×
12.04.2023
223.018.4589

Результат интеллектуальной деятельности: МНОГОКАНАЛЬНЫЙ СИЛЬНОТОЧНЫЙ КОММУТАТОР С ПОВЕРХНОСТНЫМ РАЗРЯДОМ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к электрофизике и сильноточной импульсной технике и может применяться при создании кило- и мегаамперных генераторов импульсных токов различного назначения, например, для получения импульсных давлений. Технический результат - обеспечение равномерного распределения тока по параллельным плазменным каналам, расположенным с заданным шагом, повышение надежности за счет увеличения электрической прочности. В многоканальном сильноточном коммутаторе с поверхностным разрядом искровой промежуток образован двумя основными электродами высоковольтным основным протяженным 2 и низковольтным основным протяженным электродом 4, между которыми расположен третий, управляющий электрод 3, электрически соединены между собой и установлены на одной стороне твердого сплошного диэлектрика 6. На другой стороне твердого диэлектрика 6 расположена сплошная изоляция 7, в контакте с которой установлен обратный токопровод 8, подключенный к одному из полюсов канала источника инициирующего импульса 5, другой полюс которого подключен к протяженному управляющему электроду 3. При этом основные протяженные электроды 2 и 4 прижаты к поверхности указанного твердого диэлектрика 6 прижимными устройствами 9 и, по крайней мере, один из них выполнен ступенчатой формы и утоплен по линии соприкосновения с образованием для поверхности, перпендикулярной поверхности твердого диэлектрика, плавно-сопряженного перехода в поверхность, параллельную поверхности твердого диэлектрика с образованием большего межэлектродного промежутка вблизи поверхности твердого диэлектрика. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к электрофизике и сильноточной импульсной технике и может применяться при создании кило- и мегаамперных генераторов импульсных токов различного назначения, например, для получения импульсных давлений.

Известен управляемый разрядник, описанный в авторском свидетельстве СССР №527786 от 16.02.1973 г., МПК Н01Т 5/00, опубл. 05.09.1976 г., содержащий токоподводящие шины, два основных электрода и один управляющий, расположенный между основными, диэлектрик и канал инициирующего импульса, например, кабель, подключенный одним полюсом к управляющему электроду, отличающийся тем, что, с целью уменьшения его индуктивности, расширения диапазона управляемости и увеличения пропускной способности по току, электроды разрядника размещены на одной стороне диэлектрика с толщиной, меньшей, чем минимальные расстояния между основными электродами, а другая сторона диэлектрика снабжена токопроводом, электрически соединенным с одним из основных электродов и другим полюсом канала инициирующего импульса.

К недостаткам следует отнести нестабильное число формирующихся каналов, приводящее к нестабильности выходных характеристик, относительно высокие индуктивность и активное сопротивление из-за повышенного расстояния между основными электродами.

Также известен управляемый разрядник, описанный в авторском свидетельстве СССР №1246852 от 20.01.1984 г., МПК Н01Т 2/02, опубл. 20.02.1995 г., содержащий два параллельно расположенных протяженных основных электрода и параллельно расположенный между ними протяженный управляющий электрод, которые выполнены в виде ряда дискретных токопроводящих элементов, равномерно распределенных по длине электродов и электрически соединенных между собой, и установлены на одной стороне твердого диэлектрика с толщиной, меньшей расстояния между основными электродами, на другой стороне которого установлен обратный токопровод, подключенный к одному из полюсов канала инициирующего импульса, другой полюс которого подключен к указанному управляющему электроду, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности инициирования многоканального скользящего разряда по поверхности диэлектрика, дискретные токопроводящие элементы каждого электрода подпружинены к поверхности указанного твердого диэлектрика с помощью дополнительно введенных прижимных устройств. Данное техническое решение выбрано в качестве прототипа.

К недостаткам известного устройства следует отнести выполнение протяженных основных электродов в виде дискретных токопроводящих элементов, подпружиненых к поверхности диэлектрика прижимными устройствами, что существенно усложняет изготовление основных электродов и разрядника в целом, повышает локальную эрозию основных электродов, что снижает ресурс работы разрядника, усложняет и повышает стоимость его обслуживания, повышает стоимость одной мегаамперной коммутации.

Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей устройства, а именно повышение ресурса работы, надежности и стабильности формирования заданного числа токовых каналов, увеличение рабочего напряжения (увеличение напряжения самопробоя), а также уменьшение индуктивности и активного сопротивления многоканального сильноточного коммутатора с поверхностным разрядом.

Технический результат заключается в обеспечении равномерного распределения тока по параллельным плазменным каналам, расположенным с заданным шагом, повышении надежности за счет увеличения электрической прочности, снижения эрозии электродов и обеспечении стабильного инициирования многоканального скользящего разряда по поверхности диэлектрика.

Это достигается тем, что в многоканальном сильноточном коммутаторе с поверхностным разрядом, содержащем два параллельно расположенных протяженных основных электрода и параллельно расположенный между ними протяженный управляющий электрод, установленные на одной стороне твердого диэлектрика с толщиной, меньшей расстояния между основными электродами, на другой стороне которого установлен обратный токопровод, подключенный к одному из полюсов канала инициирующего импульса, другой полюс которого подключен к указанному управляющему электроду, при этом каждый электрод прижат к поверхности указанного твердого диэлектрика прижимными устройствами, согласно изобретению, основные протяженные электроды выполнены сплошными и равномерно распределены по длине управляющего электрода и в зоне контакта с твердым диэлектриком выполнены ступенчатой формы и утоплены по линии соприкосновения с образованием для поверхности, перпендикулярной поверхности твердого диэлектрика, плавно-сопряженного перехода в поверхность, параллельную поверхности твердого диэлектрика с образованием большего межэлектродного промежутка вблизи поверхности твердого диэлектрика, протяженный управляющий электрод выполнен с зубцами, расположенными с фиксированным шагом h, с nз количеством зубцов, выбранным из соотношения 3≤Iт/nз≤30, где Iт - амплитуда коммутируемого импульса тока в кА, расположен несимметрично относительно основных протяженных электродов и прижат к поверхности твердого диэлектрика прижимными устройствами.

Кроме того, с целью обеспечения надежной фиксации, в качестве прижимных устройств использованы прижимной груз и/или прижимные накладки.

Кроме того, с целью повышения надежности формирования заданного количества плазменных каналов (в особенности при низком рабочем напряжении), протяженный управляющий электрод выполнен с зубцами треугольной формы.

Кроме того, с целью повышения ресурса дискретных элементов протяженного управляющего электрода, он выполнен с зубцами прямоугольной формы или трапецеидальной формы.

Кроме того, с целью повышения ресурса основной изоляции, в качестве твердого диэлектрика использован комбинированный диэлектрик «стеклотекстолит-слоистый полиэтилен».

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения, а определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном объекте, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию «новизна» по действующему законодательству.

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию изобретательского уровня заявитель провел дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного изобретения, результаты которого показывают, что заявленное изобретение не следует для специалиста явным образом из известного технического уровня техники.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию «изобретательский уровень».

Предлагаемое изобретение проиллюстрировано чертежами:

на фиг. 1 представлен общий вид устройства;

на фиг. 2 схематически показано поперечное сечение разрядного контура с многоканальным коммутатором;

на фиг. 3 показано схематическое изображение протяженного управляющего (инициирующего) электрода с треугольными зубцами;

на фиг. 4 показано схематическое изображение (вид сверху) прижимных устройств, используемых в многоканальном коммутаторе.

На чертежах введены следующие обозначения:

1 - конденсаторная батарея;

2 - высоковольтный основной протяженный электрод;

3 - протяженный управляющий (инициирующий) электрод;

4 - низковольтный основной протяженный электрод (коллектор);

5 - источник инициирующего импульса;

6 - твердый диэлектрик;

7 - изоляция;

8 - обратный токопровод;

9, 10 - прижимные устройства (прижимные грузы 9 и прижимные пластины 10).

В многоканальном сильноточном коммутаторе с поверхностным разрядом (фиг. 1) искровой промежуток образован двумя основными электродами высоковольтным основным протяженным 2 и низковольтным основным протяженным электродом (коллектор) 4, между которыми расположен третий, управляющий (инициирующий) электрод 3, электрически соединены между собой и установлены на одной стороне твердого диэлектрика 6 с толщиной, меньшей расстояния между основным протяженным электродом 2 и протяженным управляющим (инициирующим) электродом 3, на другой стороне твердого диэлектрика 6 расположена изоляция 7, в контакте с которой установлен обратный токопровод 8, подключенный к одному из полюсов канала источника инициирующего импульса 5, другой полюс которого подключен к протяженному управляющему (инициирующему) электроду 3. При этом основные протяженные электроды 2 и 4 прижаты к поверхности указанного твердого диэлектрика 6 прижимными устройствами 9, например прижимными грузами. Основные протяженные электроды высоковольтный 2 и низковольтный 4 выполнены сплошными и равномерно распределены по длине протяженного управляющего инициирующего электрода 3 и в зоне контакта с твердым диэлектриком 6 и выполнены, по меньшей мере один из них, ступенчатой формы (см. фиг. 1 и 2), и утоплен по линии соприкосновения с образованием для поверхности, перпендикулярной поверхности твердого диэлектрика 6, плавно-сопряженного перехода в поверхность параллельную поверхности твердого диэлектрика 6 с образованием большего межэлектродного промежутка вблизи поверхности твердого диэлектрика 6. Низковольтный основной протяженный электрод 4 может быть выполнен сплошным (без ступенчатой формы и без утопления) по линии соприкосновения с образованием для поверхности, перпендикулярной поверхности твердого диэлектрика, плавно-сопряженного перехода в поверхность, параллельную поверхности твердого диэлектрика 6 без образования большего межэлектродного промежутка вблизи поверхности твердого диэлектрика 6. Протяженный управляющий электрод 3 выполнен с зубцами, например, треугольной формы, расположенными с фиксированным шагом h мм, с n количеством зубцов, выбранным из соотношения 3≤Iт/nз≤30, где Iт - амплитуда коммутируемого импульса тока в кА. Протяженный управляющий электрод 3 расположен несимметрично относительно основных протяженных электродов 2 и 4 и прижат к поверхности твердого диэлектрика 6 прижимным устройством 10, например, прижимными накладками. Твердый диэлектрик 6 выполнен сплошным из стеклотекстолита; основная изоляция 7 выполнена сплошной из стеклотекстолита или комбинированной - из слоистого полиэтилена. В качестве источника инициирующего импульса 5 использован кабельный импульсный трансформатор. Конденсаторная батарея 1 (источник питания) подключена к высоковольтному электроду 2 и обратному токопроводу 8. Соотношение 3≤Iт/nз≤30, где Iт ∈ [1; 1200] кА (или 1 кА≤Iт≤1200 кА) - амплитуда коммутируемого импульса тока, выбрано на основе проведенных исследований и справедливо для токов кило- и мегаамперного диапазона суб-, микросекундной и субмилисекундной длительностей.

Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом. Основные протяженные электроды высоковольтный 2 и низковольтный 4 подключаются к коммутируемой цепи. В заданный момент времени на протяженный управляющий электрод 3 подают высоковольтный импульс с полярностью, противоположной полярности основного протяженного высоковольтного электрода 2; формируют многоканальный разряд по поверхности твердого диэлектрика 6, и происходит коммутация электрической цепи (разрядного контура).

Примером конкретного выполнения может являться многоканальный коммутатор с поверхностным разрядом, содержащий основной протяженный высоковольтный электрод 2 и низковольтный 4, протяженный управляющий электрод 3 выполнен с зубцами треугольной формы, расположенными с фиксированным шагом h=15 мм, с nз=30 количеством зубцов, расположен несимметрично относительно основных протяженных электродов 2 и 4 и прижат к поверхности твердого диэлектрика 6 прижимным устройством 10, например, прижимными накладками (при этом основные протяженные электроды 2 и 4 прижаты прижимными грузами 9). Низковольтный протяженный электрод 4 выполнен в контакте с твердым диэлектриком без образования большего межэлектродного промежутка вблизи поверхности твердого диэлектрика. Твердый диэлектрик 6 выполнен в виде комбинации «стеклотекстолит - слоистый полиэтилен». В качестве источника инициирующего импульса 5 использован кабельный импульсный трансформатор. Протяженный управляющий электрод 3 инициировал ~30 каналов на поверхности твердого диэлектрика 6.

