Способ сборки теплового химического источника тока

Изобретение относится к электротехнике, может быть использовано при производстве тепловых химических источников. Техническим результатом изобретения является стабилизация электрических характеристик источников тока в условиях воздействия механических нагрузок. Согласно изобретению опрессовку блока электрохимических элементов производят на крышке давлением в диапазоне (30-40) МПа, после чего в спрессованном состоянии измеряют высоту блока и по разнице между глубиной корпуса и высотой блока определяют зазор, который заполняют комплектом асбестовых прокладок, спрессованных тем же давлением, что и блок, при этом фактическая толщина комплекта превышает расчетную на (0,4±0,1) мм. 1 табл.

 

Изобретение относится к электротехнической промышленности, может быть использовано в производстве тепловых химических источников тока.

Известен способ сборки теплового химического источника тока [патент RU 2369944 С2, кл. Н01М 6/36, 10.06.09 г.] путем последовательной укладки электрохимических элементов и пиротехнических нагревателей в блок, поджатия блока упругим элементом и гайкой, закрепления блока на крышке и вставки его в корпус источника тока, по внутренней поверхности которого установлена тепло- и электроизоляция.

Известный источник тока обладает низкой надежностью в работе, особенно при воздействии линейных, ударных и вибрационных нагрузок. Это связано с тем, что упругие элементы при воздействии высоких температур теряют свои упругие свойства, что приводит к расслаблению блока и уменьшению теплового и электрического контакта между элементами блока, а воздействие механических нагрузок может привести к разрушению блока.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам является способ сборки теплового химического источника тока [Ф.И.Кукоз и др. Тепловые химические источники тока. Изд. Ростовского университета, 1989 г., стр.51] путем последовательной укладки в блок таблеток электрохимических элементов и пиротехнических нагревателей, закрепления блока на крышке источника тока, опрессовки, фиксации давления опрессовки с помощью крепежных болтов, стяжек и пружин сжатия, вставки блока в корпус.

Зазор между основанием блока и дном корпуса заполняется теплоизоляцией.

Известный способ сборки обладает существенными недостатками, поскольку фиксация давления опрессовки с помощью крепежных болтов, стяжек и пружин сжатия не обеспечивает стабильность электрических характеристик. При высоких рабочих температурах (450-630°С) указанные металлические крепежные элементы теряют свои прочностные характеристики, а величины линейного расширения больше, чем расширение составляющих блока электрохимических элементов, из-за чего происходит ослабление электрических контактов между электрохимическими элементами. Это приводит к нестабильным электрическим характеристикам, особенно в условиях механических нагрузок, которым подвергается источник тока.

Целью настоящего изобретения является стабилизация электрических характеристик источника тока в условиях воздействия механических нагрузок.

С этой целью предлагается способ сборки теплового источника тока, согласно которому блок электрохимических элементов спрессовывают фиксированным давлением в диапазоне (30-40) МПа, после чего в спрессованном состоянии измеряют высоту блока с крышкой и по разнице между глубиной корпуса и высотой блока определяют зазор, который заполняют комплектом асбестовых прокладок, спрессованных тем же давлением, что и блок электрохимичексих элементов, при этом фактическая толщина комплекта должна превышать расчетную на (0,4±0,1) мм.

Предложенный способ сборки теплового источника тока впервые позволил совместить теплоизоляционные свойства асбестовых прокладок с их упругими характеристиками.

Экспериментально было установлено, что при давлении опрессовки (30-40) МПа асбестовые прокладки сохраняют свои упругие свойства как в процессе хранения в источнике тока, так и в процессе их функционирования, когда температура внутри источника тока находится в пределах (450-630)°С.

При этом давлении не происходит разрушения таблеток электрохимических элементов и пиротехнических нагревателей и обеспечивается надежный тепловой и электрический контакт между ними. При давлении меньше 30 МПа ухудшаются характеристики источника тока за счет уменьшения теплового и электрического контакта между электрохимическими элементами, что приводит к увеличению времени выхода на рабочий режим, а ухудшение электрических контактов приводит к увеличению внутреннего сопротивления в источнике тока и ухудшению его вольтамперных характеристик.

При давлении на блок свыше 40 МПа уменьшается скорость горения пиротехнических нагревателей из-за увеличивающегося теплоотвода в условиях неадиабатического горения, характерного для теплового источника тока, что также приводит к увеличению времени активации источника тока. Превышение фактической толщины комплекта от расчетной на (0,4±0,1) мм определено необходимостью надежного обеспечения давления на блок в интервале (30-40) МПа в процессе хранения источника тока.

