DE7706828U1

DE7706828U1 - CAPS FOR ACCUMULATORS

Info

Publication number: DE7706828U1
Application number: DE19777706828
Authority: DE
Original assignee: VARTA Batterie AG
Current assignee: VARTA Batterie AG
Priority date: 1977-03-05
Filing date: 1977-03-05
Publication date: 1978-08-31

Description

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Reg.-Nr. 6FG 22-DT : : I · '. 523?, Kelkheim, 1. März 1977Registration number. 6FG 22-DT:: I · '. 523 ?, Kelkheim, March 1, 1977

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WARTA Batterie Aktiengesellschaft 3DDQ Hannover 21, Am Leineufer 51WARTA Batterie Aktiengesellschaft 3DDQ Hannover 21, Am Leineufer 51

Verschlußstopfen für AkkumulatorenSealing plugs for accumulators

Die Neuerung betrifft einen UerschlußstDpfen für Akkumulatoren mit wässrigen Elektrolyten, der eine Zünddurchschlagsperre enthält.The innovation concerns a closure plug for accumulators aqueous electrolyte containing an ignition barrier.

In elektrischen Akkumulatoren mit wässrigen Elektrolyten wird beim Laden, z.B. am Ende einer Aufladung, bei Puffer~ und Dauerladung Knallgas entwickelt, das sich im Gasraum des Akkumulators oberhalb des Elektrolyten ansammeln kann. Um ein Zünden dieses Knallgases im Gasraum von außen und die damit verbundene Explosion der Zelle zu verhindern, wird eine entsprechende Sicherheitseinrichtung notwendig. In electrical accumulators with aqueous electrolytes, the Charging, e.g. at the end of a charge, with buffer and continuous charging, oxyhydrogen develops, which builds up in the gas space above the accumulator of the electrolyte can accumulate. To ignite this oxyhydrogen in the gas space from the outside and the associated explosion of the cell To prevent this, an appropriate safety device is necessary.

Ziel einer solcher Sicherheitsvorrichtung muß es in jedem Falle sein, die Fortpflanzung einer im Außenbereich durch Funken oder Hitze ausgelösten Gasreaktion in den mit Knallgas angefüllten Gasraum des Akkumulators zu verhindern.The aim of such a safety device must in any case be the propagation of an outside area by sparks or heat to prevent triggered gas reaction in the gas space of the accumulator filled with oxyhydrogen.

Die zu vermeidende Knallgasexplosion ist ein typisches Beispiel einer Kettenexplosion, die durch eine von außen eingeleitete Bildung von energiereichen Radikalen bzw. Atomen aus einem Molekül durch chemische Reaktionen dieser Radikale weitere reaktionsfähige Radikale erzeugt. Auf diese üJeise kommt es zu einer Kettenverzweigung und damit zu einer exponentiellen Vermehrung der Reaktionsträger mit explosionsartiger Folge.The oxyhydrogen explosion to be avoided is a typical example of one Chain explosion caused by an externally initiated formation of high-energy radicals or atoms from a molecule through chemical reactions of these radicals further reactive radicals generated. In this way, there is chain branching and thus to an exponential increase in the number of reaction carriers with explosive consequences.

Die Knallgasreaktion läuft in folgenden Einzelschritten ab: 1) H > H + H (Startreaktion)The oxyhydrogen reaction takes place in the following individual steps: 1) H > H + H (start reaction)

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2)2) H +H + ^D2 ^D 2 3)3) D +D + ^H2 ^H 2 if)if) DH +DH +

++ αα t tet te
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c~ clc ~ cl 1 t C CC
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It CCt CC
■ · II f C tt t I ++ HH CC CCC C Cl CCtC f tCl CCtC f t DHDH ++ HH )) DHDH )) ReaktiansketteReaction chain H OHO ))

Reaktion i kann z.B. thermisch eingeleitet werden. Van den gebildeten LJasserstoffatomen der Startreaktion erzeugt jedes nach Stufe 2 zwei neue Radikale, von denen das eine, nämlich 0, in der 3. Stufe seinerseits zwei Reaktiansträger hervorbringt. Die Reaktionen 2 bis ^ führen zu einer Kettenverzweigung, d.h. zu einer gewaltigen Vermehrung dar Reaktionaträger.Reaction i can, for example, be initiated thermally. Van den educated Hydrogen atoms of the start reaction each produce two after step 2 new radicals, one of which, namely 0, in the 3rd stage in turn produces two reactant carriers. The reactions 2 to ^ lead to a chain branching, i.e. to a tremendous increase in the number of reaction vehicles.

Ein Kettenabbruch scheint am einfachsten durch Vereinigung der die Kette fortpflanzenden freien Atome, z.B. nachA chain termination seems to be easiest by unifying the Chain propagating free atoms, e.g. after

5) H + H 5> H₂ 5) H + H 5> H ₂

möglich zu se'in. In Wirklichkeit können aber solche Additionsrs'aktionen nicht stattfinden, denn das entstehende H -Molekül wäre mit der bei der Reaktion freiwerdenden Energie belastet, d.h. gerade mit demjenigen Betrag, der seinen sofortigen Zerfall bewirken muß. Seine Erhaltung ist nur dann möglich, wenn gleichzeitig ein dritter Körper (M), ein sogenannter Dreierstoßpartner, ein Teil der Energie aufnimmt: S) H + H + (M) > H₂ + (M) (Abbruchreaktion).possible to be. In reality, however, such addition actions cannot take place, because the resulting H molecule would be burdened with the energy released during the reaction, that is to say with the amount which must cause its immediate decay. It is only possible to maintain it if a third body (M), a so-called triple impact partner, absorbs part of the energy at the same time: S) H + H + (M)> H ₂ + (M) (termination reaction).

Dabei werden zujei üJasserstaffatome zu einem lilasserstoffmolekül in einem DreierstoB vereint.In doing so, each hydrogen atom becomes one hydrogen molecule in one DreierstoB united.

Aus der Theorie der Knallgasexplosion ist ersichtlich, daß das Knallgas im Akkumulator nicht nur vor Funken geschützt werden muß, sondern daß auch das Eindringen der zur Knallgasexplosion führenden freien Uasserstoffatorne verhindert werden muß. Andererseits muß die Zünddurchschlagsperre für die Ladegase (H und D) genügend durchlässig sein, um einen Druckaufbau in der Zelle zu verhindern.From the theory of the oxyhydrogen explosion it can be seen that the oxyhydrogen in the accumulator not only has to be protected from sparks, but also that the penetration of the free ones leading to the oxyhydrogen explosion Uasserstoffatorne must be prevented. On the other hand, the ignition barrier must be sufficiently permeable for the charge gases (H and D) to prevent pressure build-up in the cell.

Bekanntgewordene Vorschläge, eine Entzündung der Ladegase von Akkumulatoren etwa durch eine offene Flamme oder durch elektrostatische Entladungen zu verhindern, machen van dem Idirkungsprinzip der Wärmeleitung Gebrauch, auf das sich bereits die alte Davy'sche Sicherheitslampe gründet. Proposals that have become known, ignition of the charge gases from accumulators To prevent this, for example, by an open flame or by electrostatic discharges, make the principle of thermal conduction Use on which the old Davy safety lamp was based.

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Nach der GB-PS 1 355 831 z.B. ist der Gasaustrittsöffnung eina Flammensperre in Form eines porösan Körpers au3 gesintertem Polyäthylen odsr einer Glasfritte vorgeschaltet. Da3 Porensystem des Körpers mit geringen freien üJeglängen sowie die Wärmeleitfähigkeit des Materials stehen hier dem Durchschlagen einer Flamme in das Innere des knallgaserfüllten Akkumulators wirksam entgegen.According to GB-PS 1 355 831, for example, the gas outlet opening is a flame arrester in the form of a porous body made of sintered polyethylene or upstream of a glass frit. Da3 pore system of the body with small free lengths as well as the thermal conductivity of the material stand here the penetration of a flame into the interior of the oxyhydrogen gas Accumulator effectively counteracts it.