Предлагаемое техническое решение позволяет осуществлять многоканальную замыкающую коммутацию высоковольтных электрических цепей с кило- и мегаамперными токами суб-, микросекундной и субмилисекундной длительностей.

Заявляемое устройство обеспечивает высокую стабильность формирования заданного числа токовых каналов и выходных характеристик, низкую индуктивность (~ единиц нГн) и активное сопротивление (~ единиц мОм) разрядника; простоту обслуживания; высокую надежность и ресурс работы (малая эрозия электродов и диэлектрика); низкую стоимость одной коммутации мега амперного тока.

Для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных конструктивных решений, а именно получен многоканальный сильноточный коммутатор с поверхностным разрядом с улучшенными характеристиками.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «промышленная применимость».


МНОГОКАНАЛЬНЫЙ СИЛЬНОТОЧНЫЙ КОММУТАТОР С ПОВЕРХНОСТНЫМ РАЗРЯДОМ
МНОГОКАНАЛЬНЫЙ СИЛЬНОТОЧНЫЙ КОММУТАТОР С ПОВЕРХНОСТНЫМ РАЗРЯДОМ
МНОГОКАНАЛЬНЫЙ СИЛЬНОТОЧНЫЙ КОММУТАТОР С ПОВЕРХНОСТНЫМ РАЗРЯДОМ
МНОГОКАНАЛЬНЫЙ СИЛЬНОТОЧНЫЙ КОММУТАТОР С ПОВЕРХНОСТНЫМ РАЗРЯДОМ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 151-160 из 578.
10.01.2015
№216.013.1a09

Гермоввод

Изобретение относится к области изготовления миниатюрных гермовводов и может быть использовано во всех изделиях электровакуумного приборостроения. Гермоввод состоит из наружного корпуса, в котором установлено не менее одного неметаллизированного изолятора, внутри которого размещен один или...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002538093
Дата охранного документа: 10.01.2015
10.01.2015
№216.013.1b02

Многоканальный счетчик импульсов

Изобретение относится к счетчикам импульсов. Техническим результатом является повышение помехоустойчивости в режиме ОЗУ. Счетчик включает ОЗУ 12 и ОЗУ 1. Группы информационных выводов и адресных выходов устройства управления 2 соединены с группами информационных выводов и адресных входов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002538342
Дата охранного документа: 10.01.2015
10.01.2015
№216.013.1be8

Способ контроля срабатывания высокоточных высоковольтных безопасных электродетонаторов

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано при проведении взрывных работ для контроля срабатывания высокоточных высоковольтных безопасных электродетонаторов (ЭД), не содержащих в своем составе инициирующих взрывчатых веществ (ВВ). Способ контроля...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002538572
Дата охранного документа: 10.01.2015
10.01.2015
№216.013.1cc6

Способ получения композиционных порошков тугоплавких и редкоземельных металлов

Изобретение относится к области порошковой металлургии. Проводят магниетермическое восстановление хлоридов металлов в расплаве хлористого калия при нагревании и перемешивании. Восстановленную реакционную массу выдерживают без перемешивания в течение не менее 30 минут при 800-900°C, затем ее...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002538794
Дата охранного документа: 10.01.2015
10.01.2015
№216.013.1d18

Пиротехнический состав для генерации азота

Изобретение относится к пиротехническим составам и может быть использовано для получения газообразного азота в источниках давления. Предложен пиротехнический состав для получения азота, содержащий азид натрия, фторид алюминия (III) и порошок фторопласта при соотношении компонентов (мас.%)...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002538876
Дата охранного документа: 10.01.2015
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
20.01.2015
№216.013.1f37

