CN101802946B - 用于可变真空电容器的驱动系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于真空电容器(1)的机械驱动系统，所述驱动系统包括驱动螺杆(2)和螺母(3)，其中螺母(3)设置在真空电容器(1)的壳体内，驱动螺杆(2)螺旋穿过螺母(3)，第一电极设置在驱动螺杆(2)的一侧上，通过驱动螺杆(2)的旋转，第一电极能够相对第二电极移动，并且螺母(3)至少部分由塑性材料制成。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于可变真空电容器的驱动系统。
背景技术
可变真空电容器通常包括能够相对于第二组电极移动的第一组电极。例如，电极可以设置成同心环。大体上，在可变真空电容中，第一组同心环可移动到第二组同心环中。由于这种移动，使得第一同心环和第二同心环的彼此相对的部分的面积增大。这样导致增加了相应的有效面积，并因此导致增加了可变真空电容器的电容量。第一电极和第二电极的相对运动是通过机械驱动系统来执行。这种机械驱动系统可包括驱动螺杆和螺母。驱动螺杆可用不锈钢制造，螺母可用铅青铜制造。除了电极和驱动系统，可变真空电容器包括另外的元件。例如，这些另外的元件可包括壳体底部、绝缘体、壳体顶部和弹簧波纹管。第一组电极可设置在壳体底部中。第二组电极连同弹簧波纹管和驱动系统可设置在壳体顶部中。通过驱动系统，第二组电极能够沿给定的方向移动。绝缘体可设置在壳体底部与壳体顶部之间。真空电容器的真空部分基本上一边通过壳体顶部部件和波纹管并且另一边通过壳体顶部部件、绝缘体和壳体底部包围。
可变真空电容器在各种各样的工业应用中得到使用。这些应用包括无线广播系统、平板显示器制造系统、半导体制造系统以及其它工业应用。对这些应用来讲，可变真空电容器需能够承受大约50A至200A的电流、或者高达900A的电流、或者更高的电流以及高达90kV的电压或者更高的电压。可变真空电容器的可变电容量的范围可以是最低值为20pF以及最高值为5000pF。根据应用，可将可变真空电容器构造成用以提供其它范围的可变电容量。对可变真空电容器的其它要求可包括例如特定额定频率、运行电容器的温度范围的操作条件以及其它要求。
需构造具有较长持久使用寿命的可变真空电容器。因此，需制造高质量的可变真空电容器部件。近年来，增加了关于改变可变电容器的电容量的速度的要求。基本上，可变电容器的电容量的改变是通过旋转驱动螺杆来执行。通过这种旋转，相应地改变可变真空电容器的电容量。如果需要电容量快速改变，则同样需要旋转螺杆的高转速。近年来，所需转速已从100rpm增加到600rpm或者更高。这些需求已促使制造商引入用于驱动螺杆的新的硬化技术并引用新的润滑剂。然而，通过这些技术所取得的效果并没有完全满足所需的要求，尤其是关于驱动系统的耐久性的所需的要求。
日本专利申请公开JP05251269公开了一种真空电容器，其目的在于使真空电容器的静电容量控制机构与带电部件绝缘。根据所提出的解决方案，真空电容器配备有设置在真空容器内侧的固定电极和可动电极，通过移位静电容量控制螺杆来改变可动电极与固定电极的相交面积，支撑静电容量控制螺杆的螺杆插座位于真空容器的外侧，其中螺杆插座的暴露部分和静电容量控制螺杆由纤维增强塑料形成。
美国专利3,751,725公开了一种微调电容器，所述微调电容器采用具有一体成型的突出部的模制塑料底座，突出部延伸通过导体板中的开口，并加热突出部用以形成将导体板抵靠底座而保持在适当位置的展开部分。一体成型的脊部从底座表面向外延伸，用以形成辅助组装的对齐引导装置。自攻调节螺钉直接旋到模制塑料底座中。
发明内容
本发明的目的是提出一种新式的用于可变真空电容器的驱动系统，所述驱动系统不具有现有技术的缺点。尤其是，在增加用于在可变真空电容器的不同电容量值之间进行改变的容许速度的同时，该新式的驱动系统应具有延长的预期寿命。优选地，所述机械驱动系统包括驱动螺杆和螺母，其中螺母设置于真空电容器的壳体内，驱动螺杆螺旋穿过螺母，第一电极设置于驱动螺杆的一侧上，通过驱动螺杆的旋转，第一电极能够相对于第二电极移动。
根据本发明，通过独立权利要求的要素实现这些目的。另外，由从属权利要求和说明书可得出进一步优选的实施方式。
上述目的可以通过本发明来实现，其中用于真空电容器的机械驱动系统的螺母至少部分由塑性材料制成。特别是，这种驱动系统具有如下优点：能够实现可变真空电容器的电容量的高速改变并且能够显著改善驱动系统的耐久性。
在实施方式变体中，所述螺母基本上全部由塑性材料制成。特别是，该驱动系统具有如下优点：能够使所需部件的数目最小化。
在另一实施方式变体中，螺母的用于驱动螺杆螺旋穿过该螺母的部分由塑性材料制成，而螺母的用于将该螺母设置在真空电容器的壳体内的部分由金属材料制成。该实施方式具有如下优点：所述螺母的物理特性能够适应当安装时与该螺母接触的材料的物理特性。
在又一实施方式变体中，所述塑性材料包括高性能塑性材料。该实施方式具有如下优点：能够使用具有已知物理特性的高性能塑性材料来实现关于机械驱动系统的耐久性和操作速度的期望结果。
