專利名稱：充氣式電涌放電器、激活化合物、點(diǎn)火條及相應(yīng)方法
充氣式電涌放電器、激活化合物、點(diǎn)火條及相應(yīng)方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明總體上涉及電子組件，尤其涉及電涌保護(hù)和充氣管電涌放 電器。
對(duì)保護(hù)靈敏電子組件免遭過電壓電涌的需要日益增加。在市場上 有不同的裝置可用于該目的。其中某些裝置可較好地適于某些應(yīng)用。
通常有兩種電涌保護(hù)分類，每一種分類包括不同類型的裝置。電 涌保護(hù)裝置的一種分類為"消弧電路"分類。消弧裝置包括氣隙、碳
塊、硅控整流器(SCR)、電壓可變材料(VVM)裝置及本發(fā)明中的充 氣管電涌放電器。電涌保護(hù)裝置的另一分類為"箝位"分類。箝位裝 置包括齊納或雪崩二極管及金屬氧化物壓敏電阻器(M0V)。
"箝位"裝置通過基于所施加的電壓改變內(nèi)部電阻而將電壓瞬變 限制在規(guī)定水平。箝位裝置本身吸收瞬變的能量。箝位裝置具有相對(duì) 快的響應(yīng)時(shí)間，但經(jīng)受高電流的能力也相對(duì)有限。
通常，"消弧"裝置通過響應(yīng)于升高的電壓水平突然從高阻抗?fàn)?態(tài)變?yōu)榈妥杩範(fàn)顟B(tài)而限制傳給受保護(hù)電路的能量。在遭受足夠的電壓 水平時(shí)，正常情況下不導(dǎo)電的消弧裝置開始導(dǎo)電。在導(dǎo)電的同時(shí)，跨 消弧裝置的電弧電壓余留相當(dāng)?shù)?，例如，?duì)于圖3中所示的氣體放電 管曲線，其為或低于15伏特。瞬變功率的大部分被大地或電路的電 阻元件耗散，但不消散到受消弧裝置或充氣管電涌放電器保護(hù)的電路 部分。這樣的功率耗散使充氣管電涌放電器能夠比箝位裝置經(jīng)受更長 連續(xù)時(shí)間的高電壓和/或高電流并保護(hù)負(fù)載免遭高電壓和/或高電流 引起的損壞。
參考圖1， 一種已知的充氣管電涌放電器10包括兩個(gè)電極12和 14，所述電極被裝配中空?qǐng)A柱形陶瓷絕緣體16。在絕緣體16內(nèi)，電 極12和14的內(nèi)表面被涂覆激活化合物。參考圖2A和2B，另一已知 充氣管電涌放電器20包括兩個(gè)外電極12和14，所述電極被裝配兩個(gè)陶瓷絕緣體20和22，所述絕緣體由第三電極24分隔。兩種放電 器10和20均包容氣體，如氬或氖氣。激活化合物有助于在過電壓瞬 變事件時(shí)使氣體導(dǎo)電。
充氣管電涌放電器的運(yùn)行參數(shù)包括(i)靜態(tài)或DC火花放電電 壓，(ii)動(dòng)態(tài)或電涌火花放電電壓，(iii)熄滅電壓，(iv)輝 光電壓，(v)在交流情況下的載流容量，及(vi)單極脈沖電流。 這些運(yùn)行參數(shù)可受不同因素影響，如(i)電極的結(jié)構(gòu)布局，(ii) 所使用氣體的類型，(iii)氣體保持在放電器內(nèi)的壓力，(iv)放 電器內(nèi)一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)火條的構(gòu)型，及(v)位于電極活性表面上的激 活化合物。
激活化合物可包括多種組分。例如， 一種已知的化合物包括三種 組分，即鋁、溴化鈉及鈦酸鋇。在可使用這種化合物的同時(shí)，需要新 的、能改善充氣管電涌放電器的運(yùn)行參數(shù)如上面列出的運(yùn)行參數(shù)的激 活化合物。

發(fā)明內(nèi)容
下面詳細(xì)討論了充氣管電涌放電器的多個(gè)例子。放電器通常包括 連到絕緣外殼的至少兩個(gè)電極。氣體被充入由電極封閉的外殼內(nèi)。激 活化合物施加到至少一所述電極上。在正常運(yùn)行電壓情況下，電流不 能從一個(gè)電極傳導(dǎo)到另一電極。在過電壓條件時(shí)，電壓達(dá)到擊穿點(diǎn)， 這時(shí)氣體電離并產(chǎn)生導(dǎo)電路徑。 一旦電流通過所述裝置，則電極涂層 用作電子源，保護(hù)金屬電極并在所述裝置超出其規(guī)定運(yùn)行參數(shù)之前使 過電壓條件能重復(fù)多次。在該時(shí)間段期間，如圖3中所見，電壓保持 在特定電壓如約15伏特，及相應(yīng)的電流能夠流動(dòng)，如被消散到大地， 從而使過電壓條件的可能有害影響最小。
所述外殼可由任何適當(dāng)?shù)慕^緣材料制成，如陶瓷、玻璃、塑料或 其任何適當(dāng)組合。所述外殼至少總體上為圓柱形，或可以是可氣密密 封以保持氣體的任何適當(dāng)形狀。為此，外殼被制造成具有能夠保持氣體的厚度并可經(jīng)受與吸收大電涌電流如閃電電涌時(shí)出現(xiàn)的大電流相 關(guān)聯(lián)的大的機(jī)械壓力。
在一實(shí)施例中，采用單一外殼。電極附著在外殼的每一端處。在 另一實(shí)施例中，采用兩個(gè)外殼。電極附著在每一外殼的外端處。第三 內(nèi)電極夾在兩個(gè)外殼之間。在一實(shí)施方式中，內(nèi)電極的一側(cè)或兩側(cè)上 涂覆有激活化合物。
外殼的內(nèi)表面可包括或被沉積一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)火條。例如，點(diǎn)火條 可以是石墨。點(diǎn)火條可具有選自下組的至少一特征(i)由至少一 非石墨材料制成；(ii)由點(diǎn)陣圖案形成；及(iii)包括至少一軸 向及至少一徑向分布在外殼內(nèi)表面上的多個(gè)點(diǎn)火條。
外殼可具有選自下組的至少一特征(i)包容封閉的氣體；(ii) 由陶瓷、玻璃或塑料制成；(iii)支撐至少一點(diǎn)火條；(iv)至少 實(shí)質(zhì)上為圓柱形；及(v)位于內(nèi)電極的任一側(cè)上。
在一實(shí)施方式中，其上施加化合物的一個(gè)或多個(gè)電極表面包括化 合物可施加于其中的凹陷。所述凹陷可產(chǎn)生格狀表面，其能更好地保 持化合物及保持更多的化合物。如前所暗示的，電極如端電極的一側(cè) 上可被涂覆激活化合物?；蛘?，內(nèi)電極的多側(cè)上可被涂覆激活化合物。
在另一實(shí)施方式中，電極被形成使得當(dāng)其附著到外殼上時(shí)，兩個(gè) 或多個(gè)電極的部分相互靠近地隔開以形成封閉的火花隙。所述部分可 被涂覆激活化合物。具有所述化合物的多個(gè)表面的靠近隔開還用于提 高放電器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。
電極可由任一或多種適當(dāng)?shù)牟牧现瞥?，如銅、鎳、鎳鐵、或其任 何組合(如合金、分層或電鍍)。
其上施加所述化合物的電極包括選自下組的至少一特征(i ) 包括所述化合物施加于其中的凹陷；(iii)所述化合物施加到電極 的一側(cè)；(iii)所述化合物施加到電極的多側(cè)；(iv)被形成為使 得電極的一部分與電極的另一部分相互靠近地隔開；及(V)由銅、 鎳、鎳鐵、其任何組合、其任何層壓組合及其任何電鍍組合制成。填充放電器的氣體可改變。所述氣體可以是惰性氣體，如氮、氖、 氪或氬氣或其它通常不反應(yīng)的氣體。所述氣體也可以是反應(yīng)氣體，如 氫。所述氣體可以是反應(yīng)和不反應(yīng)氣體的混合物，如氫、氮、氖、氪 和氬氣的任何組合。在一實(shí)施方式中，所述氣體根據(jù)所需擊穿電壓在
放電器內(nèi)按需加壓(如14-40psig)。在初始可將放電器抽成真空以
在用所需混合物將放電器反充到所需壓力之前去除放電器中的空氣 (氮、氧和氬)。
封閉的氣體屬于選自下組的至少一類型(i)惰性氣體，(ii)
反應(yīng)氣體，(iii)加壓氣體，(iv)抽空氣體，(v)氣體混合物， (vi)氫，(vii)硅烷，(viii)氮，(ix)氬，(x)氖，(xi) 氪，(xii) 二氧化碳，及(xiii)氦。
激活化合物也可改變。在一實(shí)施方式中，所述化合物包括(i) 重量百分比約10-35%的鎳粉；(ii)重量百分比約20-60%的硅酸
鉀或鈉；(iii)重量百分比約5-25%的鈦粉；(iv)重量百分比約
5-15%的碳酸鈉；及(v)重量百分比約10-20%的氯化銫。
在另一實(shí)施方式中，所述化合物包括(i)重量百分比約10-35
%的鎳粉；(ii)重量百分比約20-60%的硅酸鉀或鈉；(iii)重
量百分比約5-25%的鈦粉；(iv)重量百分比約5-15%的碳酸鈉；
及(v)重量百分比約10-20%的溴化鈉。
在另一實(shí)施方式中，所述化合物包括(i)重量百分比約10-35
%的鎳粉；(ii)重量百分比約30_60%的硅酸鉀；(iii)重量百
分比約20-25%的溴化鈉；及(iv)重量百分比約5-10%的鈣鈦氧化物。
在另一實(shí)施方式中，所述化合物包括(i)重量百分比約10-35 %的鎳粉；(ii)重量百分比約20-60%的硅酸鉀或鈉；(iii)重 量百分比約5-25%的鈦粉；(iv)重量百分比約5-15%的鈣鈦氧化 物；及(v)重量百分比約10_20%的溴化鈉。
在另一實(shí)施方式中，所述化合物包括(i)重量百分比約10-35 %的鎳粉(如13.2%) ; (ii)重量百分比約10-20%的硅酸鉀(如17.6%); (iii)重量百分比約5-20^的鋁硅粉(如13.2%); (iv) 重量百分比約5-20%的碳酸鈉(如15.4%);及(v)重量百分比約 25-45%的氯化銫(如40.6%)。
在另一實(shí)施方式中，所述化合物包括(i)重量百分比約10-35 %的鎳粉；(ii)重量百分比約30-60%的硅酸鉀；(iii)重量百 分比約20-25%的氯化鈉；及(iv)重量百分比約5-10%的鋇鈦氧化 物。
下面還詳細(xì)討論了用于將上述點(diǎn)火條墨噴在電涌放電器的外殼 的內(nèi)表面上的不同系統(tǒng)。如下所詳述的，點(diǎn)火條有助于電涌放電器的 總體電性能。墨噴點(diǎn)火條有很多優(yōu)點(diǎn)。例如，點(diǎn)火條通常由石墨制成， 然而，噴墨系統(tǒng)使能按條狀沉積非石墨材料。其它優(yōu)點(diǎn)包括微處理器 控制的系統(tǒng)提供的靈活性、準(zhǔn)確性及可重復(fù)性。
