Анодно-сеточный узел ртутного вентиля

 

1. АНОДНО-СЕТОЧНЫЙ УЗЕЛ РТУТНОГО ВЕНТИЛЯ, содержащий корпус, последовательно расположенные в нем анод, пр омежуточные электроды, укрепленные на экранах, а также трубчатый охладитель, системы ввода вывода хладагента, отличающийся тем, что, с целью повышения перегрузочной способности, повышения стабильности режима протекания разрядного тока и упрощения системы охлаждения , промежуточные электроды вьтолнеиы в виде дисков с параллельными щелями, ширина которых выбрана из соотношения 2,5, 1 Н Ц где Н„ - толщина перемычки ц ширина щели,,, а трубчатый охладитель охватывает снаружи нижнюю часть экранов на уровне промежуточных электродов. 2. Узел по П.1, отличающийся тем, что, с целью повышения электропрочности промежутка, между анодом и промежуточнь ш .элек (Л трсдаьв укреплен разделительный экс ран, имеющий отверстие в нижней части , диаметр которого равен диаметру рабьчей части прсжежуточных электро- . дов, причем экран электрически сое .динен с катодом через ограничительный резистор.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ае (10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССОР

f10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЗНРЫТИЙ

ОИИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

И ASTOPCHOIVlV СВИДЕ ГИЛЬСТВУ (21) 3610913/18-21 (22) 29 ..06.83 (46) 30.11 ° 84.Вюл. В 44 (72) А.И.Сербинов, Ю.Д.Хромой и В.М.Яшкова (71) Петрозаводский государственный университет нм.О.В.Куусинена (53) 621.387(088;8) (56). 1. Патент ФРГ В 1053679, кд. 21g 14/31, 1961.

2. Патент Франции У 1396036, кл. Н 01 J 1962, 3. Авторское свидетельство СССР

В 121879, кл. Н 01 J 13/00, 1959. (54)(Я) 1. АНОДНО-СКТОЧНЫй УЗКЛ

РТУТНОГО ВЕНТИЛЯ, содержащий корпус, последовательно расположенные в нем анод, промежуточные электроды, укрепленные на экранах, а также трубчатый охладитель, системы ввода и вывода хладагента, отличающийся тем, что, с целью повышения перегрузочной способности, повышения ста бильности режима протекания разрядно-". го тока и упрощения. системы охлаждения, промежуточные электроды выполнены в виде дисков с параллельными щелями, ширина которых выбрана из соотношения с. «(2,5, н„

Ц где Н„- толщина перемычки, "ы — ширина щели",., а трубчатый охладитель охватывает снаружи нижнюю часть экранов на уровне промежуточных электродов.

2. Узел о п.1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения электропрочности промежутка, I между анодом и промежуточными электродами укреплен разделительный эк. ран, имеющий отверстие в нижней части, диаметр которого равен диаметру рабочей части промежуточных электро- . Я дав, причем экран электрически сое.динен с катодом через ограничительный резистор.

" 1 112702

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в мощных ртутных приборах, например в высоковольтных импульсных экситронах.

Нри протекании токов с амплитудой более нескольких килоампер на промежуточных электродах приборов выделяется высокая средняя мощность, достигающая нескольких киловатт. При этом температура промежуточных элек- 1О тродов, если не принять специальных мер, может достигать 800-900 С. Это

О неизбежно вызывает разрежение концен-, трации нейтральных атомов у электродов, ограничивая перегрузочную способность промежутка. В результате увеличивается значение падения напряжения на промежутке, возникает возможность обрыва снльноточного разряда ° 20

Известны конструкции ртутных прибор4в, в которых охлаждение производится,трубчатым охладителем, который располагается вокруг сеточного узла P) ..

Охлаждение промещуточного электрода в этом случае происходит за счет излучения тепла экраном, на котором этот электрод укреплен. Это вызывае некоторое снижение концентрации нейт- щ ральных атомов в районе сеточного узла, но с увеличением разрядных токов такое охлаждение неэффективно.

Известна также конструкция ртутных ламп с принудительным охлаждением потоком газа нли яащкости наиболее энергоемких электронов. Конструкция представляет собой герметично запаянный корпус, который имеет внутреннюю цилиндрическую стенку, образующую канал для прох вождения охлаждающего потока. Электроды располагаются внутри герметичного корпуса прибора вокруг цилиндрической стенки и имеют полости кОторые могут сообщаться с кана 45 лом, образуя общую систему охлаждения. Кроме тдго, они имеют хороший тепловой контакт с внутренней цилиндрической стенкой. Охлаждение электродов может происходить двояко: про» пусканием потока охладителя только по каналу, образованному внутренней цилиндрической стенкой, или можно использовать для этой же цели внутренние полости самих электродов (2) .

Однако указанная конструкция дос таточно- сложна. Кроме того, температура охлаждающей жидкости или газа в

2 2 ртутных приборах .также не может быть ниже 100 С. Иначе это вызовет конденd сацию паров ртути на электродах, что может привести к появлению обратных зажиганий.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является анодно-сеточный узел ртутного вентиля, содержащий корпус, последовательно расположенные в ней анод, промежуточные электроды, укрепленные, на экране, а также трубчатый охладитель, системы ввода и вывода хладагента.

В известном решении промежуточные электроды выполнены в виде спиралей из трубки, по которой циркулирует охлаждающая жидкость или газ P) .

