками этого разрядника являются:

- в связи с расположением межэлектродного зазора напротив диэлектрического корпуса происходит интенсивное запыление корпуса продуктами эрозии электродов, что приводит к снижению ресурса работы разрядника;

- неравномерное распределение напряженности электрического поля вдоль поверхности диэлектрического корпуса, что приводит к снижению его электропрочности;

- высокая собственная индуктивность разрядника из-за большой протяженности цилиндрического изолятора.

Наиболее близким к заявляемому является газонаполненный разрядник (Богданов А.В., Меркулов Б.П., Самородов В.Г. «Газонаполненный разрядник». RU №2320048, кл. МПК H01J 17/04, опубл. в БИ №8, 20.03.08), содержащий металлический корпус в виде стакана с отбортовкой, изолятор в виде полого усеченного конуса, два электрода, один из которых закреплен на внутренней поверхности дна корпуса, а второй - на торцевой поверхности меньшего основания изолятора, соединенного другим основанием с отбортовкой корпуса. В разряднике имеется экран, закрепленный на высоковольтном вводе; экран закрывает место соединения электрода, закрепленного на изоляторе, с меньшим основанием изолятора.

В этом разряднике заданное соотношение диаметров электродов, экрана, внутренней поверхности корпуса и межэлектродного зазора позволяет обеспечить высокие значения ресурса и электропрочности изолятора.

Недостатками прототипа являются сложность изготовления конического изолятора и высокая индуктивность разрядника вследствие большой длины такого изолятора.

Задачей данного изобретения является создание простого в изготовлении разрядника с малой собственной индуктивностью и высоким ресурсом.

Техническим результатом является снижение собственной индуктивности разрядника, повышение технологичности изготовления его изолятора (при сохранении электропрочности изолятора по поверхности) и обеспечение эффективной защиты от запыления изолятора продуктами эрозии электродов.

Указанный технический результат достигается тем, что в газонаполненном разряднике, содержащем металлический корпус, в котором вдоль его оси установлены друг против друга два электрода, один из которых закреплен на высоковольтном вводе и отделен от корпуса изолятором, а другой электрически соединен с корпусом, а также экран, закрепленный на высоковольтном вводе соосно электроду, при этом ввод проходит внутри изолятора, новым является то, что изолятор выполнен в виде диска, а экран охватывает электрод, закрепленный на высоковольтном вводе, и имеет кольцевой участок и сопряженный с ним участок в виде усеченного конуса, малое основание которого располагается с зазором по отношению к изолятору не более 0.05D, где D - диаметр большого основания конического участка, а угол между образующей конуса и поверхностью изолятора лежит в пределах 20-30°.

Выполнение изолятора в виде диска позволяет:

- примерно в 2 раза сократить длину высоковольтного ввода и соответственно в 1.5-1.8 раза уменьшить собственную индуктивность разрядника;

- снизить стоимость изготовления изолятора, поскольку дисковый изолятор намного проще в изготовлении, чем конический; для разрядников разборной конструкции это имеет особое значение, поскольку при загрязнении или других повреждениях изолятора он легко заменяется на новый.

Выполнение охватывающего электрод экрана с кольцевым участком и сопряженным с ним участком в виде усеченного конуса, малое основание которого располагается с зазором по отношению к изолятору не более 0.05D, где D - диаметр большого основания конического участка, а угол между образующей конуса и поверхностью изолятора лежит в пределах 20-30°, позволяет:

- сохранить высокое значение электропрочности изолятора при изменении его формы на дисковую за счет обеспечения снижения напряженности электрического поля на поверхности изолятора;

- эффективно защитить изолятор от запыления его продуктами эрозии электродов.

На фиг.1 показана конструкция заявляемого разрядника, где

1 - корпус;

2 - электрод, закрепленный на высоковольтном вводе;

3 - электрод, электрически соединенный с корпусом;

4 - высоковольтный ввод;

5 - дисковый изолятор;

6 - экран.

На фиг.2 показана конструкция разрядника с дисковым изолятором без экрана.

На фиг.3 показано распределение напряженности электрического поля вдоль образующей дискового изолятора для заявляемого разрядника (см. фиг.3а) и разрядника без экрана (см. фиг.3б).

На фиг.4 показана фотография узла разрядника, в который входят изолятор, высоковольтный ввод, экран и электрод.

Представленный на фиг.1 газонаполненный разрядник содержит металлический корпус 1, в котором вдоль его оси установлены друг против друга электроды 2 и 3, электрод 2 закреплен на высоковольтном вводе 4 и отделен от корпуса изолятором 5, а электрод 3 электрически соединен с корпусом, а также экран 6, закрепленный на высоковольтном вводе 4 соосно электроду 2, при этом ввод проходит внутри изолятора 5. Изолятор выполнен в виде диска, а экран охватывает электрод, закрепленный на высоковольтном вводе.

Заявляемый разрядник работает следующим образом. При включении его в высоковольтную цепь к нему прикладывается высокое напряжение. Когда величина напряжения достигает напряжения пробоя межэлектродного промежутка, образованного электродами 2 и 3, разрядник срабатывает и осуществляет коммутацию цепи.

