Область техники

Изобретение относится к электротехнической промышленности, в частности, к стационарным свинцово- кислотным аккумуляторам.

Предшествующий уровень техники Известен свинцово-кислотный аккумулятор, содержащий блоки отрицательных и положительных электродных пластин, разделенных сепаратором, снабженных язычками, соединенными с выводными борнами, помещенных в бак и залитых электролитом; на сепараторе размещена пластина, снабженная перфорационными отверстиями, RU 70052 U1.

Одной из главных причин коротких замыканий между положительным и отрицательным электродами является образование мостиков между ними, появляющихся вследствие постепенного нарастания на положительных электродах дендритов, состоящих из оксидов и сульфатов свинца. Наличие коротких замыканий между электродами резко ухудшает работу аккумулятора, ток аккумулятора расходуется при этом не на полезные цели, а на его нагревание. При хранении аккумулятора, имеющего короткие замыкания между электродами, происходит интенсивный его саморазряд.

Известен также свинцово-кислотный аккумулятор, включающий корпус, в котором размещены положительные и отрицательные электродные пластины, разделенные сепаратором, при этом как положительные, так и отрицательные электродные пластины оперты на опорные призмы, выполненные на дне корпуса,М.А. Дасоян и др. «Производство электрических аккумуляторов», М, 1977, с.70, 71 (копия прилагается).

Данное техническое решение принято в качестве прототипа настоящего изобретения.

Нижние кромки положительных и отрицательных электродных пластин выполнены ступенчатыми с образованием на них опорных выступов, контактирующих с опорными призмами. Такая конструкция ведет к тому, что мостик от положительной электродной пластины к отрицательной растет по кратчайшему пути, огибая нижнюю кромку сепаратора. При скорости нарастания на положительном электроде дендритов, состоящих из оксидов и сульфатов свинца, 0,1 мм в год короткое замыкание между электродами произойдет через 7 - 8 лет, что определяет относительно небольшой срок службы аккумулятора. Также вследствие образования оксидов свинца на поверхности положительных электродов в процессе работы аккумулятора, происходит увеличение габаритных размеров положительных электродов. Так как положительные электроды в нижней своей части опираются на опорные призмы, а в верхней части жестко приварены к полюсному выводу, закрепленному в крышке аккумулятора, при увеличении габаритных размеров положительных электродов может происходить разрушение корпуса аккумулятора.

Раскрытие изобретения

Задачей настоящего изобретения является увеличение времени до образования замыкания между положительной и отрицательной электродными пластинами и, соответственно, увеличение срока службы аккумулятора.

Согласно изобретению в свинцово-кислотном аккумуляторе, включающем корпус, в котором размещены положительные и отрицательные электродные пластины, разделенные сепаратором, при этом отрицательные электродные пластины оперты на опорные призмы, выполненные на дне корпуса, к сепараторам со стороны положительных электродных пластин прикреплены стекломаты, положительные электродные пластины установлены в корпусе с зазором относительно опорных призм, при этом нижние кромки положительных электродных пластин выполнены прямолинейными. Заявителем не выявлены какие-либо технические решения, идентичные заявленному, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию «Новизна» («N»).

Реализация отличительных признаков изобретения обусловливает важное новое свойство объекта: негативное явление - нарастание на поверхности и нижней кромке положительных электродных пластин оксидов и сульфатов свинца используется с получением положительного эффекта от этого явления, состоящего в обеспечении прочного соединения положительных электродных пластин со стекломатами. Это обеспечивает поддержание их в требуемом положении без опирания на элементы корпуса и позволяет выполнить нижние кромки положительных электродных пластин без опорных выступов. Таким образом создается дополнительное свободное пространство для роста дендритов, что значительно увеличивает время образования мостика между электродами. Благодаря этому в пределах срока службы аккумулятора не происходит короткое замыкание между электродами, а также предотвращается упирание положительных электродных пластин в дно корпуса вследствие увеличения их размеров из-за нарастания дендритов и, соответственно, исключается разрушение корпуса аккумулятора.

