СПОСОБ ГЕРМЕТИЗАЦИИ ТОКОВЫВОДА Российский патент 2010 года по МПК H01M2/06 

Предлагаемое изобретение относится к электротехнике, а именно к химическим источникам тока, и может быть применено при изготовлении аккумуляторов.

Известен способ герметизации токовывода (борна) аккумулятора, защищенный патентом РФ №855795 «Токоотвод для щелочного аккумулятора» (дата приоритета 29.10.1979 г.) (1).

В этом изобретении способ герметизации токовывода заключается в том, что металлическая крышка аккумулятора снабжена трубкой, в которой размещена изоляционная втулка из материала, не обладающего хладотекучестью, с установленным по оси токовыводом, имеющим накатку в месте контакта с изоляционной втулкой, и трубка обжимается в радиальном направлении до диаметра 0,6…0,85 наружного диаметра трубки на длине 0,5…2,0 наружного диаметра трубки и имеет по крайней мере один концентрирующий поясок шириной 0,2…1,0 и диаметром 0,7…0,9 наружного диаметра трубки.

К недостаткам этого способа следует отнести возможность уплотнения токовыводов только небольшого диаметра и использование указанного способа в аккумуляторах с металлическим корпусом.

Кроме этого, учитывая, что полимерные материалы, указанные в патенте, такие как фторопласт и винипласт, все-таки обладают хладотекучестью, их применение может привести к негерметичности, особенно в аккумуляторах, предназначенных для эксплуатации в широком диапазоне как положительных, так и отрицательных температур.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемым результатам является способ герметизации токовывода, защищенный патентом РФ №2079932 «Узел герметизации борна аккумулятора» (дата приоритета 05.03.1994 г.) (2), в котором клинообразная втулка, наружная поверхность которой выполнена цилиндрической, а внутренняя - конической, помещается с натягом в кольцевую канавку в крышке или корпусе аккумулятора из непроводящего материала и за счет поджатия втулкой крышки или корпуса к поверхности борна производится герметизация.

Одним из недостатков этого способа является отсутствие эластичного уплотнения, что в случае длительной эксплуатации, особенно при использовании щелочного электролита, может привести к негерметичности узла уплотнения.

Кроме этого, при таком способе герметизации борн закрепляется в крышке аккумулятора только за счет сил трения и не имеет конструктивных элементов, препятствующих его перемещению вдоль оси или вокруг оси.

Задачей заявляемого технического решения является создание такого способа уплотнения токовывода в крышке аккумулятора, который препятствует перемещению токовывода как вдоль оси, так и вокруг оси.

Предлагаемый способ позволяет решить задачу уплотнения токовывода в крышке аккумулятора с обеспечением неподвижности, как в осевом направлении, так и вокруг оси, для чего в отличие от известного ранее технического решения, включающего установку борна в гнездо крышки или корпуса аккумулятора, выполненного из непроводящего материала, и запрессовки с натягом в кольцевую канавку клинообразной втулки, наружная поверхность которой выполнена цилиндрической, а внутренняя - конической, согласно заявленному изобретению токовывод с фланцем любой формы, отличным от цилиндрической, например с квадратным фланцем, и уплотнительным кольцом, изготовленным из резины, устанавливают в отверстие в крышке аккумулятора, которая выполнена из непроводящего материала, с соответствующим по форме, например, квадратным углублением под фланец, сверху крышки на токовывод устанавливают тонкостенную металлическую втулку с фланцем и с помощью приспособления фланец втулки перемещают вдоль токовывода к крышке аккумулятора, при этом происходит сжатие уплотнительного кольца, а цилиндрическую часть втулки завальцовывают в кольцевую канавку, расположенную в верхней части токовывода.

В этом случае за счет формы и расположения фланцев токовывода и втулки предотвращается смещение токовывода как вдоль оси, так вокруг оси, а наличие уплотнительного кольца обеспечивается герметичность соединения.

На фиг.1 изображена крышка аккумулятора в разрезе с установленным токовыводом с фланцем, уплотнительным кольцом и втулкой, поджатой приспособлением к крышке аккумулятора перед завальцовкой. На фиг.2 изображена крышка аккумулятора в разрезе с установленным токовыводом с фланцем, уплотнительным кольцом и завальцованной втулкой.

Предлагаемый способ заключается в следующем.

Токовывод (1), например, с квадратным фланцем (А) устанавливают в отверстие крышки (2) аккумулятора, при этом фланец, для предотвращения смещения вокруг оси, размещают в углублении крышки также квадратной формы. На токовыводе между крышкой и фланцем помещают уплотнительное кольцо (3). Втулку (4) устанавливают на токовывод и с помощью приспособления (5) осуществляют перемещение втулки вдоль токовывода до упора фланца втулки в крышку (2) аккумулятора с одновременным сжатием уплотнительного кольца (3) и обеспечением натяга. Давильниками (6) производят завальцовку цилиндрической части втулки (4) в кольцевую канавку на токовыводе (1) для предотвращения смещения токовывода вдоль оси.

Предлагаемый способ обеспечивает высокую прочность и надежность узла уплотнения и может быть применен при изготовлении щелочных никель-кадмиевых авиационных аккумуляторов, подвергающихся в ходе эксплуатации жестким механическим воздействиям, а также воздействию быстроизменяющихся климатических факторов, таких как температура и атмосферное давление.

Высокая технологичность деталей, таких как штампованная из листового материала втулка, токовывод с фланцем, полученным холодной высадкой, и узел в целом и уплотняющее кольцо, изготовляемое в многоместной пресс-форме, позволяет механизировать и автоматизировать процесс изготовления деталей и сборки аккумулятора.

Источники информации

1. Патент РФ №2079932 «Узел герметизации борна аккумулятора» (дата приоритета 29.10.1979 г., Кл. МПК H01M 2/06).

2. Патент РФ №855795 «Токоотвод для щелочного аккумулятора» (дата приоритета 05.03.1994 г. Кл. МПК H01M 2/06, H01M 10/24).

Способ герметизации токовывода аккумулятора может быть использован при изготовлении аккумуляторов с высокими требованиями к механическим и климатическим (температура и атмосферное давление) нагрузкам. Способ позволяет обеспечивать высокую прочность и надежность узла уплотнения токовыводов с крышкой аккумулятора, препятствует перемещению токовывода как вдоль оси, так и вокруг оси и заключается в том, что герметизация токовывода аккумулятора включает в себя установку токовывода с квадратным фланцем и уплотнительным кольцом в отверстие крышки аккумулятора, при этом фланец токовывода размещают в квадратном углублении крышки, установку на токовывод втулки с фланцем и прижатия ее к крышке аккумулятора, обеспечивая сжатие уплотнительного кольца и фиксацию втулки на токовыводе, т.е. завальцовку цилиндрической части втулки в кольцевую канавку токовывода. 2 ил.

Способ герметизации токовывода аккумулятора, включающий в себя установку токовывода с квадратным фланцем и уплотнительным кольцом в отверстие крышки аккумулятора, при этом фланец токовывода размещают в квадратном углублении крышки, установку на токовывод втулки с фланцем, отличающийся тем, что втулку с фланцем прижимают к крышке аккумулятора, обеспечивая сжатие уплотнительного кольца, и фиксируют, производя завальцовку цилиндрической части втулки в кольцевую канавку токовывода.