УЛУЧШЕННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ГАЗОВ, ОБРАЗУЮЩИХСЯ В АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЯХ Российский патент 1998 года по МПК H01M2/12 H01M10/52 

Настоящее изобретение относится к улучшенному устройству для удаления газов, образующихся внутри аккумуляторных батарей.

Известно, что в аккумуляторных батареях и, в частности, в кислотных свинцовых аккумуляторных батареях образуются газы во время их работы и/или перезарядки. Эти газы необходимо удалять наружу, иначе они могут вызвать расширение и, возможно, повреждение аккумуляторной батареи.

Для этой цели в крышке аккумуляторной батареи образуют выпускные каналы, которыми соединяют вместе выпускные отверстия, просверленные в крышке, и обеспечивают сообщение их с внешней окружающей средой через выпускные отверстия.

К одному или более выпускным отверстиям подсоединяется устройство, оканчивающееся гибкой трубкой, для удаления газов наружу.

Поскольку газы, образующиеся внутри аккумуляторной батареи, содержат также водород, который является очень взрывоопасным, то в некоторых случаях необходимо применять взрывобезопасное устройство, препятствующее проникновению любого пламени или искр, возможно присутствующих в окружающей среде, в аккумуляторную батарею через каналы для выпуска газов для исключения возможности взрыва.

Такое взрывобезопасное устройство состоит из диска известного типа, который позволяет газам, образующимся в аккумуляторной батарее, выходить и препятствует проникновению в выпускные каналы пламени или искр, возможно присутствующих во внешней окружающей среде.

В некоторых исполнениях такой взрывобезопасный диск расположен в объеме, являющемся частью устройства, подсоединенного к отверстию выпускного канала для газов. В частности, такой диск размещают между соединительным элементом, соединяющим устройство с выпускным отверстием канала для выпуска газов, и гибкой трубкой, через которую газы удалятся из аккумуляторной батареи.

В других вариантах исполнения, согласно известным техническим решениям, взрывобезопасный диск встроен в крышку аккумуляторной батареи и он расположен внутри камеры, образованной в соответствующем выпускном отверстии системы каналов для выпуска газов (EP N O514918, кл. H 01 M 2/12, 1992).

Все упомянутые технические решения имеют недостаток в том, что взрывобезопасный диск является проницаемым для газов, но не для жидкостей, при этом он забивается, когда на его поверхность осаждается конденсат электролитной жидкости, увлекаемый по существу в виде пара выходящими газами в выпускных каналах.

Понятно, что такая возможность может создать большие трудности и также опасность того, что газы, которые больше не удаляются, будут накапливаться в аккумуляторной батарее и могут вызвать ее разбухание.

Для устранения этих недостатков предложено устройство для удаления газов из аккумуляторных батарей, которое раскрыто в патенте N V1 91A-000087, выданном настоящему заявителю, причем устройство содержит камеру, образованную в крышке аккумуляторной батареи и сообщающуюся с выпускными каналами на одной стороне и с внешней окружающей средой на другой стороне, внутри камеры установлен диск из взрывобезопасного материала, удерживаемый в устойчивом положении за счет давления, создаваемого съемным колпачком, снабженным отверстием, сообщенным с внешней окружающей средой. Между диском и днищем камеры образована предварительная камера для сбора конденсата пара из электролита, которая сообщается с расположенными снизу элементами аккумуляторной батареи через одно или более сквозных отверстий, позволяющих конденсированному электролиту возвращаться затем в аккумуляторную батарею.

Однако даже такое техническое решение не решает полностью проблему исключения забивания диска, которое может иметь место в любом случае во время работы, главным образом когда образуется пар в аккумуляторной батарее. В этом случае действительно будет улавливаться большое количество жидкости и есть вероятность того, что диск будет забиваться.

Настоящее изобретение позволяет устранить недостатки описанных систем для удаления газов, относящихся к известным техническим решениям, и ставит своей целью создать улучшенное устройство для удаления газов, образующихся в аккумуляторных батареях, которое имеет более высокую надежность в работе в сравнении с известными устройствами.

Другой целью изобретения является создание устройства, которое может исключить забивание диска для удаления газов по существу полностью.

