ДУГОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА Советский патент 1935 года по МПК H01J17/04 

Предлагаемое изобретение касается устройства преобразователя электрического тока, осуществленного по типу преобразователя Маркса с магнитным и воздушным дутьем, воздействующим на дугу, возникающую между электродами, расположенными в камере, через которую прогоняется воздух, и заключается в некоторых особенностях его выполнения.

На чертеже фиг. 1 схематически изображает предлагаемый дуговой преобразователь электрического тока; фиг. 2 и 3 - основные элементы последнего в двух проекциях; фиг. 4 - возможную форму выполнения указанных элементов; фиг. 5 - схему воздухопровода.

Электроды 1-1 преобразователя выполнены в виде широких полос, призм или цилиндров, расположенных относительно друг друга так, чтобы между ними имела место узкая щель ab, (фиг. 1 и 2). Последняя ограничивается с боков полюсными наконечниками образующих камеры для электродов дугообразных магнитов или электромагнитов 3 и 4 (фиг. 1, 2, 3, 4 и 5), расположенных одноименными полюсами с одной стороны щели.

Электромагниты предназначены, совместно с воздушной струей, при возникновении дуги в одном конце щели прогонять ее вдоль всей щели с целью уменьшения выгорания и нагревания электродов. Под влиянием магнитного поля магнитов 3, 4 дуга бежит вдоль электродов. Длина последних должна быть равна тому пути, который может пробежать дуга за рабочую часть периода в магнитном поле заданной интенсивности (т.е. около 30 см в поле около 500 гауссов).

Такая конструкция, в которой дуга бежит по прямой линии, а не вращается по окружности весьма малого радиуса, должна дать уменьшение загорания и нагревания электродов и увеличение, вследствие этого, срока их жизни.

Для того, чтобы дуга не перекидывалась на полюса магнитов, осуществляется продувание электродов. Воздух движется из внешнего пространства внутрь электродов через щель, образуемую полюсами, вдоль которой бежит вольтова дуга. Кроме того каждый магнит держится при потенциале соответствующего электрода.

Зажигание дуги происходит у одного конца дуговой щели (между электродами 1-1), отмеченного буквой а, посредством вспомогательной вольтовой дуги, зажигаемой между вспомогательными электродами 9 и 10 (фиг. 1) или между одним только вспомогательном электродом и одним главным. Для вспомогательной цепи достаточно напряжение, не превышающее 1000 вольт. Вспомогательная дуга втягивается в щель между главными электродами посредством постоянно протекающего внутрь электродов воздушного потока.

Электродам преобразователя может быть придана форма пустотелого барабана, выполненного из электропроводного материала, снабженного по поверхности продольными глубокими пазами, на дне которых расположены отверстия для продувания электрода воздухом.

Междупазовые части электрода 1 выполнены с выемками, в которых помещена пластина 2 из магнитного материала.

Барабан располагается между полюсами магнитной системы 3, 4 таким образом, чтобы указанные междупазовые части были расположены непосредственно против полюсов магнитной системы. Пластины 2, (фиг. 4) являются при этом продолжением магнитопровода, и таким образом магнитное поле вводится в самое дуговое пространство.

Дно продольных пазов усеяно мелкими отверстиями, столь малыми, чтобы сделать невозможным затягивание туда дуги при заданной в устройстве интенсивности воздушного дутья.

Воздух из наружного пространства проходит в дуговое пространство и далее, пробегая параллельно дуге, уходит в отверстия на дне паза, а магнитное поле гонит дугу в направлении, перпендикулярном к чертежу. Далее воздух поступает во внутреннюю полость электродов и выходит или через отверстия на торцах электродов или через отверстия в дне других пазов.

Для этой цели может быть также применена отдельная воздушная форсунка 12, подающая воздух непрерывной струей или импульсами, осуществляемыми, например, при помощи вращающегося диска 11 с отверстиями.

Повышенное давление в трубопроводе форсунки создается при помощи вентилятора 13.

Чтобы облегчить появление дуги у конца а, можно сделать на электродах с этого конца выступы 7 (фиг. 2), почти доходящие до уровня наружной поверхности магнитных полюсов. Цифрой 6 показаны трубопроводы, отсасывающие воздух из внутренних полостей электродов.

