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ayant pour objet " APPARU ELECTRIQUE soulm 00-
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La présente invention concerne des systèmes de fer- meture étanohe et, plue particulièrement un ensemble de fier- mature étanche pour des dispositif@ électriques tels que des condensateurs 4leotrolft1que..
Une cause fréquente de mauvais fonctionnement des condensateurs électrolytiques ont la parte d'<l$otro3.y-t<!) à travers des fermetures impropres prévues sur le bottier du condensateur. Cette perte conduit à des variations des pro-
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priétés électriques de l1 ensemble et à leur dégradation, ain- ai qu'à un claquage prématuré, Les systèmes de fermeture uti- lisée antérieurement pour les condensateurs '1Iotrol,'1qul' ne donnaient pas, en général de résultats entièrement satisfai- santet pour divorces raisons, Par exemple, certains des systèmes de fermeture anciens n1 empêchaient pas efficacement l'éleotro- lyte liquide ou la vapeur émanant de celui-ci de t'échapper, taudis que,
dans les cas ou cet échappement était évite, la formation de vapeur ou de gaz sous pression dans 1' ensemble conduisait souvent à l'éjection du système de fermeture placé à l'extrémité. Dans bien des cas, on éprouvait des difficultés
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en raison de la fuite rampante de l'41.otro11' le long du fil conducteur d'anode et de son contact final avec l'enveloppe, conduisant à l'établissement d'une connexion électrique entre l'anode et la cathode par l'intermédiaire du boîtier, ce qui
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provoquait un oo;
.iou1t du condensateur
L'un des buta de l'invention est de procurer un dis- positif électrique, et particulièrement un condensateur élec-
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trolytique, pourvu d'un système de fermeture efficace et de longue durée et évitant les inconvénients des systèmes de fer- meture de ce genre de la technique antérieure.
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L'invention procure un dystbat eu une construction de fermeture pour des dispositifs élootriques tell que deµ condensateurs dlootrolytïqueto consistant en un due fermeture solide, hermétique, élootriquettent isolant qui empêche l'échappement du liquida ou de vapeur tenttau dan. le bott1'r, présentant un* Iran4....1.;aao..'Iaaiqu, , la pression intérieure, formant une barrièrt # ioao ooatrt les vapeur., et d'une fabrication facile et <<MMjaiqM.
La présente invention, dans tuât feyat de .'I1..;ioa proféré , se rapporte à un oolidentaleur '1""1,U' eempreatat, en ooobinaison, un boîtier contenant élottetlytt 61 un élément condensateur immergé due oolui-0t) le bottîor pré sentant une ouverture et l"l'men' 4want a fil conducteur qui s'étend ver$ l'extérieur à travers un* OUT""" du boîtier, une boîte de fermeture en métal# fixée au bottier à);
'ouverture de oolul oi et en eûaaunieatien aroo l'intérieur du boîtier, un ensemble diaotriquemalit isolant d'éléments en forme de douilles, qui s'adapte dans la boite de feraeture métallique et qui forme l'ouverture du bottier# tendie que le
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fil conducteur pause au traverse l'un au moine des éléments
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en forme de douilles étant donstitué d'une aatietfe rigide in- perméable aux fluide. et un autre élément en forme de douille dtant constitué d'une matière .1a.;0.'." et un eaputhon 000. pérant avec la boite de fermeture peur eeapriaer eneeable 148
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éléments en forme de douilles et réalisant de$ joint$ état-
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chea aux fluides entre les élément$ en tort$ 40 douillee et le fil conducteur et entre Ion éléments en ferae de douillet
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et la botte de fermeture Métallique.
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On comprendra mieux l'invention d'après la 4680riP- tien suivante considérée avec le dessin annexe dans lequel 1 m la figure 1 est une vue partielle en coupe d'un
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condensateur électrolytique ayant un système de fermeture construit suivant l'invention la figure 2 est une vu* explosif de la oonstruo- tien du système de fermeture montrée à la figure 1.
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la 00 reportant à présent au dessin* et plue parti- euliwatnt à la figue 1,
on y voit un condensateur 1 oox* prenant un bottier 2 composé d'un$ matière métallique conve- nable quelconque ayant un revétement 3 de matière isolante Convenable telle que du Carton kraft et contenant un dleotroly* te liquide 4. L'eleetrelyte peut être de tout genre convenable ordinaire ou connu de oompo81tion d'eleottelyte, tel que par exemple une solution aqueuse de pentaborate 4'oniU8 et de glycol et peut être sous forme liquide, sous forme de gel, de pâte ou sous une autre forme.
