CN106410609B - 一种间隙精确可调的三电极气体火花开关 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种间隙精确可调的三电极气体火花开关，包括壳体，所述壳体内设有阳极滑块和阴极滑块；该阳极滑块和阴极滑块上分别设有相互对置的阳极和阴极；该阳极和阴极之间的居中处设有固定在所述壳体上的触发电极；所述阳极滑块和阴极滑块上活动贯穿一导向杆，该导向杆的两端安装在所述壳体上，且其左端与一电容相连，右端伸出所述壳体；所述阳极滑块和阴极滑块上还贯穿安装一螺杆；该螺杆与所述导向杆相互平行，并通过两段互为反向的螺纹与所述阳极滑块和阴极滑块分别啮合；所述螺杆的一端连接一电机，能够在该电机的驱动下旋转而使所述阳极滑块和阴极滑块同时作反向移动，可精准调节阳极和阴极之间的距离，并保证触发电极始终处于正中位置。

Description

一种间隙精确可调的三电极气体火花开关

技术领域

本发明涉及一种电磁脉冲发生装置，尤其是一种阴极和阳极间距精确可调，并能保证触发电极居中的三电极气体火花开关装置，具体的说是一种间隙精确可调的三电极气体火花开关。

背景技术

在电磁脉冲生物效应实验中，需要用到脉冲源作为脉冲发生装置，而气体火花开关作为脉冲源的核心部件，其性能至关重要。开关的间隙对输出脉冲的参数有决定性的作用，采用间隙可调的开关可保证输出脉冲参数的多样性，有利于开展电磁脉冲生物效应实验。

目前，三电极气体火花开关或者间距固定，调节需要手动打开开关外壳更换不同长度的电极，使用便利性欠佳；或者采用，一电极固定，调节另一电极的方式，无法保证触发电极的居中性，开关的输出特性受到很大的限制。因此，提供一种便利、可靠、间距连续精确可调并能保证触发电极居中的三电极气体火花开关具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种间隙精确可调的三电极气体火花开关，能够方便且精确调节开关中阴极和阳极的距离，并确保触发电极时刻位于阴极和阳极的居中位置，保证电磁脉冲输出的准确性和多样性。

本发明的技术方案是：

一种间隙精确可调的三电极气体火花开关，包括壳体，所述壳体内设有阳极滑块和阴极滑块；该阳极滑块和阴极滑块上分别设有相互对置的阳极和阴极；该阳极和阴极之间的居中处设有固定在所述壳体上的触发电极；所述阳极滑块和阴极滑块上活动贯穿一导向杆，该导向杆的两端安装在所述壳体上，且其左端与一电容相连，右端伸出所述壳体；所述阳极滑块和阴极滑块上还贯穿安装一螺杆；该螺杆与所述导向杆相互平行，并通过两段互为反向的螺纹与所述阳极滑块和阴极滑块分别啮合；所述螺杆的一端连接一电机，能够在该电机的驱动下旋转，进而带动所述阳极滑块和阴极滑块同时作反向移动。

进一步的，所述壳体为圆筒形，其侧壁包括相互拼接的左防护罩和右防护罩，其两端分别设有可拆卸的左端盖和右端盖；所述左防护罩和右防护罩内侧分别设有左绝缘罩和右绝缘罩；所述左绝缘罩为圆柱形，并将所述电机安装其中；所述右绝缘罩为左端开敞的圆筒形，并与所述左绝缘罩拼接形成工作腔，使所述阳极滑块和阴极滑块置于该工作腔中。

进一步的，所述螺杆的左端通过联轴器与所述电机的输出轴相连，其右端安装在一轴承上；该轴承采用过盈配合固定于右端盖内。

进一步的，所述导向杆包括由金属材料制成的左导向杆和右导向杆，并通过一导向绝缘块将两者连接为一体；所述阳极滑块和阴极滑块分别安装在所述左导向杆和右导向杆上，并使该导向绝缘块位于所述阳极滑块和阴极滑块中间。

进一步的，所述导向杆的左端安装在所述左绝缘罩上，右端套接一输出绝缘芯后安装在所述右绝缘罩和右端盖上，并伸出右端盖。

进一步的，所述阳极滑块和阴极滑块的形状和结构相同，均包括上滑块和下滑块，并通过T型绝缘块将所述上滑块和下滑块连接为一体且相互绝缘；所述阳极和阴极分别设置于对应的上滑块中；所述上滑块套接在所述导向杆上；所述下滑块套接在所述螺杆上。

