Способ контроля герметичности химического источника тока Советский патент 1992 года по МПК H01M10/48 G01M3/10 

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано .при изготовлении и эксплуатации химических источников тока.

Известен способ обнаружения течи электролита в элементах, заключающийся в том. что на поверхность элементов или батарей наносят покрытие или слйй. состоящий из клеящего вещества с кислотно-щелочным индикатором. Качество герметизации определяют по реакции злектррлита с влагой воздуха. Недостаток этого способа заключается вусложнении технологии конструкции элементов и батарей, так как на их поверхность наносят покрытие из клеящего вещества с кислотно-щелочным остатком. Это повышает трудоемкость производства и снижает производг1тельность труда.

Известен также способ контроля герметичности химического источника тока путем определения интенсивности потери веса

контролируемого источника после хранения его при трех разных температурах по сравнению с интенсивностью потери его веса при хранении в нормальных условиях. Недостатками этого способа являются сложность осуществления и длительность процесса контроля.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ контроля герметичности химического источника тока путем многократной (3-5-разовой) выдержки испытуемого образца в вакууме при продолжительности выдержки 0,2-1,5 ч, с паузами между вакуумированием 1.0-0.5 ч. и последующей фиксации на поверхности следов электролита с помощью химического индикатора, например спиртового раствора фенолфталеина.

Недостатком способа является большая длительность процесса, достигающая 10ч. что снижает производительность контроля. Это обьясняется тем, что многократно (3-5

раз) осуществляют выдержку испытуемого образца в вакууме в течение 0,2-1,5 ч, а между выдержками в вакууме делают паузу в течение 0,1-0,5.

Цель изобретения - сокращение длительности процесса контроля герметичности.

Указанная цель достигается тем, что в способе контроля герметичности химического источника тока путем выдержки его в вакууме и последующей фиксации на поверхностиследов электролита с помощью химического индикатора, во время выдержки в вакууме осуществляют вибрацию испытуемого образца с частотой, равной 0,01-0,5 собственной частоты колебаний его электродов, амплитудой перемещения, составляющей0,5-1,5 толщины стенок корпуса испытуемого образца, и длительностью вибрации, равной 0.1-100 с.

В предлагаемом способе одновременно с выдержкой в вакууме испытуемый образец подвергают вибрации с заданными параметрами частоты, амплитуды и длительности, исключающими разрушение испытуемого источника.

С целью проверки химических источников тока на механическую прочность, например при эксплуатации в космических летающих аппаратах, на самолетах, на транспорте, их подвергают вибрации с параметрами, при которых они могут оказаться в условиях эксплуатации. Такие испытания проЁодят выборочно, а изделия, подвергнутые вибрации, к эксплуатации не допускают.

В предлагаемом способе вибрацию применяют с срхранением эксплуатационных свойств испытуемых образцов. Для этого устанавливают облегченные параметры вибрации.

Сокращения длительности процесса контроля герметичности химического источника тока достигается за счет того, что в процессе вибрации испытуемого образца увеличивается скоростьперемещения электролита в микропорах сварных швов или узлов уплотнения борнов, через которые электролит проникает на поверхность из внутренней полости.

При совмещении операций еакуумирования и вибрации под действием разности давлений между внутренней полостью испытуемого образца и вакуумом Скоростью проникновения электролита через скрытые микропоры, трещины повышается, а в результате этого отпадает необходимость повторять выдержку в вакууме 3-5 раз. При совмещении вибрации и вакуумирования достаточно однократной выдержки в вакууме вместо 3-5-разовой в известном способе, что и обеспечивает сокращение длительности процесса.

Известно, что форма и спектр вибрационных процессов зависят от параметров вибрации. К ним относятся: амплитуда перемещений, ускорение, скорость и частота. В диапазоне частот до 100 Гц обычно измеряют амплитуду перемещения, а на частотах

вибрации более 100 Гц - амплитуду виброскорости. Задача заключается в выборе параметров вибрации: частоты, амплитуды и длительности.

