Струмовідвід для електрода свинцево-кислотного акумулятора

1. Струмовідвід для електрода свинцевокислотного акумулятора, що виконаний як ґратча C2 2 (19) 1 3 76861 4 конструкцій струмовідводів, призначених для зарідності розподілу струму і потенціалу по висоті стосування у свинцево-кислотних акумуляторах. електрода. А це, у свою чергу, створює умови для Для зняття технічного протиріччя між вимогою визменшення коефіцієнта використання активної сокої надійності, стійкості електрода до корозії і маси (особливо в нижній частині електродів), привимогою високої питомої енергії такі конструкції скоренню корозійних процесів. Низькій корозійній припускають наявність рамки і жилок перемінного стійкості струмовідводу сприяє і велика кривизна перерізу і складного візерунка ґратчастого поля поверхні (наявність кутів) у вузлах сполучення (сітки), наприклад [Ягнятинский В.М., Лужин В.К., горизонтальних жилок з вертикальними, де поєдЛьвова В.И. Распределение падения напряжения нуються такі несприятливі фактори, як найбільша и плотности тока по поверхности электрода свиннерівномірність розподілу електричного струму і цового аккумулятора. / Исследования в области потенціалу, а також підвищена концентрація мехаэлектрических аккумуляторов. Сборник научн. нічних напруг і дефектів структури свинцевого трудов. Л.: Энергоатомиздат, 1988. - С.15-23; Пасплаву. Усе разом це скорочує довговічність електент №5582936 США, МПК6 Н01М4/74, 1996г.; Патродів. А домогтися підвищення довговічності в тент №2127930 РФ, МПК6 Н01М4/72, 10/12, цих умовах можна лише шляхом збільшення пе1999г.]. Це дозволяє досягти певних переваг у рерізу жилок і рамок струмовідводу, що неминуче технічних характеристиках електродів, однак і приприведе до збільшення маси і зменшення питомої зводить до з'явлення недоліків. До недоліків таких енергії електродів. струмовідводів можно віднести складність у вигоВ основу винаходу поставлена задача підвитовленні відповідних ливарних форм, якщо струщення надійності і корозійної стійкості електрода мовідводи виготовляють способом гравітаційного за умови збереження його високої питомої енергії лиття в кокілі, або складність пристроїв механічної за рахунок підвищення електричних властивостей обробки вихідної свинцевої стрічки, у випадку коли струмовідводу, збільшення рівномірності розподіструмовідводи виготовляють шляхом виливання лу струму і потенціалу по висоті електрода, а тасвинцевої стрічки з наступною механічною обробкож задача зниження собівартості струмовідводу кою: просічкою або штампуванням. Іншим недоліза рахунок підвищення продуктивності його вигоком є збільшення виробничого браку внаслідок товлення. труднощів при заповненні таких ливарних форм Поставлена задача вирішується тим, що в рідким розплавом, особливо це стосується свинструмовідводі для електрода свинцево-кислотного цево-кальцієвих сплавів, що мають знижені ливаакумулятора, що являє собою ґратчасту сітку з рні властивості. До недоліків відноситься також і горизонтальних і вертикальних жилок постійного низька продуктивність праці через необхідність перерізу, розташованих усередині рамки постійнозмінювати ливарну форму або пристрій механічної го перерізу, у верхній частині якої знаходиться обробки вихідної свинцевої стрічки при переналавушко, що служить для з'єднання електродів в годженні ливарного виробництва на випуск струелектродний блок, відповідно до винаходу, кільмовідводів інших типорозмірів, що призводить до кість вертикальних жилок у 1,6-2,4 рази більше підвищення собівартості струмовідводів. кількості горизонтальних жилок, розподіл горизонНайбільш близьким технічним рішенням, узятальних жилок характеризується ущільненням убік тим як прототип, є струмовідвід для електрода нижньої частини ґратчастої сітки, причому розтасвинцево-кислотного акумулятора, що являє сошування деяких горизонтальних жилок у нижній бою ґратчасту сітку з вертикальних і горизонтальчастині сітки відповідає розташуванню нижньої них жилок постійного перерізу, розташованих усечастини рамки для струмовідводів менших типоредині рамки постійного перерізу, причому розмірів, а ширина цих горизонтальних жилок не розподіл жилок ґратчастої сітки рівномірний, а менше ширини нижньої частини рамки відповідних кількість вертикальних жилок менше кількості гострумовідводів, у вузлах сполучення горизонтальризонтальних жилок; у верхній частині рамки знаних жилок з вертикальними маються скруглення ходиться вушко, що служить для з'єднання електрадіусом 0,40-2,00мм. родів в електродний блок [Стартерные Розкриємо сутність заявленого технічного ріаккумуляторные батареи: Устройство, эксплуаташення. За рахунок того, що кількість вертикальних ция и ремонт / М.А. Дасоян, Н.И. Курзуков, О.С. жилок у 1,6-2,4 рази більше кількості горизонтальТютрюмов, В.