RU196890U1 - CONTROLLED DISCHARGE - Google Patents
CONTROLLED DISCHARGE Download PDFInfo
- Publication number
- RU196890U1 RU196890U1 RU2019140194U RU2019140194U RU196890U1 RU 196890 U1 RU196890 U1 RU 196890U1 RU 2019140194 U RU2019140194 U RU 2019140194U RU 2019140194 U RU2019140194 U RU 2019140194U RU 196890 U1 RU196890 U1 RU 196890U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cathode
- window
- anode
- glass
- arrester
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
- H01T14/00—Spark gaps not provided for in groups H01T2/00 - H01T13/00
Landscapes
- Lasers (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области импульсной техники, к формированию импульсов токов и напряжения, представляет собой управляемый разрядник и может использоваться в качестве коммутатора емкостных накопителей энергии. Управляемый разрядник содержит катод и анод, расположенные в герметичном диэлектрическом корпусе с окном для ввода сфокусированного управляющего лазерного излучения. Анод выполнен в виде цилиндрического стакана, внешней отбортовкой обращен к окну, а дном - к катоду. В дне стакана на оси симметрии разрядника выполнено сквозное отверстие цилиндрической формы диаметром, минимально достаточным для прохождения луча лазера и его фокусировки на поверхности катода. Катод выполнен из сплава ВТ1-0 и имеет сквозные отверстия. В корпус со стороны, противоположной окну, встроен штенгель. Внутренний объем корпуса наполнен газом давлением от 10Па до 10Па. Техническим результатом полезной модели является снижение временных задержек разрядника. 1 ил.The utility model relates to the field of pulse technology, to the formation of pulses of currents and voltages, is a controllable discharger and can be used as a switch for capacitive energy storage devices. The controlled arrester contains a cathode and anode located in a sealed dielectric casing with a window for inputting focused laser control radiation. The anode is made in the form of a cylindrical glass, with an external flange facing the window, and the bottom toward the cathode. A through hole of a cylindrical shape with a diameter minimally sufficient for the laser beam to pass through and focus on the cathode surface is made in the bottom of the glass on the axis of symmetry of the spark gap. The cathode is made of VT1-0 alloy and has through holes. A plug is integrated in the housing from the side opposite the window. The internal volume of the body is filled with gas pressure from 10Pa to 10Pa. The technical result of the utility model is to reduce the time delays of the arrester. 1 ill.
Description
Полезная модель относится к области импульсной техники, к формированию импульсов токов и напряжения, а именно к управляемым разрядникам для коммутации токов, для использования в качестве коммутаторов емкостных накопителей энергии.The utility model relates to the field of pulsed technology, to the formation of current and voltage pulses, namely, to controlled dischargers for switching currents, for use as capacitive switches of capacitive energy storage.
Известен вакуумный разрядник, включающий герметичную диэлектрическую оболочку, содержащую коаксиальную электродную систему, состоящую из двух электродов, и оптически прозрачное окно для ввода управляющего сфокусированного импульсного оптического излучения по оси симметрии разрядника, в котором оболочка выполнена из корунда, каждый из электродов выполнен со сквозным отверстием для пропуска управляющего излучения, отверстия расположены на оси симметрии разрядника, управляющее излучение фокусируется за пределами межэлектродного промежутка на внутренней поверхности герметичной оболочки, оболочка откачана до давления остаточных газов, обеспечивающих электропрочность коммутируемого промежутка до срабатывания разрядника. Патент Российской Федерации №170782, МПК Н01Т 1/20, Н01Т 14/00, 11.05.2017. Недостатком являются большие временные задержки, приводящие к малому быстродействию разрядника, которыми обладает устройство, возникающие ввиду удаленности катода от места фокусировки оптического излучения.A vacuum discharger is known, including a sealed dielectric sheath containing a coaxial electrode system consisting of two electrodes, and an optically transparent window for inputting control focused pulsed optical radiation along the symmetry axis of the discharger, in which the sheath is made of corundum, each of the electrodes is made with a through hole for pass control radiation, the holes are located on the axis of symmetry of the spark gap, the control radiation is focused outside the interelectrode mezhutka on the inner surface of the sealed envelope, the envelope is evacuated until a residual gas pressure, providing electrical strength dial-up interval arrester. Patent of the Russian Federation No. 170782, IPC Н01Т 1/20, Н01Т 14/00, 05/11/2017. The disadvantage is the large time delays leading to the low speed of the arrester, which the device possesses, arising due to the remoteness of the cathode from the focus point of the optical radiation.