噴墨系統(tǒng)可以是基于需求的系統(tǒng)或連續(xù)系統(tǒng)。在基于需求的系統(tǒng) 中，墨噴材料按重力自流方式進(jìn)入噴嘴或泵入噴嘴，其中所述材料保 持在大氣壓力下。噴嘴內(nèi)或直接鄰近噴嘴的條狀材料與能量源接觸， 所述能量源如壓電變換器或電阻器如薄膜式電阻器。噴嘴具有內(nèi)室， 所述內(nèi)室具有出口或開口。為產(chǎn)生條狀材料的噴墨小滴，能量源將能 量傳入噴嘴內(nèi)室內(nèi)。所增加的能量在材料中產(chǎn)生氣泡并在體積上迫使 已知數(shù)量的條狀材料通過所述出口，從而形成小滴。所述小滴被射在 放電器外殼的內(nèi)表面上和/或按重力自流方式流在放電器外殼的內(nèi)表 面上。
所述能量源電連接到基于微處理器的控制系統(tǒng)，其存儲(chǔ)條紋圖案 或程序。計(jì)算機(jī)圖案指示小滴離開噴嘴的頻率及小滴大小。具體地， 計(jì)算機(jī)程序?qū)е聰?shù)據(jù)脈沖，其被發(fā)送給能量源的驅(qū)動(dòng)器。所述驅(qū)動(dòng)器 將數(shù)據(jù)脈沖轉(zhuǎn)換為電壓脈沖(如開/關(guān)0-5VDC)，該電壓脈沖發(fā)送給 能量源。在實(shí)施例中，特定脈沖的長度或接通時(shí)間確定小滴的大小。 在實(shí)施例中，兩個(gè)相鄰脈沖的前沿之間的時(shí)間確定小滴離開所述出口 的頻率。在備選實(shí)施例中，提供了連續(xù)噴墨系統(tǒng)。在此，連續(xù)的條狀材料 流從噴嘴出來。其后所述材料立即流過裝料裝置，其將所述連續(xù)流振 動(dòng)為分開的小滴。所述裝料裝置還裝填分開的小滴。在通過裝料裝置 之后，單獨(dú)的及所裝填的條狀材料小滴通過高電壓偏轉(zhuǎn)板，其使所述 小滴相對(duì)于偏轉(zhuǎn)板偏向一個(gè)方向或另一方向。這樣，所述小滴可被偏 轉(zhuǎn)到放電器的絕緣外殼的內(nèi)表面上或不偏轉(zhuǎn)到所述內(nèi)表面上?；蛘?， 所述小滴可被偏轉(zhuǎn)入小滴收集器內(nèi)，使得這些小滴不被沉積在放電器 外殼的內(nèi)表面上。因此，微粒的裝填控制小滴沉積在外殼上的頻率。
對(duì)于連續(xù)噴墨，小滴從連續(xù)流偏轉(zhuǎn)入收集器內(nèi)的頻率設(shè)定其余小 滴沉積在外殼上的頻率。在連續(xù)系統(tǒng)中，小滴的大小由連續(xù)流的大小 及裝料裝置的輸出水平確定。
基于需求的噴墨系統(tǒng)及連續(xù)噴墨系統(tǒng)中的每一個(gè)均與運(yùn)動(dòng)控制 系統(tǒng)合作運(yùn)行，例如，所述運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)包括構(gòu)造為在二維空間中移 動(dòng)外殼的至少兩個(gè)電動(dòng)機(jī)。在一實(shí)施例中， 一個(gè)電動(dòng)機(jī)關(guān)于縱向延伸 的出口針或管旋轉(zhuǎn)外殼，而第二電動(dòng)機(jī)在出口針或管的軸向平移外 殼。下面示出所述系統(tǒng)的一個(gè)例子，其采用兩個(gè)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，其中一 個(gè)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)安裝到上刻螺紋或具有一個(gè)或多個(gè)螺紋構(gòu)件的塊上，所 述塊接收有螺紋的軸或?qū)輻U。所述導(dǎo)螺桿連接到第二電動(dòng)機(jī)。該第 二電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)所述導(dǎo)螺桿以使第一電動(dòng)機(jī)安裝于其上的所述塊相對(duì) 于噴墨噴嘴前后平移。安裝在所述塊上的第一電動(dòng)機(jī)連接到支撐外殼 的支架，所述外殼可拆卸地安裝在所述支架內(nèi)。第一電動(dòng)機(jī)連接到所 述支架并能旋轉(zhuǎn)所述支架從而所述外殼相對(duì)于噴嘴縱向延伸入外殼 內(nèi)。在下述例子中，噴嘴保持固定，而外殼在二維空間中相對(duì)于噴嘴 移動(dòng)。
或者，旋轉(zhuǎn)或平移運(yùn)動(dòng)中的一個(gè)或兩個(gè)經(jīng)噴墨裝置提供。在此， 噴嘴相對(duì)于絕緣外殼旋轉(zhuǎn)或平移。例如，噴墨裝置可被構(gòu)造成相對(duì)于 放電器外殼前后平移，同時(shí)提供裝置以相對(duì)于噴墨噴嘴旋轉(zhuǎn)外殼。這 樣，噴墨裝置和外殼支架中的每一個(gè)均對(duì)整個(gè)運(yùn)動(dòng)控制提供構(gòu)件?；谖⑻幚砥鞯南到y(tǒng)連同上述噴墨圖案程序運(yùn)行一個(gè)或多個(gè)運(yùn) 動(dòng)控制程序以產(chǎn)生高度準(zhǔn)確和可重復(fù)的噴墨條紋圖案。條狀材料可以 是液態(tài)賦形劑和粘合劑中的任何適當(dāng)導(dǎo)電或半導(dǎo)電材料，如黑色噴墨 打印機(jī)油墨。這些條可以沿外殼如圓柱形外殼的內(nèi)表面軸向、徑向和 /或?qū)遣贾谩Ｋ鰲l可按任何適當(dāng)?shù)臄?shù)量、排列和圖案提供。所述 條可以是連續(xù)的條(至少對(duì)于肉眼而言)或包括多個(gè)可辨別的更小的 形狀，如斑點(diǎn)。所述條的厚度也可被控制到較傳統(tǒng)鉛筆條紋系統(tǒng)更好 的程度。例如，外殼可保持穩(wěn)定，多個(gè)小滴沉積在外殼上的同一斑點(diǎn) 處。基于微處理器的系統(tǒng)使常規(guī)條紋圖案能夠針對(duì)具體放電器進(jìn)行開 發(fā)和調(diào)整，從而具有特定電性能特性。因而，在一實(shí)施例中，電涌放電器經(jīng)下述工藝制成，其包括步驟(i)提供絕緣外殼；(ii)將至少一點(diǎn)火沉積物墨噴在外殼內(nèi)部上， 所述沉積物包括至少一非石墨材料；及(iii)用至少一電極封閉外 殼，所述電極具有所施加的激活化合物。所述工藝可包括選自下組的至少一另外的步驟(i)將外殼的 多個(gè)部分附著到內(nèi)電極的任一側(cè)；(ii)加壓外殼內(nèi)的氣體；及(iii) 抽空外殼。所述沉積物可由選自下組的至少一材料制成(i)石墨；(ii) 分散在液態(tài)賦形劑和粘合劑中的銅粉；(iii)薄膜式電阻元件油墨; 及(iv)被稀釋以增加電阻率的導(dǎo)電薄膜油墨。墨噴至少一沉積物可包括至少下述之一(i)加熱材料；(ii)對(duì)所述材料施加電壓；(iii)對(duì)所述材料通電；(iv)使所述材料 流過開口； (v)偏轉(zhuǎn)所述材料；(vi)分配材料小滴以在絕緣外殼 上產(chǎn)生所需小滴圖案；及(vii)回收儲(chǔ)蓄器中不意于成為所述沉積 物的一部分的小滴。所述工藝可包括至少一另外的步驟(i)旋轉(zhuǎn)外殼，及(ii) 當(dāng)沉積物被墨噴在外殼上時(shí)平移所述外殼。激活化合物包括選自下組的至少一種材料鎳粉、硅酸鉀、硅酸 鈉、鈦粉、碳酸鈉、氯化銫、溴化鈉、溴化鋰、鈣鈦氧化物、偏硅酸 鉀、鋁硅粉、及鈣鈦氧化物。在另一實(shí)施例中，電涌放電器經(jīng)下述工藝制成，其包括步驟(i)提供絕緣外殼；(ii)將至少一點(diǎn)火沉積物墨噴在外殼內(nèi)部上，所述 沉積物包括小滴圖案；及(iii)用至少一電極封閉外殼，所述電極 具有所施加的激活化合物。所述工藝可包括選自下組的至少一另外的步驟(i)將外殼的 多個(gè)部分附著到內(nèi)電極的任一側(cè)；(ii)加壓外殼內(nèi)的氣體；及(iii) 抽空外殼。所述沉積物可由選自下組的至少一材料制成(i)石墨；(ii) 分散在液態(tài)賦形劑和粘合劑中的銅粉；(iii)薄膜式電阻元件油墨； 及(iv)被稀釋以增加電阻率的導(dǎo)電薄膜油墨。墨噴至少一沉積物可包括至少下述之一(i)加熱材料；(ii)對(duì)所述材料施加電壓；(iii)對(duì)所述材料通電；(iv)使所述材料 流過開口； (v)偏轉(zhuǎn)所述材料；(vi)回收儲(chǔ)蓄器中不意于成為所 述沉積物的一部分的小滴；(vii)使用保存在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中的 小滴圖案順序產(chǎn)生圖案；及(viii)將所述圖案分為網(wǎng)格單元并將多 個(gè)小滴墨噴在所述圖案的每一網(wǎng)格單元內(nèi)。所述工藝可包括至少一另外的步驟(i)旋轉(zhuǎn)外殼，及(ii) 當(dāng)沉積物被墨噴在外殼上時(shí)平移所述外殼。所述工藝可包括墨噴多種沉積物，每一沉積物包括所需圖案的小 滴，所述沉積物相互間隔開以產(chǎn)生沉積物的所需圖案。所述外殼至少可以是圓柱形，其中沉積物的所需圖案至少包括下 述之一(i)所需軸向間隔；及(ii)所需徑向間隔。沉積物可以是至少下述之一(i)由于小滴的靠攏間隔而至少 連續(xù)；(ii)至少總體上為矩形；(iii)被形成為線；(iv)沿外 殼進(jìn)行軸向延伸，所述外殼至少基本為圓柱形；及(v)由多個(gè)可辨 別且分開的形狀形成。在另一實(shí)施例中，電涌放電器經(jīng)下述工藝制成，其包括步驟(i)提供絕緣外殼；(ii)將至少一點(diǎn)火沉積物墨噴在外殼內(nèi)部上，所述 沉積物包括斑點(diǎn)圖案，所述斑點(diǎn)中的每一個(gè)包括多個(gè)小滴；及(iii) 用至少一電極封閉外殼，所述電極具有所施加的激活化合物。所述斑點(diǎn)具有至少下述之一特征(i)可用肉眼辨別；(ii) 至少總體上為圓形；及(iii)沿外殼軸向延伸，所述外殼至少基本 為圓柱形。因此，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是提供改進(jìn)的充氣管電涌放電器。 本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)是提供用于充氣管電涌放電器的改進(jìn)的激活 化合物。本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)是提供用于將點(diǎn)火條施加到充氣管電涌放電 器的外殼上的改進(jìn)系統(tǒng)。本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)是提供改進(jìn)的、施加到充氣管電涌放電器的外 殼上的點(diǎn)火條。此外，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于提供將點(diǎn)火條施加到相對(duì)較小的陶瓷或 其它絕緣體上的系統(tǒng)和方法。本發(fā)明的另外的特征和優(yōu)點(diǎn)在下面對(duì)本發(fā)明及附圖的詳細(xì)描述 中進(jìn)行說明并可從其明顯看出。


