Полимерный гаситель самостоятельного дугового разряда с металлическими электродами при электровзрыве проволочки

Изобретение относится к области исследования физических свойств вещества, в частности к исследованию процессов в газоразрядных приборах и в плазме. Способ гашения самостоятельного дугового разряда с металлическими электродами при электровзрыве проволочки и предотвращения плавления и испарения металлических электродов заключается в том, что на электроды надевают полимерные кожухи. При повышении температуры в разряде полимер плавится и покрывает не проводящей электрический ток пленкой оголенные участки электродов, что разрывает электрическую цепь разряда и прерывает тем самым начавшийся разряд. Технический результат - гашение самостоятельного дугового разряда с металлическими электродами при электровзрыве проволочки, а также недопущение плавления и испарения электродов. 1 ил.

 

Изобретение относится к области исследования физических свойств вещества, в частности к исследованию процессов в плазме и в газоразрядных приборах, между анодом и катодом в которых подается напряжение. Возникающий ток плавит и испаряет тонкую металлическую проволочку, которая размещается между электродами, контактируя с ними. Между электродами создаются условия для лавинного пробоя разрядного промежутка сначала в парах металла проволочки, а затем после ухода паров проволочки из разрядного промежутка - в парах материала электродов. В результате возникает самостоятельный дуговой разряд и происходит плавление и испарение электродов.

Технический результат изобретения - разработка способа гашения самостоятельного дугового ряда с металлическими электродами при электровзрыве проволочки, а также недопущение плавления и испарения электродов.

Известен способ осуществления самостоятельного дугового разряда [1].

Недостатком такого способа является то, что по мере горения разряда происходит разрушение электродов из-за их плавления.

Известен способ существования несамостоятельного дугового разряда в атмосферном воздухе при низком напряжении при электровзрыве проволочки [2].

Недостатком такого способа является плавление и испарение металлических электродов при неконтролируемом переходе разряда из несамостоятельного в стадию самостоятельного разряда.

Техническая задача, решаемая в предложенном изобретении, заключается в разработке способа гашения самостоятельного дугового разряда с металлическими электродами при электровзрыве проволочки, а также недопущение плавления и испарения электродов.

Поставленная задача достигается тем, что электроды помещаются в полимерные кожухи, которые при повышении температуры в разряде плавятся и покрывают полимерной пленкой оголенный участок электродов, в результате чего разрывается электрическая цепь и возникает лишь кратковременный несамостоятельный разряд.

Данный способ дает возможность гасить самостоятельный дуговой разряд и предотвращать плавление и испарение металлических электродов, чего не удается делать в отсутствие полимерного кожуха.

Сущность способа заключается в следующем. Несамостоятельный разряд при электровзрыве проволочки горит короткое время до тех пор, пока из разрядного промежутка не исчезнут пары металла проволочки. Они сгорают в разрядном промежутке при окислении, удаляются из него из-за теплового движения, а при больших плотностях тока выбрасываются взрывной волной при электровзрыве проволочки. Разряд оказывается несамостоятельным, если исчезновение паров проволочки из разрядного промежутка происходит за меньшее время, чем то, которое требуется для нагрева электродов до температур, при которых электроды начинают испаряться и сами становятся поставщиками металлических паров в разрядный промежуток по мере разрушения электродов.

Схема осуществления способа показана на чертеже. Между электродами 1, находящимися на фиксированном расстоянии друг от друга в воздухе при атмосферном давлении, натянута проволочка 2. Питание разряда осуществляется от источника постоянного напряжения 3 с максимальной величиной напряжения 240 В. Применялись различные электроды из Сu, Fe, Ti, графитовые электроды и другие. Брались проволочки из Сu, Fe, Ni, толщина проволочек: 0,04-0,2 мм, их длина 10-30 мм. Электроды помещались в полимерные кожухи 4. При подаче напряжения на электроды при натянутой между ними проволочке происходит испарение проволочки и возникает электрическая дуга в парах металла.

В зависимости от расстояния между электродами, толщины и материала проволочек разряд может быть как несамостоятельным, так и самостоятельным стационарным разрядом. В последнем случае происходит плавление и испарение электродов, что ведет к их разрушению.

При надетых на электроды полимерных кожухах возникновения самостоятельного разряда не происходит, не разрушаются и электроды. Причиной этого является то, что полимерные кожухи, расплавляясь в разряде, покрывают не проводящей электрический ток пленкой оголенные участки электродов, что разрывает электрическую цепь разряда, предотвращая тем самым плавление и испарение электродов.

Таким образом, в предложенном способе впервые дано решение гашения самостоятельного дугового разряда и предотвращения плавления и испарения, разрушающих металлические электроды.

Способ может быть использован в технике, например в индикаторной технике.

Способ прост в осуществлении и эффективен. Его можно применять и при научных исследованиях.

Источники информации

1. Райзер Ю.П. Физика газового разряда. - М.: Наука, 1988.

2. Кузьмин Р.Н., Мискинова Н.А., Швилкин Б.Н. Способ нагрева катода и зажигания дугового разряда с металлической проволочкой между электродами. Патент на изобретение №2388192, 2010.

Способ нагрева катода и зажигания несамостоятельного дугового разряда, в котором между металлическими электродами при фиксированном расстоянии между ними подается напряжение, возникающий ток плавит и испаряет тонкую проволочку, которая размещается между электродами, при этом расстояние между электродами выбирается таким, при котором газовый разряд самопроизвольно без проволочки не зажигается, а между электродами создаются условия для лавинного пробоя разрядного промежутка, возникающего при наличии в воздухе паров металла испаряющейся проволочки, отличающийся тем, что в целях предотвращения зажигания самостоятельного дугового разряда, а также во избежание плавления и испарения электродов, они (электроды) помещаются в полимерные кожухи, при этом при повышении температуры электродов полимерные кожухи плавятся и покрывают непроводящей электрический ток полимерной пленкой оголенные участки электродов.