ВОДОАКТИВИРУЕМАЯ БАТАРЕЯ

Полезная модель относится к электротехнике, в частности водоактивируемым батареям, предназначенным для электропитания осветительных устройств индикации местонахождения, которыми снабжаются спасательные жилеты, гидротермокостюмы, спасательные плоты, шлюпки и другие средства спасения людей, потерпевших аварию в море, а также светосигнальные буи и аварийные радиомаяки.
Известна водоактивируемая батарея, содержащая корпус, в котором размещены последовательно соединенные секции, размещенные на одной плоскости. Секция состоит из гальванических элементов, включающих составной катод, а анод, выполненный из магниевого сплава, сепаратор-электролитоноситель и электролитонепроницаемый электропроводный разделитель. Смежные секции соединены между собой при помощи концевых общих электродов, выполненных с прорезями, совпадающими с зазорами между секциями, при этом ширину прорези предпочтительно выбирать равной 1-4 мм, а длина прорези должна составлять 80-90% от ширины общего концевого электрода. В одной из стенок корпуса выполнены сквозные пазы, расположенные над прорезями и имеющие идентичную геометрию с ними, при этом площадь сквозного паза не превышает площади прорези в общем концевом электроде, RU 2092935 С1, опубл. 10.10.1997.
Недостатком данной батареи является невысокая сохраняемость батареи, т.е. срок ее хранения, в течение которого характеристики остаются в заданных пределах, вследствие выполнения в одной из стенок корпуса сквозных пазов, расположенными над прорезями, совпадающими с зазорами между секциями, допускающими доступ воды при воздействии наружной среды, вследствие чего может происходить ложная активация и частичное расходование химических реагентов, в результате характеристики батареи ухудшаются. Кроме того, батарея имеет невысокую надежность в связи с возможностью ложной активации.
Известна водоактивируемая батарея, содержащая герметичный корпус, в котором размещены гальванические литиевые элементы; корпус выполнен с отверстиями, герметично закрытыми барьерными элементами; гальванические литиевые элементы выполнены с открытой катодной структурой, открытой для приема жидкости, служащей в качестве электролитической среды между катодом и литиевым анодом; батарея содержит также термический агент, расположенный в герметичном корпусе для разогрева гальванических элементов при его взаимодействии с водой, US 2015004457 А1, опубл. 01.01.2015.
Данное техническое решение принято в качестве прототипа настоящей полезной модели.
Недостатком прототипа является невысокая сохраняемость батареи, т.е. срок ее хранения, в течение которого характеристики остаются в заданных пределах, вследствие выполнения гальванических элементы с открытой катодной структурой, открытой для приема жидкости, служащей в качестве электролитической среды между катодом и литиевым анодом. Ввиду воздействия наружной среды, в частности, попадания воды или влажного воздуха, может происходить ложная активация и частичное расходование химических реагентов, в результате характеристики батареи ухудшаются. Кроме того, батарея имеет невысокую надежность в связи с возможностью ложной активации.
Задачей настоящей полезной модели является создание надежной водоактивируемой батареи с большим сроком ее хранения, в течение которого характеристики остаются в заданных пределах, за счет исключения возможности ее активации от воздействия внешних условий и исключения возможности ложной активации.
Поставленная задача решается за счет того, что в водоактивируемой батарее, содержащей герметичный корпус, в котором размещен гальванический элемент, причем корпус выполнен с отверстиями, герметично закрытыми барьерными элементами, согласно полезной модели, корпус разделен водонепроницаемой перегородкой на два отсека, первый из которых расположен со стороны отверстий в корпусе, причем батарея снабжена устройством коммутации, входы которого соединены с электродами гальванического элемента, а выходы - с выходным разъемом батареи, при этом устройство коммутации снабжено разнополярными электродами, выведенными в первый отсек, а гальванический элемент и устройство коммутации размещены во втором герметичном отсеке. Барьерный элемент может быть выполнен в виде пробки, а гальванический элемент может быть выполнен в виде алкалиновой или литий-ионной батареи.
Реализация признаков полезной модели обеспечивает технический результат, состоящий в обеспечении сохраняемости батареей характеристик в заданных пределах в течение длительного срока хранения за счет исключения возможности ее активации от воздействия внешних условий и исключения возможности ложной активации.
