Способ сборки герметичного химического источника тока

Реферат

 

Использование: производство цилиндрических химических источников тока. Сущность изобретения: в металлический корпус устанавливают разнополярные электроды, разделенные сепаратором, и пластмассовую прокладку. Кромку крышки загибают на угол 10 - 45o к плоскости крышки, затем устанавливают крышку в корпус на пластмассовую прокладку и завальцовывают кромку корпуса на пластмассовую прокладку и кромку крышки с помощью штампа до образования после извлечения из штампа угла между загнутыми кромками крышки и корпуса, равного 1 - 5o. Это повышает надежность герметизации, предотвращая вытекание электролита. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при изготовлении герметичных химических источников тока, в частности щелочных аккумуляторов цилиндрической формы.

Известен способ сборки герметичных химических источников тока путем помещения в корпус разнополярных электродов, разделенных сепаратором, электролита, пластмассовой прокладки, крышки и завальцовки кромки корпуса на прокладку и периферийный участок крышки [1] Особенностью этого способа является то, что при завальцовке периферийный участок крышки является плоским.

Недостатком такого способа сборки герметичных аккумуляторов является то, что деформация пластмассовой прокладки между плоской кромкой крышки и загибаемой кромкой корпуса оказывается недостаточной для обеспечения надежной герметизации, что проявляется в течи электролита. Это является следствием того, что при таком способе прокладка обжимается только со стороны кромки корпуса.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ сборки герметичного химического источника тока путем помещения в корпус разнополярных электродов, разделенных сепаратором, электролита, установки пластмассовой прокладки, крышки с предварительно загнутой кромкой и завальцовки кромки корпуса на прокладку и загнутую кромку крышки [2] Особенностью способа является то, что завальцовка кромки корпуса производится на кромку крышки, предварительно загнутую и прижатую к плоскости крышки или к поверхности кромки колпачка клапана.

При таком способе сборки герметичность источника тока несколько улучшается за счет удвоения толщины крышки вследствие ее загиба, в результате чего увеличивается часть пластмассовой прокладки, находящейся между кромкой крышки и стенкой корпуса и подвергающаяся уплотнению при завальцовке. Однако и в этом случае прокладка обжимается только со стороны кромки корпуса и надежность герметизации оказывается недостаточной, что проявляется в течи электролита у значительного количества источников тока.

Задача, которую решает предлагаемое изобретение, заключается в создании способа сборки источников тока, позволяющего повысить надежность герметизации и ликвидировать брак из-за течи электролита. Решение поставленной задачи состоит в том, что в известном способе сборки герметичного химического источника тока путем помещения в корпус разнополярных электродов, разделенных сепаратором, электролита, установки пластмассовой прокладки, крышки с предварительно загнутой кромкой и завальцовки кромки корпуса на прокладку и загнутую кромку крышки с помощью штампа, предварительный загиб кромки крышки выполняют таким образом, что между загнутой кромкой и крышкой образуется угол равный 10 45o, а при завальцовке в штампе кромку крышки дополнительно загибают таким образом, что после извлечения источника тока из штампа между загнутыми кромками крышки и корпуса образуется угол равный 1 5o.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что предварительный загиб кромки крышки выполняют таким образом, что между загнутой кромкой и крышкой образуется угол равный 10 45o, а при завальцовке в штампе кромку крышки дополнительно загибают таким образом, что после извлечения источника тока из штампа между загнутыми кромками крышки и корпуса образуется угол равный 1 - 5o. Таким образом, заявляемый способ соответствует уровню патентоспособности изобретений "новизна". Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить аналогичных в общедоступных источниках, что позволяет сделать вывод о том, что предложенное решение соответствует уровню патентоспособности изобретения "изобретательский уровень".

На чертеже представлен поперечный разрез цилиндрического химического источника тока, где 1 корпус источника тока с завальцованной кромкой 2; 3, 4 электроды; 5 сепаратор; 6 крышка с загнутой кромкой 7; 8 пластмассовая прокладка.

Кромка 2 загнута под углом к стенке корпуса 1 равным 110o, кромка загнута под углом b к плоскости крышки равным 23o. Таким образом между кромкой корпуса и кромкой крышки образован угол 3o.

В металлический корпус 1 устанавливаются разноименные электроды 3, 4, сепаратор 5 и пластмассовая прокладка 8. Затем устанавливается крышка 6, у которой предварительно загибается кромка 7 на угол b равный 30o. Собранный таким образом источник тока помещается в штамп для завальцовки, в котором производится загиб кромки 2 корпуса и кромки 7 крышки до такой степени, что после извлечения источника тока из штампа угол g между кромкой корпуса и его стенкой становится равным 110o, а угол b между кромкой крышки и плоскостью крышки равным 23o. В результате этого между загнутыми кромками 2 и 7 образуется угол a равный 3o. При этом происходит уплотнение прокладки 8 между кромками 2 и 7, причем обжимающие усилия передаются на прокладку как со стороны кромки корпуса, так и со стороны кромки крышки. Благодаря этому предотвращается возможность появления зазоров между поверхностью прокладки и кромками корпуса и крышки и достигается надежная герметизация источника тока.