Уменьшение длины пути тока через разрядник путем применения дискового изолятора малой осевой протяженности позволяет в 1.5-1.8 раза снизить его индуктивность по сравнению с прототипом, что позволяет коммутировать большие токи и за меньшее время. При этом экран позволяет снизить напряженность электрического поля на поверхности изолятора до безопасного уровня, при котором отсутствуют пробои вдоль изолятора.

На фиг.3 приведены графики расчетной зависимости тангенциальной составляющей напряженности поля на поверхности дискового изолятора от расстояния от корпуса вдоль радиальной образующей изолятора. Потенциал между корпусом и вводом был задан равным 20 кВ, наружный диаметр изолятора 100 мм, диаметр высоковольтного ввода 20 мм. На фиг.3а приведен график для заявляемого разрядника по фиг.1, на фиг.3б - для разрядника по фиг.2, у которого экран отсутствует. Хорошо видно, что у заявляемого разрядника напряженность поля слабо меняется вдоль образующей изолятора и не превышает значения 0.7 кВ/мм. У разрядника по фиг.2 наблюдается рост напряженности в районе ввода до 1.6 кВ/мм, что, по крайней мере, в 2 раза больше, чем у заявляемого разрядника. Зазор между торцом малого основания экрана и поверхностью изолятора обусловлен технологическими требованиями при изготовлении разрядника. Его величина не должна превышать 0.05D, где D - диаметр большого основания конического участка, иначе эффективность экрана будет заметно снижаться, и при этом уменьшится электропрочность изолятора.

Выполнение экрана с кольцевым участком позволяет увеличить зону охвата электрода на высоковольтном вводе, что способствует эффективной защите изолятора от запыления продуктами эрозии, разлетающимися с высокой скоростью из межэлектродного промежутка при срабатывании разрядника. Очевидно, что введение конического экрана с кольцевым участком в конструкцию разрядника оказалось удачным техническим решением.

В примере конкретного выполнения был изготовлен газонаполненный разрядник на статическое напряжение пробоя 20 кВ, конструкция которого приведена на фиг.1. Корпус 1 разрядника, электроды 2 и 3 изготовлены из молибдена, ввод 4 и экран 6 - из нержавеющей стали, изолятор 5 - из органического стекла. Диаметр разрядника 100 мм, длина 60 мм, индуктивность - около 30 нГн. Разрядник прошел ресурсные испытания в следующем режиме:

1. Рабочий газ - азот.

2. Напряжение пробоя - 20 кВ.

3. Емкость конденсатора разрядного контура - 0.2 мкФ.

4. Индуктивность разрядного контура - 2 мкГн.

5. Количество включений - 100000.

В течение всего времени испытания на ресурс разрядник работал без пробоев по изолятору. На изоляторе после 100000 включений разрядника (см. фиг.4) видны незначительные следы запыления, ресурс разрядника до конца не выработан.

Разрядник-прототип с коническим изолятором (диаметр разрядника 80 мм, длина 95 мм), испытанный на статическом напряжении 20 кВ, имеет индуктивность около 50 нГн и в указанном режиме выдержал 83000 включений, после чего начались пробои по поверхности изолятора.

Таким образом, заявляемый разрядник имеет индуктивность почти в 1.8 раза меньше, а ресурс выше, чем у разрядника-прототипа.

Газонаполненный разрядник, содержащий металлический корпус, в котором вдоль его оси установлены друг против друга два электрода, один из которых закреплен на высоковольтном вводе и отделен от корпуса изолятором, а другой электрически соединен с корпусом, а также экран, закрепленный на высоковольтном вводе соосно с электродом, при этом ввод проходит внутри изолятора, отличающийся тем, что изолятор выполнен в виде диска, а экран охватывает электрод, закрепленный на высоковольтном вводе, и имеет кольцевой участок и сопряженный с ним участок в виде усеченного конуса, малое основание которого располагается с зазором по отношению к изолятору не более 0,05D, где D - диаметр большого основания конического участка, а угол между образующей конуса и поверхностью изолятора лежит в пределах 20-30°.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-5 из 5.
09.05.2019
№219.017.4ce5

Метод и система обнаружения целей при гидролокации

Изобретение относится к области гидролокации и предназначено для обнаружения подводных целей в прибрежных морских областях, а также в речных руслах, каналах, озерах. Метод обнаружения целей в водной среде и определения их местоположения включает волновое зондирование и прием отраженных от целей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002383899
Дата охранного документа: 10.03.2010
18.05.2019
№219.017.5638

Способ контроля целостности изделия

Изобретение относится к области исследования материалов без нарушения их структуры и свойств с помощью электромагнитных средств, например, путем измерения магнитной восприимчивости, и может использоваться при разработке способов обнаружения нарушения целостности, в частности, контейнеров с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002390768
Дата охранного документа: 27.05.2010
29.05.2019
№219.017.664a

Способ переработки урановой руды

Изобретение относится к способу переработки урановой руды. Способ включает гранулирование урановой руды, ее сульфатизацию серной кислотой в присутствии азотной кислоты. При этом азотную кислоту подают в количестве, необходимом для окисления сульфидов, содержащихся в урановой руде. Затем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002385963
Дата охранного документа: 10.04.2010
09.06.2019
№219.017.7996

Съемник кольцевой прокладки из трубы

Изобретение относится к ручным устройствам и предназначено для монтажно-ремонтных работ. Съемник кольцевой прокладки из трубы с резьбой содержит корпус с полостью и резьбой для совместного свинчивания его с трубой, силовой элемент, захватный элемент, установленный с возможностью осевого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002393080
Дата охранного документа: 27.06.2010
09.06.2019
№219.017.7a32

Высокочастотный генератор на основе разряда с полым катодом

Изобретение относится к высокочастотной технике и может быть использовано при создании генераторов высокочастотного (ВЧ) излучения. Высокочастотный генератор на основе разряда с полым катодом содержит газоразрядную камеру, образованную полым катодом, обращенным открытой полостью в сторону...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002387039
Дата охранного документа: 20.04.2010
Показаны записи 1-10 из 18.
10.03.2013
№216.012.2eeb

Способ изготовления прострельной мишени рентгеновской трубки и прострельная мишень рентгеновской трубки (варианты)

Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использована при разработке импульсных рентгеновских трубок, предназначенных для облучения медицинских или промышленных объектов. Технический результат - уменьшение механических напряжений в материале мишени. Способ изготовления...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477542
Дата охранного документа: 10.03.2013
20.12.2013
№216.012.8e33

Устройство для определения максимальной энергии электронов

Предложено устройство для определения максимальной энергии электронов. Устройство содержит фильтр из электропроводящего материала с малым атомным весом и известной зависимостью пробега электронов от их энергии и детектор для регистрации электронов. Устройство выполнено в виде монолитного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502086
Дата охранного документа: 20.12.2013
20.07.2014
№216.012.df3c

Высоковольтный импульсный трансформатор

Изобретение относится к электротехнике, в частности к высоковольтной импульсной технике, и может быть использовано в малогабаритных ускорителях заряженных частиц, рентгеновских аппаратах и т.п. Технический результат состоит в повышении электропрочности и рабочего ресурса. Высоковольтный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522934
Дата охранного документа: 20.07.2014
27.09.2014
№216.012.f87a

Способ регистрации характеристик ионизирующего излучения и устройство для его осуществления

Группа изобретений относится к области регистрации ионизирующих излучений с помощью сцинтилляционных детекторов, а именно к регистрации формы импульсов рентгеновского и электронного излучений, в частности к области волоконно-оптической дозиметрии. Сущность изобретения заключается в том, что...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002529447
Дата охранного документа: 27.09.2014
20.10.2014
№216.013.00a8

Устройство формирования сильноточных импульсов

Устройство относится к высоковольтной импульсной технике и может быть использовано в ускорителях заряженных частиц и устройствах для формирования сильноточных импульсов. Достигаемый технический результат - повышение стабильности выходного напряжения и надежности работы. Устройство...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002531560
Дата охранного документа: 20.10.2014
10.01.2015
№216.013.1d41

Способ подбора профиля высоковольтных кольцевых экранов

Способ подбора профиля высоковольтных кольцевых экранов относится к высоковольтной импульсной технике и может быть использован в генераторах высоковольтных импульсов и ускорителях заряженных частиц при подборе профиля закругления острых торцевых кромок проводников сильноточных формирующих...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002538917
Дата охранного документа: 10.01.2015
20.06.2015
№216.013.571d

Автоматизированный комплекс для испытаний элементов электронно-компонентной базы на радиационную стойкость

Изобретение относится к радиационной технике и может быть использовано при проведении испытаний различных типов элементов электронно-компонентной базы (ЭКБ) на стойкость к воздействию импульсного ионизирующего излучения (ИИ). Сущность изобретения заключается в том, что автоматизированный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002553831
Дата охранного документа: 20.06.2015
10.03.2016
№216.014.c03e

Генератор аркадьева-маркса

Генератор Аркадьева-Маркса относится к высоковольтной импульсной технике и может быть использован в ускорителях заряженных частиц или других импульсных сильноточных устройствах. Сущность изобретения заключается в том, что по сравнению с известным генератором Аркадьева-Маркса, содержащим...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002576383
Дата охранного документа: 10.03.2016
10.04.2016
№216.015.3297

Генератор высоковольтных импульсов

Изобретение относится к высоковольтной импульсной технике и может быть использовано для создания наносекундных компактных генераторов. Достигаемый технический результат - уменьшение искажений выходного импульса генератора путем подавления высокочастотных колебаний переходного процесса....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002581016
Дата охранного документа: 10.04.2016
20.04.2016
№216.015.339d

Электроэрозионный карандаш

Изобретение относится к технике нанесения надписей на металлических изделиях электроэрозионным методом. Электроэрозионный карандаш содержит корпус, разделенный на две части перегородкой с отверстием, пишущий электрод, закрепленный на подвижном стержне, электромагнитную систему привода...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002582168
Дата охранного документа: 20.04.2016
+ добавить свой РИД