×
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 171-180 из 578.
27.03.2015
№216.013.35ed

Устройство сферической формы для исследования сжимаемости газов в области сверхвысоких давлений

Изобретение относится к области исследований квазиизэнтропической сжимаемости газов, например водорода, дейтерия, гелия и т.д., в мегабарной области давлений. Устройство содержит заряд взрывчатого вещества, охватывающий металлическую оболочку с полостью для напуска газа посредством...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002545289
Дата охранного документа: 27.03.2015
27.03.2015
№216.013.3610

Датчик резонаторный

Изобретение относится к области измерений механических параметров. Датчик резонаторный содержит основание в виде пластины из монокристалла, в котором выполнены сквозные прорези с образованием стержневого резонатора, поверхности которого металлизированы для образования электродной системы, и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002545324
Дата охранного документа: 27.03.2015
10.04.2015
№216.013.36d9

Индуктивный преобразователь угла поворота

Изобретение относится к области электротехники, в частности к индуктивным преобразователям угла поворота систем автоматики. Технические результат заключается в повышении точности работы преобразователя и упрощении его изготовления. Преобразователь угла содержит ротор, по крайней мере, с одним...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002545529
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.04.2015
№216.013.3928

Способ приготовления катализатора для окисления водорода

Изобретение относится к способу приготовления катализатора для окисления водорода, состоящего из носителя с промежуточным покрытием из γ-оксида алюминия и активной части, содержащей каталитически активный металл - палладий. Предложенный способ включает обработку, подготовку и пропитку носителя...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002546120
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.04.2015
№216.013.399e

Способ транслитерационного преобразования информации и передачи ее по каналам связи

Изобретение относится к передаче информации по каналам связи. Техническим результатом является повышение надежности передачи структурированных сообщений, достигаемое за счет проверки правильности передачи структурированных блоков. В способе транслитерационного преобразования информации и ее...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002546238
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.04.2015
№216.013.3ae7

Способ трехуровневого управления и система для его осуществления

Изобретение относится к области управления техническими средствами (ТС) и может быть использована для управления средствами различного назначения, например средствами охраны, связи, испытательной техники, защиты информации и др. Технический результат - расширение функциональных возможностей за...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002546567
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.04.2015
№216.013.3c24

Затвор обратный поворотный

Изобретение относится к арматурным средствам безопасности энергетических установок и предназначено для использования в трубопроводных системах для предотвращения нештатных ситуаций, связанных с аварийной сменой направления течения рабочей среды. Затвор обратный поворотный содержит корпус с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002546884
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.04.2015
№216.013.3c92

Контактное устройство для определения электрического сопротивления порошкового материла при его сжатии

Изобретение относится к области определения электрофизических параметров порошковых материалов, а также к области определения значений параметров, характеризующих физико-химические свойства материалов, по величине электрического сопротивления. Контактное устройство для определения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002546994
Дата охранного документа: 10.04.2015
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
10.04.2015
№216.013.3de9

Утройство для исследования эффективности высокоскоростной имплозии лайнера

Изобретение относится к импульсной технике, к магнитной кумуляции энергии, и может быть использовано для исследований по физике плазмы, разгона пластин и оболочек до высоких скоростей и т.п. Технический результат состоит в повышении выходных характеристик. Устройство содержит предусилитель...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002547337
Дата охранного документа: 10.04.2015
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