Способ контроля герметичности химического источника тока

Способ контроля герметичности химического источника тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электротехнике и касается производства хим. источников тока. Цель изобретения - сокращение продолжительности процесса. Хим. источник тока выдерживают в вакууме и одновременно подвергают вибрации. Скорость проникновения электролита через скрытые микропоры и трещины при этом повышается, вследствие чего достаточно однократной выдержки в вакууме. Следы электролита фиксируют хим.индикаторы.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО. ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ хранения

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4818671/07 (22) 14.02.90 (46) 30,01.92. Бюл. ¹ 4 (71).Ростовский институт инженеров железнодорожного транспорта (72) П.И.Лежнев, А.Г.Бабкин и И;В.Грошев . (53) 621.3.035.13.004.5-762(088.8) (56) Заявка ФРГ № 3531877, кл. Н 01 М 2/32. 1986.

Авторское свидетельство СССР

¹ 987719, кл. Н 01 M 10 f48, 1981.

Авторское свидетельство СССР № 434522, кл. Н 01 M 10/42, 1973. . Авторское свидетельство СССР

¹ 783616, кл. G 01 М 7/00, 1978.

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано .при изготовлении и эксплуатации химических источников тока.

Известен способ обнаружения течи электролита в элементах, заключающийся в том, что на поверхность элементов или ба- . тарей наносят покрытие или слой, состоящий из клеящеro вещества с кислотно-щелочным индикатором. Качество герметизации определяют по реакции электролита с влагой воздуха, Недостаток этого способа заключается в усложнении технологии конструкции элементов и батарей, так как на их поверхность наносят покрытие из клеящего вещества с кислотно-щелочным остатком. Это повышает трудоемкость производства и снижает производительность труда.

Известен также-способ контроля герметичности химического источника тока путем определения интенсивности потери веса,,!Ж,, 1709435 А1 (я)ю Н 01 М 10/48//G- 01 М 3/10 (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ГЕРМЕТИЧНОСТИ ХИМИЧЕСКОГО ИСТОЧНИКА ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике и касается производства хим, источников, тока, Цель изобретения — сокращение продолжительности процесса. Хим, источник тока выдерживают в вакууме и одновременно подвергают вибрации, Скорость проникновения электролита через скрытые микропоры и трещины при этом повышается, вследствие чего достаточно однократной выдержки в вакууме. Следы электролита фиксируют хим.индикаторы. контролируемого источника после его при трех .разных температурах по срав нению с интенсивностью потери его веса при хранении в нормальных условиях. Недостатками этого способа являются сложность осуществления и длительность процесса контроля.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ контроля герметичности химического источника тока путем многократной (3-5-разовой) выдержки испытуемого образца в вакууме при продолжительности выдержки 0,2-1,5 ч, с паузами между вакуумированием 1,0-0,5 ч, и последующей фиксации на поверхности следов электролита с помощью химического индикатора, например спиртового раствора фенолфталеина.

Недостатком способа является большая длительность процесса, достигающая 10 ч, что снижает производительность контроля.

Это объясняется тем, что многократно (3-5

1709435

35

45 электролит проникает на поверхность из внутренней полости. 50

При совмещении операций вэкуумиро55 раз) осуществляют выдержку испытуемого . образца в вакууме в течение 0,2 — 1,5 ч, а между выдержками в вакууме делают паузу в течение 0,1 — 0,5.

Цель изобретения — сокращение длительности процесса контроля герметичности, Указанная цель достигается тем, что в способе контроля герметичности химического источника тока путем выдержки его в вакууме и последующей фиксации на поверхности следов электролита с помощью химического индикатора, во время выдержки в вакууме осуществляют вибрацию испытуемого образца с частотой, равной 0,01-0,5 собственной частоты колебаний его электродов; амплитудой перемещения, составляющей 0,5 — 1,5 толщины стенок корпуса исп ытуемого образца, и длительностью вибрации, равной 0,1-100 с.

В предлагаемом способе одновременно с выдержкой в вакууме испытуемый образец подвергают вибрации с заданными параметрами частоты, амплитуды и длительности, исключающими разрушение испытуемого источника.

С целью проверки химических источников тока на механическую прочность, например при эксплуатации в космических летающих аппаратах, на самолетах, на транспорте, их подвергают вибрации с параметрами, при. которых они могут оказаться в условиях эксплуатации. Такие испытания проводят выборочно. а изделия, подвергнутые вибрации, к эксплуатации не допускают.

В предлагаемом способе вибрацию применяют с сохранением эксплуатационных свойств испытуемых образцов. Для этого устанавливают облегченные параметры вибрации.

Сокращения длительности процесса контроля герметичности химического источника тока достигается эа счет того, что в процессе вибрации испытуемого образца увеличивается скорость" перемещения электролита в микропорах сварных швов или узлов уплотнения борнов, через которые вэния и вибрации под действием разности давлений между внутренней полостью испытуемого образца и вакуумом скоростью проникновения электролита через скрытые микропоры, трещины повышается, а в результате этого отпадает необходимость повторять выдержку в вакууме 3-5 раз. При совмещении вибрации и вакуумирования достаточно однократной выдержки в вакуу5

25 ме вместо 3 — 5-разовой в известном способе, что и обеспечивает сокращение длительности процесса.

Известно, что форма и спектр вибрационных процессов зависят от параметров вибрации, К ним относятся: амплитуда перемещений, ускорение, скорость и частота, В диапазоне частот до 100 Гц обычно измеряют амплитуду перемещения, а на частотах вибрации более 100 Гц — амплитуду виброскорости, Задача заключается в выборе параметров вибрации: частоты, амплитуды и длительности.

Как всякое механическое устройство, химический источник тока любого типа имеет собственную частоту колебания fo. Известно, что, если подвергнуть устройство механическим колебаниям с частотой, равной его собственной частоте. то наступает резонанс, при котором изделие может разрушиться. Д".я исключения разрушения изделия при вибрации необходимо знать в нем наиболее слабые узлы. В химических источниках тока наименьшую механическую прочность имеют электроды. Поэтому для исключения резонанса в процессе вибрации при проверке испытуемых химических источников тока на герметичность в предлагаемом способе частоту вибрации выбирают меньшей частоты собственных колебаний электродов в пределах от 0,01fo до 0,5fo. Нижний предел 0,01fo, где fp — частота собственных колебаний электродов испытуемого образца, обусловлен тем, что при малых частотах собственных колебаний электродов, например при fo = 0,01 Гц, частота вибрации получается столь малой, что теряется эффект ускорения перемещения электролита в микропорах корпуса или сварных швов. Верхний предел 0,5fp ограничен двухкратным запасом по частоте относительно резонансной.

Амплитуду вибрации рассчитывают, исходя иэ толщины сварных швов корпуса испытуемого химического источника тока, Нижний предел амплитуды виброколебаний, равный 0.5 д, где д — толщина стенки корпуса сосуда испытуемого образца, ограничивается тем, что при амплитуде вибрации, меньшей 0.5 д . за период колебаний электролит в микропорах может не достигнуть поверхности.

Верхний предел амплитуды 1;5д ограничивается 2 — 3-кратным запасом прочности материала корпуса при рабочем давлении газов внутри испытуемого химического источника тока, Длительность вибрации рассчитывают, исходя из того, что 10-кратное колебание

1709435

Формула изобретения

Способ контроля герметичности химического источника тока путем выдержки его в вакууме и последующей фиксации на поверхности следов электролита с помощью химического индикатора, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что. с целью сокращения продолжительности процесса, во время выдержки в вакууме осуществляют вибрацию испытуемого образца с частотой, равной 0,01 — 0,5 собственной частоты колебаний его электродов, с амплитудой перемещения, соответствующей 0,5 — 1,5 толщины стенок корпуса испытуемого образца, и длительностью вибрации, равной 0,1-100 с.

Составитель А.Бабкин

Техред М. Моргентал

Редактор Э,Слиган

Корректор А.Осэуленко

Заказ 432 Тираж Подписное

ВНИИПИ Гасударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 (вибрация) испытуемого образца при нали-. чии в его корпусе скрытых микропор, микротрещин в условиях вакуума окружающей среды в полной мере обеспечивает проникновение электролита из внутренней поло- 5 сти испытуемого образца на его поверхность.

Минимальное время однократного колебания на нижнем пределе частот вибрации, равном 0,01 Гц, составляет 10

Т = — = — =100с.

1 1

f 0,01

10-кратное колебание на этой частоте длится 1000 с. При увеличении частоты вибрации период колебаний уменьшается. Для 15 частоты 100 Гц 10-кратное колебание длится 0,1 с. Поэтому диапазон практической длительности вибрации от 0,1 с до 100 с охватывает практически весь диапазон массогабаритных показателей химических ис- 20 точников тока от малой (0,001 А ° ч) до большой (2000 А ч) емкости.

Способ осуществляют следующим образом.

При проверке герметичности аккумуля- 25 торов НКГ-10Д рассчитывают собственную частоту колебаний электродов. Получают резонансную частоту электродов, равную

263 Гц. Толщина стенок корпуса аккумуляторов равна 0,8 мм, Исходя из этих расчет- 30 ных данных, задают следующие параметры вибрации: частоту 26 Гц, амплитуду колебаний 0.5 мм и длительность вибрации 10 с, Загружают 10 аккумуляторов контрольной партии и один с дефектом (негерметич- 35 ность) в вакуум-камеру, размещенную на вибростенде. Создают в вакуум-камере давление 100 Па. Производят вибрацию с частотой 26 Гц, амплитудой 1,0 мм в течение 10 с. 4,0

Прекращают вибрацию, разгерметизируют вакуум-камеру. выгружают испытуемые образцы из вакуум-камеры и проверяют спиртовым раствором фенолфталеина наличие электролита на наружной поверхности корпусов испытуемых аккумуляторов. Контрольные аккумуляторы показали отсутствие течи электролита, а испытуемый — наличие течи.

Технико-зкономическая эффективность предлагаемого способа заключается в сокращении времени испытаний и может быть оценена следующим образом.

Минимальная продолжительность испытаний при 3-кратной выдержке в вакууме по известному способу составляет: тп!мин = ф + тп ) х 3 = (0,2 ч + 0,1 ч) х 3 = 0,9 ч = 54 мин = 3240 с, где r> — длительность вакуумирования; тп — длительность паузы между выдержками в вакууме.

Максимальная продолжительность испытаний при 5-кратной выдержке в вакууме по известному способу составляет: tn/ìàKñ =

=ф, + г„) х 5 = (1,5 ч + 0,5 ч)к 5 = 6 ч = 360 мин = 21600 с.

В предлагаемом способе максимальная продолжительность вибрации в вакууме составляет 100 с. По сравнению с известным способом это в.216 раз меньше.