專利名稱:火花隙開(kāi)關(guān)的制作方法
本實(shí)用新型是一種適用于高電壓大電流電源的火花隙開(kāi)關(guān)。
至今，激光器所用的重復(fù)頻率低于40HZ的高電壓大電流的電源，多數(shù)采用火花隙開(kāi)關(guān)。市場(chǎng)上已有的產(chǎn)品如，美國(guó)麥克斯韋實(shí)驗(yàn)室公司(Maxwell Dabaratories Inc.)生產(chǎn)的高電壓快速火花隙開(kāi)關(guān)。(Highvoltage Spark Gap Switches for precision triggering catalog No.40065)，其最大工作電壓是100KV，最高峰值電流是50KV，電感小于40nH，壽命是104次。
國(guó)內(nèi)，中國(guó)科學(xué)院上海光機(jī)所江英英等設(shè)計(jì)以絕緣材料做為外殼的三電極同軸型的火花隙開(kāi)關(guān)，(《中國(guó)激光》，Vol.11，№4，P232)最高工作電壓是60KV，重復(fù)頻率是20HZ，壽命是2.4×104次。
從上述兩種火花隙開(kāi)關(guān)的性能數(shù)據(jù)中看出，它們尚存在著壽命短(僅104次)，容易損壞，電壓受到限制的缺點(diǎn)，由于它們的壽命短，將嚴(yán)重地影響電源和激光器正常穩(wěn)定的工作。
本實(shí)用新型的目的就是為了克服上述兩種火花隙開(kāi)關(guān)的缺點(diǎn)而設(shè)計(jì)的。
本實(shí)用新型的開(kāi)關(guān)是陰極〔3〕、陽(yáng)極〔7〕、觸發(fā)電極〔17〕、殼體〔5〕和絕緣體〔6〕等組成。所說(shuō)的陰極、陽(yáng)極和觸發(fā)電極，它們的放電區(qū)〔18〕是由合金材料制成，並與極體〔19〕焊成一體。這樣構(gòu)成的三個(gè)電極同軸地裝入由金屬材料制成的殼體和絕緣體構(gòu)成的腔體〔22〕里。所說(shuō)的金屬殼體，它的壁內(nèi)有空腔〔23〕，空腔里可通冷卻液體。所說(shuō)的由金屬殼體和絕緣體構(gòu)成的腔體可充入高氣壓的氣體。
所說(shuō)的三個(gè)電極放電區(qū)的合金材料是耐高溫，耐轟擊、導(dǎo)電性好的合金材料，最好采用鈰鎢合金，或錸鎢合金材料。所說(shuō)的極體是用一般的黃銅材料制成，放電區(qū)和極體焊成一體，最好采用銀銅焊接方法。
所說(shuō)的觸發(fā)電極就是火花塞〔1〕的芯子，通常還叫做觸發(fā)針。所說(shuō)的放電區(qū)就是它的針尖，火花塞是由芯子、瓷套〔21〕和鋼外殼〔20〕所組成?；鸹ㄈ男咀?，也就是本實(shí)用新型的觸發(fā)電極的放電區(qū)(針尖)是用耐高溫、耐轟擊、導(dǎo)電性好的鈰鎢合金或錸鎢合金制成。
陰極和陽(yáng)極放電區(qū)的表面形狀，最好是半徑R大于100毫米的光滑曲面，或者是光滑的儒克夫斯基形的曲面。
陰極和陽(yáng)極之間的距離可用墊片〔24〕調(diào)節(jié)，因此整個(gè)開(kāi)關(guān)的所耐電壓是可以調(diào)節(jié)的。
為了盡可能地縮短電極的聯(lián)線，以致盡可能地減少電感，將陽(yáng)極與殼體連在一起。
殼體與電極之間，與氣嘴、水嘴等各個(gè)連接部位均墊入聚四氟乙烯的“0”型密封圈〔2、4、10、11、14、15〕，一方面起密封作用，另一方面又起絕緣作用。
電極之間的絕緣也用聚四氟乙烯材料。
所說(shuō)的通入殼體空腔〔23〕的冷卻液或用水冷，或用油冷。
充入腔體內(nèi)的氣體最好用N2氣。充氣壓力為1至10個(gè)大氣壓。
本實(shí)用新型的主要性能如下工作電壓10KV～60KV可調(diào)。
工作電流大于10KA電感量～20nH
壽命大于107次，元件並不損壞，經(jīng)清洗后仍能照常工作。
從上列數(shù)據(jù)中看出下列優(yōu)點(diǎn)(1)壽命長(zhǎng)，比現(xiàn)有的兩種火花隙開(kāi)關(guān)壽命延長(zhǎng)了100倍以上。