Известен управляемый вакуумный разрядник, содержащий катод, выполненный из сплава ВНБ-3, и анод, расположенные в герметичном диэлектрическом корпусе с окном для ввода сфокусированного управляющего лазерного излучения, при этом в аноде на оси разрядника выполнено отверстие цилиндро-коническо-цилиндрической формы, при этом цилиндр большего диаметра обращен к катоду и имеет острые кромки, а диаметр меньшего цилиндра является минимально достаточным для прохождения луча лазера и его фокусировки на поверхности катода. Патент Российской Федерации №183129, МПК Н01Т 14/00, H01J 17/64, 12.09.2018. Данное техническое решение принято в качестве прототипа.Known controlled vacuum spark gap containing a cathode made of VNB-3 alloy, and an anode located in a sealed dielectric casing with a window for inputting focused control laser radiation, while in the anode on the axis of the spark gap a hole is made of a cylindrical-cylindrical shape, while a cylinder of larger diameter faces the cathode and has sharp edges, and the diameter of the smaller cylinder is minimally sufficient for the laser beam to pass and focus on the cathode surface. Patent of the Russian Federation No. 183129, IPC Н01Т 14/00,
Недостатком прототипа является сравнительно большие временные задержки, приводящие к малому быстродействию разрядника. Выбранное наполнение внутреннего объема, а также конструкция электродной системы, не позволяет в полной мере ограничить распыляющийся (при срабатывании устройства) материал катода и его осаждение на внутренней поверхности окна для ввода лазерного излучения, а также поверхности электродов и стенках корпуса, что приводит к перекрыванию окна распыляющимся материалом катода и пробоям.The disadvantage of the prototype is the relatively large time delays leading to low speed arrester. The selected filling of the internal volume, as well as the design of the electrode system, does not fully limit the cathode material sprayed (when the device is triggered) and its deposition on the inner surface of the window for introducing laser radiation, as well as on the surface of the electrodes and the walls of the housing, which leads to the overlapping of the window atomized cathode material and breakdowns.
Задачей и техническим результатом полезной модели является снижение временных задержек разрядника.The objective and technical result of the utility model is to reduce the time delays of the arrester.
Технический результат достигается тем, что в управляемом разряднике, содержащем катод и анод, расположенные в герметичном диэлектрическом корпусе с окном для ввода сфокусированного управляющего лазерного излучения, анод выполнен в виде цилиндрического стакана, внешней отбортовкой обращен к окну, а дном - к катоду, в дне стакана на оси симметрии разрядника выполнено сквозное отверстие цилиндрической формы диаметром, минимально достаточным для прохождения луча лазера и его фокусировки на поверхности катода; катод выполнен из сплава ВТ 1-0 и имеет сквозные отверстия; в корпус со стороны, противоположной окну, встроен штенгель; внутренний объем корпуса наполнен газом давлением от 103 Па до 106 Па.The technical result is achieved by the fact that in a controlled arrester containing a cathode and anode located in a sealed dielectric casing with a window for inputting focused laser radiation, the anode is made in the form of a cylindrical glass, with an external flange facing the window, and with the bottom facing the cathode, in the bottom cups on the axis of symmetry of the spark gap made a through hole of cylindrical shape with a diameter minimally sufficient for the laser beam to pass and focus on the cathode surface; the cathode is made of VT 1-0 alloy and has through holes; in the case from the side opposite to the window, a plug is integrated; the internal volume of the body is filled with gas pressure from 10 3 PA to 10 6 PA.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором представлен поперечный разрез разрядника, где:The essence of the utility model is illustrated in the drawing, which shows a cross section of a spark gap, where:
1 - корпусное кольцо;1 - case ring;
2 - корпусное кольцо;2 - case ring;
3 - корпусное кольцо;3 - case ring;
4 - окно;4 - window;
5 - анод;5 - anode;
6 - катод;6 - cathode;
7 - штенгель;7 - stennel;
8 - система фокусировки;8 - focusing system;
9 - лазер.9 - laser.
