ВАКУУМНЫЙ КОНДЕНСАТОР ПЕРЕМЕННОЙ ЕМКОСТИ Российский патент 2018 года по МПК H01G5/00 

Описание патента на изобретение RU2640401C1

Изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано в электронной промышленности при модернизации и разработке новых типов высоковольтных вакуумных конденсаторов переменной емкости.

Известна конструкция вакуумного конденсатора переменной емкости с коаксиальными цилиндрическими емкостными электродами с устройством для повышения температурной стабильности по авторскому свидетельству №1417689 МКИ Н01G 5/015, которая выбрана в качестве прототипа.

Конструкция прототипа имеет устройство вне вакуумного корпуса для повышения температурной стабильности емкости, выполненное в виде последовательно соединенного набора чередующихся по коэффициентам линейного расширения полых цилиндров и опорного основания, имеющих скосы под углом 45%, что позволяет при повышении температуры компенсировать изменение перекрытия емкостных электродов и тем самым уменьшить температурное изменение емкости.

Недостаток конструкции прототипа состоит в сложности изготовления устройства и его эксплуатации. Очевидно по этой причине конденсатор-прототип не нашел практического применения.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание конструкции вакуумного конденсатора переменной емкости с цилиндрическими электродами, обладающей повышенной температурной стабильностью и простотой изготовления.

Эта задача решается тем, что в вакуумном конденсаторе, состоящем из двух пакетов емкостных цилиндрических электродов, разделенных изоляционной оболочкой, один из которых неподвижно закреплен на цилиндрическом выводе, а другой расположен на основании, которое соединено сильфоном с другим цилиндрическим выводом и укреплено на штоке, имеющем возможность совершать возвратно-поступательные движения с помощью резьбового регулировочного винта, установленного на шарикоподшипнике и зацепленного с резьбовой головкой штока, скользящего во втулке, спаянной с выводом, отличающимся тем, что шарикоподшипник выполнен в виде разъемной конструкции, внутреннее кольцо которого представляет собой втулку с фланцем, на пересечении наружных поверхностей которых установлены шарики в сепараторе, внутреннее кольцо нижней поверхностью припаяно к торцовой поверхности вывода, диаметры их равны, размеры выступающих частей фланца и втулки не меньше радиуса и не больше диаметра шарика, а рабочая внутренняя поверхность наружного кольца имеет форму усеченного конуса, выполненного из материала инваровой группы, температурный коэффициент линейного расширения которого в 10-15 раз меньше величины температурного коэффициента линейного расширения материала внутреннего кольца, выполненного из бронзы. Увеличение емкости конденсатора при нагреве, вызванное продольным увеличением перекрытия емкостных электродов, компенсируется уменьшением емкости за счет уменьшения перекрытия, вызванного тягой наружного кольца шарикоподшипника.

Конструкция предлагаемого конденсатора (рис. 1) состоит из двух цилиндрических выводов 1 и 2, изоляционной оболочки 3, соединяющей вывода, пакетов емкостных электродов 4 и 5, укрепленных на основаниях 6 и 7, штока 8, расположенного во втулке 9, соединенной с основанием подвижного пакета 6 и с выводом 1, металлического сильфона 10, соединяющего основание подвижного пакета 6 и вывод 1, шарикоподшипника, внутреннее кольцо 11 которого выполнено в виде втулки с фланцем, укрепленным на торце вывода 1, шариков 12, расположенных на пересечении втулки и фланца, наружного кольца 13, внутренняя рабочая поверхность которого выполнена в виде усеченного конуса, и регулировочного винта 14, опирающегося на крышку наружного кольца и находящегося в резьбовом зацеплении с головкой штока.

При работе конденсатора за счет приложения напряжения к выводам и протекания тока, а также температуры окружающего воздуха изоляционная оболочка и металлические детали арматуры нагреваются. Под действием температуры размеры деталей изменяются в зависимости от их температурного коэффициента линейного расширения (ТКЛР), что приводит при нагреве в конечном результате к увеличению размера перекрытия емкостных электродов и увеличению емкости. В предлагаемом конденсаторе при нагреве внутреннего кольца шарикоподшипника, выполненного из материала бронзовой группы, ЛКТР которого равен приблизительно 17 на 10 в шестой степени 1/град С, кольцо расширяется и через шарики оказывает давление на рабочую конусную поверхность наружного кольца, изготавливаемого из сплавов инваровой группы, имеющей ТКЛР, в 10-15 раз меньший, чем бронза. Это давление вызывает подъем по оси наружного кольца, которое через регулировочный винт передается штоку. Шток, соединенный с основанием, перемещает подвижный пакет емкостных электродов, уменьшая величину перекрытия электродов, тем самым уменьшая емкость и компенсируя увеличение емкости конденсатора, вызванное нагревом всех его элементов.

