КОНДЕНСАТОР С ГАЗООБРАЗНЫМ ИЛИ ВАКУУМНЫМ ДИЭЛЕКТРИКОМ Российский патент 1999 года по МПК H01G4/02 H01G4/02 H01G4/224 

Изобретение относится к радиоэлектронике, конкретно к электронакопительным устройствам, которые могут быть использованы в цепях постоянного, переменного и пульсирующего тока в качестве кратковременных или резервных источников тока радиоэлектронной аппаратуры, в элементах памяти микросхем и, в частности, в изделиях с ограниченным аппаратурным объемом.

Известен металловоздушный источник тока - конденсатор (описанный в патенте России N 2077095 по МКИ H 01 M 4/86), содержащий в поперечном сечении линию внешней границы корпуса в виде прямоугольника со скругленными вершинами сечения.

Под термином "поперечное сечение конденсатора" следует понимать сечение плоскостью, перпендикулярной продольной оси конденсатора. Термин "поперечное сечение конденсатора" используется в данном контексте на протяжении всего описания, включая формулу изобретения.

Под термином "продольная ось конденсатора" следует понимать характерную ось, проходящую, например:
через центр масс конденсатора или корпуса конденсатора и параллельную оси одного из выводов конденсатора;
по касательной к образующей обечайки (боковой стенке) конденсатора;
через геометрические центры (или центры масс) противоположных днищ (стенок).

Термин "продольная ось конденсатора" используется в данном контексте на протяжении всего описания.

Недостатками аналога являются:
во-первых, отсутствие конструктивно заложенного изменения линейного размера внешней границы поперечного сечения корпуса, что не позволяет обеспечить максимальную компоновку конденсатора в составе изделия с ограниченным объемом;
во-вторых, при утилизации конденсатора, в том числе в составе изделия, требуется большая работа по деформации корпуса конденсатора в поперечном направлении в связи с большим значением момента сопротивления сечения корпуса сжатию (деформации, разрушению) [1].

Под термином "линейный размер" следует понимать характерное расстояние, например, между:
противоположными точками пересечения отрезка прямой, проходящей через центр масс сечения конденсатора или корпуса конденсатора с линией внешней границы корпуса;
противоположными точками на внешних границах противоположных сторон в сечении корпуса.

Термин "линейный размер" используется в данном контексте на протяжении всего описания, включая формулу изобретения.

Известен также конденсатор с двойным электрическим слоем, у которого между электродом и электролитом - вакуум (патент РФ N 2084036, выданный 30.11.95 г. по классу H 01 G 9/04), содержащий в поперечном сечении линию внешней границы сечения корпуса в виде окружности.

Недостатками аналога являются:
во-первых, отсутствие конструктивно заложенного изменения линейного размера внешней границы поперечного сечения корпуса, что не позволяет обеспечить максимальную компоновку конденсатора в составе изделия с ограниченным объемом;
во-вторых, при утилизации конденсатора, в том числе в составе изделия, требуется большая работа по деформации корпуса конденсатора в поперечном направлении в связи с большим значением момента сопротивления сечения корпуса сжатию (деформации, разрушению).

Наиболее близким по технической сущности (прототипом) к предлагаемому устройству является конденсатор с газообразным или вакуумным диэлектриком, содержащий линию внешней границы поперечного сечения корпуса (заявка РФ N 93014015, выданная 30.04.95 г. по классу H 02 J 15/00).

Недостатками прототипа являются:
во-первых, отсутствие конструктивно заложенного изменения линейного размера внешней границы поперечного сечения корпуса, что не позволяет обеспечить максимальную компоновку конденсатора в составе изделия с ограниченным объемом;
во-вторых, при утилизации конденсатора, в том числе в составе изделия, требуется большая работа по деформации корпуса конденсатора в поперечном направлении в связи с большим значением момента сопротивления сечения корпуса сжатию (деформации, разрушению).

В процессе утилизации могут происходить операции разделения корпуса конденсатора на элементы, в связи с чем форма корпуса прототипа не оптимальна с точки зрения уменьшения работы по утилизации конденсатора.

Задачей изобретения является создание конденсатора с конструктивно заложенным изменением линейного размера внешней границы в поперечном сечении корпуса, улучшенными монтажными и утилизационными свойствами.

Под термином "утилизационные свойства" следует понимать конструктивную приспособленность конденсатора, например корпуса, к разрушению в процессе утилизации.

Термин "утилизационные свойства" используется в данном контексте на протяжении всего описания изобретения.

Под термином "монтажные свойства" следует понимать безошибочность расположения, надежность крепления и повышение при необходимости плотности компоновки конденсатора в схеме совместно с другими деталями.

Термин "монтажные свойства" используется в данном контексте на протяжении всего описания изобретения.

