Двухэлектродный разрядник

Изобретение относится к погружным генераторам ударных волн для регенерации глубоких скважин на нефть, воду и другие жидкие флюиды с изменяющейся температурой из-за геотермического градиента, а также технике, работающей в условиях быстро и сильно изменяющихся температур. Адаптивный газовый искровой разрядник состоит из герметичной разрядной камеры с верхней и нижней пробками, снабженными чувствительными элементами, на которых расположены электроды, а разрядная камера разделена на две сообщающиеся камеры, обеспечивающие циркуляцию газа при электрических разрядах. Технический результат - обеспечение постоянного начального разрядного напряжения двухэлектродного разрядника при изменении температуры газа, заполняющего камеру разрядника. 1 ил. 

Изобретение относится к газоразрядной  технике, в частности к погружным генераторам ударных волн для регенерации глубоких скважин на нефть, воду или и другие жидкие флюиды с изменяющейся температурой из-за геотермического градиента, а также технике, работающей в условиях быстро и сильно изменяющихся температур.

Известен высоковольтный искровой разрядник (см. Месяц Г.А. Импульсная энергетика и электроника. 2004 г. стр.199), принятый за прототип, включающий герметичную газовую камеру, в которой размещены два соосных электрода, подключаемых к генератору импульсных токов.

Недостатком этого разрядника является повышенная зависимость начального разрядного напряжения от давления газа в камере при изменении его  температуры.

Известен разрядник (см. Месяц Г.А. Импульсная энергетика и электроника. 2004 г. стр.203), содержащий газонаполненную камеру, в которой размещены два основных соосных электрода и один пусковой электрод, с помощью которого осуществляется вспомогательный искровой разряд, обеспечивающий достаточное постоянство начального разрядного напряжения между основными электродами.

Недостатком данного разрядника является сложность конструкции и необходимость  специального электрического устройства для управления пусковым электродом.

Изобретение направлено на обеспечение  постоянного начального разрядного напряжения двухэлектродного разрядника при изменении температуры газа, заполняющего камеру разрядника, за счет того что адаптивный газовый искровой разрядник, включающий герметичную  разрядную камеру с верхней и  нижней пробками, причем верхняя и  нижняя пробка снабжены чувствительными  элементами, на которых расположены  электроды, а разрядную камера разделена  на две сообщающиеся камеры, обеспечивающие циркуляцию газа при электрических  разрядах.

Используя уравнение состояния  газа в камере разрядника и зависимость  линейного теплового расширения чувствительного элемента, можно  определить начальную длину чувствительного  элемента, при которой разрядный  промежуток будет изменяться пропорционально  увеличению или уменьшению давления газа в разрядной камере при изменении  его температуры. Это обеспечит постоянство произведения давления газа на длину разрядного промежутка и, следовательно, согласно закону Пашена наименьшее напряжение зажигания газового разряда будет постоянным.

На чертеже представлен вертикальный разрез предлагаемого адаптивного  двухэлектродного разрядника с постоянным начальным разрядным напряжением  при изменении температуры газа в разрядной камере.

Разрядник состоит из нижней 1 и  верхней 2 пробок, жестко соединенных  корпусом 3. В верхней 2 и нижней пробке 1 с помощью переходников 4 и изоляторов 5 закреплены чувствительные элементы 6, например в виде трубки, на концах которых закреплены электроды 7, соединенные гибкими проводниками 8 с переходниками 4, к которым подводится высокое напряжение от генератора импульсного тока (на чертеже не показан). Изоляционный цилиндр 9 с отверстиями 10 закреплен на изоляторе 4 в верхней пробке и делит разрядную камеру на две камеры - внешнюю 11 и внутреннюю 12. Герметизация разрядной газовой камеры достигается резьбовыми соединениями и уплотнительными кольцами.

Разрядник работает следующим образом. При повышении или понижении  температуры газа в разрядной  камере его давление пропорционально  повышается или понижается. Одновременно промежуток между электродами 7 пропорционально  уменьшается или увеличивается  из-за теплового расширения чувствительных элементов 6. Синхронное изменение давления газа и длины промежутка между  электродами 7 обеспечивает постоянство  произведения давления газа на длину  разрядного промежутка и, следовательно, начальное разрядное напряжение не будет изменяться.

Вертикальное расположение разрядника и разделение разрядной камеры цилиндром 9 на две сообщающиеся камеры 11 и 12 обеспечивают циркуляцию газа и выравнивание температуры  внутри разрядника, так как газ  между электродами 7, нагретый до достаточно высокой температуры при электрическом  разряде, поднимается вверх по камере 12 и вытесняет через отверстия 10 газ с меньшей температурой в камеру 11, из которой охлажденный  и деионизированный газ поступает в промежуток между электродами 7, восстанавливая его электрическую прочность.