CN115149196A - 一种低表面温度的带法兰热电池壳体 - Google Patents

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李佳凤
席小练
郭娇
李隆基
王妮
朱艳芳
李岩
高文燕
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Abstract

本发明提出一种低表面温度的带法兰热电池壳体，包括壳管、法兰和壳底。由于壳管上的凸台距壳管底端距离小于法兰的高度，壳管、法兰、壳底三者固定后，壳底与壳管底端平齐，距离法兰底端存在一定距离，热电池在表面温度检测时，热电偶检测位置与法兰平齐，热电偶与热电池的发热部件之间存在一定距离，能够实现降低热电池表面温度的效果。当热电池在作用时，其上端面及下端面会发生鼓胀，尤其是长寿命热电池或者体积小能量较大的热电池，作用后鼓胀十分明显，上、下端面鼓胀1mm左右。某小直径制导炸弹热电池要求热电池作用前后均需满足尺寸要求，采用本发明的壳体后，热电池底端鼓胀后未超出法兰的下端面，作用后依然能够满足尺寸要求。

Description

一种低表面温度的带法兰热电池壳体
技术领域
本发明属于火工品及武器系统热电池技术领域，具体涉及一种能够降低表面温度的带法兰热电池壳体。
背景技术
热电池是靠加热激活的电池，它的电解质是熔盐，常温下是固体，不导电，使用时通过电流引燃电点火头或用撞击机构撞击火帽，点燃电池内部引燃、加热元件，使电池内部温度迅速上升，使电解质熔融形成高电导率的离子导体，从而使电池激活，在短时间内输出较大功率。热电池作为军用电源十分理想，目前已应用在许多先进的高新技术武器中，如导弹、反导导弹、各种先进炸弹、火炮、水雷等。
因热电池具有产热特性，工作过程中会持续向外界传递热量，热电池外表面温度达到200℃以上，热电池在弹上工作时，周围的一些电子元器件在受热后电气特性会受到影响，严重时甚至会毁坏电子元器件，引起全弹失效。因此，一些热电池在制定技术要求时，会提出表面温度不超过200℃或更低温度的要求。
热电池按组成结构可分为组合式热电池与单一热电池，组合式热电池由数个单一热电池与外结构件组成，组合式热电池容易达到表面温度要求，因为单元热电池与外结构件之间存在一定的间隙，会减缓单元热电池与外结构件之间的温度传导。但对于单一热电池来说，表面温度要求较为苛刻。单一热电池由电池盖及电池壳、电堆三部分组成，电堆内置于电池壳内，电池壳与电池盖经氩弧焊后密封连接。对于单一热电池来说，表面温度最为严苛处为热电池底端。如，某小直径炸弹用热电池要求900s工作时间内热电池上端与下端的表面温度不超过200℃，按照常规设计，该热电池的下端温度最高约为290℃，上端温度最高约为150℃，其原因主要为，热电池中的产热部件为电堆，电堆距离热电池下端仅6mm，距离热电池上端为9mm，同时热电池上端为电器输入输出端，输出端子高度一般设计为5mm，为保护端子，在端子外部设计一保护盒，温度检测时，热电偶贴于保护盒上，热电偶的位置距离热电池上端面为7mm，故热电池的上端面比下端面温度低，热电池下端温度无法满足小于200℃的技术要求。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明提出一种低表面温度的带法兰热电池壳体，以解决热电池下端表面温度无法满足技术要求的技术问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提出一种低表面温度的带法兰热电池壳体，该带法兰热电池壳体包括壳管、法兰和壳底；其中，
壳管的外壁下端设有环形凸台，用于限定法兰在壳管上的安装位置，凸台下端面距壳管的底端距离小于法兰的高度；壳管的内壁下端设有环形凹台，用于限定壳管与壳底的安装位置；
法兰由壳管下端套设在壳管外壁上，法兰的上端面与壳管上的凸台下端面顶紧，法兰的下端面突出于壳管的下端面；
壳底的厚度与壳管下端的环形凹台深度相同，壳底的外径与环形凹台的内径相同，壳底固定在壳管的环形凹台中，固定后的壳底的下端面与壳管的下端面平齐。
进一步地，壳管、法兰和壳底均为不锈钢材质。