Выполнение перегородки, разделяющей герметичный корпус на два отсека водонепроницаемой, а также размещение гальванического элемента, устройства коммутации и выходного разъема батареи во втором герметичном отсеке исключают случайное попадание воды на электроды гальванического элемента и его ложную активацию.
Выведение разнополярных электродов устройства коммутации в первый отсек, расположенный со стороны отверстий в корпусе, позволяет осуществить замыкание разнополярных электродов при воздействии на них водой после удаления барьерных элементов. При этом происходит замыкание цепи гальванического элемента и передача потенциала с него на выходной разъем водоактивируемой батареи без контакта гальванического элемента с водой, ложная активация исключена.
Выполнение барьерного элемента в виде пробки позволяет легко принудительно осуществить доступ воды к батарее и исключить ее ложную активацию.
Использование в качестве гальванического элемента алкалиновой или литий-ионной батареи позволяет обеспечить стабильное рабочее напряжение и длительный срок службы водоактивируемой батареи.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых изображено:
на Фиг. 1 - конструкция водоактивируемой батареи;
на Фиг. 2 - блок-схема водоактивируемой батареи.
Водоактивируемая батарея содержит герметичный корпус 1, разделенный водонепроницаемой перегородкой 2 на два отсека 3 и 4. В первом отсеке 3 в корпусе 1 выполнены отверстия 5, герметично закрытые барьерными элементами, в частности, выполненными в виде пробок 6. Во втором герметичной отсеке 4 размещен гальванический элемент 7, устройство 8 коммутации и выходной разъем 9 батареи. Входы устройства 8 коммутации соединены с электродами 10, 11 гальванического элемента 7, а выходы - с выходным разъемом 9 батареи. Устройство 8 коммутации снабжено разнополярными электродами 12, 13, выведенными в первый отсек 3. Выводы выходного разъема 9 являются выходными электродами 14, 15 батареи.
В качестве устройства коммутации 8 может быть использовано коммутирующее устройство любого вида, имеющее в нерабочем состоянии гальваническую развязку с гальваническим элементом, осуществляющее при замыкании разнополярных электродов 12 и 13 водой, выполняющей в данном случае роль электролита, замыкание цепи гальванического элемента 7 и передачу потенциала с него на выходной разъем 9 водоактивируемой батареи. Это может быть управляемый электронный ключ, триггер, электронный ключ, выполненный на микросхеме или, как показано на фиг. 2, контактное соединение электродов 12, 13 с однополярными электродами 10, 11 гальванического элемента 7.
В качестве гальванического элемента 7 может быть использован гальванический элемент любого вида: солевой, щелочной, литиевый и другие источники питания.
Заявленная водоактивируемая батарея работает следующим образом.
Перед началом использования отверстия 5 в корпусе 1 герметично закрыты пробками 6. Вода в отсек 3 не попадает, разнополярные электроды 12, 13 устройства 8 коммутации разомкнуты, электроды 10, 11 гальванического элемента 7 также разомкнуты, гальванический элемент 7 находится в неактивном состоянии, на клеммах выходного разъема 9 напряжение отсутствует.
После вынимания из отверстий 5 в корпусе 1 пробок 6 в первый отсек 3 проникает вода, которая служит электролитом и замыкает цепь разнополярных электродов 12, 13 устройства 8 коммутации. При замыкании разнополярных электродов 12 и 13 замыкается цепь гальванического элемента 7, по ней идет ток, и осуществляется передача потенциала с гальванического элемента 7 на выходной разъем 9 водоактивируемой батареи, ток поступает в полезную нагрузку. В гальваническом элементе осуществляется прямое преобразование химической энергии окислителя и восстановителя в электрическую. Химические реагенты постепенно расходуются, а электрический ток уменьшается. После выработки своего ресурса водоактивируемая батарея восстановлению не подлежит.
Данное устройство обеспечивает технический результат, состоящий в обеспечении сохраняемости батареей характеристик в заданных пределах в течение длительного срока хранения за счет исключения возможности ее активации от воздействия внешних условий и исключения возможности ложной активации.