进一步的，所述触发电极为针形，通过一带凸台的螺柱固定在所述右防护罩上，并使所述触发电极前端置于所述阳极和阴极的正中间；所述螺柱与所述右防护罩之间设有绝缘件。

进一步的，所述电机为直流伺服电机，其接线柱设于所述左端盖的外侧。

进一步的，所述电容为无感电容，并与设于所述壳体上的高压输入接线柱相连。

本发明的有益效果：

本发明设计合理，操控简单，能够方便而精准的调节阳极和阴极之间的距离，并保证触发电极始终处于阳极和阴极之间的正中位置，从而，保证了电磁脉冲输出的准确性和多样性。

附图说明

图1是本发明的剖视图。

图2是图1的C-C剖视图。

其中：1-左端盖；2-左绝缘罩；3-左防护罩；4-高压输入绝缘芯；5-高压输入接线柱；6-右防护罩；7-导向绝缘块；8-右绝缘罩；9-右端盖；10-输出绝缘芯；11-导向杆；12-轴承；13-T型绝缘块；14-上滑块；15-下滑块；16-阴极；17-阳极；18-阳极滑块；19-阴极滑块；20-螺杆；21-联轴器；23-电机；24-接线柱；27-电容；28-高压气嘴；29-螺柱；30-绝缘件；31-触发电极。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

本文中所涉“左”、“右”“上”“下”皆为方便叙述而设，并非对本结构的限定。

如图1和图2所示。

一种间隙精确可调的三电极气体火花开关，包括壳体。所述壳体为圆筒形，其侧壁包括相互拼接的左防护罩3和右防护罩6，其两端分别设有通过螺钉等连接件相连接的左端盖1和右端盖9；所述左防护罩3和右防护罩6内侧分别设有左绝缘罩2和右绝缘罩8；所述左绝缘罩2为圆柱形，所述右绝缘罩8为左端开敞的圆筒形，两者拼接形成工作腔，并在该工作腔中设置阳极滑块18和阴极滑块19。

所述阳极滑块18和阴极滑块19的形状和结构相同，均包括由金属材料制成的上滑块14和下滑块15，并通过T型绝缘块13将所述上滑块14和下滑块15连接为一体且相互绝缘。所述阳极滑块18和阴极滑块19对应的两个上滑块14中分别通过螺纹嵌套固定安装阳极17和阴极16。同时，该两个上滑块14活动套接在一导向杆11上，使所述阳极17和阴极16保持相互正对，并使所述阳极滑块18和阴极滑块19能够沿该导向杆11移动。

所述导向杆11包括由金属材料制成的左导向杆和右导向杆，以及导向绝缘块7。所述左导向杆的右端和右导向杆的左端分别旋接在所述导向绝缘块7上，使左、右导向杆连成为一体，但彼此相互绝缘。而且，该导向绝缘块7位于所述阳极滑块18和阴极滑块19之间，使所述左、右导向杆分别与所述阳极滑块18和阴极滑块19连接。所述左导向杆的左端安装在所述左绝缘罩2上，并与安装在所述左绝缘罩2内的电容27相连接，使电容27的高压直流电能够通过该左导向杆和上滑块14而流至阳极17处。所述右导向杆的右端套接一输出绝缘芯10后安装在所述右绝缘罩8和右端盖9上，并伸出右端盖9，使其成为与阴极16连通的脉冲输出端。

所述电容27为无感电容，并与设于所述壳体上的高压输入接线柱5相连。该高压输入接线柱5上还套装一高压输入绝缘芯4，确保高压输入的安全性。

所述阳极滑块18和阴极滑块19对应的两个下滑块15套接在一螺杆20上。该螺杆20与所述导向杆11相互平行，并通过两段互为反向的螺纹与所述阳极滑块18和阴极滑块19分别啮合。该螺杆20的左端通过联轴器21与一电机23的输出轴相连，其右端通过一轴承12安装在右端盖9上，使该螺杆20能够在所述电机23的驱动下旋转，并带动与之啮合的所述阳极滑块18和阴极滑块19同时作反向移动。所述轴承12采用过盈配合固定于右端盖9内，对螺杆20进行限位，并使转动平滑。

所述阳极17和阴极16之间设有触发电极31。该触发电极31为针形，通过一带凸台的螺柱29固定在所述右防护罩6上，并使所述触发电极31前端置于所述阳极17和阴极16的正中间，确保能够准确的对高压环境下的阳极17和阴极16进行触发放电。所述螺柱29与所述右防护罩6之间设有绝缘件30，确保绝缘良好。

所述电机23为直流伺服电机，安装在所述左绝缘罩2内，并使电机接线柱24设于所述左端盖1之外，使结构紧凑，并便于接线。

所述左端盖1上还设有高压气嘴28，可从此处向壳体内灌注高压气体。同时，在本装置的各连接处均设置O型密封圈，保证内部的气密性。本装置中的各绝缘结构均由聚四氟乙烯制成。

