Способ возбуждения газового разряда

Авторы патента:

H05H1/24 - Плазменная техника (термоядерные реакторы G21B; ионно-лучевые трубки H01J 27/00; магнитогидродинамические генераторы H02K 44/08; получение рентгеновского излучения с формированием плазмы H05G 2/00); получение или ускорение электрически заряженных частиц или нейтронов (получение нейтронов от радиоактивных источников G21, например G21B,G21C, G21G); получение или ускорение пучков нейтральных молекул или атомов (атомные часы G04F 5/14; устройства со стимулированным излучением H01S; регулирование частоты путем сравнения с эталонной частотой, определяемой энергетическими уровнями молекул, атомов или субатомных частиц H03L 7/26)

Владельцы патента RU 2656341:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) (RU)

Изобретение относится к области плазменной технологии, в частности к способам стабильного возбуждения газового разряда при высоком и низком давлении, используемым для получения излучения в газоразрядных лазерах, плазмотронах . В способе возбуждения газового разряда, заключающемся в искровом пробое межэлектродного промежутка между вспомогательными электродами для возбуждения дугового разряда между основными электродами, согласно изобретению вызывают высоковольтный пробой разрядного промежутка основного разряда при 7-20 кВ и его стабильное горение при 1-20 мА, используя разряд от мощного 20-400 мА источника разряда с малым выходным напряжением 1-500 В между основными электродами. При этом суммарная вкладываемая мощность от 10 Вт до 1,5 кВт. Технический результат - стабилизация горения газового разряда в большом диапазоне мощностей при малом напряжении мощного источника, повышение безопасности работы. 1 ил.

Известен способ возбуждения газового разряда, заключающийся в выдвигании в межэлектродный промежуток разрядной камеры изолированной от электродов металлической вставки, подачу напряжения на электроды разрядной камеры и удаление из межэлектродного промежутка вставки после поджигания разряда, с целью снижения напряжения зажигания преимущественно тлеющего разряда и повышения надежности зажигания при повышенных рабочих давлениях и увеличенных разрядных промежутках. [Пат. №2017288 Российская Федерация, МПК H01S 3/097. Способ возбуждения газового разряда / Иващенко М.И., Колосов А.В., Панов В.П.; заявитель и патентообладатель Войсковая часть 22737-Д; №4767475/25; заявл. 11.12.1989; опубл. 30.07.1994]

Недостатком известного способа является отсутствие стабильности газового разряда при малых мощностях.

Наиболее близким к данному изобретению является способ возбуждения дугового разряда, заключающийся в подаче горючей газовой смеси, искровом пробое межэлектродного промежутка между основным и вспомогательными электродами, что приводит к воспламенению горючей газовой смеси, после чего возбуждается дуговой разряд между основными электродами, а в межэлектродную полость подают негорючие плазмообразующие газы. [Заявка №94027313 Российская Федерация, МПК В05В 7/20. Способ возбуждения дугового разряда / Гизатуллин С.А., Даутов Г.Ю.; заявитель и патентообладатель Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева; №94027313/26; заявл. 18.07.1994; опубл. 10.07.1996]

К недостаткам прототипа можно отнести наличие горючей газовой смеси, что является небезопасным для работы, низкая стабильность горения разряда при малой мощности источника питания.

Техническим результатом изобретения является стабилизация горения газового разряда в большом диапазоне мощностей при малом напряжении мощного источника, повышение безопасности работы.

Указанный результат достигается тем, что в способе возбуждения газового разряда, заключающемся в искровом пробое межэлектродного промежутка между вспомогательными электродами для возбуждения дугового разряда между основными электродами, согласно изобретению вызывают высоковольтный пробой разрядного промежутка основного разряда при 7-20 кВ и его стабильное горение при 1-20 мА, используя разряд от мощного 20-400 мА источника разряда с малым выходным напряжением 1-500 В между основными электродами. При этом суммарная вкладываемая мощность от 10 Вт до 1,5 кВт.

Изобретение поясняется чертежом, где показана схема устройства, с помощью которого реализован заявляемый способ возбуждения газового разряда.

Устройство для осуществления способа содержит высоковольтный источник питания 1 с подключенными к нему вспомогательными электродами 2 и 3, размещенными в одной плоскости, перпендикулярно которым в той же плоскости расположены основные электроды 4 и 5 с подключенным к ним мощным источником питания с малым выходным напряжением 6.

Пример 1.

Заявляемый способ возбуждения газового разряда осуществляют следующим образом. Между вспомогательными электродами 2 и 3 подают разницу потенциалов с высоковольтного источника питания 1, например 7 кВ, зажигают этим самостоятельный маломощный разряд 5 Вт, который создает условия для пробоя разрядного промежутка между основными электродами 4 и 5, далее для последующего поддержания горения газового разряда подают питание от мощного источника питания 6 с малым выходным напряжением 1 В и током от 20 мА. При этом суммарная вкладываемая мощность обоих источников питания 10 Вт.

Пример 2.

Между вспомогательными электродами 2 и 3 подают разницу потенциалов с высоковольтного источника питания 1, например 14 кВ, зажигают этим самостоятельный маломощный разряд 10 Вт, который создает условия для пробоя разрядного промежутка между основными электродами 4 и 5, далее для последующего поддержания горения газового разряда подают питание от мощного источника питания 6 с малым выходным напряжением 257 В и током от 200 мА. При этом суммарная вкладываемая мощность обоих источников питания 746 Вт.

Пример 3.

Между вспомогательными электродами 2 и 3 подают разницу потенциалов с высоковольтного источника питания 1, например 20 кВ, зажигают этим самостоятельный маломощный разряд 20 Вт, который создает условия для пробоя разрядного промежутка между основными электродами 4 и 5, далее для последующего поддержания горения газового разряда подают питание от мощного источника питания 6 с малым выходным напряжением 500 В и током от 400 мА. При этом суммарная вкладываемая мощность обоих источников питания 1,5 кВт.

Применение способа возбуждения газового разряда обеспечивает стабильное горение газового разряда в большом диапазоне регулирования мощностей ввиду простоты управления мощностью обоих источников питания, использование мощного источника питания низкого напряжения, отличается безопасностью ввиду отсутствия взрывоопасной горючей смеси, простотой применения.

Способ возбуждения газового разряда, заключающийся в искровом пробое межэлектродного промежутка между вспомогательными электродами для возбуждения дугового разряда между основными электродами, отличающийся тем, что вызывают высоковольтный пробой разрядного промежутка основного разряда при 7-20 кВ и его стабильное горение при 1-20 мА, используя разряд от мощного 20-400 мА источника разряда с малым выходным напряжением 1-500 В между основными электродами, при этом суммарная вкладываемая мощность составляет от 10 Вт до 1,5 кВт.

Изобретение относится к плазменному прибору с разрядной трубкой, включающему сменную разрядную трубку и портативный корпус, в который может устанавливаться трубка.

Система для плазменно-дуговой резки, включающая закрепляющие колпачки и другие расходные компоненты, и соответствующие способы работы // 2655430

Изобретение относится к внутреннему колпачку для плазменной горелки с жидкостным охлаждением. Внутренний колпачок для плазменной горелки с жидкостным охлаждением содержит по существу полое тело, имеющее продольную ось, первый конец и второй конец, причем первый конец включает в себя кольцевую область, выполненную с возможностью расположения в непосредственной близости от вершины плазменной горелки; проход для жидкости, выполненный в теле и имеющий форму, обеспечивающую возможность транспортировки через него жидкости, причем проход для жидкости включает в себя первую группу проемов, выполненных в кольцевой области; и проход для газа, выполненный в теле и имеющий форму, обеспечивающую возможность транспортировки через него газа, причем проход для газа включает в себя вторую группу проемов, выполненных в кольцевой области, причем кольцевая область выполнена таким образом, что подгруппы проемов в первой группе проемов направляют жидкость в радиальном направлении относительно продольной оси и чередуются в окружном направлении вокруг продольной оси с подгруппами проемов во второй группе проемов, которые направляют газ в направлении, по существу параллельном продольной оси.

Способ синтеза нанодисперсного нитрида титана // 2655365

Изобретение относится к физике низкотемпературной плазмы и плазмохимии, к электротехнике и электрофизике, а именно к ускорительной технике. Способ синтеза нанодисперсного нитрида титана осуществляют путем распыления электроразрядной плазмы титана коаксиального магнитоплазменного ускорителя с титановыми электродами в камеру-реактор, заполненную газообразным азотом при атмосферном давлении, при этом синтез ведут в камере-реакторе объемом от 0,022 м3 до 0,055 м3 и от 0,057 м3 до 0,098 м3 при температуре от 0°C до 19°C и от 21°C до 40°C соответственно.

Плазмотрон медицинский // 2654504

Изобретение относится к плазмотронам, предназначенным для проведения хирургических и физиотерапевтических воздействий на биологическую ткань путем коагуляции, деструкции, испарения и прямого воздействия потоком низкотемпературной плазмы.

Многоступенчатый плазмотрон // 2650197

Изобретение относится к генераторам плазмы, а именно к плазменным реакторам с увеличенными объемом плазмы и величиной вводимой в плазму электрической энергии, и может быть использовано в металлургии для прямого восстановления металлов, в материаловедении для синтеза порошков, в плазмохимии для реализации высокотемпературных химических реакций, в экологии для переработки производственных отходов, а также других областях техники.

Системы, способы и устройства для передачи информации в системы термообработки // 2649906

Изобретение относится к системам термообработки. Сменный расходуемый компонент для осуществления операции резания или сварки включает в себя корпус и считываемое устройство хранения данных, присоединенное к корпусу или встроенное в корпус, причем устройство хранения данных содержит операционную инструкцию для устройства резания или сварки и выполнено с возможностью считывания внутри горелки для термообработки.

Способ подачи газа в сверхзвуковое сопло ускорителя газовых кластерных ионов // 2649883

Изобретение относится к области ускорительной техники, в частности к системам подачи газа в сверхзвуковое сопло при формировании пучков ускоренных газовых кластерных ионов.

Устройства для плазменных дуговых горелок с газовым охлаждением и относящиеся к ним системы и способы // 2649860

Изобретение относится к устройствам для плазменных дуговых горелок с газовым охлаждением. В заявленном изобретении сопла могут содержать корпус, имеющий проксимальный конец и дистальный конец, которые определяют длину корпуса сопла и его продольную ось.

Плазменный генератор // 2649314

Изобретение относится к области плазменной техники. Плазменный генератор содержит: модуль, генерирующий плазму, и вращающийся корпус, который имеет по меньшей мере одно плазменное сопло, через которое плазма, генерируемая модулем плазменного генератора, выдувается наружу, и который расположен отдельно от указанного модуля с возможностью вращения снаружи указанного модуля, содержащего высоковольтный электрод, расположенный в центральной области, противоэлектрод, расположенный вокруг высоковольтного электрода и заряжаемый электроэнергией, подаваемой на высоковольтный электрод, для генерирования высоковольтной дуги, и входное отверстие для газа, которое выполнено между высоковольтным электродом и противоэлектродом и через которое сжатый воздух или газ вводится в выпускную головку.

Способ определения параметров нейтральной и электронной компонент неравновесной плазмы // 2648268

Изобретение относится к области диагностики плазмы и может быть использовано для исследований неравновесной анизотропной плазмы непосредственно в рабочих условиях широкого круга газоразрядных устройств: лазеров, плазмотронов, источников света, мощных стабилизаторов тока и напряжения, ключевых элементов, инверторов.

Плазменный ускоритель с замкнутым дрейфом электронов // 2656851

Изобретение относится к плазменным ускорителям с замкнутым дрейфом электронов и протяженной зоной ускорения, применяемым в качестве стационарных плазменных двигателей в составе электроракетных двигательных установок. Ускоритель содержит разрядную камеру с наружной и внутренней кольцеобразными стенками, образующими ускорительный канал. В полости ускорительного канала установлены анод и газораспределитель, выполненные в виде единого блока анода-газораспределителя. За срезом выходной части ускорительного канала размещен катод. Магнитная система включает источники магнитодвижущей силы в виде электромагнитных катушек намагничивания. Наружный и внутренний магнитные полюса образуют кольцевой межполюсный зазор в выходной части ускорительного канала. Элементы магнитной системы соединены между собой магнитопроводом. Кольцеобразный металлический магнитный экран охватывает ускорительный канал и образует стенки разрядной камеры. На торцевых частях магнитного экрана установлены наружный и внутренний кольцевые диэлектрические элементы, поверхности которых образуют выходную часть ускорительного канала. Каждый диэлектрический элемент содержит сопряженные между собой цилиндрический и расширяющиеся участки. Последние образуют расширяющуюся выходную часть ускорительного канала, которая расположена в направлении ускорения ионов за пределами отрезков прямых линий, соединяющих внешние кромки магнитных полюсов. Цилиндрические участки образуют часть ускорительного канала, расположенную в области межполюсного зазора. Технический результат заключается в повышении эффективности ускорения потока ионов (тяговой эффективности) и увеличении ресурса ускорителя за счет оптимизации топологии магнитного поля, снижения вероятности осаждения рыхлой диэлектрической пленки на поверхности анода и магнитного экрана. 9 з.п. ф-лы, 5 ил.

Плазменный прерыватель тока // 2656886

Изобретение относится к плазменному прерывателю тока и может быть использовано, например, при создании мощных импульсных источников питания для сильноточных ускорителей заряженных частиц, плазменных диодов. Плазменный прерыватель тока представляет собой систему цилиндрических внутреннего потенциального и внешнего потенциального электродов, разделенных проходным изолятором, связанную с источниками питания с замыкателями, и подключенных к нагрузке 6, и трех инжекторов плазмы 4, расположенных на внешнем потенциальном заземленном электроде, образующих три плазмонаполненных участка, два из которых обеспечивают перевод энергии из конденсаторных накопителей отдельных модулей в индуктивные, а третий (общий) формирует высоковольтный импульс в общей нагрузке. Техническим результатом является надежное и быстрое размыкание тока, снижение предымпульса напряжения на общей нагрузке, повышение КПД передачи энергии в нагрузку. 2 ил.