专利名称:火花隙开关的制作方法
本实用新型是一种适用于高电压大电流电源的火花隙开关。
至今，激光器所用的重复频率低于40HZ的高电压大电流的电源，多数采用火花隙开关。市场上已有的产品如，美国麦克斯韦实验室公司(Maxwell Dabaratories Inc.)生产的高电压快速火花隙开关。(Highvoltage Spark Gap Switches for precision triggering catalog No.40065)，其最大工作电压是100KV，最高峰值电流是50KV，电感小于40nH，寿命是104次。
国内，中国科学院上海光机所江英英等设计以绝缘材料做为外壳的三电极同轴型的火花隙开关，(《中国激光》，Vol.11，№4，P232)最高工作电压是60KV，重复频率是20HZ，寿命是2.4×104次。
从上述两种火花隙开关的性能数据中看出，它们尚存在着寿命短(仅104次)，容易损坏，电压受到限制的缺点，由于它们的寿命短，将严重地影响电源和激光器正常稳定的工作。
本实用新型的目的就是为了克服上述两种火花隙开关的缺点而设计的。
本实用新型的开关是阴极〔3〕、阳极〔7〕、触发电极〔17〕、壳体〔5〕和绝缘体〔6〕等组成。所说的阴极、阳极和触发电极，它们的放电区〔18〕是由合金材料制成，並与极体〔19〕焊成一体。这样构成的三个电极同轴地装入由金属材料制成的壳体和绝缘体构成的腔体〔22〕里。所说的金属壳体，它的壁内有空腔〔23〕，空腔里可通冷却液体。所说的由金属壳体和绝缘体构成的腔体可充入高气压的气体。
所说的三个电极放电区的合金材料是耐高温，耐轰击、导电性好的合金材料，最好采用铈钨合金，或铼钨合金材料。所说的极体是用一般的黄铜材料制成，放电区和极体焊成一体，最好采用银铜焊接方法。
所说的触发电极就是火花塞〔1〕的芯子，通常还叫做触发针。所说的放电区就是它的针尖，火花塞是由芯子、瓷套〔21〕和钢外壳〔20〕所组成。火花塞的芯子，也就是本实用新型的触发电极的放电区(针尖)是用耐高温、耐轰击、导电性好的铈钨合金或铼钨合金制成。
阴极和阳极放电区的表面形状，最好是半径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。
阴极和阳极之间的距离可用垫片〔24〕调节，因此整个开关的所耐电压是可以调节的。
为了尽可能地缩短电极的联线，以致尽可能地减少电感，将阳极与壳体连在一起。
壳体与电极之间，与气嘴、水嘴等各个连接部位均垫入聚四氟乙烯的“0”型密封圈〔2、4、10、11、14、15〕，一方面起密封作用，另一方面又起绝缘作用。
电极之间的绝缘也用聚四氟乙烯材料。
所说的通入壳体空腔〔23〕的冷却液或用水冷，或用油冷。
充入腔体内的气体最好用N2气。充气压力为1至10个大气压。
本实用新型的主要性能如下工作电压10KV～60KV可调。
工作电流大于10KA电感量～20nH
寿命大于107次，元件並不损坏，经清洗后仍能照常工作。
从上列数据中看出下列优点(1)寿命长，比现有的两种火花隙开关寿命延长了100倍以上。
(2)工作电压可调。
(3)耐大电流，电感量小。
(4)重复频率以及充气压力可任意调节。
(5)本新型的火花塞芯子的放电区是耐高温，导电性好的合金材料。它本身的使用寿命要比一般火花塞的寿命提高100倍至1000倍，它不仅适用火花隙开关，还可在汽车上使用，它可以为国家节省大量的钢材。
下面结合实施例说明附图图1为本实用新型的一种火花隙开关结构图1－火花塞，3－阴极，2、4、10、14、15－均是“0”型密封圈，5－壳体，6－绝缘体，7－阳极，8－阳极接线片，9－螺帽，12－阴极接线板，13－水嘴，16－气嘴，17－触发电极，22－体腔，23－空腔，24－垫片。
图2阴极剖面图。
18－放电区，19－极体。
图3阳极剖面图。
图4火花塞结构图。
20－钢外壳，21－瓷套。
如图1的实施例中，充入腔体内的N2是2－3个大气压，並且可以流动，最高充气压力可达到10个大气压。充气压力越高，开关耐电压越高。
权利要求
1.一种适用于高电压大电流电源的火花隙开关，由阴极[3]、阳极[7]、触发电极[17]和壳体[5]所组成，其特征在于所说的阴极、阳极和触发电极的放电区[18]是由合金材料制成并与极体[19]焊成一体，这样构成的三个电极同轴地装入由金属壳体[5]和绝缘体[6]构成的腔体[22]，所说的金属壳体壁内有空腔[23]，可通冷却液体，所说的金属壳体和绝缘体构成的腔体可充入高气压气体。
2.按照权利要求
1的火花隙开关，其特征在于三个电极放电区〔18〕所用的材料是耐高温、耐轰击、导电性好的合金材料。
3.按照权利要求
2的火花隙开关，其特征在于电极的放电区最好采用铈钨合金或者铼钨合金材料。
4.按照权利要求
1或2的火花隙开关，其特征在于阴极〔3〕或阳极〔7〕的放电区表面形状，最好是半径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.按照权利要求
1的火花隙开关，其特征在于阴极和阳极之间的距离可用垫片〔24〕调节。
6.按照权利要求
1的火花隙开关，其特征在于阳极与金属壳体连在一起。
7.按照权利要求
1的火花隙开关，其特征在于壳体与电极之间，壳体与水嘴〔13〕与气嘴〔16〕之间等各连接部位〔2〕〔4〕〔10〕〔11〕〔14〕〔15〕均以聚四氟乙烯的“0”型密封圈密封。
8.按照权利要求
1的火花隙开关，其特征在于冷却液体或用水冷、或用油冷。
专利摘要
本实用新型是一种适用于高电压大电流电源的火花隙开关。它由放电区和极体用两种材料焊接而成的阴极、阳极和触发电极三者同轴心地装入能够通入冷却液体和充入10个大气压以上可调流动气体的金属壳体内所构成。它的寿命长(10
文档编号H01T2/02GK86203041SQ86203041
公开日1987年1月7日 申请日期1986年6月5日
发明者袁才来, 乐耀康, 蒋宝材, 上官城 申请人:中国科学院上海光学精密机械研究所导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan