一种智能水冷机动散热电容器的制作方法

电容器长时间使用后，其内部温度升高，一方面会加速电容器的老化，另一方面可以导致电容器爆炸，因此，现有技术的一般会设置防爆结构。现有的防爆结构的原理多是将端子的铜杆与芯子的引片之间的导线拉断，使电容器断路，防止电容器继续产热、爆炸。

如专利申请201210318893.5的一种电力电容器、专利申请201110214032.8 的高安全性的车用电容器其芯子或通过芯子安装支架安放在电容器中或通过环氧树脂密封在电容器中，来实现芯子安放的稳定性以及与壳体之间的绝缘作用。这种安装结构，使得芯子在电容器内的位置一般比较固定，除非电容器内部连接线拉断或者相关元件严重老化失效，才会造成电容器自动停止工作。而上述两种方式都是以破坏电容器为代价，当电容器内部温度回复正常后，不能自动回复工作，通常直接报废。

而非破坏来提高散热效果如专利申请201620241750.2公开的一种快速散热安全电容器，通过增加外壳的比表面积来加大壳体内外的热交换效率。但是，该技术方案只能在一定程度上起到的缓解热量集中的现象，仅通过增加热交换面积不能满足热量的快速高效交换。

又如专利申请201110236866.9公开的一种电容器在电容器的内部设置导热装置，通过导热装置的热传导作用，降低电容器的温度。但是，作为导热装置的热管长时间使用后，其导热系数会下降；另外，在导热时，电容器始终处于工作状态，仍然持续产热，一方面加大热管的导热负荷，另一方面，新产生的热量持续损伤着电容元件。

背景技术：

本发明涉及电容器技术领域，尤其涉及一种智能水冷机动散热电容器。

技术实现要素：

本发明针对现有技术的不足，提供一种提高散热效率、智能自动散热、安全耐用的智能水冷机动散热电容器。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种智能水冷机动散热电容器，包括壳体、盖板、芯子、端子；所述壳体顶部开口，所述盖板盖合在所述壳体上；所述芯子安装在所述壳体的内部空腔中；所述端子设置在所述盖板上；所述壳体为双层结构，包括内层以及外层；所述外层套设于所述内层的外围，所述外层的顶部与所述内层连接形成整体结构；在所述外层、内层之间形成中空的夹层；在所述夹层的内壁上设置有温感探头；所述夹层中填装有换热流体，在所述夹层上还设置有流体进口、流体出口；

在所述流体进口处连通有进液管，所述进液管上设置有进液阀，所述流体出口与出液管连通，在所述出液管上设置有出液阀；所述进液阀、出液阀均为电子阀；

在所述内层的内壁上设置有弹性层，所述弹性层的端部与所述内层的内壁连接，所述弹性层的中间部分向下凹陷，形成凹陷结构；在所述凹陷结构上设置有若干根顶杆；所述盖板上设置有与对应顶杆相对的出气孔，所述出气孔上盖合有密封盖；

在所述外层的外壁上设置有散热件安装凹槽，所述散热件安装凹槽内安装有散热件；所述散热件包括转轴、驱动器、转动件；所述转动件呈筒状结构，其套设在所述转轴的外围，所述转轴转动用以带动所述转动件转动；所述转轴的一端通过轴承与所述散热件安装凹槽的第一内壁连接，所述转轴另一端与所述驱动器的输出端连接，所述驱动器的固定端与所述散热件安装凹槽的第二内壁连接；

在所述外层的侧壁上设置有升降式夹持装置，所述升降式夹持装置包括升降装置以及夹持件；所述夹持件用以夹持所述芯子，所述升降装置用以带动所述夹持件上下摆动。

优选地：所述流体进口靠近所述夹层的顶部，所述流体出口靠近所述夹层的底部；在所述流体进口处设置有供液罐，在所述供液罐的内壁上设置有液位传感器；所述供液罐通过所述进液管与所述流体进口连通；所述供液罐通过安装支架设置在所述流体进口的上方；所述安装支架包括连接板、支撑板、立柱；所述连接板与所述外层的外壁焊接，所述支撑板通过若干根立柱支撑在所述连接板的上方；所述供液罐放置在所述支撑板上。

