RU140363U1

RU140363U1 - ELECTRIC CAPACITOR

Info

Publication number: RU140363U1
Application number: RU2013145064/07U
Authority: RU
Inventors: Виктор Николаевич Тарабанов
Priority date: 2013-10-08
Filing date: 2013-10-08
Publication date: 2014-05-10

Abstract

1. Электрический конденсатор, состоящий из корпуса, электрических выводов, электропроводящих пластин с помещенным между ними разделяющим веществом, по которому осуществляется перенос положительного и отрицательного носителей, в разделяющее вещество введено активное начало, расположенное на твердой подложке, содержащий два полых цилиндра - внешний и внутренний, расположенные коаксиально с зазором между ними и скрепленные крышками с отверстиями сверху и снизу, упомянутый зазор представляет собой полость с жертвенным веществом в виде порошка с заданной пароиспаряемостью, через который производится его загрузка и выход газов нагретого жертвенного вещества, электропроводящие пластины расположены во внутреннем цилиндре, в верхней и нижней крышках в области полости внутреннего цилиндра установлены втулки для прохождения воздуха через эту полость, отличающийся тем, что дополнительно содержит полый цилиндр из термостойкого материала, расположенный относительно внешнего цилиндра коаксиально, с зазором, образующим дополнительную полость между указанными цилиндрами, в которой установлены дополнительные электропроводящие пластины, которые соединены с электрическими выводами упомянутых электропроводящих пластин.2. Электрический конденсатор по п.1, отличающийся тем, что дополнительные электропроводящие пластины соединены последовательно электрическими выводами упомянутых электропроводящих пластин.3. Электрический конденсатор по п.1, отличающийся тем, что дополнительные электропроводящие пластины соединены параллельно с электрическими выводами упомянутых электропроводящих пластин.4. Электрический �1. An electric capacitor, consisting of a housing, electrical leads, electrically conductive plates with a separating substance placed between them, through which positive and negative carriers are transferred, an active principle is introduced into the separating substance, located on a solid substrate, containing two hollow cylinders - an external and an internal located coaxially with a gap between them and fastened with covers with holes above and below, said gap is a cavity with a sacrificial substance in the form of a tank with a given vaporization through which it is loaded and the gases of the heated sacrificial substance are loaded, electrically conductive plates are located in the inner cylinder, bushings are installed in the upper and lower covers in the region of the cavity of the inner cylinder for passing air through this cavity, characterized in that it further comprises a hollow a cylinder made of heat-resistant material located coaxially relative to the external cylinder, with a gap forming an additional cavity between the specified cylinders, in there are installed additional conductive plates that are connected to the electrical terminals of said conductive plates. 2. An electric capacitor according to claim 1, characterized in that the additional conductive plates are connected in series with the electrical terminals of said conductive plates. The electric capacitor according to claim 1, characterized in that the additional conductive plates are connected in parallel with the electrical terminals of said conductive plates. Electric �

Description

Полезная модель относится к области электротехники и электроники, в частности, к устройствам, накапливающим электрические заряды и может быть использована при создании конденсаторов с повышенной электроемкостью. Известны электрические конденсаторы, которые состоят из корпуса, электроконтактных выводов, электропроводящих пластин, разделяющего вещества, помещенного между указанными пластинами, по которому осуществляется перенос положительного и отрицательного носителей. В разделяющее вещество, используемое в качестве носителя, введено активное начало в виде нано частиц из сегнетоэлектрического материала, отличного от материала указанного носителя, расположенное на твердой подложке. [Патент РФ №2266585]. Недостатком указанного конденсатора является недостаточно высокая удельная электроемкость.The utility model relates to the field of electrical engineering and electronics, in particular, to devices that accumulate electric charges and can be used to create capacitors with increased electric capacity. Known electrical capacitors, which consist of a housing, electrical contacts, conductive plates, a separating substance placed between these plates, through which the transfer of positive and negative carriers. An active principle in the form of nano particles of a ferroelectric material different from the material of the said carrier, which is located on a solid substrate, is introduced into the separating substance used as a carrier. [RF patent No. 2266585]. The disadvantage of this capacitor is not high enough specific power.

Широко известны также конденсаторы, состоящие из корпуса, электрических выводов, электропроводящих пластин и помещенного между указанными пластинами разделяющего вещества [Патент РФ №.104768.]. Недостатком указанного конденсатора является резко падающая емкость по экспоненциальному закону во времени.Widely known are also capacitors consisting of a housing, electrical leads, conductive plates and a separating substance placed between said plates [RF Patent No. 104768.]. The disadvantage of this capacitor is a sharply falling capacitance exponentially in time.

