SE445405B - Ventilerande skyddsanordning for elektrokemiska stromkellor - Google Patents

Description

_ i *zzazøoasz-eo För möjliggörande av bekväm ihällning av elektrolyten i _icke-hermetiskt avtätade elektrokemiska strömkällor, för förhindran- de av att elektrolyten stänker ut därifrån och för att skydda den från främmande föremål som kan komma in i elektrolyten används ven- tilerande skyddsanordningar. _ _ För närvarande är en-förfining av förefintliga strömkällor utan en förfining av deras ventilerande skyddsanordningar omöjlig.

De ventilerande skyddsanordningarna.innefattar följande huvudkomponenter: . u 7 1 7 7 - en-ihålig cylinder med en ände utförd för förbindning av cylindern med den elektrokemiska strömkällans kärl, - ett lock som tillsluter cylinderns öppning, - en fjäder för fixering av locket i öppet och slutet läge.

'Den ventilerande skyddsanordningen kan vara tillverkad av metall, polymermaterial eller en kombination av metall och poly- mermaterial. 7 I -Känd är en ventilerande skyddsanordning av metall för -Ken ickerhermetiskt avtätad elektrokemisk cell som innehåller en relativt kort cylinder tillverkad genom dragning av materialet för locket till cellkårlet, en.konsol med två axlar som är fästa vid cellkärlets lock, ett lock som år svängbart fäst vid en av konsol- axlarna, och en hårnålliknande torsionsfjäder som är fäst vid den andra konsolaxeln (jämför M.A. Dasojan m f "Production of electric storage batteries", Moskva 1970, sid 359, fig 185).

Vid denna ventilerande skyddsanordning är den ihåliga ey-D lindern tillverkad genom dragning av materialet för cellkärlets lock.

Detta gör det tekniskt omöjligt att framställa en ihålig cylinder med lämplig höjd som undanröjer möjligheten för utstänkning av elektrolyt från ackumulatorn särskilt vid laddning av den senare då gasavgivningen är kraftig. 7 Med en sådan relativt kort ihålig cylinder, kan en för- höjd avgång av elektrolyt och dess ånga observeras. Detta leder, särskilt vid icke-hermetiskt avtätade alkaliska celler till en inten- siv bildning av strömledande salter på torsionsfjädern, vilken för- lorar sina egenskaper och icke ger tillförlitlig tillslutning av öppningen i den-ihåliga cylindern medelst locket under laddningen.

Dessutom ökar sannolikheten för bildande av strömledande salter på cellens utsida, vilket, såsom påpekats ovan, ger upphov till läckströmmar och kortslutning mellan invid varandra belägna 8200652--9 celler i batteriet.

Följaktligen är de batterier som innefattar den ovan be- skrivna ventilerande skyddsanordningen icke helt tillförlitliga.

För att minska utstänkningen av elektrolyt från icke- hermetiskt avtätade elektrokemiska strömkällor används ventilerande skyddsanordningar med långa ihåliga cylindrar.

Känd år en ventilerande skyddsanordning av metall som innefattar en lång ihålig cylinder med en ände utförd för förbind- ning med cellkärlet, ett lock med en rörlig ventil oavtätad med en ring, en U-formad konsol med två svängtappar fästa vid kärlet, samt en hårnålsliknande torsionsfjäder för fixering av locket.

Locket är fastgjort vid en av konsoltapparna, under det att fjädern är fastgjord vid den andra svängtappen (jämför ryska uppfinnar- certifikatet 393 785).

Under arbetsförloppet för den icke-hermetiskt avtätade elektrokemiska strömkälla som är försedd med den ovan beskrivna ven- tilerande skyddsanordningen, hindrar de strömledande salterna som bildats på ventilens rörliga komponenter en tät tillslutning av den ihåliga cylinderns öppning medelst locket och minskar de tillförlit- ligheten av själva ventilens arbete.

Ett otätt tillslutet lock utesluter icke sannolikheten för utstänkning av elektrolyt från den icke-hermetiskt avtätade elektro- kemiska strömkällan, vilket minskar dess tillförlitlighet såsom på- pekats ovan.

Denna ventilerande skyddsanordning består av ett stort antal komponenter av metall. Detta medför en hög arbetsförbrukning och monteringssvårigheter såväl som en stor metallåtgång vid denna konstruktion.

Dessa nackdelar är delvis undanröjda vid en annan känd ventilerande skyddsanordning för icke-hermetiskt avtätade elektro- kemiska strömkällor som i idé-hänseende ligger mycket nära före- liggande uppfinning och används som prototyp.

Denna anordning innefattar en ihålig cylinder med en ände utförd för förbindning med kärlet för den elektrokemiska ström- källan, en list utförd längs cylinderns hela omkrets på dess ut- sida, en konsol som är anordnad på cylinderns utsida med spelrum till listen, två halvaxlar på konsolen, en på vardera sidan av denna i tvärsnittsplanet för cylindern, ett stopporgan utformat som ett knä som är beläget nedanför konsolen och fast sammankopplat med kon- solen medelst sin vertikala arm, varvid stopporganets stödyta (hori- . 812011652-*9 sontella arm) är anordnad mellan listen och konsolen samt uppvisar ett spelrum till listen.

Anordningen innefattar dessutom ett lock med öron ut- formade som halvringar. Locket är svängbart fäst på den sida av cylinderns ändyta som är belägen mittemqt den ände som är förbunden med ackumulatorkärlet. Monterad på den locksida som vetter mot cy- linderns ändyta finns en flytande ventil med en vikt inuti. Genom .ventilen med vikten sörjes för en-hermetisk avtätning av den ven- tilerande skyddsanordningen, ett bestämt övertryck däri samt gas- avgång från den elektrokemiska strömkällan då trycket stiger.

Dessutom innefattar den ventilerande skyddsanordningen en .L-formad fjäder av metall för fixering av lockets läge och med en ände som sticker in i spelrummet mellan stopporganets stödyta och listen nedan den andra änden av fjädern är anordnad parallellt med den ihåliga cylindern alldeles intill densamma och icke skjuter upp ovanför det slutna lockets yta.

Alla komponenterna hos den ventilerande skyddsanordningen utom fjädern är tillverkade av polymermaterial genom gjutning, vari- genom sålunda den mängd metall som erfordras för den elektrokemiska strömkällan som helhet minskas (katalogen av SAFT & "Nickel-oadmium storage batteries type KFM and KPMK", Nr 1135-12-70, 1970, Frank- rik6).1 Monteringen av denna ventilerande skyddsanordning inne- fattar: g " - installation av vikten i ventilen, - montering av ventilen i locket, - anbringande av locket i horisontellt läge på konsolens axlar medelst örona, och - installation av fjädern.

Den hopsatta ventilerande skyddsanordningen installeras i kärlet.

Den konstruktion av den ventilerande skyddsanordningen som här ovan diskuterats utmärker sig av komplexitet och ett stort antal komponenter. Som ett resultat, blir installationen av.anord- ningen arbetsförbrukande.

'Det huvudsakliga syftet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en ventilerande skyddsanordning För icke-hermutinkt avtätade elektrokemiska strömkällor, vid vilken stopporganet och fjädern för fikering av locket i läge bör vara tillverkade så och fjädern bör kontakta stopporganet på ett sådant sätt att den ven- 8200652-9 tilerande skyddsanordningens konstruktion och dess installation för- enklas som helhet.

Detta syfte uppnås med den ventilerande skyddsanordningen enligt föreliggande uppfinning, vilken utmärker sig av att stopp- organet skjuter upp ovanför den ihåliga cylinderns övre begräns- ningsyta och är belägen på ett avstånd från cylinderns axel som är större än avståndet från svängtapparna till cylinderns axel, och att locket är försett med ett organ som används för att låsa fjädern och är anordnat mellan cylinderns övre begränsningsyta och stopp- organets stödyta.

Användningen av stopporganet och organet för fästande av fjädern gör det möjligt att utnyttja en planparallell platta som fjäder. En sådan platta är ytterst lätt att tillverka och till- förlitlig l drift, sörjer för tillförlitlig fixering av locket i öppet och slutet läge samt tillförsäkrar följaktligen ett tillför- litlígt arbete av den icke-hermetiskt avtätade elektrokemiska ström- källan som helhet.

Dessutom gör användningen av den planparallella plattan som fjäder det möjligt att förenkla konstruktionen av den ventileran- de skyddsanordningen som helhet och följaktligen dess installation.