Пример конкретного исполнения

В основание сборочного приспособления помещается крышка источника тока с приваренными стяжками. На крышку укладываются теплоизоляционные прокладки и плата с токовыводами и средствами активации. Путем последовательной укладки таблеток электрохимических элементов и пиротехнических нагревателей собирается блок. При завершении сборки на блок укладывается металлическое основание, на которое прикладывается давление на блок силой 35 МПа. Под давлением измеряют высоту блока с крышкой и затем приваривают стяжки к основанию. Стяжки не являются силовым элементом, фиксирующим высоту блока, и служат для возможности совершения технологических операций.

По разнице между глубиной корпуса и высотой блока определяют толщину зазора, который заполняют комплектом асбестовых прокладок. Комплект подбирается из асбестовых прокладок толщиной от 0,3 до 1,0 мм.

Асбестовые прокладки, предназначенные для установки в зазор, предварительно опрессовываются тем же давлением, что и блок электрохимических элементов. При этом определяется средняя толщина одной прокладки, исходя из которой рассчитывают количество прокладок, необходимых для укладки в зазор.

Для оценки технического эффекта были изготовлены два идентичных источника тока на электрохимической системе LiSi/KCl, LiCl/FeS2.

В таблице 1 представлены результаты разряда на нагрузку 38 Ом источника тока, один из которых был собран согласно предложенному техническому решению (образец 1), а во втором давление опрессовки фиксировалось стяжками (по прототипу), образец №2.

Таблица 1
Тип источника тока τвр, с Uмакс, В τp, c
Образец 1 0,50 34,6 478
Образец 2 0,58 33,8 327

В таблице приняты обозначения:

τвр - время выхода на рабочий режим;

Uмакс - максимальное напряжение разряда;

τр - продолжительность работы в секундах до напряжения 23,5 В.

Как видно из таблицы 1, источник тока, изготовленный по предложенному техническому решению, имеет более высокие характеристики разряда.

Способ сборки теплового химического источника тока путем последовательной укладки в блок таблеток электрохимических элементов и пиротехнических нагревателей, закрепление блока на крышке, опрессовки и фиксации давления, установки его в корпус, отличающийся тем, что опрессовку блока на крышке производят фиксированным давлением в диапазоне (30-40) МПа, после чего в спрессованном состоянии измеряют высоту блока и по разнице между глубиной корпуса и высотой блока определяют зазор, который заполняют комплектом асбестовых прокладок, предварительно отпрессованных тем же давлением, что и блок, при этом фактическая толщина комплекта превышает расчетную на (0,4±0,1) мм.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано в производстве тепловых химических источниках тока. .
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при производстве тепловых химических источников тока. .
Изобретение относится к области электротехнической промышленности, в частности к разработке расплавляемых электролитов для химических источников тока на основе солей лития.
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в производстве тепловых химических источников тока. .
Изобретение относится к тепловым химическим источникам тока, приводимым в действие посредством воспламенения пиротехнических элементов от инициирующих пиротехнических полос, расположенных по периферии блока элементов и контактирующих в торцевой части блока с запальным устройством.

Изобретение относится к области резервных химических источников тока и может быть использовано для изготовления теплового источника тока (ТИТ). .

Изобретение относится к электротехнической промышленности, может быть использовано в производстве тепловых химических источников тока. .

Изобретение относится к резервным химическим источникам тока на твердом теле. .
Изобретение относится к тепловым резервным источникам тока (термохимическим батареям), приводимым в действие посредством воспламенения пиротехнических элементов от теплового импульса примыкающих к ним ленточных воспламенителей.

Изобретение относится к устройствам, обеспечивающим преобразование химической энергии экзотермических композиций в электрическую, а более конкретно к высокотемпературным резервным первичным источникам тока одноразового действия.
Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при производстве тепловых литиевых источников тока

Изобретение относится к электротехнической промышленности, может быть использовано в тепловых литиевых источникам тока
Изобретение относится к области электротехнической промышленности, в частности к разработке расплавляемых электролитов для химических источников тока на основе солей лития и калия
Изобретение относится к области электротехнической промышленности, в частности к разработке расплавляемых электролитов для химических источников тока на основе солей лития и калия
Изобретение относится к области электротехнической промышленности, в частности к разработке расплавляемых электролитов для химических источников тока на основе солей лития и калия. Расплавляемый электролит для химического источника тока, включающий метаванадат лития и соли калия, отличающийся тем, что в качестве солей калия содержит бромид и метаванадат, при следующем соотношении компонентов, мас.%: метаванадат лития 33,26…35,20, бромид калия 4,79…7,72, метаванадат калия 57,08…61,11. Снижение температуры и удельной энтальпии плавления расплава указанного электролита позволяет увеличить диапазон его использования в области температур 329-347°С, что позволяет снизить энергозатраты на приведение электролита в рабочее состояние. 1 пр., 1 табл.