Указанный технический результат изобретения достигается тем, что конденсатор с газообразным или вакуумным диэлектриком содержит по крайней мере в одном из поперечных сечений линию высшей границы сечения корпуса, и по крайней мете часть линии границы сечения выполнена в виде фрагмента косого конического сечения прямого кругового конуса.

Под термином "косое коническое сечение" следует понимать линию, которую образует поверхность прямого кругового конуса и секущая плоскость, не проходящая через его вершину при условии, что угол между секущей плоскостью и осью прямого кругового конуса отличен от прямого угла [2]. Термин "косое коническое сечение" используется в данном контексте на протяжении всего описания и в формуле изобретения.

При этом обеспечивается конструктивно заложенное изменение линейного размера внешней границы поперечного сечения корпуса. При размещении конденсатора в изделии обеспечивается более плотная компоновка и повышенная надежность крепления деталей в ограниченном объеме, безошибочный монтаж конденсатора в схеме относительно других деталей. В процессе утилизации конденсатора производится гораздо меньшая работа по разрушению корпуса при сжатии.

Конденсатор может быть выполнен в поперечном сечении с переменным линейным размером, что позволит повысить компоновочные свойства и безошибочность монтажа в электрической схеме.

Конденсатор может быть выполнен с линейным размером в поперечном сечении многократно возрастающим, убывающим, изменяющимся периодически, что позволит повысить компоновочные свойства и безошибочность монтажа в электрической схеме.

Конденсатор может быть выполнен с вогнутой или выпуклой частью линии границы поперечного сечения корпуса относительно центра масс сечения, что позволит повысить компоновочные свойства и безошибочность монтажа в электрической схеме.

Под термином "центр масс сечения" следует понимать точку в плоскости сечения, относительно которой элементарные массы сечения взаимно уравновешены, т.е. выполняется условие уравнения:

где S - площадь поперечного сечения;
X_i - расстояние от i-й элементарной массы до центра масс сечения;
ρ_i - плотность материала i-й элементарной массы;
l•ds - элементарный объем i-й массы.

Термин "центр масс сечения" используется в данном контексте на протяжении всего описания и в формуле изобретения.

Конденсатор может быть выполнен со ступенчатой частью длины линии границы поперечного сечения корпуса, причем ступени могут быть выполнены как с увеличением линейного размера сечения при переходе от одной ступени к другой, так и с уменьшением, что позволит повысить компоновочные свойства и безошибочность монтажа в электрической схеме.

Конденсатор может быть выполнен по крайней мере c одной выемкой и/или одним выступом на границе поперечного сечения корпуса, что позволит повысить безошибочность монтажа в составе изделия.

Конденсатор может быть выполнен с частью длины границы поперечного сечения в виде фрагментов и/или комбинаций фрагментов: многоугольника, конического сечения прямого кругового конуса, что позволит повысить компоновочные свойства и безошибочность монтажа в электрической схеме.

Под термином "коническое сечение" следует понимать линию, которую образует поверхность прямого кругового конуса и секущая плоскость, не проходящая через его вершину при условии, что угол между секущей плоскостью и осью прямого кругового конуса прямой [2].

Термин "коническое сечение" используется в данном контексте на протяжении всего описания и в формуле изобретения.

Конденсатор может быть выполнен с разрывом толщины в поперечном сечении корпуса, причем разрыв может быть многократным и периодическим, что позволит повысить компоновочные свойства и безошибочность монтажа в электрической схеме за счет расположения токовыводов в требуемом месте на корпусе.

Конденсатор может быть выполнен с многослойным корпусом, причем корпус или любой из его слоев имеет в сечении переменную толщину, которая многократно возрастает и убывает, а также меняется периодически, что позволит улучшить утилизационные свойства конденсатора.

Корпус конденсатора или любой из его слоев может быть выполнен из металла с пределом прочности от 80 МПа до 2050 МПа, или из композиционного материала (волокнистых материалов, слоистых композиций, дисперсно-упрочненных материалов) с пределом прочности от 10 МПа до 1800 МПа, или из пластмассы, керамики, металлокерамики, стекла, резины с пределом прочности от 0,1 МПа до 2000 МПа, что позволит применять его в различных климатических условиях, а также в агрессивных средах при повышенных (пониженных) температурах.

Конденсатор может быть выполнен по крайней мере с одним слоем изолятора, расположенным между корпусом и внешней границей конденсаторной секции, причем в качестве изолятора применяется вакуум, газ, жидкость, твердое вещество или резина, при этом электрическая прочность изолятора лежит в пределах от 1 кВ/м до 300 МВ/м, что обеспечит работоспособность конденсатора в широком диапазоне рабочих напряжений (от единиц до сотен тысяч вольт) и условий эксплуатации.

Под термином "конденсаторная секция" следует понимать объем в котором находится электронакопительный элемент конденсатора (токопроводящие обкладки, разделенные диэлектриком) [3].

