Инетрный катод огружного первичного элемента

Инетрный катод огружного первичного элемента

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социапмстическии

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (11) 559307 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 08.04.76 (21) 2343411/07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.05.77. Бюллетень № 19 (4о) Дата опубликования описания 20.09.77

Государственный иомитет

Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 621.352.8(088.8) (72) Авторы изобретения

Н. С. Лидоренко, В. А. Науменко, А. Т. Копьев, Л. П. Есаяи и Д. В. Курыгина (71) Заявитель (54) ИНЕРТНЫЙ КАТОД ПОГРУЖНОГО ПЕРВИЧНОГО

ЭЛЕМЕНТА

Из-за диффузионных ограничений на катоде такие элементы имеют низкое напряжение, доходящее до 0,25 в, к тому же с уменьшением напряжения существенно возрастают потери энергии в конверrepe.

Цель изобретения — повышение удельных характеристик погружного элемента.

Достигается это тем, что отношение поверхности волокон цилиндрической части катода к ее

1О об- ему равно 10 — 12, причем волокна имеют прямоугольное сечение с отношение м сторон прямоугольника 2 — 4 и соприкасаются друг с другом узкими гранями, а токоотводящий каркас снабжен криволинейными направляющими, прохо15 дящими сквозь волокнистый материал и соединенными с направляющими соседних цилиндрических частей катода. Кроме того, с целью увеличения срока службы элемента криволинейные направляющие снабжены перфорированными трубка ми, раср11 положенными перпендикулярно к направляющим.

На фнг. 1 изображен погружной элемент с катодом, вид сверху в разрезе; на фиг. 2 — то же, вид спереди в разрезе; на фиг. 3 — разрядные кривые элемента с предлагаемым катодом при работе в

25 море с начальной i = 9,5 мка/см при разных

Изобретение относится к химическим источникам тока и может быть использовано при изготовлении резервных элементов, активируемых погружением в морскую воду.

Известен инертньй катод погружного первичного элемента, выполненный в виде корзиноподобного относительно жесткого каркаса кольцевой формы, внутри которого размещен волокнистый материал типа стального войлока. Недостатком такого катода является то, что он обладает повышенным фильтрующим действием, из-за чего снижается срок службы элемента и его удельная мощность (11.

Известен также инертньй катод погружного первичного элемента с морской водой в качестве окислителя — электролита, выполненньй из цилитщрических частей эллиптического сечения, каждая из которых содержит токоотводящий каркас и волокнистьй материал, расположена на равном расстоянии друг от друга и соединена электрически (21.

Обычно такие катоды используются в элементах погружного типа, которые невозможно соединять последовательно в батарею из-за токов утечки, поэтому напряжение элемента поводят до требуемого уровня с помощью конвертера. (5E) М. Кл. Н01М 6/34:

Н01 М 4/86

55О307 отношениях новерхности волокон пилиндрической части катощь к ее объему: 1-16,6; 11"""11,т; точками показано изменение температуры воды с соленостью 17,5 промилле.

Инертный катод погружного элемента состоит иэ цилиндрических частей 1 эллиптического сечения, содержащих токоотводящий каркас 2, криволинейные направляю1цие 3 и волокнистый проводя. щий материал 4 и расположенных на одинаковом расстоянии друг от друга.

Криволинейные направляющие 3 расположены в горизонтальной плоскости на определенном расстоянии друг от друга и от верхнего н нижнего торцов цилиндрической части 1 катода. С помощью этих направляющих волокнистый материал 4 фиксируется в пространстве так, что совокупность его волокон прямоугольного сечения с отношением сторон прямоугольника от 2 цо 4 образует макро. структуру, близкую к регулярной, в которой волокна соприкасаются друг с другом узкими 1ранями, примерно под прямым углом, а ОснОвная дОля рабочей поверхности сформирована в 2 — 4 раза более широкими гранямн волокон, ориентированными вдоль нормали к боковой поверхности цилиндрической части инертного катода. 1Пирнна узких граней волокон определяется требованиями механической прочности, а остальные размеры должны обеспечить отношение поверхности волокнистого материала к его объему, равное 10 — 12, При большей величине этого отношения цаблюдаетсл мннераш за1тия волокнистого материала II резкое увеличение поляризации катода (см. кривая 1, фиг. 3). В то m вреьи снижение этого отношении до значений, меньших 10, нерационально нз- за проигрыша в мощности. Коэффициент г1ерекрыттгя волокон в подобной макроструктуре не превы1цает

1%, а гидравлическое сопротнвлени;-. вдоль толщи-. ны частей инертного катода,, определяющее скорость подачи:-.-..eжей морской воды во внутрь порового 1 рос;,.:д1стьа„минимально.

