УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЫСТРОЙ УСТАНОВКИ МЕТАЛЛОВОЗДУШНЫХ ИСТОЧНИКОВ ТОКА

Полезная модель относится к электрохимическим источникам энергии.
Известна конструкция безопасной батарейной сборки, которая содержит ряд вторичных батарейных элементов, установленных на одной стороне стойки, а также положительную направляющую рейку, отрицательную направляющую рейку и ряд плавких предохранителей, установленных на другой стороне стойки таким образом, что вторичные батарейные элементы электрически соединены с положительными и отрицательными направляющими рейками через плавкие предохранители и соединительные элементы. Устройство облегчает визуальный контроль, установку, замену и техническое обслуживание компонентов батарейной сборки (RU 2461917 [1]). Однако известное устройство позволяет обеспечивать установку, замену и техническое обслуживание компонентов только вторичных батарейных элементов и не пригодно при использовании металле - воздушных источников тока в качестве электрохимических источников энергии.
Известно устройство, которое обеспечивает автоматическую замену электрохимических источников энергии в потребителях, в частности в приборах мобильной связи (RU 113789 U1 [2]). Устройство содержит генераторный блок, зарядно-преобразовательный блок и блок автоматической замены аккумуляторных батарей. Зарядно-преобразовательный блок интегрирован в блок автоматической замены аккумуляторных батарей, который снабжен элементами крепления для размещения приемного (носителей аккумуляторных батарей), экстрактного и лентопротяжного механизмов, а также двигателя постоянного тока. Лента крепления аккумуляторных батарей оборудована токопроводами для их заряда. Крепление аккумуляторных батарей к ленте и подключение к сети заряда происходит одновременно. Токопроводы подключены к зарядно-преобразовательному блоку. Механизм привода ленты обеспечивает ее движение. Механизм приема обеспечивает замену разряженной аккумуляторной батареи на заряженную. Лента с аккумуляторными батареями размещена в специальном корпусе. Однако известное устройство позволяет обеспечивать установку, замену и техническое обслуживание компонентов только вторичных батарейных элементов и не пригодно при использовании метало-воздушных источников тока в качестве электрохимических источников энергии.
Наиболее близким к заявляемому по своей технической сущности является описанная в RU 2461917 [3] установка для повторной заправки металло-воздушных батарей. Установка содержит передвижной контейнер, который включает множество входных отверстий, расположенных на соединительной поверхности передвижного контейнера, которые проходят через корпус и соединены с топливными отделениями. Отверстия соответствуют по расположению отверстиям повторно заправляемой батареи, которые соединяются с верхними частями элементов батареи. Передвижной контейнер также имеет отверстие, расположенное на соединительной поверхности, которое также проходит через корпус и соединяется с резервуаром для электролита через трубу. Повторно заправляемая батарея имеет несколько отверстий, которые имеют форму, соответствующую концевой части для формирования уплотнительного соединения между передвижным контейнером и повторно заправляемой батареей.
Способ работы установки содержит следующие этапы: (а) присоединение передвижного контейнера, содержащего топливные частицы и раствор электролита, к повторно заправляемой батарее, и обеспечение подачи топливных частиц и электролита в повторно заправляемую батарею; (b) обеспечение циркуляции раствора электролита через повторно заправляемую батарею и присоединенный передвижной контейнер за период времени, обеспечивающий разрядку повторно заправляемой батареи и растворение некоторого количества частиц топлива в продукты реакции в использованном электролите; (с) отделение передвижного контейнера, содержащего продукты реакции и использованный электролит, от повторно заправляемой батареи; и (d) присоединение передвижного контейнера, содержащего свежие частицы топлива и электролита, к повторно заправляемой батарее.
Недостатком известной установки является то, что она пригодна только для перезарядки метало-воздушных батарей и не приспособлена для быстрого соединения заряженной батареи с системой циркуляции электролита, дренажа и токовыводов батареи топливных элементов с внешними цепями обеспечения и потребления.
Заявляемое устройство для быстрой установки метало-воздушных источников тока направлено на ускорение процесса установки батарей на потребителе с подключением ее к системе циркуляции электролита, дренажа и токовыводов батареи топливных элементов с внешними цепями обеспечения и потребления.
Указанный результат достигается тем, что устройство для быстрой установки металло-воздушных источников тока, содержит устанавливаемый на потребителе полый П-образный корпус в дне которого установлены соединительные элементы соединенные с внешней системой обеспечения циркуляции электролита и дренажа, а также электроконтакты, а батарея топливных элементов снабжена штуцерами для соединения с упомянутыми соединительными элементами и электроконтактами, при этом устройство снабжено средством перемещения батареи внутри полого корпуса для стыковки и расстыковки, выполненным в виде системы рычагов, закрепленных на боковых стенках полого корпуса.
Указанный результат достигается так же тем, что устройство снабжено средством для позиционирования батареи в заданном положении, выполненным в виде пазов в стенках полого корпуса и перемещающихся в них роликов или выступов, закрепленных на корпусе батареи.
Указанный результат достигается так же тем, что соединительные элементы соединенные с внешней системой обеспечения циркуляции электролита и соединительные элементы дренажа снабжены радиальными уплотнителями со штуцерами батареи.
В результате использования предлагаемого устройства, охарактеризованного приведенной выше совокупностью признаков обеспечивается упрощение процесса установки батарей и сокращение времени на ее осуществление.
Сущность заявляемого устройства для быстрой установки метало-воздушных источников тока поясняется графическими материалами и примером реализации. На Фиг.1 показано устройство стыковки батареи топливных элементов с системами обеспечения в рабочем состоянии.
На Фиг.2 показано устройство стыковки батареи топливных элементов с системами обеспечения при расстыковке систем и извлечении батареи топливных элементов из устройства стыковки.
На Фиг.3 показано сечение устройства стыковки батареи топливных элементов с системами обеспечения в рабочем состоянии
На Фиг.4 показано сечение устройства стыковки батареи топливных элементов с системами обеспечения при расстыковке систем и извлечении батареи топливных элементов из устройства стыковки.
Устройство стыковки 1 съемной (периодически заменяемой) батареи топливных элементов 2 предназначено для автоматического соединения системы циркуляции электролита и токовыводов батареи топливных элементов с внешними цепями обеспечения и потребления.
Содержит полый П-образный корпус 3 с опорными боковыми стенками (ложементами) 4 с пазами 5 и дном 6. В установленных в дне электроизоляционных вставках 7 закреплены штуцеры 8 для соединения с внешней системой обеспечения циркуляции электролита, штуцер 9 дренажа и электроконтакты 10, стыкуемые с топливным элементом или батареей топливных элементов имеющими соответствующие соединительные элементы 11 для соединения со штуцерами 8 внешней системы обеспечения циркуляции электролита, соединительный элемент 12 со штуцером 9 дренажа и электроконтакты 13.
На опорных ложементах 4 с помощью закрепленных на них осях 14 установлен рычажный механизм 15, содержащий приводную рукоять 16 и дополнительные рычаги 17 соединенные посредством серег 18 и осей 19 с приводной рукоятью 16, причем приводная рукоять и ложементы имеют соосно выполненные отверстия 20 для взаимной фиксации штифтами 21 при извлечении топливного элемента или батареи топливных элементов.
Батарея топливных элементов снабжена роликами или выступами 22, обеспечивающими размещение батареи на ложементах, причем пазы 5 обеспечивают при перемещении в них роликов или выступов 22 необходимое позиционирование и стыковку соответствующих штуцеров и электроконтактов батареи топливных элементов и устройства стыковки.
Для обеспечения герметичности при стыковке штуцеры 8 для соединения с внешней системой обеспечения циркуляции электролита и штуцер 9 дренажа снабжены радиальными уплотнителями 23, размещаемыми между штуцерами и соединительными элементами 11 и 12.
При соединении системы циркуляции электролита и токовыводов съемной (периодически заменяемой) батареи топливных элементов 2 с внешними цепями обеспечения и потребления она устанавливается роликами или выступами 22 на опорные ложементы 4, после чего батарея перемещается по опорным ложементам до совмещения роликов или выступов 22 с пазами 5 ложементов 4, что вызывает в дальнейшем перемещение батареи вниз под действием собственного веса вдоль пазов 5 на всю или частичную их глубину, при этом расположение роликов или выступов 22 в пазах 5 обеспечивает соосность соответствующих стыкуемых штуцеров и контактов. В процессе перемещения происходит стыковка соединительных элементов и контактов батареи и устройства для быстрой установки метало-воздушных источников тока. Рычаги 17 рычажного механизма 15 по воздействием усилия, передаваемого на них роликами или выступами 22 переводятся в нижнее положение, а рукояти 16 перемещаются вверх.
При разъединении системы циркуляции электролита и токовыводов съемной (периодически заменяемой) батареи топливных элементов 2 с внешними цепями обеспечения и потребления батарея перемещается вверх вдоль пазов 5 посредством рычагов 17 рычажного механизма 15 путем воздействия на приводную рукоять 16 (она смещается вниз), при этом ролики или выступы 22 поднимаются на уровень ложементов 4 и происходит расстыковка штуцеров и контактов батареи и устройства для быстрой установки метало-воздушных источников тока. Соосно выполненные отверстия 20 для взаимной фиксации совпадают своими осями и в них вводятся штифты 21 для фиксации батареи относительно ложементов и предотвращения ее смещения вниз под действием собственного веса. После чего батарея перемещается по ложементам, опираясь в местах рядом с расположением пазов 5 роликами или выступами 22 на рычаги 17. После этого батарея снимается с ложементов и на ее место устанавливается замещающая.