一种电容器防爆阀及防爆高压激光脉冲电容器的制作方法

1.本实用新型涉及一种电容器防爆阀及防爆高压激光脉冲电容器。


背景技术：

2.高压激光脉冲电容器是一种自愈式高压脉冲电容器，以金属化聚丙烯薄膜作为介质，采用金属外壳全密封结构。具有电性能优良、可靠性好、储能密度大和良好的自愈性能等特点。
3.大功率脉冲技术是以较小功率的电源在相对较长的时间间隔对电容器充电，储能至极大的所需能量，然后在极短的时间内(最短可达纳秒级)将所储能量迅速向负载倾注，形成强大的冲击电流和磁场的一种电物理技术。
4.高压激光脉冲电容器主要应用于：大功率激光电源(能库能源系统的主要储能元件，如神光iii惯性约束聚变激光装置)、中小功率激光电源(如地质探矿、采矿以及定位、医疗设备等)、冲击电压发生器(如用于电力设备等试品进行雷电冲击电压全波、雷电冲击电压截波和操作冲击电压波的冲击电压试验设备中，检验绝缘性能。)以及冲击电流发生器(如氧化锌避雷器阀片进行冲击电流试验)等。
5.现行的高压激光脉冲电容器结构通常由电极(21、23)、绝缘座22、外壳24、安装脚25和内部芯组组成。按照电极端子结构分，可以分成单端子电容器(如图1)和双端子电容器(如图2)，电极端子是由电极一21和绝缘座22组成：电极一21由金属材料制成，因铜的导电性好、常见不昂贵、可加工性好，通常以铜质材料为常见，接线处一般为螺杆或螺纹孔状；绝缘座22是绝缘材料制成，一般是塑料材质(如尼龙等)或瓷瓶等，它的作用是将电极固定在外壳上，并确保在供电运行和电容耐电压测试时电极与外壳绝缘，每个电极一21配一套绝缘座22，形状可以是图1中的盘式结构，也可以是图2中的伞状结构。
6.图1单端子电容器的两个电极分别是绝缘座22上的电极一21和固定在外壳24上金属电极二23，金属电极二23的材料一般是与外壳材质相同，如不锈钢或铁等，也可以是不同于外壳材料的铜材。外壳24一般是金属材料，常见的有不锈钢、铁、铝等，外壳的厚度常见在1mm—3mm，外壳上会配置安装脚25，材质一般与外壳相同，用于固定电容器在指定位置，安装脚的样式、大小和位置根据实际情况各不相同。电容器内部主要是芯组，它是由若干个电容器芯子(电容器元件)通过一定排列组合串并联组成。
7.随着脉冲功率系统的逐渐发展，作为其主要储能元件的脉冲电容器，使用要求也越来越高，由于金属化薄膜电容器具有自愈性、体积小、成本低、安全稳定，已广泛应用于脉冲功率领域。高压激光脉冲电容器在运行过程中，随着工作时间的累积，电容器会慢慢老化，并慢慢产生自愈点，电容器在自愈的瞬间会在自愈点处释放大量的光和热，并产生气体，电容器的外壳是一个密闭的壳体，内部和外部完全隔开，当发生足够多的自愈点时，会产生大量的气体在壳体内部不能释放，致使壳体变形或壳体炸裂或电极端子挤出等电容早期失效现象发生。


