專利名稱：大功率脈沖觸發(fā)三電極放電管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種新型的大功率脈沖觸發(fā)三電極放電管。
三電極大功率脈沖觸發(fā)放電管，它通常用作串接大電流高壓快速開關(guān)，在醫(yī)用碎石(腎結(jié)石、膽結(jié)石)機(jī)中是它的典型應(yīng)用實(shí)例。放電管與系統(tǒng)的電容和主電極串接，當(dāng)電容充至12－16KV時(shí)，放電管觸發(fā)極施加數(shù)千伏正的(或負(fù)的)脈沖，放電管內(nèi)產(chǎn)生弧光放電而導(dǎo)通，隨之主電極之間擊穿產(chǎn)生一次振波，聚集作用于膽、腎結(jié)石、達(dá)到碎石目的。而目前市場所見的碎石機(jī)多用空氣隙銅球放電，也有采用冷陰極觸發(fā)管。冷陰極管實(shí)際上就是帶有觸發(fā)極的三極管，電極用交叉鉬做成碗狀，電極與陶瓷外殼之間通過可伐型金屬材料對接，管內(nèi)充有氮?dú)?，充氣尾管錫封。其擊穿電壓是20－22KV，觸發(fā)極電壓大于5KV，壽命10萬次，用戶反映有點(diǎn)火不穩(wěn)定和自放現(xiàn)象，特別希望提高使用壽命。
本實(shí)用新型的目的是提供一種新型設(shè)計(jì)的大功率脈沖觸發(fā)三電極放電管，它具有更高的使用壽命，電極的抗電弧腐蝕穩(wěn)定性好，工作點(diǎn)漂移小，工作動(dòng)態(tài)范圍較大。
本三電極大功率脈沖觸發(fā)放電管具有堅(jiān)實(shí)的金屬與陶瓷組成的管殼，管內(nèi)充有特殊的氣體介質(zhì)，它具有獨(dú)特的外形設(shè)計(jì)和選用特種金屬陶瓷的鑲嵌電極和新型的整體設(shè)計(jì)。隨著觸發(fā)極施加觸發(fā)脈沖，放電管就從近似理想的絕緣體轉(zhuǎn)化為低阻抗導(dǎo)體。
以下結(jié)合附圖
對本實(shí)用新型作進(jìn)一步闡述。
附圖是本實(shí)用新型放電管的結(jié)構(gòu)示意圖。其外形基本上是呈圓柱形，沿圖中橫向?qū)ΨQ軸圓周對稱。
大功率脈沖三電極放電管，包括正電極、負(fù)電極、觸發(fā)極和管殼。由正電極端蓋2、負(fù)電極端蓋7與陶瓷管12用密封耐溫膠11封接成殼體。
所說的正電極端蓋2是用銅材料做成，它具有通向放電管內(nèi)腔的折角狀抽氣通道，在抽氣通道腔外一端，封接有供抽空充氣及密封用的尾管1。在正電極端蓋2上相向負(fù)電極的方位鑲嵌有球冠狀金屬陶瓷鑲嵌電極3，正電極端蓋2與鑲嵌電極3之間用銀焊封接。在與陶瓷管12的封接處的正電極端蓋2上，開有供涂敷密封耐溫膠用的環(huán)狀溝。
所說的負(fù)電極端蓋7與陶瓷管12的封接處也具備供涂敷密封耐溫膠用的環(huán)狀溝，在負(fù)電極端蓋7與正電極相對的方位，通過與負(fù)電極端蓋用螺紋相接的負(fù)電極過渡螺帽6，鑲嵌有球冠狀的金屬陶瓷鑲嵌電極5，鑲嵌電極5的球冠中心開有供觸發(fā)極絲伸出的小孔。在負(fù)電極端蓋7的中央，安裝有觸發(fā)極10和觸發(fā)極絲8，而負(fù)電極端蓋7與觸發(fā)極10、觸發(fā)絲8之間用絕緣棒9絕緣，該棒取用聚楓材料。負(fù)電極端蓋7與絕緣棒9之間、觸發(fā)極絲8與絕緣棒9之間也用密封耐溫膠封接。觸發(fā)極10與觸發(fā)極絲8之間用銀焊封接；負(fù)電極端蓋7與觸發(fā)極10用銅材料做成，觸發(fā)極絲8用鎢材料做成；在正負(fù)電極周圍，沿陶瓷管12內(nèi)壁，安裝有屏蔽圓筒4。在放電管內(nèi)腔充有絕緣介質(zhì)氣體。