На рисунке 2 показано сплошной линией положение шарика и наружного кольца подшипника при нормальной температуре Т (до эксплуатации) и пунктиром - после нагрева до температуры Т. При нагреве узла радиус внутреннего кольца R увеличится на ΔR=RβΔT, где β-температурный коэффициент линейного расширения материала, ΔТ=Тco.

Внутреннее кольцо, при нагреве расширяясь, давит на шарик, который передает усилие на внутреннюю конусную поверхность наружного кольца и поднимает его.

Величина подъема будет равняться величине передвижения шарика, умноженной на тангенс угла наклона образующей конусной внутренней поверхности наружного кольца. Передвигаясь, кольцо будет передвигать за собой регулировочный винт, который приведет в движение шток и основание с пакетом емкостных электродов, уменьшая емкость конденсатора и компенсируя ее увеличение, вызванное нагревом.

Изменением величины угла наклона внутренней поверхности наружного кольца можно добиться минимального изменения емкости конденсатора при его нагреве. При необходимости, варьируя величиной угла, можно получить конденсатор с заданным температурным коэффициентом емкости, в том числе отрицательным.

Похожие патенты RU2640401C1

название год авторы номер документа
ВАКУУМНЫЙ КОНДЕНСАТОР ПЕРЕМЕННОЙ ЕМКОСТИ 2012
  • Буц Виктор Петрович
  • Рыжов Александр Алексеевич
  • Юрков Николай Кондратьевич
RU2510694C2
Вакуумный конденсатор переменной емкости 1973
  • Радаев Николай Семенович
SU469999A1
Вакуумный конденсатор переменной емкости 1977
  • Чупахин Игорь Федорович
  • Шокоров Виктор Алексеевич
SU702418A1
ВАКУУМНЫЙ КОАКСИАЛЬНЫЙ КОНДЕНСАТОР ПЕРЕМЕННОЙ ЕМКОСТИ 2015
  • Буц Виктор Петрович
RU2593212C1
Оправка для сборки и пайки пакетовэлЕКТРОдОВ ВАКууМНыХ КОНдЕНСАТОРОВ 1979
  • Радаев Николай Семенович
  • Шокоров Виктор Алексеевич
SU843001A1
ВАКУУМНЫЙ КОАКСИАЛЬНЫЙ КОНДЕНСАТОР ПЕРЕМЕННОЙ ЕМКОСТИ 2015
  • Буц В.П.
  • Шульгин А.В.
  • Юрков Н.К.
RU2605459C1
ВАКУУМНЫЙ КОНДЕНСАТОР ПЕРЕМЕННОЙ ЕМКОСТИ 1973
  • Н. С. Радаев
SU392558A1
Вакуумный емкостной делитель напряжения 1981
  • Смирнов Эдуард Николаевич
SU993403A1
ВАКУУМНЫЙ КОНДЕНСАТОР ПЕРЕМЕННОЙ ЕМКОСТИ 1971
SU434493A1
Вакуумный проходной конденсатор переменной емкости 1976
  • Буц Виктор Петрович
  • Кулаков Михаил Михайлович
SU660108A1

