ПЕРВИЧНЫЙ ГАЛЬВАНИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к области электротехники, в частности к первичным гальваническим элементам, и может быть использовано в первичных гальванических батареях, активируемых водой.
Уровень техники
Резервная первичная батарея, активируемая водой, содержащая корпус, в котором размещены последовательно соединенные гальванические элементы, состоящие из биполярных электродов, разделенных сепараторами-электролитоносителями, при этом батарея выполнена из секций, размещенных на одной плоскости с зазорами и электрически соединенных между собой посредством общих концевых электродов, выполненных с прорезями, совпадающими с зазорами между секциями, при этом стенка корпуса выполнена со сквозными пазами, расположенными над указанными прорезями и имеющими идентичную геометрию с ними.
В. батарее общий концевой электрод выполнен в виде пластины из анодного материала и имеет площадь контактных поверхностей, превышающую удвоенную площадь контактной поверхности электрода.
В батарее ширина прорези в общем концевом электроде соответствует зазору между смежными секциями, а длина прорези составляет 80 90% ширины общего концевого электрода.
В батарее ширина прорези в общем концевом электроде составляет 1 4 мм.
В батарее кромка прорези в общем концевом электроде совмещена с одной из сторон электрода.
В батарее все прорези общих концевых электродов сообщаются с одной из боковых поверхностей батареи.
В батарее площадь сквозного паза в корпусе не превышает площади соответствующей прорези в общем концевом электроде (см. патент RU 2092935, кл.. Н01М 6/32, Н01М 6/34).
К неудобствам по работе с данной резервной первичной батареей, активируемой водой, относятся ее низкий срок службы, конструктивная сложность, неудобство эксплуатации и невозможность осуществления контроля за уровнем воды в активационных камерах.
Известен химический источник тока резервного типа, который содержит корпус и расположенные в нем анод, катод, отсек с электролитом. Анод выполнен из электрохимического активного материала, выбранного из группы, содержащей алюминий, магний, цинк или их сплавы, катод представляет собой газодиффузный воздушный электрод, отсек для электролита расположен между тыльной стороной анода и стенкой корпуса. Держатель анода на поверхности, примыкающей к боковым стенкам корпуса, снабжен узлом герметизации, выполненным в виде клеевого слоя или герметизирующей прокладки. Воздушный электрод закрыт защитной решеткой, выполняющей одновременно роль токовывода. (см. патент RU 2168246, кл. Н01М 6/32, Н01М 12/04).
К недостаткам указанного гальванического элемента, относятся его конструктивная и эксплуатационная сложность, а также невозможность контроля за уровнем активированной воды в камере активации.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту принятый авторами за прототип является медно-магниевая батарея «Маячок», которая содержит диэлектрический корпус и расположенные в нем анод и катод. В качестве анода используются магниевые сплавы, катодным материалом служит хлорид меди. Сепараторы выполняют функцию фиксатора межэлектродного расстояния. Ими могут быть, запрессованные в активный материал, стеклянные или пластмассовые шарики,
либо волокна из синтетических материалов, расположенные по направлению потока электролита. Выводы электродов осуществляется проволочными электродами из смеси графита и бутилкаучука, нанесенного прокаткой на магний или сшивку из медной проволоки (Химические источники тока / В.Н.Варыпаев, М.А.Дасоян, В.А.Никольский; Под. ред. В.Н.Варыпаева: Учеб. пособие для студ. вузов по спец. «Технология электрохимических производств» - М.: Высшая школа, 1990. - 240 с., ил., с.142-145).
К недостаткам указанного гальванического элемента относятся его конструктивная и эксплуатационная сложность, а также, гальванический элемент не позволяет производить контроль за уровнем воды в активационной камере.
Раскрытие полезной модели
Технический результат, который может быть получен с помощью предлагаемого изобретения, сводится к повышению удельной энергоемкости и надежности при эксплуатации гальванического элемента, обладающего минимальными габаритами и массой.
