Корпус генератора импульсных напряжений



Корпус генератора импульсных напряжений
Корпус генератора импульсных напряжений
Корпус генератора импульсных напряжений
Корпус генератора импульсных напряжений

 

H03K3/01 - Импульсная техника (измерение импульсных характеристик G01R; механические счетчики с электрическим входом G06M; устройства для накопления /хранения/ информации вообще G11; устройства хранения и выборки информации в электрических аналоговых запоминающих устройствах G11C 27/02; конструкция переключателей для генерации импульсов путем замыкания и размыкания контактов, например с использованием подвижных магнитов, H01H; статическое преобразование электрической энергии H02M;генерирование колебаний с помощью схем, содержащих активные элементы, работающие в некоммутационном режиме, H03B; импульсная модуляция колебаний синусоидальной формы H03C;H04L ; схемы дискриминаторов с подсчетом импульсов H03D;

Владельцы патента RU 2580101:

Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" - Госкорпорация "Росатом" (RU)
Федеральное Государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" - ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ" (RU)

Изобретение относится к импульсной высоковольтной технике и может быть использовано в составе высоковольтного оборудования. Сущность изобретения: корпус генератора импульсных напряжений, содержащий аппаратуру генератора импульсных напряжений, заполненный диэлектрической жидкостью, выполнен в виде герметичной емкости, на наружной поверхности которой герметично установлены два снабженных обратными клапанами компенсационных бачка, сопряженных с внутренним объемом корпуса и содержащих герметичные газовые полости и гибкие выпуклые мембраны, отделяющие эти полости от полостей, заполненных диэлектрической жидкостью. Корпус также снабжен ребрами жесткости, а аппаратура генератора размещена на плите, установленной на направляющих корпуса. На торце корпуса расположено отверстие, сопряженное с проходящей по всей длине корпуса трубкой, для заливки диэлектрической жидкости и поступления воздуха при ее сливе, а также отверстие для выхода воздуха при заливке и сливе диэлектрической жидкости. Помимо этого на торце корпуса имеется смотровой купол, с отверстием для выхода воздуха и защитными дугами. Технический результат - расширение диапазона рабочей температуры при его закреплении в любом положении и с целью исключения контакта диэлектрической жидкости с окружающей средой. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к импульсной высоковольтной технике и может быть использовано в составе любого высоковольтного оборудования, например в химических лазерных установках.

Известен температурный компенсатор, позволяющий поддерживать равномерное давление внутри скважинного инструмента, содержащий корпус, разделенный на две сообщающиеся камеры. Первая камера заполнена практически несжимаемым флюидом и связана с эластичным баллоном, заполненным рабочей жидкостью для управления скважинным инструментом. Вторая камера заполнена сжимаемым флюидом. Между камерами не происходит перетекания флюидов, и при температурных колебаниях рабочей жидкости изменение объема данной системы компенсируется за счет второй камеры, поддерживая постоянное давление рабочей жидкости (патент ЕПВ №1165934, Е21В 33/127, 07.04.2000 г.).

Недостатком данного температурного компенсатора является наличие множества кольцевых уплотнений и двух подвижных поршней, что требует высокой точности изготовления и усложняет конструкцию.

Наиболее близким к изобретению является генератор импульсов напряжения, собранный по схеме Маркса, содержит несколько каскадов с конденсаторами и разрядником в каждом каскаде. Конденсаторы в каскаде собраны в пакет, ось разрядника параллельна оси пакета конденсаторов. Оси всех пакетов конденсаторов расположены в одной плоскости, а оси всех разрядников в другой плоскости, параллельной плоскости осей пакетов. Эти плоскости максимально приближены друг к другу, что достигается таким взаимным расположением элементов генератора, при котором расстояния от оси любого пакета конденсаторов до осей соседних разрядников, электрически соединенных с ним, равны. Кроме того, генератор содержит зарядные индуктивности, импульсный трансформатор и нагрузку (например, рентгеновскую трубку). Все элементы генератора импульсов напряжений, импульсный трансформатор и нагрузка располагаются в корпусе, заполненном жидким диэлектриком (патент РФ на изобретение №2091980, H03K 3/00, 21.04.1995 г.).