Изобретение относится к области энергетики, в частности к разработке составов солей лития, которые могут быть использованы в качестве расплавляемых электролитов для химического источника тока. В целях расширения диапазона концентраций с низкой температурой плавления предложенный состав содержит в качестве соли лития вольфрамат лития при следующем отношении компонентов, мас.%: бромид лития 68,97…71,83; бромид калия 24,84…25,42; молибдат лития 0,47…5,06; вольфрамат лития 0,30…3,10. Предложенный состав обеспечивает повышение работоспособности электролита для химического источника тока в диапазоне температур выше 323-327°С при сравнительно широкой области концентраций используемых компонентов. 3 пр., 1 табл.

Изобретение относится к области электротехники, может быть использовано в производстве тепловых химических источников тока. Технический результат - повышение надежности работы и уменьшение времени выхода на режим. Согласно изобретению корпус теплового химического источника тока содержит два диаметрально расположенных отсека с помещенными в них блоками электрохимических элементов, электрически не связанных друг с другом и получающих инициирующие импульсы от запального устройства, заключенного в цилиндрическую оболочку, открытым концом направленную на рассекатель форса пламени, выполненным в виде треугольной призмы, установленной в центре на металлической перегородке, разделяющей отсеки, при этом острый угол между гранями призмы, обращенный в сторону запального устройства, составляет (70-80)°. Положительный эффект может быть повышен путем выполнения на одном уровне по отношению к основанию корпуса нескольких отсеков. В данном случае рассекатель форса пламени должен иметь форму пирамиды с количеством граней, соответствующих соответствующим количеству отсеков. При этом угол вершины пирамиды, обращенный к запальному устройству, соответствует указанному выше. 1 ил.

Предложенное изобретение относится к тепловым химическим источникам тока (ТХИТ), имеющим плотность энергии порядка 60 Вт·час/кг, которые могут быть использованы для питания электрической энергией автономных приборов и систем. Повышение безопасности, упрощение сборки при одновременном улучшении разрядных характеристик при сохранении необходимой прочности при механических нагружениях заявленного устройства является техническим результатом изобретения. Тепловой химический источник тока содержит блок электрохимических элементов (ЭХЭ) в корпусе с крышкой, внутренней тепло- и электроизоляцией, пиротехнические нагревательные элементы (ПТН) и ЭХЭ, каждый из которых содержит последовательно чередующиеся твердые слои анода, электролита, катода в расчетном количестве, поджатых упругим элементом и снабженных тепло- и электроизоляцией, знакопеременные гермовыводы для соединения с внешним потребителем, систему активации. Каждый слой ЭХЭ и пиротехнических нагревательных элементов выполнен с центральным сквозным отверстием, все ЭХЭ собраны последовательно на центральном изолированном стержне и жестко фиксированном с одной стороны на днище корпуса посредством втулки, а с другой - на крышке корпуса посредством основания, представляющего собой пространственную фигуру в виде плоского круга из нержавеющей стали с опорными лапками. 1 пр., 3 ил., 1 табл.
Настоящее изобретение относится к теплоаккумулирующему составу, включающему фторид лития, бромид лития, бромид калия, при этом для расширения диапазона концентраций с низкой температурой плавления в состав теплоаккумулирующего состава был добавлен молибдат лития, при следующем отношении компонентов, мас.%: Бромид лития 52,75 Бромид калия 45,03 Молибдат лития 0,87 Фторид лития остальное Техническим результатом настоящего изобретения является обеспечение работы при температуре 318 °С в качестве теплоаккумулирующего состава. 5пр., 1 табл.

Изобретение относится к электротехнической промышленности, может быть использовано в производстве тепловых химических источников тока. Согласно изобретению в тепловом литиевом источнике тока между запальным устройством капсюльного типа и пиротехнической полосой Z-образной формы установлен металлический диск диаметром, равным диаметру блока электрохимических элементов, и отверстием в центре диаметром, равным 0,25-0,50 ширины пиротехнической Z-образной полосы. Установка между капсюлем и блоком электрохимических элементов указанного металлического диска с диаметром, равным диаметру блока, и с центральным отверстием позволяет исключить влияние кинетической энергии раскаленных частиц от запального устройства на блок электрохимических элементов и стабилизировать поступление раскаленных газов к пиротехнической полосе с оптимальной стабилизацией, что является техническим результатом заявленного изобретения. 1 ил.
Наверх