Газоразрядный прибор Советский патент 1978 года по МПК H01J17/00 

(54) ГАЗОРАЗРЯДНЫЙ ПРИБОР

Изобретение от-носит-ся к области газоразрядных пр,иборОв, предназначенных для использования в различных устройствах силовой лреобразовательной техники и, в особенности, в тех преобразовательных устройствах, которые характеризуются ра ботой прибора при больших з.начениях амплитудного тока к среднему, ,в условиях частых н :м.ногократных пер-егрузо.к по току. Известны водородные тиратроны 1, в которых односторонняя лроводимость и необходимый ток в проводящем состоянии обеспечиваются эмиссией с катода, нагретого до высокой температуры. Макси-мальный ток таких приборов ограннч&и эмиссией с термокатода и дости гает десятков и сотен ампер. Наиболее -близким техническим решением к данному изобретению .является газоразрядный прибор 2, содержащий анод, сетку, полый термокатод и два коаксиальных металлических цилиндра, окружающих катод, т. е. ирибор имеет комбинированный катодный узел, состоящий из двух нолых катодов. Особенность работы та.кого прибора заключается в то.м, что электроды, окружающие термокатод, при выполнении условий, необходимых для вознпкиовения разряда с полым катодо;М, эмиттируют в период, когда прибор проводит ток, значительную часть общего тока, текущего через прибор. Однако с увеличением полного газа, протекающего через такой ирибор, отношен.ие величины полного тока к величине тока, эмиттируемого термокатодом, становится постоянной величиной. Поэтому если прибор предназначен для работы в преобразовательной схеме, в которой он может испытывать перегрузки по току в несколько раз иревышающие номинальный ток, то в таком режиме доля тока, отбираемая с эмиттера термокатода, может превышать его эмиссион.н}ю способность, что отражается на долговечности терлюкатода и всего прибора в целом. Цель изобретения - увеличение нерсгрузочно способности прибора по току с одновременным повышением его долговечности. Это достигается тем, что в предлагаемом приборе полый термокатод образован торцовым эмиттером и установленным над ег.; поверхностью металлическим диском, причем эмиттер расположен в плоскости, образованной торцами металлических цилиндров и обращен;1ой к аноду. На чертеже показан предлагаемый прибор, поперечный разрез. Газоразрядный прибор имеет охлаждаемый ЖИДКИМ тепло:носителем /, изолированный от герметичного корпуеа 2 керамическиМ .изолятором 3, охлаждаемую управляющую еетку 4, .изодиро вакную от корiTiyca олор.ныМИ кер-амичвскими .изолятОра1МИ 5 и двумя герметичными металл-окерамическими изоляторамл -6, катодный узел прибора содержит термокатод с пл.оским кольцевым эмнттсро,м 7, вы.пол;нен1ным, .наиример, из гексаборида лантала; держатель эмиттера с системой тепловых экранов 8; кольцевой подогреватель 9 из карбида таптала; токоиодводы 10 и два коаксиальных металлических цилнндра //, образующих кольцов -ю полость, Циллндры закреплены на (|)л.аице 12, который одновременно служит лолост) и Имест кольцевую прорезь, закрытую Металл.ИчеСКИ.м -кольцом 13, .ра.сполО:жен:ным .внутри полости и имеющим -радиальные размеры, лревышающие радиальные размеры кольцевой прорези. Давление пара или газа в лриборе поддерживается генераторо.м лара .или газа 14 (,напр-имер, гидр|ИД-т 1та,новым генератором во;10рода). Прох.одные алундовые изоляторы 15 Служат для выводов подогревателя термокатода, которые с помоп;ью двух тин 16, набра-н.ных из моллбденовой фольги, присоединены к охлаждаемым герметичным 15ыводаМ 17, смОНтирова.нным ла герметичiibix .металлокерамических изоляторах 18. Флапе|Ц ,н коаксиальные цилилдры закреилены на охлаждае.МОм вводе 19, который вход-ит ирибора через .вакуумлоплотный металлокерам.ический изолятор 20. лаиец 21 служит для закрепления держателя эмиттера термокатода с системой тепловых экралов. Над эмиттером лараллельно его позерхлостп закреплен молпбденовый диск 22 так, что, диск л эмлттер вместе образуют лолый термокатод. Поверх1ность кольцевой полости и поверхлость диска, обращенные к a,нQд за щищены изол)фованНЫМЛ лри помощи изоляторов 23 экранами 24. ГерМетичный карл)с ири-бора имеет охлаждаемую рубашку 25 л вакуумиый экр.ал 26, при ло.мощи которого прлбор отсекается от вакуумной системы лосле завергпения цикла обезгаживалля арматуры и тер,.катода. Оптл.мальное значепле лролзведелия разлости радиусов коаксиальных металлических цилиндров 1на давление наполляющего газа или пара, а такж1е расстояния между торцовым эмиттером и молибдепоjibiM диском ла давление газа находится в пределах 0.,0 см мм рт. ст. Прибор работает следующим образом. После включения нагревателя генератора газа или пара .и подогревателя эмиттера лрибор прогревается и в нем устадавливается рабочее давление. При положительной полярлости анодного напряжения подачей запускающего имнульса на управляющую сетку прибор переводится в проводящее состояние. Пока величина разрядного тока, проходящего через прибор, не превыща-ет тока амиссии термокатода, прохождение тока обеспечивается в основном эмиссией с полого термокатода. Если вследствие токовой иерегрузки ток превыщает величину тока эмиссии полого термокатода, в кольцевой полости лавинообразно развивается дуговой разряд с полы.м катодом и, начлная с это-го момелта, разрядный ток в првборе обеспечивается исключ;ительно эмиссией с внутрелней поверхности кольцевой полости. Ток, протекающий -через прибор, прекращается при изменании полярлости алодного |Нанряжелля на обратное. В указан1ном реж:име величина тока, который может лропустить лрибор, ограничивается только лроцессами в управляющей сетке, лалрл.мер, для прибора с водородным наполнением, лмеюгцего управляющую сетку с отношением суммарной поверхности к объему 0,5 C.U- при давлении водорода 0,1 мм рт. ст., допустимый уровень плотности тока составляет величилу 300 Л/слг. Благодаря тому, что термокатод в режиме токовых лерегрузок не проводит тока, увеличивается долговечность прибора. Формула изобретения Газоразрядный прибор, содержащий анод, сетку, полый термокатод и два коаксиальных металлических щилиндра, окружающих катод, о т л и чающийся тем, что, с целью звеличения пере.грузочной способности прибора по току с одновременным повыщ.ением его долговечности, полый термокатод образован торцовым эмиттером и -становле1шым над его ловерхностью металлическим диском, лр1ичем эмиттер расположен в плоскости, образованной торцами металлических цилиндров и обращенной к аноду. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Каганов И. Л. Электронные и ионные нреобразователи, Госэнергонздат, 1955 г., с. 212. 2.Патент Великобритании ЛЬ 1188423, кл. Н 1 D, 1970 г.

ti

/7

26