优选地：在所述支撑板的顶部设置有供液罐安装凹槽，所述供液罐的底部限位在所述供液罐安装凹槽中；在所述连接板呈L形，其水平端的端部与所述外层的外壁焊接，其竖直端的端部向上延伸；在所述竖直端上设置有连接杆，所述连接杆的一端与所述竖直端连接，所述连接杆的另一端朝向所述外层的位置方向延伸且其端面连接有限位框；所述限位框的周边位于所述供液罐的外围；在所述限位框与所述支撑板之间设置有若干根加强筋。

优选地：所述弹性层的周边与所述内层的内壁密封连接；在所述弹性层上设置有供芯子的引线穿出的通孔，在所述通孔内套接有绝缘套，所述顶杆为管状结构，其上下导通。

优选地：在所述内层的底部设置有第一弹性装置，所述第一弹性装置包括外包的绝缘体以及内设的弹性件；所述绝缘体的底部与所述内层的底部连接，其顶部能与所述芯子的底部接触。

优选地：所述转动件其外表面设置有若干片叶片；所述转动件的内周面与所述转轴的外周面焊接或者浇注一体成型或者过盈配合：所述驱动器为伺服电机。

优选地：所述夹持件包括悬臂，夹持单元；所述夹持单元与所述悬臂铰接。

优选地：所述夹持单元包括左夹持臂、右夹持臂；所述左夹持臂包括前端的左夹持部、后端的左握持部；所述右夹持臂包括前端的右夹持部、后端的右握持部；所述左夹持部、右夹持部呈相对弯曲的弧形状且相互交叉，在交叉处与所述悬臂的一端通过定位轴铰接，所述悬臂的另一端铰接在所述内层的内壁上；在所述弧形状的内侧面上设置有凹凸结构，第二弹性装置设置在所述悬臂与对应的握持部之间；所述定位轴的端部开设有外螺纹且外套有螺母。

优选地：所述夹持单元为卡箍。

优选地：所述第一升降装置位于夹持件的下方；所述第一升降装置的固定端与所述内层的内壁铰接，所述第一升降装置的升降端与所述悬臂铰接。

本发明的优点在于：

（1）本发明可以把现有技术的控制器或者单片机设置在外层的外壁上或者是放置在其他地方如操控室中，通过温感探头感应流体温度，将流体温度信号发送至控制器或者单片机，当从电容器内部传导至夹层中的热量致使流体温度达到设置值后，控制器或者单片机驱动出液阀、进液阀开启，进行自动排液、换液的工作，实现自动热交换，及时将电容器的热量带走的技术效果。

（2）当电容器内部产生大量的高压气体时，高压气体冲击弹性层，使得凹陷结构向上突出，进而带动若干根顶杆向上运动，并通过出气孔将密封盖顶开，使得高压气体通过密封盖排出，实现及时排除电容器内部高压气体的技术效果。

（3）通过驱动器转动带动转轴转动，进而带动转动件转动，转动件转动，实现电容器周边的空气与远离电容器的空气对流，进行热交换，从而实现电容器热量随着空气交换而被带走的技术效果。

（4）当温感探头测试夹层的流体温度达到设置值后，控制器一方面驱动出液阀、进液阀工作，另一方面驱动自动升降式工作，自动升降装置收缩带动夹持装置向下摆动，进而带动芯子向下运动，致使芯子的引片与端子中的铜杆分离，电容器断路，停止工作，避免继续产热、损耗元件。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明中图1的局部放大示意图。

图3为本发明中基座的结构示意图。

图4本发明中基座在仰视状态下的结构示意图。

图5本发明芯子在通路状态下的结构示意图。

图6本发明芯子在断路状态下的结构示意图。

图7本发明中夹持单元为钳子且在闭合状态时的结构示意图。

图8本发明中夹持单元为钳子且在开口状态时的结构示意图。

图9本发明中夹持单元为卡箍时的结构示意图。

具体实施方式

为进一步描述本发明，下面结合实施例对其作进一步说明。

如图1-2所示，本发明包括壳体101、盖板111、芯子121、端子。壳体101顶部开口，盖板111盖合在壳体101的开口区域上。芯子121安装在壳体101的内部空腔中。端子设置在盖板111上，包括导电铜杆131以及注塑件141。导电铜杆131的底部穿过注塑件141，伸入至壳体的内部与芯子的引片接触。