Описанные цели достигаются в улучшенном устройстве для удаления газов наружу, которые образуются в аккумуляторных батареях, причем устройство содержит согласно главному пункту формулы изобретения
по крайней мере одну камеру, образованную в крышке аккумуляторной батареи и сообщающуюся на одной стороне с каналами для выпуска газов, которые соединяют вместе выпускные отверстия, просверленные в крышке, и сообщающуюся на противоположной стороне с внешней окружающей средой, причем камера снабжена одним или более сквозными отверстиями, сообщающимися с расположенными внизу элементами аккумуляторной батареи;
съемный колпачок, снабженный отверстием в центре, проходящим сквозь и вставляемый в камеру;
диск, изготовленный из взрывобезопасного материала, установленный внутри камеры между днищем самой камеры и съемным колпачком;
и отличается тем, что внутри камеры расположен конденсирующий диск из непроницаемого материала, установленный между диском из взрывобезопасного материала и днищем самой камеры на расстоянии от обоих, причем конденсирующий диск имеет наружный периметр, который меньше, чем внутренний периметр камеры, внутри которой он расположен, для образования относительно поверхности камеры по ее внутреннему периметру одного или более дугообразных зазоров для прохода газов.

Преимущество устройства для удаления газов в соответствии с изобретением состоит в том, что оно почти полностью исключает возможность забивания взрывобезопасного диска, тем самым обеспечивая эффективность системы удаления газов в течение значительного отрезка времени.

Кроме того, исключается просачивание наружу конденсированного электролита и, когда конденсация завершается, то он возвращается назад в аккумуляторную батарею.

Настоящее изобретение станет более понятным из последующего подробного описания. Однако следует иметь ввиду, что подробное описание и конкретный пример, хотя и раскрывают конкретное исполнение изобретения, однако они представлены только для его иллюстрации, поскольку в объеме изобретения возможны различные изменения и модификации, которые будут очевидными для специалиста в данной области техники из подробного описания и чертежей, на которых
фиг. 1 представляет вид в вертикальном разрезе в увеличенном масштабе крышки аккумуляторной батареи, которая изготовлена с выпускным каналом для газов в соответствии с изобретением;
фиг. 2 - улучшенное устройство для удаления газов в соответствии с изобретением в разнесенном виде;
фиг. 3 - вид спереди крышки устройства для удаления газов, показанного на фиг. 2.

Как можно увидеть на фиг. 1 и 2, улучшенное устройство 1 для удаления газов в соответствии с изобретением используют с крышкой для аккумуляторной батареи 2, которая содержит множество выпускных отверстий, соединенных вместе посредством множества каналов для выпуска газов, из которых на фиг. 1 показаны одно выпускное отверстие 3 и один выпускной канал 4.

Посредством боковой стенки 21 крышки 2 и зоны, в которой каналы 4 сообщаются с внешней окружающей средой, образована цилиндрическая камера 7, как можно увидеть, днище которой 8 сообщается с одним из каналов 4 для выпуска газов через отверстие 9. Внутри камеры 7 установлен посредством плотной посадки колпачок 12, который, как можно увидеть, в частности, на фиг. 2, имеет кольцеобразный корпус 14, приспособленный для удерживания диска 11, изготовленного из взрывобезопасного материала, имеющего круглую форму.

Также можно увидеть, что колпачок 12 снабжен выступающими элементами 13, между которыми расположен конденсирующий диск 15, изготовленный из непроницаемого материала.

Ясно, что в различных вариантах исполнения камера 7, взрывобезопасный диск 11 и конденсирующий диск 15 могут также иметь другие конфигурации, а не круглую форму.

Колпачок 12 в сборе со взрывобезопасным диском 11 конденсирующим диском 15 вставляется в камеру 7 до тех пор, пока выступ 10 не войдет в контакт с боковой стенкой 21 крышки 2.

Следует отметить, что боковая поверхность 24 колпачка 12 взаимодействует с боковой поверхностью камеры 7, в которую запрессовывают колпачок, таким образом обеспечивая плотную посадку между ними и цилиндрической камерой 7.

Такая посадка между колпачком 12 и цилиндрической камерой 7 удерживает взрывобезопасный диск 11 и конденсирующий диск 15 внутри самой цилиндрической камеры с усилием, обеспечивающим противодействие внутреннему давлению, создаваемому газами внутри аккумуляторной батареи.

Путем соответствующего регулирования величины посадки можно предварительно установить порог максимального давления, при превышении которого колпачок 12 выталкивается из камеры 7, то есть устройство в соответствии с изобретением также действует в качестве предохранительного клапана.

Когда колпачок 12 устанавливают внутри камеры 7, как можно увидеть на фиг. 1, конденсирующий диск 15 размещают на расстоянии относительно поверхности взрывобезопасного диска 11, при этом его наружный периметр меньше, чем периметр поперечного сечения камеры 7.

Кроме того, поскольку конденсирующий диск удерживается выступающими элементами 13 колпачка 12, к которым он прикреплен, то он располагается на расстоянии относительно внутренней боковой поверхности 27 камеры 7 и, следовательно, образует с ней один или более дугообразных по существу зазоров 72, показанных также на фиг. 3, через которые проходят газы, передаваемые по каналам 4.

