Герметизирующий узел химического источника тока Советский патент 1992 года по МПК H01M2/04 

Изобретение относится к электротехнике. В частности к усовершенствованию конструкции герметизирующего узла электрохимического источника тока марганцо- во-цинковой системы-со щелочным электролитом, обеспечивающего надежную герметизацию химического источника тока от вытекания из его корпуса по месту сопряжения корпуса с герметизирующим узлом электролита - водног-о раствора щелочи (КОН).

Проблема гарантированного обеспечения невытекаемости электролита из корпуса химического источника тока весьма актуальна.

Выходу электролита из корпуса химического источника тока по месту сопряжения корпуса с крышкой в значительной степени способствует наличие давления газов внутри корпуса.

Конструкция герметизирующего узла химического источника тока Шобеспечива- ет снижение давления газов в его корпусу.

Однако такая конструкция не обеспечивает достаточной герметичности от вытекания электролита вследствие незначительной площади контакта сопрягаемых поверхностей корпуса и прокладки, Прокладка прижимается к корпусу торцом крышки, имеющим незначительную площадь поверхности, не обеспечивающую надежную герметизацию,не позволяет зажать прокладку с большим усилием, т. к. при этом торцом крышки прорезается прокладка.

Известна конструкция герметизирующего узла химического источника тока 2, являющаяся прототипом предложенной, и которой площадь поверхности торца крышки, контактирующая с корпусом через прокладку, увеличена за счет выполнения ее цилиндрической, что существенно улучшает условие герметизации химического источника тока.

В данной конструкции не редки случаи появления в зоне герметизирующего узла налета карбонатов, что свидетельствует о наличии микроканалов, по которым электролит выходит из корпуса.

Причиной этого является образование в результате обжатия и завальцопки корпуса, участков неплотного прижатия прокладки к

корпусу из-за сдвига прокладки внутрь корпуса, относительно крышки.

Сдвиг прокладки в процессе герметизации относительно крышки приводит к тому,

что кольцевой выступ местами попадает в зону зажатия прокладки между корпусом и крышкой. На этих местах образуются микроканалы, по которым раствор щелочи выхо- дит из корпуса.

Целью настоящего изобретения является повышение надежности соединения и герметизации химического источника тока. Данная цель достигается тем, что герметизирующий узел химического источника

тока, содержащий металлическую крышку и прокладку из изоляционного материала с муфтой для токовывода, сопрягающиеся поверхности упомянутых крышки и прокладки выполнены конусными с одинаковым углом

при вершине конуса, расположенного со

стороны наружной поверхности крышки на

ее оси. Кроме того, металлическая крышка

дополнительно армирована пластмассой.

Такое выполнение химического источника тока со щелочным электролитом обеспечивает:

1. Практически 100%-ю герметичность от выхода электролита по месту герметизации.

2. Надежное соединение крышки с прокладкой, при простоте процесса их сборки. Усилие, прикладываемое к герметизируемому химическому источнику тока, для обжима горловины корпуса и завальцовки

его кромки, которое в известных конструкциях приводит к сдвигу прокладки относительно крышки внутрь корпуса и тем самым к возможному нарушению герметичности, в предлагаемой конструкции сдвиг прокладки

относительно крышки уплотняет место герметизации.

Сопряжение двух кольцевых конусных поверхностей, имеющих одинаковые размеры, но одна из которых выпуклая, а другая

вогнутая легко сопрягаются, т. е. легко собираются, при сопряжении надежно соединяются и не рассоединяются в процессе нахождения их под воздействием вибрации в вибробункере.

На фиг. 1 показан химический источник тока с предлагаемой конструкцией герметизирующего узла; на фиг. 2 - герметизирующий узел химического источника тока с крышкой, армированной пластмассой; на фиг. 3 - то же, без армировки; на фиг. 4 - увеличенное изображение герметизирующего узла, установленного в корпусе химического источника тока до герметизации; на фиг, 5 - то же, после герметизации.

Химический источник тока содержит корпус 1, в котором размещены положительный электрод 2, отрицательный электрод 3 с токовыводом 4 и расположенная между ними ионопроводящая диафрагма 5. Одним концом токовывод 4 опирается через электроизоляционную прокладку 6 в дно корпуса 1, другим концом контактирует с металлической крышкой 7.

Герметизирующий узел химического источника тока состоит из электроизоляционной прокладки 8 с муфтой 9, плотно обжимающей токовывод 4, и металлической крышки 7. Металлическая крышка 7 может быть армирована пластмассой 10, но может быть и без армировки (фиг. 2, 3 и 4). На металлической крышке 7 имеются отверстия 11 для выхода водорода. Пластмассовая прокладка 8 снабжена разделительной кольцевой перегородкой 12 для отделения положительного электрода 2 от отрицательного 3 в торцовой части. На обоих сторонах прокладки 8 вокруг муфты 9 выполнены кольцевые канавки 13, по которым разрывается прокладка 8 при повышении давления газов внутри корпуса 1 свыше допустимого.

Сопрягающиеся поверхность 14 прокладки 8 и поверхность 15 крышки 7 выполнены конусными с одинаковым углом а. при вершине конуса, которая расположена со стороны наружной поверхности 16 к-рышки 7 на ее оси.

В процессе герметизации химического источника тока под воздействием герметизирующего пуансона, прокладка 8 сдвига ет- ся внутрь корпуса 1 относительно крышки 7, конусная поверхность 14 прокладки 8 и конусная поверхность 15 крышки 7 сопрягаются друг с другом, а обжатая и завальцованная кромка корпуса 1 плотно прижимав прокладку 8 к крышке 7, обеспечивая герметичность химического источника тока Гззы, образующиеся внутри корпуса 1 химического источника тока, постепенно диффундируют через поверхность 17 прокладки 8 и выходят наружу через отверстия 11 в крышке 7.

Испытания на герметичность большого

количества химических источников тока с предлагаемой конструкцией герметизирующего узла показали их герметичность от вытекания из них электролита как в обычных условиях хранения и эксплуатации, так и

при термоциклировании в процессе хранения 50-20°С.

Применение предлагаемой конструкции герметизирующего узла химического источника тока позволит существенно улучшить их качество за счет практически полной ликвидации выхода электролита из корпуса химического источника тока по месту сопряжения крышки с корпусом, что является весьма значительным достижением.

Отсутствие налета на поверхности химического источника тока улучшает надежность электрического контакта в цепи питания аппаратуры, что уменьшает рекламации и в итоге снижает потери мзготовителей химических источников тока.

Формула изобретения

UГерметизирующий узел химического источника тока, содержащий металлическую

крышку м прокладку из изоляционного материала с муфтой для крепления токоотво- да, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения надежности соединения и герметизации, сопрягающиеся поверхности

прокладки и крышки выполнены конусными с одинаковым у.-лом при вершине конуса, расположенного со стороны наружной поверхности крышки на ее оси.

2. Узел по п. t,отличающийся тем,

что, металлическая крышка дополнительно армирована пластмассой.

15

Сущность изобретения: герметизирующий узел химического источника тока содержит металлическую крышку и прокладку из изоляционного материала, при этом сопрягающиеся поверхности 15 крышки 7 и поверхность 14 прокладки 8 выполнены конусными с одинаковым углом при вершине конуса, расположенного со стороны наружной поверхности крышки на ее оси. Крышка

Фиг.з

9-1

Фие.5