Сильноточный газоразрядный управляемый вентиль

СОЮЗ СОВЕТСКИХивоцвиииивииРЕСПУБЛИК ОП ИЗОБ Р Ви . СТВУ 3/18-218384. Бюл. В 38аранников. А.С ладни в И.Л,. Ионн Энергия", 19 е свидетельс Н 01 3 17/56 е.3, с. 3во СССР1978 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ втововому овидетво(54) (57) СИЛЬНОТОЧНЫЙ ГАЗОРАЗРЯДНЫЙУПРАВЛЯЕМЫЙ ВЕНТИЛЬ, содержащийцилиндрической Формы электроды - катод, анод и сетку, а также системуподачи рабочего тела, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения КПД, он снабжен диэлектрическими герметичными перегородками,установленными в можэлектродном зазоре катод - анод и выполненными в вицеколец, разделяющих герметичные полости, при этом каждая из образованных герметичных полостей соединенас общей системой подачи рабочего тела.1 1119Изобретение относится к областипреобразовательной техники, а именнок устройству газоразрядных полностьюуправляемых вентилей,Известны сильноточные газоразряд 5ные полностью управляемые вентили,где используются несамостоятельныйразряд - таситроны, содержащие термоэмиссионный катод, анод и сетку,расположенную между ними. В качестве щрабочего тела (газа) используютсяпары ртути, которыми заполнена герметичная межэлектродная полость,либо водород 13.Однако ввиду высоких паденийнапряжения как в водородном газовомразряде, так и при горении разряда впарах ртути (2060 В) эти приборыотличаются низкой экономичностью приработе в цепях низкого напряжения,что затрудняет их использование дляпреобразования напряжения постоянноготока меньше 60100 В. Кроме того, ярковыраженная неравномерность распределения тока по радиусу Рабочей поверхности 5электродов приводит к снижению удель ной электрической мощности, которуюмогут коммутировать эти вентили.Наиболее близким по техническойсущности к предложенному является30сильноточный газоразрядный полностьюуправляемый вентиль, содержащий цилиндрической формы электроды - катод, анод исетку, а также, систему подачирабочеготела 2.В известном вентиле неравномер- З 5ность в распределении тока, обусловленная градиентом давления, выравнивается за счет создания области нейтрального газа, связанной с областьюразряда отверстиями в одном из основ ных электродов (аноде или катоде),где отсутствует электромагнитнаясилах В и поэтому выполняетсяусловие р = сопзС. Однако при этомозникает течение плазмы вдоль элект одов, при котором из области разряда,область с нейтральным газом поступают ионы, а обратно (в областьразряда - нейтралы, что приводит кдополнительным потерям на ионизацию, 50Цель изобретения - увеличение КПДвентиля.Указанная цель достигается тем,что сильноточный газоразрядный управР ляемый вентиль, содержащий цилиндрической формы электроды - катод, аноди сетку, а также систему подачи рабочего тела, снабжен диэлектрически 098 1ми герметичными перегородками, установленными в межэлектродном зазорекатод - анод и выполненными в видеколец, разделяющих герметичные полости, при этом каждая из образованныхгерметичных полостей соединена с общей системой подачи рабочего тела.На чертеже представлен один извариантов выполнения вентиля.Вентиль содержит цилиндрическийтермоэмиссионный катод 1, анод 2 сотверстиями 3 для подачи плазмообразующего газа, расположенную междукатодом и анодом сетку 4. Между сеткой и катодом, а также сеткой и анодом расположены диэлектрические перегородки 5 в виде колец, разделяющиемежэлектродный зазор на несколькогерметичных полостей, сообщающихсямежду собой газодинамически толькочерез область нейтрального газа спомощью отверстий 3. Перегородки 5могут играть роль дистанционаторов,предотвращающих провисание сетки,что позволит сделать ее более тонкойи тем самым снизить потери в разрядеот рекомбинации ионов на сетке,Устройство работает следующимобразом.При подаче напряжения между анодом2 и катодом 1 и отсутствии запирающего потенциала на сетке между электродами загоряется разряд;/ Кольцевыеперегородки 5 препятствуют движениюплазмы разряда вдоль электродов,поэтому не возникает обмена ионами инейтронами через отверстия 3 от об- .щей системы подачи рабочего тела 6,соединяющие области разряда и общуюдля них систему подачи.При протекании разрядного токав межэлектродном зазоре возникаетпондеромоторная сила У = 3 х В,приводящая к возникновению градиентадавленияйР- =1 р ВЧ,где Ь - расстояние между диэлектрическими кольцами вдоль оси вентиля;,Р - давление нейтрального газав точке подвода.1119098 10 Составитель В. ГаврюшинРедактор О. Колесникова Техред Ж.Кастелевич Корректор О. Тигор Заказ 7464/40 Тираж б 82 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР, по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП -"Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 3зор на все большее число полостей,можно уменьшить перепад давления аР,а значит и величину неравномерностив распределении тока вдоль электродов. Минимальная величина Ь ограничивается Диаметром сеточного отверстия. Однако оптимальную величинуследует выбирать с учетом того, чтопри уменьшении Ь растут потери вразряде от рекомбинации ионов наразделяющих перегородках 5,4Повышение КПД в предлагаемом вентиле по сравнению с известным достигается за счет меньшего напряжения горения разряда, В прототипе плазма движется вдоль электродов, поэ-тому, во-первых, существует пос - тоянныйприток иеиониэированного газа в область разряда, во-вторых, тратитс я энергия на преодоление сил вязкого трения плазмы,