Dans l'élootrolyte 4 $et Immergé un élément condensateur oonstitud eeme d'ordinaire de fouillée métalliques formant des pellieulee enreuleee Ion- oentriquement, constituant les dlootrodeoi le adtal étant du tantale, de l'aluminium ou un autre métal pour électrodes connu
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de ce genre, cou pellicules étant séparées par du papier kraft ou une autre matière dlooptoument diélectrique impré- suie par l"1.0;
ro1,t.. le fil conducteur 6 relié à la feuille d'anode de l'élément condensateur en forme de rouleau $ s'étend vers l'extérieur a travers l'ensemble de fermeture 7 et est soudé ou relié autrement au conducteur terminal ou conducteur de borne 5, le point de jonction 9 étant contenu à l'intérieur du système de fermeture comme expliqué plus com-
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ploiement oi-apree. Le conducteur de borne 8 ?9t muni d'une partie d'extrémité extérieure plate percée d'un trou, comme montré ,pour faciliter la connexion de file extérieurs à ce fil.
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Le conducteur de cathode 10 relié à la ttldll. constituent cathode de l'élément eondeneateur 9 part dt l'ex-
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trémité opposée de oe dernier -fil remontant vers l'intérieur du boîtier et passe à l'extérieur du bottier 2 entre le couvercle 2a et le boîtier 2, ou bien le conducteur de cathode peut être amené à l'extérieur à travers un ensemble de fermeture semblable à celui que l'on décrit ici pour isoler le conducteur de cathode du boîtier*
La construction du condensateur peut être autre que celle montrée ici et peut comprendre par exemple un agencement dans lequel le boîtier 2 lui-même sert de cathode $ Dans un agencement de oe genre,
l'anode seule nous forme convenable, prendrait la place de l'élément condensateur 5, le conducteur de cathode 10 serait supprimé et le revêtement isolant 3 se- rait convenablement modifié.
L'ensemble de fermeture 7 comprend, comme on le voit plus clairement par la vue explosée de la figure 2, une botte métallique de fermeture 11 inférieure s'adaptant dans une ou- verture 2 du oouverole a et reliée à celui-ci par une opération de soudage de brasage ou par d1 autres moyens, comme montré.
La botte de fermeture creuse 11 possède une surface extérieure filetée 11a, une partie inférieure en forme de bride, 11b, avec une ouverture axiale 11c, et un espace intérieur cylin- drique 11d. Dans la botte de fermeture 11 s'adapte intimement un ensemble d'éléments en forme de douilles électriquement isolantes superposées 12, 13 et 14.
Ces élément$ sont essen- tiellement en forme de disques, sauf que l'élément de douille inférieur 12 a une partie centrale tale en feras de moyeu saillant 12a qui s'adapte étroitement dans l'ouverture de fond 11c de la boîte de fermeture 11.Le fil conducteur d'ano- de 6 traverse axialement l'ensemble des éléments en forme de douilles superposées 12, 13 et 14.
Un capuchon de métal 15 porte des filets intérieurs et son diamètre intérieur est choisi pour s'adapter sur l'élé-
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ment en forme de boîte 11et s'y visser par coopération de leurs fileté. L'extrémité supérieure du capuchon 15 présente une ouverture à gradins dans laquelle s'adapte un organe de fermeture ou joint de verre 16 traveraé par un passage* Dans ce dernier passage cet scellé un tube 17 fait, de préférence,
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d'un métal soudable tel que le niokel.
Dans l'état assemblé comme montré à la figure 1, le capuchon 15 cet vissé sur la boîte de fermeture 11 qui
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contient les éléments en forme de douilles 1R, te et 14 pour comprimer ces dernière et pour former une fermeture étanobe eolide, tant autour du fil conducteur d'anode 6 qu'à la sur. face intérieure de la boîte de fermeture 11.La fermeture hermétique réalisée par l'ensemble décrit peut être confirmée par l'application de soudure à intervalle annulaire entre le capuchon 15 et le couvercle 2a, comme montré par le joint de soudure 18, pour sceller les fileté du capuchon 15 et de la boite 11.
