Газодинамический импульсный разрядный прибор

 

Е ОП И

ИЗОБРЕТЕН И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<п1 469 I 60

Союа Советских

Фоциалистическик

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 29.05.68 (21) 1243891/24-7 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 30.04.75. Бюллетень № 16

Дата опубликования описания 07.07.75 (51) М. Кл. Н Olj 5 22

Н 01j 17/00

Государствен 6|к комитет

Саеета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.327.9:771..448.6 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. В. Сысун, Б. В. Скворцов и Н. И. Середа (71) Заявитель (54) ГАЗОДИНАМИЧЕСКИЙ ИМПУЛЬСНЪ|Й

РАЗРЯДНЫЙ ПРИБОР

Изобретение относится к импульсным газоразрядным источникам света, в частности к приборам, в которых импульсный разряд осуществляется в подвижном газе и которые предназначаются для получения кратковременных световых вспышек многократного действия и использования в спробоскопии для нужд оптической локации, накачки оптических квантовых генераторов и т. п.

Известен, например, газоразрядный источник света с циркуляционной подачей газа (патент США № 317200 от 1965 г.), питаемый от источника постоянного тока и конструктивно выполненный в виде разрядной трубки с окном для вывода излучения, прикатодная и прианодная области которой соединены между собой трубопроводами через теплообменник и газовый насос так, что газ непрерывно циркулирует в разрядной трубке. Теплообменник охлаждает отработанный газ, после чего он насосом накачивается тангенциально в прианодную полость, откуда вихреобразно поступает в разрядную камеру и далее через отверстие в катоде и трубопровод — снова в теплообменник.

Известен также газоразрядный источник высокоинтенсивного света (патент США № 3233147 от 1966 г.), основанный на возникновении электрической дуги между двумя электродами, расположенными в камере, куда тангенциально подается газ под достаточным давлением и с необходимой скоростью так, что он вихреобразно перемещается в ц илиндрической разрядной камере.

Преимущества разрядных приборов с продуванием газа, описанных в указанных патентах, заключаются в том, что в процессе образования и горения дуги последняя окружена и изолирована от стенок циркулирующей ra10 зовой оболочкой. При этом почти не,разогреваются окна, предназначенные для вывода излучения и расположенные в непосредственной близости от плазмы. К источнику можно подводить значительно больше мощности при

15 сохранении малого поперечного сечения плазменного шнура. Однако эффективность таких приборов недостаточна и низок к. п. д. из-за необходимости принудительной циркуляции газа и непрерывного охлаждения отработан20 ного газа для повторной подачи его в разрядную камеру управляемым насосом, а кроме того, значительны их габариты и вес, сложна конструкция, что вызвано наличием теплообменников, насосов, трубопроводов и других

25 вспомогательных средств рециркуляционной подачи газа.

На основе представления о расширении канала мощного импульсного разряда как о гидродинамическом процессе создана группа HQвых газоразрядных приборов, в которых ис46916О

60 б5 пользовано явление распространения со сверхзвуковыми скоростями ударных волн в радиальном и продольном направлениях разрядной колбы, возникающих при,импульсном раз.ряде.

В известных импульсных газоразрядных приборах трубчатого типа возникающая в процессе разряда нагретая область газа быстро расширяется до тех пор, пока она почти полностью не заполнит объем колбы. Скорость подобного расширения достигает нескольких сотен метров в секунду. В течение нескольких микросекунд после начала развития канала фронт возникшей ударной волны доходит почти до противоположной стенки колбы и до приэлектродных областей, прижимая к ним область холодного газа, сжатого до высокого давления. Периодическое расширение и сжатие газа, создающее ударную волну, которая действует на стенки колбы, в процессе работы импульсных газоразрядных приборов наряду с термическим ударом определяет предельные энергии указанных приборов, срок службы и т. д.