圖1為兩電極充氣管電涌放電器的現(xiàn)有技術(shù)例子的正視圖。 圖2A和2B為三電極充氣管電涌放電器的現(xiàn)有技術(shù)例子的正和側(cè)視圖。圖3為圖4-6中所示的充氣管電涌放電器的電壓-電流曲線的一 個(gè)例子。圖4為包括點(diǎn)火條和激活化合物的兩電極充氣管電涌放電器的 一個(gè)例子的正視截面圖。圖5為包括所形成電極和激活化合物的兩電極充氣管電涌放電 器的一個(gè)例子的正視截面圖。18圖6為包括所形成電極和激活化合物的三電極充氣管電涌放電 器的一個(gè)例子的正視截面圖。
圖7為需求模式點(diǎn)火條噴墨系統(tǒng)的一實(shí)施例的示意圖。 圖8為連續(xù)模式點(diǎn)火條噴墨系統(tǒng)的一實(shí)施例的示意圖。
圖9為與圖7和8的系統(tǒng)一起使用的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的一實(shí)施例的 圖10-15為具有不同點(diǎn)火條圖案的電涌放電器外殼內(nèi)側(cè)的示意圖。
圖16-17示出現(xiàn)有技術(shù)鉛筆條紋和噴墨條紋所得的點(diǎn)火條差別。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在參考附圖特別是圖3，其示出了充氣管電涌放電器的電壓-電流曲線。在正常運(yùn)行情況下，充氣管電涌放電器不導(dǎo)電。為使充氣 管電涌放電器變?yōu)閷?dǎo)電，密封外殼(在下面的圖4-6中示出)內(nèi)的氣 體電子必須獲得足夠的能量以開始密封外殼內(nèi)保存的氣體的電離(在 下面描述)。
氣體的完全電離通過電子碰撞進(jìn)行。當(dāng)充氣管電涌放電器遭受上 升電壓電勢時(shí)發(fā)生引起完全電離的事件。 一旦氣體被電離，擊穿出現(xiàn) 及放電器從高阻抗?fàn)顟B(tài)變?yōu)樘摂M短路，從而瞬變電流將被轉(zhuǎn)向例如大 地，即遠(yuǎn)離受保護(hù)電路部分。如圖3所見，在充氣管導(dǎo)電時(shí)電弧電壓 或跨充氣管電涌放電器的電壓可以為約15伏特。
在瞬變電流已通過之后，充氣管電涌放電器使其自身熄滅并再次 至少實(shí)質(zhì)上變?yōu)殚_路。因此，充氣管電涌放電器是可復(fù)位的放電器。 為確保放電器在交流(AC)應(yīng)用中關(guān)斷， 一旦瞬變電流已通過，通過 放電器的電流必須低于充氣管電涌放電器的繼續(xù)額定電流。繼續(xù)電流 要求可受助于與放電器串聯(lián)置放阻抗。在直流(DC)應(yīng)用中，只要裝 置在規(guī)定的保持故障測試條件內(nèi)運(yùn)行，充氣管電涌放電器能夠使其自 身熄滅，同時(shí)還使充氣管電涌放電器能被關(guān)斷，所述條件包括能跨充 氣管電涌放電器出現(xiàn)的規(guī)定電流的最大偏壓。圖3中所示的GDT擊穿電壓由電極間隔、氣體類型(例如，如下 所述的氖、氬、氫)、氣體壓力及瞬變電流的上升率。擊穿電壓通常 被視為充氣管電涌放電器從高阻抗?fàn)顟B(tài)變?yōu)榈妥杩範(fàn)顟B(tài)的電壓。例
如，當(dāng)遭受500伏/秒的電壓斜線上升時(shí)，擊穿電壓可以是23(^(+/-15 %)。當(dāng)瞬變電流的斜率增加時(shí)，下述的放電器將在更高的電壓經(jīng)歷 擊穿。
下述放電器具有相當(dāng)結(jié)實(shí)的構(gòu)造，從而使放電器能夠處理相當(dāng)高 的電流，例如，比具有8微秒上升時(shí)間的20000峰值安培脈沖在20 微秒中衰減到半值(也稱為8/20波形)的10個(gè)脈沖大。下面的放電 器的電涌壽命可以為500安培峰值10/1000脈沖的1000次通過。由 于相當(dāng)?shù)偷淖畲箅姌O間電容，下述放電器通常能被放入RF電路。所 述放電器還很適合保護(hù)電話電路、AC電源線、調(diào)制解調(diào)器、電源、 CATV及希望保護(hù)以免遭大和/或不可預(yù)知瞬變電流的其它應(yīng)用。
電涌放電器及化合物
現(xiàn)在參考圖4，充氣管電涌放電器的一個(gè)實(shí)施例被示為放電器 30。放電器30包括連接到絕緣外殼36的電極32和34。氣體38被 充入(例如加壓)由電極32和34封閉的外殼。激活化合物40施加 到電極32和34中的至少一個(gè)上。在正常運(yùn)行及正常工作電壓時(shí)，電 流不能從一電極32、 34傳導(dǎo)到另一電極。在過電壓條件時(shí)，電壓達(dá) 到化合物40被激活的擊穿點(diǎn)。之后，電流能夠通過放電器30。激活 化合物40提供電子源，其可隨電涌水平變化而變化，且其保護(hù)電極 32和34在電涌期間免遭腐蝕。因此，電極32和34能夠經(jīng)受住可復(fù) 位放電器30內(nèi)的多次電涌。
在圖4所示的實(shí)施例中，采用單一外殼36。電極32和34被連 接到例如壓接、壓合、焊接、粘附和/或銅焊到外殼36的每一端上。 在所示實(shí)施例中，電極32和34分別包括或連接到引線44和46，其 使放電器30能在電學(xué)上放入印刷電路板上的電路中。
在一實(shí)施方式中，電極32和34中的一個(gè)或兩個(gè)包括或形成化合 物40施加于其中的一系列凹陷42。凹陷42產(chǎn)生格狀表面，其能更好地保持化合物40及能較光滑表面保持更多的化合物40。如圖所示，
每一電極32和34在其內(nèi)表面上被涂覆激活化合物42。
外殼36的內(nèi)表面可包括或被沉積一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)火條48。點(diǎn)火條 48通過產(chǎn)生場效應(yīng)而改善放電器30的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。點(diǎn)火條48使用高 電阻率導(dǎo)電材料施加到外殼36上。典型的點(diǎn)火條48可以是石墨或碳。 點(diǎn)火條48擴(kuò)展在電極32和34處產(chǎn)生的強(qiáng)場效應(yīng)以增加氣體中自由 帶電粒子的產(chǎn)生速度，之后，所述粒子在負(fù)電極或陰極如電極32和 正電極或陽極如陽極34之間產(chǎn)生的電場的影響下快速移動(dòng)。點(diǎn)火條 48可按如圖所示的圖案或按行或多行置放。如圖所示，某些條48能 接觸電極32和34之一，而其它點(diǎn)火條不能。點(diǎn)火條48被間隔開使 得它們不形成電極32和34之間的導(dǎo)電路徑。
將點(diǎn)火條48沉積在外殼36上的一種優(yōu)選方法在下面結(jié)合圖7-17
進(jìn)行描述。
現(xiàn)在參考圖5，其示出了另一充氣管電涌放電器50。在此，電極 52和54被形成為使得當(dāng)固定到外殼56上時(shí)，電極52和54的部分 62和64分別相互靠近地間隔開。在一實(shí)施方式中，部分62和64之 間的間隙距離G為約0. 5隱-1. 5mm。部分62和64包括上面描述的凹 陷42，激活化合物40放入所述凹陷中。
具有化合物的多個(gè)表面的靠近間隔開改善放電器50的動(dòng)態(tài)響 應(yīng)。在所示實(shí)施例中，放電器50不包括點(diǎn)火條48。作為選擇，放電 器50可包括一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)火條48。
現(xiàn)在參考圖6，其示出了另一充氣管電涌放電器70。在此，放電 器70包括端電極72和74及管狀中央電極78，所述中央電極78經(jīng) 上述的任何方法固定到兩個(gè)絕緣外殼76a和76b的內(nèi)端。類似地，端 電極72和74固定到外殼76a和76b的外端。
與放電器50處一樣，電極72和74被形成為使得當(dāng)固定到外殼 76a和76b時(shí)，電極72和74的部分82和84分別相互靠近地間隔開。 在一實(shí)施方式中，部分82和84被間隔開上述的間隙距離G，部分82 和84包括上述的凹陷42，激活化合物40放入所述凹陷中。中央電極78被提供環(huán)形槽，另外的激活化合物40被放入其內(nèi)，
所述另外的激活化合物可以與放入部分82和84和/或放入圖4和5 的單間隙放電器30和50的化合物40相同或不同。中央電極78的環(huán) 形槽還可包括上面描述的凹陷42。
放電器30、 50和70的外殼36、 56和76a/76b分別可由任何適 當(dāng)?shù)慕^緣材料制成，如陶瓷、玻璃、塑料或其任何適當(dāng)?shù)慕M合。外殼 36、 56和76a/76b至少可以為圓柱形或能經(jīng)受住加壓氣體的任何適 當(dāng)形狀。為此，外殼36、 56和76a/76b被制造為具有能夠保持加壓 氣體38的厚度。
