Вращающийся разрядник Советский патент 1978 года по МПК H01T7/00 

1

Изобретение относится к области коммутации больших токов, протекающий 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 высок-их импульсных напряжений, при разряде конденсаторных батарей на катушки электромагнитов для получения сильных магнитных полей, при электрогидравлической обработке материалов (штамповка, развальцовка труб, освобождение проката от окалины, обеззараживание сточных вод и пр.).

Во многих практических случаях (например испытания высоковольтной : юляции, электрогидравлическая обработка материалов и др.) для увеличения производительности работы установки желательно использовать искровые разрядники, способные работать с большой частотой срабатывания. При этом нет необходимости использовать управляемые искровые разрядники, требующие специального пускового устройства, которое усложняет и удорожает установку.

В отмеченных случаях обычно используют разрядники, работающие при самопробое искрового промежутка.

Известны вращающиеся разрядники, у которых искровой промежуток остается неизменным при вращении, а меняется напряжение на накопителе, и при достижении значения напряжения самопробоя разрядник срабатывает .

Недостаток известных разрядников и.похое ис1юльзов.-и-1ир повпппамще-выирими гслijHoio устройства при изменении частоп. срабатывания.

Известны также самопробивающиеся разрядники, у которых переменной является величина искрового промежутка, причем один электрод неподвижный, а другой враи1ается на диэлектрическом диске или стержне 2.

Недостатки разрядников с враи1аюн|имся электродом - малая величина коммутируемого тока, плохие условия охлаждения электродов, обгорание набегающих концов электродов, так как дуга горит между одними и теми же точками от разряда к разряду. При частоте срабатывания от нескольких .Гц и выше при больших значениях тока эти точки имеют значительную температуру, что приводит к более быстрому износу электродов, а средняя температура электродов может стать опасной для диэлектрических несущих частей.

Известен многозазорный искровой разрядник с вращающимис,я электродами, охлаждаемыми проточной водой 3. Межэлектродные промежутки предварительно облучаются ультрафиолетовым светом и продуваются воздухом.

Указанный разрядник используется для частотных режимов работы импульсных установок (до 200 Гц) и является надежным и долговечным, имеет хорошие эксплуатационные характеристики, но относительно сложен и требует специального блока управления, вырабатывающего поджигающие импульсы довольно высокого напряжения (20-25 кВ), что усложняет и удорожает установку.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является вращающийся разрядник, содержащий два основных электрода, выполненных в виде цилиндров, оси которых параллельны, и расположенный между ними поджигающий электрод с поперечным сечением овальной формы, выполненный с возможностью вращения относительно своей геометрической оси, параллельной осям основных электродов и расположенной с ними в одной плоскости 4.

Недостаток этого разрядника - низкий ррок службы из-за сильного износа (эрозия) основных электродов.

С целью повышения срока службы в предлагаемом разряднике основные электроды выполнены с возможностью вращения относительно своих геометрических осей, причем скорость вращения основных электродов выбрана не равной и не Кратной скорости вращения поджигающего электрода.

На фиг. 1 изображен предлагаемый разрядник, разрез; на фиг. 2 - сечение А-А фиг. 1.

Рязрядник содержит основные цилиндрические электроды 1 и 2, и поджигающий электрод 3 с овальным поперечным сечением, выполненные из жаростойкого материала и плотно посаженные на пустотелые металлические трубки 4, 5 и 6 соответственно, которые закреплены в подшипниках в изоляционных стойках 7 и 8 и механически связаны между собой шестернями 9-11, выполненными из изоляционного материала, и, следовательно, могут вращаться. Кроме того, металлические трубки соединены между собой последовательно резиновыми трубками 12 и 13 через сальниковые уплотнения (на чертеже не показаны). Через трубку 14 подводится охлаждающая электроды вода, а через трубку 15 отводится. Столбики воды в трубках 12 и 13 образуют омический дeлиfeль, который распределяет напряжение по зазорам разрядника. Изоляционные стойки закреплены между металлическими пластинами-выводами 16 и 17. Съем тока с основных электродов производится щетками 18 и 19, 20 и 21,. закрепленными на щеткодержателях 22 и 23 соответственно. Щеткодержатели закреплены на пластинах-выводах разрядника. Основные электроды (см-, фиг. 2) имеют круглое сечение, а средний - вытянутую форму. Изоляционные шестерни выполнены так, что основные электродьЕ вращаются с одинаковой скоростью, не равной и не кратной скорости вращения среднего электрода. Для выноса материала электродов и ионизированных частиц газа из зазоров осуществляется продувка воздухом межэлектродных промежутков.

Разрядник работает следующим образом. Трубки разрядника охлаждаются проточной водой. Межэлектродные про.межутки продуваются воздухом. Один вывод разрядника соединен с заряжаемым накопителем электрической

энергии, другой - с нагрузкой. При вращении электродов суммарный зазор разрядника меняется от наибольшего значения 2S 9 до наименьшего 2S1 (см. фиг. 2). Разрядник срабатывает при уменьшении величины зазоров до значения, достаточного для самопроизвольного их пробоя. Затем зазоры разрядника увеличиваются до наибольшего значения. В течение этого времени происходит зарядка накопителя и удаление -продуктов дуги из зоны разряда. Основные электроды вращаются с

одинаковой скоростью, не равной и не кратной скорости вращения среднего электрода. За счет этого к моменту следующего разряда точки ос новных электродов, через которые протекал ток. будут расположены вне зоны разряда. Эти точки от разряда к разряду будут постоянно

перемещаться по поверхности электродов.

Таким образом достигается равномерный износ боковых поверхностей основных электродов.

Формула изобретения

Вращающийся разрядник, содержащий два основных электрода, выполненных в виде цилиндров, оси которых параллельны, и расположенный между ними поджигающий электрод с поперечным сечением овальной формы, выполненный с возможностью вращения относительно своей геометрической оси, параллельной осям основных электродов и расположенной с ними в одной плоскости, отличающийся

тем, что, с целью повыщения срока службы, основные электроды выполнены с возможностью вращения относительно своих геометрических осей, причем скорость вращения основных электродов вь1брана не равной и не кратной скорости вращения поджигающего электрода...

Источники, информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Стекольников И. С. Нглпульсная осциллография и ее применение, изд. АН СССР,

1948, с. 154.

2.Брейдбарщ А. Я. Детали и элементы радиолокационных станций. М. «Советское радио, 1952, с. 37.

3.Семин В. Н., Хмыров В. В. Мощный искровой разрядник с большой частотой срабатывания. - Сб. «Электрофизическая аппаратура и электрическая изоляция, М., «Энергия, 1970, с. 464.

4. Патент Великобритании № 146961, Н IX, 1969.

.2