Взрывной переключатель

 

ВЗРЫВНОЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ, содержащий плоские токоподводящие электроды , расположенный между ними токовод из материала, уменьшающего сопротивление при повьппении давления, и взрывной узел чз заряда взрывчатого вещества с детонатором, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения как включения , так и выключения токовой цепи, заряд взрывчатого вещества расположен вдоль токовода и отделен от него диэлектрической прокладкой, со стороны токовода противоположной заряду , вплотную к тоководу расположен диэлектрик в виде клина, а детонатор размещен со стороны основания клина.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (sg 4 Н 01 Н 39/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

f10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 3317962/24-07 (22) 16.07.8) (46) 23.08.89. Бюл. 11- 31 (71) Институт гидродинамики им. М.А.Лаврентьева (72) С.Д.Гилев и А.М.Трубачев (53) 62!,316.543(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 581740, кл. Н 01 Н 39/00, 1976.

Патент Франции М 2057552, кл. Н 01 Н 39/00, 1972. (54)(57) ВЗРЫВНОЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ, содержащий плоские токоподводящие электроды, расположенный между ними тоИзобретение относится к электротехнике в части создания взрывных переключателей и может быть использовано в экспериментальной технике для переключения импульсных токов, в ча-, стности в цепях индуктивных накопителей энергии.

Известен электрический переключатель взрывного типа, содержащий электроды, соединенные полым тоководом, заряд взрывчатого вещества и детонатор, расположенный на оси заряда.

Недостатком известного переключателя является низкая скорость отключения. Это связано с тем, что на разрушение токовода и удаление его .осколков из зоны токоподводящих электродов, а также гашение электрических дуг, возникающих на разрываемых

„.80„„ДЯЩЩ А

2 ковод из материала, уменьшающего сопротивление при повышении давления, и взрывной узел из заряда взрывчатого вещества с детонатором, о т л ич а ю шийся тем,-что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения как включения, так и выключения токовой цепи, заряд взрывчатого вещества расположен вдоль токовода и отделен от него диэлектрической прокладкой, со стороны токовода противоположной заряду, вплотную к тоководу расположен диэлектрик в виде клина, а детонатор размещен со стороны. основания клина. промежутках, требуется значительное время. Последующий пробой выключателя облегчается наличием открытых металлических поверхностей и примыкающих к ним воздушных полостей, а также падением электрической прочности, продуктов детонации при расширении.

Наиболее близким техническим решением к описываемому изобретению является известный взрывной переклю" чатель, содержащий плоские токоподводящие электроды, взрывной узел, состоящий из заряда взрывчатого вещества и детонатора, и расположенный между ними токовод, выполненный из материала, уменьшающего при повышении давления свое сопротивление. Под действием ударной волны первоначально непроводящий материал переходит в

Я

g =,arcctg(— — - 1 + — )

Ро Do.

Рг Р У

1 где Р - скорость ударной волны в ( клине из диэлектрика;

Р— cKGpocTb волны разгрузки;

D — скорость детонации взрывчатого вещества.

В качестве материала токовода могут служить кремний,.германий, соединения А В", А"В, другие элементарные полупроводники и полупровод50

3 1039404 проводящее состояние, замыкая тем самым электроды между собой.

Недостатком известного переключа" теля являются малые функциональные возможности, он выполняет только одну операцию — включение тока.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей переключателя за счет осуществления операций как включения, так и выключения токовой цепи.

Цель достигается тем, чтб во взрывном переключателе, содержащем плоские токоподводящие электроды и рас- 15 положенный между электродами токовод из материала, уменьшающего сопротив, ление при повьппении давления, взрывной узел из заряда взрывчатого вещества и детонатора. 20

Заряд взрывчатого вещества расположен вдоль токовода и отделен от него диэлектрической прокладкой со стороны токовода, противоположной заряду,, вплотную к тоководу расположен диэлектрик в виде клина, а детонатор расположен со стороны основания клина.

На чертеже представлен взрывной переключатель.

Переключатель содержит плоские токоподводящие электроды 1, расположенный между ними токовод 2 из материала, уменьшающего сопротивление при повышении давления, взрывной 35 узел из заряда взрывчатого вещества

3 с детонатором 4. Заряд 3 расположен вдоль токовода 2 и отделен от него диэлектрической прокладкой 5. С противоположной заряду стороны токо- 40 вода вплотную к тоководу расположен диэлектрик 6 в виде клина. Детонатор 4 размещен со стороны основания клина.

Угол раствора клина выбирается 45 из условия: никовые соединения, испытывающие при повьппении давления фазовый переход металл-полупроводник.

Переключатель работает следующим образом.

Детонатор 4 возбуждает в заряде взрывчатого вещества 3 детонационную волну, генерирующую, в свою очередь, через диэлектрик 5 в тоководе

2 косую ударную волну; за ее фронтом существует проводящая область, замыкающая электроды 1 между собой.

Время нахождения переключателя во включенном состоянии определяется отношением Z,/Dä, где Š— длина токовода 2.

Выключение тока осуществляется волной разгрузки со свободной поверхности диэлектрика 6, вызывающей обратный переход материала токовода в непроводящее состояние. Клин обеспечивает одновременность прихода волны разгрузки на всю поверхность токовода. При этом время выключения определяется соотношением

h л

+ ь

D где h - толщина токовода; D> — скоро сть волны разгрузки в ма те риале токовода; ь — время фазового превращения материала, составляющее порядка 0,1-0,5 мкс.

Описанный переключатель отличается от прототипа тем, что позволяет производить не только включение,но и выключение тока. Кроме того, в описанном решении реализуются условия, препятствующие образованию дуг в разрываемом промежутке, так как при разгрузке токовода сплошность его не нарушается, а диэлектрическая прокладка 5 и клин б вплотную прилегают к его поверхностям, исключая возможность электрического пробоя по поверхности токовода 2, Это обеспечивает повъыенную электричес" кую прочность при выключении. Быстродействие переключателя определяется в основном скоростью волны разгрузки в тоководе и не связано с его перемещением относительно электродов.

Все это позволяет использовать переключатель как управляемый элемент при коммутации в мощных электрических цепях.

1039404

Составитель М. Кузнецова

Редактор Л.Письман Техреду N.Èîðãåíòàë Корректор Э; Лончакова

Подписное

Тираж 694

Заказ 4921

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35 ° Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101