放電器30、 50和70的電極32/34、 52/54和72/74/78分別可由 任何一種或多種適當(dāng)?shù)牟牧现瞥?，如銅、鎳。鎳鐵或其任何組合(如 合金、分層或電鍍)。電極32/34、 52/54和72/74可具有任何適當(dāng) 的形狀或用于連接到外部電路的弓I線排列，所述外部電路如印刷電路 板上的電路。或者，放電器30、 50和70可被構(gòu)造為插入插座或其它 連接器件中。
填充放電器30、 50和70的氣體38可改變。氣體38可以是惰性 氣體，如氮、氖、氪或氬氣或其它通常不反應(yīng)的氣體。氣體38也可 以是反應(yīng)氣體，如氫。氣體38可以是混合物，如氫、氮、氖、氪和 氬氣的任何組合。在一實(shí)施方式中，氣體38被加壓，如從14psig加 壓到40psig。在氣體38被反充入放電器中并達(dá)到所希望壓力之前， 最初在放電器內(nèi)的空氣可被首先排空。
用于任何上述放電器30、 50和70的激活化合物40也可改變。 在一實(shí)施方式中，化合物40包括(i)重量百分比約10-35%的鎳 粉；(ii)重量百分比約20-60%的硅酸鉀或鈉；(iii)重量百分 比約5-25%的鈦粉；(iv)重量百分比約5-15%的碳酸鈉；及(v) 重量百分比約10-20%的氯化銫。
在另一實(shí)施方式中，化合物40包括(i)重量百分比約10-35 %的鎳粉；(ii)重量百分比約20-60%的硅酸鉀或鈉；(iii)重量百分比約5-25%的鈦粉；(iv)重量百分比約5-15%的碳酸鈉； 及(v)重量百分比約10-20%的溴化鈉。
在另一實(shí)施方式中，化合物40包括(i)重量百分比約10-35 %的鎳粉；(ii)重量百分比約30-60%的硅酸鉀；(iii)重量百 分比約20-25%的溴化鈉；及(iv)重量百分比約5-10%的轉(zhuǎn)鈦氧化 物。
在另一實(shí)施方式中，化合物40包括(i)重量百分比約10-35 %的鎳粉；(ii)重量百分比約20-60%的硅酸鉀或鈉；(iii)重 量百分比約5-25%的鈦粉；(iv)重量百分比約5-15%的*丐鈦氧化 物；及(v)重量百分比約10-20%的溴化鈉。
在另一實(shí)施方式中，化合物40包括(i)重量百分比約10-35 0%的鎳粉(如13.2%) ; (ii)重量百分比約10-20%的硅酸鉀(如 17.6%); (iii)重量百分比約5-20%的鋁硅粉(如13.2%); (iv) 重量百分比約5-20%的碳酸鈉(如15.4%);及(v)重量百分比約 25-45%的氯化銫(如40.6%)。
在另一實(shí)施方式中，化合物40包括(i)重量百分比約10-35 %的鎳粉；(ii)重量百分比約30-60%的硅酸鉀；(iii)重量百 分比約20-25%的氯化鈉；及(iv)重量百分比約5-10%的鋇鈦氧化 物。
根據(jù)上述激活化合物40，電涌放電器的實(shí)際點(diǎn)火和熄滅特性至 少實(shí)質(zhì)上由[硅酸鉀、硅酸鈉或偏硅酸鉀組分]與氣體填充物38如包 括氫的氣體填充物38的組合確保。其它組分如氯化銫和溴化鈉與碳 酸鈉和鈣鈦氧化物的組合使DC火花放電電壓穩(wěn)定。鎳粉組分有助于 保證加載前及加載后的良好熄滅性態(tài)。氯化銫和溴化鈉(鹵化物)連 同氧化劑如碳酸鈉、鈣鈦氧化物或鋇鈦氧化物一起使用有助于在"暗" 測試/存儲(chǔ)期間消除擊穿電壓延遲。鹵化物實(shí)質(zhì)上消除了對(duì)預(yù)電離源 如氚的放射性的需要。
鈦和鋁粉，二者均為過渡金屬或吸氧劑，均很容易在銅焊期間的 溫度作用下由上述試劑氧化，之后其用作電子源，例如CaTi03 =(CaO + Ti02)Ti +CaO Ca + Ti02
硅酸鈉或鉀是水玻璃，其用作粘合劑以在用爐子處理之前及之后 使其它組成保持在一起。
電涌放電器30、 50和70中的每一個(gè)在交流如60X1A、 1000伏 特的AC連續(xù)1秒的情況下及在單極脈沖電流如1500X 10A、波 10/1000微秒甚至在-4(TC到+65。C的情況下具有良好的載流容量，同 時(shí)維持低火花放電電涌電壓，如在低于600V的100伏特/微秒，還維 持恒定的熄滅電壓和恒定的DC火花放電電壓。
點(diǎn)火條及噴墨點(diǎn)火條
現(xiàn)在參考圖7和8，示出了噴墨點(diǎn)火條系統(tǒng)的兩個(gè)實(shí)施例。圖7 示出了需求模式加點(diǎn)火條系統(tǒng)90。需求模式系統(tǒng)90從源92供應(yīng)條 狀材料。在一實(shí)施例中，來自源92的條狀材料被保持在環(huán)境壓力下。 在這種情況下，條狀材料例如按重力自流方式流入噴嘴94?；蛘撸?儲(chǔ)蓄器92內(nèi)的條狀材料從源92壓入噴嘴94內(nèi)。在此，噴嘴94內(nèi)的 條狀材料在施加壓力之前能夠達(dá)到大氣壓力，這使噴嘴94按不連續(xù) 的量噴射小滴。
在任一系統(tǒng)90或110中，在一實(shí)施例中，用于小滴100和點(diǎn)火 條48的材料包括石墨。然而，有利的是，所述材料不限于石墨，而 是可包括任何適當(dāng)?shù)膶?dǎo)電或半導(dǎo)非石墨材料，如分散在液態(tài)賦形劑和 粘合劑中的銅粉。用于形成薄膜式電阻元件的油墨也應(yīng)適于小滴100 和點(diǎn)火條48。此外，稀釋導(dǎo)電薄膜油墨以增加所述材料的電阻率也 能適于小滴100和點(diǎn)火條48。
如圖所示，噴嘴94具有或包括出口 96和噴嘴室98。條狀材料 的小滴100離開噴嘴室98和出口 96并被沉積在上述外殼36、 56和 76a/76b之一的內(nèi)表面102上(為方便起見，外殼36、 56和76a/76b 在下文中稱為外殼36)。同樣，為方便起見，內(nèi)表面102被示為相 對(duì)于外殼36的內(nèi)表面102的運(yùn)動(dòng)方向是直的。如上所示，在實(shí)施例 中，外殼36至少實(shí)質(zhì)上為圓柱形。因此，內(nèi)表面102能夠至少實(shí)質(zhì) 上為圓柱形，其中當(dāng)部署徑向延伸條48或軸向延伸條的寬度時(shí)，運(yùn)動(dòng)方向(箭頭所示)為旋轉(zhuǎn)方向。對(duì)于圓柱形外殼，當(dāng)平移外殼36
以部署軸向延伸條48時(shí)，運(yùn)動(dòng)方向的內(nèi)表面102至少實(shí)質(zhì)上是直的。 如下所示的系統(tǒng)90可部署徑向、軸向或?qū)茄由斓臈l。
對(duì)于圖7的需求模式系統(tǒng)90，小滴100的生成包括噴嘴94的噴 嘴室98內(nèi)的條狀材料的體積變化。在所示實(shí)施例中，條狀材料的體 積變化由驅(qū)動(dòng)器104提供給能量源106的電壓脈沖導(dǎo)致，所述能量源 與噴嘴94連接如粘合、焊接、固緊到噴嘴或壓入噴嘴內(nèi)使得能量源 106與條狀材料接觸。能量源106可以是壓電變換器或電阻器，如薄 膜式電阻器，二者均將能量傳給位于噴嘴室98內(nèi)的材料。能量源106 可以是熱、超聲或射頻能量源中的一個(gè)或多個(gè)。
系統(tǒng)90包括微處理器(未示出)，其與存儲(chǔ)器如隨機(jī)存取存儲(chǔ) 器(RAM)或只讀存儲(chǔ)器(ROM) —起工作，且其保存一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)火 條圖案?；诿?i)執(zhí)行圖案之一；(ii)執(zhí)行圖案之一多次； 或(iii)按序執(zhí)行兩個(gè)或多個(gè)圖案，微處理器從存儲(chǔ)器再調(diào)用適當(dāng) 的一個(gè)或多個(gè)圖案并運(yùn)行所述圖案。微處理器將構(gòu)成圖案的數(shù)據(jù)如條 紋字符數(shù)據(jù)發(fā)送給驅(qū)動(dòng)器104。驅(qū)動(dòng)器104將所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為電壓脈 沖，在圖7中示意性地由脈沖串108表示，在能量源106處看為適當(dāng) 的脈沖使得能量源106向噴嘴室98內(nèi)的條狀材料通電以按所需時(shí)間 和頻率產(chǎn)生小滴100。
在實(shí)施例中，需求系統(tǒng)90可在0赫茲(Hz)到25000Hz的頻率 范圍中產(chǎn)生小滴100。改變脈沖串108的脈沖的前沿之間的時(shí)間將改 變系統(tǒng)90中小滴的頻率。同樣，在實(shí)施例中，系統(tǒng)90能產(chǎn)生平均直 徑在15-150微米范圍內(nèi)的小滴100。給定脈沖為正的時(shí)間，即正電 壓施加到脈沖的能量源106的時(shí)間，改變系統(tǒng)90中的小滴100的大 小。
一方面，系統(tǒng)90是有利的，因?yàn)闂l紋圖案如下面結(jié)合圖10-15 所示的圖案可以數(shù)字方式形成和保存，使得圖案經(jīng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) (CAD)生成，能夠經(jīng)微處理器直接下載到驅(qū)動(dòng)器104。所保存的圖 案還在外殼36的表面102上產(chǎn)生高度準(zhǔn)確和可重復(fù)的點(diǎn)火條48的圖
25案。CAD的靈活性還提高了針對(duì)特定應(yīng)用調(diào)整一個(gè)或多個(gè)特定點(diǎn)火條 圖案的能力。
另一方面，圖7的系統(tǒng)90的需求噴射是有利的，因?yàn)樗a(chǎn)生的 所有或幾乎所有小滴100均被使用，實(shí)質(zhì)上消除了條狀材料浪費(fèi)。減 少浪費(fèi)可具有取決于用于點(diǎn)火條48的材料的環(huán)境及成本利益。
由于系統(tǒng)90中小滴100的機(jī)械控制在噴嘴94處經(jīng)來自能量源 106的能量輸入發(fā)生，因此希望在由能量源106供能之前將噴嘴94 的噴嘴室98內(nèi)的條狀材料的壓力保持在大氣壓力。這樣，在噴嘴94 的室98內(nèi)由于能量源106形成的氣泡或體積變化不必對(duì)抗正材料壓 力。另一方面，條狀材料的環(huán)境壓力儲(chǔ)存可導(dǎo)致系統(tǒng)90比接下來結(jié) 合圖8所述的連續(xù)系統(tǒng)110慢。