Заявителем не выявлены источники, в которых содержались бы сведения о влиянии отличительных признаков изобретения на достигаемый технический результат. Указанное новое свойство объекта обусловливает, по мнению заявителя, соответствие изобретения критерию «Изобретательский уровень» («IS»). Краткое описание чертежей

В дальнейшем изобретение поясняется подробным описанием примеров его осуществления со ссылками на чертежи, на которых представлены:

на фиг. 1 - продольный разрез аккумулятора; на фиг. 2 - разрез А - А на фиг.1 ;

на фиг. 3 - фрагмент Б на фиг.2 в увеличенном

масштабе;

на фиг. 4 - то же, что на фиг.З, показан рост дендритов на положительной электродной пластине.

Лучший вариант осуществления изобретения Свинцово-кислотный аккумулятор включает корпус 1 , выполненный в виде бака из ударопрочной кислотостойкой прозрачной пластмассы. В корпусе 1 размещены положительные 2 и отрицательные 3 электродные пластины. Электродные пластины 2, 3 выполнены из сплава, содержащего Pb, Sb, As, Sn, Se. Пластины 2, 3 представляют собой решетчатые токоотводы, заполненные активной массой, и разделены сепараторами 4, выполненными из прочного изоляционного акрилового пластика AGN фирмы AMER-SIL (Люксембург). Отрицательные электродные пластины имеют на нижних кромках выступы 5, с помощью которых опираются на опорные призмы 6, выполненные на дне корпуса 1. Положительные электродные пластины 2 установлены в корпусе 1 с зазором 8 относительно опорных призм 6, при этом нижние кромки положительных электродных пластин 2 выполнены прямолинейными, без опорных выступов.

При сборке аккумулятора блок электродов дополнительно фиксируется относительно корпуса 1 с помощью пластиковых клиньев (на чертеже не показаны). Корпус 1 залит электролитом - водным раствором H ₂ S0 ₄ с плотностью 1 ,25. К сепараторам 4 со стороны положительных электродных пластин с помощью химически резистентного клея прикреплены стекломаты 7. В данном примере использованы химически резистентные стекломаты марки «С-glass» фирмы AMER-SIL (Люксембург).

На начальном этапе работы аккумулятора положительные электродные пластины 2 поддерживаются в требуемом положении за счет поджатая их стекломатом вследствие сжатия блока электродов фиксирующими клиньями. По мере работы аккумулятора дополнительная фиксация за счет клиньев ослабевает из-за ряда физических и химических факторов. Однако на поверхности и нижней кромке положительных электродных пластин 2 происходит нарастание оксидов и сульфатов свинца (дендритов 9), которые с поверхностей, контактирующих со стекломатами 7, прорастают внутрь стекломатов 7. В результате происходит омоноличивание системы: положительная электролитная пластина - стекломаты - сепараторы, что обеспечивает прочное соединение положительных электродных пластин со стекломатами и их поддержание в требуемом положении без опирания на элементы корпуса 1 (опорные призмы 6). Благодаря этому дендриты 9, нарастающие на нижней кромке положительных электродных пластин 2, имеют достаточно места (зазор 8) для роста; в результате образование мостика и короткого замыкания между положительными электродными пластинами 2 и отрицательными электродными пластинами 3 в пределах расчетного срока службы аккумулятора (15 - 20 лет), практически, не происходит. Также предотвращается разрушение корпуса аккумулятора. Величина зазора 8 составляет 8 - 12 мм и определяется в каждом конкретном случае скоростью роста дендритов 9 и заданным сроком службы аккумулятора.

Промышленная применимость

Опытные образца изделия изготовлены и успешно испытаны ООО «Новгородская Аккумуляторная Компания», г. Великий Новгород. Это позволяет, по мнению заявителя, сделать вывод о соответствии заявленного технического решения критерию «Промышленная применимость» («IA»).