Действительно, газы, образующиеся в элементах аккумуляторной батареи, передаются в направлении стрелки 18 в каналах 4 и затем, проходя через дугообразные зазоры 72, они поступают к взрывобезопасному диску 11, который пересекают до тех пор, пока не достигнут внешней окружающей среды через отверстие 19, просверленное в колпачке 12.

До контакта с взрывобезопасным диком 11 выпускаемые газы сталкиваются с конденсирующим диском 15, который благодаря его высокой плотности по отношению к газам является непроницаемым для последних и останавливает их, при этом на его поверхности происходит их частичная конденсация.

Жидкий конденсат собирается на дне камеры 7 и через одно или более отверстий 20, просверленных в крышке 2, стекает из нижней части камеры 7 назад в направлении стрелки 30 каплями внутрь элементов аккумуляторной батареи.

Часть газов, которые являются более летучими и не конденсируются, продолжают свой путь, следуя в направлении стрелки 17, и после прохождения через дугообразные зазоры 72 достигают взырвобезопасного диска 11, проходят через него и выходят наружу через отверстие 19.

Присутствие такого конденсирующего диска 15 очень важно, поскольку он препятствует осаждению возможного конденсата из удаляемых газов на взрывобезопасном диске 11.

Таким образом, он обеспечивает то, что взрывобезопасный диск 11 может поддерживать свою полную эффективность в течение продолжительного времени.

Кроме того, конденсированная жидкость с диска 15 падает снова внутрь элементов аккумуляторной батареи, тем самым исключая просачивание наружу.

Как было указано, в случае чрезмерного давления колпачок 12, который поддерживает взрывобезопасный диск 11 и конденсирующий диск 15, действует в качестве предохранительного клапана, который полностью открывает путь для потока газов из каналов 4 наружу через отверстие 19, когда внутреннее давление в аккумуляторной батарее превышает величину усилия натяга между боковой поверхностью 24 колпачка 12 и соответствующей внутренней боковой поверхностью 27 камеры 7.

Очевидно, что на крышке аккумуляторной батареи можно разметить одно или более описанных устройств, т.е. по одному из упомянутых устройств можно установить в каждом образованном в крышке канале для выпуска газов.

Кроме того, во время процесса изготовления устройство в соответствии с изобретением можно подвергнуть изменениям для улучшения его работы или упрощения способа его изготовления. Однако следует иметь ввиду, что все возможные изменения должны быть в объеме настоящего изобретения.

Изобретение относится к аккумуляторным батареям, в частности к улучшенному устройству для выпуска наружу газов, образующихся внутри аккумуляторной батареи. Оно содержит по меньшей мере одну камеру, образованную в крышке аккумуляторной батареи и сообщающуюся на одной стороне с каналами для выпуска газов, а на противоположной стороне с внешней окружающей средой, причем в крышке образовано одно или более сквозных отверстий, сообщающихся с расположенными внизу элементами аккумуляторной батареи. Съемный колпачок, вставляемый в камеру, поддерживает диск, изготовленный из взрывобезопасного материала, перед которым расположен конденсирующий диск, изготовленный из непроницаемого материала и образующий с внутренней поверхностью боковой стенки камеры один или более по существу дугообразный зазор для прохода газов, что обеспечивает более высокую надежность в работе аккумуляторных батарей и исключает забивание диска для удаления газов. 4 з.п.ф-лы, 3 ил. .

1. Устройство для выпуска наружу газов, образующихся внутри аккумуляторных батарей, содержащее по меньшей мере одну камеру, образованную в крышке аккумуляторной батареи и сообщающуюся на одной стороне с каналами выпуска газов, которые объединяют выпускные отверстия, просверленные в крышке, и на другой стороне - с внешней окружающей средой, причем камера снабжена по меньшей мере одним сквозным отверстием, сообщающим ее с расположенными внизу элементами аккумуляторной батареи, съемный колпачок, снабженный центральным сквозным отверстием, и установленный в камере между ее днищем и съемным колпачком взрывобезопасный диск, отличающееся тем, что камера образована в боковой стенке крышки и внутри камеры расположен конденсирующий диск из непроницаемого материала, установленный между взрывобезопасным диском и днищем камеры на расстоянии от обоих, причем периметр конденсирующего диска меньше внутреннего периметра камеры и между конденсирующим диском и внутренней стенкой камеры образован по меньшей мере один дугообразный зазор для прохода газов. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что колпачок имеет кольцеобразный корпус, приспособленный для приема взрывобезопасного диска. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что колпачок имеет выступающие аксиально элементы, приспособленные для приема конденсирующего диска. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что взрывобезопасный и конденсирующий диски расположены соосно друг с другом и с несущим их колпачком. 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что боковая поверхность колпачка имеет припуск на посадку с натягом относительно соответствующей боковой поверхности камеры.