現(xiàn)在參考圖8，連續(xù)系統(tǒng)110在此供應(yīng)儲(chǔ)蓄器或源92中的條狀 材料。在此，儲(chǔ)蓄器92內(nèi)的條狀材料經(jīng)泵112加壓從源92壓入噴嘴 94內(nèi)。泵112可以是任何適當(dāng)?shù)囊罕茫缯灰苹蛉鋭?dòng)泵。噴嘴94 內(nèi)的條狀材料被保持在正壓力直到通過噴嘴94的出口 96離開噴嘴室 98。
指定大小(如20-500微米)的小滴100再次沉積在外殼36的內(nèi) 表面102上。表面102的運(yùn)動(dòng)軸在圖8頁面的外面。再次地，為方便 起見，表面102被示為至少實(shí)質(zhì)上是直的。如果外殼36是給出圖8 的運(yùn)動(dòng)軸的圓柱形，當(dāng)平移外殼36以部署(i)軸向延伸條48的長 度或(ii)徑向延伸條的寬度時(shí)，表面102也可是圖8中的曲面。當(dāng) 旋轉(zhuǎn)外殼36以部署(i)徑向延伸條48的長度或(ii)軸向延伸條 的寬度時(shí)，內(nèi)表面102將至少實(shí)質(zhì)上為圖8中所示的直表面。
在連續(xù)系統(tǒng)110中，條狀材料液體按連續(xù)流離開噴嘴94的出口 96。連續(xù)材料流通過產(chǎn)生恒定頻率的壓力振蕩的電荷電極系統(tǒng)。振蕩 將材料流分隔為均勻的小滴，其可按比需求系統(tǒng)90高得多的頻率形 成。具體地，所述流進(jìn)入靜電場或充電場114，其使小滴100分開并 對(duì)其充電。第二高電壓場或偏轉(zhuǎn)場116將小滴100 (i)引導(dǎo)到表面 102的所需部分或(ii)按需引入小滴收集器118。系統(tǒng)110也包括微處理器(未示出)，其與存儲(chǔ)器如隨機(jī)存取存
儲(chǔ)器(RAM)或只讀存儲(chǔ)器(ROM) —起工作，且其保存一個(gè)或多個(gè)點(diǎn) 火條圖案?；诿?i)執(zhí)行圖案之一；(ii)多次執(zhí)行圖案之 一；或(iii)按序執(zhí)行兩個(gè)或多個(gè)圖案，微處理器從存儲(chǔ)器再調(diào)用 適當(dāng)?shù)囊粋€(gè)或多個(gè)圖案并運(yùn)行所述圖案。構(gòu)成圖案的數(shù)據(jù)如字符數(shù)據(jù) 發(fā)送給電荷驅(qū)動(dòng)器120。驅(qū)動(dòng)器120將所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為不定量的正或 負(fù)電荷。驅(qū)動(dòng)器120與充電場或電荷電極114連通，其將所需電荷施 加到電荷電極114內(nèi)形成的小滴100。當(dāng)被偏轉(zhuǎn)場116作用時(shí)，特定 電荷確定相應(yīng)的小滴100是將被沉積在表面102的特定部分上還是被 發(fā)送給小滴收集器118。
在實(shí)施例中，需求系統(tǒng)110可在0赫茲(Hz)到lMHz的頻率范 圍中產(chǎn)生小滴100。驅(qū)動(dòng)器104和變換器106驅(qū)動(dòng)滴下行為并控制其 頻率。同樣，在實(shí)施例中，系統(tǒng)110能產(chǎn)生平均直徑在20-500微米 范圍內(nèi)的小滴100。在實(shí)施例中，粒子大小由離開噴嘴94的流的大 小確定，其繼而由驅(qū)動(dòng)器104和能量源106施加給噴嘴94的室98內(nèi) 的點(diǎn)火條液體的能量的數(shù)量確定。
系統(tǒng)110是有利的，因?yàn)闂l紋圖案如下面結(jié)合圖10-15所示的圖 案可以數(shù)字方式形成和保存，使得CAD繪制的圖案能夠經(jīng)微處理器直 接下載到電荷驅(qū)動(dòng)器120。所保存的圖案還在外殼36的表面102上 產(chǎn)生高度準(zhǔn)確和可重復(fù)的點(diǎn)火條48的圖案。CAD的靈活性還提高了 針對(duì)特定應(yīng)用調(diào)整一個(gè)或多個(gè)特定點(diǎn)火條圖案的能力。
用于系統(tǒng)90、 110的一種適當(dāng)裝置由德克薩斯州Piano的 MicroFab Technologies, Inc提供并以商標(biāo)611&5@在市場銷售。
現(xiàn)在參考圖9，其示出了可與系統(tǒng)90和110 —起使用以產(chǎn)生軸 向、徑向和/或?qū)茄由斓狞c(diǎn)火條48及相關(guān)圖案的運(yùn)動(dòng)控制裝備的實(shí) 施例。為了參考，上面結(jié)合圖7和8所示和所述的系統(tǒng)90和110的 某些組件再次在圖9中示出。具體地，能量源或變換器106被示為固 定到地124。條狀材料按重力自流方式從源92通過管122流入變換器106或被泵入變換器106。變換器或能量源106按如上所述接觸和
加熱條狀材料或向條狀材料增加能量。
在所示實(shí)施例中，噴嘴94包括薄管，如水平延伸的管。噴嘴94 在其遠(yuǎn)端具有出口96，小滴100通過其進(jìn)行噴射。在所示實(shí)施例中， 小滴IOO向下噴射以利用重力。在備選實(shí)施例中，小滴100橫向、向 上或相對(duì)于水平軸的任何其它所需角度進(jìn)行噴射。在另一備選實(shí)施例 中，噴嘴94具有多個(gè)出口96 (成行設(shè)置或呈放射狀間隔開)，從而 使能并行產(chǎn)生小滴100和點(diǎn)火條48。
圖9的裝置可按需與需求模式系統(tǒng)90或連續(xù)模式系統(tǒng)110中的 任一系統(tǒng)一起使用。為清晰起見，示出了電荷電極114和高電壓偏轉(zhuǎn) 板116。在所示實(shí)施例中，這些裝置經(jīng)小滴收集器118連接到地124。 如果需要，電荷電極114和高電壓偏轉(zhuǎn)板116也可獨(dú)立地連接或保持 在適當(dāng)位置。應(yīng)意識(shí)到，在需求模式系統(tǒng)90中，不使用電荷電極114、 高電壓偏轉(zhuǎn)板116和小滴收集器118。
外殼36 (再次地，統(tǒng)指外殼36、 56、 76a/76b)被旋轉(zhuǎn)以經(jīng)電動(dòng) 機(jī)130a產(chǎn)生徑向延伸點(diǎn)火條48的長度或軸向延伸點(diǎn)火條48的寬度。 外殼36被平移以經(jīng)電動(dòng)機(jī)130b產(chǎn)生軸向延伸點(diǎn)火條48的長度或徑 向延伸點(diǎn)火條48的寬度。在一實(shí)施例中，電動(dòng)機(jī)130a和130b為步 進(jìn)電機(jī)或DC伺服型電動(dòng)機(jī)，其可被非常精確地控制。線纜132a和 132b分別從電動(dòng)機(jī)130a和130b延伸到驅(qū)動(dòng)器(未示出)。驅(qū)動(dòng)器 繼而接收經(jīng)計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器中保存的運(yùn)行運(yùn)動(dòng)控制程序產(chǎn)生的脈沖或 開/關(guān)電壓信號(hào)。用于產(chǎn)生小滴100的CAD自動(dòng)化與電動(dòng)機(jī)130a和 130b的自動(dòng)化運(yùn)動(dòng)控制程序結(jié)合以產(chǎn)生整個(gè)計(jì)算機(jī)控制的、高度準(zhǔn) 確的及可重復(fù)的加條紋系統(tǒng)90或110。
電動(dòng)機(jī)130a和130b中的每一個(gè)分別包括輸出軸134a和134b。 輸出軸134a經(jīng)聯(lián)接器136連接到外殼支架140的軸138。在所示實(shí) 施例中，聯(lián)接器136是可變形聯(lián)接器，以允許輸出軸134a和外殼支 架140的軸138之間輕微不對(duì)準(zhǔn)。聯(lián)接器136的可變形特性還有助于 減少間隙，其是與高精度步進(jìn)電機(jī)或伺服型電機(jī)相關(guān)的位置誤差(類似的聯(lián)接器136可與連同電動(dòng)機(jī)130b使用的旋轉(zhuǎn)-平移球或?qū)輻U一
起使用以減少間隙)。
外殼支架140被構(gòu)造成牢固但可拆卸地保持外殼36。在高輸出 自動(dòng)化系統(tǒng)90、 110中，外殼36容易插入支架140中并容易從其移 除。在所示實(shí)施例中，柱塞142滑動(dòng)保持在支架140的端口 144內(nèi)。 端口 144連到管146。管146的另一端連接到從支架140的凸緣150 延伸的第二端口 148。穿過端口 148的孔延伸穿過凸緣150的背面。 凸緣150的背面經(jīng)O環(huán)152a和152b密封到非旋轉(zhuǎn)氣動(dòng)壓力通風(fēng)系統(tǒng)。 壓力通風(fēng)系統(tǒng)154具有或包括端口 156，其密封地連接到從正和負(fù)氣 動(dòng)源延伸的管158。如圖所示，壓力通風(fēng)系統(tǒng)158固定到塊160并與 塊160—起平移。如圖所示，電動(dòng)機(jī)130a同樣固緊到塊160并與塊 160 —起平移。
在所示實(shí)施例中，為將外殼36可拆卸地固定在支架140內(nèi)，正 壓力從源施加、穿過管158并進(jìn)入壓力通風(fēng)系統(tǒng)154內(nèi)，其產(chǎn)生加壓 空氣環(huán)。該加壓空氣環(huán)還延伸穿過凸緣150的端口 148并進(jìn)入管146， 推動(dòng)柱塞142靠向外殼36的外表面，從而迫使外殼靠向相對(duì)的支架 140的內(nèi)壁。應(yīng)意識(shí)到，在為了方便起見示出單一柱塞142的同時(shí)， 多個(gè)這樣的柱塞可被提供并關(guān)于外殼間隔開(例如，根據(jù)所使用的柱 塞142、端口 144、 148和管146的總數(shù)量相互以45° 、 90?；?80° 均勻間隔開)。