Имитатор преграды

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для проведения ударных испытаний. Имитатор преграды содержит металлический ударник со скошенной под заданным углом к направлению его движения плоскостью и обтюратор из полимерного материала. Ударник выполнен в форме плиты...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002539432
Дата охранного документа: 20.01.2015
27.01.2015
№216.013.2056

Феррозондовый магнитометр и способ измерения компонент индукции магнитного поля при помощи векторной компенсации

Изобретение относится к измерительной технике, представляет собой феррозондовый магнитометр и способ измерения компонент индукции магнитного поля при помощи векторной компенсации и может использоваться в точных измерениях компонент индукции магнитного поля. При реализации способа одновременно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002539726
Дата охранного документа: 27.01.2015
10.02.2015
№216.013.26ae

Электрическая взрывная сеть

Изобретение относится к области взрывных работ, в частности к электрическим устройствам, предназначенным для одновременного инициирования нескольких зарядов взрывчатого вещества или нескольких точек одного заряда. Может быть использовано в различных областях взрывной техники. Электрическая...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002541355
Дата охранного документа: 10.02.2015
10.02.2015
№216.013.26c2

Резонатор силочувствительный

Изобретение относится к области измерения механических параметров. Резонатор силочувствительный с изгибной формой колебаний выполнен в виде двух идентичных параллельно расположенных между собой стержней, одни концы которых жестко соединены между собой и с первым элементом приложения измеряемой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002541375
Дата охранного документа: 10.02.2015
Показаны записи 1-6 из 6.
10.11.2014
№216.013.054d

Двухслойный стальной листовой прокат и изделие, выполненное из него

Изобретение относится к области металлургии, а именно к двухслойному листовому прокату толщиной 10-50 мм, состоящему из слоя износостойкой стали и слоя свариваемой стали, для изготовления сварных конструкций, подвергающихся ударно-абразивному износу и работающих при температуре до -40°C....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002532755
Дата охранного документа: 10.11.2014
25.08.2017
№217.015.a7dd

Способ обработки проволоки для катализатора, выполненной из металла платиновой группы

Изобретение относится к области электрохимической обработки металлов и может быть использовано при изготовлении катализаторов химических реакций. Способ обработки проволоки для катализатора, выполненной из металла платиновой группы, осуществляют переменным током в водном растворе минеральной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002611463
Дата охранного документа: 22.02.2017
25.10.2018
№218.016.957a

Способ обеспечения водородной взрывобезопасности атомной электростанции

Изобретение относится к противоаварийной защите атомных электростанций, в частности к технологиям снижения последствий или предотвращения пожаров и предотвращения накопления взрывчатых газов, обеспечивающим водородную взрывобезопасность в помещениях защитной оболочки (ЗО) атомных электростанций...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002670430
Дата охранного документа: 23.10.2018
29.03.2019
№219.016.ecfe

Способ имитации механического действия рентгеновского излучения на образцы ракетной техники

Изобретение относится к технике получения кратковременных интенсивных импульсных давлений и может быть использовано для испытаний образцов ракетной техники на прочность к механическому (термомеханическому) действию рентгеновского излучения (РИ) ядерного взрыва (ЯВ). Предварительно устанавливают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002682969
Дата охранного документа: 25.03.2019
29.05.2019
№219.017.68fe

Соединительная муфта для подводного волоконно-оптического кабеля

Изобретение относится к области оптического приборостроения и может быть использовано для соединения подводных волоконно-оптических кабелей. Устройство содержит герметичный корпус в виде стакана, на торцевых крышках которого размещены узлы силовой заделки бронеповива и узлы герметизации кабеля....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002433431
Дата охранного документа: 10.11.2011
19.06.2019
№219.017.886e

Катализатор изодепарафинизации нефтяных фракций и способ его приготовления

Изобретение относится к каталитической химии, более конкретно - к катализаторам изодепарафинизации нефтяных. Описан катализатор изодепарафинизации нефтяных фракций, содержащий платину и модификаторы на носителе, включающем высокодисперсный, порошкообразный оксид алюминия высокой степени чистоты...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002320407
Дата охранного документа: 27.03.2008
+ добавить свой РИД