ГАЛЬВАНИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ-ЗАМЫКАТЕЛЬ Советский патент 1945 года по МПК H01M6/32 

В военной технике часто встречается необходимость в электрических батареях, соединенных с замыкателем, для приведения в действие электрозапалов, электродетонаторов, сигнальных устройств и пр. Очень часто такие батареи и замыкатели находятся в полевых условиях, зарытые в землю, иногда на вражеской территории, так что наблюдение за ними становится практически невозможным как в первом, так и во втором случае. Между тем так называемые сухие батареи - единственно годный в этом случае источник тока - или аккумуляторы требуют для уверенной работы периодического контроля. Сухие батареи приходят в негодность через определенный промежуток времени, часто раньше установленного срока, могут саморазрядиться от сырости и не всегда работают при низких температурах. Все это ограничивает применение устройств подобного рода, так как практика показала значительную ненадежность их работы.

Предметом настоящего изобретения является гальванический элемент, совмещающий также функции контактного замыкателя, который может храниться как на складе, так и в любых полевых условиях, совершенно неограниченное время, не подвергаясь высыханию, саморазряду или другой порче. Он всегда готов к действию, не боится сырости, высокой и практически низкой температуры, изготовляется из простых недефицитных материалов и для своего производства не требует станков или другого механического оборудования и может изготовляться в условиях кустарной артели.

По своей принципиальной конструкции предлагаемый элемент аналогичен известным гальваноударным взрывателям со стеклянной ампулой, содержащей электролит и разбиваемой при механическом раздавливании элемента, и с расположенными вне ампулы электродами, к которым после разрушения ампулы поступает электролит, возбуждая электрический ток.

Сущность данного изобретения заключается в оригинальном конструктивном выполнении такого элемента-замыкателя, обеспечивающем подачу электролита к электродам только в случае раздавливания всего элемента; с этой целью ампула с электролитом обмотана проволокой, образующей один электрод, и расположена вместе с ней внутри металлического цилиндра, изолированного от проволоки слоем марли или т.п. и образующего другой электрод.

В таком гальваническом элементе-замыкателе в качестве электролита может быть применена соляная кислота, а в качестве электродной пары - пара «медь-цинк».

Металлический цилиндр целесообразно изготовлять из оцинкованного железа, а проволоку - из меди.

Изложенное поясняется чертежом, на фиг. 1 которого предлагаемый гальванический элемент-замыкатель изображен в прерспективном виде (с частично удаленными кожухом и наружным цилиндром-электродом), а на фиг. 2 показана установка такого элемента при использовании в практических условиях.

Стеклянная ампула 1, в которой находится раствор технической соляной кислоты, окружена цилиндрической спиралью из голой медной проволоки 3. Медная спираль вместе с ампулой 1 заворачивается двумя-тремя слоями марли 2 и вставляется в цилиндр из оцинкованного железа 4, напоминающий по форме и размеру цинковый цилиндр для элемента батареи от карманного фонаря. Электродами элемента служат спираль из медной проволоки и оцинкованный железный цилиндр. Электролитом является раствор соляной кислоты в запаянной ампуле. Но так как электролит не соприкасается с электродами, то элемент в таком положении не дает тока, в нем ничто не расходуется на химическую реакцию и раствор кислоты практически никогда не может высохнуть.

Цифрой 5 обозначены выводы от электродов, 6 - заливка битумом.

Элемент начинает работать только тогда, когда его раздавят, сплющив железный цилиндр, так как в этом случае ампула с кислотой лопается на мелкие кусочки и кислота под давлением разбрызгивается сквозь спираль и марлю.

Раздавливание элемента приводит его в действие, заменяя таким образом отдельный контактный замыкатель, необходимый батарее обычного типа.

Как пример, на фиг. 2 чертежа показан деревянный ящик противотанковой мины. При наезде танка крышка ящика раздавливает элемент, к которому подключен электродетонатор, взрывающийся практически мгновенно после раздавливания элемента. Таким образом заменяется механический взрыватель, опасный при установке и дающий отказы вследствие коррозии при длительном нахождении в земле.

Элемент, применяемый в этих случаях, может еще иметь предохранитель 7 в виде закорачивающей электроды проволоки, которая разрывается тесьмой 8 после установки элемента с подключенным электродетонатором в ящик или другое место.

Элементы подобного рода могут применяться для подрыва электродетонаторов при наезде танка, автомашин, на железных дорогах и ряде других случаев.

По указанию изобретателя, предлагаемый элемент, размером с элемент батареи для карманного фонаря, при массовом испытании показал безотказность работы в самых различных условиях при +40° и -40°С после нахождения его в воде в течение длительного времени и транспортировании в условиях тряски. При раздавливании он дает напряжение около одного вольта при силе тока короткого замыкания 6-7 ампер. Это обеспечивает уверенный подрыв 4-5 нормальных электродетонаторов или электрозапалов, включенных между собой параллельно. Нарастание тока после раздавливания элемента происходит через 3-5 миллисекунд. Затем идет нагревание нити электрозапала, увеличение сопротивления которой уменьшает силу тока в цепи, и затем разрыв нити благодаря взрыву. Таким образом взрыв происходит после раздавливания через 5 миллисекунд, т.е. 1/20 секунды (как показал опыт - под первым или вторым катком танка при самой большой скорости).

Предлагаемый элемент обеспечивает - в отличие от широко известных гальваноударных взрывателей морских мин - ускоренное срабатывание при раздавливании всего элемента. В указанных же взрывателях сам элемент защищен от каких-либо повреждений и вступает в действие при раздавливании лишь ампулы со свинцовым колпаком; электролит в этих взрывателях вливается к электродам через трубочку после разбивания ампулы; время, необходимое для образования тока, здесь в десятки раз больше, чем в предлагаемом элементе. Это обстоятельство, не существенное в морских условиях, совершенно исключает возможность использования гальваноударных взрывателей обычного типа в полевых условиях.

1. Гальванический элемент-замыкатель типа гальваноударных взрывателей со стеклянной ампулой, содержащей электролит и разбиваемой при механическом раздавливании элемента, и с расположенными вне ампулы электродами, к которым после разрушения ампулы поступает электролит, возбуждая электрический ток, отличающийся тем, что, с целью подачи электролита к электродам только в случае раздавливания всего элемента, ампула с электролитом обмотана проволокой, образующей один электрод, и расположена вместе с ней внутри металлического цилиндра, изолированного от проволоки слоем марли или т.п. и образующего другой электрод.

2. В гальваническом элементе-замыкателе по п. 1 применение соляной кислоты в качестве электролита и электродной пары «медь-цинк».

3. В гальваническом элементе-замыкателе по п.п. 1 и 2 применение цилиндра из оцинкованного железа, а проволоки - из меди.