CN105118668B - 一种防爆组合电容器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种防爆组合电容器，其包括金属壳体、定位套、核心组件和金属盖组件，金属壳体为上端敞口的筒体结构，核心组件通过定位套固定在金属壳体内，且核心组件与金属壳体之间绝缘，金属盖组件固定安装在金属壳体开口端、并使金属壳体形成密封腔，金属壳体内填充有浸渍剂，核心组件上设有的两引出线穿过金属盖组件后延伸至金属壳体外，核心组件为相互串联的电容元件和电感。本发明结构简单紧凑、体积小、电感参数更加稳定，损耗小，绝缘电阻高，自愈能力好，性能稳定，耐冲击电流强，过载能力强，防火防爆，安全性高，使用寿命长，适用于洗衣机、空调、冰箱等电器中。

Description

一种防爆组合电容器

技术领域

本发明涉及一种电容器，特别涉及一种防爆组合电容器。

背景技术

电容器是一种能够储藏电荷的元件，也是最常用的电子元件之一。在直流电路中，电容器是相当于断路的；在交流电路中，因为电流的方向是随时间成一定的函数关系变化的，而电容器充放电的过程是有时间的，这个时候，在极板间形成变化的电场，而这个电场也是随时间变化的函数，实际上，电流是通过电场的形式在电容器间通过的。电容器具有以下作用：

耦合：用在耦合电路中的电容称为耦合电容，在阻容耦合放大器和其他电容耦合电路中大量使用这种电容电路，起隔直流通交流作用。

滤波：用在滤波电路中的电容器称为滤波电容，在电源滤波和各种滤波器电路中使用这种电容电路，滤波电容将一定频段内的信号从总信号中去除。

退耦：用在退耦电路中的电容器称为退耦电容，在多级放大器的直流电压供给电路中使用这种电容电路，退耦电容消除每级放大器之间的有害低频交连。

高频消振：用在高频消振电路中的电容称为高频消振电容，在音频负反馈放大器中，为了消振可能出现的高频自激，采用这种电容电路，以消除放大器可能出现的高频啸叫。

谐振：用在LC谐振电路中的电容器称为谐振电容，LC并联和串联谐振电路中都需这种电容电路。

旁路：用在旁路电路中的电容器称为旁路电容，电路中如果需要从信号中去掉某一频段的信号，可以使用旁路电容电路，根据所去掉信号频率不同，有全频域(所有交流信号)旁路电容电路和高频旁路电容电路。

中和：用在中和电路中的电容器称为中和电容。在收音机高频和中频放大器，电视机高频放大器中，采用这种中和电容电路，以消除自激。

定时：用在定时电路中的电容器称为定时电容。在需要通过电容充电、放电进行时间控制的电路中使用定时电容电路，电容起控制时间常数大小的作用。

积分：用在积分电路中的电容器称为积分电容。在电势场扫描的同步分离电路中，采用这种积分电容电路，可以从场复合同步信号中取出场同步信号。

微分：用在微分电路中的电容器称为微分电容。在触发器电路中为了得到尖顶触发信号，采用这种微分电容电路，以从各类(主要是矩形脉冲)信号中得到尖顶脉冲触发信号。

补偿：用在补偿电路中的电容器称为补偿电容，在卡座的低音补偿电路中，使用这种低频补偿电容电路，以提升放音信号中的低频信号，此外，还有高频补偿电容电路。

自举：用在自举电路中的电容器称为自举电容，常用的OTL功率放大器输出级电路采用这种自举电容电路，以通过正反馈的方式少量提升信号的正半周幅度。

分频：在分频电路中的电容器称为分频电容，在音箱的扬声器分频电路中，使用分频电容电路，以使高频扬声器工作在高频段，中频扬声器工作在中频段，低频扬声器工作在低频段。

负载电容：是指与石英晶体谐振器一起决定负载谐振频率的有效外界电容。负载电容常用的标准值有16pF、20pF、30pF、50pF和100pF。负载电容可以根据具体情况作适当的调整，通过调整一般可以将谐振器的工作频率调到标称值。

现有技术中，应用于洗衣机、空调、冰箱等电器中的防爆电容未串联电感，或者采用外置式，其耐冲击电流能力小，外置电感式防爆电容产品体积大、累赘；外置的电感线圈使用时容易损坏，存在不安全隐患；引线浪费严重，成本高；且电感线圈无骨架支撑，易变形，电感参数不稳定；受高压爆炸后易漏电。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单紧凑、体积小、电感参数更加稳定，损耗小，绝缘电阻高，自愈能力好，性能稳定，耐冲击电流强，过载能力强，防火防爆，安全性高，使用寿命长的防爆组合电容器。

(二)技术方案

本发明提供一种防爆组合电容器，其包括金属壳体1、定位套、核心组件和金属盖组件，所述金属壳体1为上端敞口的筒体结构，所述核心组件通过定位套固定在所述金属壳体1内，且所述核心组件与所述金属壳体1之间绝缘，所述金属盖组件固定安装在所述金属壳体1开口端、并使所述金属壳体1形成密封腔，所述金属壳体1内填充有浸渍剂，所述核心组件上设有的两引出线穿过所述金属盖组件后延伸至所述金属壳体1外，所述核心组件为相互串联的电容元件和电感3；电容元件包括横截面为环形的电容素子21及套设在所述电容素子21中心的卷芯22，所述电容素子21的两端面设有电极端面23，两所述电极端面上设有引出线；所述金属盖组件包括金属盖体51及固定在所述金属盖体51下端的防爆块52，两铆钉由下而上依次穿过所述防爆块52和金属盖体51后延伸至所述金属盖组件外，所述防爆块的底面设有电连接片58，所述电连接片58通过连接线57与所述铆钉连接，所述连接线两端的连接点之间的距离与所述连接线长度之间的差值小于所述金属盖体受压时的凸起变形量；所述金属壳体1的内腔下端设有隔离板102，所述隔离板102为向上凸起的弧形板，所述隔离板102将所述金属壳体的内腔隔成上腔和下腔，所述定位套及所述核心组件安装在所述上腔内，所述上腔的内壁设有用于放置所述定位套的环形凸起103，所述下腔内填充有氮气或二氧化碳。

进一步的，所述电感3由塑料骨架31及缠绕在所述塑料骨架31上的漆包线构成。

进一步的，所述塑料骨架31包括一圆筒体，所述圆筒体的两端径向向外延伸形成止挡部，所述圆筒体侧壁与两所述止挡部之间形成绕线部，所述漆包线缠绕在所述绕线部上。

进一步的，所述电感3同轴设置在所述电容元件的上端或下端。

进一步的，所述定位套包括套设在所述核心组件上端的上定位套201及套设在所述核心组件下端的下定位套202。

进一步的，所述引出线包括焊接在下端电极端面的第一引出线41、及焊接在上端电极端面的第二引出线42，所述第一引出线41依次穿过所述卷芯22中心孔、所述上定位套及所述金属盖组件后延伸至所述金属壳体1外，所述电感3串联在所述第一引出线41上。

进一步的，所述电连接片与所述铆钉之间连接有拉紧的连接线。

(三)有益效果

本发明防爆组合电容器，结构简单紧凑、体积小、电感参数更加稳定，损耗小，绝缘电阻高，自愈能力好，性能稳定，耐冲击电流强，过载能力强，防火防爆，使用寿命长；电容器不爆炸、不起火，电容器坏掉后从电路中断开；当电容器发生故障失效时，产生大量气体，内压增高，使得金属盖形变凸起，拉断连接线，从而使电线与金属盖断开，形成开路，保护电路，安全性高，适用于洗衣机、空调、冰箱等电器中。

附图说明

图1为本发明防爆组合电容器的结构示意图；

图2为本发明防爆组合电容器的金属盖组件内的断路保护装置的结构示意图；

图3为本发明防爆组合电容器的隔离板的结构示意图。

具体实施方式

参阅图1，本发明提供一种防爆组合电容器，其包括金属壳体1、定位套、核心组件和金属盖组件，金属壳体1为上端敞口的筒体结构，本实施例中，该金属壳体由铝制成且整体呈圆筒形，核心组件通过定位套固定在金属壳体1内，且核心组件与金属壳体1之间绝缘，即核心组件套设在定位套内，定位套再套设在金属壳体内，由于核心组件与金属壳体之间隔有绝缘的定位套，因此实现了金属壳体与核心组件之间的绝缘，金属盖组件固定安装在金属壳体1开口端，该金属盖组件使金属壳体1内部形成一个密封腔，在金属壳体1(密封腔)内填充有浸渍剂，即电容器油，电容器油是一种润滑油，通常由深度精制的润滑油基础油加入抗氧剂调制而成，主要性能是低温性能、氧化安定性和介质损失；低温性能是指在低温条件下，油在电器设备中能自动对流，导出热量和瞬间切断电弧电流所必需的流动性，一般均要求倾点低和低温时粘度较小，在电器设备中，油长时间地受到电场作用下的热和氧的作用而氧化，加入抗氧剂和金属钝化剂的油品，其氧化安定性较好；(介质损失是反映油品在交流电场下其介质损耗的程度，一般以介质损耗角(δ)的正切值(tanδ)表示)；电容器油是用于电容器(主要是电力电容器或静电电容器)中起绝缘浸渍或隔潮作用的油品；目前，国内外用于高场强、大容量的电容器油有以下三种：PXE(1，1-苯基二甲苯基乙烷)、PEPE(苯基乙苯基乙烷)、M/DBT(苄基甲苯类掺合油)；在核心组件上设有两引出线，该两引出线穿过金属盖组件后延伸至金属壳体1外，本实施例中，该核心组件为相互串联的电容元件和电感3；为了方便安装固定，在金属壳体1的下底面设有连接部101，在连接部101的侧壁设有外螺纹，安装时，将其套入至安装孔内并通过螺母固定即可。

以下对各个部件结构进行详细说明；

电感3同轴设置在电容元件的上端或下端，本实施例中，电感3位于电容元件的下端，且套设在下定位套内；该电感3由塑料骨架31及缠绕在塑料骨架31上的漆包线构成；具体的，该塑料骨架31包括一圆筒体，圆筒体的两端径向(垂直于轴线方向)向外延伸形成止挡部，而圆筒体侧壁与两个止挡部之间形成绕线部，漆包线缠绕在该绕线部上，绕线部对漆包线的缠绕宽度和厚度有限制作用；漆包线由导体和绝缘层两部分组成，裸线经退火软化后，再经过多次涂漆，烘焙而成。

定位套包括套设在核心组件上端的上定位套201及套设在核心组件下端的下定位套202，本实施例中，电感位于下定位套内，定位套由绝缘材料制成，其将核心组件与金属壳体隔开，实现两者绝缘。

电容元件包括横截面为(圆)环形的电容素子21及套设在电容素子21中心的卷芯(芯棒)22，在电容素子21的两端面均设有用于导电的电极端面23，在两电极端面上焊接有引出线；具体的，该引出线包括焊接在下端电极端面的第一引出线41、及焊接在上端电极端面的第二引出线42，第一引出线41依次穿过卷芯22中心孔、上定位套及金属盖组件后延伸至金属壳体1外，电感3串联在该第一引出线41上；第二引出线依次穿过上定位套及金属盖组件后延伸至金属壳体1外；本实施例中的电容素子21由耐高温MPP制成，由于MPP为现有材料，因此本实施例中不对其进行详细描述；MPP具有良好的电气绝缘性、优良的电气绝缘性、抗拉抗压性能好、且具有较高的热变形温度和低温冲击性能；

电容素子两端的电极端面通过喷金形成，喷金是方法，其为电喷或气喷，作用是将金属镀层通过喷金涂料将电极引出，便于焊接；本实施例中，所喷的金属为锌；为了平衡电极端面的焊接强度、导电性及成本，电极端面的厚度大于或等于0.3mm且小于或等于1mm；优选的，电极端面的厚度为0.6mm，在该厚度下，电极端面的强度高，利于焊接和导电，整体稳定性好，且生产成本低。

金属盖组件通过卷边密封安装在金属壳体的开口端，其将金属壳体隔成一个密封腔体；该金属盖组件包括金属盖体51、防爆块52和绝缘板53，金属盖体51的边缘通过卷边密封固定在金属壳体1的开口端，在金属盖体与金属壳体的卷边之间设有粘结剂，该粘结剂不仅提高了两者的连接强度，还具有良好的密封性，提高整体密封效果，当密封腔内部产生高压时，该金属壳体会产生向上鼓起的塑性变形；防爆块52安装在金属盖体51的下端面，防爆块52的上表面向内凹形成安装腔，绝缘板53位于金属盖体51与防爆块之间、且位于安装腔内，两铆钉54由下而上依次穿过防爆块52及绝缘板53后延伸至金属盖体51外，在该铆钉的侧壁设有环形定位块，该环形定位块端面压合在绝缘板的下底面，将绝缘板紧紧固定在金属壳体下底面，两铆钉54的头部分别与核心组件的两引出线通过焊接连接，铆钉的尾部焊接有电线；

为了提高整体密封性和稳定性，在铆钉上套设有密封圈55，该密封圈位于金属盖体与绝缘板之间；在金属盖体顶面的设有两绝缘柱56，绝缘柱56的顶面设有凹腔，铆钉穿过绝缘柱并与贴合在凹腔底面的金属垫片固定连接，电线焊接在该金属垫片上；为了提高整体安全性，提高防水及防尘效果，在绝缘柱的凹腔内填充有绝缘材料，本实施例中，该绝缘材料为环氧树脂，该填充的绝缘材料将电线与金属垫片之间的焊点埋没并与空气隔离，提高电线与金属垫片之间的连接强度，避免电线受拉力使其从金属垫片上脱离，且能达到良好的绝缘效果，并防止焊点暴露在空气外而造成生锈和腐蚀，其提高了整体强度、工作稳定性并延长了使用寿命。

在防爆块的下底面设有环形凸起，环形凸起、防爆块下底面及定位套上表面之间形成保护腔，铆钉位于保护腔内，即引出线与铆钉头部的焊点位于该保护腔内，当电容器长时间高电压过热，使内部产生高压，在高压下，金属盖组件整体向上鼓起，引出线与铆钉在拉力的作用下脱离，实现断电保护，同时，脱离后的引出线线头在保护腔内，不会与金属壳体接触，避免漏电，提高了整体安全性；为了进一步提高安全性，上定位套的边缘轴向向上延伸形成环形护套，环形凸起位于该环形护套内，其能更好的避免断开的引出线与金属壳体接触。

参阅图2，为了确保在金属盖组件受高压向上鼓起时实现引出线与铆钉脱离而断电，在防爆块的底面设有电连接片58，该电连接片58的上表面与位于上端的铆钉下表面之间存在有间隙，在该间隙内设有一根连接线，本实施例中采用铜丝，连接线的两端分别连接在电连接片与铆钉上，且两连接点之间的距离(连接线与铆钉的连接点、连接线与电连接片的连接点)与连接线长度之间的差值小于电容器受高内压时金属盖体的凸起变形量；

例如：铆钉与连接线之间的连接点为a1，电连接片与连接线之间的连接点为a2，则两连接点之间的距离为a，而连接在该铆钉与该电连接片之间的连接线的长度为b，则两者的差值即为H，H＝b-a，且差值H小于电容器受高内压(电容器发生故障失效时，产生大量气体，内压增高，使得金属盖形变凸起)时金属盖体向上鼓起的变形量。由于具有两个铆钉和两个电连接片，因此具有两个差值H，只需一个差值满足上述条件既能实现自动断路。为了提高断电稳定性，本实施例中，连接线的长度与两连接点之间的距离相等，因此差值H为零，即连接线采用拉紧的形式。

在防爆块的下底面设有凹槽，凹槽的上端通过一小孔连通上端的安装腔，铆钉位于安装腔内、且铆钉由下而上依次穿过绝缘板和金属盖体后延伸至金属盖组件外、并与金属盖体上端的插片连接，插片用于与外界载体电连接，电连接片安装在凹槽内，可固定或活套，在电连接片的上端焊接连接线，连接线的另一端穿过该小孔后与铆钉焊接在一起。

为了能满足载荷要求并能实现顺利断路，该连接线的直径大于等于0.2mm且小于等于1mm，通常断开处为连接处(即焊点附近)。

为了进一步提高安全性，本实施例中，还设有隔离板102，参阅图3，该隔离板密封连接在金属壳体1的内腔，优选的，设置在内腔下端，其将金属壳体内腔隔成上腔和下腔，该隔离板102为向上凸起的弧形板，其厚度小于金属壳体的壁厚，且其凸起高度小于1cm；

在上腔的内壁设有用于放置定位套的环形凸起103，安装时，定位套的下底面与该环形凸起的上表面接触并实现轴向定位，在下腔内填充有氮气或二氧化碳，氮气或二氧化碳填充压强为1.3-1.8Mpa；为了进一步提高整体防爆性、安全性，在金属壳体内设有夹层，在该夹层内填充有氮气或二氧化碳；

上述夹层可以采用以下方式实现：在金属壳体的侧壁内设置条形的空腔，该空腔的长度方向平行于金属壳体的轴线方向，且该空腔周向均布在金属壳体侧壁内，并在空腔内填充上氮气或二氧化碳，其形成一个保护罩。

本发明防爆组合电容器，结构紧凑、体积小、电感参数更加稳定，损耗小，绝缘电阻高，自愈能力好，性能稳定，耐冲击电流强，过载能力强，防火防爆，使用寿命长；电容器不爆炸、不起火，电容器坏掉后从电路中断开；当电容器发生故障失效时，产生大量气体，内压增高，使得金属盖形变凸起，拉断连接线，从而使电线与金属盖断开，形成开路，保护电路，安全性高，适用于洗衣机、空调、冰箱等电器中。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种防爆组合电容器，其特征在于：包括金属壳体(1)、定位套、核心组件和金属盖组件，所述金属壳体(1)为上端敞口的筒体结构，所述核心组件通过定位套固定在所述金属壳体(1)内，且所述核心组件与所述金属壳体(1)之间绝缘，所述金属盖组件固定安装在所述金属壳体(1)开口端、并使所述金属壳体(1)形成密封腔，所述金属壳体(1)内填充有浸渍剂，所述核心组件上设有的两引出线穿过所述金属盖组件后延伸至所述金属壳体(1)外，所述核心组件为相互串联的电容元件和电感(3)；所述电容元件包括横截面为环形的电容素子(21)及套设在所述电容素子(21)中心的卷芯(22)，所述电容素子(21)的两端面设有电极端面(23)，两所述电极端面上设有引出线；所述金属盖组件包括金属盖体(51)及固定在所述金属盖体(51)下端的防爆块(52)，两铆钉由下而上依次穿过所述防爆块(52)和金属盖体(51)后延伸至所述金属盖组件外，所述防爆块的底面设有电连接片(58)，所述电连接片(58)通过连接线(57)与所述铆钉连接，所述连接线两端的连接点之间的距离与所述连接线长度之间的差值小于所述金属盖体受压时的凸起变形量；所述金属壳体(1)的内腔下端设有隔离板(102)，所述隔离板(102)为向上凸起的弧形板，所述隔离板(102)将所述金属壳体的内腔隔成上腔和下腔，所述定位套及所述核心组件安装在所述上腔内，所述上腔的内壁设有用于放置所述定位套的环形凸起(103)，所述下腔内填充有氮气或二氧化碳。

2.如权利要求1所述的防爆组合电容器，其特征在于：所述电感(3)由塑料骨架(31)及缠绕在所述塑料骨架(31)上的漆包线构成。

3.如权利要求2所述的防爆组合电容器，其特征在于：所述塑料骨架(31)包括一圆筒体，所述圆筒体的两端径向向外延伸形成止挡部，所述圆筒体侧壁与两所述止挡部之间形成绕线部，所述漆包线缠绕在所述绕线部上。

4.如权利要求1所述的防爆组合电容器，其特征在于：所述电感(3)同轴设置在所述电容元件的上端或下端。

5.如权利要求1所述的防爆组合电容器，其特征在于：所述定位套包括套设在所述核心组件上端的上定位套(201)及套设在所述核心组件下端的下定位套(202)。

6.如权利要求5所述的防爆组合电容器，其特征在于：所述引出线包括焊接在下端电极端面的第一引出线(41)、及焊接在上端电极端面的第二引出线(42)，所述第一引出线(41)依次穿过所述卷芯(22)中心孔、所述上定位套及所述金属盖组件后延伸至所述金属壳体(1)外，所述电感(3)串联在所述第一引出线(41)上。

7.如权利要求1所述的防爆组合电容器，其特征在于：所述电连接片与所述铆钉之间连接有拉紧的连接线。