RU181255U1

RU181255U1 - TYRATRON TYPE DISCHARGE DEVICE WITH IMPROVED DISCHARGE PARAMETERS

Info

Publication number: RU181255U1
Application number: RU2017147085U
Authority: RU
Inventors: Николай Михайлович Верещагин; Сергей Александрович Круглов; Андрей Александрович Сережин; Сергей Германович Шатилов; Кирилл Дмитриевич Агальцов; Александр Игоревич Зимин
Priority date: 2017-12-29
Filing date: 2017-12-29
Publication date: 2018-07-06

Abstract

Полезная модель прибора относится к газоразрядной импульсной технике, в частности к газоразрядным коммутаторам низкого давления тиратронного типа. Он может быть использован в качестве коммутатора в генераторах высоковольтных импульсов для повышения стабилизации процесса обрыва тока, уменьшения времени выключения, увеличения максимального обрываемого тока.Газоразрядный коммутирующий прибор содержит анод, катод и сеточный узел. В сетке выполнено отверстие круглой формы. В экране выполнены три отверстия в форме радиальной прорези. Края отверстий скруглены. Толщина всех элементов сеточного узла увеличена. Площадь каждого отверстия в экране меньше площади сеточного отверстия. В представленном приборе площадь сеточного отверстия значительно меньше совокупной площади отверстий экрана сеточного узла, в то время как в классическом тиратроне совокупная площадь отверстий сетки практически соизмерима с площадью отверстия в экране.A useful model of the device relates to gas-discharge pulsed technology, in particular to gas-discharge switches of low pressure of a thyratron type. It can be used as a switch in high-voltage pulse generators to increase stabilization of the current interruption process, reduce the turn-off time, and increase the maximum interruptible current. A gas-discharge switching device contains an anode, a cathode, and a grid unit. A circular hole is made in the mesh. The screen has three holes in the form of a radial slot. The edges of the holes are rounded. The thickness of all elements of the mesh node is increased. The area of each hole in the screen is less than the area of the mesh hole. In the presented device, the area of the mesh hole is much smaller than the total area of the holes of the screen of the mesh unit, while in the classic thyratron the total area of the holes of the mesh is practically comparable with the area of the holes in the screen.

Description

Полезная модель прибора относится к газоразрядной импульсной технике, в частности к газоразрядным коммутаторам низкого давления тиратронного типа. Он может быть использован в качестве коммутатора в генераторах высоковольтных импульсов для повышения стабилизации процесса обрыва тока, уменьшения времени выключения, увеличения максимального обрываемого тока.A useful model of the device relates to gas-discharge pulsed technology, in particular to gas-discharge switches of low pressure of a thyratron type. It can be used as a switch in high-voltage pulse generators to increase the stabilization of the current interruption process, reduce the shutdown time, and increase the maximum interrupted current.

Известен способ формирования высоковольтных импульсов, [1] в котором в качестве прерывателя тока используются импульсный водородный тиратрон с накаленным катодом и псевдоискровой разрядник, содержащие металлические электроды, расположенные в герметичной оболочке с газовым наполнением - анод, катодный узел и управляющую сетку. У классических тиратронов и псевдоискровых разрядников сетка выполняется в виде диска с несколькими отверстиями, расположенным со стороны анода, которые прикрыты экраном, выполненного также в виде диска с одним отверстием, расположенным со стороны катодного узла (Фиг. 1) [2].A known method of generating high-voltage pulses, [1] in which a pulsed hydrogen thyratron with a hot cathode and a pseudo-spark gap containing metal electrodes located in a sealed shell with gas filling — an anode, a cathode assembly and a control grid — are used as a current chopper. In classical thyratrons and pseudo-spark arresters, the grid is made in the form of a disk with several holes located on the anode side, which are covered by a screen, also made in the form of a disk with one hole located on the side of the cathode assembly (Fig. 1) [2].

Недостатками использования данного изобретения в режиме обрыва тока являются большое время выключения, наличие большой временной нестабильности момента обрыва тока.The disadvantages of using this invention in the current interruption mode are a large turn-off time, the presence of a large temporary instability of the current interruption moment.

На работу приборов тиратронного типа в схеме генератора высоковольтных импульсов с индуктивным накопителем энергии оказывает влияние конструкция сеточного узла. Уменьшение времени выключения, увеличение максимального обрываемого тока, улучшение стабилизации процесса обрыва тока в приборе тиратронного типа с улучшенными параметрами разряда достигается за счет введения в конструкцию нового сеточного узла.The operation of the thyratron-type devices in the circuit of a high-voltage pulse generator with inductive energy storage is influenced by the design of the grid unit. Reducing the shutdown time, increasing the maximum breaking current, improving the stabilization of the current breaking process in a thyratron-type device with improved discharge parameters is achieved by introducing a new grid unit into the design.

