Патент на изобретение №2349004

(54) ГАЛЬВАНИЧЕСКАЯ БАТАРЕЯ

(57) Реферат:

Изобретение относится к гальваническим батареям, в частности к источникам резервного питания. Техническим результатом изобретения является увеличение срока хранения и снижение массы батареи. Согласно изобретению гальваническая батарея состоит из корпуса, электродов, электролита и твердого деполяризатора, последний вынесен из межэлектродного пространства, а процесс деполяризации осуществляется принудительным движением электролита, осуществляемого электромотором, питаемым самой батареей. Процесс длительного хранения батареи в рабочем состоянии осуществляется введением в корпус батареи некоторого объема несмешивающейся с электролитом и отличающейся от него по плотности диэлектрической жидкости, которая во время хранения заменяет собой электролит при определенном пространственном положении корпуса батареи. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике, к химическим источникам тока (ХИТ), подвергаемым длительному (с неопределенным сроком) хранению перед вводом их в эксплуатацию.

Известен гальванический элемент Лекланше, который состоит из цинкового и угольного электродов, между которыми находится деполяризатор пиролюзит, электролитом служит хлорид аммония.

Недостатком этого элемента является то, что в межэлектродное пространство необходимо помещать деполяризатор, что не дает возможности сблизить электроды на желаемое расстояние.

Кроме того, этому элементу свойственно явление саморазряда, что приводит в негодность элемент за достаточно короткий срок.

Известен гальванический элемент Гренэ, в котором проблема саморазряда решена тем, что расходуемая часть (цинковая пластина) на период бездействия механически удаляется из электролита.

Недостатком этой конструкции является то, что даже выведенный механически из зоны контакта с электролитом цинк будет разрушаться под действием атмосферы и остатков электролита.

Кроме того, такая конструкция тоже не даст минимизировать межэлектродное расстояние из-за опасности коробления цинковых пластин и, как следствие, короткого замыкания батареи.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является минимизация межэлектродного пространства гальванической батареи при длительном (с неопределенным сроком) хранении ее в рабочем состоянии.

Сущность технического решения заключается в том, что емкость, содержащая электроды, электролит, деполяризатор, содержит также и пространство для диэлектрической жидкости, например, бензол, что дает возможность менять среду, окружающую электроды, с реакционной на пассивную, а также в том, что в батарее применен принцип принудительного передвижения электролита, осуществляемого электромотором постоянного тока, питаемого от этой гальванической батареи.

Предлагаемое изобретение показано на фиг.1 (фронтальная проекция батареи в разрезе) и на фиг.2 – вид батареи сверху.

Гальваническая батарея содержит корпус 1, крышку 2, закрепляемую гайками 3, на которой находится колпак электромотора 4, прикрепляемый винтами 5 и содержащий в верхней части отверстие для заливки диэлектрической жидкости, закрываемое винтом 6. Кроме того, на крышке 2 имеются резьбовые контакты полюсов батареи: минусовой 7 и плюсовые 8, а также опоры 9.

Во фронтальной проекции (фиг.1) изображено: блок гальванических элементов батареи, состоящий из двух формообразующих пластин: медной 10 и пластмассовой 11, между которыми расположены пластины 12 из алюминиевых колец, покрытых с одной стороны гальванически медью 21. Между рабочими пластинами 12-21 расположены разделительные элементы 13, выполненные из нетокопроводного кислотостойкого материала. Весь пакет скрепляется кислотостойкими эластичными жгутами 14 и крепится к крышке 2 с помощью плюсовых резьбовых контактов 8.

Другим содержимым корпуса 1 являются: деполяризующая шайба 15, буферный поплавок 16, электролит 17, диэлектрическая жидкость 18, водяной винт 19, сальник вала 20 электродвигателя.

Батарея работает следующим образом. В показанном на фиг.1-2 положении она находится в складском, то есть нерабочем состоянии. Она не дает ток, ее действующие компоненты не реагируют друг с другом.

Для того чтобы батарея стала давать ток, ее надо перевернуть вокруг горизонтальной оси так, чтобы электродная часть оказалась внизу, куда вскоре перетечет и электролит 17, который в результате переворота оказался вверху. Диэлектрическая жидкость 18 как более легкая снова займет верхнее положение.

Как только электролит 17 вступит в контакт с электродами, начнется химическая реакция, в результате которой появится электрический ток, хотя бы в обмотке электродвигателя, которая соединена на постоянно с электродами батареи. Водяной винт 19 начнет вращаться и поднимать электролит 18 по каналу, образованному отверстиями электродов 12 и 21, а также отверстием деполяризующей шайбы 15 до столкновения с буферным поплавком 16. Там в зоне 22 поток электролита, изменив свое направление и скорость, медленно направится к стенке корпуса 1, по пути проникая в канальца, образованные частицами деполяризующей шайбы 15, оставляя на них (частицах) несомый им водород.

Освободившись от водорода, электролит по стенке опустится вниз, где вновь вступит во взаимодействие с электродами, и процесс примет циклический характер.

Чтобы остановить процесс, достаточно снова повернуть батарею вокруг горизонтальной оси, придав ей складское положение. Такую операцию можно повторять многократно с любыми временными интервалами до полного израсходования какого-либо из реагентов.

Применение изобретения позволит обеспечить потребителя надежным, мощным и легким источником резервного электропитания.

Формула изобретения

1. Гальваническая батарея, состоящая из корпуса, электродов, электролита, деполяризатора, отличающаяся тем, что деполяризатор вынесен из межэлектродного пространства, а электролиту придается принудительное движение через слой деполяризатора с помощью электромотора, питаемого самой батареей.

2. Гальваническая батарея по п.1, отличающаяся тем, что содержит в своем корпусе некоторый объем не смешивающейся с электролитом и отличающейся по плотности диэлектрической жидкости.

3. Гальваническая батарея по п.2, отличающаяся тем, что имеет два состояния: складское и рабочее, которые отличаются положением крышки относительно вертикали – внизу или вверху.

РИСУНКИ