Enligt en av utföringsformerna av den ventilerande skydds- anordningen enligt uppfinningen är det lämpligt, att organet för fästande av fjädern är utformat med ett säte med en i locket utförd slits. I Organet för fästande av fjädern tillverkat som ett säte med slitsen i locket är det mest enkla sett ur tillverknings- och installationssynpunkt och är det mest tillförlitliga vid drift, eftersom sätet med slitsen förhindrar all förskjutning av fjädern åt endera sidan.

Uppfinningen beskrives närmare nedan under hänvisning till bifogade ritning, på vilken fig 1 visar en sidovy, delvis i längdsnitt, av en ventilerande skyddsanordning för icke-hermetiskt avtätade elektrokemiska strömkällor enligt föreliggande uppfinning, fig 2 visar en perspektivvy av ett lock till anordningen i fig 1, fig 3 visar en sidovy, delvis i längdsnitt, av en annan utförings- form av anordningen enligt uppfinningen, och fig 4 visar en per- spektivvy av ett lock till anordningen i fig 3.

Såsom framgår av fig 1 innefattar den ventilerande skydds- unordniugen För Icke-Hermetiskt avtätndo »lektrokemiska strömkällor enligt uppfinningen en ihålig cylinder med en ände 2 tillverkad i sznnssz-91 6 form av en plugg för åstadkommande av en enkel och snabb förbindning av cylindern med den elektrokemiska strömkällans (icke visade) kärl. _ J ' _ Ett annat utförande av den ihåliga cylinderns 1 ände 2 är även möjligt. Till exempel kan änden 2 vara tillverkad med en form som lämpar sig för (icke visad) bajonettkoppling.

Den ihåliga cylinderns 1 mantelyta 3 är försedd med en konsol Ä med två svängtappar 5, vilka är belägna en på vardera sidan av konsolen i tvärsnittsplanet för cylindern 1.

Konsolens H yttre begränsningsyta 6 är parallell med cylinderns 1 axel och svängtapparna 5. 0 Fast förbundet med konsolen H är ett stopporgan 7, som är tillverkat i form av ett utsprång på konsolen Ä och har rek- tangulär form i tvärsnittsplanet för cylindern 1 och en krökt stöd- yta 8. Även andra.utföringsformer av stopporganet 7 är möjliga.

Till exempel kan stopporganet 7 vara tillverkat som en (icke visad) cylinder_elleI*kon med sfärisk stödyta 8.

Stopporganet 7 skjuter upp ovanför cylinderns 1 övre be- gränsningsyta 9 och är belägen på ett avstånd L1 från cylinderns 1 axel som år större än avståndet_Lg från svängtapparna 5 till cy- linderns 1 axel. eCylindern 1 med konsolen B, svängtapparna 5 och stopp- organet 7 tillverkas av ett polymermaterial genom gjutning. Detta . minskar totalt den mängd metall som används vid den elektrokemiska strömkällan.

Cylindern 1 med organen H; 5, 7 kan naturligtvis även vara tillverkade av metall.

Den ventilerande skyddsanordningen enligt föreliggande uppfinning innefattar dessutom ett lock 10 (fig 1, 2) med tvâ vin- kelrätt mot lockets 10 plan anordnade_öron 11 (fig 1). 0 I varje öra 11 är utfört ett hål 12 och en radiell slits 13, vilka används för svängbar montering av locket 10 på tapparna 5 på konsolen H vid sidan av dess yttre begränsningsyta 9. gGenom de radiella slitsarna 13 underlättas anordnande av locket 10 på svängtapparna 5.

Locket 10 som visas i fig 2 är tillverkat av samma mate- rial som cylindern 1 och har oval form; f' ' i Locket 10 är utfört med en utstående kant 1Ä (fig 1) för att man bekvämt skall kunna öppna och tillsluta cylinderns 1 öpp- 9200652-9 ning medelst locket 10 då den ventilerande skyddsanordningen används.

En konformad vårta 16, vars spets sträcker sig in i cylin- dern 1, är anordnad på lockets 10 undersida 15, vilken är vänd mot cylinderns övre begränsningsyta 9, för tillförsäkrande av att den elektrolyt som avgår som gas vid laddningen av den icke-hermetiskt avtätade elektrokemiska strömkällan i form av droppar âterförs till elektrolyten. 8 'j Såsom framgår av fig 1 och 2 är locket 10 försett med ett organ 17 som används för att fästa en fjäder 18, som fixerar locket 10 i öppet och slutet läge samt står i kontakt med stopporganets 7 stödyta 8 med sin ena ände 19 (fig 1) och med locket 10 med sin andra ände 20.

