УСТРОЙСТВО КОРПУСА ХИМИЧЕСКОГО ИСТОЧНИКА ТОКА С СИСТЕМОЙ АВАРИЙНОГО СБРОСА ДАВЛЕНИЯ

Полезная модель «Устройство корпуса химического источника тока с системой аварийного сброса давления» относится к электротехнической промышленности и может быть использована при производстве первичных литиевых источников тока.
Известен корпус для литиевых цилиндрических элементов [1], имеющий узел сброса давления литиевого элемента, в котором на внутренней поверхности дна металлического корпуса размещены два расположенных друг против друга дугообразных надреза, имеющих треугольное поперечное сечение и скругленные углы. Центр дна элемента выдавлен внутрь.
Известен корпус для литиевого цилиндрического элемента [2], снабженного системой аварийного сброса давления, для чего на дне внутреннего металлического корпуса выштампованы две дугообразные выемки. Между краями выемок расположены насечки, по которым при значительном повышении давления в элементе происходит разрушение корпуса.
Недостатками данных способов является то, что при разряде высокими плотностями тока в условиях повышенных температур происходит внутренний разогрев источника тока, сопровождающийся значительным увеличением давления в элементе и деформацией дна с последующим вскрытием клапанов системы аварийного сброса, что приводит к снижению надежности и взрывобезопасности элемента.
Известен корпус химического источника тока [3], имеющий в донной части две дугообразные выемки с насечкой по краям выемок и профильным диском внутри, повторяющий форму дна корпуса и жестко закрепленный контактной сваркой с центром дна корпуса. Отношение толщины диска к толщине донышка составляет (0,8…1,2):1, а отношение глубины выемки донышка к глубине выемки диска - (0,5…0,3):1.
Недостатком данного изобретения является то, что качество сварки либо не контролируется, либо контролируется дорогостоящими способами (например, рентгеновским), что влечет за собой увеличение себестоимости корпуса, а также при контактной сварке (из-за высокой температуры разогрева металла) происходит изменение структуры материала, что может привести к развитию межкристаллической коррозии и снижению срока службы изделия.
Технической задачей является создание корпуса химического источника тока с системой аварийного сброса давления, способной срабатывать при достижении предельного избыточного давления в источнике тока, но при этом, не изменяя геометрических размеров корпуса источника тока, и не снижая его срока службы.
Указанный технический результат достигается конструкцией корпуса химического источника тока, содержащей корпус цилиндрической формы с системой аварийного сброса давления в виде двух дугообразных выемок и насечек, расположенных по краям выемок на дне корпуса на одной оси, проходящей через геометрический центр дна и диска из металла расположенный на дне с внешней стороны корпуса. Отношение диаметра диска к внешнему дну составляет (0,75-0,95):1, а места сварки диска с дном расположены по краям диска в диаметрально противоположных зонах относительно оси, на которой расположены насечки системы аварийного сброса давления, причем соотношение длины проекции от крайних точек сварки на ось, на которой расположены насечки, к расстоянию между насечками составляет (0,55-0,85):1.
Сущность предлагаемой полезной модели заключается в следующем:
Предлагаемая полезная модель направлена на повышение надежности и взрывобезопасности литиевого химического источника тока за счет усиления дна корпуса диском из нагартованной стали.
На фиг.1 изображено устройство корпуса химического источника тока с системой аварийного сброса давления, общий вид;
На фиг.2 изображено устройство корпуса химического источника тока с системой аварийного сброса давления и диском из металла;
На фиг.3 - разрез А-А фиг.2.
Устройство работает следующим образом.
В качестве примера конкретного исполнения был изготовлен корпус для литий-тионилхлоридного химического источника тока типоразмера R20 с системой аварийного сброса давления и внешним диском из металла.
Корпус химического источника тока с системой аварийного сброса давления состоит из корпуса химического источника тока (1), диска из металла (2) и системы аварийного сброса давления в виде двух дугообразных выемок и насечек, расположенных по краям выемок на дне корпуса на одной оси (3).
Корпус представляет собой цельнотянутый стакан из нержавеющей стали марки 12Х18Н10Т диаметром 33,0 мм, толщиной 0,4 мм и высотой 55,5 мм. На дне корпуса выштампованы две дугообразные выемки глубиной 1,54 мм и насечки по краям выемок, выполняющие роль клапанов сброса давления. Снаружи корпуса к дну с помощью сварки прикреплен диск из металла марки М-НТ-НО-12Х18Н10Х-3, толщиной 0,3 мм. При этом отношение диаметра диска к внешнему дну составляет (0,75-0,95):1, а соотношение длины проекции от крайних точек сварки на ось, на которой расположены насечки, к расстоянию между насечками составляет (0,55-0,85):1.
Отношение диаметра диска к внешнему дну и соотношение длины проекции от крайних точек сварки на ось выбраны не случайно.
При отношении диаметра диска к внешнему дну менее 0,75 происходит неперекрывание системы аварийного сброса давления, что влечет за собой нестабильную работу системы аварийного сброса давления и в некоторых случаях порчу источника тока, а при отношении диаметра диска к внешнему дну более 0,95 происходит попадание крайних точек сварки на радиус дна корпуса, что влечет за собой невозможность проведения операции приварки.
При соотношении длины проекции от крайних точек сварки на ось менее 0,55 приводит к снижению номинального давления срабатывания системы аварийного сброса давления, что влечет за собой преждевременный выход из строя источника тока, а при соотношении длины проекции от крайних точек сварки на ось более 0,85 происходит увеличение номинального давления системы аварийного сброса давления, что приводит к несоответствию требованиям, предъявляемым к первичным литиевым источникам тока.
Прикрепление снаружи дна корпуса диска из металла исключает непрогнозируемое вскрытие клапанов при рабочем режиме работы химического источника тока и повышает его надежность. Положительный эффект достигается за счет усиления дна корпуса диском из нагартованной стали.
Вышеизложенные сведения свидетельствуют о том, что устройство корпуса химического источника тока с системой аварийного сброса давления, изготовленное по заявленной полезной модели, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата. Указанное устройство корпуса предназначено для использования в промышленности при производстве первичных литиевых источников тока.
ПУБЛИКАЦИИ, ПРИНЯТЫЕ ВО ВНИМАНИЕ ПРИ СОСТАВЛЕНИИ ЗАЯВКИ
1. Патент США №4722874 от 02.02.88 г.
2. Brookman M. The case for lithium battaries-Mach Des, 1984, 5b, 16, P.92-95.
3. Патент РФ №2143158 от 20.12.99 г.