Чертеж сеточного узла показан на Фиг. 2. В сетке выполнено отверстие круглой формы. В экране выполнены три отверстия в форме радиальной прорези. Края отверстий скруглены. Толщина всех элементов сеточного узла увеличена. Площадь каждого отверстия в экране меньше площади сеточного отверстия. В представленном приборе площадь сеточного отверстия значительно меньше совокупной площади отверстий экрана сеточного узла, в то время как в классическом тиратроне совокупная площадь отверстий сетки практически соизмерима с площадью отверстия в экране.A drawing of the grid assembly is shown in FIG. 2. A circular hole is made in the grid. The screen has three holes in the form of a radial slot. The edges of the holes are rounded. The thickness of all elements of the mesh node is increased. The area of each hole in the screen is less than the area of the mesh hole. In the presented device, the area of the mesh hole is much smaller than the total area of the holes of the screen of the mesh unit, while in the classic thyratron the total area of the holes of the mesh is practically comparable with the area of the holes in the screen.

Особенностью представленного газоразрядного прибора является то, что, минимальная площадь сечения разрядного канала находится в области отверстия в сетке и на треть больше, чем в классическом тиратроне [3]. Утолщение всех элементов сеточного узла позволяет повысить количество теплоты, необходимое для нагрева до определенной температуры. Скругление краев отверстий позволяет снизить напряженность электрического поля посредством устранения элементов с малым радиусом кривизны, что приводит к снижению автоэлектронной эмиссии с краев отверстий. Кроме того, уменьшается разогрев краев отверстий, который вызван бомбардировкой ионами из плазмы разряда. Совокупность вышеуказанных факторов приводит к повышению стабилизации процесса обрыва тока, снижению разогрева прибора, увеличению максимального обрываемого тока в приборе. По сравнению с классическим тиратроном, проникновение поля в катодную область в данной конструкции меньше [4].A feature of the presented gas-discharge device is that, the minimum cross-sectional area of the discharge channel is in the region of the hole in the grid and is one third larger than in the classical thyratron [3]. The thickening of all elements of the grid unit allows you to increase the amount of heat required to heat to a certain temperature. The rounding of the edges of the holes allows to reduce the electric field by eliminating elements with a small radius of curvature, which leads to a decrease in field emission from the edges of the holes. In addition, the heating of the edges of the holes, which is caused by ion bombardment from the discharge plasma, is reduced. The combination of the above factors leads to an increase in stabilization of the process of current interruption, a decrease in the heating of the device, and an increase in the maximum breaking current in the device. Compared with the classical thyratron, the penetration of the field into the cathode region in this design is less [4].

Список литературыBibliography

1. Патент № 2210180 С2, кл. H03K 3/53.1. Patent No. 2210180 C2, cl. H03K 3/53.

2. Фогельсон Т.Б., Бреусова Л.Н., Вагин Л.Н. Импульсные водородные тиратроны. М: Сов. радио. 1974.2. Vogelson T.B., Breusova L.N., Vagin L.N. Pulse hydrogen thyratrons. M: Owls radio. 1974.

3. Верещагин Н.М., Круглов С.А. Генератор высоковольтных импульсов с индуктивным накопителем энергии и тиратроном // ПТЭ. 2002. № 2.3. Vereshchagin N.M., Kruglov S.A. High-voltage pulse generator with inductive energy storage and thyratron // PTE. 2002. No. 2.

4. 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.4. Riser Yu.P. Physics of gas discharge: Textbook. guidance for universities. Ed. 2nd, rev. and add. M .: Science. Ch. ed. Phys.-Math. lit. 1992.536 s.

Claims

Газоразрядный коммутирующий прибор, содержащий анод, катод, сеточный узел, отличающийся тем, что в сетке узла выполнено одно круглое отверстие, а в экране сеточного узла - три отверстия в форме радиальной прорези одинаковой длины со скругленными краями, при этом толщина всех элементов сеточного узла увеличена, площадь каждого отверстия в экране меньше площади сеточного отверстия.A gas-discharge switching device containing an anode, a cathode, a grid unit, characterized in that one circular hole is made in the grid of the node and three holes in the screen of the grid node in the form of a radial slot of the same length with rounded edges, while the thickness of all elements of the grid node is increased , the area of each hole in the screen is less than the area of the mesh hole.