Игнитронный разрядник Советский патент 1989 года по МПК H01J13/06 H01J13/34 

Изобретение относится к газоразрядной технике, в частности к игнитронным разрядникам, предназначенным для коммутации больших импульсных токов в электрофизической аппаратуре и в уста нозкРх для магнитноимпульснойи электг рогидравлической обработки материалова

Целью изобретения является увеличение скорости нарастания импульса тока анода за счет возрастания скорости спада иапряжения между поджигателем и катодом.

Процесс формирования дугового разряда с помощью полупроводникового поджигателя, частично погруженного в ртутный катод, явлг стся ичерцлонным, состоящим из двух стадий. На первой стадии возникает дуга образовавшимся на повегхнпсти ртуги катодным пятном и ближайшим к нему участком поджигате.пя. Ня вторс й стадии дуга перебрасывается на вывод подз :игателя,

шунтируя сопротивление части поджигателя, расположенной над ртутью. При этом ток в цепи по,сркигателя вначале ограничен сопротивлением части поджигателя, непогруженной в ртуть, а потом возрастает, достигая значения, определяемого только величиной тока короткого замыкания источника поджига- юпшх импульсов.

Использование цилиндрического экрана, окружающего полупроводниковый поджигатель и соединенного с его выводом, с учетом указаншлх соотношений позволяет существенно сократить длительность второй стадии формирования дуги, так как привязка дуги на экран обеспечивает более быстрое шунтирование сопротивления п :кгателя. Экспериментально установлено, что использование цилиндри- чйского экрана из токопроводящего материала в игнитронном разряднике и

сл

4

00

его расположение указанным образом приводит к увеличению скорости нарастания анодного тока не менее, чем в два раза, в частности с О до 20 кА/мкс по сравнению с известным техническим решением. При этом на достижение цели изобретения влияют форма и материал экрана, а также соотношение между размерами экрана и поджигателя, а именно, соотношение между внутренним диаметром экрана и диаметром цилиндра поджигателя и соотношение между расстоянием от торца экрана до поверхности ртутного катода и высокого уровня ртути в разряднике, Соотнсэшения между диаметрами экрана и цилиндром поджигате ля, а также между расстоянием от торца экрана до поверхности катода и высотой уровня ртути определены экспериментально и составляют соот- ве ственно 1,2-1,4 и 0,4-0,6.

На чертеже показан предлагаемый игнитронный разрядник.

Игнитронный разрядник содержит копус 1 из нержавеющей стали, анод 2 из сшшцированного графита, стеклян- 1НЫЙ анодньй изолятор 3, ртутный катод 4, частично погруженный в ртут полупроводниковый поджигатель 5, цилиндрическая часть которого вшюл- нена из графита, а коническая - из полупроводникового материала, полученного путем спекания смеси порошков карбида бора, нитрида бора и углерода, экран 6 из никеля, электрически соединенный с выводом поджигателя 7, рубашку охлаждения из нержавеющей стали 8, вьшод катода 9 и штенгель 10, через который производится откачка разрядника и заливка в него ртути.

Высота разрядника 300 мм, диаметр корпуса 60 мм, высота уровня ртути

8 мм, диаметр цилиндрической части полупроводникового поджигателя 7 мм,, внутренний диаметр экрана,окружающего поджигающий электрод, 9 мм, расстояние его от поверхности ртути 4 мм.

Прибор обеспечивает коммутацию импульсов тока до 100 кА при напряжении 25 кВ, переносимый заряд за импульс достигает 30 Кл, скорость нарас 1НИЯ импульса тока 20 кА/мкс.

Прибор работает .следующим образом.

Между анодом 2 и катодом 4 прикла- дьшается высокое напряжение. Затем подается импульс управляющего напряжения между .поджигателем 5 и катодом 4, обеспечивающий в области контакта поджигателя 5 с поверхностью катода 4 градиент напряжения, необходимый .для формирования на поверхности ртути катодного пятна - источник электронов.

После образования катодного пятна возникает разряд между катодом 4-и ансдом 2 и разрядник коммутирует импульс тока

Формула изобретения

Игнитронный разрядник, содержащий корпус из проводящего материала,анод с анодным изолятором, ртутный катод и частично погруженный в ртуть полупроводниковый поджигатель с экраном из проводящего материала, соединенным с выводом поджигателя, отличающийся тем, что, с целью повьиие- ния скорости нарастания имп,льса анодного тока, экран выполнен цилиндрическим, причем его внутренний диаметр d, диаметр d, цш1индрическои части поджигателя, а также расстояние h от нижнего торпа экрана до поверхности ртути и го; |цина h. слоя ртути связаны соотношениями d (l,)d,, h (0,4-0,6)h,.

m.

Изобретение относится к технике формирования сильноточных электрических импульсов. Целью изобретения является повышение скорости нарастания импульса анодного тока. Геометрические размеры токопроводящего цилиндрического экрана полупроводникового поджигателя, а именно внутренний диаметр D экрана, диаметр D₁ цилиндрической части поджигателя, расстояние H от нижнего торца экрана до поверхности ртути и толщина H₁ слоя ртути связаны соотношениями D=(1,2 - 1,4)D₁

H=(0,4 - 0,6)H₁. При этих условиях переход электрической дуги с поджигателя на экран, шунтирующий сопротивление поджигателя, существенно сокращается, что приводит к укорочению фронта импульса анодного тока. 1 ил.