Данная конструкция не учитывает то, что в процессе работы генератор импульсов напряжения как сам выделяет тепло, так и может подвергаться воздействиям температуры внешней среды, что неизбежно приводит к тепловому изменению объема жидкого диэлектрика. Данное изменение объема не играет роли в случае, когда корпус генератора импульсов напряжения выполнен негерметичным. Однако при этом будет происходить насыщение жидкого диэлектрика воздухом и влагой, что негативно скажется на его свойствах и потребует увеличения габаритов корпуса для обеспечения электропрочности. В случае если корпус выполнен герметичным, возникает необходимость в системе компенсации температурного изменения объема жидкого диэлектрика. Данная система в прототипе не предусмотрена, что может повлечь нарушение целостности корпуса в процессе работы.

Техническим результатом, на решение которого направлено предлагаемое изобретение, является совершенствование корпуса генератора импульсных напряжений с целью обеспечения возможности работы генератора импульсных напряжений (ГИН) в широком диапазоне температур при его закреплении в любом положении и с целью исключения контакта диэлектрической жидкости с окружающей средой.

Технический результат достигается тем, что корпус генератора импульсных напряжений, содержащий аппаратуру генератора импульсных напряжений, заполненный диэлектрической жидкостью, выполнен в виде герметичной емкости, на наружной поверхности которой герметично установлены два снабженных обратными клапанами компенсационных бачка, сопряженных с внутренним объемом корпуса и содержащих герметичные газовые полости и гибкие выпуклые мембраны, отделяющие эти полости от полостей, заполненных диэлектрической жидкостью. Корпус также снабжен ребрами жесткости, а аппаратура генератора импульсных напряжений размещена на плите, которая, в свою очередь, установлена на направляющих корпуса. На торце корпуса расположено отверстие, сопряженное с проходящей по всей длине корпуса трубкой, для заливки диэлектрической жидкости и поступления воздуха при ее сливе, а также отверстие для выхода воздуха при заливке диэлектрической жидкости и слива диэлектрической жидкости. Помимо этого на торце корпуса имеется смотровой купол, снабженный отверстием для выхода воздуха и защитными дугами. Таким образом, заявляемый корпус обеспечивает возможность работы ГИН в широком диапазоне температур при его закреплении в любом положении и исключает контакт диэлектрической жидкости с окружающей средой.

Предлагаемый корпус генератора импульсных напряжений (корпус ГИН) представлен на фиг. 1-4. На фиг. 1 представлен вид спереди корпуса ГИН. На фиг. 2 показан поперечный разрез корпуса ГИН. На фиг. 3 - вид на торец корпуса ГИН. На фиг. 4 - фрагмент корпуса ГИН в продольном разрезе, содержащий компенсационные бачки.

Корпус ГИН содержит герметичную обечайку поз. 1, на которой имеются ребра жесткости поз. 2, обеспечивающие прочность корпуса ГИН при перепадах внутреннего давления. Внутри корпуса ГИН установлены направляющие поз. 3, предназначенные для установки и закрепления плиты поз. 4 с установленной на ней аппаратурой ГИН. На корпусе ГИН располагаются крышки поз. 5, имеющие герметичные уплотнения и обеспечивающие доступ к направляющим в местах крепления к ним плиты поз. 4 с установленной на ней аппаратурой ГИН, а также крышка поз. 6, имеющая герметичные уплотнения, обеспечивающая возможность установки в направляющие поз. 3 плиты поз. 4 с установленной на ней аппаратурой ГИН и содержащая герметичные пробки поз. 7 и поз. 8, смотровой купол поз. 9, имеющий герметично закрываемым винтом отверстие. На крышке поз. 6 также располагаются защитные дуги поз. 10 и посадочные места для электрических разъемов поз. 11. Помимо этого корпус ГИН содержит крепежный фланец поз. 12, изолятор с токопроводом поз. 13, заливочную трубку поз. 14, закрепленную внутри герметичной обечайки поз. 1, соединенную с отверстием во фланце крышки поз. 6, расположенным соосно с пробкой поз. 7 и не доходящую некоторое расстояние до крепежного фланца поз. 12, компенсационные бачки поз. 15 и поз. 16, сопряженные с внутренним объемом корпуса ГИН и содержащие герметичные газовые полости и гибкие выпуклые мембраны поз. 17 и поз. 18, отделяющие эти полости от полостей, заполненных диэлектрической жидкостью. Компенсационные бачки, в свою очередь, содержат газовые клапаны поз. 19 и поз. 20, сопряженные с их газовыми полостями. На четырех парах соседних ребер жесткости поз. 2 находятся четыре подъемных крепления поз. 21, установленные таким образом, чтобы они одновременно выступали за габариты фланца поз. 12 и фланцев крышек поз. 6 и поз. 5, что обеспечивает возможность подъема корпуса ГИН в любых его положениях. Дополнительные отверстия в данных креплениях также удобно использовать для закрепления корпуса ГИН при монтаже.

