Устройство для получения электрической искры в газообразных и жидких средах

 

Устройство предназначено для зажигания смесей воздуха с горючими газами и парами. Оно позволяет получать электрическую искру в газообразных и жидких средах при более низких напряжениях, чем в известных устройствах. Электроды электрически соединены с помощью дополнительного элемента, изготовленного из электропроводного материала, и ток между ними возникает при подаче напряжения в несколько десятков вольт, что приводит в конечном итоге к снижению напряжения пробоя в промежутке между электродами и устраняет необходимость в высоковольтном блоке питания, вследствие чего снижается стоимость устройства, увеличивается его надежность. 1 ил.

Изобретение относится к области электротехники (техники - электрического разряда) и может быть использовано в некоторых электрических приборах, например в приборах для зажигания смесей воздуха с горючими газами и парами.

Известно устройство для получения электрической искры в смесях воздуха с парами бензина или в смесях воздуха с горючими газами [1]. Это устройство широко используется в автомобильных двигателях для воспламенения рабочей смеси. Устройство содержит источник импульсного питания и два электрода, разделенных газоразрядным промежутком /шириной t 0,15 - 0,5 мм/, причем каждый из электродов соединен с одной из двух клемм источника питания. Электрический разряд /искра/ возникает при подаче высоковольтного /10 - 20 кВ/ импульсного напряжения на электроды, образующие разрядный промежуток. Основными недостатками этого устройства является ухудшение надежности работы, во-первых, из-за снижения поверхностного сопротивления изолятора во влажной атмосфере и, во-вторых, из-за образования нагара между электродами.

Наиболее близкой по конструкции к предлагаемому устройству является зажигалка для газовой плиты [2], содержащая импульсный источник питания и два электрода, каждый из которых соединен проводником с одной из клемм импульсного источника питания. Электрическая искра, зажигающая газовую горелку, возникает между электродами при подаче высоковольтного /10 кВ/ импульса напряжения. Основным недостатком описываемого устройства является ухудшение надежности работы во влажной и пыльной атмосфере, а также усложнение и удорожание изделия из-за наличия высоковольтного импульсного блока.

Целью настоящего изобретения является увеличение надежности работы и уменьшение стоимости устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем два электрода, между концами которых имеется зазор величиной t и импульсный источник питания, с одной из двух клемм которого соединен посредством проводника один электрод, а с другой соединен второй электрод, имеется дополнительный элемент /вставка/, изготовленный из электропроводного материала не сваривающегося с материалом электродов, расположенный таким образом, чтобы он одновременно прижимался к обоим электродам, например, с помощью пружины, а его точки касания с каждым из электродов или, по крайней мере, с одним из электродов были бы видны для условного наблюдателя, находящегося в зазоре между электродами.

Положительный эффект - увеличение надежности работы и уменьшение стоимости, устройства достигается благодаря тому, что электроды электрически соединены с помощью дополнительного элемента, изготовленного из электропроводного материала, и ток между ними возникает при подаче напряжения в несколько десятков вольт, что приводит в конечном итоге к снижению напряжения пробоя в промежутке между электродами и устраняет необходимость в высоковольтном блоке питания, вследствие чего снижается стоимость устройства, увеличивается его надежность. Предлагаемое устройство обеспечивает возможность получения электрической искры в пыльной и влажной атмосфере и даже в жидкости.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства.

Предлагаемое устройство содержит импульсный источник питания 1, два электрода 5 и 6, между которыми имеется зазор величиной t и дополнительный элемент 4, прижимаемый к электродам с помощью пружины 3, которая упирается в диэлектрическую пластину 2, прикрепленную к корпусу устройства. Дополнительный элемент изготовлен из электропроводного материала, не приваривающегося к электродам, например из графита, и расположен таким образом, чтобы он одновременно прижимался к обоим электродам, например, с помощью пружины, а его точки касания с каждым из электродов или, по-крайней мере, с одним из электродов были видны для условного наблюдателя, находящегося в зазоре между электродами. Оптимальная величина зазора t подбирается экспериментально в зависимости от состава и давления используемой среды, допустимого напряжения источника питания и требуемой мощности электрической искры.

Устройство работает следующим образом.

При подаче напряжения на электроды возникает ток между электродами 5 и 6, который проходит через дополнительный элемент 4, расположенный между электродами, при этом в точках контакта электродов с дополнительным элементом происходит быстрый разогрев контактирующих участков электродов и дополнительного элемента, сопровождающийся тепловой и ударной ионизацией прилегающих слоев газа /или паров жидкости/, а также фотоионизацией молекул газа в разрядном промежутке, освещаемом ультрафиолетовым излучением, исходящим из точек /зон/ контакта электродов с дополнительным элементом, в результате чего происходит пробой промежутка между электродами 5 и 6, завершающийся электрической искрой между электродами, которая приводит к поджигу горючей смеси.

Авторами была проведена экспериментальная проверка предложенного устройства. Надежный пробой воздушного промежутка между электродами при величине воздушного зазора t 0,2 - 3 мм наблюдался уже при импульсных напряжениях на электродах, не превышающих соответственно 200 - 400 В. Работа устройства была проверена также в жидкой среде - в воде, в этом случае также обеспечивался надежный пробой промежутка между электродами.

Формула изобретения

Устройство для получения электрической искры в газообразных и жидких средах, содержащее два электрода, между концами которых имеется зазор и импульсный источник питания, с одной из двух клемм которого соединен посредством проводника один электрод, а с другой второй электрод, отличающееся тем, что в него введен дополнительный элемент (вставка), изготовленный из электропроводного материала, не сваривающегося с материалом электродов, расположенный так, чтобы он одновременно прижимался к обоим электродам, например, с помощью пружины, а его точки касания с каждым из электродов или по крайней мере с одним из электродов были бы видны для условного наблюдателя, находящегося в зазоре между электродами.

РИСУНКИ

Рисунок 1