Вентиляционная пробка для щелочного аккумулятора
Полезная модель «Вентиляционная пробка для щелочного аккумулятора» относится к электоротехнике. В частности к усовершенствованию конструкции вентиляционной пробки щелочного аккумулятора. Предлагаемая полезная модель направлена на устранение утечки электролита по месту контакта крышки пробки с корпусом — горловиной, т.е. на повышение электрического сопротивления аккумулятора, аккумуляторной батареи и обеспечение их взрывобезопасности, а также предохраняет электролит от прямого воздействия углекислого газа из окружающей среды, что снижает образование карбонатов. Технический эффект достигается вентиляционной пробкой для щелочного аккумулятора, содержащей крышку и корпус, соединенных между собой и аккумулятором, в которой крышка и корпус соединены поворотной осью и пружиной, один конец которой зафиксирован в крышке, а другой в пазу корпуса пробки, причем крышка пробки имеет вогнутое дно с газоотводящими боковыми отверстиями и фильтр с лабиринтными порами, установленный в гнезде крышки и зафиксированный прокладкой с отверстиями.
Полезная модель относится к электротехнике. В частности к усовершенствованию конструкции вентиляционной пробки щелочного аккумулятора.
Известна вентиляционная пробка для щелочного аккумулятора, состоящая из
Под действием избыточного давления газов, образующихся при заряде аккумуляторов в виде смеси кислорода с водопроводом, клапан поднимается и газ с щелочным туманом выходит через образующуюся щель между поверхностью горловины и клапана. Углекислый газ, находящийся в атмосфере, взаимодействуя с щелочным туманом, на поверхности контакта клапана с седлом горловины, приводит к образованию нароста карбонатов, препятствующих плотному прилеганию клапана к седлу горловины, что приводит при трясках и интенсивном газовыделении к выбросу электролита через
вентиляционное устройство и, следовательно, к утечкам тока через электролитные мостики, снижая сопротивление изоляции аккумулятора и аккумуляторной батареи в целом. Кроме того неплотное прилегание клапана к седлу горловины, т.е. негерметичность по месту соединения, приводит к мгновенному взрыву газовой смеси внутри аккумулятора при любом возможном образовании искрения, например, плохой контакт в электросхеме или наличие короткого замыкания.
Предлагаемая полезная модель направлена на изоляцию электролита от прямого воздействия углекислого газа из окружающей среды, что снижает образование карбонатов, обеспечение взрывобезопасности, а также на устранение утечки электролита по месту контакта крышки пробки с корпусом — горловиной, т.е. к повышению электрического сопротивления аккумулятора и батареи аккумуляторной.
Указанный технический эффект достигается вентиляционной пробкой для щелочного аккумулятора, содержащей крышку и корпус, соединенных между собой и аккумулятором, в которой крышка и корпус соединены поворотной осью и пружиной, один конец которой зафиксирован в крышке, а другой в пазу корпуса пробки, причем крышка пробки имеет вогнутое дно с газоотводящими боковыми отверстиями и фильтр с лабиринтными порами, установленный в гнезде крышки и зафиксированный прокладкой с отверстиями.
На фиг.1 изображена предлагаемая вентиляционная пробка в рабочем положении, продольный разрез, содержащая крышку 1 и корпус 2, соединенные между собой. В горловине аккумулятора 3 пробка крепится через уплотнительное кольцо 4 байонетным соединением или на резьбе. Крышка и корпус соединены поворотной осью 5 и пружиной 6, один конец которой соединен с крышкой осью 7, а другой зафиксирован в пазу корпуса пробки. Крышка пробки имеет вогнутое дно 9 с газоотводящими боковыми отверстиями 10, фильтр 11 с лабиринтными порами, установленный в гнезде крышки и зафиксированный прокладкой 12 с отверстиями круговым рельефом 16. В донной части крышки установлена прокладка 13 с центральным отверстием, разделяющая полости 14 и 15.
На фиг.2 показан вид пробки сверху: крышка пробки с прокладкой 12 со сквозными отверстиями.
На фиг.3 представлена пробка с открытой крышкой, последняя фиксируется пружиной б, при этом пружина разжата, а ее ось 7 лежит в одной горизонтальной плоскости с поворотной осью 5.
В вентиляционной пробке с открытой крышкой величина смещения осей 5 и 7 — Х в вертикальных плоскостях и равна линейной величине сжатия пружины в рабочем
положении. Пружина с подобранным усилием сжатия плотно прижимает крышку 2 рельефом 16 к уплотнительному кольцу 8, обеспечивая герметичность по месту соединения и, следовательно, препятствует выбросу электролита при механических воздействиях. Газ, образующийся внутри аккумулятора при заряде, будет свободно выходить через газоотводящие боковые отверстия 10, отверстие в прокладке 13, фильтр с лабиритными порами 11 и через отверстия в прокладке 12 в атмосферу. Лабиринтное строение пор фильтра препятствует мгновенному взрыву газовой смеси внутри аккумулятора при искрообразовании и обеспечивает взрывобезопасность до 2 мин. при открытом пламени, а также позволяет изолировать электролит от прямого воздействия углекислого газа из окружающей среды, что снижает образование карбонатов. Вогнутое дно 9 является отражателем для электролита, а боковое расположение газоотвадящих отверстий и прокладка 13 препятствуют попаданию электролита в полости 14 и 15. В случае попадания электролита в полость 14, что возможно при значительной тряске и ударах, он стекает по наклонной поверхности дна крышки через газовыводящие отверстия внутрь аккумулятора.
Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о том, что вентиляционная пробка для щелочного аккумулятора способна обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата. Следовательно, воплощающее предложение при его осуществлении, предназначено для использования в промышленности, а именно в производстве щелочных аккумуляторов, применяемых, например, в составе аккумуляторных батарей для питания оборудования (приборов) постоянного тока железнодорожных вагонов, локомотивов и других объектов.
Публикации, принятые во внимание при составлении заявки на полезную модель «Вентиляционная пробка для щелочного аккумулятора»
1 «Аккумуляторные батареи», Д.В.Вайнел, главная редакция энергетической литературы, г.Москва, 1937 г. 75-77.
2 Описание изобретения к авторскому свидетельству №393785 с приоритетом от 28.01.1972 г.
3 Производство электрических аккумуляторов» М.А.Дасоян и др., Москва, «Высшая школа», 1977, стр.83-84
Вентиляционная пробка для щелочного аккумулятора, содержащая крышку и корпус, соединенные между собой и аккумулятором, отличающаяся тем, что крышка и корпус соединены поворотной осью и пружиной, один конец которой зафиксирован в крышке, а другой в пазу корпуса пробки, причем крышка пробки имеет вогнутое дно с газоотводящими боковыми отверстиями и фильтр с лабиринтными порами, установленный в гнезде крышки и зафиксированный прокладкой с отверстиями.
Отличительные элементы современных автомобильных стартерных аккумуляторов
По сложности внутренних процессов и опасности составляющих веществ аккумулятор на автомобиле является исключительным изделием, требующим обеспечения необходимых условий для поддержания своей заряженности в изменяющихся условиях работы. Батареи постоянно совершенствуются: создаются новые материалы, применяются новые технологии при изготовлении. Неизменными остаются только применение аккумуляторной серной кислоты и процесс заряда для приведения изделия в состояние готовности к работе. В таком состоянии стартерные аккумуляторы и ожидают нас на прилавках магазинов. И какие же они все разные: по цвету материала корпусов и крышек, по наличию или отсутствию ручек для переноски и крышечек, закрывающих полюсные выводы, по наличию пробок заливных отверстий или полного их отсутствия, если батарея снабжена надписью «необслуживаемая».
Рассмотрим эти особенности с позиции доступности контроля состояния, общего режима обслуживания в процессе эксплуатации аккумуляторной батареи, полезности, безопасности и удобства. Если, например, заливные отверстия закрыты, что не всегда удобно при обслуживании батареи. Вот варианты:
завинчивании.Удобно и практично.
отвернуть даже монеткой. Если шлиц крестообразный, то таких отверток большого размера нет, приходиться «мудрить». Шлицы «сворачиваются» и отвернуть пробки становится проблематично. Неудобно и непрактично.
торцевых сторонах. Одно отверстие в большинстве случаев закрыто глухой пробкой, либо оба отверстия ничем не закрыты. Неудобно.
шлица. При заворачивании и отворачивании пробок это отверстие часто повреждается смятием пластмассы и отход газов перекрывается. Непрактично.
пазе. В нём оседает пыль, которая под воздействием влажного выходящего газа превращается в грязь и перекрывает канал. Непрактично.(Имеются батареи вообще без пробок, так называемые «необслуживаемые». Из всех мероприятий по обслуживанию в них не предусмотрено одно — доливка дистиллированной воды. Они рассчитаны на идеальный режим эксплуатации при полном отсутствии каких-либо неисправностей в электрооборудовании. Но в любом случае более или менее интенсивно уровень электролита в банках всё-таки понижается. Это приводит к увеличению плотности электролита и, как следствие, — к снижению ресурса батареи. У такого аккумулятора имеются вентиляционные отверстия, через которые происходит удаление газов. На выходе канала, газы осушаются пористым фильтром от сопутствующей влаги (электролита), однако убыль неизбежна. Причина этого явления — в неизбежном электролизе воды при заряде батареи (без которого она функционировать не может). Расход резервного уровня над блоками пластин в любом аккумуляторе на автомобиле индивидуален, идеальных (лабораторных) условий в эксплуатации бывает крайне мало.
Если пробки в аккумуляторе просто необходимы для контроля заряженности и поддержания условий равномерного использования ресурса электродов, то ручки служат элементом удобства при переносе батареи, при снятии и установке. Они должны быть очень надёжными и обладать, как минимум, двукратным запасом прочности, быть удобными в пользовании. Этим требованиям ручки не всегда отвечают полностью: прогибаются, выскакивают из креплений, обрываются или обламываются, в результате тяжёлый аккумулятор падает. Последствия могут быть самыми плачевными.
Резервный уровень электролита в разных батареях различный: от 20 до 40 мм. У некоторых из них снаружи на корпусе нанесены уровни «max» и «min». Как по ним ориентироваться, доливая воду в банки, если корпус непрозрачен? Хорошо, когда внутри банок тубус имеет загнутую полоску для максимального уровня электролита, она хорошо видна и служит прекрасным ориентиром. Вот бы всем так!
Применение сепараторов в виде конверта на пластинах привело к отказу от установки призм в нижней части банок. Установка пластин в конверт-сепаратор потребовала ликвидации опорных «ножек» на нижней кромке пластин. Они стали ненужными и даже вредными. Вскрытие и осмотр некоторых типов батарей показывает, что на дне банок по-прежнему имеются высокие тонкие призмы, на которые поставлены блоки пластин с конвертами. Такая установка резко снижает площадь опоры и при незначительной вибрации происходит «проседание» тяжёлого блока пластин в банке, пластины под собственной тяжестью отрываются от ушек в верхней части.
Сохранение «ножек» высотой 2-3 мм. на нижних кромках пластин и установка таких пластин в конверт-сепаратор создают опасность преждевременного выхода аккумулятора из строя. Ножки из-за малой площади опоры продавливают сепаратор, прорывают его, создавая условия для замыкания разнополюсных пластин через шлам на дне банок (а его появление там в процессе эксплуатации неизбежно). Проколотый насквозь ножками сепаратор-конверт уже не может препятствовать возникновению короткого замыкания (КЗ) в блоке.
Устранение отмеченных недостатков позволит повысить надёжность работы стартерных аккумуляторных батарей в процессе эксплуатации автомобилей.