ГЕРМЕТИЧНЫЙ ВРАЩАЮЩИЙСЯ РАЗРЯДНИК Советский патент 1995 года по МПК H01T7/00 

Изобретение относится к коммутации больших токов, возникающих при включении предварительно заряженных конденсаторных батарей на нагрузку, и может быть использовано при разряде конденсаторных батарей на первичные обмотки импульсных и резонансных трансформаторов для получения высоких импульсных напряжений, при разряде конденсаторных батарей на катушки электромагнитов для получения сильных магнитных полей, в электрогидравлических установках, работающих на принципе электрического разряда в жидкости, используемых для штамповки, развальцовки труб, освобождения проката от окалины, выбивки стержней из отливок и т.п.

Целью изобретения является повышение надежности работы герметичного вращающегося разрядника.

На фиг. 1 показан герметичный вращающийся разрядник, продольный разрез; на фиг. 2 - сечение по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение по Б-Б фиг. 1.

Разрядник содержит цилиндрический корпус 1, на оси которого установлены привод 2 вращения в виде электродвигателя, редуктор 3, основные электроды 4, выполненные в виде параллельных стержней, с выводами 5, изолированными друг от друга изолятором 6, расположенным на металлической трубке 7, поджигающий электрод 8 с овальным поперечным сечением, образующий с основными электродами 4 промежутки 9.

Основные электроды 4 укреплены на внутренней поверхности изоляционного цилиндра 10, коаксиально установленного в корпусе 1 с зазором 11, образующим вентиляционный канал между цилиндром 10 и корпусом 1.

На валу привода 2 установлен вращающийся стакан 12, диаметр которого равен внутреннему диаметру цилиндра 10. На боковой поверхности стакана выполнены лопатки 13, а внутри стакана 12 установлен направляющий кожух 14, выполненный в виде усеченного конуса с меньшим основанием, обращенным в сторону электродов 4 и 8. Стержневые основные электроды 4 выполнены в сечении в виде треугольника с основанием 15, укрепленным на цилиндре 10, который снабжен металлическими накладками 16, расположенными по обе стороны от каждого основного электрода 4.

С внутренней стороны корпуса 1 напротив стакана 12 установлен приемник 17 продуктов эрозии электродов в виде цилиндра с отверстиями 18. Приемник 17 снабжен кольцевым карманом 19 со стороны привода 2, а с противоположной стороны закрыт перегородкой 20.

Изолятор 6 установлен в корпусе 1 герметично с помощью уплотнительных колец 21. Корпус имеет съемную крышку 22, а кожух 14 закреплен на корпусе 1 тремя планками 23, расположенными под углом 120^о.

Герметичный вращающийся разрядник работает следующим образом.

Перед началом работы подают питание на привод 2 через герметично вмонтированный в крышке 22 кабель (на чертежах не показан), при этом вал привода начинает вращаться со скоростью 2700 об/мин. Так как стакан 12 закреплен на валу привода 2, то и он вращается с указанной скоростью, создавая поток газа, отбрасываемый к корпусу 1. При этом в цилиндре 10 появляется направленный поток газа от электродов 4 и 8. Поскольку поджигающий электрод 8 установлен на оси привода через редуктор 3 с передаточным отношением 90, то он вращается со скоростью 30 об/с, что соответствует частоте срабатывания разрядника 60 имп/с при подаче напряжения на электроды 4.

Таким образом в зависимости от скорости вращения электрода 8 будет устанавливаться соответствующая частота следования импульсов. Возникающая на электродах дуга при каждом разряде захватывается потоками газа и как бы стягивается с электродов в направлении отсасывающего газ стакана 12. Выделяющиеся при этом продукты эрозии электродов посредством центробежных сил отбрасываются на приемник 17. Поскольку эрозионные частички за счет своего веса имеют большую инерцию, то они через отверстия 18 попадают в приемник 17 и затем оседают в кольцевой карман 19. Очищенный от эрозионных частичек горячий поток газа поступает в вентиляционный канал, при этом формируется направленный обратный поток газа, где он охлаждается, а затем снова попадает внутрь цилиндра 10 с обратной его стороны. Конструкция основных электродов в виде треугольника в процессе работы обеспечивает направление потока плазмы дуги во внешнее по отношению к дуговому промежутку пространство, что обеспечивает эффективное перемещение потока плазмы и соответственно вынос энергии из межэлектродного промежутка. Это в свою очередь повышает напряжение, необходимое для горения дуги, этим способствует ее гашению и соответственно уменьшает эрозионный износ электродов. При этом металлические накладки, расположенные у основания электродов, защищают изоляционный цилиндр от ударной волны, светового излучения, напыления и других факторов, сопровождающих горение электрической дуги и отрицательно влияющих на срок службы электрической изоляции цилиндра 10.