所說的鑲嵌電極3和鑲嵌電極5是用銅鎢金屬陶瓷，或碳化鎢金屬陶瓷，或銀鎢金屬陶瓷做成。
所說的在放電管內(nèi)腔充有的絕緣氣體介質(zhì)是氮和氫的混合氣體，或氮?dú)夂凸羝幕旌象w，或氮?dú)猓羝蜌鍤獾幕旌象w。
本實(shí)用新型有如下優(yōu)點(diǎn)和積極效果1、電極采用銅鎢金屬陶瓷，或碳化鎢金屬陶瓷、或銀鎢金屬陶瓷等金屬陶瓷材料，具有比純金屬高的抗電弧腐蝕穩(wěn)定性，大大延長了放電管的使用壽命。
2、電極設(shè)計(jì)為具有一定弧度的球冠狀鑲嵌式，它具有比平板電極高的擊穿電場，較好的抗電腐蝕穩(wěn)定性。在壽命期間工作點(diǎn)漂移小，并有利于改善高電壓端自放現(xiàn)象，使工作電壓在高端擴(kuò)展了3－4千伏。
3、采用密封耐溫膠封接，可在攝氏200℃下工作，而本放電管外殼溫升最高不大于80攝氏度。密封膠具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，經(jīng)受數(shù)十萬次放電試驗(yàn)，未發(fā)現(xiàn)有滲漏現(xiàn)象。
4、屏蔽圓筒的應(yīng)用，避免了因金屬噴射金屬沾污管壁而引起的漏電和導(dǎo)通，可延長使用壽命。
5、在放電管內(nèi)腔充的絕緣氣體介質(zhì)，在氮?dú)庵屑託洌哂性黾涌焖匐婋x的優(yōu)點(diǎn)，并能降低放電管的點(diǎn)火電壓，使放電管的動(dòng)態(tài)范圍增大。
在氮?dú)庵屑尤牍羝?，由于金屬蒸汽的游離能比氣體的游離能小得多，在相同溫度下其游離度要比純氣體高得多，電導(dǎo)率大，可改善放電管的電流上升沿。
在氮?dú)?、汞蒸汽混合體中加入氬氣，可使混合氣體的著火電壓下降，有降低著火電壓、改善放電速度，保護(hù)電極材料的作用。
本實(shí)用新型設(shè)計(jì)人推薦如下實(shí)施例實(shí)施例一，按本實(shí)用新型如前所述的放電管實(shí)施，其特點(diǎn)是1、電極材料為銅鎢金屬陶瓷，鎢含量大于80％。
2、充氮?dú)獠⒓映錃錃猓瑲浜啃∮?0％。
3、充氣壓力與放電間隙參數(shù)Pd值為6.0×104－9.0×104厘米·帕斯卡。
4、放電管陶瓷管外形為φ60毫米×54毫米。
5、本實(shí)施例實(shí)驗(yàn)室測試特性為工作動(dòng)態(tài)范圍10千伏，自擊穿電壓大于20千伏，在能量為70焦耳、放電頻率在72次／分條件下的工作壽命優(yōu)于15萬次，目前尚未測到壽命終值。
實(shí)施例2按本實(shí)用新型如前所述的放電管實(shí)施其特點(diǎn)是1、電極材料為碳化鎢金屬陶瓷材料。
2、充氮?dú)?，加入汞蒸汽和氬氣?br> 3、充氣壓力與放電間隙參數(shù)Pd值為6.0×104－9.0×104厘米·帕斯卡。
4、放電管陶瓷管外形為φ60毫米×54毫米。