Иллюстрации к изобретению RU 2 640 401 C1

Реферат патента 2018 года ВАКУУМНЫЙ КОНДЕНСАТОР ПЕРЕМЕННОЙ ЕМКОСТИ

Изобретение относится к вакуумному конденсатору переменной емкости, который состоит из двух пакетов емкостных цилиндрических электродов, разделенных изоляционной оболочкой, один из которых неподвижен и закреплен на цилиндрическом выводе, а другой расположен на основании, которое соединено металлическим сильфоном с другим цилиндрическим выводом и укреплено на штоке, имеющем возможность совершать возвратно-поступательные движения с помощью резьбового регулировочного винта, установленного на шарикоподшипнике и зацепленного с резьбовой головкой штока, скользящего во втулке, спаянной с выводом. В предложенном устройстве конденсатора шарикоподшипник выполнен в виде разъемной конструкции, внутреннее кольцо которого представляет собой втулку с фланцем, на пересечении наружных поверхностей которых установлены шарики в сепараторе, при этом внутреннее кольцо нижней поверхностью припаяно к торцовой поверхности вывода, а внутренняя поверхность наружного кольца имеет форму усеченного конуса, выполненного из материала инварной группы, температурный коэффициент линейного расширения которого в 10-15 раз меньше величины температурного коэффициента линейного расширения материала внутреннего кольца. Увеличение емкости конденсатора при нагреве, вызванное увеличением длины перекрытия емкостных электродов за счет линейной деформации его деталей, компенсируется перемещением подвижного пакета электродов, вызванного радиальным увеличением размера внутреннего кольца, и передачей давления через шарики на внутреннюю конусную поверхность наружного кольца, образующего тягу на основание подвижного пакета электродов. Изменением угла между образующей конусной поверхности и основанием можно регулировать величину подъема основания подвижного пакета емкостных электродов при нагреве, и следовательно, температурный коэффициент емкости конденсатора. Повышение емкости конденсатора при нагреве, а также его надежности, является техническим результатом изобретения. 2 ил.

Формула изобретения RU 2 640 401 C1

Вакуумный конденсатор переменной емкости, состоящий из двух пакетов емкостных цилиндрических электродов, разделенных изоляционной оболочкой, один из которых неподвижно закреплен на цилиндрическом выводе, а другой расположен на основании, которое соединено сильфоном с другим цилиндрическим выводом и укреплено на штоке, имеющем возможность совершать возвратно-поступательные движения с помощью резьбового регулировочного винта, установленного на шарикоподшипнике и зацепленного с резьбовой головкой штока, скользящего во втулке, спаянной с выводом, отличающийся тем, что шарикоподшипник выполнен в виде разъемной конструкции, внутреннее кольцо которого представляет собой втулку с фланцем, на пересечении наружных поверхностей которых установлены шарики в сепараторе, внутреннее кольцо нижней поверхностью спаяно с торцовой поверхностью вывода, диаметры их равны, размеры выступающих частей фланца и втулки внутреннего кольца не меньше радиуса и не больше диаметра шарика, а рабочая поверхность наружного кольца имеет форму усеченного конуса, выполненного из материала инварной группы, температурный коэффициент линейного расширения которого в 10-15 раз меньше величины температурного коэффициента линейного расширения материала внутреннего кольца.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2018 года RU2640401C1

ВАКУУМНЫЙ КОАКСИАЛЬНЫЙ КОНДЕНСАТОР ПЕРЕМЕННОЙ ЕМКОСТИ 2015
  • Буц Виктор Петрович
RU2593212C1
ВАКУУМНЫЙ КОНДЕНСАТОР ПЕРЕМЕННОЙ ЕМКОСТИ 2012
  • Буц Виктор Петрович
  • Рыжов Александр Алексеевич
  • Юрков Николай Кондратьевич
RU2510694C2
Питатель 1961
  • Козлов С.В.
  • Рудаков Г.Я.
SU140366A1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВАКУУМНЫХ КОНДЕНСАТОРОВ 2010
  • Буц Виктор Петрович
  • Кузьминов Николай Сергеевич
  • Недорезов Валерий Григорьевич
  • Рыжов Александр Алексеевич
  • Юрков Николай Кондратьевич
RU2457566C2
Топливовпрыскивающий насос 1973
  • Луцюк Виктор Никитович
  • Никонов Глеб Вадимович
  • Карандашов Лев Петрович
  • Бородина Тамара Георгиевна
SU669072A1
КОНСТРУКЦИОННАЯ СТАЛЬ 1973
  • Изобретепи В. Н. Зикеев, Л. В. Попова, Д. А. Литвиненко, А. А. Федотов,
  • Л. С. Лившиц, Н. В. Ситнова, В. С. Конова, М. Г. Ананьевский, Ю. Л. Богачек, С. А. Мандельберг, Ю. Котенжи, П. Н. Калинушкин
  • М. Иванцов
SU435299A1

RU 2 640 401 C1

Авторы

Буц Виктор Петрович

Даты

2018-01-09Публикация

2016-11-23Подача