Анод сильноточного коммутатора

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 6 о 1)5 Н 01 Л 17 Т льноточным полненным олодным кано ограничевентильных разрядного ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗОБ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ Ь(71) Петрозаводский государственный университет им, О, В. Куусинена(54) АНОД СИЛЬНОТОЧНОГО КОММУТАТОРА(57) Изобретение относится к сильноточным вакуумным, ртутным, газонаполненным приборам низкого давления с холодным катодом, для которых существенно ограничение их параметрОв потерей вентильных свойств или электропрочности разрядного промежутка. Цель изобретения - повышение преИзобретение относится к сивакуумным, ртутным, газонаприборам низкого давления с хтодом, для которых существенние их параметров потерейсвойств или электропрочностипромежутка.Целью изобретние предельного эмого тока и ресурсания эрозии анода.Цель достигаеанодного узла специальной конструкции,На чертеже представлен сильноточный кдммутатор с анодом специальной конструкции (вид А - экранирующая пластина из жаропрочного тугоплавкого сплава; сечение Б - Б - сечение ламелей анода; сечение В-В -ения является повышеначения коммутируеприбора эа счет снижется использованием дельного значения коммутируемого тока и ресурса прибора за счет снижения эрозии анода. Цель достигается за счет испол ьзования анодного узла специальной конструкции, Узел состоит из стойки с пазами для крепления анодных ламелей, создающих направляющие каналы вдоль потока плазмы от катодных пятен, Нижняя часть анодных ламелей закрывается экранирующей пластиной, изолированной от частей анода изолятором. Среднее расстояние между ламелями выбирается в 3 - 5 раз больше их толщины, высота ламелей - из условия эффективного отбора тока из потока плазмы, т,е, порядка рекомбинационной длины. Такая конструкция анодного узла позволяет увеличить предельный коммутируемый ток в 2 - 3 раза. 2 з. п,ф-лы, 1 ил,способ крепления экранирующей пластины к ламелям анода).Анод состоит из стойки 1 (продолжение анодного ввода), в которой сделаны пазы для пайки анодных ламелей 2, создающих направляющие каналы вдоль потока плазмы от катодных пятен, Нижняя часть анодных ламелей анодной стойки закрывается экранирующей пластиной 3, изолированной от частей анода специальным внутренним изолятором 4. Эта часть анода может быть изолирована с помощью керамики или другим способом,Среднее расстояние между ламелями 2 выбирается в 3 - 5 раз больше их толщины, Нижний предел среднего расстояния между ламелями определен пропускной способностью анода для протока газа, верхний пре 1631624дел определяется минимумом приемной поверхности анода в каналах, поскольку при больших верхнего предела расстояниях между ламелями анода возрастает неоднородность электрического поля между анодом и катодом, что может снизить электрическую прочность прибора, Толщина ламелей для увеличения их числа и, соответственно, увеличения приемной поверхности анода должна быть минимальной, и ее нижний предел определяется условием установления равномерной температуры анода за счет теплопроводности. Это зависит от применяемого материала и конструктивного подхода, Высоталамелей 2 выбирается из условия эффективного отбора тока из потока пронизывающей анод плазмы и должна быть порядка рекомбинационной длины:Ч/Г, где Ч - скорость плазменного потока1 10 см/с; т - постоянная временибраспада плазмы или постоянная снижения ее концентрации.Таким образом, в предлагаемой конструкции плазма свободно проходит сквозь анод, не создавая на его поверхности уплотнений и областей охлажденной плазмы. Это благоприятствует токоотбору от плазмы к аноду при близких к нулю значениях анодных падений напряжения. Низкое анодное падение напряжения при одновременном увеличении приемной поверхности анода приводит к уменьшению выделяемой на аноде удельной мощности, Повышается порог разрядных токов, при которых отсутствует испарение, формирование анодных пятен, эрозия поверхности, снижение электропрочности промежутка и расплавление анода. Проходящий через анод поток плазмы частично рекомбинирует и конденсируется на его поверхности, а частично проникает за анод, поэтому там необходимо предусмотреть балластный объем или принудительный возврат его в боковые области промежутка с помощью фигурной анодной чашки 5, как показано на чертеже, Экран 6 сохраняет высокую изоляцию между электродами.Вследствие свободного пролета плазмы через анод давление паров материала катода в разрядном промежутке анод - катод остается минимальным, что способствует снижению времени деионизации плазмыпосле прохождения импульса тока и, следовательно, повышает частотные свойства5 прибора,Газоразрядный прибор с предложенным катодным узлом работает следующимобразом.Катодное пятно с помощью какого-либо10 устройства 7 возбуждается на катоде 8, Какустановлено рядом исследований, при больших разрядных токах катодные пятна располагаются на катоде в виде расширяющейсякольцевой структуры, В зависимости от ско 15 рости нарастания разрядного тока и длительности кольцевая структура катодныхпятен с определенной скоростью коаксиально перемещается в периферийном направлении. В коротких промежутках диа 20 метр разрядного канала и степень загрузкианодных каналов, образованных ламелями2, обусловлена движением и расположением катодных пятен, Дрейф потоков плазмымежду ламелями способствует уходу на них25 электронов, распаду концентрации плазмыпо мере ее перемещения по этому каналу,Применение анода указанной конструкции позволяет увеличить предельный коммутируемый ток в 2 - 3 раза,30Формула изобретения1. Анод сильноточного коммутатора схолодным катодом, состоящий из центрального стержня и соединенных с ним ламелей,35 о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения предельного значения коммутируемого тока и ресурса прибора за счет снижения эрозии анода, каналы междуламелями выполнены сквозными вдоль оси40 анода, среднее расстояние между ламелямисоставляет 3 - 5 толщины ламели, высотаравна 6 - 10 величин среднего расстояниямежду ламелями соответственно,2. Анод по и, 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем,45 что, его нижняя кромка снабжена керамическим покрытием,З.Анодпо, п,1,отлича ющийсятем, что его нижняя кромка закрыта изолированной от анода экранирующей пласти 50 ной из жаропрочного тугоплавкого металла.1631624 7 Составитель С.СтрелковТехред М.Моргентал Корректор О. Кравцова едакто анду Заказ 551 Тираж 307 .Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 одственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101