Объемы полостей выпуклых мембран поз. 17 и поз. 18 рассчитываются таким образом, чтобы при заливке имеющей заданную температуру (например, 20±2°C) диэлектрической жидкости обеспечить без дополнительных поджатий выпуклых мембран поз. 17 и поз. 18 компенсацию расширения и уменьшения объема диэлектрической жидкости в пределах заданного рабочего диапазона температур корпуса ГИН.

Объемы газовых полостей компенсационных бачков поз. 15 и поз. 16 (при крайнем положении выпуклых мембран поз. 17 и поз. 18 согласно фиг.4) определяются исходя из условия сохранения прочности этих бачков под воздействием внутреннего давления, меняющегося вследствие расширения либо сжатия данных полостей при тепловом изменении объема диэлектрической жидкости.

Ограничителем хода мембран поз. 17 и поз. 18 при компенсации теплового изменения объема диэлектрической жидкости, препятствующим их растягиванию, служат стенки компенсационных бачков поз. 15 и поз. 16.

Компенсационный бачок поз. 15 с целью упрощения конструкции может быть выполнен без выделенной газовой полости (такой как в компенсационном бачке поз. 16), при этом объем полости мембраны поз. 17 должен быть увеличен на величину объема отсутствующей полости.

Заливка корпуса ГИН диэлектрической жидкостью производится следующим образом. Сначала через газовый клапан поз. 19 в газовую полость компенсационного бачка поз. 15 подается газ под давлением, превышающим максимальное давление столба жидкости на уровне компенсационного бачка поз. 15. В результате этого мембрана поз. 17 становится в свое крайнее положение согласно фиг. 4. Затем при вертикальном положении корпуса ГИН (крепежным фланцем поз. 12 вниз) через пробку поз. 7 (при открытой пробке поз. 8 и открытом отверстии смотрового купола поз. 9) подается диэлектрическая жидкость до полного заполнения внутренней полости корпуса ГИН. При этом мембрана поз. 18 под давлением столба диэлектрической жидкости также становится в свое крайнее положение согласно фиг. 4. Пробки поз. 7, поз. 8 и отверстие смотрового купола поз. 9 закрываются, после чего газ под давлением, равным давлению в компенсационном бачке поз. 15, подается через газовый клапан поз. 20 в газовую полость компенсационного бачка поз. 16.

Описанный процесс заливки обеспечивает установку мембран поз. 17 и поз. 18 в начальное положение (согласно фиг. 4), а также плавное повышение уровня диэлектрической жидкости от нижней части корпуса, за счет чего минимизируется насыщение ее газами и влагой, содержащимися в воздухе. Пробка поз. 8 и отверстие в смотровом куполе поз. 9 при необходимости позволяют производить вакуумирование корпуса ГИН.

Компенсационные бачки поз. 15 и поз. 16 при изменении температуры диэлектрической жидкости работают следующим образом. Пока температура диэлектрической жидкости равна температуре диэлектрической жидкости при заливке (например, 20±2°С), обе мембраны поз. 17 и поз. 18 находятся в своих начальных крайних положениях (согласно фиг. 4). При повышении температуры диэлектрической жидкости (например, до +50°C) происходит ее расширение, при этом мембрана поз. 17 компенсационного бачка поз. 15 начинает прогибаться, компенсируя данное расширение. В то же время, мембрана поз. 18 компенсационного бачка поз. 16 остается неподвижной. При понижении температуры диэлектрической жидкости (например, до -50°C) происходит уменьшение ее объема. При этом мембрана поз. 17 компенсационного бачка поз. 15 встает на свое начальное крайнее положение, и прогибаться начинает мембрана поз. 18 компенсационного бачка поз. 16, компенсируя таким образом данное уменьшение объема. При этом герметичность корпуса сохраняется.

Таким образом, заявляемый корпус ГИН обеспечивает возможность работы ГИН в широком диапазоне температур, сохраняя при этом герметичность вне зависимости от своей ориентации в пространстве.