Применение предлагаемой конструкции герметичного вращающегося разрядника по сравнению с прототипом позволило впервые практически использовать его в герметичных электроразрядных устройствах, погружаемых в воду. Кроме того, исключить сложные и ненадежные узлы, такие как водяное охлаждение, вращающийся токосъем, которые ограничивали срок службы известного разрядника. Срок службы предлагаемого разрядника увеличился по сравнению с прототипом в 2-3 раза за счет эффективного удаления продуктов эрозии, конфигурации основных электродов и установки на них накладок.

Предлагаемая конструкция разрядника обеспечила стабильность работы электроразрядного устройства до 10^-3, а это на порядок выше, чем в прототипе. Эффективное удаление продуктов эрозии полностью исключило напыление продуктов эрозии на изоляционные конфигурации разрядника, что исключило необходимость чистки его в процессе эксплуатации. Это позволило уменьшить эксплуатационные расходы на 15%.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам коммутации больших токов при разряде конденсаторных батарей. Цель изобретения - повышение надежности работы герметичного вращающегося разрядника. Разрядник содержит цилиндрический корпус 1, внутри которого расположены два стержневых основных электрода 4 и поджигающий электрод 8 с овальным поперечным сечением, закрепленный жестко на валу, соединенном через редуктор с приводом вращения. Основные электроды 4 укреплены на внутренней поверхности полого изоляционного цилиндра 10, установленного коаксиально корпусу с зазором, устройство для подачи воздуха выполнено в виде стакана 12 с лопатками 13, а редуктор закрыт направляющим кожухом 14 в виде усеченного конуса с меньшим основанием в сторону электродов. В корпусе 1 установлен приемник 17 продуктов эрозии с кольцевым карманом 19. Стержневые основные электроды 4 выполнены в виде треугольника, укрепленного на изоляционном цилиндре 10, который снабжен металлическими накладками по обе стороны от основных электродов. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. ГЕРМЕТИЧНЫЙ ВРАЩАЮЩИЙСЯ РАЗРЯДНИК, содержащий корпус, внутри которого расположены параллельно два стержневых основных электрода и размещенный между ними поджигающий электрод с поперечным сечением овальной формы, укрепленный жестко на валу, соединенном через редуктор с приводом вращения, и устройство для подачи воздуха к промежуткам между основными и поджигающим электродами, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, указанный корпус выполнен в виде полого цилиндра, на оси которого установлены указанные вал с поджигающим электродом, редуктор и привод, основные электроды укреплены на внутренней поверхности дополнительно введенного полого изоляционного цилиндра, установленного коаксиально корпусу с зазором по отношению к его внутренней боковой поверхности, а указанное устройство для подачи воздуха к промежуткам между электродами выполнено в виде установленного жестко на валу привода дополнительно введенного и обращенного полостью к электродам стакана с отверстиями и лопатками на боковой поверхности, причем указанный редуктор закрыт дополнительно введенным направляющим кожухом в виде конуса, меньшее основание которого обращено к электродам, а на внутренней поверхности корпуса напротив указанного стакана установлен приемник продуктов эрозии электродов с карманом. 2. Разрядник по п.1, отличающийся тем, что указанные стержневые основные электроды выполнены каждый в поперечном сечении в виде треугольника с основанием, укрепленным на внутренней поверхности изоляционного цилиндра, который снабжен металлическими накладками, установленными на его поверхности по обе стороны от каждого из основных электродов.