Термин "конденсаторная секция" используется в данном контексте на протяжении всего описания и в формуле изобретения.

Конденсатор может быть выполнен с изолятором, толщина которого в поперечном сечении меняется, многократно возрастая и убывая, или занимает все пространство сечения внутри корпуса, что позволит обеспечить в заданных областях корпуса конденсатора повышенную изоляцию.

Конденсатор может быть выполнен с полостями между слоями корпуса и/или изолятора, что позволит уменьшить работу по разрушению конденсатора при утилизации путем ослабления сил сцепления между слоями.

Проведенный анализ уровня техники показал, что заявленная совокупность существенных признаков, изложенных в формуле изобретения, неизвестна. Это позволяет сделать вывод о ее соответствии критерию "новизна".

Для проверки соответствия заявленного изобретения критерию "изобретательский уровень" проведен дополнительный поиск известных технических решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного технического решения. Установлено, что заявленное техническое, решение не следует явным образом из известного уровня техники. Следовательно, заявленное изобретение соответствует критерию "изобретательский уровень".

Сущность изобретения и возможность его практической реализации поясняется чертежами, где на фиг.1 изображено поперечное сечение конденсатора с газообразным или вакуумным диэлектриком, содержащее линию внешней границы 1, и по крайней мере часть линии границы сечения выполнена в виде фрагмента косого конического сечения прямого кругового конуса 2.

На фиг.1 изображено поперечное сечение конденсатора с переменным линейным размером 3.

Линейный размер обозначен отрезком прямой между противоположными точками 4 и 5 на корпусе конденсатора и проходит через центр масс сечения 6. На границе сечения выполнены выемки 10 и выступы 11.

На фиг. 2 изображено поперечное сечение, линейный размер которого меняется, многократно и периодически возрастая и убывая. Часть линии границы сечения относительно центра масс сечения 6 выполнена вогнутой 7 и выпуклой 8. Часть линии границы выполнена из группы, содержащей в сечении фрагменты или комбинации фрагментов окружности 12, квадрата 13, прямоугольника 14, ромба 15, трапеции 16, тpeугoльникa 17, эллипca 18.

На фиг. 3 изображено поперечное селение со ступенчатой 9 линией границы. При этом корпус имеет переменную толщину, которая меняется, многократно возрастая и убывая (периодически). В центральной части течения расположена конденсаторная секция 19 конденсатора с газообразным или вакуумным диэлектриком 23. Между границей конденсаторной секции и корпусом расположен изолятор 20. Изолятор имеет участки с переменной толщиной.

Корпус и изолятор в сечении имеют разрывы 22 для выводов 24.

На фиг.4 изображено поперечное сечение конденсатора, в котором все пространство сечения внутри корпуса занято многослойным изолятором. Между слоями изолятора, между изолятором и корпусом располагаются полости 21.

Конденсатор может быть выполнен таким образом, что толщина по крайней мере одного из слоев изолятора имеет в сечении по крайней мере один или несколько разрывов. Это позволит расширить возможности по коммутации.

Конденсатор может быть выполнен таким образом, что в сечении на границе раздела слоев корпуса и/или слоев изолятора и/или корпуса и изолятора выполнена по крайней мере одна полость. Это позволит создать повышенную изоляцию в месте выполнения полости.

Таким образом, применение данной конструкции конденсатора позволит достичь задачи изобретения.

Литература
1. Феодосьев В. И. Сопротивление материалов. - М.: Наука, Главная редакция физико-математической литературы, 1979, 560 c.

2. Математический энциклопедический словарь. -М.: Советская энциклопедия, 1988, 847 с.

3. ГОСТ 1282-79, Приложение 1. Термины и определения.-М., 1986.