1. Корпус генератора импульсных напряжений, содержащий аппаратуру генератора импульсных напряжений, заполненный диэлектрической жидкостью, отличающийся тем, что указанный корпус генератора выполнен в виде герметичной емкости, на наружной поверхности которой герметично установлены два компенсационных бачка, сопряженных с внутренним объемом корпуса и содержащих герметичные газовые полости и гибкие выпуклые мембраны, отделяющие эти полости от полостей, заполненных диэлектрической жидкостью.

2. Корпус генератора по 1, отличающийся тем, что компенсационные бачки снабжены газовыми обратными клапанами.

3. Корпус генератора по 1, отличающийся тем, что корпус снабжен ребрами жесткости.

4. Корпус генератора по 1, отличающийся тем, что аппаратура генератора импульсных напряжений размещена на плите, которая, в свою очередь, установлена на направляющих корпуса.

5. Корпус генератора по 1, отличающийся тем, что на торце корпуса имеется отверстие, сопряженное с проходящей по всей длине корпуса трубкой, для заливки диэлектрической жидкости и поступления воздуха при ее сливе, а также отверстие для выхода воздуха при заливке диэлектрической жидкости и слива диэлектрической жидкости.

6. Корпус генератора по 1, отличающийся тем, что на торце корпуса имеется смотровой купол, снабженный отверстием для выхода воздуха и защитными дугами.



 

Похожие патенты:

Генератор Аркадьева-Маркса относится к высоковольтной импульсной технике и может быть использован в ускорителях заряженных частиц или других импульсных сильноточных устройствах. Сущность изобретения заключается в том, что по сравнению с известным генератором Аркадьева-Маркса, содержащим несколько каскадов с конденсаторами и разрядником в каждом каскаде, а также импульсный зарядный трансформатор, все элементы генератора расположены в металлическом герметичном корпусе, новым является то, что разрядник первого каскада выполнен управляемым и снабжен системой запуска, корпус генератора разделен на две секции с фланцами, в одной секции расположен импульсный зарядный трансформатор и система запуска, каскады генератора установлены в другой секции и закреплены на металлической пластине, причем пластина зажата между смежными фланцами секций корпуса до смыкания торцевых прилегающих поверхностей пластины и фланцев и имеет отверстия, в которых с радиальным зазором относительно краев отверстий установлены диэлектрические держатели высоковольтных выводов импульсного трансформатора и системы запуска. Техническим результатом является повышение качества сборки и надежности работы генератора Аркадьева-Маркса при сохранении масс-габаритных характеристик.

Изобретение относится к импульсной и вычислительной технике и может использоваться при построении самосинхронных комбинационных и вычислительных устройств, систем цифровой обработки информации.

Изобретение относится к технике электроракетных плазменных двигательных установок (ЭРПДУ) и может быть использовано для квалификационных испытаний составных частей ЭРПДУ - плазменных двигателей (ПД) и систем электропитания и управления (СПУ) на устойчивость к воздействию электростатических разрядов, обусловленных объемной электризацией космических аппаратов.

Изобретение относится к электронике и может быть использовано в системах управления (СУ) для контроля прохождения команд в коммутационных схемах. Технический результат заключается в повышении надежности и помехозащищенности схемы.

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники, криптографического кодирования и передачи информации и может быть использовано для построения генераторов случайных последовательностей импульсов большой неповторяющейся длительности.

Изобретение относится к средствам создания источников вторичного электропитания (ИВЭП) аппаратуры систем управления объектами ракетно-космической и авиационной техники, а также робототехническими комплексами.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в импульсных схемах различного назначения. Достигаемый технический результат - повышение надежности работы при возможности многократного повышения частоты импульсов.

Изобретение относится к способам управления зарядными устройствами накопительных конденсаторов и может быть использовано в электрофизических установках с емкостными накопителями энергии. Предложено в способе управления зарядными устройствами емкостного накопителя энергии на начальной стадии зарядки рабочую частоту изменять в функции текущего значения напряжения емкостного накопителя энергии, а на основной стадии выбирать ее величину исходя из требуемого максимального значения мощности на цикле зарядки.