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Le. élément$ en forme de douilles 12 et 14 mont oon- etituéa d'une matière électriquement Isolante et prêtant peu à la transmission de vapeur, très résistante à des condition)* chimiques et thermiques sévères, n'absorbant pas l'humidité et résistant fortement au mouillage par l'eau et par de$ sol- ,vante chimiques. Une matière que l'on préfère particulière-
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ment dans os but est 1r polytétrafluoroéthylene, que l'on connaît tous le nom de la marque de fabrique ttdtlonwt On peut utiliser d'autres aatieree plastiques fluorooarbonéei de ce genre ayant des propriétés semblables,
Sellée que le poly-* trillucrochicrodthylènep connu sous le non de la afflue de fabrique "Xel-9" l'expression .pol1'thyl'ne fluoré* telle qu'elle est utilisée ici vice à comprendre la résine synthéti- que fluorooarbonée, dont question ci-dessus, ainsi que d'autres dérivée du polyéthylene a halogènes substitués présentant
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des caractéristiques semblables. On peut Modifier la matière
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utilisée pour ces éléments en forme de douille$ en y Incor- porant une matière de charge minérale, telle que du verre$ pour améliorer la rigidité de la matière,
son éléments en
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forme de douilles 12 et 14 testent principalement de br1'r" #'opposant à la transmission de vapeur . travers l'ensemble de fermeture$ Comme mont:. , la figure 1, le fil conducteur d'anode 6 traverse axialement la partit en forme de moyeu de la douille 12 en sorte d'être ainsi isolée électriquement de
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la bride 11k de la botte de métal 11, La composition de poly- éthylène fluoré des éléments en forme de douille* 12 et 14 résiste efficacement aux conditions de température élevée de 125*0 ou davantage et,
comme elle est incapable d'absorber de l'humidité, elle élimine sensiblement le risque d'un court-
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circuit possible entre le conducteur de borne < et le boitiez 2 par suite de l'accumulation d'humidité ou d'autres matières oontam1nmtt.. conductrices.
L'élément en forme de douille intermédiaire 13 est constitué d'une matière élaotombre qui, par cuite de sa natu- re très élastique, réalise un joint oonstanmeat serré contre l'élément de botte 11 et le fil conducteur d'anode 6, même dans des conditions de cycles thermiques sévères* Une matière que l'on préfère particulièrement dans ce but est le caout- ohouo au butyle.
D'autres élastomères naturels ou synthétique$ peuvent être utilisée, par exemple ceux que l'on produit par polymérisation de butadiène seul ou avec du styrène, oomme les
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élastomères Buna, Hyoart par polymérisation de OhlOrOPrbA*t par exemple le Ndoprènel et d'autres produite de substitution du caoutchouc connus dans la technique* $ L'expression "elasto"' nèrett telle qu'utilisée ici vise à comprendre toutes les ma- i tïbret caoutchouteuses très élastiques* lie joint de verre 16 i associé au capuchon 15 offre un joint hermétique entre ce
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dernier et le tube 17t et mort à isoler du capuchon métallique 15# 16 fil d'anode 6, ainsi que le conducteur de borne e,
et ea rigidité cet suffisante pour coapriNcr les éléments en forme de douilles 1 13 et 14 lorsque l'on visse à fond le capuchon l' Our la botte de 14=*tUe 11. Le joint de Verre 16 et un joint à oomprewrion et on peut le fora* par oontrao- tion thermique. du capuchon de métal 19 pN<-ehemff<< autour du corps de verre 16 lorsque ce dernier ont à l'état fondu due un moule avec le tube axial 17 placé* à l'intérieur. Un tel
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joint de Compression en verre contribue de façon importante au
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.o.11.m.nt hermétique du oondenaateur, en particulier lorsque l'on applique de la soudure te entre le capuchon 15 et le aou.. ; vérole bzz oomma décrit précédemment.
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Le conducteur à borne 8 est, de préférence, fixé
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au tube 17 par une soudure 19 de toute eompoeition convenable, comme par exemple à l'étain et au plomb, introduite dans 1' ax trémité extérieure du tube 17 pour procurer un support aut- ti8amment rigide pour faire des connexions oonductrioee ex- térieures à 1'extrémité saillante du conducteur de borne 8g
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pour réaliser une bonne connexion électrique d'un conducteur
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extérieur au conducteur 8 et pour réaliser la fermeture complè-
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te de l'ensemble condensateur,
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Le conducteur d'anode 6 est composé en l'eapece
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d'un fil d'un métal formateur de pellicule anodisé, par exemple de tantale, en sorte que la pellicule d'oxyde diélectrique
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anodique puisse empêcher lt'1Iotro11t.
de venir en contact avec le métal nu et provoquer ainsi un courircirouit avec le bottier métallique 2. Il n'est pas pratique d'étendre le conducteur anodisé entièrement à travers l'ensemble de ferme'
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ture parce qu'il est difficile de fixer ou de souder ou de fixer facilement d'autre façon son extrémité dépassant* au
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tube 17, en particulier si et fil conducteur est fait de tatilm
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le* Dans go but, on soude d'abord en bout à 1 extrémité dU conducteur d'anode 6 un fil ecadueteur distinct $ d'us matiè. re noudable telle que le nickel, le cuivre et analogue, puis on la soude au tube 17, oomaa déjà décrit.
