Способ управления игнитронным разрядником

 

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ.ИГНИТРОННЫМ РАЗРЯДНИКОМ, включающий периодическую подачу импульсов напряжения на анод и поджигатель разрядника, охлаждение катода и прикатодной части корпуса до 5-35°С и нагрев анодного изолятора до температуры Т, превышающей температуру конденсации ртути, и ниже температуры газовцделения, отличающийся тем, что, с целью повышения срока службы прибора и расширения частотного диапазона, дополнительно нагревают до температуры Т прианодную часть корпуса вьш1е уровня, отстоящего от анода (Л в сторону катода на расстоянии, не менее трех величин зазЬррВ1 между с боковой поверхностью анода икорпусом .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН,Я0„„1193?36 сю4Н01 J 1332

1 т,,13

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ аНЬД11„, „.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Г1О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3674966/24-21 . (22) 14.12.83 (46) 23.11.85. Бюл. В 43 (71) Киевский ордена Ленина политехнический институт им.50-летия

Великой Октябрьской социалистической революции (72) А.И.Арш, В.И.Крижановский, Е.А.Козлов, А.И.Коряковский, А.И.Кузьмичев, В.А.Лапшин, В.Н.Рыбин и А.И.Шендаков (53) 621.387 (088.8) (56) Каганов И.Д. Ионные приборы, И. Энергия, 1972, с.415-418

Технические условия на разрядник .НРТ-4, 0.334.008 ТУ, Рязань, 1983. (54) (57) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ИГЯИТРОННЫМ РАЗРЯДНИКОМ, включающий периодическую подачу импульсов напряжения на анод и поджигатель разрядника, охлаждение катода и прикатодной части корпуса до 5-35 С и нагрев анодного изолятора до температуры Т, превышающей .температуру конденсации ртути, и йиже температуры газовыделения, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения срока службы прибора и расширения частотного диапазона, дополнительно нагревают до температуры Т прианодную часть корпуса выше уровня, отстоящего от анода в сторону катода на расстоянии, не менее трех величин зазоров между боковой поверхностью анода и корпусом.

4 11

Изобретение относится к области электронной техники, конкретнее к способам управления мощными игнитронными разрядниками, используемыми в генераторах мощных импульсов тока и системах защиты радиоэлектронной аппаратуры боль-.. шой мощности.

Целью изобретения является повышение срока службы прибора и расширение частотного диапазона.

На чертеже. приведена схема, реализующая способ.

Игнитронный разрядник 1 содержит анод 2, анодный изолятор 3, цилиндрический корпус 4, катод 5 из жидкой ртути и поджигатель 6.

До подачи напряжения на электроды разрядника катод 5 и часть корпуса 4 не выше уровня жидкой ртути охлаждают до 5-35 С водой, пропускаемой по рубашке 7 охлаждения. Анод нагревается нагревателем (не показан), чтб приводит к исключению конденсации ртути на его поверхности и поверхности изолятора. !

Часть корпуса 4 выше уровня токоприемной поверхности 8 анода 2 и ниже его на высоту не менее трех величин зазоров между боковой поверхностью анода и корпуса поддерживают при 90-200 C.

Нагрев прианодной части корпуса осуществляют непосредственно водой, предварительно подогретой и пропускаемой по рубашке 9. Нагрев изолятора 3 осуществляют также за счет теплопередачи от корпуса через пары ртути, атмосферный воздух и материал изолятора. В дальнейшем, во время работы разрядника в частотном режиме анод 2 разогревается до температуры выше 100 С, поэтому изолятор 3 будет подогреваться и за счет теплопередачи от анода 2.

После установления заданного температурного режима на анод и поджигатель разрядника периодически подают импульсы напряжения.

Подача импульсов напряжения на анод 2 осуществляется с помощью цепи заряда накопителя энергии (конденсаторной батареи или формирующей линии). Цепь заряда обеспечивает автоматическую подачу напряжения на анод после разряда накопителя. Для подачи .импульсов напря93736.

35

5

I5

25 жения на поджигатель 6 используется импульсный генератор. После подачи импульса на поджигатель в игнитроне зажигается дуговой разряд, приводящий к разряду накопителя энергии на нагрузку.