Электроды 1 и электромагниты 3, 4 помещены внутри кожуха 19 и укреплены в изоляторах 14, выводящих одновременно провода высокого напряжения наружу (вращающийся или иной коммутатор, подающий напряжение на электроды низкого напряжения 9, 10 и регулирующий момент вспышки, на чертеже не показан).

Воздух выходит через трубы 15, 16 и проходит через холодильник 20. Далее он проходит через вентилятор 17 и по трубе 18 вновь поступает в кожух 19.

Для того, чтобы увеличить сопротивление устройства к обратным зажиганиям и коротким замыканиям, следует на последнем участке щели b между электродами 1, 2 создать условия для усиленной деионизации дугового пространства. Это можно осуществить таким образом. Камеры, образованные магнитами 3, 4, разделяются внутренней перегородкой на два отделения: рабочее f и деионизационное g (фиг. 5).

Дуга зажигается справа (у конца а) и бежит сперва вдоль щели и отделения f, а потом и отделения g. Поток воздуха в отделении g значительно сильнее, чем в f. Поэтому в конце процесса в момент остывания остатки дуги быстро уносятся потоком воздуха и можно не бояться коротких замыканий.

Повышенную тягу в отделении g можно создать различными способами, например из отделения f воздух отсасывается вентилятором 24 по трубам 23. Из отделения g воздух отсасывает еще и добавочный вентилятор 22 по трубам 21. Труба 18 вновь возвращает воздух.

Для того, чтобы не останавливать аппарата для смены электродов, последние могут быть выполнены поворотными вокруг своей оси 8. Электроды при этом должны быть цилиндрическими, многогранными или иной правильной формы. Время от времени (например, через несколько недель) каждый из электродов поворачивается, например, на окружности, и вольтова дуга будет пробегать теперь по новой образующей по иной поверхности. Поворот электродов может осуществляться как механическим, так и электромагнитным путем без остановки работы.

1. Дуговой преобразователь электрического тока, выполненный по типу преобразователя Маркса с магнитным и воздушным дутьем, воздействующим на дугу, возникающую между электродами, расположенными в камере, через которую прогоняется воздух, отличающийся тем, что электроды 1, выполненные в виде широких полос, призм или цилиндров, расположены относительно друг друга так, чтобы между ними имела место узкая щель, ограниченная с боков полюсными наконечниками образующих камеры для электродов дугообразных магнитов или электромагнитов 3 и 4, расположенных одноименными полюсами с одной стороны щели и предназначенных, совместно с воздушной струей, при возникновении дуги в одном конце щели прогонять ее вдоль всей щели с целью уменьшения выгорания и нагревания электродов.

2. Форма выполнения преобразователя по п. 1, отличающаяся тем, что с целью увеличения продолжительности службы электродов, последние, выполненные цилиндрическими или призматическими, сделаны поворотными вокруг своей оси.

3. Форма выполнения преобразователя по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью быстрой деионизации междуэлектродного пространства в конце полупериода горения, камеры, образованные магнитами 3, 4, разделены каждая при помощи внутренней перегородки на два отделения - рабочее f и деионизационное g, из которых последнее имеет более интенсивное воздушное или газовое дутье, чем первое, для быстрого выбрасывания дуги в конце процесса горения.

4. Форма выполнения преобразователя по пп. 1-3, отличающаяся тем, что при зажигании вольтовой дуги главных электродов от вспомогательной дуги для перебрасывания последней на главные электроды, применена отдельная воздушная форсунка 12, подающая воздух непрерывной струей или импульсами, осуществляемыми, например, при помощи вращающегося диска с отверстиями.

5. Форма выполнения преобразователя по пп. 1-4, отличающаяся тем, что, с целью облегчения образования главной дуги, концы электродов в месте образования последней снабжены утолщениями 7 или рядом выступов для уменьшения междуэлектродного расстояния.

6. Форма выполнения дугового преобразователя по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что электроды 1 снабжены по поверхности продольными глубокими пазами, на дне которых расположены отверстия для продувания электрода воздухом.

7. Форма выполнения дугового преобразователя по пп. 1-6, отличающаяся тем, что междупазовые части электрода 1, снабженные выемками, расположены непосредственно против полюсов магнитной системы и снабжены пластинами 2 из магнитного материала.