RU2758584C1 - Gas-discharge current interrupter with cylindrical hole geometry in grid node - Google Patents

Gas-discharge current interrupter with cylindrical hole geometry in grid node Download PDF

Info

Publication number
RU2758584C1
RU2758584C1 RU2020142760A RU2020142760A RU2758584C1 RU 2758584 C1 RU2758584 C1 RU 2758584C1 RU 2020142760 A RU2020142760 A RU 2020142760A RU 2020142760 A RU2020142760 A RU 2020142760A RU 2758584 C1 RU2758584 C1 RU 2758584C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
grid
grid node
discharge
hole
Prior art date
Application number
RU2020142760A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Михайлович Верещагин
Сергей Александрович Круглов
Андрей Александрович Сережин
Кирилл Дмитриевич Агальцов
Павел Владимирович Нургалиев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет"
Priority to RU2020142760A priority Critical patent/RU2758584C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2758584C1 publication Critical patent/RU2758584C1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J17/00Gas-filled discharge tubes with solid cathode
    • H01J17/02Details
    • H01J17/04Electrodes; Screens
    • H01J17/12Control electrodes

Abstract

FIELD: gas industry.
SUBSTANCE: invention relates to gas-discharge pulse devices, in particular to low-pressure gas-discharge current switches of the thyratron type. It can be used as a switchboard in high-voltage pulse generators with inductive energy storage. A gas-discharge switching device contains an anode, a cathode and a grid node. A cylindrical through hole is made in the node, located at an angle to the normal of the surface of the grid node. The cross-sectional area of the hole is preserved along the entire length of the grid node. There is no shielding electrode in this design. The thickness of the grid node has been significantly increased. The distance between the anode-grid and cathode-grid regions is increased. The border edges of the holes are rounded.
EFFECT: increased stabilization of the current breakage process, decreased time of switching off and heating the device.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к газоразрядной импульсной технике, в частности к газоразрядным коммутаторам тока низкого давления тиратронного типа. Оно может применяться в качестве коммутатора в генераторах высоковольтных импульсов с индуктивным накопителем энергии с целью повышения стабилизации процесса обрыва тока, уменьшения времени выключения и разогрева прибора.The invention relates to a gas-discharge pulsed technique, in particular to gas-discharge low-pressure current switches of the thyratron type. It can be used as a switch in high-voltage pulse generators with an inductive energy storage in order to increase the stabilization of the current cut-off process, reduce the time for switching off and warming up the device.

Известен газоразрядный прибор с инверсным расположением отверстий в сеточном узле, содержащий анод, катод, сеточный узел, состоящий из сеточного электрода (далее сетка) 2 и экрана 1 (Фиг. 1). Сетка имеет одно отверстие, расположенное по оси симметрии прибора, со стороны анода. Центры отверстий в экране сеточного узла расположены на концентричных окружностях. Отверстия, принадлежащие к разным окружностям, радиально смещены друг относительно друга. Совокупная площадь отверстий экрана превышает площадь сеточного отверстия. Минимальная площадь сечения разрядного канала прилегает к отверстию в сетке [1].Known gas-discharge device with an inverted arrangement of holes in the mesh unit, containing an anode, cathode, mesh unit consisting of a mesh electrode (hereinafter referred to as mesh) 2 and screen 1 (Fig. 1). The grid has one hole located along the axis of symmetry of the device, from the side of the anode. The centers of the holes in the screen of the mesh node are located on concentric circles. Holes belonging to different circles are radially offset from each other. The total area of the screen openings exceeds the area of the mesh opening. The minimum cross-sectional area of the discharge channel is adjacent to the hole in the grid [1].

Недостатками применения описанного прибора в режиме обрыва тока являются сильный разогрев электродов и объема прибора, наличие большой временной нестабильности момента обрыва тока.The disadvantages of using the described device in the current cut-off mode are strong heating of the electrodes and the volume of the device, the presence of a large temporary instability of the current cut-off moment.