Пример 1. В качестве примера был изготовлен цилиндрический никель-кадмиевый аккумулятор емкостью 0,6 А. ч. Часть деталей корпус из стали 08ПС диаметром 15 мм, с толщиной стенки 0,4 мм, ламельные электроды, полиамидная прокладка толщиной 0,7 мм, сепаратор из нетканного полипропилена - были взяты от серийного аккумулятора ЦНК-0,6, выпускаемого производством АООТ АК "Ригель". После размещения в корпусе электродов, сепаратора, прокладки и заливки электролита раствора КОН сверху устанавливали металлическую крышку из стали 08ПС, которая первоначально имела форму плоского диска толщиной 0,5 мм. Предварительно у крышки в специальном штампе загибали кромку под углом 30o к плоскости крышки. Собранный таким образом аккумулятор помещали в штамп для завальцовки. При выполнении операции завальцовки кромку корпуса и кромку крышки загибали до такой степени, что после извлечения из штампа между кромкой корпуса и его стенкой образовывался угол 110o, а между кромкой крышки и ее плоскостью 23o. При этом между кромкой корпуса и крышкой образовался угол 3o, что обеспечило сжатие пластмассовой прокладки и отсутствие зазоров между поверхностями корпуса, прокладки и крышки в узле герметизации. Испытания показали, что течь электролита у источника тока отсутствует.

Пример 2. Был изготовлен опытный образец источника тока таким же образом, как в примере 1. Отличие состояло в том, что завальцовка была выполнена до такой степени, что после извлечения из штампа кромка корпуса оказалась загнутой на угол 98o, а кромка крышки до угла 9o. (Предварительный загиб кромки крышки составлял 10o). В результате между кромками крышки и корпуса образовался угол равный 1o. Испытания показали отсутствие течи электролита в узле герметизации.

Пример 3. Был изготовлен опытный образец источника тока таким же образом, как в примере 1. Отличие состояло в том, что предварительный загиб кромки крышки составил 45o. Завальцовка была выполнена таким образом, что после извлечения из штампа кромка крышки оказалась загнутой на 115o, а крышки на 30o. При этом между кромками крышки и корпуса образовался угол равный 5o. Испытания показали отсутствие течи электролита в узле герметизации.

Одновременно был изготовлен образец источника тока в соответствии с прототипом, для чего кромка крышки была предварительно полностью загнута и прижата к плоскости крышки, т. е. угол между кромкой крышки и плоскостью крышки равнялся 0o. При завальцовке в штампе кромка корпуса была загнута на угол 98o. При электрических испытаниях у источника тока появилась течь электролита. Таким образом, при таком способе сборки узел герметизации оказался ненадежным.

В таблице показано влияние величины угла b между кромкой крышки и ее плоскостью при предварительном загибе и величины угла a между загнутыми кромками крышки и корпуса на качество цилиндрического никель-кадмиевого аккумулятора емкостью 0,6 А.ч.

Из данных, представленных в таблице видно, что в том случае, когда предварительный загиб кромки крышки (угол b) и угол a между кромками крышки и корпуса выполнены в рекомендуемых пределах (NN 1 3), источники тока имеют надежную геpметизацию. Если углы a и b меньше установленного предела (N 4), наблюдается течь электролита, так как при этом прокладка уплотняется недостаточно и появляются зазоры между поверхностями загнутых кромок и прокладок, в которые проникает электролит. Такое же явление наблюдается и при изготовлении источника тока способом, рекомендованным прототипом, когда предварительный загиб кромки крышки выполнен на 180o, т.е. угол =0, вследствие чего деформация прокладки оказывается недостаточной, между поверхностью прокладки и кромкой крышки образуется зазор, в который проникает электролит. Если же углы и больше рекомендованных пределов, то узел герметизации оказывается также ненадежным, так как в этом случае происходит слишком сильное пережатие прокладки вследствие чего кромки крышки и корпуса могут сомкнуться, и в источнике тока появляется короткое замыкание.

Таким образом, предложенный способ сборки позволяет обеспечить необходимое качество источника тока. Это позволяет сделать вывод о наличии условия патентоспособности предлагаемого решения "промышленная применимость". Использование предлагаемого способа позволяет создать производство химических источников тока, обладающих необходимой надежностью в эксплуатации.

Формула изобретения

Способ сборки герметичного химического источника тока путем помещения в корпус разнополярных электродов, разделенных сепаратором, электролита, установки пластмассовой прокладки, крышки с предварительно загнутой кромкой и завальцовки кромки корпуса на прокладку и загнутую кромку крышки с помощью штампа, отличающийся тем, что предварительный загиб кромки крышки осуществляют до образования между загнутой кромкой и крышкой угла, равного 10 45o, а завальцовку производят до образования после извлечения из штампа угла между загнутыми кромками крышки и корпуса, равного 1 5o.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2