Возможны различные реализации способа управления игнитронным разрядником кроме той, которая указана на чертеже. Например, можно обеспечить температуру прианодной части корпуса и анодного изолятора 90-200 С путем их обдува подогретым воздухом или путем их нагрева подогретым минеральным маслом.

Выбранная зона нагрева корпуса и анодного изолятора до 90-200 С находится в области разрядника с повышенной напряженностью электрического поля. В электродных системах, типа тех, которые реализуются в игнитронных разрядниках, напряженность электрического по( ля может достичь критического знаФ чения .для пробоя по микрокапилляр ному механизму (2 10 4 В! см) в области анодного изолятора и на прианодной части корпуса выше токоприемной поверхности анода и ниже ее на высоту не менее трех величин зазоров между боковой поверхностью анода и корпусом, Однако удаление нижней границы зоны нагрева от анода не должно превышать расстояния между катодом и анодом во избежание нагрева ртутного катода и повышения давления паров ртути сверх допустимого значения.

Выбор температуры катода и прикатодной части корпуса в диапазоне о

5-35 С обеспечивает получение в разряднике необходимой плотности ртутного пара, при которой разрядник стабильно запускается и нет обрыва тока в проводящую часть периода.

Так как остальные узлы ихнитронного разрядника находятся йри гораздо более высокой температуре, роль поверхности конденсации в основном выполняет поверхность жидкого ртутного катода 5 ° Некоторая часть паров также конденсируется на поверхности корпуса, находящейся между рубашками 7 и 9 охлаждения.

Температура анодного изолятора и прианодной части корпуса превосходит температуру конденсации ртути (точку росы) при рабочем давлении разрядника до момента первой подачи анодного напряжения, а также в значительную часть послеразрядного периода (4Т<0). За время коммутации импульса тока давление паров ртути в разряднике возрастает иэ-за импульсного разогрева ртутного катода и наличия паровых струй из катодных пятен, поэтому температура конденсации всегда превосходит температуру изолятора и прианодной частй корпуса (dT>0). Однако после окончания импульса тока давление пара резко снижается из-эа разлета пара к стенкам, а температура изолятора и прианодной части корпуса начинает превосходить температуру конденсации пара. Таким образом, высокая температура прианодных уз-. лов приводит к снижению дТ или изменению знака по сравнению с известным способом управления и уменьшению вероятности образования микрокапель в области с высокой напряженностью электрического поля, а следовательно, повышению электрической прочности игнитройного разрядника и расширению частогного диапазона.

Величина нижнего порога режима

90 С выбрана на основе данных экспео риментальных исследований. При увеличении температуры прианодных узлов, сверх 35 С вероятность самопроизвольных срабатываний разряд93736 ° ника значительно снижается, а при

90-200 С она практически. равна нулю, так как эта температура превосходит температуру конденсации ртути. Рекомендуемый диапазон температур составляет 90-200 С. При более высоких температурах происходит гаэовыделение из деталей разрядника и ухудшение его параметров.

>0 Конкретная величина температуры прианодной части корпуса и анодного изолятора определяется теппофизическими характеристиками теплоносителя и материала изолятора, а так15 же выбранным способом нагрева.

Данный температурный режим обеспечивает стабильную работу игнитронных разрядников при повышенных частотах следования импульсов так20 же благодаря более быстрой деиониза-. ции послеразрядной плазмы, и, следовательно, более быстрого восстановления электропрочности. Уменьшению плотности пара в прианодной

25 области разрядника также способствует то, что ртуть, попадающая во .время коммутации тока на поверхность нагретых до температуры свыс

1 ше 90 С изолятора и корпуса, мгноgp венно испаряется вновь и создает поток пара, направленный встречно к потоку идущему от катода.

Реализация предлагаемого способа позволит повысить частоту следова35 ния импульсов разрядника ИРТ-3 с,1б до 200 Гц.

1193736

Заказ 7321/55

Тираж б78 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

Составитель В,Александров

Редактор В.Иванова Техред T.äóáèí÷àê Корректор Л.Патай