本发明在使用中，可以通过电机驱动螺杆旋转，带动阳极滑块和阴极滑块作反向移动，进而可以改变安装在阳极滑块和阴极滑块上的阳极和阴极之间的距离。而且，还确保了触发电极始终处于阳极和阴极的正中间，使脉冲的发生更加准确和多样。通过选配不同的伺服电机和螺杆的螺纹精度，可以相应的改变脉冲的变化。

本发明的调节精度视直流伺服电机控制精度，以及双向螺杠、阳极滑块和阴极滑块的螺纹加工精度而定，推荐为0.02mm；阳极和阴极间距调节范围视工作腔的大小而定，推荐为0-100mm之间。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (9)

1.一种间隙精确可调的三电极气体火花开关，包括壳体，其特征是所述壳体内设有阳极滑块（18）和阴极滑块（19）；该阳极滑块（18）和阴极滑块（19）上分别设有相互对置的阳极（17）和阴极（16）；该阳极（17）和阴极（16）之间的居中处设有固定在所述壳体上的触发电极（31）；所述阳极滑块（18）和阴极滑块（19）上活动贯穿一导向杆（11），该导向杆（11）的两端安装在所述壳体上，且其左端与一电容（27）相连，右端伸出所述壳体；所述阳极滑块（18）和阴极滑块（19）上还贯穿安装一螺杆（20）；该螺杆（20）与所述导向杆（11）相互平行，并通过两段互为反向的螺纹与所述阳极滑块（18）和阴极滑块（19）分别啮合；所述螺杆（20）的一端连接一电机（23），能够在该电机（23）的驱动下旋转，进而带动所述阳极滑块（18）和阴极滑块（19）同时作反向移动。

2.根据权利要求1所述的间隙精确可调的三电极气体火花开关，其特征是所述壳体为圆筒形，其侧壁包括相互拼接的左防护罩（3）和右防护罩（6），其两端分别设有可拆卸的左端盖（1）和右端盖（9）；所述左防护罩（3）和右防护罩（6）内侧分别设有左绝缘罩（2）和右绝缘罩（8）；所述左绝缘罩（2）为圆柱形，并将所述电机（23）安装其中；所述右绝缘罩（8）为左端开敞的圆筒形，并与所述左绝缘罩（2）拼接形成工作腔，使所述阳极滑块（18）和阴极滑块（19）置于该工作腔中。

3.根据权利要求1所述的间隙精确可调的三电极气体火花开关，其特征是所述螺杆（20）的左端通过联轴器（21）与所述电机（23）的输出轴相连，其右端安装在一轴承（12）上；该轴承（12）采用过盈配合固定于右端盖（9）内。

4.根据权利要求1所述的间隙精确可调的三电极气体火花开关，其特征是所述导向杆（11）包括由金属材料制成的左导向杆和右导向杆，并通过一导向绝缘块（7）将两者连接为一体；所述阳极滑块（18）和阴极滑块（19）分别安装在所述左导向杆和右导向杆上，并使该导向绝缘块（7）位于所述阳极滑块（18）和阴极滑块（19）中间。

5.根据权利要求2所述的间隙精确可调的三电极气体火花开关，其特征是所述导向杆（11）的左端安装在所述左绝缘罩（2）上，右端套接一输出绝缘芯（10）后安装在所述右绝缘罩（8）和右端盖（9）上，并伸出右端盖（9）。

6.根据权利要求1所述的间隙精确可调的三电极气体火花开关，其特征是所述阳极滑块（18）和阴极滑块（19）的形状和结构相同，均包括上滑块（14）和下滑块（15），并通过T型绝缘块（13）将所述上滑块（14）和下滑块（15）连接为一体且相互绝缘；所述阳极（17）和阴极（16）分别设置于对应的上滑块（14）中；所述上滑块（14）套接在所述导向杆（11）上；所述下滑块（15）套接在所述螺杆（20）上。

7.根据权利要求2所述的间隙精确可调的三电极气体火花开关，其特征是所述触发电极（31）为针形，通过一带凸台的螺柱（29）固定在所述右防护罩（6）上，并使所述触发电极（31）前端置于所述阳极（17）和阴极（16）的正中间；所述螺柱（29）与所述右防护罩（6）之间设有绝缘件（30）。

8.根据权利要求2所述的间隙精确可调的三电极气体火花开关，其特征是所述电机（23）为直流伺服电机，其接线柱（24）设于所述左端盖（1）的外侧。

9.根据权利要求1所述的间隙精确可调的三电极气体火花开关，其特征是所述电容（27）为无感电容，并与设于所述壳体上的高压输入接线柱（4）相连。