进一步地，法兰通过氩弧焊焊接固定在壳管外壁上。
进一步地，壳底通过氩弧焊焊接固定在壳管的环形凹台中。
(三)有益效果
本发明提出一种低表面温度的带法兰热电池壳体，包括壳管、法兰和壳底。由于壳管上的凸台距壳管底端距离小于法兰的高度，壳管、法兰、壳底三者固定后，壳底与壳管底端平齐，距离法兰底端存在一定距离，热电池在表面温度检测时，热电偶检测位置与法兰平齐，热电偶与热电池的发热部件之间存在一定距离，能够实现降低热电池表面温度的效果。当热电池在作用时，其上端面及下端面会发生鼓胀，尤其是长寿命热电池或者体积小能量较大的热电池，作用后鼓胀十分明显，上、下端面鼓胀1mm左右。某小直径制导炸弹热电池要求热电池作用前后均需满足尺寸要求，采用本发明的壳体后，热电池底端鼓胀后未超出法兰的下端面，作用后依然能够满足尺寸要求。
附图说明
图1为本发明实施例的带法兰热电池壳体结构示意图；
图2为本发明实施例中壳管结构示意图；
图3a为本发明实施例中法兰主视图，图3b为法兰俯视图；
图4为本发明实施例中壳底结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
本实施例提出一种用于某小直径制导炸弹辅热电池的低表面温度的带法兰热电池壳体，其结构如图1所示，包括均为不锈钢材质的壳管1、法兰2和壳底3。
如图2所示，壳管1的外壁下端设有环形凸台，用于限定法兰2在壳管1上的安装位置，凸台下端面距壳管1的底端距离A小于法兰2的高度E。壳管1的内壁下端设有环形凹台，用于限定壳管1与壳底3的安装位置。
法兰2的结构如图3a和3b所示，具有内径F的中心孔。法兰2由壳管1的下端套设在壳管1的外壁上并且通过氩弧焊焊接固定，固定后的法兰2的上端面与壳管1上的凸台下端面顶紧，法兰2的下端面突出于壳管1的下端面。
壳底3的结构如图4所示，壳底3的厚度H与壳管1下端的环形凹台深度D相同，壳底3的外径G与环形凹台的内径B相同，壳底3通过氩弧焊焊接固定在壳管1的环形凹台中，固定后的壳底3的下端面与壳管1的下端面平齐。
本实施例中，壳管1上的环形凸台下端面距壳管1的底端距离A为
Figure BDA0003739303080000041
壳管1的外径C为
Figure BDA0003739303080000042
壳管1上环形凹台内径B为
Figure BDA0003739303080000043
环形凹台深度D为
Figure BDA0003739303080000044
壳底3的外径G为
Figure BDA0003739303080000045
壳底3的厚度H为3.0±0.14mm，壳底3与壳管1经过氩弧焊焊接后，壳管1下端面与壳底3下端面平齐；法兰2的高度E为
Figure BDA0003739303080000046
法兰2与壳管1经过氩弧焊焊接后，壳底3低于法兰2的下端面约0.8mm，在装配热电池后，法兰2的下端面温度为186℃，壳底3的温度为290℃，法兰2的下端面温度显著低于壳底3的温度。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种低表面温度的带法兰热电池壳体，其特征在于，所述带法兰热电池壳体包括壳管、法兰和壳底；其中，
所述壳管的外壁下端设有环形凸台，用于限定法兰在壳管上的安装位置，凸台下端面距壳管的底端距离小于法兰的高度；壳管的内壁下端设有环形凹台，用于限定壳管与壳底的安装位置；
所述法兰由壳管下端套设在壳管外壁上，法兰的上端面与壳管上的凸台下端面顶紧，法兰的下端面突出于壳管的下端面；
所述壳底的厚度与壳管下端的环形凹台深度相同，壳底的外径与环形凹台的内径相同，壳底固定在壳管的环形凹台中，固定后的壳底的下端面与壳管的下端面平齐。
2.如权利要求1所述的带法兰热电池壳体，其特征在于，所述壳管、法兰和壳底均为不锈钢材质。
3.如权利要求1所述的带法兰热电池壳体，其特征在于，所述法兰通过氩弧焊焊接固定在壳管外壁上。
4.如权利要求1所述的带法兰热电池壳体，其特征在于，所述壳底通过氩弧焊焊接固定在壳管的环形凹台中。
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