Управляемый разрядник состоит из герметичного корпуса и размещенной в нем электродной системы. Корпус включает корпусные кольца 1, 2, 3 выполненные, например, из алюмооксидной керамики, и окно для ввода сфокусированного оптического излучения 4. В корпусе расположены анод 5, выполненный из тугоплавкого металла или сплава, например, ВТ 1-0, катод 6, выполненный из тугоплавкого металла или сплава, например, ВТ1-0, и штенгель 7, выполненный из металла или сплава, например, АМц. В катоде выполнены отверстия, достаточные для прохождения газа из объема между штенгелем и катодом в объем между катодом и анодом. Анод выполнен в виде цилиндрического стакана, внешней отбортовкой обращен к окну, а дном - к катоду, в дне стакана на оси симметрии разрядника выполнено сквозное отверстие цилиндрической формы, диаметр отверстия является минимально достаточным для прохождения сфокусированного системой фокусировки 8 на поверхности катода луча лазера 9. При этом внутренний объем наполнен газом давлением от 103 Па до 106 Па, например, азотом.The controlled arrester consists of a sealed enclosure and an electrode system located in it. The housing includes
Разрядник работает следующим образом.The arrester operates as follows.
Импульсное оптическое излучение, испускаемое лазером, проходя через систему фокусировки, окно герметичного корпуса и анод, фокусируется на поверхности катода, что приводит к плавлению и испарению материала катода. За счет обеспечения минимального расстояния между острой кромкой, полученной за счет выполнения сквозного отверстия в аноде, и областью фокусировки лазерного излучения на поверхности катода, обеспечивается увеличение напряженности электрического поля в зоне фокусировки, что способствует уменьшению минимального рабочего напряжения. Образовавшаяся проводящая среда замыкает промежуток между анодом и катодом, вызывает коммутацию импульса тока. Благодаря наполнению корпуса газом, например, азотом, при давлении от 103 Па до 106 Па, атомы и ионы эродированного материала катода, в отличие от прототипа, многократно рассеиваются на молекулах газа, что в свою очередь приводит к рекомбинации ионов и уменьшению энергии адгезии частиц на внутренней поверхности окна. Использование катода из сплава на основе титана ВТ1-0, за счет его геттерных свойств, позволяет также добиться более однородного состава газа во внутреннем объеме корпуса, что способствует стабилизации рабочих параметров разрядника. Таким образом, приведенные выше особенности конструкции позволяют снизить временные задержки, тем самым увеличив быстродействие разрядника, при этом для инициирования возможно использовать меньшую энергию лазерного излучения.The pulsed optical radiation emitted by the laser, passing through the focusing system, the window of the sealed housing and the anode, is focused on the surface of the cathode, which leads to melting and evaporation of the cathode material. By ensuring the minimum distance between the sharp edge obtained by making a through hole in the anode and the focus area of the laser radiation on the cathode surface, an increase in the electric field strength in the focusing zone is provided, which helps to reduce the minimum operating voltage. The resulting conductive medium closes the gap between the anode and cathode, causes the switching of a current pulse. Due to the filling of the housing with gas, for example, nitrogen, at a pressure of 10 3 Pa to 10 6 Pa, the atoms and ions of the eroded cathode material, unlike the prototype, are repeatedly scattered by gas molecules, which in turn leads to ion recombination and a decrease in the adhesion energy particles on the inner surface of the window. The use of a cathode made of an alloy based on VT1-0 titanium, due to its getter properties, also makes it possible to achieve a more uniform gas composition in the internal volume of the housing, which helps to stabilize the operating parameters of the spark gap. Thus, the above design features can reduce time delays, thereby increasing the speed of the arrester, while it is possible to use lower laser radiation energy for initiation.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019140194U RU196890U1 (en) | 2019-12-09 | 2019-12-09 | CONTROLLED DISCHARGE |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019140194U RU196890U1 (en) | 2019-12-09 | 2019-12-09 | CONTROLLED DISCHARGE |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU196890U1 true RU196890U1 (en) | 2020-03-19 |