Изобретение относится к импульсной высоковольтной технике и может быть использовано в импульсном рентгеновском ускорителе прямого действия. Технический результат - формирование серии последовательности импульсов тормозного излучения с минимальным размером фокусного пятна для регистрации быстропротекающих процессов.

Изобретение относится к области размагничивания кораблей и может быть использовано для питания рабочих обмоток размагничивания с установкой на судах размагничивания и на береговых станциях размагничивания взамен используемых в настоящее время электромеханических систем.

Группа изобретений относится к импульсной технике и может быть использована для систем питания мощных лазеров. Техническим результатом является формирование импульсов напряжения с высокой частотой повторения импульсов. Генератор включает последовательно соединенные индуктивный накопитель энергии и дрейфовый диод с резким восстановлением обратного сопротивления, а также нагрузку, подсоединенную параллельно дрейфовому диоду, и ключи. При этом ключи расположены последовательно, а индуктивный накопитель энергии подключен к точке соединения ключей между собой с возможностью регулировки амплитуды импульсов на нагрузке посредством изменения времени замыкания и размыкания ключей. Момент замыкания второго ключа находится в интервале времени между размыканием первого ключа и моментом изменения полярности тока через индуктивный накопитель, а момент его размыкания находится в интервале времени от начала формирования импульса на нагрузке до момента следующего замыкания первого ключа. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к высоковольтной импульсной технике и может быть использовано для создания наносекундных компактных генераторов. Достигаемый технический результат - уменьшение искажений выходного импульса генератора путем подавления высокочастотных колебаний переходного процесса. Генератор высоковольтных импульсов собран по схеме Аркадьева - Маркса и содержит каскады с конденсаторами и разрядником в каждом каскаде, расположенные в металлическом корпусе, LC-контур, корректирующий форму импульса, нагрузку, при этом корпус содержит дополнительный металлический патрубок, в котором соосно с ним расположены конденсатор, катушка индуктивности и нагрузка, конденсатор выполнен в виде металлического стакана, катушка индуктивности выполнена в виде жесткой цилиндрической спирали. 6 ил.

Изобретение относится к управлению энергопотреблением в электронной схеме, в частности к управлению рабочими точками тактовой частоты и источника напряжения в электронной схеме. Достигаемый технический результат - снижение энергопотребления. Тактовый сигнал для электронной схемы генерируют путем генерации на основании того, какой из множества случаев прикладного использования в настоящее время активен, первый сигнал, который указывает первую выбранную из множества рабочих точек тактового сигнала, на основании текущего требования к быстродействию электронной схемы генерируют второй сигнал, который указывает вторую выбранную из рабочих точек тактового сигнала, на основании того, какой из первого и второго сигналов связан с рабочей точкой более высокой тактовой частоты, генерируют третий сигнал, который указывает, какая рабочая точка тактового сигнала и, возможно, уровня напряжения должна быть активной, третий сигнал используют для управления генерацией тактового сигнала. 2 н. и 24 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к импульсной технике и может использоваться для подачи высоковольтных импульсов на различные приборы и устройства. Техническим результатом является увеличение надежности блока электронных ключей за счет равномерного распределения напряжения, прикладываемого между отдельными ключевыми элементами. Блок электронных ключей для коммутации высокого напряжения на нагрузке содержит N ключей на базе полевых или биполярных транзисторов с изолированным затвором (БТИЗ), соединенных последовательно друг с другом и помещенных в корпус, при этом вход блока электронных ключей подключен к высоковольтному источнику питания или к нагрузке, а выход подключен к нагрузке или ее низкопотенциальному выводу, при этом параллельно каждому электронному ключу между стоком и истоком полевых транзисторов или коллектором и эмиттером для БТИЗ каждого i-го транзистора включен компенсирующий конденсатор Скомп, а величина его емкости определяется в соответствии с заданным соотношением. 3 ил.

Использование: для формирования высоковольтных импульсов. Сущность изобретения заключается в том, что в генератор импульсов введено, по крайней мере, одно LC-звено, состоящее из индуктивного накопителя и конденсатора, при этом индуктивный накопитель LC-звена одним выводом соединен с нагрузкой и к точке их соединения подключен диод, а другим выводом индуктивный накопитель LC-звена соединен со второй индуктивностью и к точке их соединения одним выводом подключен конденсатор LC-звена, соединенный другим выводом с землей. Технический результат: уменьшение потерь мощности в резонансном контуре и увеличение амплитуды выходного импульса. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх