CN105957668B - 一种水电阻 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水电阻，目的在于解决现有水电阻长时间连续工作后，电极和电解液的温度会升高，导致水电阻无法长时间连续工作的问题。该水电阻包括用于设置电解液的第一玻璃管、电极、第一冷却端盖、第二冷却端盖、空心管，电极为一组且电极分别设置在第一玻璃管的两端，第一玻璃管与电极构成电阻主体，第一冷却端盖、第二冷却端盖分别与电极相连。本发明能够有效解决水电阻长时间连续工作后，电极和电解液温度会升高，导致水电阻无法长时间连续工作的问题。本发明构思巧妙，设计合理，结构简单，易于维护，生产成本低，且工作稳定，使用寿命长，能够满足长时间、连续工作的需求，具有较高的应用价值和较好的应用前景，值得大规模推广和应用。

Description

一种水电阻

技术领域

本发明涉及电气领域，尤其高功率脉冲领域，具体为一种水电阻。本发明采用气冷方式对铜电极和电阻主体内蒸馏水进行冷却，有效消除了水电阻工作过程中，温度升高对其的影响，保证了其的性能和使用寿命，也保证了高功率脉冲设备的正常运行。

背景技术

水电阻具有功率耐受性好、频率响应快的优点，并且适合制作成各种形状，阻值可调，能够适用于各种高压、大电流、瞬态工作场合，可用作电路匹配或是测量部件等。因而，水电阻被广泛应用于高功率脉冲领域。

水电阻在工作过程中，电极和电解液的温度会升高，随着温度的升高，电解液中的离子浓度受到影响，进而影响水电阻的阻值；同时，水电阻长时间通过大电流高压脉冲也会改变水电阻的阻值。

为了解决水电阻因温度变化导致阻值改变的问题，目前，通常将水电阻的电极加工成弧形或是锥形的端面结构（如中国专利CN201120504285.4），从而消除工作过程中产生的少量微小气泡在温度升高后对水电阻的影响；或者将水电阻加工成阻值可调的。然而，这两种方式均不能降低水电阻电极和电解液的温度，从而使得水电阻不能长时间连续工作，导致各类高功率脉冲装置运行效率降低。

为此，迫切需要一种新的装置，以解决上述问题。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对现有水电阻长时间连续工作后，电极和电解液的温度会升高，导致水电阻无法长时间连续工作的问题，提供一种水电阻。本发明能够有效解决水电阻长时间连续工作后，电极和电解液温度会升高，导致水电阻无法长时间连续工作的问题。本发明构思巧妙，设计合理，结构简单，易于维护，生产成本低，且工作稳定，使用寿命长，能够满足长时间、连续工作的需求，具有较高的应用价值和较好的应用前景，值得大规模推广和应用。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种水电阻，包括用于设置电解液的第一玻璃管、电极、第一冷却端盖、第二冷却端盖、空心管，所述电极为一组且电极分别设置在第一玻璃管的两端，所述第一玻璃管与电极构成电阻主体，所述第一冷却端盖、第二冷却端盖分别与电极相连；

所述空心管套在第一玻璃管外侧，所述第一冷却端盖、第二冷却端盖分别与空心管相连，所述第一玻璃管、电极、第一冷却端盖、第二冷却端盖、空心管之间构成冷却腔；

所述第一冷却端盖上设置有用于与冷气进管相连的冷气进口，所述第二冷却端盖上设置有用于与冷气出管相连的冷气出口，冷气进口、冷却出口分别与冷却腔连通。

所述电极朝向空心管的侧面呈台阶状。

所述电极的端面呈弧形或锥形。

所述电极为铜电极。

所述电极采用紫铜材料制备而成。

所述电解液为蒸馏水。

所述第一冷却端盖与空心管之间采用螺纹紧密连接，所述第二冷却端盖与空心管之间采用螺纹紧密连接。

所述冷气进口的管径大于冷气出口的管径。

所述冷气进口管径为冷气出口管径的1.1~5倍。

所述第一冷却端盖、第二冷却端盖、空心管分别采用有机玻璃制成。

所述空心管的轴线与第一玻璃管的轴线相重合。

还包括与冷气进口相连的冷气进管、与冷气进管相连的冷气供应装置、与冷气出口相连的冷气出管。

还包括垫圈，所述第一冷却端盖与电极之间通过垫圈相连，所述第二冷却端盖与电极之间通过垫圈相连。

所述垫圈采用橡胶材料制备而成。

还包括O型密封圈，所述O型密封圈分别设置在空心管与第一冷却端盖、空心管与第二冷却端盖之间。

申请人通过研究后发现，现有水电阻通过将电极加工成弧形或是锥形的端面结构，以消除大电流高压脉冲过程中产生的少量微小气泡在温度升高后对水电阻的影响；或是将其制成阻值气动可调的水电阻。然而，这两种水电阻在长时间工作时，电极和电解液的温度仍然会急剧升高，所以不能长时间连续工作，降低了各类高压脉冲装置的运行效率。为此，本发明提供一种水电阻。

该水电阻包括用于设置电解液的第一玻璃管、电极、第一冷却端盖、第二冷却端盖、空心管，电极为一组且电极分别设置在第一玻璃管的两端，第一玻璃管与电极构成电阻主体，第一冷却端盖、第二冷却端盖分别与电极相连。空心管的直径大于第一玻璃管的直径，空心管套在第一玻璃管外侧，第一冷却端盖、第二冷却端盖分别与空心管相连，第一玻璃管、电极、第一冷却端盖、第二冷却端盖、空心管之间构成冷却腔。第一冷却端盖上设置有用于与冷气进管相连的冷气进口，第二冷却端盖上设置有用于与冷气出管相连的冷气出口，冷气进口、冷却出口分别与冷却腔连通。其中，冷气出口的直径小于冷气进口的直径。

本发明中，在第一玻璃管内充填蒸馏水，蒸馏水中正负离子较少，阻值较大，且通过大电流高压脉冲后阻值改变相对较少；在第一玻璃管外面再加个大直径的空心管，空心管分为三截（即空心管、第一冷却端盖、第二冷却端盖形成三截结构），分别从两边铜电极头位置压紧，且空心管、第一冷却端盖、第二冷却端盖之间通过螺纹紧密连接。第一冷却端盖上设置有用于与冷气进管相连的冷气进口，第二冷却端盖上设置有用于与冷气出管相连的冷气出口，冷气进口在下，冷气出口在上，且冷气出口的直径小于冷气进口的直径，以保证通入冷却气体能充满整个空心管；本发明通过接入冷气对水电阻电极和蒸馏水进行降温，减小了温度对水电阻阻值的影响，使制备的水电站能够满足长时间、连续工作的需求。

本发明的水电阻在长时间大电流高压脉冲工作中，水电阻冷却腔内持续通入冷气，带走电极和电阻主体内蒸馏水的热量，从而使铜电极和蒸馏水的温度变化较小，减小对水电阻阻值的影响，不影响水电阻的性能，保证水电阻能长时间工作，提高高压脉冲装置的效率，具有较高的应用价值。

作为优选，电极朝向空心管的侧面呈台阶状。将电极侧面加工成台阶状，数量尽可能多，有利于保证充足的散热面积，带走电极头和电阻主体内蒸馏水的热量，保证水电阻长时间正常工作。

进一步，电极的端面呈弧形或锥形。电极为铜电极，优选采用紫铜材料制备电极。

进一步，第一冷却端盖与空心管的连接处，即弯折处设置有45°的倒角，第二冷却端盖与空心管的弯折处也设置有45°的倒角。采用该结构，能够分散弯折处的作用力，防止第一冷却端盖、第二冷却端盖在压紧电极过程中折断。

综上所述，在水电阻经过大电流高压脉冲后，电极和电阻主体内的蒸馏水温度会升高，而冷却腔内的冷气会吸收电极和蒸馏水的热量，使温度保持稳定，变化较小，且呈台阶状的电极朝向空心管的侧面能够提高散热效果，保证电阻的稳定。经测定，本发明的水电阻在连续工作30天后，温度变化范围在±0.1℃内，变化较小，能够保持相对稳定。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1为本发明的结构示意图。

图中标记：1、第一玻璃管，2、电极，3、第一冷却端盖，4、第二冷却端盖，5、空心管，6、冷气进口，7、冷气出口，8、垫圈，9、O型密封圈。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

实施例1

如图所示，本实施例的水电阻包括用于设置电解液的第一玻璃管1、电极2、第一冷却端盖3、第二冷却端盖4、空心管5、垫圈8、O型密封圈9，电极2为一组且电极2分别设置在第一玻璃管1的两端，第一玻璃管1与电极2构成电阻主体，第一冷却端盖3、第二冷却端盖4分别与电极2相连。空心管5套在第一玻璃管1外侧，第一冷却端盖3、第二冷却端盖4分别与空心管5相连，第一玻璃管1、电极2、第一冷却端盖3、第二冷却端盖4、空心管5之间构成冷却腔。第一冷却端盖3上设置有用于与冷气进管相连的冷气进口6，第二冷却端盖4上设置有用于与冷气出管相连的冷气出口7，冷气进口6、冷却出口分别与冷却腔连通。其中，空心管5的直径大于第一玻璃管1的直径，冷气出口7的直径小于冷气进口6的直径。本实施例中，垫圈8采用橡胶材料制备而成，第一冷却端盖3与电极2之间通过垫圈8相连，第二冷却端盖4与电极2之间通过垫圈8相连。