Работа подобных приборов в схеме генератора высоковольтных импульсов с индуктивным накопителем энергии в большей степени определяется конструкцией сеточного узла. За счет введения в конструкцию газоразрядного коммутатора нового сеточного узла с цилиндрическим разрядным каналом (с цилиндрической геометрией отверстия), достигается улучшение рабочих характеристик.The operation of such devices in a high-voltage pulse generator circuit with an inductive energy storage device is largely determined by the design of the grid unit. By introducing a new grid unit with a cylindrical discharge channel (with a cylindrical hole geometry) into the design of the gas-discharge switch, improved performance is achieved.

Чертеж нового сеточного узла показан на фигуре 2. В узле выполнено сплошное отверстие цилиндрической формы, расположенное под углом к нормали поверхности сеточного узла. Площадь сечения отверстия сохраняется по всей длине сеточного узла. В данной конструкции отсутствует экранирующий электрод. Толщина сеточного узла значительно увеличена. Расстояние между анодно-сеточной и катодно-сеточной областями увеличено. Краевые кромки отверстий скруглены. Площадь отверстия с анодно-сеточной области в 4 раза меньше площади отверстия сеточного электрода в газоразрядном приборе с инверсным расположением отверстий. Площадь отверстия со стороны катодно-сеточной области в 12 раз меньше совокупной площади отверстий экранирующего электрода в газоразрядном приборе с инверсным расположением отверстий.A drawing of the new mesh unit is shown in figure 2. The unit has a solid cylindrical hole located at an angle to the normal of the mesh unit surface. The cross-sectional area of the hole is maintained along the entire length of the mesh node. This design does not have a shielding electrode. The thickness of the mesh knot has been significantly increased. The distance between the anode-grid and cathode-grid regions is increased. The edges of the holes are rounded. The area of the hole from the anode-grid area is 4 times less than the area of the hole of the grid electrode in a gas-discharge device with an inverted arrangement of holes. The area of the hole on the side of the cathode-grid region is 12 times less than the total area of the holes of the shielding electrode in a gas-discharge device with an inverted arrangement of holes.

Подобная конструкция сеточного узла обуславливает ряд особенностей работы газоразрядного прибора. В отличие от предыдущей конструкции, в новом сеточном узле за счет значительного увеличения толщины сеточного электрода, увеличивается теплоотвод сеточного узла, что обеспечивает уменьшение разогрева прибора. Благодаря увеличению расстояния между анодной и катодной областями и расположению отверстия под углом к нормали поверхности, сеточный узел позволяет сохранить электропрочность прибора на достаточном уровне, необходимом для нормальной работы. Геометрия отверстия непосредственно определяет область и форму разрядного канала [2]. В результате этого исключаются возможные переходы разряда из отверстия в отверстие и газонатекание в область горения разряда [3], как в случае газоразрядного прибора с инверсным расположением отверстий, что обеспечивает непрерывность формирования плазменной дуги. Обрыв тока в данной конструкции локализуется со стороны отверстия в анодно-сеточной области, что способствует уменьшению времени выключения [4]. Скругление краевых кромок способствует уменьшению их разогрева и увеличению порога напряжения для возникновения автоэлектронной эмиссии.Such a design of the grid unit determines a number of features of the operation of the gas-discharge device. Unlike the previous design, in the new mesh assembly, due to a significant increase in the thickness of the mesh electrode, the heat dissipation of the mesh assembly increases, which reduces the heating of the device. By increasing the distance between the anodic and cathodic regions and the location of the hole at an angle to the surface normal, the mesh assembly allows maintaining the electrical strength of the device at a sufficient level necessary for normal operation. The hole geometry directly determines the area and shape of the discharge channel [2]. As a result, possible transitions of the discharge from the hole to the hole and gas flow into the area of the discharge combustion [3] are excluded, as in the case of a gas-discharge device with an inverted arrangement of holes, which ensures the continuity of the formation of the plasma arc. The current cutoff in this design is localized from the side of the hole in the anode-grid region, which helps to reduce the turn-off time [4]. The rounding of the edge edges reduces their heating and increases the voltage threshold for the occurrence of field emission.