Изобретение относится к радиоэлектронике, конкретно к электронакопительным устройствам. Конденсатор с газообразным или вакуумным диэлектриком содержит по крайней мере в одном из поперечных сечений линию внешней границы сечения корпуса, и по крайней мере часть линии границы сечения выполнена в виде фрагмента косого конического сечения прямого кругового конуса. При этом обеспечивается конструктивно заложенное изменение линейного размера внешней границы поперечного сечения корпуса. При размещении конденсатора в изделии увеличивается плотность монтажа, повышается надежность крепления деталей в ограниченном объеме и безошибочность монтажа конденсатора в схеме относительно других деталей. Для утилизации конденсатора требуется меньше работы при разрушении корпуса. 29 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Конденсатор с газообразным или вакуумным диэлектриком, содержащий конденсаторную секцию, размещенную в корпусе, поперечное сечение которого содержит линию внешней границы, при этом сечение имеет переменный линейный размер, отличающийся тем, что по крайней мере в одном из поперечных и/или продольных сечений по крайней мере часть длины линии внешней границы выполнена в виде фрагмента или комбинации фрагментов косого конического сечения прямого кругового конуса. 2. Конденсатор по п.1, отличающийся тем, что линейный размер в сечении последнего меняется, многократно возрастая и убывая. 3. Конденсатор по п.2, отличающийся тем, что линейный размер в сечении последнего меняется многократно и периодически. 4. Конденсатор по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что часть длины линии границы относительно центра масс сечения выполнена вогнутой. 5. Конденсатор по любому из пп.1 - 4, отличающийся тем, что часть длины линии границы относительно центра масс сечения выполнена выпуклой. 6. Конденсатор по любому из пп.1 - 5, отличающийся тем, что часть длины линии границы сечения выполнена ступенчатой. 7. Конденсатор по п.6, отличающийся тем, что ступени могут быть выполнены как с увеличением линейного размера в сечении при переходе от одной ступени к другой, так и с уменьшением. 8. Конденсатор по любому из пп.1 - 7, отличающийся тем, что часть длины линии границы сечения выполнена по крайней мере с одной выемкой. 9. Конденсатор по любому из пп.1 - 8, отличающийся тем, что часть длины линии границы сечения выполнена по крайней мере с одним выступом. 10. Конденсатор по любому из пп.1 - 9, отличающийся тем, что часть длины границы сечения выполнена из группы, содержащей в сечении фрагменты и/или комбинации фрагментов многоугольника, конического сечения прямого кругового конуса. 11. Конденсатор по любому из пп.1 - 10, отличающийся тем, что корпус в сечении имеет по крайней мере один слой. 12. Конденсатор по п.11, отличающийся тем, что корпус и/или по крайней мере один из слоев в сечении имеет переменную толщину. 13. Конденсатор по любому из пп.1 - 12, отличающийся тем, что толщина корпуса в сечении меняется, многократно возрастая и убывая. 14. Конденсатор по п.12, отличающийся тем, что толщина по крайней мере одного из слоев в сечении меняется, многократно возрастая и убывая. 15. Конденсатор по п.14, отличающийся тем, что толщина корпуса и/или по крайней мере одного из слоев меняется многократно и периодически. 16. Конденсатор по любому из пп.11 - 15, отличающийся тем, что толщина корпуса и/или по крайней мере одного из слоев в сечении имеет по крайней мере один разрыв. 17. Конденсатор по п.16, отличающийся тем, что разрывы толщины корпуса и/или одного из слоев в сечении выполнены многократно. 18. Конденсатор по любому из пп.11 - 17, отличающийся тем, что по крайней мере часть по крайней мере одного слоя корпуса выполнена из металлического материала с пределом прочности 80 - 2050 МПа. 19. Конденсатор по любому из пп.11 - 18, отличающийся тем, что по крайней мере часть одного из слоев корпуса выполнена из композиционного материала. 20. Конденсатор по п.19, отличающийся тем, что композиционный материал выполнен из волокнистых материалов, или слоистых композиций, или дисперсно-упрочненных материалов. 21. Конденсатор по п.20, отличающийся тем, что предел прочности композиционного материала лежит в пределах 10 - 1800 МПа. 22. Конденсатор по любому из пп.11 - 21, отличающийся тем, что по крайней мере часть по крайней мере одного слоя корпуса выполнена из пластмассы, или керамики, или металлокерамики, или стекла, или ситалла, или резины. 23. Конденсатор по п.22, отличающийся тем, что предел прочности материала слоя корпуса лежит в пределах 0,1 - 2000,0 МПа. 24. Конденсатор по любому из пп.11 - 23, отличающийся тем, что между внешней границей конденсаторной секции и корпусом расположен по крайней мере один слой изолятора. 25. Конденсатор по п.24, отличающийся тем, что в качестве по крайней мере части слоя изолятора используется вакуум, или газ, или жидкость, или твердое вещество, или резина. 26. Конденсатор по п.25, отличающийся тем, что электрическая прочность изолятора лежит в пределах 0,1 кВ/м - 300 МВ/м. 27. Конденсатор по любому из пп.23 - 26, отличающийся тем, что толщина по крайней мере одного слоя изолятора в сечении меняется, многократно возрастая и убывая, и/или занимает все пространство сечения внутри корпуса. 28. Конденсатор по любому из пп.23 - 27, отличающийся тем, что толщина по крайней мере одного из слоев изолятора имеет в сечении по крайней мере один разрыв. 29. Конденсатор по п.28, отличающийся тем, что разрывы толщины по крайней мере одного из слоев изолятора в сечении выполнены многократно. 30. Конденсатор по любому из пп.11 - 19, 22, 24, 27 - 29, отличающийся тем, что в сечении на границе раздела слоев корпуса, и/или слоев изолятора, и/или корпуса и изолятора выполнена по крайней мере одна полость.