Технический результат достигается с помощью первичного гальванического элемента, содержащего цилиндрический корпус с электролитом, анод и катод, на дне анода установлена диэлектрическая прокладка для изоляции электродов друг от друга, выводные клеммы положительных и отрицательных электродов, при этом он дополнительно снабжен патрубками с кранами и пьезометром обеспечивающие возможность регулирования уровня электролита, а в качестве электролита используется электроактивированная вода, при этом корпус и дополнительный электрод, расположенный внутри корпуса, выполнены в виде цилиндров с полыми стенками, внутрь которых помещен магнит, позволяющий удерживать на их поверхности пористо-рыхлый слой из железосодержащей стружки, катод состоит из двух
медно-проволочных электродов различного диаметра намотки и установлен с внутренней и внешней стороны дополнительного электрода.
Краткое описание чертежей
На фиг. изображен первичный гальванический элемент.
Осуществление полезной модели
Заявляемый гальванический элемент (фиг.) содержит цилиндрический корпус выполняющий роль анода 1, внутри которого соосно установлен дополнительный электрод 2, меньшего диаметра, Корпус 1 и дополнительный электрод 2 выполнены с полыми стенками, представляют собой единую конструкцию. В полые стенки анода 1 помещен порошковый (жидкий или постоянный) магнит 3, позволяющий удерживать на аноде активный пористо-рыхлый слой 4 из железосодержащей стружки. Катод 5, представляет собой два медно-проволочных электрода, намотанных на перфорированные диэлектрические цилиндры 6 и 7. Перфорированный пластмассовый цилиндр 7 служит для крепления медного проволочного катода 5 во внутренней полости анода 1. Для регулирования уровня электролита, в качестве электролита используется электроактивированная вода, по показаниям пьезометра 8 в гальваническом элементе имеются патрубки 9 и 10 оборудованные кранами. Для снятия тока с катода 5 положительная клемма. 11 установлена на крышке 12, отрицательная клемма 13 в верхней части анода 1. На дне анода 1 установлена диэлектрическая прокладка 14, предназначенная для изоляции электродов. Катод 5, представляющий собой два медно-проволочных электрода, соединен между собой перемычкой 15.
Первичный гальванический элемент работает следующим образом.
Через патрубок 9 в гальванический элемент заливается электроактивированная вода, которая заполняет межэлектродное пространство до определенного уровня, поднятие которого контролируется пьезометром 8.
Взаимодействие активированной воды с пористо-рыхлым активным слоем 4, расположенным на стенках анода 1 и дополнительного электрода 2, и ребристой поверхностью медного проволочного электрода 5, обеспечивает начало электрохимической реакции и создание разности потенциалов на клеммах 11 и 13 гальванического элемента. Перфорированные диэлектрические цилиндры 6 и 7 служат для крепления медного проволочного катода 5 во внутренней полости анода 1. Сброс электролита осуществляется с помощью патрубка 10 с краном.
Предлагаемая полезная модель по сравнению с прототипом и другими техническими решениями имеет следующие преимущества:
1. Использование в качестве электролита активированной воды позволяет повысить мощность гальванического элемента;
2. Применение активного пористо-рыхлого слоя, с использованием железосодержащей стружки позволяет значительно увеличить площадь отрицательного электрода, и, следовательно, существенно снизить габариты, массу гальванического элемента, а также повысить его удельную энергоемкость и обеспечить периодическую смену активного слоя.
3. Медно-проволочный катод имеет ребристую поверхность, что значительно увеличивает рабочую площадь электрода и позволяет производить его замену с наименьшими трудозатратами.
4. Возможность изменения уровня электролита по показаниям пьезометра позволяет регулировать технологический процесс и выходную мощность гальванического элемента в зависимости от нужд потребителя.
Таким образом, видно, что приведенные выше сведения подтверждают возможность осуществления заявляемого изобретения, достижения указанного технического результата и решения поставленной задачи.