Как всякое механическое устройство,

химический источник тока любого типа имеет собственную частоту колебания fo. Известно, что, если подвергнуть устройство механическим колебаниям с частотой, равной его собственной частоте, то наступает

резонанс, при котором изделие может разрушиться. Дпя исключения разрушения изделия при вибрации необходимо знать в нем наиболее слабые узлы. В химических источниках тока наименьшую механическую прочность имеют электроды. Поэтому для исключения резонанса в процессе вибрации при проверке испытуемых химических источников тока на герметичность в предлагаемом способе частоту вибрации

выбирают меньшей частоты собственных колебаний электродов в пределах от 0.0Ifo до 0.5fo. Нижний предел 0,01fo, где fo - частота собственных колебаний электродов испытуемого образца, обусловлен тем, что при

малых частотах собственных колебаний электродов, например при fo 0,01 Гц. частота вибрации получается столь малой, что теряется эффект ускорения перемещения электролита в микропо.рах корпуса или

сварных швов. Верхний предел 0.5fo ограничен двухкратным запасом по частоте относительно резонансной/

Амплитуду вибрации рассчитывают, исходя из толщины сварных швов корпуса испытуемого химического источника тока. Нижний предел амплитуды виброколебаний, равный 0,5 д .где д - толщина стенки корпуса сосуда испытуемрго образца, ограничивается тем, что при амплитуде вибрации. меньшей 0,5 6 , за период колебаний электролит в микропррах может не достигнуть поверхности.

Верхний предел амплитуды 1;5 (5 ограничивается 2-3-кратным запасом прочности материала корпуса при рабочем

давлении газов внутри испытуемого химического источника тока.

Длительность вибрации рассчитывают, исходя из того, что 10-кратное колебание (вибрация) испытуемого образца при налиНИИ в его корпусе скрытых микропор, микротрещин в условиях вакуума окружающей среды в полной мере обеспечивает проникновение электролита из внутренней полости испытуемого образца на его поверхность. Минимальное время однократного колебания на нижнем пределе частот вибрации, равном 0,01 Гц, составляет I Т - I - L гЮОс. f 0,0f 10-кратное колебание на этой частоте длится 1000 с. При увеличении частоты вибрации период колебаний уменьшается. Для частоты 100 Гц 10-кратное колебание длится 0,1 с. Поэтому диапазон практической длительности вибрации от 0,1 с до 100 с охватывает практически весь диапазон массогабаритных показателей химических источников тока от малой (0,001 А ч) до большой (2000 А.ч) емкости. Способ осуществляют следующим образом. При проверке герметичности аккумуляторов НКГ-10Д рассчитывают собственную частоту колебаний электродов. Получают резонансную частоту электродов, равную 263 Гц, Толщина стенок корпуса аккумуляторов равна 0,8 мм. Исходя из этих расчетных данных, задают следующие параметры вибрации: частоту 26 Гц, амплитуду колебаний 0,5 мм и длительность вибрации 10с, Загружают 10 аккумуляторов контрольной партии и один с дефектом (негерметичность) в вакуум-камеру, размещенную на вибростенде. Создают в вакуум-камере давление 100 Па, Производят вибрацию с частотой 26 Гц, амплитудой 1,0мм в течение 10 с.. . Прекращают вибрацию, разгерметизируют вакуум-камеру, выгружают испытуемые образцы из вакуум-к амеры и проверяют спиртовым раствором фенолфталеина наличие электролита на наружной поверхности корпусов испытуемых аккумуляторов. Контрольные аккумуляторы показали отсутствие течи электролита, а испытуемый - наличие течи. Технико-экономическая эффективность предлагаемого способа заключается в сокращении времени испытаний и может быть оценена следующим образом. Минимальная продолжительность испытаний при 3-кратной выдержке в вакууме по известному способу составляет: tn/мин в + Гп ) X 3 (0,2 4 + 0,1 ч)х 3 0,9 ч 64 мин- 3240 с, где Тв - длительность вакуумирования; Тп -длительность паузы между выдержками в вакууме. Максимальная продолжительность испытаний при 5-кратной выдержке в вакууме по известному способу составляет: tn/макс в +Гп )х 5 (1,5 ч + 0,5 ч)х 5 6 ч 360 мин 21600 с. В предлагаемом способе максимальная продолжительность вибрации в вакууме составляет ТОО с. По сравнению с известным способом это В.216 раз меньше. Формула изобретения Способ контроля герметичности химического источника тока путем выдержки его в вакууме и последующей фиксации на поверхности следов, электролита с помощью химического индикатора, от л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью сокращения продолжительности процесса, во время выдержки в вакууме осуществляют вибрацию испытуемого образца с частотой, равной 0.01-0,5 собственной частоты колебаний его электродов, с амплитудой перемещения, соответствующей 0,5-1,5 толщины стенок корпуса испытуемого образца, и длительностью вибрации, равной 0.1-100 с.

Изобретение относится к электротехнике и касается производства хим. источников тока. Цель изобретения - сокращение продолжительности процесса. Хим. источник тока выдерживают в вакууме и одновременно подвергают вибрации. Скорость проникновения электролита через скрытые микропоры и трещины при этом повышается, вследствие чего достаточно однократной выдержки в вакууме. Следы электролита фиксируют хим.индикаторы.