壳体101为双层结构，包括内层1011以及外层1012。外层1012套设于内层1011的外围，外层1012的顶部与内层1011焊接形成整体结构。在外层1012、内层1011之间形成中空的夹层。在夹层的内壁上设置有温感探头151。夹层中填装有换热流体161，在夹层上还设置有流体进口、流体出口。

本发明的流体优选为水，流体进口流入的水为冷水，其温度为2~10℃。

在流体进口处连通有进液管171，进液管171上设置有进液阀181，流体出口与出液管191连通，在出液管191上设置有出液阀201。进液阀181、出液阀201均为电子阀。

本发明可以把现有技术的控制器或者单片机设置在外层1012的外壁上或者是放置在其他地方如操控室中，通过温感探头151感应水温，将水温信号发送至控制器或者单片机，当从电容器内部传导至夹层中的热量致使水温达到设置值后，控制器或者单片机驱动出液阀201、进液阀181开启，进行自动排水、换水的工作，实现自动热交换，及时将电容器的热量带走的技术效果。当水温低于设置值后，驱动出液阀201、进液阀181关闭。温感探头151优选为北京昆仑中大传感器技术有限公司防水型温度传感器。

如图1所示，在内层1011的内壁上设置有弹性层211，弹性层211的端部与内层1011的内壁连接，弹性层211的中间部分向下凹陷，形成凹陷结构。在凹陷结构上设置有若干根顶杆221。盖板111上设置有与对应顶杆221相对的出气孔，出气孔上盖合有密封盖231。

当电容器内部产生大量的高压气体时，高压气体冲击弹性层211，使得凹陷结构向上突出，进而带动若干根顶杆221向上运动，并通过出气孔将密封盖231顶开，使得高压气体通过密封盖231排出。实现及时排除电容器内部高压气体的技术效果。当高压气体大量排除后，通过闭合密封盖231，带动出顶杆221下压，进而带动向上突出的中间部分复原至凹陷状态。

如图1所示，在外层1012的外壁上设置有散热件安装凹槽241，散热件安装凹槽241内安装有散热件。散热件包括转轴2511、驱动器2512、转动件2513。转动件2513呈筒状结构，其套设在转轴2511的外围，转轴2511转动用以带动转动件2513转动。转轴2511的一端通过轴承2514与散热件安装凹槽241的第一内壁连接，转轴2511另一端与驱动器2512的输出端连接，驱动器2512的固定端与散热件安装凹槽241的第二内壁连接。

通过驱动器2512转动带动转轴2511转动，进而带动转动件2513转动，转动件2513转动，实现电容器周边的空气与远离电容器的空气对流，进行热交换，从而实现电容器热量随着空气交换而被带走的技术效果。

如图3所示，内层1011的外底壁设置有多个第一凹陷结构261、外层1012的外底壁设置有多个第二凹陷结构271，第一凹陷结构261与第二凹陷结构271一一对应，相对应的第一凹陷结构261的底部与第二凹陷结构271的顶部连通。

如图5所示，在外层1012的侧壁上设置有自动升降式夹持装置，自动升降式夹持装置包括自动升降装置271以及夹持件281。夹持件281用以夹持芯子121，自动升降装置271用以带动夹持件281上下摆动。

如图5、6所示，当温感探头151测试夹层的水温达到设置值后，控制器一方面驱动出液阀201、进液阀181工作，另一方面驱动自动升降式工作，自动升降装置271收缩带动夹持装置向下摆动，进而带动芯子121向下运动，致使芯子121的引片与端子中的导电铜杆分离，电容器断路，停止工作，避免继续产热、损耗元件。当温感探头151测试夹层的水温低于设置值后，控制器驱动自动升降装置271伸长带动夹持装置向上摆动，致使芯子121的引片与端子中的导电铜杆连接，电容器通路，重新工作。

如图1、3所示，在外层1012的底部还设置有基座291，在基座291底部设置有升降支架301，升降支架301用以将壳体101抬起或落下。基座291的顶部与外层1012的底部连接，基座291的外底壁设置多个第三凹陷结构311，第三凹陷结构311与第二凹陷结构271一一对应，相应的第二凹陷结构271的底部与第三凹陷结构311的顶部连通。