如图所示，本实施例中，电极2朝向空心管5的侧面呈台阶状，电极2采用紫铜材料制备而成，电解液采用蒸馏水。电极2的端面优选呈弧形或锥形。本实施例中，第一冷却端盖3、第二冷却端盖4、空心管5可分别采用有机玻璃制成；第一冷却端盖3与空心管5之间采用螺纹紧密连接，第二冷却端盖4与空心管5之间采用螺纹紧密连接，O型密封圈9设置在空心管5与第一冷却端盖3、空心管5与第二冷却端盖4之间。本实施例中，冷气出口7、冷气进口6可采用PC全塑。

水电阻装配完成后，分别将冷气进口6、冷气出口7与导气软管相连；其中，冷气进口6位于下方，冷气出口7位于上方，冷气进口6的直径大于冷气出口7的直径；工作时，从冷气进口6通入冷气。

在水电阻经过大电流高压脉冲后，电极2和电阻主体内的蒸馏水温度会升高，而冷却腔内的冷气会吸收电极2和蒸馏水的热量，使温度保持稳定，变化较小，保证水电阻能长时间工作。电极2朝向空心管5的侧面呈台阶状，采用该结构，能够保证电极2与冷却腔内冷气有较大的接触面积，增大散热面积，使得通入的冷气吸收带走更多的热量。

采用垫圈8能够在竖直面和斜侧面对第一玻璃管1分别施加作用力，防止管中蒸馏水溢出。同时，在第一冷却端盖3的弯折处、第二冷却端盖4的弯折处可加工出45°的倒角，分散弯折处的作用力，防止第一冷却端盖3、第二冷却端盖4在压紧电极2过程中折断。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (10)

1.一种水电阻，其特征在于，包括用于设置电解液的第一玻璃管（1）、电极（2）、第一冷却端盖（3）、第二冷却端盖（4）、空心管（5），所述电极（2）为一组且电极（2）分别设置在第一玻璃管（1）的两端，所述第一玻璃管（1）与电极（2）构成电阻主体，所述第一冷却端盖（3）、第二冷却端盖（4）分别与电极（2）相连；

所述空心管（5）套在第一玻璃管（1）外侧，所述第一冷却端盖（3）、第二冷却端盖（4）分别与空心管（5）相连，所述第一玻璃管（1）、电极（2）、第一冷却端盖（3）、第二冷却端盖（4）、空心管（5）之间构成冷却腔；

所述第一冷却端盖（3）上设置有用于与冷气进管相连的冷气进口（6），所述第二冷却端盖（4）上设置有用于与冷气出管相连的冷气出口（7），冷气进口（6）、冷气 出口分别与冷却腔连通；

所述电极（2）朝向空心管（5）的侧面呈台阶状；

所述电极（2）的端面呈弧形或锥形；

所述空心管（5）、第一冷却端盖（3）、第二冷却端盖（4）形成三截结构，空心管（5）分别从两边电极（2）位置压紧。

2.根据权利要求1所述水电阻，其特征在于，所述第一冷却端盖（3）与空心管（5）之间采用螺纹紧密连接，所述第二冷却端盖（4）与空心管（5）之间采用螺纹紧密连接。

3.根据权利要求1所述水电阻，其特征在于，所述冷气进口（6）的管径大于冷气出口（7）的管径。

4.根据权利要求1所述水电阻，其特征在于，所述第一冷却端盖（3）、第二冷却端盖（4）、空心管（5）分别采用有机玻璃制成。

5.根据权利要求1~4任一项所述水电阻，其特征在于，还包括与冷气进口（6）相连的冷气进管、与冷气进管相连的冷气供应装置、与冷气出口（7）相连的冷气出管。

6.根据权利要求1~4任一项所述水电阻，其特征在于，还包括垫圈（8），所述第一冷却端盖（3）与电极（2）之间通过垫圈（8）相连，所述第二冷却端盖（4）与电极（2）之间通过垫圈（8）相连。

7.根据权利要求6所述水电阻，其特征在于，所述垫圈（8）采用橡胶材料制备而成。

8.根据权利要求5所述水电阻，其特征在于，还包括垫圈（8），所述第一冷却端盖（3）与电极（2）之间通过垫圈（8）相连，所述第二冷却端盖（4）与电极（2）之间通过垫圈（8）相连。

9.根据权利要求8所述水电阻，其特征在于，所述垫圈（8）采用橡胶材料制备而成。

10.根据权利要求1~4、8、9任一项所述水电阻，其特征在于，还包括O型密封圈（9），所述O型密封圈（9）分别设置在空心管（5）与第一冷却端盖（3）、空心管（5）与第二冷却端盖（4）之间。