在另一实施方式变体中，所述塑性材料包括在100摄氏度下摩擦系数小于0.1的高性能且耐高达250摄氏度高温的聚合物塑性材料。该实施方式具有如下优点：可使用已知产品来实现关于机械驱动系统的耐久性和操作速度的期望结果。
在又一实施方式变体中，所述金属材料包括不锈钢。该实施方式具有如下优点：能够使用已知的材料来实现耐久性和操作速度。
在另一实施方式变体中，所述驱动螺杆包括具有6000HV或更高的维氏硬度的PVD(PVD：Physical Vapor Deposition物理气相沉积)覆盖层或类似工艺的覆盖层。该实施方式具有如下优点：可显著改善耐久性和操作速度。
附图说明
下面将参照示例来描述本发明的实施方式。本实施方式的示例通过图1至图3图示出：
图1示出可变真空电容器的结构图。
图2示出螺母的第一实施方式变体。
图3示出螺母的第二实施方式变体。
具体实施方式
在图1中，附图标记1指的是可变真空电容器。可变真空电容器包括壳体和绝缘体。第一电极(未示出)和第二电极(未示出)设置在可变真空电容器的壳体和绝缘体的内侧。例如，第一电极可附连至驱动螺杆，在图1中附图标记2指的是驱动螺杆，而第二电极以与第一电极相对的方式设置在相对于可变真空电容器的壳体固定的位置上。通过改变所述第一电极与所述第二电极之间的距离来调节可变真空电容器的电容量。为了增加有效面积，所述第一电极和第二电极可包括环状电极或螺旋状电极。电极之间的距离的改变是通过机械驱动装置来执行。在图1中，附图标记3指的是螺母。螺母3设置在相对于可变电容器的壳体固定的位置上。例如，通过多个螺钉将螺母3附连至壳体。所述驱动螺杆2螺旋穿过所述螺母。因此，当沿一个方向或另外一个方向转动螺杆2时，第一电极相对于壳体移动并且同样相对于第二电极移动，导致可变真空电容器的电容量增加或减少。在图1中，附图标记4指的是盖，附图标记5指的是滚珠轴承。例如，盖4用铝制成。滚珠轴承可为标准的滚珠轴承。盖4和滚珠轴承5可提高机械驱动系统的质量。螺母3包括塑性材料，与驱动螺杆2接触的塑性材料提供了有利的物理特性，尤其是关于机械驱动系统的耐久性和操作速度的有利的物理特性。
在图2中，示出了螺母的第一实施方式。在图2中，附图标记1指的是螺母的塑料圆筒部，而附图标记2指的是螺母的金属圆筒部。塑料圆筒部1设置在金属圆筒部2的内侧。塑料圆筒部1的外直径可稍大于金属圆筒部2的内直径，例如稍大于1/10mm。可将塑料圆筒部1压到金属圆筒部2中。塑料圆筒部1包括适于容纳驱动螺杆的螺纹。金属圆筒部2可包括用于将螺母设置在可变真空电容器的壳体内的装置，例如用于容纳螺钉的孔。
在图3中，示出了螺母的第二实施方式。在图3中，附图标记1指的是螺母的塑料部件，而附图标记2指的是螺母的金属部件。当将螺母设置于可变真空电容器的壳体内时，螺母的金属部件2适于保护螺母的塑料部件1免受由螺钉施加的力。
当安装机械驱动系统时，对驱动螺杆施加润滑剂，从而进一步减小驱动螺杆与螺母之间的摩擦。该润滑剂包括合成油。
驱动螺杆可包括PVD(PVD：Physical Vapor Deposition物理气相沉积)覆盖层，所述覆盖层可通过已知的方法和程序制成。
塑性材料可以以使得可变真空电容器可在从0摄氏度到125摄氏度的温度范围内操作的方式制成。例如，所述塑性材料可包括高性能且耐高温的聚合物塑性材料，所述塑性材料可具有如下特性：免维护、耐磨损、低摩擦、抗冲击、抗振动、价格低廉、易加工(例如，切削、磨削、抛光)、适于胶接或焊接、抗粘附。所述塑性材料的特点可包括：能够在零下50摄氏度到140摄氏度、最大允许温度为250摄氏度的温度范围内使用，＜0.1的动态摩擦系数(在100摄氏度的温度下空运转(dryrun))，以及＜0.15mm/100km的磨损因数。
Claims (5)
1.一种用于真空电容器(1)的机械驱动系统，所述驱动系统包括驱动螺杆(2)和螺母(3)，其中所述螺母(3)设置在所述真空电容器(1)的壳体内，其中所述驱动螺杆(2)螺旋穿过所述螺母(3)，其中第一电极设置在所述驱动螺杆(2)的一侧上，而第二电极以与所述第一电极相对的方式设置在相对于所述真空电容器的壳体固定的位置上，其中，通过所述驱动螺杆(2)的旋转，所述第一电极能够相对于所述第二电极移动，其特征在于，所述螺母(3)完全由塑性材料制成；或者所述螺母(3)的用于所述驱动螺杆(2)螺旋穿过该螺母的部分由塑性材料制成，而所述螺母的用于将该螺母设置在所述真空电容器(1)的壳体内的部分由金属材料制成。
2.根据权利要求1所述的机械驱动系统，其特征在于，所述塑性材料具有＜0.15mm/100km的磨损因数。
3.根据权利要求1所述的机械驱动系统，其特征在于，所述塑性材料包括具有在100摄氏度下摩擦系数＜0.1的耐高达250摄氏度高温的聚合物塑性材料。
4.根据权利要求1所述的机械驱动系统，其特征在于，所述金属材料包括不锈钢。
5.根据权利要求1所述的机械驱动系统，其特征在于，所述驱动螺杆包括具有6000HV或更高的维氏硬度的PVD(PVD：物理气相沉积)覆盖层。
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