通过升降支架301的支撑作用，实现基座291的顶部处于悬空状态，进而提高电容器底部的热交换效率。第一凹陷结构261、第二凹陷结构271、第三凹陷结构311的设计，能提高比表面积，提高单位时间热交换量。

如图2所示，在有些实施例中：流体进口靠近夹层的顶部，流体出口靠近夹层的底部。在流体进口处设置有供液罐321，在供液罐321的内壁上可以设置有液位传感器（图中未画出）。供液罐321通过进液管171与流体进口连通。供液罐321通过安装支架设置在流体进口的上方。安装支架包括连接板3311、支撑板3312、立柱3313。连接板3311与外层1012的外壁焊接，支撑板3312通过若干根立柱3313支撑在连接板3311的上方。供液罐321放置在支撑板3312上。

通过上流入下流出的设置，进水时，不需要在进液管171上设置水泵，水可以根据重力自动从供液罐321流入至夹层中。通过设置供液罐321，将供水、换水装置与电容器一体化，便于操作。

如图2所示，在有些实施例中：在支撑板3312的顶部设置有供液罐安装凹槽（图中未画出），供液罐321的底部限位在供液罐安装凹槽中。连接板3311呈L形，其水平端的端部与外层1012的外壁焊接，其竖直端的端部向上延伸。在竖直端上设置有连接杆3314，连接杆3314的一端与竖直端焊接，连接杆3314的另一端朝向外层1012的位置方向延伸且其端面焊接有限位框3315。限位框3315的周边位于供液罐321的外围。在限位框3315与支撑板3312之间设置有若干根加强筋3316。

如图2所示，通过设置限位框3315、供液罐安装凹槽，限定供液罐321的位置，防止其晃动，通过设置加强筋3316，提高安装支架的承重能力。

在有些实施例中：弹性层211的周边与内层1011的内壁密封连接。在弹性层211上设置有供芯子121的引片穿出的腰形通孔，在腰形通孔内套接有腰形绝缘套（图中未画出），顶杆221为管状结构，其上下导通。

绝缘套的材质优选环氧树脂、聚四氟乙烯、丁苯橡胶、氟类橡胶、硅类橡胶、丁基类橡胶中的一种，或者其他现有的弹性绝缘套。弹性层211优选为金属片，其与内层1011的内壁可以通过绝缘密封件（图中未画出）粘合。绝缘密封件的材质可以是环氧树脂、聚四氟乙烯，或者其他现有的绝缘套材料。弹性层211也可以直接与内层1011焊接，或者如专利申请201520638338.X的方式设置在内层1011的内壁上。

该结构具有以下有益效果：其一，绝缘套的设置，可以提高引片与弹性层211之间的绝缘效果；其二，弹性腰形绝缘套，使得绝缘套具有形变能力，且腰形绝缘套的通孔不影响引片在绝缘套内的移动。

在有些实施例中：密封盖231的一端与出气孔铰接，密封盖231的另一端盖合在出气孔上。密封盖231的底部向下突出，且向下突出部分的横截面积大于顶杆221的横截面积。所述密封盖231的材质可以为具有一定形变能力的现有绝缘塑料制备，如PVC或PC；或者一定形变能力的现有技术的绝缘树脂或者橡胶制备。

如图5-6所示，在有些实施例中：在内层1011的底部设置有第一弹性装置，第一弹性装置包括外包的绝缘体3411以及内设的弹性件3412。绝缘体3411的底部与内层1011的底部连接，其顶部能与芯子121的底部接触。

当芯子121向下运动，第一弹性装置一方面提供一个缓冲、支撑的效果，另一方面防止芯子121直接与内层1011的底壁刚性接触。绝缘体3411优选为现有的具有弹性、柔性的绝缘材料制备，如上述提到的丁苯橡胶、环氧树脂、聚四氟乙烯、氟类橡胶、硅类橡胶等。

在有些实施例中：转动件2513其外表面设置有若干片叶片（图中未画出）。转动件2513的内周面与转轴2511的外周面焊接或者浇注一体成型或者过盈配合：驱动器2512为伺服电机。

伺服电机优选由上述的控制器或者单片机驱动，当温感探头151测试夹层的水温达到设置值后，控制器或者单片机驱动伺服电机工作，带动叶片转动，从而实现自动散热的作用。

如图3所示，在有些实施例中：第一凹陷结构261、第二凹陷结构271、第三凹陷结构311均呈蛇形状。蛇形状的结构如S字型或者Z字型，能进一步提高比表面积，实现进一步提高散热的技术效果。

如图4所示，在有些实施例中：基座291的底部开设有矩形槽351，第三凹陷结构311位于矩形槽351中。升降支架301包括左支架3011、右支架3012，左支架3011、右支架3012均能收拢在矩形槽351中，左支架3011的一端通过左轴3413与矩形槽351的第一端铰接，其另一端为自由端。右支架3012的一端通过右轴3414与矩形槽351的第二端铰接，其另一端为另一端为自由端。在左支架3011的自由端、右支架3012的自由端均设置有第一磁块（图中未画出），在矩形槽351中设置有与第一磁块对应的第二磁块（图中未画出）。

如图1、4所示，优选地，在矩形槽351的第一端、第二端出均设置有限位块361，所述限位块361用以限位左支架3011、右支架3012的转动幅度。

使用时，将左支架3011、右支架3012沿着各自的轴转出矩形槽351，由于在限位块361或者矩形槽351边缘的限位作用下，左支架3011、右支架3012最终形成八字支撑结构，将电容器的底部悬空，从而提高其底部的散热效果。使用后，将左支架3011、右支架3012沿着各自的轴转入，并通过第一磁块、第二磁块吸附在矩形槽351中。

如图5-6所示，在有些实施例中：夹持件281包括悬臂2811、夹持单元2812。夹持单元2812包括左夹持臂、右夹持臂；或者夹持单元2812为卡箍。

如图7-8所示，若夹持单元2812包括左夹持臂、右夹持臂，则左夹持臂包括前端的左夹持部28121、后端的左握持部28122。右夹持臂包括前端的右夹持部28123、后端的右握持部28124。左夹持部28121、右夹持部28123呈相对弯曲的弧形状且相互交叉，交叉处与悬臂2811的一端通过定位轴28125铰接，悬臂2811的另一端铰接在内层1011的内壁上。并在弧形状的内侧面上设置有凹凸结构26126，第二弹性装置28128设置在悬臂2811与对应的握持部之间。定位轴28125的端部开设有外螺纹且外套有螺母28127。

左夹持臂、右夹持臂的夹持结构与现有技术的钳子相似。

通过夹持左夹持臂、右夹持臂，实现左夹持部28121、右夹持部28123张口，利用第二弹性装置28128的收缩力将芯子121夹持在张口处，实现芯子121位置的限定。进一步，通过螺母28127，进一步限定左夹持部28121、右夹持部28123、悬臂2811之间的位置。

本发明的第一、第二弹性装置均优选为弹簧。

如图9所示，若夹持单元2812为卡箍，卡箍为现有技术的卡箍，包括第一半圆本体281221、第二半圆本体281222。第一半圆本体的一端与第二半圆本体的一端铰接，第一半圆本体的另一端与第二半圆本体的另一端通过紧固件固定，芯子121紧固在第一半圆本体、第二半圆本体之间。紧固件可以为螺栓281223，也可以为卡扣。

进一步，在左夹持部28121、右夹持部28123或卡箍的表面涂覆有现有材料制备的绝缘层或者套设有绝缘套子。绝缘层或者绝缘套子的材质可以为环氧树脂、聚四氟乙烯、PVC、PC中的一种。

如图5-6所示，在有些实施例中：自动升降装置271位于夹持件的下方。自动升降装置271的固定端与内层1011的内壁铰接，自动升降装置271的升降端与悬臂2811铰接。自动升降装置271可以为第一伺服气缸或者第一伺服油缸，并由控制器或者单片机驱动。

如图6所示，在悬臂2811与对应的握持部之间还设置有第二伺服气缸371或者第二伺服油缸，其缸体端与悬臂2811铰接，其伸缩杆端与对应的握持部铰接。第二伺服气缸或者第二伺服油缸也由控制器或者单片机驱动。

以上仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。