Organet 17, som används för att fästa fjädern 18, är anord- nat mellan cylinderns 1 övre begränsningsyta 9 och stopporganets 7 stödyta 8. Genom en sådan konstruktion åstadkommas ett extra tryck på locket 10 av fjädern 18 i dess slutna läge.

Såsom framgår av fig 1 och 2 består organet 17 av ett i locket 10 upptaget säte 21 och ett T-format utsprång 22, vars bas är belägen i sätets 21 plan.

Sätet 21 förhindrar all förskjutning av fjädern 18 åt hö- ger eller vänster med avseende på lockets 10 plan, medan däremot utsprånget 22 förhindrar all förskjutning av fjädern 18 framåt eller bakåt. Detta gör det möjligt att tillförlitligt fixera lägena av locket 10 medelst fjädern 18.

Sätets 21 plan (fig 1) ligger på ett avstånd a från öron- hålens 12 geometriska axel som är lika med avståndet b mellan sväng- tapparnas 5 geometriska axlar och konsolens U yttre begränsningsyta. 6.

En sådan konstruktion ger en tillförlitlig fixering av locket 10 i öppet läge medelst fjädern 18. Även andra utföranden av organets 17 utsprång 22 är möj- liga. Till exempel kan utsprånget 22 vara utformat som en (icke visad) stympad kon eller pyramid - emellertid bör utsprångets 22 bas, som är beläget i sätet 21, alltid ha ett tvärsnitt som är mindre än den del av utsprånget 22 som är beläget nedanför sätet 21.

Fjädern 18 framställs som en planparallell metallplatta genom sänksmidning. Den planparallella meballplattan är den mest tillförlitliga under drift och den enklaste att tillverka.

Fjädern 18 kan även vara tillverkad av ett polymermateríal.

I fjäderns 18 ände 20 är utförd en rektangulär slits 23 dazaoesz-9¿ 8 (fig 2), som används för fästande av fjädern 18 vid locket 10 medelst _utsprånget 22.

Slitsen_23 kan beroende på utsprångets 22 form ha vilken form som helst.

W Genom att använda fjädern 18 (fig 1) som den platta som trycker och fixerar locket 10 i det slutna läget erhålls ett (icke visat) konstant spelrum i området för örona 11, mellan cylinderns 1 övre begränsningsyta 9 och lockets 10 undersida 15 beroende på toleransen för lockets 10 svängförbindning med tapparna 5 på cylin- derkonsolen Å. De gaser som bildas i elektrolyten, då den Glektro- kemiska strömkällan laddas, lämnar strömkällan utan hinder genom detta spelrum. Detta gör det möjligt att ladda strömkällan med den ventilerande skyddsanordningen tillsluten för förhindrande av ut- stänkning av elektrolyt. ' 7 Enligt föreliggande uppfinning är även andra utföranden av organet 17, som används för fästande_av fjädern 18 vid den ven- tilerande skyddsanordningens 1ock 10 möjliga.

Fig 3, 4 visar den ventilerande skyddsanordníngen försedd med en av de möjliga utföringsformerna av organet 17, som används 'för att fästa fjädern 18 på locket 10. I dessa fíg 3, H betecknar samma hänvisningsbeteckningar samma delar som i fig 1.

Organet 17, som används för att fästa fjädern 18, ut- görs av sätet 21 och en i locket 10 utförd slits 24. Ett sådant ut- förande av organet 17 är det enklaste ur både produktions- och in- stallationssynpunkt och är det mest tillförlitliga under drift.

Enligt denna utföringsform av organet 17 är fjäderns 18 ände 20 införd i sätets 21 slits 2U, medan däremot fjäderns 18 ände 19 uppbäres av stopporganets 7 stödyta 8. I 7 I Monteringen av den ventilerande skyddsanordningen för icke-hermetiskt avtätade elektrokemiska strömkällor sker på följande sätt: Om organet 17 (fíg 1, 2) utgörs av sätet 21 och utsprånget 22, insättes fjäderns 18 ände 20 genom slitsen 23 under utsprånget 22.

Om organet 17 (fig 3, Ä) utgörs av sätet 21 med slitsen QU, insättas Fjäderns 18 ände 20 i sätets P1 slits 2U.

Locket 10 (fig 1, 5) fjädern 18 med fäst därpå i vertikalt läge fastspännes på cylinderns 1 svängtappàr 5 genom de radiella s1icsarna_13 1 örona 11.

Den hopsatta ventilerande skyddsanordningen monteras i 8200652-9 9 fiet ißke Vißäfie) kärlet för den icke-hermetiskt avtätade elektro- kemiska strömkällan med hjälp av cylinderns 1 ände 2.

Ovanstående beskrivning av arbetssättet för och konstruk- tionen av den föreslagna ventilerande skyddsanordningen bekräftar minskningen i arbetsförbrukningen och kcmplexiteten vid dess montering.

Vid den monterade ventilerande skyddsanordningen berövar organet 1? (fig 1, 3), som används för fästande av fjädern 18 på locket 10, i kombination med stopporganet 7, som är fast förbundet med cylinderns 1 konsol H, fjädern 18 friheten och åstadkommer ovannämnda tryck på och fixering av locket 10 i slutet läge.

Då locket 10 befinner sig i sitt slutna läge, försöker den under utsprånget Bå (fig 1) eller i slitsen 24 anordnade fjädern 18 att räta ut sig vid den till stopporganets 7 stödyta 8 upplyfta änden 19, varvid locket 10 tillförlitligt trycks mot cylinderns 1 övre begränsningsyta 9 av fjäderns 18 ände 20.

Då locket 10 befinner sig i sitt (icke visade) öppna läge, är det icke öppnat mer än 900, eftersom fjäderns 18 plan som är vänd mot locket 10 liggerj_1inje med konsolens N yttre begränsninge- yta 6, vilket förhindrar ytterligare rotation av locket 10.

Locket 10 stänger icke oavsiktligt på grund av att de ovan- nämnda planen sammanfaller med det plana läge som fjädern 18 vill intaga,varför en viss kraft måste påläggas för tillslutning av locket 10.

Den föreslagna ventilerande skyddsanordningen för den icke-hermetiskt avtätade elektrokemiska strömkällan utmärker sig av en enkel konstruktion som innefattar endast tre komponenter och enkel montering som endast innefattar tvâ steg samtidigt som den sörjer för en tillförlitlig fixering av locket i öppet och slutet läge, vilket i sin tur möjliggör en bekväm påfyllning av elektrolyten, vilket sker särskilt ofta vid alkaliska ackumulatorer, och förhindrar utstänkning av elektrolyten från den icke~hermetiskt avtätade elektrokemiska strömkällan, även under dess laddning, då en intensiv gasutveckling sker i cellen, Föreliggande uppfinning kan med största framgång användas vid icke-hermetiskt avtätade alkaliska ackumulatorer.

Claims (1)

1. 820-0652-9 10. P a t e n t k r a v Ventilerande skyddsanordning för icke-hermetiskt avtätade elek- V*trokemiska strömkällor, innefattande en ihålig cylinder (l), vars ena ände (2) är avpassad för förbindning av cylindern (l) med ström- källans kärl, en konsol(4) på cylinderns (1) mantelyta (3), två svängtappar (5) på konsolen (4) en på vardera sidan av konsolen i cy- linderns (1) tvärsnittsplan, ett stopporgan (7) som är fast förbundet med konsolen (4), ett lock (10) med öron (11) som är svängbart mon- terat på_konsolens (4) svängtappar (5) och anordnat vid sidan av cy- linderns (1) övre begränsníngsyta (9) mittemot den ände (2) av cy- lindern som kan förbindas med strömkällans kärl, och en tryckfjäder (18) för fixering av locket (10) i öppet och slutet läge, varvid fjäderns ena ände (19) står i kontakt med stopporganet (7) och dess andra ände (20) med locket (10), k ä n n e t e c k n a d a v att stopporganet (7) skjuter upp ovanför den ihåliga cylinderns (1) övre begränsningsyta (9) och är belägen på ett avstånd (Ll) från cylin- derns axel som är större än avståndet (Lz) mellan svängtapparna (5) och cylinderns (l) axel, och att tryckfjädern (18) har formen av en platta, varvid kontaktytan mellan fjädern G8) och locket (10) är be- lägen på cylinderns (1) axel mellan cylinderns övre begränsningsyta (9) och stopporganets (7) stödyta (8).