Family
ID=69897991
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019140194U RU196890U1 (en) | 2019-12-09 | 2019-12-09 | CONTROLLED DISCHARGE |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU196890U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU203340U1 (en) * | 2020-12-02 | 2021-03-31 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт электрофизики Уральского отделения Российской академии наук | Controlled gas-filled arrester |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012061298A1 (en) * | 2010-11-01 | 2012-05-10 | Qualcomm Incorporated | Joint coding of syntax elements for video coding |
RU119935U1 (en) * | 2012-05-25 | 2012-08-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") | MANAGED DISCHARGE |
RU170782U1 (en) * | 2017-03-06 | 2017-05-11 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | VACUUM DISCHARGE |
RU183129U1 (en) * | 2018-06-18 | 2018-09-12 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | CONTROLLED VACUUM DISCHARGE |
-
2019
- 2019-12-09 RU RU2019140194U patent/RU196890U1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012061298A1 (en) * | 2010-11-01 | 2012-05-10 | Qualcomm Incorporated | Joint coding of syntax elements for video coding |
RU119935U1 (en) * | 2012-05-25 | 2012-08-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") | MANAGED DISCHARGE |
RU170782U1 (en) * | 2017-03-06 | 2017-05-11 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | VACUUM DISCHARGE |
RU183129U1 (en) * | 2018-06-18 | 2018-09-12 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | CONTROLLED VACUUM DISCHARGE |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU203340U1 (en) * | 2020-12-02 | 2021-03-31 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт электрофизики Уральского отделения Российской академии наук | Controlled gas-filled arrester |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU183129U1 (en) | CONTROLLED VACUUM DISCHARGE | |
RU119935U1 (en) | MANAGED DISCHARGE | |
US10594113B2 (en) | Laser triggered multi-stage vacuum switch | |
RU196890U1 (en) | CONTROLLED DISCHARGE | |
Mao et al. | Research on the interaction of primary plasma and main electrode for laser triggered vacuum switch | |
US3988627A (en) | Electron source | |
US3465192A (en) | Triggerable arc discharge devices and trigger assemblies therefor | |
US3949260A (en) | Continuous ionization injector for low pressure gas discharge device | |
RU196889U1 (en) | CONTROLLED DISCHARGE | |
RU200561U1 (en) | CONTROLLED VACUUM ARRESTER | |
RU107657U1 (en) | FORVACUMUM PLASMA ELECTRONIC SOURCE | |
US3093766A (en) | Gas generating electric discharge device | |
CN102296274B (en) | Shielding device for cathode arc metal ion source | |
RU98633U1 (en) | PULSE X-RAY GENERATOR | |
RU170782U1 (en) | VACUUM DISCHARGE | |
RU2306683C1 (en) | Plasma electron source | |
RU121813U1 (en) | DEVICE FOR MODIFICATION OF SOLID SURFACE | |
RU2297117C1 (en) | Device for producing impulse roentgen and neutron radiation | |
RU197338U1 (en) | SMALL LOW VOLTAGE CONTROLLED VACUUM DISCHARGE | |
RU171229U1 (en) | VACUUM DISCHARGE | |
RU2459307C1 (en) | Pulsed x-ray tube | |
Ryabchikov et al. | Plasma-immersion formation of high-intensity ion beams | |
RU2654493C1 (en) | Vacuum arrester | |
RU2454046C1 (en) | Plasma electron emitter | |
RU203340U1 (en) | Controlled gas-filled arrester |