支架140的凸緣150關(guān)于電動(dòng)機(jī)130a的輸出軸134a的水平軸旋 轉(zhuǎn)，孔或端口 148由于由面向凸緣150的壓力通風(fēng)系統(tǒng)154的表面形 成的圓形開口 160而與壓力通風(fēng)系統(tǒng)154內(nèi)的加壓空氣保持氣動(dòng)連 通。0環(huán)152a和152b關(guān)于圓形開口 160的任一側(cè)密封以保持壓力通 風(fēng)系統(tǒng)154內(nèi)在不同時(shí)間保持的正和負(fù)壓力的完整性。
當(dāng)用于特定外殼36的點(diǎn)火條被完成時(shí)，氣動(dòng)源切換并排空壓力 通風(fēng)系統(tǒng)154及上述相關(guān)的氣動(dòng)系統(tǒng)，拉動(dòng)柱塞142(或多個(gè)柱塞142) 遠(yuǎn)離外殼。檔塊162可被提供在管146內(nèi)，使得柱塞142遠(yuǎn)離但靠近 支架140的圓柱形支撐部分固定。隨著柱塞142被拉離外殼36，外殼可經(jīng)機(jī)械和/或氣動(dòng)移除裝置(未示出)而容易地從支架140移除。
應(yīng)意識(shí)到，壓力通風(fēng)系統(tǒng)154和支架140的配合凸緣150提供氣動(dòng)滑 環(huán)，其在柱塞和支架140經(jīng)電動(dòng)機(jī)130a旋轉(zhuǎn)時(shí)使恒定的正或負(fù)壓力 能被施加到柱塞142上。
如上所述，電動(dòng)機(jī)130a連接到滑塊160?；瑝K160在連接到地 124的一對(duì)導(dǎo)桿164 (未示出)內(nèi)滑動(dòng)?；瑝K160包括或具有上刻螺 紋的開口，其接受螺紋軸166。螺紋軸或滾珠絲杠166—端(如經(jīng)適 當(dāng)?shù)穆?lián)接器)連接到電動(dòng)機(jī)130b的輸出軸134b。如圖所示，電動(dòng)機(jī) 130b也固定到地124。如圖所示，螺紋軸或滾珠絲杠166的另一端可 旋轉(zhuǎn)地固定到軸承或枕塊168。軸承或枕塊168固定到地124。
當(dāng)電動(dòng)機(jī)130b旋轉(zhuǎn)時(shí)，輸出軸134b和螺紋軸或滾珠絲杠166順 時(shí)針或逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。該轉(zhuǎn)動(dòng)連同軸166和塊160的螺紋孔之間的 螺紋接合使得塊160朝向或遠(yuǎn)離噴嘴94平移，取決于電動(dòng)機(jī)130b的 旋轉(zhuǎn)方向。旋轉(zhuǎn)-平移運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換相對(duì)于固定噴嘴94及噴嘴94的出口 96高度準(zhǔn)確和可重復(fù)地控制支架140及支架140中保持的36的平移 運(yùn)動(dòng)。該平移定位系統(tǒng)用于經(jīng)離開出口 96的條狀材料的小滴100重 復(fù)及準(zhǔn)確地沉積點(diǎn)火條48，以設(shè)定(i)直線或軸向延伸的條的長度 或(ii)外殼36內(nèi)部上的徑向延伸條48的厚度。
同時(shí)或在不同時(shí)間，高度準(zhǔn)確且可重復(fù)的電動(dòng)機(jī)130a精確地控 制旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)及支架140和經(jīng)上述氣動(dòng)裝置可拆卸地固定于其中的外 殼36的位置。所述高度準(zhǔn)確和可重復(fù)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)及外殼相對(duì)于固定 噴嘴94及相關(guān)出口 96的定位使點(diǎn)火條48能在外殼內(nèi)高度準(zhǔn)確、可 重復(fù)及徑向地沉積以設(shè)定(i)軸向或直線延伸的條48的厚度或(ii) 徑向延伸條的長度。
還應(yīng)意識(shí)到，結(jié)合圖9公開的裝置可被構(gòu)造和編程以同時(shí)或按序 旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)130a和130b從而分配或沉積對(duì)角(軸向和徑向)延伸的 條48。圖9的運(yùn)動(dòng)控制裝置連同上述的需求和連續(xù)模式點(diǎn)火條沉積 系統(tǒng)90和110對(duì)在外殼36的內(nèi)部上按多種圖案和方向沉積點(diǎn)火條 48提供高度靈活、自動(dòng)化、可重復(fù)及準(zhǔn)確的系統(tǒng)。應(yīng)意識(shí)到，與相對(duì)于固定噴嘴94純粹移動(dòng)外殼36相反，運(yùn)動(dòng)控
制的至少一部分也可相對(duì)于外殼36移動(dòng)噴嘴94。例如，能量源106 和噴嘴94可被安裝到類似于塊160的平移塊上，其經(jīng)滾珠絲杠結(jié)構(gòu) 相對(duì)于外殼36和支架140平移，其至少保持直線固定。
現(xiàn)在參考圖10-15，其示出了經(jīng)上述裝置產(chǎn)生的條紋圖案的不同 例子。應(yīng)意識(shí)到，圖10-15的圖案僅用于說明目的，用作例子，而不 限制所附權(quán)利要求的范圍和精神。圖10-15中的每一圖案均示出了外 殼，如外殼36,就像外殼已沿0?；?60°軸線切割并展開為扁平形 式。具體地，圖10-15以扁平形式示出了外殼36的內(nèi)表面。應(yīng)意識(shí) 到，為簡明起見示出外殼36的同時(shí)，同樣或類似的圖案也可施加到 上述的另一外殼，如外殼56和外殼76a及76b。為了方便，示出了 從0-360°的度數(shù)標(biāo)記。
所示的每一點(diǎn)火條圖案包括軸向延伸的條。即，所述條朝向電極 (未示出)延伸，當(dāng)處于封閉圓柱形或其它形狀時(shí)其連接到外殼36 的上緣和下緣。然而，應(yīng)意識(shí)到，如上所述，點(diǎn)火條可另外地或者也 可徑向或?qū)堑夭贾谩４送?，?yīng)意識(shí)到，不管(i)產(chǎn)生具有大于1 小滴100的寬度還是(ii)為下一條注冊(cè)外殼，均需要平移和旋轉(zhuǎn)運(yùn) 動(dòng)。
現(xiàn)在參考圖10，其示出了條紋48a和48b的第一示例圖案。條 紋48a為延伸到外殼36的電極配合端的端部條紋。假定圓柱形外殼 36具有3. 7ram的內(nèi)徑(約11. 6腿的圓周C)及5mm的長度L，下面 的條紋48a和48b的尺寸提供了條紋48 (統(tǒng)指條紋48a和48b)的長 度和寬度相對(duì)于外殼36的尺寸C和L的度量。如上所述，所述相對(duì) 比較僅用于示例的目的，不意為限制權(quán)利要求的范圍和精神。
在圖10的例子中，端部條紋48a具有L方向1. 5mm和C方向0. 5mm 的總尺寸，在一實(shí)施例中，對(duì)肉眼而言為連續(xù)條紋的條紋48a通過將 總尺寸分為多個(gè)網(wǎng)格形成。在此，例如，1.5mm長度可被分為15段， 每段0. lmm。0. 5rara圓周尺寸可被分為5個(gè)相等的部分，每部分0. lmm， 從而產(chǎn)生共15X5網(wǎng)格的圖案，其中每一網(wǎng)格單元至少為0. lmm2正方形。每一正方形經(jīng)上述系統(tǒng)之一填充，例如被填充10個(gè)小滴100。
例如，每一小滴100可在其相應(yīng)的網(wǎng)格內(nèi)產(chǎn)生直徑約為60微米的斑 點(diǎn)。因而，每一 0. lmtf正方形網(wǎng)格用10個(gè)直徑大約為60微米的小滴 斑點(diǎn)填充。當(dāng)然，這些數(shù)字僅是說明性的，并不意為限制權(quán)利要求的 范圍和精神。
類似地，中央條紋48b具有2mmX0.5mm的總尺寸。該面積被分 為20X5個(gè)網(wǎng)格，其中每一網(wǎng)格單元為O. lmm2正方形。再次地，每一 網(wǎng)格單元用10個(gè)小滴100填充，每一小滴在外殼36的內(nèi)表面上的相 應(yīng)網(wǎng)格內(nèi)產(chǎn)生直徑約為61微米的斑點(diǎn)。
對(duì)于特定放電器應(yīng)用，圖10的點(diǎn)火條圖案可進(jìn)行調(diào)整。也就是 說，在保持所有其它變量不變的情況下，具有7個(gè)端部條紋48a的放 電器與具有2個(gè)端部條紋48a及5個(gè)中央條紋48b的放電器的性能特 征可能稍微或明顯不同。
圖ll示出了與結(jié)合圖IO所述相類似的圖案。在此，兩個(gè)端部條 紋48a更薄，例如，按1.5mmX0. l腿的總尺寸提供。例如，這些總 尺寸被分為15X1個(gè)網(wǎng)格，每一網(wǎng)格單元為0. lmmXO. lmm正方形， 用10個(gè)小滴100填充。
例如，圖11的中央條紋48b具有20咖X0. lmm的總尺寸，每一 條紋被分為20X1個(gè)網(wǎng)格的圖案，其中每一網(wǎng)格單元為0. lmmXO. lmm 正方形，例如每網(wǎng)格單元用10個(gè)斑點(diǎn)填充。對(duì)于具有兩個(gè)薄的端部 條紋48a和五個(gè)薄的中央條紋48b的放電器(圖10)，在保持所有 其它變量不變的情況下，其性能特征稍微或明顯不同于具有兩個(gè)更寬 端部條紋48a和五個(gè)更寬中央條紋48b的放電器(圖11)的性能特 征。
現(xiàn)在參考圖12，兩行條紋48a和48b中的每一行分別從外殼36 的中間部分延伸到外殼的邊緣。這些端部條紋及上面結(jié)合圖10和11 所示的端部條紋48a可以與電極如上面結(jié)合圖4所示的電極44和46 電連通。這樣，圖12中的兩行在每一對(duì)點(diǎn)火條的內(nèi)端之間產(chǎn)生小間 隙。點(diǎn)火條48a和48b中的每一個(gè)具有例如2mmX0. 5mm矩形的總尺寸，其被分為25個(gè)0. ImmXO. lmm正方形，每一正方形接收十小滴 100的條狀材料。
現(xiàn)在參考圖13，除了每一條紋48a和48b被變窄為具有0. lmm 寬度的單一網(wǎng)格單元之外，重復(fù)上面結(jié)合圖12所述的點(diǎn)火條圖案。 條紋48a和48b的外緣仍然與連接到外殼36的電極電連通。在圖12 和13中，每一條紋徑向距其兩個(gè)相鄰條紋90°進(jìn)行定位。在圖10 和11中，90°圖案被端部條紋48a分為兩部分。應(yīng)意識(shí)到，條紋48 的徑向定位及軸向定位、條紋的形狀及大小均可可控地改變以提供所 需電學(xué)特征。
現(xiàn)在參考圖14和15，其示出了不同類型的條紋圖案。圖14示 出了多行交互的條紋48a和48b，其中每一條紋徑向距下一條紋約 90° 。每一條紋48a和48b包括一系列條紋斑點(diǎn)。例如，每一斑點(diǎn)直 徑為0. 6mm。每一條紋48a和48b包括放在2. 5mm線中的3個(gè)斑點(diǎn)， 其中每一斑點(diǎn)包括500個(gè)小滴100。在實(shí)施例中，條紋48a和48b的 斑點(diǎn)(及斑點(diǎn)之間的間隔)可為肉眼看見。
現(xiàn)在參考圖15，上面結(jié)合圖14的條紋48a和48b所述的斑點(diǎn)跨 外殼36的長度L延伸。因而，圖15的每一條紋48包括上述尺寸的 5個(gè)斑點(diǎn)。
從圖10-15的例子應(yīng)意識(shí)到，所述裝置可產(chǎn)生獨(dú)特形狀、大小、 定向和圖案的點(diǎn)火條，迄今為止，這尚不能經(jīng)傳統(tǒng)的鉛筆條紋工藝實(shí) 現(xiàn)。此外，如上所述，這些圖案中的每一個(gè)可被保存在存儲(chǔ)器中并因 特定放電器需要按需再調(diào)用。再者，上述系統(tǒng)可通過將多個(gè)小滴施加 到外殼的同一部分上而產(chǎn)生具有更結(jié)實(shí)厚度的條紋。
現(xiàn)在參考圖16和17，其對(duì)比了經(jīng)鉛筆加條紋(圖16)和噴墨加 條紋產(chǎn)生的點(diǎn)火條。具體地，噴墨條紋產(chǎn)生相對(duì)于所需條紋形狀更 準(zhǔn)確的形狀，因而比鉛筆條紋更加可重復(fù)。噴墨條紋還更連續(xù)和均勻， 其中鉛筆條紋更加多孔并易于沿鉛筆條紋破裂。還注意到鉛筆條紋趨 于薄片狀并具有相對(duì)較薄的厚度，從而導(dǎo)致較差的性能。此外，有薄
33片狀點(diǎn)火條的一部分脫離條紋并接觸粘合材料的潛在可能，這進(jìn)一步 妨礙了性能。
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動(dòng)控制裝置獲得的間隔不太準(zhǔn)確和可重復(fù)。因而，申請(qǐng)人相信，噴墨
方法不僅具有處理優(yōu)勢，而且其導(dǎo)致改進(jìn)的點(diǎn)火條48。
應(yīng)當(dāng)理解，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，對(duì)在此所述的目前優(yōu)選的實(shí) 施方式進(jìn)行各種變化和修改是顯而易見的?？蛇M(jìn)行所述變化和修改而 不背離本發(fā)明的精神和范圍及不減少本發(fā)明的預(yù)定優(yōu)點(diǎn)。因此，所述
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權(quán)利要求
1、電涌放電器，包括至少兩電極；封閉的氣體；及施加到至少一所述電極上的激活化合物，所述激活化合物包括重量百分比約10-35％的鎳粉；重量百分比約20-60％的硅酸鉀或鈉；重量百分比約5-25％的鈦粉；重量百分比約5-15％的碳酸鈉；及重量百分比約10-20％的氯化銫。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l的電涌放電器，其中電極連到至少一絕緣外 殼，所述外殼具有選自下組的至少一特征(i)包容封閉的氣體；(ii)由陶瓷、玻璃或塑料制成；(iii)支撐至少一點(diǎn)火條；(iv) 為圓柱形；及(v)位于內(nèi)電極的任一側(cè)上。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1的電涌放電器，其中其上施加所述化合物的 電極包括選自下組的至少一特征(i)包括所述化合物施加于其中 的凹陷；(iii)所述化合物施加到電極的一側(cè)；(iii)所述化合物 施加到電極的多側(cè)；(iv)被形成為使得電極的一部分與電極的另一 部分相互靠近地隔開；及(v)由銅、鎳、鎳鐵、其任何組合、其任 何層壓組合及其任何電鍍組合制成。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l的電涌放電器，其中封閉的氣體屬于選自下 組的至少一類型(i)惰性氣體，(ii)反應(yīng)氣體，(iii)加壓氣 體，(iv)抽空氣體，(v)氣體混合物，(vi)氫，(vii)硅烷，(viii)氮，(ix)氬，(x)氖，(xi)氪，(xii) 二氧化碳，及 (xiii)氦。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l的電涌放電器，其包括墨噴在外殼內(nèi)表面上 的至少一點(diǎn)火條，所述至少一點(diǎn)火條具有選自下組的至少一特征(i)由至少一非石墨材料制成；(ii)由點(diǎn)陣圖案形成；及(iii) 包括至少一軸向及至少一徑向分布在外殼內(nèi)表面上的多個(gè)點(diǎn)火條。
6、 電涌放電器，包括 至少兩電極；封閉的氣體；及施加到至少一所述電極上的激活化合物，所述激活化合物包括重量百分比約10-35%的鎳粉；重量百分比約20-60%的硅酸鉀或鈉；重量百分比約5-25%的鈦粉；重量百分比約5-15%的碳酸鈉；及重量百分比約10-20%的溴化鈉。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6的電涌放電器，其中電極連到至少一絕緣外殼，所述外殼具有選自下組的至少一特征(i)包容封閉的氣體；(ii)由陶瓷、玻璃或塑料制成；(iii)支撐至少一點(diǎn)火條；(iv) 為圓柱形；及(v)位于內(nèi)電極的任一側(cè)上。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6的電涌放電器，其中其上施加所述化合物的 電極包括選自下組的至少一特征(i)包括所述化合物施加于其中 的凹陷；(iii)所述化合物施加到電極的一側(cè)；(iii)所述化合物 施加到電極的多側(cè)；(iv)被形成為使得電極的一部分與電極的另一 部分相互靠近地隔開；及(v)由銅、鎳、鎳鐵、其任何組合、其任 何層壓組合及其任何電鍍組合制成。
9、 根據(jù)權(quán)利要求6的電涌放電器，其中封閉的氣體屬于選自下 組的至少一類型(i)惰性氣體，(ii)反應(yīng)氣體，(iii)加壓氣 體，(iv)抽空氣體，(v)氣體混合物，(vi)氫，(vii)硅烷，(viii)氮，(ix)氬，(x)氖，(xi)氪，(xii) 二氧化碳，及 (xiii)氦。
10、 根據(jù)權(quán)利要求6的電涌放電器，其包括墨噴在外殼內(nèi)表面上 的至少一點(diǎn)火條，所述至少一點(diǎn)火條具有選自下組的至少一特征(i)由至少一非石墨材料制成；(ii)由點(diǎn)陣圖案形成；及(iii) 包括至少一軸向及至少一徑向分布在外殼內(nèi)表面上的多個(gè)點(diǎn)火條。
11、 電涌放電器，包括至少兩電極；封閉的氣體；及施加到至少一所述電極上的激活化合物，所述激活化合物包括重量百分比約10-35%的鎳粉； 重量百分比約30-60%的硅酸鉀； 重量百分比約20-25%的溴化鈉；及 重量百分比約5-10%的鈣鈦氧化物。
12、 根據(jù)權(quán)利要求11的電涌放電器，其中電極連到至少一絕緣 外殼，所述外殼具有選自下組的至少一特征(i)包容封閉的氣體；(ii)由陶瓷、玻璃或塑料制成；(iii)支撐至少一點(diǎn)火條；(iv) 為圓柱形；及(v)位于內(nèi)電極的任一側(cè)上。
13、 根據(jù)權(quán)利要求11的電涌放電器，其中其上施加所述化合物 的電極包括選自下組的至少一特征(i)包括所述化合物施加于其 中的凹陷；(iii)所述化合物施加到電極的一側(cè)；(iii)所述化合 物施加到電極的多側(cè)；(iv)被形成為使得電極的一部分與電極的另 一部分相互靠近地隔開；及(v)由銅、鎳、鎳鐵、其任何組合、其 任何層壓組合及其任何電鍍組合制成。
14、 根據(jù)權(quán)利要求11的電涌放電器，其中封閉的氣體屬于選自 下組的至少一類型(i)惰性氣體，(ii)反應(yīng)氣體，(iii)加壓 氣體，(iv)抽空氣體，(v)氣體混合物，(vi)氫，(vii)硅垸，(viii)氮，(ix)氬，(x)氖，(xi)氪，(xii) 二氧化碳，及 (xiii)氦。
15、 根據(jù)權(quán)利要求ll的電涌放電器，其包括墨噴在外殼內(nèi)表面 上的至少一點(diǎn)火條，所述至少一點(diǎn)火條具有選自下組的至少一特征(i)由至少一非石墨材料制成；(ii)由點(diǎn)陣圖案形成；及(iii) 包括至少一軸向及至少一徑向分布在外殼內(nèi)表面上的多個(gè)點(diǎn)火條。
16、 電涌放電器，包括 至少兩電極；封閉的氣體；及施加到至少一所述電極上的激活化合物，所述激活化合物包括 重量百分比約10-35%的鎳粉； 重量百分比約20-60%的硅酸鉀或鈉；重量百分比約5-25%的鈦粉；重量百分比約5_15%的鈣鈦氧化物；及重量百分比約10-20%的溴化鈉。