(2)工作電壓可調(diào)。
(3)耐大電流，電感量小。
(4)重復(fù)頻率以及充氣壓力可任意調(diào)節(jié)。
(5)本新型的火花塞芯子的放電區(qū)是耐高溫，導(dǎo)電性好的合金材料。它本身的使用壽命要比一般火花塞的壽命提高100倍至1000倍，它不僅適用火花隙開(kāi)關(guān)，還可在汽車上使用，它可以為國(guó)家節(jié)省大量的鋼材。
下面結(jié)合實(shí)施例說(shuō)明附圖圖1為本實(shí)用新型的一種火花隙開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)圖1－火花塞，3－陰極，2、4、10、14、15－均是“0”型密封圈，5－殼體，6－絕緣體，7－陽(yáng)極，8－陽(yáng)極接線片，9－螺帽，12－陰極接線板，13－水嘴，16－氣嘴，17－觸發(fā)電極，22－體腔，23－空腔，24－墊片。
圖2陰極剖面圖。
18－放電區(qū)，19－極體。
圖3陽(yáng)極剖面圖。
圖4火花塞結(jié)構(gòu)圖。
20－鋼外殼，21－瓷套。
如圖1的實(shí)施例中，充入腔體內(nèi)的N2是2－3個(gè)大氣壓，並且可以流動(dòng)，最高充氣壓力可達(dá)到10個(gè)大氣壓。充氣壓力越高，開(kāi)關(guān)耐電壓越高。
權(quán)利要求
1.一種適用于高電壓大電流電源的火花隙開(kāi)關(guān)，由陰極[3]、陽(yáng)極[7]、觸發(fā)電極[17]和殼體[5]所組成，其特征在于所說(shuō)的陰極、陽(yáng)極和觸發(fā)電極的放電區(qū)[18]是由合金材料制成并與極體[19]焊成一體，這樣構(gòu)成的三個(gè)電極同軸地裝入由金屬殼體[5]和絕緣體[6]構(gòu)成的腔體[22]，所說(shuō)的金屬殼體壁內(nèi)有空腔[23]，可通冷卻液體，所說(shuō)的金屬殼體和絕緣體構(gòu)成的腔體可充入高氣壓氣體。
2.按照權(quán)利要求
1的火花隙開(kāi)關(guān)，其特征在于三個(gè)電極放電區(qū)〔18〕所用的材料是耐高溫、耐轟擊、導(dǎo)電性好的合金材料。
3.按照權(quán)利要求
2的火花隙開(kāi)關(guān)，其特征在于電極的放電區(qū)最好采用鈰鎢合金或者錸鎢合金材料。
4.按照權(quán)利要求
1或2的火花隙開(kāi)關(guān)，其特征在于陰極〔3〕或陽(yáng)極〔7〕的放電區(qū)表面形狀，最好是半徑R大于100毫米的光滑曲面，或者是光滑的儒克夫斯基形的曲面。
5.按照權(quán)利要求
1的火花隙開(kāi)關(guān)，其特征在于陰極和陽(yáng)極之間的距離可用墊片〔24〕調(diào)節(jié)。
6.按照權(quán)利要求
1的火花隙開(kāi)關(guān)，其特征在于陽(yáng)極與金屬殼體連在一起。
7.按照權(quán)利要求
1的火花隙開(kāi)關(guān)，其特征在于殼體與電極之間，殼體與水嘴〔13〕與氣嘴〔16〕之間等各連接部位〔2〕〔4〕〔10〕〔11〕〔14〕〔15〕均以聚四氟乙烯的“0”型密封圈密封。
8.按照權(quán)利要求
1的火花隙開(kāi)關(guān)，其特征在于冷卻液體或用水冷、或用油冷。
專利摘要
本實(shí)用新型是一種適用于高電壓大電流電源的火花隙開(kāi)關(guān)。它由放電區(qū)和極體用兩種材料焊接而成的陰極、陽(yáng)極和觸發(fā)電極三者同軸心地裝入能夠通入冷卻液體和充入10個(gè)大氣壓以上可調(diào)流動(dòng)氣體的金屬殼體內(nèi)所構(gòu)成。它的壽命長(zhǎng)(10
文檔編號(hào)H01T2/02GK86203041SQ86203041
公開(kāi)日1987年1月7日 申請(qǐng)日期1986年6月5日
發(fā)明者袁才來(lái), 樂(lè)耀康, 蔣寶材, 上官城 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan