Газоразрядный прерыватель тока с секторальным отверстием в экране и асимметрично расположенным относительно центральной оси круговым отверстием в сетке
Владельцы патента RU 2726140:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет" (RU)
Изобретение относится к газоразрядной импульсной технике, в частности к газоразрядным коммутаторам тока низкого давления тиратронного типа. Технический результат - повышение стабилизации процесса обрыва тока, уменьшение времени выключения, увеличение максимального обрываемого тока. Газоразрядный коммутирующий прибор содержит анод, катод и сеточный узел, состоящий из сеточного и экранирующего электродов. В сеточном электроде выполнено отверстие круглой формы, в экранирующем электроде выполнено отверстие в форме усеченного сектора со скругленными краями, при этом отверстия являются концентрическими, центр которых смещен относительно главной оси. Краевые кромки отверстий сеточного и экранирующего электродов скруглены. Толщина электродов увеличена. Площадь отверстия в экранирующем электроде в 5 раз превышает площадь отверстия в сеточном электроде. 2 ил.
Изобретение относится к газоразрядной импульсной технике, в частности к газоразрядным коммутаторам тока низкого давления тиратронного типа. Оно может применяться в качестве коммутатора в генераторах высоковольтных импульсов с индуктивным накопителем энергии с целью повышения стабилизации процесса обрыва тока, уменьшения времени выключения, увеличения максимального обрываемого тока.
Известен газоразрядный прибор с инверсным расположением отверстий в сеточном узле, содержащий анод, катод, сеточный узел, состоящий из сеточного электрода (далее сетка) 2 и экрана 1 (Фиг. 1). Сетка имеет одно отверстие, расположенное по оси симметрии прибора, со стороны анода. Центры отверстий в экране сеточного узла расположены на концентричных окружностях. Отверстия, принадлежащие к разным окружностям, радиально смещены друг относительно друга. Совокупная площадь отверстий экрана превышает площадь сеточного отверстия. Минимальная площадь сечения разрядного канала прилегает к отверстию в сетке [1].
Недостатками применения описанного прибора в режиме обрыва тока являются высокий разогрев прибора, наличие временной нестабильности момента обрыва тока.
Работа подобных приборов в схеме генератора высоковольтных импульсов с индуктивным накопителем энергии в большей степени определяется конструкцией сеточного узла. Улучшение рабочих параметров прибора достигается за счет введения в конструкцию прибора нового сеточного узла.
Чертеж сеточного узла показан на Фиг. 2. Как и в предыдущем случае сеточный узел содержит сеточный электрод 2 (далее сетка) и экранирующий электрод 1, которые при подаче напряжения находятся под одним потенциалом. В сеточном электроде выполнено отверстие круглой формы, в экранирующем электроде выполнено отверстие в форме усеченного сектора со скругленными краями, при этом отверстия являются концентрическими, центр которых смещен относительно главной оси. Краевые кромки отверстий сеточного и экранирующего электродов скруглены. Толщина электродов увеличена. Площадь отверстия в экранирующем электроде в 5 раз превышает площадь отверстия в сеточном электроде. Площадь отверстия в сеточном электроде описываемого прибора равна площади отверстия сетки прибора с инверсным расположением отверстий. Площадь отверстия экранирующего электрода сеточного узла данного прибора в 1,5 раза превышает площадь отверстий экрана сеточного узла прибора с инверсным расположением отверстий.
Благодаря применению в новом приборе подобной конструкции сеточного узла обеспечивается ряд преимуществ по сравнению с прибором с инверсным расположением отверстий в сеточном узле. В данной конструкции экранирующий электрод позволяет сохранить электропрочность прерывателя на достаточном уровне, необходимом для нормальной работы прибора [2]. Поскольку в обоих электродах сеточного узла выполнено по одному отверстию, в результате этого исключаются искажения в процессе формирования дуги и препятствия газонатеканию в область отверстия в сеточном электроде, что обеспечивает непрерывное горение дуги разряда, при этом существенно снижается временная нестабильность. Обрыв тока в данной конструкции локализован в области отверстия сеточного электрода. Это способствует снижению времени выключения [3]. Утолщение стенок и увеличение расстояния между электродами сеточного узла способствует снижению его разогрева [4]. Скругление краев отверстий позволяет уменьшить их разогрев, и увеличить пороговое напряжение возникновения процесса автоэлектронной эмиссии при воздействии высоких импульсных напряжений. Данные особенности конструкции повышают стабильность генерации импульсов.
Список литературы
1. Патент №171094 МПК H01J 17/12
2. Фогельсон Т.Б., Бреусова Л.Н., Вагин Л.Н. Импульсные водородные тиратроны. М: Сов. радио. 1974
3. Верещагин Н.М., Круглов С.А. Генератор высоковольтных импульсов с индуктивным накопителем энергии и тиратроном // ПТЭ. 2002. №2.
4. Райзер Ю.П. Физика газового разряда: Учеб. руководство для вузов. Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит. 1992. 536 с.
Газоразрядный коммутирующий прибор, содержащий анод, катод, сеточный узел, состоящий из сеточного и экранирующего электродов, отличающийся тем, что в сеточном электроде выполнено отверстие круглой формы, в экранирующем электроде выполнено отверстие в форме усеченного сектора со скругленными краями, при этом отверстия являются концентрическими, центр которых смещен относительно главной оси, и площадь отверстия в экранирующем электроде в пять раз превышает площадь отверстия в сеточном электроде.