Известен электрический конденсатор, прототип, [Патент РФ. №128391], который состоит из корпуса, электрических выводов электропроводящих пластин с помещенным между ними разделяющим веществом, по которому осуществляется перенос положительного и отрицательного носителей, в разделяющее вещество введено активное начало, расположенное на твердой подложке, содержащий два полых цилиндра - внешний и внутренний, расположенные коаксиально с зазором между ними и скрепленные крышками с отверстиями сверху и снизу, упомянутый зазор представляет собой полость с жертвенным веществом в виде порошка с заданной пароиспаряемостью, через который производится его загрузка и выход газов нагретого жертвенного вещества, электропроводящие пластины расположены во внутреннем цилиндре, в верхней и нижней крышках в области полости внутреннего цилиндра установлены втулки для прохождения воздуха через эту полость. Электрический конденсатор по прототипу решает одну задачу - охлаждение электропроводящих пластин, расположенных во внутреннем цилиндре.Known electric capacitor, prototype, [RF Patent. No. 128391], which consists of a housing, electrical leads of electrically conductive plates with a separating substance placed between them, through which positive and negative carriers are transferred, an active principle is introduced into the separating substance, located on a solid substrate, containing two hollow cylinders - an external and an internal one, located coaxially with a gap between them and fastened by covers with holes above and below, said gap is a cavity with a sacrificial substance in the form of a powder with a given aroisparyaemostyu through which it is made and loading the heated gases exit the sacrificial substance, electrically conductive plates are arranged in the inner cylinder, the upper and lower lids in the internal cavity of the cylinder sleeve are installed for the passage of air through the cavity. The electric capacitor of the prototype solves one problem - the cooling of electrically conductive plates located in the inner cylinder.

Технической задачей предлагаемой полезной модели является расширение функциональных возможностей конденсатора.The technical task of the proposed utility model is to expand the functionality of the capacitor.

Решение указанной технической задачи предлагаемой полезной модели достигается тем, что конденсатор, который состоит из корпуса, электрических выводов, электропроводящих пластин с помещенным между ними разделяющим веществом, по которому осуществляется перенос положительного и отрицательного носителей, в разделяющее вещество введено активное начало, расположенное на твердой подложке, содержащий два полых цилиндра -внешний и внутренний, расположенные коаксиально с зазором между ними и скрепленные крышками с отверстиями сверху и снизу, упомянутый зазор представляет собой полость с жертвенным веществом в виде порошка с заданной пароиспаряемостью, через который производится его загрузка и выход газов нагретого жертвенного вещества, электропроводящие пластины расположены во внутреннем цилиндре, в верхней и нижней крышках в области полости внутреннего цилиндра установлены втулки для прохождения воздуха через эту полость, дополнительно содержит полый цилиндр из термостойкого материала, расположенный относительно внешнего цилиндра коаксиально, с зазором, образующим дополнительную полость между указанными цилиндрами, в которой дополнительно установлены электропроводящие пластины, которые электрически могут быть соединены последовательно, параллельно и последовательно - параллельно с электрическими выводами упомянутых электропроводящих пластин.The solution of the indicated technical problem of the proposed utility model is achieved by the fact that the capacitor, which consists of a housing, electrical leads, electrically conductive plates with a separating substance placed between them, through which the positive and negative carriers are transferred, an active principle is introduced into the separating substance located on a solid substrate containing two hollow cylinders - the outer and the inner, located coaxially with a gap between them and fastened with lids with holes at the top and bottom, said gap is a cavity with a sacrificial substance in the form of a powder with a given vaporization, through which it is loaded and the gases of the heated sacrificial substance are loaded, electrically conductive plates are located in the inner cylinder, bushings are installed in the upper and lower covers in the region of the cavity of the inner cylinder through this cavity further comprises a hollow cylinder of heat-resistant material, located relative to the outer cylinder coaxially, with a gap forming an additional cavity between said cylinders, in which electrically conductive plates are additionally installed, which can be electrically connected in series, in parallel and in series - in parallel with the electrical terminals of said electroconductive plates.

На фиг. 1 представлено схематическое изображение предлагаемого конденсатора, на фиг. 2 - схематическое изображение предлагаемого конденсатора, вид А, где:In FIG. 1 is a schematic representation of the proposed capacitor; FIG. 2 is a schematic representation of the proposed capacitor, view A, where:

1 - корпус конденсатора,1 - capacitor housing,

2 и 3 - внешний и внутренний цилиндры,2 and 3 - outer and inner cylinders,

4 - дополнительный цилиндр из термостойкого материала,4 - additional cylinder made of heat-resistant material,

5 и 6 - нижняя и верхняя крышки между цилиндрами 4; 2 и 3,5 and 6 - the lower and upper covers between the cylinders 4; 2 and 3,

7 - полость между цилиндрами 2, 3 и крышками 5 и 6,7 - the cavity between the cylinders 2, 3 and the covers 5 and 6,

8 - дополнительная полость между цилиндрами 2 и 4 и крышками 5 и 6,8 - an additional cavity between the cylinders 2 and 4 and the covers 5 and 6,

9 - полость внутреннего цилиндра 3,9 - the cavity of the inner cylinder 3,

10 - электропроводящие пластины ФИТы в полости 9 внутреннего цилиндра 3 с помещенным между ними разделяющим веществом, по которому осуществляется перенос положительного и отрицательного носителей, а в разделяющее вещество, используемое в качестве носителя, введено активное начало, расположенное на твердой подложке,10 - electrically conductive plates FITA in the cavity 9 of the inner cylinder 3 with a separating substance between them, through which the positive and negative carriers are transferred, and an active principle located on a solid substrate is introduced into the separating substance used as a carrier,

11 - размещенные в дополнительной полости 8 дополнительные электропроводящие пластины ФИТы д с помещенным между ними разделяющим веществом, по которому осуществляется перенос положительного и отрицательного носителей, а в разделяющее вещество, используемое в качестве носителя, введено активное начало, расположенное на твердой подложке,11 - placed in an additional cavity 8 additional conductive plates of FITA d with a separating substance between them, through which the positive and negative carriers are transferred, and an active principle located on a solid substrate is introduced into the separating substance used as a carrier,

12 - жертвенное вещество в виде порошка (например, полимеры на основе фенола) в полости 7,12 - a sacrificial substance in the form of a powder (for example, phenol-based polymers) in the cavity 7,

13 и 14 - коаксиально расположенные электрические выводы конденсатора,13 and 14 - coaxially located electrical terminals of the capacitor,

15 и 16 - дополнительные коаксиально расположенные электрические выводы конденсатора,15 and 16 are additional coaxially located electrical terminals of the capacitor,

17 - дополнительная сборная плата проводников электропроводящих пластин,17 is an additional assembly board conductors of conductive plates,

18 - дополнительные проводники сборной платы 17,18 - additional conductors of the collection board 17,

19 - отверстие с регулирующей заслонкой для загрузки жертвенного вещества 12 и удаления его из полости 7 в виде нагретых газов,19 is a hole with a control flap for loading the sacrificial substance 12 and removing it from the cavity 7 in the form of heated gases,

20 - электрический переключатель: коаксиально расположенные электрические выводы конденсатора 13 и 14 - дополнительные коаксиально расположенные электрические выводы конденсатора 15, 16 - зарядное устройство (на фиг. не показано),20 - electric switch: coaxially located electrical terminals of the capacitor 13 and 14 - additional coaxially located electrical terminals of the capacitor 15, 16 - charger (not shown in Fig.),

21 - коммутационные проводники,21 - switching conductors,

22 - патрубки, соединяющие регулируемое устройство скорости удаления газов жертвенного вещества со штуцерами в верхней металлической крышке 6,22 - nozzles connecting an adjustable device for the removal of gases of the sacrificial substance with fittings in the upper metal cover 6,

23 - регулируемое устройство скорости удаления газов жертвенного вещества из полости 7.23 is an adjustable device for the rate of removal of gases of the sacrificial substance from the cavity 7.

В корпус 1 конденсатора дополнительно встроен полый цилиндр 4 из термостойкого материала, расположенный относительно внешнего металлического цилиндра 2 коаксиально с зазором, образуя с крышками верхней 6 и нижней 5, дополнительную полость 8. Имеется полость 9, образованная цилиндрами 2 и 3, а также с крышками 5, 6. В дополнительной полости 8 имеются дополнительные электропроводящие пластины ФИТы д 11, а.в полости 3 внутреннего цилиндра имеются электропроводящие пластины ФИТы 10. Полость 7 между цилиндрами 2, 3 и крышками 5, 6,заполнена жертвенным веществом 12 в виде порошка (например, полимер на основе фенола), которое подается в полость 7 через зазор между металлическими цилиндрами 2 и 3.An additional hollow cylinder 4 made of heat-resistant material is integrated in the condenser housing 1, located relative to the external metal cylinder 2 coaxially with a gap, forming an additional cavity 8 with the caps 6 and lower 5, and there is a cavity 9 formed by cylinders 2 and 3, as well as with caps 5, 6. In the additional cavity 8 there are additional electrically conductive plates FITA d 11, and in the cavity 3 of the inner cylinder there are electrically conductive plates FITA 10. The cavity 7 between the cylinders 2, 3 and the covers 5, 6 is filled with a sacrificial substance 12 in the form of a powder (for example, a phenol-based polymer), which is fed into the cavity 7 through the gap between the metal cylinders 2 and 3.

Дополнительные сборная плата 17 с электрически соединенными с ней проводниками 18 и электропроводящими пластинами ФИТы д 11, - помещены в полость 8 и электрически соединены с дополнительными коаксиально расположенными электрическими выводами 15 и 16. Переключатель 20 электрически соединен с коммутационными проводниками 21 для электрических коммуникаций с электрическими выводами 13 и 14, 15 и 16. Патрубки 22 соединяют регулируемое устройство 23 скорости удаления газов жертвенного вещества из полости 7.Additional assembly board 17 with conductors 18 electrically connected to it and FITa d 11 conductive plates, are placed in cavity 8 and are electrically connected to additional coaxially located electrical leads 15 and 16. The switch 20 is electrically connected to switching conductors 21 for electrical communications with electrical leads 13 and 14, 15 and 16. Pipes 22 connect an adjustable device 23 for the removal of gases of the sacrificial substance from the cavity 7.

В полости 7 происходит нагрев жертвенного вещества 12, так как температура электропроводящих пластин 10 и 11 может быть порядка 800°С.Нагретый газ жертвенного вещества 12удаляется из полости 7. Удаление газов жертвенного вещества 12 осуществляется через регулируемую заслонку 19, затем газ направляется в специальный теплообменник (на фиг. не показан).In the cavity 7, the sacrificial substance 12 is heated, since the temperature of the electrically conductive plates 10 and 11 can be about 800 ° C. The heated gas of the sacrificial substance 12 is removed from the cavity 7. The gases of the sacrificial substance 12 are removed through an adjustable damper 19, then the gas is sent to a special heat exchanger (not shown in FIG.).

Отверстия в нижней 5 и в верхней 6 крышках, предусмотренные для конвективного охлаждения электропроводящих пластин (ФИТы и ФИТы д), регулирующих заслонок не имеют. Пока происходит испарение жертвенного вещества 12,электрическая емкость конденсатора во времени будет постоянная, и электрическое напряжение на выводах 13 и 14, 15 и 16 будет стабильным. В качестве жертвенного вещества 12 может быть использован, например, фенольный полимер. Он должен обладать хорошей абляционной способностью. Жертвенное вещество 12 в виде фенольного полимера широко применяется, например, в космической промышленности. Загрузка жертвенного вещества в полость 7 и удаление его в виде газа обеспечивается через регулируемые отверстия с заслонками 19. Отверстия в верхней 6 и нижней 5 крышках над и под полостями 8 (выход газов показан на фиг. в виде пунктирной стрелки) обеспечивает постоянство конвекционного охлаждения, емкостей во время работы конденсатора. Охлаждение полостей 8 и 9 осуществляется потоком воздуха окружающей среды за счет конвекционного потока, исходящего снизу вверх.The holes in the lower 5 and upper 6 covers provided for convective cooling of the electrically conductive plates (FIT and FIT d) do not have control dampers. While the sacrificial substance 12 evaporates, the electric capacitance of the capacitor will be constant over time, and the voltage at the terminals 13 and 14, 15 and 16 will be stable. As the sacrificial substance 12, for example, a phenolic polymer can be used. He must have good ablative ability. Sacrificial substance 12 in the form of a phenolic polymer is widely used, for example, in the space industry. The loading of the sacrificial substance into the cavity 7 and its removal in the form of gas is provided through adjustable openings with shutters 19. The holes in the upper 6 and lower 5 covers above and below the cavities 8 (the gas outlet is shown in the form of a dotted arrow in FIG.) Ensures constant convection cooling, capacitors during operation of the capacitor. The cooling of the cavities 8 and 9 is carried out by the flow of ambient air due to convection flow coming from the bottom up.

Предлагаемый конденсатор имеет высокие энергетические возможности прототипа, поэтому его можно применять не только по назначению (как накопитель электрической энергии), но и для сопутствующих работ, например, в полевых условиях. Для проведения, например огневых работ при ремонте автомобиля (в этом случае от конденсатора-накопителя электрической энергии требуется не только устойчивые выходные характеристики, а также значительные токи при низких напряжениях), проведение диагностических измерений: удельного электрического сопротивление изоляции, электрической прочности изоляции (в этих случаях требуется дополнительный источник напряжения с высоким выходным напряжением и небольшим электрическим током) и т.д.The proposed capacitor has high energy capabilities of the prototype, so it can be used not only for its intended purpose (as a storage of electrical energy), but also for related work, for example, in the field. To carry out, for example, hot work in car repair (in this case, the capacitor-storage of electric energy requires not only stable output characteristics, but also significant currents at low voltages), diagnostic measurements: specific electrical insulation resistance, electrical insulation strength (in these In cases, an additional voltage source with a high output voltage and a small electric current is required), etc.

Предлагаемый конденсатор имеет превышение по удельной полезной энергии не менее, чем на два порядка относительно других известных перспективных конденсаторов, по характеристикам конденсатор имеет время тока саморазряда τ_{предл.саморазр}≈500 часов. Предлагаемый конденсатор многофункциональный. Он позволяет проводить работы одновременно силовых и измерительных систем. Силовые работы: накопители энергии (аккумуляторы), сварочные работы, освещение, например, для автомобилей бортовое освещение и др.; для измерительных работ - измерение тока утечек, объемного электрического сопротивления электрической прочности и др. Кроме того системы ФИТы д-ФИТы могут работать как единое целое: соединены последовательно, в параллель, или смешано и независимо друг от друга.The proposed capacitor has an excess in specific useful energy of not less than two orders of magnitude relative to other known promising capacitors, according to the characteristics of the capacitor has a self-discharge current time τ of the _proposed self- _discharge ≈500 hours. The proposed capacitor is multifunctional. It allows you to work simultaneously power and measuring systems. Power work: energy storage (batteries), welding, lighting, for example, for cars, side lighting, etc .; for measuring work - measurement of leakage current, volumetric electrical resistance of electric strength, etc. In addition, FITA d-FITA systems can work as a whole: they are connected in series, in parallel, or mixed and independently of each other.

Предлагаемое устройство может найти применение в различных устройствах электротехнической, судостроительной и автомобильной промышленности, например в устройствах ДВС и колес с электроприводом мощных карьерных автомобилей, работающих в суровых условиях крайнего Севера и другой технике, для различных измерительных и ремонтных работ.The proposed device can be used in various devices of the electrical, shipbuilding and automotive industries, for example, in ICE devices and electric wheels of powerful mining vehicles operating in the harsh conditions of the Far North and other equipment for various measuring and repair work.

Claims

1. An electric capacitor, consisting of a housing, electrical leads, electrically conductive plates with a separating substance placed between them, through which positive and negative carriers are transferred, an active principle is introduced into the separating substance, located on a solid substrate, containing two hollow cylinders - an external and an internal located coaxially with a gap between them and fastened with covers with holes above and below, said gap is a cavity with a sacrificial substance in the form of a tank with a given vaporization through which it is loaded and the gases of the heated sacrificial substance are loaded, electrically conductive plates are located in the inner cylinder, bushings are installed in the upper and lower covers in the region of the cavity of the inner cylinder for passing air through this cavity, characterized in that it further comprises a hollow a cylinder made of heat-resistant material located coaxially relative to the external cylinder, with a gap forming an additional cavity between the specified cylinders, in the second installed additional conductive plates, which are connected to the electrical terminals of the said conductive plates.

2. The electric capacitor according to claim 1, characterized in that the additional conductive plates are connected in series with the electrical terminals of said conductive plates.

3. The electric capacitor according to claim 1, characterized in that the additional conductive plates are connected in parallel with the electrical terminals of said conductive plates.

4. The electric capacitor according to claim 1, characterized in that the additional conductive plates are connected in series - in parallel with the electrical terminals of said conductive plates.