СВИНЦОВО-КИСЛОТНЫЙ АККУМУЛЯТОР Российский патент 2018 года по МПК H01M10/12 H01M2/06 

Изобретение относится к электротехнической промышленности, в частности к стационарным свинцово-кислотным аккумуляторам.

Известен свинцово-кислотный аккумулятор, содержащий блоки отрицательных и положительных электродных пластин, разделенных сепаратором, снабженных язычками, соединенными с выводными борнами, помещенных в бак и залитых электролитом; на сепараторе размещена пластина, снабженная перфорационными отверстиями, RU 70052 U1, опубл. 10.01.2008.

Одной из главных причин коротких замыканий между положительным и отрицательным электродами является образование мостиков между ними, появляющихся вследствие постепенного нарастания на положительных электродах дендритов, состоящих из оксидов и сульфатов свинца. Наличие коротких замыканий между электродами резко ухудшает работу аккумулятора, ток аккумулятора расходуется при этом не на полезные цели, а на его нагревание. При хранении аккумулятора, имеющего короткие замыкания между электродами, происходит интенсивный его саморазряд.

Увеличение времени до образования замыкания между положительной и отрицательной электродными пластинами и соответственно увеличение срока службы аккумулятора обеспечивается свинцово-кислотным аккумулятором, включающим корпус, в котором размещены положительные и отрицательные электродные пластины, соединенные с выводными борнами, разделенные сепаратором, при этом отрицательные электродные пластины оперты на опорные призмы, выполненные на дне корпуса, к сепараторам со стороны положительных электродных пластин прикреплены стекломаты, положительные электродные пластины установлены в корпусе с зазором относительно опорных призм, при этом нижние кромки положительных электродных пластин выполнены прямолинейными, RU 107403 U1, опубл. 10.08.2011.

Данное устройство принято в качестве прототипа настоящего изобретения.

Недостатком прототипа так же, как и описанного выше аккумулятора согласно полезной модели RU 70052 U1, является то обстоятельство, что при перезаряде аккумулятора происходит бурное газовыделение («кипение») электролита. С пузырьками газа на крышку корпуса попадают частицы электролита с частицами PbO₂ и PbSO₄, которые оседают на ее внутренней поверхности, которая становится токопроводящей. При этом электрический ток идет по ней от отрицательного выводного борна к положительному - по пути наименьшего сопротивления. Тело положительного выводного борна начинает работать как положительный электрод. В зазоре между положительным борном и крышкой образуется нарост, поскольку при заряде-разряде аккумулятора на положительном борне протекает реакция с образованием оксида свинца и сульфата свинца:

В результате образования нароста в конечном счете механически разрушается крышка аккумулятора, аккумулятор теряет герметичность и выходит из строя.

Задачей настоящего изобретения является предотвращение образования нароста, состоящего из PbO₂ и PbSO₄ между крышкой свинцово-кислотного аккумулятора и положительным выводным борном.

Согласно изобретению в свинцово-кислотном аккумуляторе, включающем корпус с крышкой, в котором размещены блоки положительных и отрицательных электродных пластин, соединенных соответственно с положительным и отрицательным выводными борнами, сопряженными с крышкой корпуса с зазором, при этом между крышкой корпуса и выводными борнами размещены кольцевые уплотнения, кольцевое уплотнение положительного выводного борна выполнено ступенчатым, при этом его нижняя ступень размещена в зазоре между положительным выводным борном и крышкой корпуса; нижняя ступень кольцевого уплотнения положительного выводного борна выполнена с кольцевым буртом, контактирующим с нижней поверхностью крышки корпуса; на крышку корпуса сверху надеты с зазорами относительно выводных борнов защитные кольца, при этом кольцевые уплотнения выполнены с верхними ступенями, которые размещены в зазорах между защитными кольцами и выводными борнами.

Заявителем не выявлены какие-либо технические решения, идентичные заявленному, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения условию патентоспособности «Новизна».

Реализация отличительных признаков изобретения обеспечивает технический результат, состоящий в предотвращении протекания электрического тока от отрицательного выводного борна к положительному по внутренней поверхности крышки корпуса аккумулятора. При этом предотвращается образование нароста между крышкой и положительным борном, механическое разрушение крышки и выход аккумулятора из строя.

Заявителем не выявлены источники информации, в которых содержались бы сведения о влиянии отличительных признаков изобретения на достигаемый технический результат.

Указанные обстоятельства позволяют сделать вывод о соответствии заявленного технического решения условию патентоспособности «Изобретательский уровень».

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображено:

на фиг. 1 - вид сверху на аккумулятор;

на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1;

на фиг. 3 - узел Б на фиг. 2 в увеличенном масштабе;

на фиг. 4 - отрицательный борн в разрезе;

на фиг. 5 - положительный борн устройства-прототипа с наростом (15), образовавшимся в зазоре между борном и крышкой корпуса аккумулятора.

Свинцово-кислотный аккумулятор включает корпус 1 с крышкой 2, в котором размещены блоки положительных 3 и отрицательных 4 электродных пластин, соединенных соответственно с положительным 5 и отрицательным 6 выводными борнами; выводные борны сопряжены с крышкой 2 корпуса 1 с зазором, между крышкой корпуса и выводными борнами размещены кольцевые уплотнения 7, выполненные из электроизоляционного материала, в конкретном примере из хлоропрена. Кольцевое уплотнение положительного выводного борна 5 выполнено ступенчатым, при этом его нижняя ступень 8 размещена в зазоре между положительным выводным борном 5 и крышкой 2 корпуса 1. Нижняя ступень кольцевого уплотнения положительного выводного борна 5 выполнена с кольцевым буртом 9, контактирующим с нижней поверхностью 10 крышки 2 корпуса. На крышку 2 корпуса 1 сверху надеты с зазором относительно выводных борнов 5, 6 защитные кольца 11, 12, при этом кольцевые уплотнения выполнены с верхними ступенями 13, 14, которые размещены в зазорах между защитными кольцами 11, 12 и выводными борнами 5, 6 соответственно.

Устройство работает следующим образом.

При перезаряде аккумулятора происходит газовыделение, частицы PbO₂ и PbSO₄ оседают на нижней поверхности 10 крышки 2 корпуса аккумулятора. Однако, поскольку нижняя ступень 8 кольцевого уплотнения 7 положительного борна 5 находится в зазоре между борном 5 и крышкой 2 корпуса 1 аккумулятора, электрический ток от отрицательного выводного борна 6 не будет протекать к положительному выводному борну 5 по поверхности 10 крышки 2, поскольку нижняя ступень 8 кольцевого уплотнения изолирует борн 5 от поверхности 10 крышки 2. Соответственно, не произойдет образование нароста между крышкой 2 и борном 5. Кольцевой бурт 9 обеспечивает надежную фиксацию кольцевого уплотнения относительно положительного выводного борна 5.

Благодаря тому, что на крышку 2 корпуса сверху надеты с зазорами относительно выводных борнов 5, 6 защитные кольца 11, 12, при этом кольцевые уплотнения обоих борнов выполнены с верхними ступенями 13, 14, которые размещены в зазорах между защитными кольцами 11, 12 и выводными борнами 5, 6, предотвращается попадание различных загрязнений под крышку 2 корпуса аккумулятора.

Опытные образцы аккумулятора изготовлены и испытаны в ООО «Новгородская Аккумуляторная Компания», г. Великий Новгород, Россия.

Указанные обстоятельства обусловливают, по мнению заявителя, соответствие изобретения условию патентоспособности «Промышленная применимость».

Изобретение относится к электротехнической промышленности, в частности к стационарным свинцово-кислотным аккумуляторам. В свинцово-кислотном аккумуляторе, включающем корпус с крышкой, в котором размещены блоки положительных и отрицательных электродных пластин, соединенных соответственно с положительным и отрицательным выводными борнами, сопряженными с крышкой корпуса с зазором, при этом между крышкой корпуса и выводными борнами размещены кольцевые уплотнения, кольцевое уплотнение положительного выводного борна выполнено ступенчатым, при этом его нижняя ступень размещена в зазоре между положительным выводным борном и крышкой корпуса; нижняя ступень кольцевого уплотнения положительного выводного борна выполнена с кольцевым буртом, контактирующим с нижней поверхностью крышки корпуса; на крышку корпуса сверху надеты с зазорами относительно выводных борнов защитные кольца, при этом кольцевые уплотнения выполнены с верхними ступенями, которые размещены в зазорах между защитными кольцами и выводными борнами. Предотвращается образование нароста, состоящего из PbO₂ и PbSO₄, между крышкой свинцово-кислотного аккумулятора и положительным выводным борном. Увеличение срока службы и надежности свинцово-кислотного аккумулятора является техническим результатом изобретения.1 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Свинцово-кислотный аккумулятор, включающий корпус (1) с крышкой (2), в котором размещены блоки положительных (3) и отрицательных (4) электродных пластин, соединенных соответственно с положительным (5) и отрицательным (6) выводными борнами, сопряженными с крышкой (2) корпуса (1) с зазором, при этом между крышкой корпуса и выводными борнами размещены кольцевые уплотнения (7), изготовленные из диэлектрического материала, отличающийся тем, что кольцевое уплотнение (7) положительного борна (5) выполнено ступенчатым, при этом нижняя ступень снабжена кольцевым буртом (9), контактирующим с нижней поверхностью (10) крышки (2) корпуса (1).

2. Свинцово-кислотный аккумулятор по п. 1, отличающийся тем, что на крышку (2) корпуса (1) сверху надеты с зазорами относительно выводных борнов (5, 6) защитные кольца (11, 12), при этом кольцевые уплотнения (7) выполнены с верхними ступенями (13, 14), которые размещены в зазорах между защитными кольцами (11, 12) и выводными борнами (5, 6).