Система охлаждения очень проста, однако и в этом случае она разделена с системой охлаждения катода, а создание единой охлаждающей системы невозможно, так как катод охлаждается жидкостью с температурой 15-25 С.

При снижении температуры охлаждающей жидкости до 15-25 С на электродах возможна конденсация ртутных паров, что снижает электропрочность промежутка.

Цель изобретения — повышение перегрузочной способности, стабильности режима протекания разрядного тока и упрощение системы охлажцения, а также повышение электропрочности промежутка.

Указанная цель достигается тем, что в анодно-сеточном узле ртутного вентиля, содержащем корпус,.последовательно расположенные в нем анод, промежуточные электроды, укрепленные на экранах, а также трубчатый охла-. дитель, системы ввода и вывода хладагента, промежуточные электроды вынолнены в виде дисков с параллельными щелями, ширина которых выбрана из соотношения

1 c -> i 2,5, н .Ь, где Н„- толщина перемычек

Н - ширина щели, а трубчатый охладитель охватывает снаружи нижнюю часть экранов на уровне промежуточных электродов.

Кроме того, между анодом н промежуточными электродами может быть укреплен разделительный экран,. имеющий отверстие в нижней части, диаметр которого равен диаметру рабочей час-, ти промежуточных электродов, причем

3 112702 экран электрически соединен с катодом через ограничительный резистор.

Ограничение участка охлаждения нижней частью экранов с помощью трубчатого охладителя наиболее эффективно при использовании проМежуточных электродов с параллельными щелями по . сравнению с многодырчатыми электродами. В этом случае при одинаковой xipoницаемости,за счет меньшего падения 10 напряжения на электроде при протекании разрядного тока н меньшей суммарной внутренней поверхности пропускного сечения.в условиях щелевога электрода но сравнению с многодырчатым выделяется значительно меньшая мощность и электрод имеет меньшую температуру.

Геометрия щелевого электрода устанавливается из следующих соображений.

Ширина пропускного сечения (щели) (Н ) для обеспечения высокой переМ груэочной способности (на основании большого опыта эксплуатации ртутных д5 вентилей) выбирается таким образом, чтобы она была равна толщине элек-. трода. Иэ соображений жесткости и сохранности формы электрода при высоких тепловых нагрузках толщина должна быть 5-6 мм.

Соотношение между толщиной перемычек (Н„) электрода, между щелями и шириной щели должно обеспечить необходимую проницаемость электрода без ухудшения условий теплоотвода выделя35 ющейся энергии на электроде к трубчатому охладителю. Это достигается, когда выполняется условие ф < 2,5.

Таким образом, оптимальнйй диапазон ширины щели устанавливается соотношением

1.с — «с 2,5.

Н„

М>

/ . На чертеже представлен предложенный анодно-сеточный узел, общий вид.

Узел содержит корпус 1, анод 2, промежуточные электроды 3 и 4, кото-рые укреплены на экранах 5 и 6. Про- . межуточные электроды выполнены в ви- 50 де дисков е параллельными щеляяи.

Трубчатый охладитель 7 охватывает снаружи нижнюю часть экранов (на чертеже - только промежуточного элек-. трода 5). Разделительный экран 8 со- 55 единен с катодом через ограничительный. резистор с сопротивлением в несколько десятков Ом (не показано).

Экран закрывает от анода только не; рабочие, участки электродов 3 и 4 ° В верхней крышке корпуса 1 расположены системы ввода 9 и вывода 10, 11 (не показано) хладагента и вводы от промежуточных электродов.

Рассмотренная конструкция допускает снижение температуры охлаждения анодно-сеточного узла до значений температуры охлаждения (1525 С) катодного фиксатора и анода и использование единой системы охлаждения. В этом случае, охлаждая лишь периферийную часть электрода за счет перепада температур в его теле, удаl ется получить температуру рабочей б части 100-,120 С и этим исключить необходимость охлаждения электрода горячим хладагентом. Такая температура исключает конденсацию паров ртути на рабочих участках электродов, способствует высокой концентрации нормальных атомов в районе промежуточного электрода и перегрузочной способности прибора в целом. Охлаждение перифе- . рийной части электрода происходит

sa счет хорошего теплового контакта между электродами и экранами, на ко. торых укреплены трубчатые охладители, по которым протекает например, вода с температурой 15-25 С. Соединения могут быть выполнены, например, наяные или сварные. На периферии диска йромежуточного электрода возможна локальная конденсация ртутных паров.

Для исключения влияния конденсата ртути на электропрочность промежутка между анодом и промежуточными электродами помещен разделительный экран, электрически соединенный с катодом.

В результате введения разделительного экрана с отверстием, диаметр которого равен диаметру рабочей части промежуточных электродов, имеет место деление разрядного промежутка прибора на высоковольтную и низковольтную области. Наличие конденсата ртути в низковольтной области прибора не оказывает влияния на работу прибора.

Экспериментальная проверка предлагаемых технических решений показала, что перегрузочная способность прибора резко повышается, возможно использование единой для всех электродов системы охлаждения с температурой 15-25 С. (1127022

Составитель В.Александров

Редактор М.Келемеш Техред N..Ãåðãåëü . Корректор С.Шекмар

Заказ 8749/41 Тираж 682 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113055, Москва, Ж-35, Рауш кая наб., д.4/5 »

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4