17、 根據(jù)權(quán)利要求16的電涌放電器，其中電極連到至少一絕緣 外殼，所述外殼具有選自下組的至少一特征(i)包容封閉的氣體;(ii)由陶瓷、玻璃或塑料制成；(iii)支撐至少一點(diǎn)火條；(iv) 為圓柱形；及(v)位于內(nèi)電極的任一側(cè)上。
18、 根據(jù)權(quán)利要求16的電涌放電器，其中其上施加所述化合物 的電極包括選自下組的至少一特征(i)包括所述化合物施加于其 中的凹陷；(iii)所述化合物施加到電極的一側(cè)；(iii)所述化合 物施加到電極的多側(cè)；(iv)被形成為使得電極的一部分與電極的另 一部分相互靠近地隔開；及(v)由銅、鎳、鎳鐵、其任何組合、其 任何層壓組合及其任何電鍍組合制成。
19、 根據(jù)權(quán)利要求16的電涌放電器，其中封閉的氣體屬于選自 下組的至少一類型(i)惰性氣體，(ii)反應(yīng)氣體，(iii)加壓 氣體，(iv)抽空氣體，(v)氣體混合物，(vi)氫，(vii)硅烷，(viii)氮，(ix)氬，(x)氖，(xi)氪，(xii) 二氧化碳，及 (xiii)氦。
20、 根據(jù)權(quán)利要求16的電涌放電器，其包括墨噴在外殼內(nèi)表面 上的至少一點(diǎn)火條，所述至少一點(diǎn)火條具有選自下組的至少一特征.-(i)由至少一非石墨材料制成；(ii)由點(diǎn)陣圖案形成；及(iii) 包括至少一軸向及至少一徑向分布在外殼內(nèi)表面上的多個(gè)點(diǎn)火條。
21、 電涌放電器，包括 至少兩電極；封閉的氣體；及施加到至少一所述電極上的激活化合物，所述激活化合物包括重量百分比約10_35%的鎳粉； 重量百分比約10-20%的偏硅酸鈉； 重量百分比約5_20%的鋁硅粉；重量百分比約5-20。％的碳酸鈉；及 重量百分比約25-45 %的氯化銫。
22、 根據(jù)權(quán)利要求21的電涌放電器，其中電極連到至少一絕緣 外殼，所述外殼具有選自下組的至少一特征(i)包容封閉的氣體;(ii)由陶瓷、玻璃或塑料制成；(iii)支撐至少一點(diǎn)火條；(iv) 為圓柱形；及(v)位于內(nèi)電極的任一側(cè)上。
23、 根據(jù)權(quán)利要求21的電涌放電器，其中其上施加所述化合物 的電極包括選自下組的至少一特征(i)包括所述化合物施加于其 中的凹陷；(iii)所述化合物施加到電極的一側(cè)；(iii)所述化合 物施加到電極的多側(cè)；(iv)被形成為使得電極的一部分與電極的另 一部分相互靠近地隔開；及(v)由銅、鎳、鎳鐵、其任何組合、其 任何層壓組合及其任何電鍍組合制成。
24、 根據(jù)權(quán)利要求21的電涌放電器，其中封閉的氣體屬于選自 下組的至少一類型(i)惰性氣體，(ii)反應(yīng)氣體，(iii)加壓 氣體，(iv)抽空氣體，(v)氣體混合物，(vi)氫，(vii)硅烷，(viii)氮，(ix)氬，(x)氖，(xi)氪，(xii) 二氧化碳，及 (xiii)氦。
25、 根據(jù)權(quán)利要求21的電涌放電器，其包括墨噴在外殼內(nèi)表面 上的至少一點(diǎn)火條，所述至少一點(diǎn)火條具有選自下組的至少一特征(i)由至少一非石墨材料制成；(ii)由點(diǎn)陣圖案形成；及(iii)包括至少一軸向及至少一徑向分布在外殼內(nèi)表面上的多個(gè)點(diǎn)火條。
26、 制造電涌放電器的工藝，其包括步驟 提供絕緣外殼；將至少一點(diǎn)火沉積物墨噴在外殼內(nèi)部上，所述沉積物包括至少一 非石墨材料；及用至少一電極封閉外殼，所述電極具有所施加的激活化合物。
27、 根據(jù)權(quán)利要求26的工藝，其中所述絕緣外殼具有選自下組的至少一特征(i)包容封閉的氣體；(ii)由陶瓷、玻璃或塑料制成；(iii)為圓柱形；及(iv)關(guān)于內(nèi)電極置放。
28、 根據(jù)權(quán)利要求26的工藝，其中其上施加所述化合物的電極 包括選自下組的至少一特征(i)包括所述化合物施加于其中的凹 陷；(iii)所述化合物施加到電極的一側(cè)；(iii)所述化合物施加 到電極的多側(cè)；(iv)被形成為使得電極的一部分與電極的另一部分 相互靠近地隔開；及(v)由銅、鎳、鎳鐵、其任何組合、其任何層 壓組合及其任何電鍍組合制成。
29、 根據(jù)權(quán)利要求26的工藝，其包括選自下組的至少一另外的 步驟(i)將外殼的多個(gè)部分附著到內(nèi)電極的任一側(cè)；(ii)加壓 外殼內(nèi)的氣體；及(iii)抽空外殼。
30、 根據(jù)權(quán)利要求26的工藝，其中沉積物由選自下組的至少一 材料制成(i)石墨；(ii)分散在液態(tài)賦形劑和粘合劑中的銅粉；(iii)薄膜式電阻元件油墨；及(iv)被稀釋以增加電阻率的導(dǎo)電 薄膜油墨。
31、 根據(jù)權(quán)利要求26的工藝，其中墨噴至少一沉積物包括至少 下述之一(i)加熱材料；(ii)對(duì)所述材料施加電壓；(iii)對(duì) 所述材料通電；(iv)使所述材料流過開口；(v)偏轉(zhuǎn)所述材料；(vi)分配材料小滴以在絕緣外殼上產(chǎn)生所需小滴圖案；及(vii) 回收儲(chǔ)蓄器中不意于成為所述沉積物的一部分的小滴。
32、 根據(jù)權(quán)利要求26的工藝，其包括至少一另外的步驟(i) 旋轉(zhuǎn)外殼，及(ii)當(dāng)沉積物被墨噴在外殼上時(shí)平移所述外殼。
33、 根據(jù)權(quán)利要求26的工藝，其中激活化合物包括選自下組的 至少一種材料鎳粉、硅酸鉀、硅酸鈉、鈦粉、碳酸鈉、氯化銫、溴化鈉、溴化鋰、鈣鈦氧化物、偏硅酸鉀、鋁硅粉、及鈣鈦氧化物。
34、 制造電涌放電器的工藝，其包括步驟提供絕緣外殼；將至少一點(diǎn)火沉積物墨噴在外殼內(nèi)部上，所述沉積物包括小滴圖 案；及用至少一電極封閉外殼，所述電極具有所施加的激活化合物。
35、 根據(jù)權(quán)利要求34的工藝，其中所述絕緣外殼具有選自下組的至少一特征(i)包容氣體填充物；(ii)由陶瓷、玻璃或塑料制成；(iii)為圓柱形；及(iv)關(guān)于內(nèi)電極置放。
36、 根據(jù)權(quán)利要求34的工藝，其中其上施加所述化合物的電極 包括選自下組的至少一特征(i)包括所述化合物施加于其中的凹 陷；(iii)所述化合物施加到電極的一側(cè)；(iii)所述化合物施加 到電極的多側(cè)；(iv)被形成為使得電極的一部分與電極的另一部分 相互靠近地隔開；及(v)由銅、鎳、鎳鐵、其任何組合、其任何層 壓組合及其任何電鍍組合制成。
37、 根據(jù)權(quán)利要求34的工藝，其包括選自下組的至少一另外的 步驟(i)將外殼的多個(gè)部分附著到內(nèi)電極的任一側(cè)；(ii)加壓 外殼內(nèi)的氣體；及(iii)抽空外殼。
38、 根據(jù)權(quán)利要求34的工藝，其中所述沉積物由選自下組的至 少一材料制成(i)石墨；(ii)分散在液態(tài)賦形劑和粘合劑中的 銅粉；(iii)薄膜式電阻元件油墨；及(iv)被稀釋以增加電阻率 的導(dǎo)電薄膜油墨。
39、 根據(jù)權(quán)利要求34的工藝，其中墨噴至少一沉積物包括至少 下述之一(i)加熱材料；(ii)對(duì)所述材料施加電壓；(iii)對(duì) 所述材料通電；(iv)使所述材料流過開口；(v)偏轉(zhuǎn)所述材料；(Vi)回收儲(chǔ)蓄器中不意于成為所述沉積物的一部分的小滴；(vii) 使用保存在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中的小滴圖案順序產(chǎn)生圖案；及(viii) 將所述圖案分為網(wǎng)格單元并將多個(gè)小滴墨噴在所述圖案的每一網(wǎng)格 單元內(nèi)。
40、 根據(jù)權(quán)利要求34的工藝，其包括至少一另外的步驟(i) 旋轉(zhuǎn)外殼，及(ii)當(dāng)沉積物被墨噴在外殼上時(shí)平移所述外殼。
41、 根據(jù)權(quán)利要求34的工藝，其包括墨噴多種沉積物，每一沉 積物包括所需圖案的小滴，所述沉積物相互間隔開以產(chǎn)生沉積物的所 需圖案。
42、 根據(jù)權(quán)利要求41的工藝，所述外殼是圓柱形，其中沉積物 的所需圖案至少包括下述之一(i)所需軸向間隔；及(ii)所需 徑向間隔。
43、 根據(jù)權(quán)利要求34的工藝，其中所述沉積物是至少下述之一 (i)由于小滴的靠攏間隔而連續(xù)；(ii)為矩形；(iii)被形成為線；(iv)沿外殼進(jìn)行軸向延伸，所述外殼為圓柱形；及(v)由多 個(gè)可辨別且分開的形狀形成。
44、 制造電涌放電器的工藝，其包括步驟 提供絕緣外殼；將至少一點(diǎn)火沉積物墨噴在外殼內(nèi)部上，所述沉積物包括斑點(diǎn)圖 案，所述斑點(diǎn)中的每一個(gè)包括多個(gè)小滴；及用至少一電極封閉外殼，所述電極具有所施加的激活化合物。
45、 根據(jù)權(quán)利要求44的工藝，其中所述斑點(diǎn)具有至少下述之一 特征(i)可用肉眼辨別；(ii)為圓形；及(iii)沿外殼軸向延 伸，所述外殼為圓柱形。
全文摘要
充氣式電涌放電器，包括至少兩電極、氣體填充物及施加到至少一所述電極上的激活化合物。所述激活化合物包括(i)重量百分比約10-35％的鎳粉；(ii)重量百分比約20-40％的硅酸鉀或鈉；(iii)重量百分比約5-25％的鈦粉；(iv)重量百分比約5-15％的鈣鈦氧化物；及(v)重量百分比約10-20％的溴化鈉。本發(fā)明還公開了加點(diǎn)火條工藝及因墨噴條狀材料所得的點(diǎn)火條。
文檔編號(hào)H02H9/06GK101297452SQ200680039533
公開日2008年10月29日 申請(qǐng)日期2006年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月14日
發(fā)明者K·洛德, S·J.·惠特尼 申請(qǐng)人:力特保險(xiǎn)絲有限公司