Электростатический экран



Электростатический экран

 


Владельцы патента RU 2466473:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") (RU)

Изобретение относится к области электротехники, к источникам нейтронного и рентгеновского излучения и других подобных устройств, в частности к экранировке аппаратов и их деталей. Цилиндрический электростатический экран электрофизической аппаратуры выполнен из высокоомного материала композитов на основе эпоксидной смолы с наполнителем из порошка феррита типа 1000 НН, или резистивных толстопленочных паст, или проводящей резины. Изобретение позволяет повысить надежность и ресурс работы электровакуумных приборов и электрофизической аппаратуры: рентгеновских и нейтронных генераторов, аппаратов на основе ускорительных трубок. 1 ил.

 

Изобретение относится к области электротехники, к источникам нейтронного и рентгеновского излучения и других подобных устройств, в частности к экранировке аппаратов и их деталей.

Известен защитный экран от электромагнитных и электростатических воздействий, содержащий оптически прозрачное токопроводящее окно, выполненное в виде металлической регулярной сетки с окисным покрытием и с поверхностным омическим сопротивлением 0,2-0,5 Ом/м. Патент Российской Федерации на полезную модель №7792, МПК7 Н05K 9/00, 1998 г. Экран позволяет направить разрядные токи вдоль поверхности.

Известно устройство для защиты от перенапряжений, в котором сторона электрода частично покрыта высокоомным материалом. Патент Российской Федерации №2374729, МПК7 Н01Т 4/10, 2009. Устройство позволяет изменить лишь траекторию разряда.

Известен электростатический экран в виде алюминиевого цилиндра. Патент Российской Федерации №2211499, МПК7: H01F 38/30, 2003.

Известен блок излучателя нейтронов, содержащий нейтронную трубку, в которой все элементы выполнены в виде тел вращения и размещены в герметичном корпусе. Между нейтронной трубкой и корпусом излучателя нейтронов коаксиально нейтронной трубке установлен цилиндрический экран, состоящий из двух частей из алюминиевого сплава, для выравнивания напряженности электрического поля между нейтронной трубкой и корпусом. Патент Российской Федерации №2399977, МПК7 G21G 4/02, 2010. Прототип.

Электростатические экраны для выравнивания поля и снижения его напряженности, указанные в аналогах и прототипе, используемые как в электровакуумных приборах, так и в другой электрофизической аппаратуре: рентгеновских и нейтронных генераторах, аппаратах на основе ускорительных трубок и т.п. устройствах, по существу являются обкладкой коаксиального конденсатора, накапливающего электрическую энергию.

Как следствие, в случае пробоя внутри электровакуумного прибора, в цепь которого включен образованный экраном конденсатор, вся накопленная в этом конденсаторе энергия без ограничения тока участвует в пробое и приводит к выходу из строя прибора.

Данное изобретение устраняет указанные недостатки.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности и ресурса работы электровакуумных приборов, безотказная работа приборов, содержащих высоковольтные цепи питания электровакуумных и газоразрядных трубок, и электрофизической аппаратуры: рентгеновских и нейтронных генераторов, аппаратов на основе ускорительных трубок.

Технический результат достигается тем, что цилиндрический электростатический экран электрофизической аппаратуры выполнен из высокоомного материала композитов на основе эпоксидной смолы с наполнителем из порошка феррита типа 1000 НН, или резистивных толстопленочных паст, или проводящей резины.

Цилиндрический электростатический экран, изготовленный из материала с высоким удельным сопротивлением, позволяет при сохранении экранирующих свойств собственно экрана ограничить разрядные токи до безопасных значений для электровакуумного прибора.

Сущность изобретения поясняется на чертеже, где 1 - экран, 2 - корпус, 3 - катод, Спаразит - емкость, образованная экраном, заряженная до напряжения Uпит, i1 - ток пробоя ограниченный Rогр, i2 - ток разряда паразитной емкости, i3 - суммарный ток пробоя.

где Rогр - ограничительный резистор;

Rсм - резистор смещения;

Uпит - напряжение питания трубки (высокое напряжение).

На чертеже в качестве примера приведена типичная электрическая схема узла нейтронного генератора, содержащего цилиндрический экран из алюминиевого сплава и электровакуумный прибор.

Обычно цилиндрический экран из алюминиевого сплава расположен между нейтронной трубкой и корпусом прибора и соединен согласно чертежу с электродом нейтронной трубки. Цилиндрический экран находится под высоким напряжением 80-100 кВ (Uпит - напряжение питания трубки).

