Взрывной переключатель

 

ВЗРЫВНОЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ,содержащий токоподводящие электроды, соединенные полым цилиндрическим тоководом , внутри которого расположены кольцо из диэлектрика и заряд взрывчатого вещества с инициатором на оси, а снаружи расположена диэлектрическая втулка, вплотную прилегающая к боковой поверхности электродов, металлический стакан, электрически соединенный с одним из электродов, отличающийся тем, что, с целью уменьшения времени срабатывания , токрвод выполнен из материала, который обладает способностью переходить из электропроводящего состояния в непроводящее, и наоборот, при соответствующем изменении прилагаемого давления, при этом диэлектрическая втулка вплотную прилегает к боковой поверхности токовода, а между втулкой и металлическим стаканЬм расположен хладагент, который соприкасается с боковой поверхностью элек (Л тродов .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

-ЯО 10ымй А (5D 4 Н 01 Н .39/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 3317941/24-07; 3317962/24-07 (22) 16.07.81 (46) 23.08.89. Вюл. М 31 (71) Сибирское отделение Института гидродинамики им.М.А.Лаврентьева (72) С.Д.Гилев и А.N.Òðóáà÷åâ (53) 621.316,543 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

И 581740, кл. K 01 Н 39/00, 1976.

Авторское свидетельство. СССР

У 683388, кл. H Ol Н 39/00, 1978. (54)(57) ВЗРЫВНОЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ,содержащий токоподводящие электроды, соединенные полым цилиндрическим тоководом, внутри которого расположены кольцо из диэлектрика и заряд взрывчатого вещества с инициатором на оси, а снаружи расположена диэлекИзобретение относится к электро-, . технике s части создания взрывных пе реключателей и может быть использовано в экспериментальной технике для переключения постоянных, переменных и импульсных токов, в частности, в. цепях индуктивных накопителей.

Известен электрический переключатель взрывного типа, содержащий электроды, соединенные полым тоководом, внутри которого- расположен saряд взрывчатого вещества (ВВ) и детонатор, расположенный на оси заряда.

Недостатком известного переключателя является низкая скорость отключения..Это связано с тем, что механический разрыв цепи протекает с конечной скоростью, задаваемой перемещением разрушаемого токовода относитрическая втулка, вплотную прилегающая к боковой поверхности электродов, металлический стакан, электрически соединенный с одним из электродов, отличающийся тем, что, с целью уменьшения времени срабатывания, токовод выполнен из материала, который обладает способностью переходить из электропроводящего состояния в непроводящее, и наоборот, при соответствующем изменении прилагаемого давления, при этом диэлектрическая втулка вплотную прилегает к боковой поверхности токовода, а между втулкой и металлическим стаканом расположен хладагент, который соприкасается с боковой поверхностью электродов. тельно тоководящих электродов, что приводит к образованию в разрываемых промежутках электрических дуг, на гашение. которых требуется время.Кро- {, ) ме того, в таких устройствах всегда имеются свободные металлические поверхности и примыкающие к ним йоэдушные полости, что также приводит к неконтролируемому зажиганию дуг. 4ь

Наиболее близким к описываемому изобретению является взрывной переключатель, содержащий токоподводящие электроды, соединенные полым цилиндрическим разрушаемым тоководом,внутри которого расположены кольцо из диэлектрика и заряд взрывчатого вещества с инициатором на оси. Переключатель снабжен металлическим стаканом, который электрическй соединен

105210 с одним из токоподводящих электродов, н стакане расположена диэлектрическая втулка, прилегающая к боковой поверхности электродов, и н ней выполнен кольцевой канал, который расположен против токовода.

Первоначально длина разрываемого промежутка равна нулю. В момент времени, когда внутренний радиус разрушаемого токовода превосходит радиус цилиндрических электродов, образуются два промежутка, длины которых увеличиваются примерно со скоростью движения токовода под действием давле- 15 ния продуктов детонации, передаваемого через диэлектрическое кольцо. Такая ситуация благоприятна для загорания электрических дуг, которые возникают сразу же после нару ен механическо- 20 го контакта. Гашение возникших дуг электрод — токонод и токовод — электрод осуществляется продуктами детонации, что приводит к большому време25 ни срабатывания устройства.

Цель изобретения — уменьшение вре мени срабатывания переключателя.