Волокниста::й матери 1л в каждой час н:сатода может быть с.кционироаан, например, с помощью перфорированных трубок 5, одетых на направляющие 3. При этом и волокнистом материале по всей его высоте образуются полости 6, clIocoGcTBóMIIirrå лучшему омыванию катодной поверхности свежей морской водок. Концы направляющих3 каждон смежной цилиндрической части катода могут бить скреплены деталями 7 н 8, например., с помощью сварки в единый электронроводный каркас инертного катода, обаспе1в1ваю1ций необходимую жесткость асей конструкции. Токоотвод от инертного катода осуществлен от шпильки 9 каркаса одной из частей проводом 10, залитым компаундом 11 н уложенньтм по поверхности элсктроизоляционной монтажт1ой плить1 12, выполненной, например, из

ТЕКСТОЛИТа.

Внутри катода, образова11пого цилиндрическими чаегялп1 1 эллиптического сечения, размещен сиоп 13 из растпоримого металла, например„магФормула изобретения

1. Инертный катод огружного первичного weмента с морской водой в качестве окислителя †электроли, выгилненный нз цилиндрических частей эллиптического сечения, каждая из которых содержит токоотводящий каркас и волокнистьгй материал, расположенных на равном расстоянии друг от друга и соединенных электрически, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения удельных характеристик элемента, отношение поверхности волокон цилиндрической части катода к ее объему равно 10 -12, причем волокна имеют прямоугольное сечение с отношением сторон прямоугольника от 2 до 4 н соприкасаются друг с другом узкими гранями, а токоотводящий каркас снабжен криволинейными направляющими, проходящими сквозь волокнистый материал и соединенными с направляющими соседних цилиндрических властей катода.

55 бО ния. В аноде имеется полость 14, в которой размепюн конвертер 15.

Провод 10 проходит в анодную полость 14 через радиальное отверстие 16 металлической, например, латунной втулки 17, внутри которой проходят провода, идущие от выходных клемм 18 и 19 конвертера 15 к нагрузке.

Плюсовая входная клемма 20 соединена с проводом 10 и втулкой 17, а радиальное отверстие 16 запаяно и изолировано от контакта с морской водой. Токоотвод 21 от анода соединен с мин совой клеммой конвертера (на фиг.2 не показана)

Центральная полость 14 анода закрыта пробкой 22.

Для предотвращения неравномерного растворения иэ-за краевого эффекта участков анодной поверхности, расположенных наиболее близко к торцам 23 частей инертного катода, число волокоч (в единице объема) в области торцов каждой части может быть умейьшено, например, в 2 раза по сравнению с их

20 количеством в остальном объеме цилиндрической части катода 1.

Элемент с предлагаемым катодом начинает работать сразу после погружения его в морскую воду и может быть использован для энергопитания раэ25 личного океанографического оборудования. Например, элемент массой 11 кг (масса магниевого анода

4,8 кг, масса инертного катода из нержавеющей стали 2,8 кг) отдал энергию, равную 3750 втч, т,е.

340втч/кг. При этом Отношение поверхности во3о локон цилиндрической части катода к ее объему составило 11,3, а отношение сторон прямоугольного сечения волокна равнялось 2,5 — 3,0, при непрерывной работе в море в течении 15 месяцев (см. кривая П,фиг. 3) при начальной i„— 9,5 мка/см

35 и среднем напряжении 0,8э в (флуктуихии напряжения, обусловленные изменениями температуры морской воды, за этот период не выходйли эа пределы области 1,0 — 0,7 в). Удельная мощность прн этом составила 33 мвт/кг.

5593О7 юг. 1

2.Катодпоп. l,î Tëè÷àþøèéñÿòåì, что, с. целью увеличения срока службы элемента, криволинейные направляющие снабжены перфорированными трубками, расположенными перпендикулярно направляющим. 5

Источники информации, принятые во внимание при экспертиэе:

1. Патент США Р 3401063, класс 136 — 100, 1968, 2. 1lатент ClllA М 3674э67, класс 136 — 100, 1972. !>

I(!

111 !

3 1 !1(i

1 1 ! (! (! 1

I lI

1 !! !

,! 1 ll

> il(t 1!

I () (>III

)I( ((I

ill !

1 I)( 1( (I (( ! уФ

)!) (()I

Jl(t ((|

1 1

1 !!