×
29.05.2018
218.016.5325

АМПУЛЬНЫЙ ХИМИЧЕСКИЙ ИСТОЧНИК ТОКА И СПОСОБ ЕГО СБОРКИ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области электротехники, а именно к резервному химическому источнику тока ампульного типа, запускаемому в работу при подаче электролита из ампулы в электродный отсек блока электрохимических элементов (ЭХЭ). Ампульный химический источник тока (АХИТ) включает расчетное количество секций ЭХЭ, каждая из которых содержит в корпусе с изоляцией блок электродный и блок электролитный, при этом блок электродный включает расчетное количество секций электродов, каждая из которых состоит из катода, выполненного из углеродсодержащего материала, нанесенного на никелевую сетку, помещенного в чехол из микропористой полипропиленовой пленки, выполняющего функцию основного сепаратора, из анода, выполненного из литиевой ленты, и из электролитного блока, содержащего ампулы, заполненные неводным электролитом на основе тионилхлорида, при этом анод снабжен дополнительным слоем сепаратора из асбестовой бумаги, охватывающей анод с двух сторон с перекрытием по всей площади его поверхности не менее чем на 1 мм, и соединен с локальным токоотводом из никеля, выполненным в виде квадратной площадки, совмещенной с токоотводом, также в каждой секцией электродов размещены электроизоляционные прокладки из слюдинита. Предложенный способ сборки пакета АХИТ включает формирование и соединение положительных и отрицательных токоотводов с соответствующими выходными контактами многоконтактного узла связи. Повышение безопасности и надежности при работе и хранении ампульного химического источника тока при увеличении плотности сборки является техническим результатом изобретения. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Предлагаемое изобретение относится к области электротехники, а именно к резервным химическим источникам тока ампульного типа (АХИТ), задействуемым при подаче электролита из ампулы в электродный отсек блока электрохимических элементов (ЭХЭ).

Известен в качестве прототипа предлагаемого устройства химический источник тока ампульного типа (АХИТ) (патент РФ №02290723, МПК Н01М 6/10, публ. 27.12.2006 г.), содержащий в корпусе с крышкой, колпаком и перфорированной перегородкой для впуска электролита в электродные блоки, по крайней мере, одну ампулу с электролитом на основе тионилхлорида, расчетное количество электродных блоков ЭХЭ, при этом ампулы выполнены в виде сильфонов с подвижными основаниями и установленными на них элементами вскрытия ампул.

К недостаткам известного АХИТ относится недостаточно высокие пожаро- и взрывобезопасность при работе и хранении, недостаточно высокие простота и плотность сборки, надежность монтажа сборки, что актуально при наличии жестких масс-габаритных ограничений при проектировании АХИТ.

Задачей авторов изобретения является разработка конструкции АХИТ, соответствующей требованиям по пожаро- и взрывобезопасности при работе и хранении, с высокими надежностью и плотностью монтажа сборки.

Новый технический результат, обеспечиваемый при использовании предлагаемого изобретения, заключается в повышении пожаро- и взрывобезопасности при работе и хранении, надежности и плотности монтажа сборки.

Указанные задача и новый технический результат обеспечиваются тем, что в известном АХИТ, включающем расчетное количество секций ЭХЭ, каждая из которых содержит в корпусе, снабженном изоляцией, блок электродный и блок электролитный, при этом блок электродный включает расчетное количество секций электродов, каждая из которых состоит из катода, выполненного из углеродсодержащего материала, нанесенного на никелевую сетку, помещенного в чехол из микропористой полипропиленовой пленки, выполняющей функцию основного сепаратора, и из анода, выполненного из литиевой ленты, электролитный блок содержит ампулу, заполненную неводным электролитом на основе тионилхлорида, элементы вскрытия ампулы, согласно изобретению анод снабжен дополнительным слоем сепаратора, выполненным из асбестовой бумаги, охватывающим анод с двух сторон с перекрытием по всей площади его поверхности не менее чем на 1 мм, и соединен с локальным токоотводом из никеля, выполненным в виде квадратной площадки, совмещенной с токовыводом, между каждой секцией электродов размещены электроизоляционные прокладки из слюдинита, каждая секция электродов имеет индивидуальные положительный и отрицательные контакты, являющиеся токовыводами, которые соединены с соответствующими выходными контактами многоконтактного узла связи, через который происходит передача электроэнергии внешнему потребителю, или с контактами гермовыводов крышки АХИТ, каждая секция электродов ЭХЭ выполнена в виде пакета твердых слоев анода, катода, разделенных двумя слоями сепараторов, примыкающих боковыми поверхностями к друг другу, уложенных на едином основании вдоль продольной оси, ограниченных по четырем углам пакета опорными уголками, каждый пакет помещен в корпус каждой секции электродов, закрытой с торцевых поверхностей крышками с поверхностными слоями электроизоляции, при этом анод выполнен зигзагообразной формы из длинномерной литиевой ленты.

Предлагаемый АХИТ поясняется следующим образом.

На фиг. 1 представлен общий вид заявляемого АХИТ, где 1 - блок ЭХЭ, 2 - секция ЭХЭ, 3 - защитный колпак крышки, 4 - цилиндрический корпус 5 - крышка, 6 - многоконтактный узел связи (розетка электрического соединителя), 7 - отрицательный контакт; 8 - положительный контакт; 9 - секция электродов ЭХЭ; 10 - блок электролитный.

На фиг. 2 вид (А-А) представлен фрагмент сборки электродов, где аноды 12 (вид Г) выполнены безколлекторными и зигзагообразной формы электроды отрицательные, чередующиеся с катодами 13 (электроды положительные), ограничены по краям опорными уголками 15, 14 - изоляционная прокладка, 16 - корпус.

На фиг. 3, 4 представлена развертка отрицательного электрода и положительный электрод, 17 - сепаратор из асбестовой бумаги, 18 - литиевая лента, 19 - отрицательный токоотвод, 20 - литиевая накладка, 21 - никелевая сетка, 22 - катодная масса, 23 - положительный токоотвод, 24 - сепаратор из микропористой полипропиленовой пленки.

Предлагаемый ампульный химический источник тока (АХИТ) содержит блок ЭХЭ 1, скомпонованный из расчетного количества индивидуальных секций электродов ЭХЭ, каждый из которых содержит катод 13, выполненный из углеродсодержащего материала, нанесенного на никелевую сетку, помещенный в чехол 24 из микропористой полипропиленовой пленки, выполняющей функцию основного сепаратора, и безколлекторный анод 12, выполненный из литиевой пластины (ленты). Анод 12 дополнительно снабжен слоем сепаратора из асбестовой бумаги 17. Сепаратор 17 выполнен охватывающим анод 12 по всей площади поверхности последнего с перекрытием не менее чем на 1 мм для надежного перекрытия и изоляции всех участков анода, что обеспечивает исключение риска коротких замыканий.

Увеличение изоляционной составляющей в цепи ЭХЭ позволяет оптимизировать эффективную толщину безколлекторного анода (экспериментально установлено, что всегда имеет место наличие балластного неработоспособного слоя лития, что ведет к пространственному увеличению масштабов сборки, что особенно характерно при наличии коллектора в традиционных конструкциях АХИТ).

Это позволяет также повысить надежность электроизоляции и уменьшить величину токов утечки и, как следствие, повысить безопасность АХИТ в целом при его хранении и эксплуатации.

Каждый электрод снабжен локальным токоотводом 19, 23 из никеля, а все токоотводы через контакты 7, 8 от каждой секции ЭХЭ подведены к контактам многоконтактного узла связи или контактам гермовыводов крышки АХИТ 6, объединяющей все контакты ЭХЭ, выведенные наружной сборкой на розетку внешнего соединителя АХИТ, куда впоследствие будет подключен потребитель выдаваемой источником электроэнергии.

Применение электрических соединителей, выполненных наружной сборкой, позволяет отстыковывать независимо подключаемые ЭХЭ в случае их неисправности или при необходимости их замены, или дополнения, что повышает безопасность АХИТ в целом.

Все аноды 12 в секции электродов ЭХЭ расположены для экономии пространства в виде «змейки», звенья которой составлены из зигзагообразно уложенных пакета слоев анодов, сепараторов и слоев катодов, установленных между звеньями сепараторов и анодов.

Электродные блоки АХИТ собраны из параллельно установленных индивидуальных секций электродов, электродные блоки подсоединены каждый к индивидуальной ампуле с неводным электролитом на основе тионилхлорида. Между корпусами каждой секции электродов размещены электроизоляционные прокладки из слюдинита.

В предлагаемом АХИТ предусмотрены элементы для вскрытия ампул с электролитом при задействовании АХИТ.

Известен в качестве прототипа способа сборки АХИТ (патент РФ №2507641, МПК Н01М 6/10, публ. 18.07.2012 г.), в котором изготовление источника тока ведут последовательно путем сборки сначала элементов ЭХЭ, состоящих из слоев катода, анода, сепаратора, являющегося изолятором, затем блока электродов ЭХЭ и АХИТ в целом.

К недостаткам аналога относится недостаточно высокие безопасность при работе, недостаточно высокие технологические свойства сборки, плотность сборки, что актуально при наличии жестких масс-габаритных ограничений при проектировании АХИТ.

Задачей авторов предлагаемого способа сборки АХИТ является разработка процесса сборки АХИТ, характеризующегося повышенными безопасностью, плотностью сборки, технологичностью.

Новый технический результат, обеспечиваемый при использовании предлагаемого способа сборки АХИТ, заключается в улучшении технологичности сборки и простоты, в обеспечении требований по масс-габаритным ограничениям за счет повышения плотности сборки, а также в повышении пожаровзрывобезопасности АХИТ.

Указанные задача и новый технический результат обеспечены тем, что в отличие от известного способа сборки АХИТ, включающего сборку пакета последовательно расчетного количества параллельно ориентированных слоев катода, сепаратора, выполненного из пористого материала, анода, выполненного из лития, фиксацию пакета сборки и крепление сборки, согласно изобретению предварительно изготавливают плоские катоды с индивидуальными токоотводами из заготовок из углеродсодержащего материала, нанесенного на никелевую сетку, помещенного в чехол из микропористой полипропиленовой пленки, и аноды из длинномерной литиевой пластины, которую укладывают зигзагообразно, таким образом, что каждый катод располагается в полости каждого изгиба совместно согнутых слоев анода со слоем сепаратора, накладок для крепления токоотвода к электродам, слоев основных сепараторов и слоев дополнительных сепараторов из асбестовой бумаги, которые накладывают на каждый анод с двух сторон с перекрытием по всей площади его поверхности не менее чем на 1 мм, затем соединяют анод с локальным токоотводом из никеля, выполненным в виде квадратной площадки, совмещенной с ленточным никелевым токовыводом, между каждой секцией электродов размещают электроизоляционные прокладки из слюдинита, затем всю электродную сборку помещают на единую поверхность и ограничивают по четырем углам опорными уголками, формируют токоотводы и соединяют положительные токоотводы между собой, затем собранный пакет электродов устанавливают в корпус секции электродов, приваривают отрицательные токоотводы к корпусу секции электродов, а положительные токоотводы электродов - к гермовыводу крышки секции электродов, объединяют секции электродов в расчетном количестве с образованием электродного блока АХИТ, затем соединяют электродный блок с электролитным блоком с образованием секции элементов, и окончательно все разнополярные контакты каждой секции элементов соединяют с соответствующими контактами многоконтактного узла связи, или контактами гермовыводов крышки АХИТ. Для исключения аварийной ситуации при превышении давления внутри корпуса АХИТ в крышке выполнен сквозной выпускной газоотводящий клапан 11.

Способ сборки АХИТ начинают с изготовления положительных и отрицательных электродов (катод 13, анод 12) в расчетном количестве, как это показано на фиг. 3, при этом производят вырезку длинномерной литиевой пластины, прессовку токоотвода, установку основного сепаратора для положительного электрода. После этого производят укладку и зигзагообразную формовку отрицательных электродов в специальных уголках, обеспечивающих необходимую устойчивость и точность сборки с одновременной установкой положительных электродов. В ходе сборки каждый катод располагают в полости каждого изгиба совместно согнутых слоев анода, накладок, слоев основных сепараторов и слоев дополнительных сепараторов из асбестовой бумаги, которые накладывают на каждый анод с двух сторон с перекрытием по всей площади его поверхности не менее чем на 1 мм. В полученном пакете электродов выполняют формовку токоотводов и сварку положительных токоотводов между собой. Затем пакет электродов устанавливают в корпус секции электродов, отрицательные токоотводы присоединяют к корпусу, а положительные токоотводы - к гермовыводу крышки. Затем верхнюю и нижнюю крышки корпуса устанавливают в корпус с образованием секции электродов, которые в расчетном количестве соединяют с основанием. В результате операций сборки получают электродный блок АХИТ. Окончательно все разнополярные контакты каждой секции элементов соединяют с соответствующими контактами многоконтактного узла связи или контактами гермовыводов крышки АХИТ.

Наличие жестких масс-габаритных ограничений для предлагаемого АХИТ и необходимость обеспечения высокого уровня разрядных электрических характеристик приводит к необходимости обязательного уплотнения общей конструкции АХИТ, а сборку всех компонентов АХИТ ведут на едином диэлектрическом основании.

Как это показали эксперименты, при использовании предлагаемого АХИТ и способа его сборки достигается новый технический результат, заключающийся в повышении пожаро- и взрывобезопасности при работе и хранении, надежности и плотности монтажа сборки.

Возможность промышленной реализации предлагаемого изобретения подтверждается следующими примерами.

Пример 1. В лабораторных условиях предлагаемый АХИТ реализован на макете, изображенном на фиг. 1.

В условиях данного примера изготовлен макет АХИТ, содержащий электродный блок 1, скомпонованный из расчетного количества индивидуальных секций электродов ЭХЭ (9), каждый из которых содержит углеродный катод 13, выполненный из композиционной сажи, нанесенной на никелевую сетку, помещенный в чехол 24 из микропористой полипропиленовой пленки, выполняющий функцию основного сепаратора, и безколлекторный анод 12, выполненный из литиевой ленты. Анод 12 дополнительно снабжен слоем сепаратора из асбестовой бумаги 17. Сепаратор 17 выполнен охватывающим анод 12 по всей площади поверхности последнего с перекрытием не менее чем на 1 мм для надежного перекрытия всех участков анода.

Способ сборки предлагаемого АХИТ осуществляют изготовлением положительных и отрицательных электродов в расчетном количестве, как это показано на фиг. 2, при этом производят вырезку длинномерной литиевой пластины, накладки, прессовку токоотвода и накладки, установку основного сепаратора для положительного электрода. После этого производится укладка и зигзагообразная формовка отрицательных электродов в специальных уголках и сварка между собой положительных токоотводов.

После проверки электрических параметров пакет электродов устанавливают в корпус секции электродов, осуществляют сварку отрицательных токоотводов к корпусу и положительных токоотводов к лепестку гермовывода крышки корпуса. Затем верхнюю и нижнюю крышки корпуса устанавливают и привариваются к корпусу с образованием секции электродов, которые в расчетном количестве соединяются сваркой с основанием, все разнополярные токоотводы подключают к соответствующим контактам многоконтактного узла связи или к контактам гермовыводов крышки 6. В результате данных операций получают электродный блок АХИТ.

Как это показал пример реализации предлагаемого изобретения, его использование обеспечивает улучшение технологичности и простоты сборки, соответствие требованиям по масс-габаритным ограничениям за счет повышения плотности сборки, а также повышение пожаровзрывобезопасности АХИТ при работе и хранении и надежности монтажа сборки.


АМПУЛЬНЫЙ ХИМИЧЕСКИЙ ИСТОЧНИК ТОКА И СПОСОБ ЕГО СБОРКИ
АМПУЛЬНЫЙ ХИМИЧЕСКИЙ ИСТОЧНИК ТОКА И СПОСОБ ЕГО СБОРКИ
АМПУЛЬНЫЙ ХИМИЧЕСКИЙ ИСТОЧНИК ТОКА И СПОСОБ ЕГО СБОРКИ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 796 items.
27.04.2013
№216.012.3b44

Способ определения сплошности покрытия изделия

Изобретение относится к неразрушающим методам контроля, в частности к области газовой дефектоскопии, может применяться при контроле сплошности покрытий с низкой водородопроницаемостью, наносимых на поверхность крупногабаритных металлических изделий сложной конфигурации. Способ определения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480733
Дата охранного документа: 27.04.2013
20.05.2013
№216.012.41ed

Интерферометр

Изобретение может быть использовано для контроля качества афокальных систем, в том числе крупногабаритных, а именно: плоских зеркал, светоделителей, плоскопараллельных пластин, клиньев, телескопических систем с увеличением, близким к единичному. Интерферометр содержит формирователь...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482447
Дата охранного документа: 20.05.2013
10.06.2013
№216.012.49ed

Переход волоконно-оптический

Изобретение относится к волоконно-оптической технике и может быть использовано для герметичного ввода оптического волокна через перегородку. Устройство содержит герметично установленный в стенке металлический корпус, выполненный составным из двух скрепленных по резьбе частей с проходным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484505
Дата охранного документа: 10.06.2013
27.07.2013
№216.012.5ab8

Система параметрической гидролокации с функцией получения акустического изображения целей

Использование: изобретение относится к области гидролокации и предназначено для обнаружения подводных целей и получения их акустического изображения. Сущность: в предложенной системе параметрической гидролокации излучение низкочастотных зондирующих сигналов формируют путем нелинейного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488845
Дата охранного документа: 27.07.2013
10.09.2013
№216.012.686e

Затвор люка камеры

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при проектировании крупногабаритных камер высокого давления для испытания в них изделий. Затвор люка камеры содержит герметично установленную на люке камеры крышку, имеющую глубокую заходную часть и связанную с размещенным извне...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492381
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.09.2013
№216.012.688d

Складываемая аэродинамическая поверхность

Изобретение относится к области ракетной техники и, в частности к конструкциям складываемых аэродинамических поверхностей, находящихся под воздействием сильных аэродинамических возмущений. Складываемая аэродинамическая поверхность содержит основание и шарнирно соединенную с ним поворотную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492412
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.10.2013
№216.012.740f

Контактный датчик

Изобретение относится к военной технике, в частности к средствам инициирования. Контактный датчик содержит два кольца, опорное и рабочее, установленных соосно и скрепленных между собой. На основании опорного кольца размещен кольцевой чувствительный элемент, а рабочее кольцо оснащено...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495368
Дата охранного документа: 10.10.2013
10.10.2013
№216.012.74a5

Двухдиапазонная микрополосковая антенна круговой поляризации

Изобретение относится к антенно-фидерным устройствам, а именно к бортовым антеннам спутниковой навигации. Техническим результатом является создание малогабаритной микрополосковой двухдиапазонной антенны с круговой поляризацией, пригодной для работы с одиовходовым приемником. Двухдиапазонная...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495518
Дата охранного документа: 10.10.2013
20.11.2013
№216.012.8345

Сцинтилляционный материал на основе zno-керамики, способ его получения и сцинтиллятор

Использование: для регистрации различных видов ионизирующих излучений, в том числе альфа-частиц, в ядерной физике для контроля доз и спектрометрии указанных излучений, в космической технике, медицине, в устройствах, обеспечивающих контроль, в промышленности. Сущность изобретения заключается в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499281
Дата охранного документа: 20.11.2013
10.12.2013
№216.012.884d

Устройство фиксации сложенных аэродинамических поверхностей летательного аппарата

Изобретение относится к средствам фиксации складывающихся аэродинамических поверхностей летательного аппарата. Устройство фиксации сложенных аэродинамических поверхностей летательного аппарата содержит узел, обеспечивающий прилегание аэродинамических поверхностей к корпусу летательному...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500575
Дата охранного документа: 10.12.2013
Showing 1-10 of 27 items.
20.08.2013
№216.012.623b

Генератор

Изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано для генерации электрических сигналов, в частности в пьезорезонансных датчиках. Достигаемый технический результат - стабилизация амплитуды и формы выходных сигналов в изменяющихся условиях эксплуатации и повышение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490779
Дата охранного документа: 20.08.2013
20.01.2014
№216.012.9919

Генератор

Изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано для генерации электрических сигналов, стабилизированных электромеханическими резонаторами, в частности в пьезорезонансных датчиках. Достигаемый технический результат - исключение постоянной составляющей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002504892
Дата охранного документа: 20.01.2014
20.02.2014
№216.012.a3c6

Ампульный химический источник тока

Предложенное техническое решение относится к области электротехники, а именно к резервным химическим источникам тока ампульного типа (АХИТ). Повышение уровня разрядных характеристик АХИТ при безопасности работы и удобстве монтажа является техническим результатом заявленного изобретения....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002507641
Дата охранного документа: 20.02.2014
27.02.2014
№216.012.a771

Тепловой химический источник тока

Предложенное изобретение относится к тепловым химическим источникам тока (ТХИТ), имеющим плотность энергии порядка 60 Вт·час/кг, которые могут быть использованы для питания электрической энергией автономных приборов и систем. Повышение безопасности, упрощение сборки при одновременном улучшении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002508580
Дата охранного документа: 27.02.2014
27.07.2014
№216.012.e32b

Кварцевый генератор

Изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано для генерации электрических сигналов, стабилизированных электромеханическими резонаторами, в частности в пьезорезонансных датчиках. Достигаемый технический результат - повышение стабильности частоты генерации....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002523945
Дата охранного документа: 27.07.2014
10.10.2014
№216.012.fc4d

Устройство защиты первичного преобразователя ускорения

Изобретение относится к системам защиты микромеханических систем и предназначено для обеспечения защиты первичных преобразователей ускорения (ППУ) от действия внешних дестабилизирующих факторов (ВДФ). Устройство защиты ППУ содержит корпус, на котором установлено основание, выполненное из двух...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002530435
Дата охранного документа: 10.10.2014
27.10.2014
№216.013.01d9

Кварцевый генератор

Изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано для генерации электрических сигналов, стабилизированных электромеханическими резонаторами, в частности в пьезорезонансных датчиках. Достигаемый технический результат - повышение устойчивости работы генератора в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002531871
Дата охранного документа: 27.10.2014
27.03.2015
№216.013.3610

Датчик резонаторный

Изобретение относится к области измерений механических параметров. Датчик резонаторный содержит основание в виде пластины из монокристалла, в котором выполнены сквозные прорези с образованием стержневого резонатора, поверхности которого металлизированы для образования электродной системы, и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002545324
Дата охранного документа: 27.03.2015
20.06.2015
№216.013.559f

Тепловая батарея

Заявленное изобретение относится к резервным источникам тока, а именно к тепловым химическим источникам тока (ТХИТ). Повышение надежности работы, исключение риска появления коротких замыканий между элементами активных масс электрохимических элементов (ЭХЭ), образующих блок устройства, является...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002553449
Дата охранного документа: 20.06.2015
10.04.2016
№216.015.2d64

Датчик резонаторный

Изобретение относится к метрологии, в частности к датчикам механических ускорений. Датчик представляет собой резонатор, выполненный в виде сдвоенного камертона, и содержит основание, чувствительный элемент с маятниковым подвесом в виде двух стержней, упругие шарниры, размещенные на одной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002579552
Дата охранного документа: 10.04.2016
+ добавить свой РИД