Ртутный выпрямитель Советский патент 1946 года по МПК H01J13/12 H01J13/20 

В описании изобретения по авт. св. № 53843 указывалось, что в ртутном выпрямителе перемещение катодного пятна можно сделать управляемым, воздействуя для этой цели на величину падения напряжения той части дуги, которая находится в непосредственной близости от катодного пятна. В области над катодным пятном плотность тока в дуге, начиная с величины, равной плотности тока в самом пятне, по мере удаления от него быстро падает, доходя до весьма малых значений в широкой части дуги. Такое резкое изменение плотности тока определяет собой и характер падения напряжения над катодным пятном. Кроме того, на величине падения напряжения в дуге сказывается также и давление ртутного пара; последнее благодаря своей нерегулярности вызывает беспорядочное перемещение пятна по зеркалу катода. Стремясь занять положение, при котором падение напряжения было бы минимальным, катодное пятно перемещается и устремляется в ту сторону, где плотность тока и давление ртутного пара наименьшие, т. е. выбирает свежие и свободные места на ртути.

По этой причине катодное пятно при некотором критическом значении силы тока распадается на отдельные пятна, независимые одно от другого; эта же причина не позволяет фиксировать пятно при токах выще 100-150 а.

Управление перемещением катодного пятна достигается асимметрией падения напряжения в области пятна, которая может создаваться или электрически (авт. св. № 53843), или механически - воздействием на симметрию падения напряжения путем устройства над пятном своего рода потенциальной нити или барьера. Наличие барьера вызывает одностороннее уменьшение сечения дуги и создает отклонение потока ртутного пара.

Частны.м случаем управления катодным пятном является ограничение его подвижности, когда указанный «потенциальный барьер используется для преграждения пятну путей к переходу на стенки корпуса. В обычных условиях в качестве защиты от перехода пути на корпус

ставят специальные катодные щитки и сам катод изолируют от корпуса. Всего этого можно избежать, если над ртутью катода, согласно изобретению, поместить кольцо соответствующей формы - металлический экран.

Между кольцом и ртутью образуется щель, которая и создает собой потенциальный барьер (нишу).

Таким путем перемещение катодного пятна можно свести к нулю, остановив его в центре потенциального барьера, другими словами, произвести его фиксацию.

На фиг. 1 и 2 изображена (в разрезе) часть ртутного выпрямителя около катодного пятна.

Здесь 1 - ртутный катод, 2 - катодное пятно, 3 - металлический экран - кольцо, образующее «потенциальный барьер, 4 - поток ртутного пара, 5 - поток электронов.

Как показано на чертеже металлический экран имеет форму изогнутого кольцом уголка, обращенного вершиной к центру.

Этот экран (фиг. 1) предотвращает переход катодного пятна на стенки корпуса. Диаметр экрана (фиг. 2) и его высоту над уровнем ртути подбирают таким образом, чтобы при номинальном токе нагрузки пятно было фиксировано в центре кольца. Верхняя часть кольца представляет собой форму воронки, которая увлекает пары ртути для того, чтобы давление их на периферии было больше, нежели в центре.

Кроме указанных выше причин, которыми катодное пятно удержива тся от перескакивания на стенки корпуса выпрямителя, защитное кольцо (потенциальный барьер), являясь по отнощению к анодному току вторичным витком, создает магнитное поле, которое оттесняет дугу к ее центру - оси прибора.

В связи с этим, потенциальный барьер должен быть электропроводящим, а влияние его особенно эффективно в случае наличия большой переменной составляющей в выпрямленном токе, т. е. в одноанодных выпрямителях.

Применение металлического экрана позволяет устранить шамотовый щиток, устанавливаемый на катоде ртутного выпрямителя.

Замена шамотового щитка экранирующим кольцом (потенциальным барьером) дает преимущества не только в устранении перехода пятна на стенки корпуса, но и в значительнй степени улучшает характеристики дуги.

Удаление шамотового щитка резко повышает интенсивность охлаждения области катода, которое, в свою очередь, заметно сказывается на величине допустимых обратных напряжений.

Предмет изобретения

Ртутный выпрямитель, отличающийся тем, что, с целью фиксации положения катодного пятна (например, для предотвращения перехода его на стенки) путем внесения в электромагнитное поле асимметрии, между разрядным промежутком и защищае.мой от пятна зоной помещен металлический экран в форме изогнутого кольцом уголка, обращенного верщиной к центру.

Фиг. 1

5 4.

иг 2