本實(shí)施例的實(shí)驗(yàn)室性能實(shí)測是工作動(dòng)態(tài)范圍10千伏，自擊穿電壓大于20千伏，能量為70焦耳時(shí)，工作壽命可達(dá)30萬次以上。
權(quán)利要求1.一種大功率脈沖觸發(fā)三電極放電管，包括正電極、負(fù)電極、觸發(fā)極和管殼，其特征在于a、由正電極端蓋2、負(fù)電極端蓋7與陶瓷管12用密封耐溫膠封接成外殼體；b、所說的正電極端蓋2用銅材料做成，它具有通向放電管內(nèi)腔的折角狀抽氣通道，在抽氣通道放電管腔外的一端，封接有供充氣抽空及密封用的尾管1；在正電極端蓋2朝向負(fù)電極的方位鑲嵌有球冠狀金屬陶瓷鑲嵌電極3，正電極端蓋2與嵌電極3之間用銀焊封接；在與陶瓷管12的封接處的正電極端蓋2上，開有供涂敷密封耐溫膠用的環(huán)狀溝；c、所說的負(fù)電極端蓋7與陶瓷管12的封接處也具備供涂敷密封耐溫膠用的環(huán)狀溝，在其與正電極相對的方位，通過與負(fù)電極端蓋用螺絲相接的負(fù)電極過渡螺帽6，鑲嵌有球冠狀的金屬陶瓷鑲嵌電極5，鑲嵌電極的球冠中心開有供觸發(fā)極絲伸出的小孔；在負(fù)電極端蓋7的中央，安裝有觸發(fā)極10和觸發(fā)極絲8，而負(fù)電極端蓋7與觸發(fā)極10、觸發(fā)極絲8之間用絕緣棒9絕緣，絕緣棒用聚楓材料做成，負(fù)電極端蓋7與絕緣棒9之間，觸發(fā)極絲8與絕緣棒9之間也用密封耐溫膠封接，觸發(fā)極10與觸發(fā)極絲8之間用銀焊封接；d、正、負(fù)電極周圍，沿陶瓷管12內(nèi)壁，安裝有屏蔽圓筒4；e、放電管內(nèi)腔充有絕緣氣體介質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所規(guī)定的三極放電管，其特征在于所說的嵌電極3和鑲嵌電極5是用銅鎢金屬陶瓷，或碳化鎢金屬陶瓷、或銀鎢金屬陶瓷做成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所規(guī)定的三極放電管，其特征在于所說的在放電放管內(nèi)腔充有的絕緣氣體介質(zhì)是氮和氫的混合氣體、或氮?dú)夂凸羝幕旌象w、或氮?dú)狻⒐羝蜌鍤獾幕旌象w。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種大功率脈沖觸發(fā)三電極放電管。它的正、負(fù)電極端蓋(2、7)與陶瓷管12封接成堅(jiān)實(shí)的外殼，正、負(fù)電極設(shè)計(jì)為球冠狀金屬陶瓷鑲嵌(3、5)，放電管內(nèi)腔充有絕緣混合氣體介質(zhì)，在正負(fù)電極周圍還設(shè)計(jì)有屏蔽圓筒4，觸發(fā)極絲8為鎢材料做成。從而提高了它的抗電弧腐蝕穩(wěn)定性，提高了使用壽命。本管工作點(diǎn)穩(wěn)定，克服了高端自放現(xiàn)象，并有較低的點(diǎn)火電壓，放電上升沿快等優(yōu)點(diǎn)，適合用作于串接大電流高速開關(guān)。
文檔編號H01J17/00GK2071829SQ9021520
公開日1991年2月20日 申請日期1990年8月10日 優(yōu)先權(quán)日1990年8月10日
發(fā)明者丁逢珊 申請人:中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所