Предлагаемый газодинамический импульсный разрядный прибор основан на полезном использовании явления быстрого расширения канала разряда, образования ударной волны и направленных потоков газа в разрядных пространствах в процессе импульсного разряда. его отличительная особенность — выполнение в виде двух или более соединенных между собой каналами разрядных камер, имеющих автономные разрядные промежутки, подключенные к соответствующим пускорегулирующим устройствам, пита;ощим со сдвигом по фазе разряд в указанных промежутках.

Соединение соответствующих приэлектродных областей двух разрядных камер симметричными каналами обеспечивает поперемснную циркуляцию газа из одной камеры в другую в процессе работы импульсного прибора.

Предлагаемый прибор не имеет недостатков, присущих продувным газоразрядным устройствам, и, кроме того, обладает дополнительными преимуществами: повышенной эффективностью использования мощности, вкладываемой в разряд и достигаемои путем полезного использования ударной волны и периодического повышения давления в поджигаемом разрядном промежутке; увеличением надежности вследствие уменьшенного воздействия продольной ударной волны на стенки колбы и электродные узлы в результате периодического демпфирования в соединительных каналах; высокой компактностью приборов из-за отсутствия насосов для принудительной циркуляции газа, теплообменпиков и т. д.; наличием возможности удвоения частоты посылок световых вспышек путем попеременного включения автономных разрядпых про, ежутков прибора.

На фиг. 1 представлен продольный разрез разрядных камер предлагаемого прибора сов5

45 местно с блок-схемой системы зажигания; на фиг. 2 — поперечный разрез по А — А разрядных камер.

Прибор представляет собой изолированное разрядное пространство 1, подключенное к импульсным пуокорегулирующим устройствам 2 и 3, которые в свою очередь подключены к фазосдвигающему каскаду 4. Газоразрядное пространство образовано двумя одинаковыми трубками 5 и б, изготовленными из оптически прозрачного материала, например из кварца, и соединенными между собой на открытых ,концах при помощи суженных трубчатых каналов i и 8, которые также выполнены из кварца или другого изоляционного материала и образуют вместе с указанными трубками сообщающийся сосуд. Каждая трубка вакуумноплотно соединена с парой электродных узлов 9 и 10, расположенных перпендикулярно к образующей цилиндра так, что продольные оси соответствующих катодных и анодных узлов обеих трубок совпадают или параллельны.

Электроды соответственно каждого из упомянутых узлов 9 и 10 несколько выступают в разрядную камеру, образуя два одинаковых разрядных промежутка 11 и 12 цилиндрической формы, которые попеременно заполняются при вспышке светящейся плазмой. Величина внутреннего диаметра каналов 7 и 8, соединяющих разрядные трубки, выбрана экспериментально и по крайней мере в два раза меньше внутреннего диаметра разрядных трубок.

Разрядные промежутки подключены к соответствующим импульсным пускорегули рующим устройствам 2 и 3, которые в свою очередь соединены с фазосдвигающим каскадом

4, обеспечивающим сдвиг импульса разрядного тока по фазе так, что в промежутках между вспышками одной части разрядного пространства в разрядном промежутке 11 происходит вспышка другой симметричной его части (в разрядном промежутке 12).

Предлагаемый прибор может быть использован также в .режиме одновременной вспышки с несовпадающей длительностью и/или формой импульса разрядного тока.

Предмет изобретения

Газодинамический импульсный разрядный прибор, содержащий изолированное разрядное пространство, заполняемое движущимся газом, и электродные узлы, подключенные к импульсному пускорегулирующему устройству, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности использования мощности, подводимой к разряду, увеличения мощности и энергии вспышки и повышения компактности прибора, он выполнен в виде двух или более соединенных между собой каналами разрядных камер с автономными разрядными промежутками, подключенными к управляемым пускорегулирующим устройствам, питающим эти промежутки со сдвигом по фазе, 469160

9заг. Z

Составитель Л. Сольц

Корре.:тор H. Стельмак

Реда:: —,Oð A. Калашникова

Тех ред Е. П оду руши на

Типография, пр С",:ë;. íîâà. 2

Зш:аз 2024,,1 Изд. № 1455 Тираж 833 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открь:тий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5