Un processus typique que l'on peut suivre pour as- sembler le système de fermeture décrit est le suivant On
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place un ou plusieurs éléments oondusatours dans uat botte de m4ta1 2 et on gouda en place 8= le boltior à la couvercle z auquel est fixés la botte de fermeture .'ta11iQu, 11, le conducteur d'anode 6 'étendant à travers la botte de f.7.m.- turc 11 et dépannant de celle-oîp tandis que le conducteur de cathode 10 passe entre le couvercle 2A et le boltter 2 et fait maillit vere l'extérieur.
On vexe* alors une solution d'électrolyte dans le bottier par l'extrémité ouverte de Il#- Idment de botte 11, aprbe quoi on séche complètement cet 414- ment de boite On pousse des diequee en fora@ de douillet 12, 13 et 14 sur le conducteur d'anode 6, qui cet auni dans 06 but d'une pointe aiguë, et on prose* les 4inques en forae de douilles dans l'espace intérieur de la botte de fermeture 11
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pour qu'ils coopèrent avec $08 paroi..
On coupe alors lttx- trémitd aiguë du conducteur d'anode 6 en laissant une courte . partie dépanner au-dessus du disque 14 en forme de douille, et on soude en/bout au conducteur d'anode 6 qui dépasse le conducteur de borne 8 qui s'étend à travers le joint de ver-
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re 16 du capuchon métallique 15. 0, vies@ alors fond le oa- puohon métallique 15 sur la boite de fermeture 11 e'6 oa 'OU. de la borne 8 au tube 17 dans le joint de verre 16.
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.Dans des constructions dloopbeet en peut faire le bottier 2 et le couvercle 2A de cuivre ou de laiton, 40 pré- férence plaquée d'argent, pour résister à la corrosion, ou d'aluminium. La boite de fermeture 11 et le capuchon 15 sont faits en l'espèce d'acier laminé à froid que l'on peut plaquer de nickel ou d'argent ou de ces deux oorpa, Il est
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souhaitable que la matière vitreuse du joint 16 et le capuohon métallique, quand ils sont assemblés en un bloc,
aient mont coefficient de dilatation thermique peux' assurer le maintien d'un joint étanche entre ces éléments dans des conditions de température largement variables* En variante, en peut séparer initialement l'élément de joint de verre du capuchon 15 en le mettant en contact de fermeture avec une bague métallique de caractéristiques de dilatation thermique correspondante . fuie, l'on soude, on braie,
ou en relie d'autre façon oonvena- ble cette bague au capuchon métallique 15 dont les caracté- riatiques de dilatation thermique ne doivent pas nécessaire* ment correspondre à celles du verre dans ce case
Dans une série d'essais effectuée sur des condensa- tours fermée construite suivant l'invention, cinq ensembles (dans lesquels les filets de la botte de fermeture n'étaient pas scellés)
ont été soumis à des essais de longévité tous une tension continue de 35 volts à 125*0 pendant 250 heures et exposes un certain nombre de fois à un cyclage thermique à des températures allant de -95*0 à 125 C.
La perte de poids moyenne de ces ensembles à la fin de la période d'essai a été trouvée égale à 13 milligrammes. Ce résultat marque une amé- lioration nette par rapport aux ensembles scellés de façon ordinaire, dans lesquels on rencontre couramment des pertes de poids de 300 à 400 milligrammes dans des conditions sembla- blés. La variation de capacité des ensembles suivait l'in- vention, après ces essais, a été trouvée égale à environ 2,4% seulement, en moyenne. Des enregistrements du courant de fui- te, dans les ensembles essayés,
n'ont donné aucune preuve d'un contact entre l'électrolyte et le conducteur de borne soudable, donnant ainsi une indication supplémentaire de l'efficacité du système de fermeture suivant l'invention
L'invention procure donc un système de fermeture qui assure une excellente retenue de l'électrolyte de garnissage
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du condensateur pendant de longuet durées,
et qui aide de façon importante à maintenir sensiblement constantes les pro- priétés électriques du condensateur* Le système de fermeture décrit empêche de façon efficace l'échappement d'électrolyte le long du fil conducteur et évite ainsi le risque d'une mise en court-circuit de l'anode avec la cathode par l'intermédiai- re du bottier tout en offrant en même temps des connexions faciles à couder aux conducteurs de borne.