Список литературыBibliography

1. Патент №171094 МПК H01J 17/12.1. Patent No. 171094 IPC H01J 17/12.

2. Райзер Ю.П. Физика газового разряда: Учеб. руководство для вузов. Изд. 2-е, перераб. и доп.М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит.1992. 536 с.2. Raizer Yu.P. Gas discharge physics: Textbook. a guide for universities. Ed. 2nd, rev. and additional Moscow: Nauka. Ch. ed. physical-mat. lit. 1992. 536 s.

3. Фогельсон Т.Б., Бреусова Л.Н., Вагин Л.Н. Импульсные водородные тиратроны. М: Сов. радио. 1974.3. Fogelson T.B., Breusova L.N., Vagin L.N. Pulsed hydrogen thyratrons. M: Sov. radio. 1974.

4. Верещагин Н.М., Круглов С.А., Сережин А.А., Шатилов С.Г., Агалыдов К.Д., Павлов М.Б. Газоразрядные прерыватели тока низкого давления в генераторе высоковольтных наносекундных импульсов с индуктивным накопителем энергии // ПТЭ. 2017. №6.4. Vereshchagin NM, Kruglov SA, Serezhin AA, Shatilov SG, Agalydov KD, Pavlov M.B. Gas-discharge low-pressure current interrupters in a generator of high-voltage nanosecond pulses with an inductive energy storage // PTE. 2017. No. 6.

Claims (1)

Газоразрядный коммутирующий прибор, содержащий анод, катод, сеточный узел, отличающийся тем, что в сеточном узле выполнено сплошное отверстие цилиндрической формы, расположенное под углом к нормали поверхности сеточного узла, площадь сечения которого сохраняется по всей длине сеточного узла, при этом в сеточном узле отсутствует экранирующий электрод.A gas-discharge switching device containing an anode, a cathode, a mesh unit, characterized in that a continuous cylindrical hole is made in the mesh unit, located at an angle to the normal to the surface of the mesh unit, the cross-sectional area of which is preserved along the entire length of the mesh unit, while the mesh unit is absent shielding electrode.
RU2020142760A 2020-12-22 2020-12-22 Gas-discharge current interrupter with cylindrical hole geometry in grid node RU2758584C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020142760A RU2758584C1 (en) 2020-12-22 2020-12-22 Gas-discharge current interrupter with cylindrical hole geometry in grid node

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020142760A RU2758584C1 (en) 2020-12-22 2020-12-22 Gas-discharge current interrupter with cylindrical hole geometry in grid node

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2758584C1 true RU2758584C1 (en) 2021-11-01

Family

ID=78466664

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020142760A RU2758584C1 (en) 2020-12-22 2020-12-22 Gas-discharge current interrupter with cylindrical hole geometry in grid node

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2758584C1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4620135A (en) * 1982-10-27 1986-10-28 English Electric Valve Company Limited Electric circuit interrupting devices
US20060125368A1 (en) * 2002-02-04 2006-06-15 Ruey-Jen Hwu Solid state vacuum devices and method for making the same
RU171094U1 (en) * 2016-11-21 2017-05-19 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет" GAS DISCHARGE SWITCHING DEVICE WITH INVERSE LOCATION OF HOLE HOUSES IN THE NETWORK ASSEMBLY
RU2644416C2 (en) * 2016-06-03 2018-02-12 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Алмаз" (АО "НПП "Алмаз") Cathode-grid knot with auto emission cathode from carbon material
RU187851U1 (en) * 2018-12-21 2019-03-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет" GAS DISCHARGE CIRCUIT BREAKER WITH TWO-GLASS CONFIGURATION OF HOLE HOLES
RU2686454C1 (en) * 2018-08-15 2019-04-26 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Алмаз" (АО "НПП "Алмаз") Cathode-mesh assembly with spatially-developed axially symmetric field-emission cathode
RU2726140C1 (en) * 2019-12-24 2020-07-09 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет" Gas-discharge current interrupter with a sectoral hole in the screen and a circular hole in the grid asymmetrically arranged relative to the central axis

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4620135A (en) * 1982-10-27 1986-10-28 English Electric Valve Company Limited Electric circuit interrupting devices
US20060125368A1 (en) * 2002-02-04 2006-06-15 Ruey-Jen Hwu Solid state vacuum devices and method for making the same
RU2644416C2 (en) * 2016-06-03 2018-02-12 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Алмаз" (АО "НПП "Алмаз") Cathode-grid knot with auto emission cathode from carbon material
RU171094U1 (en) * 2016-11-21 2017-05-19 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет" GAS DISCHARGE SWITCHING DEVICE WITH INVERSE LOCATION OF HOLE HOUSES IN THE NETWORK ASSEMBLY
RU2686454C1 (en) * 2018-08-15 2019-04-26 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Алмаз" (АО "НПП "Алмаз") Cathode-mesh assembly with spatially-developed axially symmetric field-emission cathode
RU187851U1 (en) * 2018-12-21 2019-03-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет" GAS DISCHARGE CIRCUIT BREAKER WITH TWO-GLASS CONFIGURATION OF HOLE HOLES
RU2726140C1 (en) * 2019-12-24 2020-07-09 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет" Gas-discharge current interrupter with a sectoral hole in the screen and a circular hole in the grid asymmetrically arranged relative to the central axis

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10594113B2 (en) Laser triggered multi-stage vacuum switch
Li et al. Repetitive gas-discharge closing switches for pulsed power applications
US5329205A (en) High voltage crossed-field plasma switch
US5502356A (en) Stabilized radial pseudospark switch
RU170980U1 (en) GAS DISCHARGE COMMUNICATING DEVICE WITH SLIT CONFIGURATION
RU134697U1 (en) HIGH-FREQUENCY RADIATION GENERATOR BASED ON A Hollow Cathode Discharge
CN110600999B (en) Novel high-voltage large-current rotary arc switch
RU2758584C1 (en) Gas-discharge current interrupter with cylindrical hole geometry in grid node
RU2726140C1 (en) Gas-discharge current interrupter with a sectoral hole in the screen and a circular hole in the grid asymmetrically arranged relative to the central axis
RU171094U1 (en) GAS DISCHARGE SWITCHING DEVICE WITH INVERSE LOCATION OF HOLE HOUSES IN THE NETWORK ASSEMBLY
RU2654494C1 (en) Vacuum spark discharger
RU181255U1 (en) TYRATRON TYPE DISCHARGE DEVICE WITH IMPROVED DISCHARGE PARAMETERS
CN114006271B (en) Low-jitter self-triggering spark discharge preionization switch
Kruglov et al. Modeling and development of thyratron type grid node with improved discharge parameters for specialized gas-discharge current interrupter
RU2314589C2 (en) Gas-discharge switching device
RU2476950C1 (en) Gas discharge switching device
Vereshchagin et al. Low-pressure gas-discharge current interrupters in a generator of high-voltage nanosecond pulses with an inductive energy storage
RU2559027C1 (en) Triggered vacuum gap
RU2306683C1 (en) Plasma electron source
CA1104635A (en) Vacuum arc discharge device with tapered rod electrodes
EA202190038A1 (en) A DEVICE FOR GENERATING A FILAMENTED AUXILIARY DISCHARGE FOR A DEVICE FOR GENERATING X-RAY AND CORPUSCULAR RADIATION, AND ALSO FOR A THERMONUCLEAR REACTOR WITH A DEVICE FOR GENERATING X-RAY AND CORPUSCULAR RADIATION
SU736374A1 (en) Method and device for dc cutout
Schanin et al. Plasma-emitter electron accelerators
Kruglov et al. Study of gas discharge thyratron-type interrupter with sector hole in the screen in high-voltage pulse generator circuit with inductive energy storage
RU2237942C1 (en) Heavy-current electron gun