In der DT-OS 2 kb5 694 idird eine explosionssicher Entgasungsvorrichtung für Akkumulatorenbatterien beschrieben, die aus einem becherförmigen Gehäuse mit angesetztem Tauchkörper besteht und in die Öffnung des Zellendeckels eingeführt tidrd. Dem Strom der Ladegase wird durch Labyrinthgänge im Innern des becherförmigen Gehäuses ein häufiger Riehtungsujechsel auferlegt, bis er durch eine den Flammenschutz darstellende ringförmige Scheibe aus säurebeständigem, porösen Material nach außen tritt.In DT-OS 2 kb5 694 i an explosion-proof degassing device for accumulator batteries is described, which consists of a cup-shaped housing with attached immersion body and is inserted into the opening of the cell cover. The flow of charge gases is frequently changed in direction through labyrinth passages inside the cup-shaped housing, until it emerges through an annular disc made of acid-resistant, porous material that acts as a flame protection.

Liegen ihrer Doppelfunktion als Spritzfänger und als Explosionsschutz zugleich ist diese Vorrichtung aufwendig in der Konstruktion und beansprucht unverhältnismäßig viel Raum.Their dual function as a splash trap and as an explosion protection at the same time, this device is complex in construction and stressed a disproportionate amount of space.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zünddurchschlagsperre anzugeben, die einen sicheren Explosionsschutz und einen ausreichenden Abzug der Ladegase gewährleistet. Das Gesamtvolumen der Zünddurchschlagsparre soll die Größe; eines normalen Batteriestopfens, den sie gleichzeitig ersetzt, nicht wesentlich übersteigen.The innovation is based on the task of an ignition barrier that ensures safe explosion protection and sufficient discharge of the cargo gases. The total volume of the flameproof rafter should the size; of a normal battery plug that they replaced at the same time, not significantly exceeded.

Die Aufgabe uiird gemäß der Neuerung dadurch gelöst, daß das becherförmige Stopfengehäuse mit korrosionsbeständiger Stahlwolle zwischen zwei abdeckenden Drahtgewebenetzen gefüllt ist und mit einem Deckel mit Gasaustrittsöffnungen verschlossen istThe object is achieved according to the innovation in that the cup-shaped Plug body with corrosion-resistant steel wool between two covering wire mesh netting is filled and with a lid with gas outlet openings is locked

Mit der neuerungsgemäßen Stahlwollefüllung wird, etwa im Vergleich zu einem Sinterkeramikkörper, eine vorzügliche Wärmeabführung erreicht. Ferner ist die besondere Kapillarstruktur des Stahluiolleballens weniger anfällig gegen Verstopfungen, wie sie z.B. oft bei alkalischen Zellen in den Poren von Keramikstopfen durch Karbonatablagerung hervorgerufen werden. Dieser Umstand macht die Neuerung als ZünddurchschlagsperWith the new steel wool filling, compared to about a sintered ceramic body, an excellent heat dissipation achieved. Furthermore, the special capillary structure of the steel roll ball is less susceptible to clogging, e.g. often caused by carbonate deposits in alkaline cells in the pores of ceramic stoppers will. This fact makes the innovation as ignition breakdown per

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re für saure und alkalische Akkumulatoren in gleicher Weise geeignet, zumal die Stapfenfüllung auch gsgsn die korrodierende Wirkung saurer und alkalischer Nebel völlig immun ist.re equally suitable for acidic and alkaline batteries, especially since the fillet is also acidic because of the corrosive effect and alkaline mist is completely immune.

In .einer bevorzugten Ausführung ist die Neuerung ein gebräuchlicher BatterieverschluBstopfen mit einem über seiner Bodenöffnung eingelegten korrosionsbeständigen Drahtgewebenetz, auf welches korrosionsbeständige Stahlwolle mit einem Fadendurchmesssr der Größenordnung 10 mm gestapft wird. Die Stahlwolle wird mit einem weiteren Drahtnetz abgedeckt. Die neuerungsgemäße Stahlwallefüllung bewirkt, daß die erforderliche Kettenabbruchreaktion (Gleichung 6) der Gasreaktion an der Stahlwolle stattfindet, d.h. die Stahlwolle wirkt als Dreierstoßpartner (M) der Abbruchreaktion. Im l/ergleich zu einem Sinterkeramikkörper wird mit der Stahlwalle eine vorzügliche Wärmeabführung entlang der Stahlfasern erreicht. Ferner läßt die Stahlwalle die Ladegase ungehindert durch, sie ist außerdem nicht anfällig gegen Verstopfungen, wie sie z.B. aft bei alkalischen Zellen in den Poren von Keramikstopfen durch Karbonatbildung infolge Abscheidung von Laugenebel entstehen. Dieser Umstand macht die Neuerung als Zünddurchschlagsperre für saure und alkalische Akkumulatoren in gleicher Weise geeignet, zumal die Stapfenfüllung gegen die korrodierende Wirkung saurer und alkalischer Nebel resistent ist.In a preferred embodiment, the innovation is a common one Battery sealing plug with an inserted over its bottom opening corrosion-resistant wire mesh on which corrosion-resistant Steel wool with a thread diameter of the order of magnitude 10 mm is stumped. The steel wool is covered with another wire mesh covered. The new steel wall filling causes the necessary chain termination reaction (equation 6) of the gas reaction the steel wool takes place, i.e. the steel wool acts as a three-way partner (M) the termination reaction. Similar to a sintered ceramic body excellent heat dissipation along the steel fibers is achieved with the steel wall. Furthermore, the steel wall leaves the cargo gases unhindered it is also not prone to clogging, such as those caused by alkaline cells in the pores of ceramic stoppers caused by carbonate formation as a result of the deposition of caustic mist. This fact makes the innovation as an ignition barrier for acid and alkaline batteries are equally suitable, especially the Padding is resistant to the corrosive effects of acidic and alkaline mists.

Die neuerungsgemäße Ausführung wirkt gleichzeitig als Nebelabscheider gegenüber den mit kleinsten Flüssigkeitströpfchen beladenen Ladegaaen. Trotz des dadurch bedingten feuchten Zustandes bleibt ihre Funktiansfähigkeit voll erhalten.The new design also acts as a mist separator compared to the loading areas laden with the smallest droplets of liquid. Despite the resulting damp condition, their functionality remains fully received.

Eine erprobte Ausführungsfarm der Neuerung ist in der Figur dargestellt.A tried and tested embodiment of the innovation is shown in the figure.

In den Becher 1 aus säure- und alkalibeständigem Kunststoff ist der Ballen 2 aus korrosionsbeständiger Stahlwolle eingestopft. Ober- und Unterseite des Ballens werden von Drahtgewebenetzen 3 (in der Figur ist nur das obere Netz sichtbar) abgedeckt.The ball is in the cup 1 made of acid- and alkali-resistant plastic 2 stuffed from corrosion-resistant steel wool. Top and bottom of the bale are covered by wire mesh 3 (in the figure is only the upper net visible) is covered.

Den oberen Rand des Bechers 1 umschließt ein Plastikring £f,der zugleich Halterung für den Deckel 5 ist und mit diesem über die Lasche 6 ein zu-The upper edge of the cup 1 encloses a plastic ring £ f, which at the same time Holder for the cover 5 is and with this via the tab 6 a to-

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sammsnhängendas Bauteil bildet. Beim Verschließen des Bechers rastet eine auf der Unterseite des Deckels befindliche ringförmige Wulst
(in der Figur nicht sichtbar) in die Becheröffnung 7 ein.The component forms together. When the cup is closed, an annular bead located on the underside of the lid engages
(not visible in the figure) into the cup opening 7.

Durch die Perforation S das Deckels haben die Ladegase freien Abzug.Through the perforation S in the lid, the cargo gases can be vented freely.

Zur Befestigung des Stopfens auf dem Deckel des Batteriegehäusss ist am Sockel 9 des Bechers eine Bajonettverriegelung 10 vorgesehen.To fix the plug on the lid of the battery case is a bayonet lock 10 is provided on the base 9 of the cup.

- Schutzanspruch -- right to protection -

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Claims

! · R

Protection claim '

Sealing plug for accumulators with external electrolytes, which contains an ignition barrier, characterized in that the cup-shaped plug housing (1) with corrosion-resistant Mesh steel wool (2) between the wire meshes that cover it (3) is filled and is closed with a cover (5) with gas outlet openings (B).

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