Электрический конденсатор

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. 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. Предлагаемый электрический конденсатор 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 электрически могут быть соединены последовательно, параллельно и последовательно-параллельно с электрическими выводами упомянутых электропроводящих пластин и не зависимо друг от друга. Предлагаемый конденсатор является многофункциональным и может найти широкое применение не только для устройств импульсного действия, но и в различных устройствах электротехнической и автомобильной промышленности, например в устройствах ДВС мощных карьерных автомобилей, работающих в суровых условиях крайнего Севера и другой технике.

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.

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.

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.

Технической задачей предлагаемой полезной модели является расширение функциональных возможностей конденсатора.

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.

На фиг. 1 представлено схематическое изображение предлагаемого конденсатора, на фиг. 2 - схематическое изображение предлагаемого конденсатора, вид А, где:

1 - корпус конденсатора,

2 и 3 - внешний и внутренний цилиндры,

4 - дополнительный цилиндр из термостойкого материала,

5 и 6 - нижняя и верхняя крышки между цилиндрами 4; 2 и 3,

7 - полость между цилиндрами 2, 3 и крышками 5 и 6,

8 - дополнительная полость между цилиндрами 2 и 4 и крышками 5 и 6,

9 - полость внутреннего цилиндра 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,

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,

12 - жертвенное вещество в виде порошка (например, полимеры на основе фенола) в полости 7,

13 и 14 - коаксиально расположенные электрические выводы конденсатора,

15 и 16 - дополнительные коаксиально расположенные электрические выводы конденсатора,

17 - дополнительная сборная плата проводников электропроводящих пластин,

18 - дополнительные проводники сборной платы 17,

19 - отверстие с регулирующей заслонкой для загрузки жертвенного вещества 12 и удаления его из полости 7 в виде нагретых газов,

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),

21 - коммутационные проводники,

22 - патрубки, соединяющие регулируемое устройство скорости удаления газов жертвенного вещества со штуцерами в верхней металлической крышке 6,

23 - регулируемое устройство скорости удаления газов жертвенного вещества из полости 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.

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.

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).

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.

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.

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 _{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.

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.

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 конденсатор по п.1, отличающийся тем, что дополнительные электропроводящие пластины соединены последовательно - параллельно с электрическими выводами упомянутых электропроводящих пластин.