Цель достигается тем, что во н взрывном переключателе, содержащем токоподводящие электроды, соединенные полым цилиндрическим тоководом, внутри которого расположены кольцо из диэлектрика и заряд взрывчатого вещества с инициатором на оси, а снаружи расположена диэлектричес- 35 кая втулка, вплотную прилегающая к боковой поверхности электродов, металлический стакан, электрически соединенный с одним из электродов, согласно изобретению токовод выполнен 4О из материала, который обладает способностью переходить из электоопооводящего н непроводящее состояние,и наоборот, при соответствующем изменении п" илагаемого давления, при этом диэлектрическая втулка вплотную прилегает к боковой поверхности токовода .,а между втулкой и металлическим стаканом расположен хладагент, который соприкасается с боковой поверхностью электродов.

На чертеже представлен продольный разрез взрывного переключателя.

Переключатель содержит токопрово" дящие электроды 1 и 2, соединенные полым цилиндрическим тоководом 3, внутри которого расположены кольцо

4 из диэлектрика и заряд 5 взрывча4 4 того вещества с инициатором 6 на оси, а снаружи расположена диэлектрическая втулка 7, вплотную прилегающая к боковой поверхности электродов 1 и 2 и токовода 3. Переключатель имеет металлический стакан 8, электрически соединенный с одним из электродов (на чертеже с электродом 2). Между втулкой 7 и стаканом

8 расположен хладагент 9, который соприкасается с боковой поверхностью электродов 1 и 2. Токовод 3 выполнен из материала, который обладает способностью переходить из электропроводящего состояния в непроводящее и наоборот, при соответствующем изменении прилагаемого давления.

В качестве такого материала,способного испытывать под действием прилагаемого давления фазовый переход сопротивления металл-полупроводник, может служить, например, иттербий, кальций, станций, калий.

В качестве материала, способного испытывать под действием прилагае- . мого давления переход полупроводникметалл, может служить, например, кремний, германий, полупроводниковые соединения А В"; А" В или переход изолятор-полупроводник: пористый МаС1.

Переключатель работает следующим образом.

Инициатор 6 возбуждает в заряде

5 взрывчатого вещества цилиндрическую детонационную волну, генерирующую в свою очередь через кольцо 4 из диэлектрика в тоководе 3 ударную волну. Ударная волна, падая на токовод 3, вызывает в материале токовода фазовый переход электрического сопротивления. Тип этого перехода (металлполупроводник, полупроводник-металл, изолятор-полупроводник) определяется конкретным выбором материала токовода в соответствии с конкретными функциональными задачами переключателя.

Так, например, если использонан материал токовода с фазовым переходом сопротивления полупронодник-металл или изолятор-полупроводник,то при приходе ударной волны на токовод 3 за ее фронтом возникает в тоководе проводящая область, замыкающая электроды 1 и 2 между собой.Время нахождения переключателя во вклюРедактор Л.Письман Техред М.Иоргентал Корректор Э.Лончакова

Заказ 4921 Тираж 694 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по,изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

)О ченном состоянии определяется как отношение длины токовода к скорости детонации взрывчатого вещества, выключение тока осуществляется волной разряжения со свободной поверхности диэлектрической втулки 7, вплотную прилегающей к боковой поверхности токовода 3. Волна разряжения вызывает обратный переход материала токовода в непроводящее состояние. При этом время нахождения устройства во включенном состоянии регулируется разностью наружного и внутреннего .радиусов части втулки 7, прилегающей к тоководу 3.

Если же использован материал токовода с фазовым переходом сопротивления металл-полупроводник, то ударная волна вызывает в материале токовода

3 этот фазовый переход, токовод размыкает электрическую связь между электродами 1 и 2.. Время выключения устройства определяется из отношения толщины токовода 3 к скорости ударной волны в материале токовода и к этому отношению добавляется время фазового превращения материала. Время нахождения устройства в выключенном состоянии также регулируется разностью наружного и внутреннего ради52104

6 усов части втулки 7, прилегающей к тоководу 3. При этом допустимое перенапряжение на переключателе может быть повышено увеличением длины токо5. вода. Введение хладагента, соприкасающегося с боковой поверхностью электродов, направлено на уменьшение времени срабатывания устройст- . ва, так как время протекания фазового перехода сопротивления в материале токовода пропорционально зависит от температуры материала.

В описанном взрывном переключате15 ле за счет уменьшения времени образования соответствующего проводящего или непроводящего промежутков между электродами I и 2, устранения свободных металлических поверхнос20 тей и примыкающих к ним воздушных полостей, созданы условия, при ко- торых не возникают электрические дуги, тем самым значительно уменьшено время срабатывания устройства по

25 сравнению с прототипом, где это время определяется как отношение расстояния между электродами к массовой скорости разрушаемого токовода, раз-, гоняемого продуктами детонации взрыв30 чатого вещества.