Емкость Спаразит, образованная цилиндрическим экраном из алюминиевого сплава относительно корпуса прибора, достигает величин порядка 100-200 пФ. При высоких напряжениях Uпит емкость Спаразит запасает энергию около 0,5 Дж и в случае даже незначительного разряда в трубке между ее электродами вся запасенная энергия по образованному треку разряжается током, ограниченным только разрядным промежутком, и суммарный ток пробоя i3:

может достигать больших значений, приводящих к отказам, вплоть до разрушения трубки.

Использование в приборах такого типа цилиндрического экрана из материалов с высоким удельным сопротивлением ограничивает токи разряда до безопасных значений, определяемых для конкретных электровакуумных приборов их разработчиками, ТУ и т.д.

В качестве материалов с подобными свойствами применены:

композиты на основе эпоксидной смолы с наполнителем из порошка феррита 1000 НН, резистивные толстопленочные пасты, проводящие резины и т.п. Минимальные значения сопротивления Rэкрана цилиндрических электростатических экранов в приборах с нейтронными трубками лежат в пределах от 2 до 5 мОм. Верхний предел сопротивления Rэкрана цилиндрических электростатических экранов составляет единицы гОм.

Цилиндрический электростатический экран электрофизической аппаратуры, отличающийся тем, что он выполнен из высокоомного материала композитов на основе эпоксидной смолы с наполнителем из порошка феррита типа 1000 НН, или резистивных толстопленочных паст, или проводящей резины.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнике, к трансформаторам для бесконтактной передачи электроэнергии на вращающиеся устройства, в частности к изготавливаемым в цеховых условиях судовым гребным валам, поставляемым на суда комплектно со средствами катодной противокоррозионной защиты и демонтируемым вместе с этими средствами при их обследованиях во время судоремонтных работ.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в магнитопроводе трансформатора с внутренней частью магнитопровода из магнетизируемого материала.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к трансформаторостроению, и касается конструкций высоковольтных трансформаторов. .

Изобретение относится к радиотехнике, к обеспечению электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств и может быть использовано для предотвращения утечки информации, обрабатываемой техническими средствами, за счет побочных электромагнитных излучений и наводок (ПЭМИН) по линиям передачи данных локальных вычислительных сетей (ЛВС), использующих в качестве среды передачи витую пару.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в высоковольтных трансформаторах. .

Изобретение относится к магнитометрии и может быть использовано при создании объемов с магнитным вакуумом, т.е. .

Изобретение относится к области электротехники, в частности к бесконтактным размыкателям для формирования мощных импульсов тока за счет обострения его фронта с использованием материалов, имеющих свойства фазового перехода металл-изолятор или металл-полупроводник под действием температуры.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к высоковольтному аппаратостроению, и может найти применение в высоковольтных трансформаторах тока с литой эпоксидной изоляцией.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к трансформаторостроению, и может найти применение в конструкциях высоковольтных трансформаторов. .

Изобретение относится к области физического приборостроения, в частности к источникам нейтронного излучения, предназначенным для проведения геофизических исследований нефтяных, газовых и рудных скважин.

Изобретение относится к области физического приборостроения, в частности к источникам нейтронного излучения, и предназначено для проведения геофизических исследований скважин импульсными нейтронными методами.

Изобретение относится к способам изготовления газонаполненных нейтронных трубок и формированию нейтронного потока. .

Изобретение относится к разведке и обнаружению скрытых масс или объектов с использованием радиоактивности, конкретно к разработке схем питания импульсных нейтронных генераторов.

Изобретение относится к анализу объектов радиационными методами с помощью нейтронного излучения. .

Изобретение относится к малогабаритным запаянным нейтронным трубкам и может быть использовано при разработке генераторов нейтронов для исследования геофизических и промысловых скважин.
Изобретение относится к ядерной технике и может быть использовано при изготовлении источников ионизирующего излучения на основе радиоактивных элементов. .

Изобретение относится к средствам для лучевой терапии, в частности к запаянным нейтронным трубкам, и может найти применение для внутриполостного и внутритканевого терапевтического облучения онкологических больных.

Изобретение относится к области технической физики. .
Изобретение относится к области ядерной физики, а именно к получению нейтронов в результате взаимодействия ускоренных ионов дейтерия с ядрами трития, в частности к области изготовления дейтерий-тритиевых газонаполненных нейтронных трубок, которые предназначены для генерации потоков нейтронов.

Изобретение относится к нейтронной технике, к средствам формирования потоков нейтронов высокой плотности и может быть использовано в экспериментальной нейтронной физике, ядерной геофизике, при анализе материалов, в том числе нейтронно-активационном анализе, и в других областях ядерной техники и технологии
Наверх