ОДНОАНОДНЫЙ РТУТНЫЙ ВЕНТИЛЬ Советский патент 1970 года по МПК H01J13/20 

Данное изобретение относится к области сильноточной :И:Мпульсной И МОЩНОЙ выпрямительной техадики, где к вентилям предъявляются требования большой перегрузочной способности по току. Величина амплитудных токов на вентиль достигает здесь значений от нескольких килоамлер до нескольких сотен килоампер, а обратное .напряжение, прикладываемое к вентилю, от нескольких киловольт до сотен киловольт.

Известен ртутный вентиль, содержащий а.нод, катод, подж1игатель и промежуточные электроды.

В настоящее время -необходимо создать ртутные вентили на большие токи, способные вьцдерживать после этого обратное напрял ение. Установлено, что при мгновенных токах, значения которых достигают 1 ка и более, при диаметре разрядного сечения около 200- 300 мм одновременно ра ботает примерно все сечение. Однако загрузка сечения по плотности то:ка .неравномерна. Так, например, на половине радиуса сечения плотность тока может изменяться в два -и более раза.

При больших диаметрах разрядного сечения неравномерность его загрузки увеличивается, достигая полной неоднородности, когда ток одновременно занимает лишь часть разрядного сечения. Прохождение через разрядное сечение ртутного вентиля больших токов сопровождается глуооким разрежением ртутного пара и усугубляется знaчитev ьнoй неоднородностью плотности тока, что приводит к аномальным явления м в падении напряжения в дуге, которое при этом начинает колебаться с частотой, достигающей нескольких килогерц, и амплитудой колебаний, достигающей нескольких сотен вольт. Дальнейшее форсирование этих явлений молсет привести к частичному и даже полному обрыву тока и перенапряжениям в коммутирующей пени. Ано.мальные явления в дуге сопровождаются интенсивным распылением материалов внутренних деталей вентиля, ухудшением

его изоляции и появлением большого количества обратных зажиганий.

Предлагаемый вентиль отличается от нзвестных тем, что он снабжен установленным между анодом и катодом устройством, разделяющпм газоразрядный про. на несколько параллельно работающих каналов.

Указанное устройство выполняется в виде перегородок, установленных вдоль оси вентиля. Перегородки могут быть секционированы

по высоте. В случае .многосеточного (многовставочного) вентиля отдельные секции перегородок закрепляются на отдельных вставках. Для облегчения вытягивания разряда на анод при сравнительно малых токах в каналах, образованных перегородками, установлены .вспомогательные вытягивающие электроды. Число каналов определяется общей геометрией вентиля и величиной аиодного тока, а геометрия каждого канала берется из условия удовлетворительной загрузки сечения но току.

Устройство может быть изготовлено и в Виде потенциально разобщенных сеток, установленных в горнзО|Птальной плоскости. Такой вентиль повышает нагрузочную способность я позвюляет удовлетворительно использовать разрядноб сечение и приемную поверхность анода.

На фиг. 1 изображен предлагаемый вентиль с перегородкаМИ; на фиг. 2 - то же, но с потенциально разо1бщенным1и сетками.

Вентиль, изображенный на фиг. 1, состоит из вакуумного корпуса /, анода 2, сетки 3, фильтра 4, зажигателя 5, ртутного катода 6, вспомогательных электродов 7, перегородок 8. Зажигание газоразрядных промежутков происходит между ртутным катодом 6 и анодом 5. «Дробление разряда па четыре части осуществляется с помощью крестообразной разобщающей перегородки 8.

Вентиль, изображенный на фиг. 2, состоит из вакуум.ного корпуса 9, анодного узла 10 с приемными поверхностями 11, потенциально разобщенных сеток 12, фильтра 13, диффузора 14, подхватывающего апода 15, зажигателя 16, ртутного катода 17.

«Дробление разряда и его вытягивание на приемные поверхности анода при сравнительно малых токах осуществляются с помощью изолированных сеток и их манжет. Такой вентиль наряду с общеизвестными нреимуществами одноанодных вентилей перед многоанодпыми обладает и дополнительными:

1. Ко;Ммутация тока осуществляется «е но длинным путям, как в многоанодных с параллельным включением анодов вентилях, а непосредственно по газоразрядным промежуткам, практически пе обладающим инерционностью, и происходит мгновенно. Данное обстоятельство обусловливает значительно более -высокие границы допустимых (по соображению вентильной прочности) токов, а также более высокие границы предобрывных токов. Применяемые при многоанодных вентилях с параллельным включением анодо.в анодные делители только усугубляют положение при Возникновении аномальных явлений в разряде на один из анодов, в то время как в предлагаемом вентиле газоразрядные промежутки хорошо страхуют друг друга.

2.В многоанодных вентилях коммутирующие аноды расположены на значительном

расстоянии один от другого. Это затрудняет диффузию носителей на коммутирующий анод и деиопизацию после прохождения тока.

Предлагаемый вентиль не имеет этих недостатков.

3.Благодаря хорошей компактности анодного узла вентиль обладает лучшей си.мметрией анода по отнощению к катодному пятну, что способствует лучщему распределению

тока по аноду.

Существенньпм нреимущество.м вентиля является более низкое значение падения нанряжения в дуге.

Проведенные испытания показали, что предлагаемый вентиль значительно увеличит существующий для ртутных вентилей иредел но току.

Предмет изобретения

1. Одноанодный ртутный вентиль, содержащий вакуумный корпус, анод, катод, ноджигатель и нром.ежуточные электроды, отличающийся тем, что, с целью повышения нагрузочной способности, вентиль снабжен устройствоим, располон енным между анодом и катодом, разделяющим газоразрядный нромежуток на несколько работающих параллельно канало.в.

2.Одноаподный ртутный вентиль но п. 1, отличающийся тем, что указанное устройство

выполнено в виде нерегородок, установленных вдоль оси вентиля.

3.Одиоанодный ртутный вентиль но нп. 1 и 2, отличающийся тем, что, с целью облегчения вытягивания разряда на анод при сравнительно Малых токах, в каналах, образованных указанными перегородками, установлены вспомогательные вытягивающие электроды.

4.Одноанодный ртутный вентиль но нп. 1, 2 и 3, отличающийся тем, что указанные перегородки выполнены секционированными по высоте.

5.Одноанодный ртутный вентиль по н. 1, отличающийся тем, что указанное устройство

выполнено в виде потенциально разобщенных сеток, установленных в горизснтальной плоскости.