技术实现要素：

8.本实用新型要解决的技术问题是：高压激光脉冲电容器在运行过程中，不能释放壳体内部气体，容易出现失效现象。
9.为了解决上述问题，本实用新型的技术方案是提供了一种电容器防爆阀，其特征在于：包括防爆阀体、弹性伸缩结构和防爆阀体安装件，所述防爆阀体安装件设在电容器盖板的内侧，所述防爆阀体通过防爆阀安装件与电容器连接固定；
10.所述弹性伸缩结构设在防爆阀体内，弹性伸缩结构的下端与防爆阀体的内侧壁之间留有通气缝隙，弹性伸缩结构的下端面与防爆阀体的底部内侧接触形成封闭面；
11.所述弹性伸缩结构的上端与防爆阀体连接固定，并设置与外界连通的通气孔，电容器内部气体膨胀推动弹性伸缩结构的下端上行，气体通过通气缝隙和通气孔排出电容器。
12.优选地，所述弹性伸缩结构包括弹簧、上压紧块和下压紧块，所述上压紧块和下压紧块通过弹簧连接，上压紧块上设有与外界连通的通孔一，下压紧块的下端面与防爆阀体的底部内侧接触，下压紧块与防爆阀体的内侧壁之间留有通气缝隙。
13.优选地，所述上压紧块通过弹簧挡圈与防爆阀体连接，所述弹簧挡圈上设有与外界连通的通孔二，弹簧挡圈嵌入防爆阀体的内侧壁固定。
14.优选地，所述通孔二的面积大于通孔一的面积。
15.优选地，所述弹性伸缩结构的下端面与防爆阀体底端的内侧之间设有垫圈二。
16.优选地，所述防爆阀体为台阶式结构，所述台阶式结构的台阶面和电容器盖板的上表面之间设有垫圈一。
17.优选地，所述防爆阀体安装件为防爆阀螺母，防爆阀螺母和防爆阀体之间采用螺纹连接。
18.优选地，所述上压紧块和下压紧块上设有用于固定弹簧的凸台。
19.优选地，所述通孔一设在上压紧块的中轴位置。
20.本实用新型的另外一个技术方案是提供了一种防爆高压激光脉冲电容器，其特征在于：应用如上任意一项所述的一种电容器防爆阀。
21.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
22.本实用新型可以将高压激光脉冲电容器在运行过程中产生的气体从壳体内释放出来，有效确保电容器壳体不发生明显变形或膨胀，达到防爆的目的，延长电容器使用寿命。
附图说明
23.图1为单端子电容器结构示意图；
24.图2为双端子电容器结构示意图；
25.图3为本实用新型一种电容器防爆阀装配图；
26.图4为本实用新型一种电容器防爆阀与电容器外壳的盖板装配示意图；
27.图5为安装防爆阀的防爆高压激光脉冲电容器结构示意图。
28.附图标记说明：
29.1-弹簧挡圈、2-上压紧块、3-弹簧、4-下压紧块、5-小o型圈、6-防爆阀体、7-大o型
圈、8-防爆阀螺母、9通气缝隙、10-通孔一、11-通孔二、12-电容器盖板、21-电极一、22-绝缘座、23-电极二、24-外壳、25-安装脚。
具体实施方式
30.为使本实用新型更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
31.本实用新型为电容器设计了一个扁平式防爆阀，安装于电容器外壳顶部盖板处。
32.如图3和图4所示，本实用新型结构由弹簧挡圈1、上压紧块2、弹簧3、下压紧块4、小o型圈5、防爆阀体6、大o型圈7和防爆阀螺母8组成，防爆阀螺母8与电容器盖板12的内侧面焊接牢靠，然后将防爆阀体6等其他部件装配完成。防爆阀体6为台阶式结构，台阶式结构的台阶面和电容器盖板12的上表面之间设大o型圈7，防爆阀体6和防爆阀螺母8之间采用螺纹连接固定。
33.上压紧块2、弹簧3和下压紧块4组成弹性伸缩结构，弹性伸缩结构安装在防爆阀体6内。弹性伸缩结构的下端与防爆阀体6的内侧壁之间留有通气缝隙9，弹性伸缩结构的下端面与防爆阀体6的底部内侧接触形成封闭面。弹性伸缩结构的上端与防爆阀体6连接固定，并加工与外界连通的通气孔。电容器内部气体膨胀推动弹性伸缩结构的下端上行，气体通过通气缝隙9和通气孔排出电容器。具体为将上压紧块2和下压紧块4通过弹簧3连接，上压紧块2通过弹簧挡圈1与防爆阀体6连接，弹簧挡圈1嵌入安装在防爆阀体6的内侧壁上并固定。上压紧块2和下压紧块4上加工有用于固定弹簧3的凸台。下压紧块4的下端面与防爆阀体6的底部内侧接触，并在两者之间设置小o型圈5，下压紧块4的外径设置成小于防爆阀体6的内径，使得下压紧块4与防爆阀体6的内侧壁之间留有通气缝隙9。
34.弹簧挡圈1上加工有通孔二11，上压紧块2上加工有通孔一10，通孔一10设在上压紧块2的中轴位置，且通孔二11的面积大于通孔一10的面积。
35.如图5所示，本实用新型还设计了一种应用上述电容器防爆装置的防爆高压激光脉冲电容器，将上述电容器防爆装置安装在高压激光脉冲电容器即可实现。
36.本实用新型的工作原理是：当电容器壳体内产生一定量的气体，达到一定的气压时，内部气体膨胀会推动下压紧块4上行，气体顺利通过通气缝隙9从上压紧块2的中轴孔排出，释放出电容器壳体内部的气体，确保电容器壳体不发生明显变形或膨胀，达到防爆的目的，延长电容器使用寿命。