[实用新型]一种工业用自循环流动并冷却的水电阻

说明书

技术领域

本发明涉及重复高功率脉冲领域，具体为一种自循环流动并冷却的水电阻。本发明利用温度场、重力及气压的协同作用，保障电阻液稳定的在系统内流动，通过冷凝管能够有效提高水电阻的散热性能，使其维持在一个特定的小温度区间，保证其性能和使用寿命，有效满足高功率脉冲设备在高频、长时间条件下的正常运行，具有较好的应用前景。

背景技术

水电阻具有功率耐受性好、频率响应快的优点，适于制作成各种形状，且阻值可调，能够用作电路匹配或是测量部件等，能够满足各种高压、大电流、瞬态工作场合的需要。基于水电阻自身的优点，其已经被广泛应用于高功率脉冲领域。

水电阻在工作过程中，其电极和电阻液温度会升高，并电解电阻液中的可电解成分，产生气体，进而形成内部高温高压环境。随着温度的升高，电阻液中的离子浓度受到影响发生变化，进而影响水电阻的阻值。水电阻长时间通过大电流高压脉冲，也会改变水电阻的阻值。

目前，现有的水电阻通常包括如下几种类型。

第一类是直接将水电阻加工成阻值可调的，但其没有直接降低水电阻温度的措施，长时间连续工作时，水电阻的温度和压力均会过高，进而导致阻值变化和水电阻胀裂。

第二类是直接在水电阻管体外加散热器组，散热器组不与电解液直接接触，通过热交换达到降温的目的，散热器组要求水电阻管外壁散热效果良好。然而，散热器组对对电阻液散热较缓慢；在连续工作时，水电阻内部仍会出现温度和压力过高的现象。

第三类是用管道将水电阻与水箱连接，水箱上带有水泵，通过水泵保证水电阻中的电阻液连续流动，并通过增加管道长度来实现电解液的散热。但这种方式散热速度慢，连续工作时，水电阻温度会过高，且要求水泵具有极高的绝缘性能。

综上，现有水电阻通常采用在管体外直接加散热器组进行热交换散热，或是将水电阻与水箱相连，通过水泵引入循环水，保证水电阻中的电解液连续流动，并通过增加管道长度来实现电阻液散热的方式；这两种方式对电阻液的散热速度都较缓慢，其工作时，仍可能会出现水电阻温度或气压过高的现象，且对水泵的绝缘提出了很高的要求。因此，现有水电阻不能长时间连续工作，降低了各类高压脉冲装置的运行效率。

为此，迫切需要一种新的装置，以解决上述问题。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对现有水电阻通常采用在管体外直接加散热器组进行热交换散热，或将水电阻与水箱相连，通过水泵引入循环水，并通过增加管道长度来实现电阻液散热，对电阻液的散热速度都较缓慢，其工作时，仍可能会出现水电阻温度、气压过高阻值变动加大的现象，无法满足长时间、连续工作的需要，降低了相应高压脉冲装置运行效率的问题，提供一种工业用自循环流动并冷却的水电阻。本发明以蒸馏水或其他液体电阻液，利用温度场、重力、气压的作用，在无需水泵的前提下，使电阻液在系统内循环流动，工作过程中所产生的热量被电阻液输运，并通过冷凝管及电阻液挥发及时带走，提高了散热性能，保证了水电阻的性能稳定并延长其使用寿命，也保证了高功率脉冲设备在高频、长时长条件下的正常运行。本发明构思巧妙，设计合理，结构简单，运行稳定、可靠，能有效提高高功率脉冲设备的效率，具有较好的市场应用前景和应用价值。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种工业用自循环流动并冷却的水电阻，包括电极、水电阻主体管道、高温连接端管、低温连接端管、连接管、水箱、冷却管、与冷却管相配合的冷却装置，所述电极为一组，所述电极、高温连接端管、水电阻主体管道、低温连接端管、电极依次相连构成电阻主体，所述电极、高温连接端管、水电阻主体管道、低温连接端管之间形成设置容纳电阻液的第一容纳腔；

所述高温连接端管上设置有用于与连接管相连的第一管接头，所述高温连接端管通过连接管与水箱相连，将连接管与水箱相连的接口记为高压端接口；

所述低温连接端管上设置有用于与连接管相连的第二管接头，所述水箱通过冷却管与低温连接端管相连，将冷却管与水箱相连的接口记为低压端接口；

所述高压端接口所在水平面位于低压端接口所在水平面上面。

所述水电阻主体管道为玻璃管，所述电阻液为蒸馏水，所述冷却管呈螺旋形。

所述连接管、水电阻主体管道采用绝缘材料制备而成。

所述连接管、水电阻主体管道采用玻璃、有机玻璃、尼龙、聚四氟乙烯或绝缘陶瓷制备而成。

所述高温连接端管、水电阻主体管道、低温连接端管可以为不同材质通过粘结剂粘结，所述高温连接端管、水电阻主体管道、低温连接端管可以为一根整体的管道。

所述水箱上方设置有与大气连通的开口。