М. Ягнятинский. - М: Транспорт, них жилок, досягається збільшення рівномірності 1991. - С.25-27]. розподілу струму і потенціалу по висоті електрода, До основних переваг струмовідводу-прототипу збільшення струмознімання. Крім того, таке співвідносяться простота виготовлення і малий відсовідношення жилок призводить до збільшення меток виробничого (технологічного) браку. До недоліханічних характеристик струмовідводу, зниженню ків відноситься висока собівартість унаслідок низьдеформаційного збільшення позитивних електрокої продуктивності праці через необхідність дів у період експлуатації, збільшенню терміну слурегулярного переналагодження ливарного виробжби акумуляторної батареї. Якщо співвідношення ництва на випуск струмовідводів інших типорозмічисла вертикальних жилок до числа горизонтальрів. Іншим недоліком такого струмовідводу є нераних менше ніж 1,6, то зникає корисний ефект; якщо ціональне розташування жилок і неоптимальне зазначене співвідношення більше ніж 2,4, то виниспіввідношення кількості вертикальних і горизонкає перевитрата матеріалу, що веде до зниження тальних жилок, що спричиняє підвищення омічних питомої енергії електрода. Наявність частішання втрат і надмірне спадання напруги, особливо при (ущільнення розподілу) горизонтальних жилок убік стартерних розрядах. Підвищені омічні втрати в нижньої частини ґратчастої сітки струмовідводу струмовідводі призводять до збільшення неоднодозволяє знизити омічні втрати при струмозніманні 5 76861 6 в нижній частині електрода. Це досягається за результаті розтину однієї з горизонтальних жилок, рахунок більш рівномірного струмознімання по причому розтин формує зовнішній край рамки. всій поверхні електрода, а також за рахунок збіЗа наявними в авторів відомостями, запропольшення рівномірності розподілу струму і потенціновані істотні ознаки, що характеризують суть виалу по висоті електрода. Усе разом це призводить находу, не відомі в даному розділі техніки. Запродо підвищення коефіцієнта використання активної поноване технічне рішення може бути використане маси, збільшенню потужності акумуляторної батана підприємствах по виготовленню свинцевореї при ємнісних і стартерних розрядах, перешкокислотних акумуляторів і акумуляторних батарей, джає процесу опливання активної маси в нижній особливо - у виробництві герметизованих (з рекочастині електрода при експлуатації акумуляторної мбінацією газів) акумуляторних батарей, у яких батареї. Досягнутий рівномірний розподіл струму і використовуються низьколеговані свинцеві сплави потенціалу по висоті електрода призводить до і сучасні технології безперервного виготовлення зниження швидкості корозії. Підвищенню корозійструмовідводів. ної стійкості струмовідводу сприяє і наявність На Фіг.1 приведений загальний вид одиничноскруглень радіусом 0,40-2,00мм у вузлах сполуго, струмовідводу з указівкою його основних розмічення горизонтальних жилок з вертикальними на рів, а також розмірів струмовідводів менших типовсій території ґратчастого поля (сітки). Якщо радірозмірів. На Фіг.2 приведений фрагмент ґратчастої ус скруглень менший ніж 0,40мм, то велика кривисітки і бічної частини рамки струмовідводу з указівзна поверхні металу сприяє збільшенню швидкості кою розмірів ячеєк і товщини горизонтальних і векорозії за рахунок локальної нерівномірності розртикальних жилок. поділу електричного струму і потенціалу у вузлах У нашому прикладі розміри А, В та С показуґратчастої сітки, підвищенню концентрації механіють висоту струмовідводу, що заявляється, і стручних напруг і дефектів структури свинцевого спламовідводів двох менших типорозмірів, що застосову. При радіусі скруглень більшому ніж 2,00мм вуються в акумуляторному виробництві, помітного збільшення корисного ефекту не сповідповідно до діючої нормативної документації. стерігається, зате починає збільшуватися витрата Зазначені розміри дорівнюють: А=135±0,1мм, матеріалу, що має наслідком зниження питомої В=118±0,1мм, С = 103±0,1 мм; ширина струмовіденергії електрода. На відміну від прототипу, де воду, однакова для вихідного і всіх менших типорозподіл жилок ґратчастої сітки ніяк не прив'язано розмірів, W=144±0,1мм. Розміри, пов'язані з роздо розмірів струмовідводів менших типів, що змуташуванням вушка у верхній частині рамки, шує застосовувати велику кількість оснащення для дорівнюють: D=3,0-39,0мм, Ε=14,0-16,0мм. Предвиготовлення струмовідводів різних типорозмірів ставлений на Фіг.1 струмовідвід має лише дві го(для кожного типорозміру - своє оснащення), у ризонтальних жилки у нижній частині сітки, які відструмовідводі, що заявляється, розташування деповідають розташуванню нижньої частини рамки яких горизонтальних жилок у нижній частині сітки для струмовідводів двох менших типорозмірів. відповідає розташуванню нижньої частини рамки Однак, технічне рішення, що заявляється, не обдля струмовідводів менших типорозмірів. Перевамежується тільки цим частковим випадком, а дога геометрії струмовідводів, що заявляється, полязволяє виготовляти струмовідводи з будь-якою гає в тому, що вона дозволяє виготовляти струмокількістю типорозмірів, у припустимих межах. Для відводи менших типорозмірів на одному комплекті цього повинно бути відповідно змінена кількість оснащення: на одному пристрої механічної обробзазначених горизонтальних жилок. Ряд розмірів aI ки свинцевої стрічки, змінюючи тільки ширину цієї демонструє ущільнення розподілу горизонтальних вихідної стрічки; чи на одній ливарній формі або жилок убік нижньої частини ґратчастої сітки струна ливарному барабані, видаляючи зайву частину мовідводу; зазначені розміри відповідають довжиструмовідводу шляхом поздовжнього розтину занам ячеєк ґратчастої сітки і дорівнюють у свою значених горизонтальних жилок. Це призводить до чергу: а1=14±0,05мм, а2=13±0,05мм, зменшення собівартості, струмовідводу, збільшена3=12,5±0,05мм, а4=12±0,05мм, а5 =11,5±0,05мм, ню продуктивності за рахунок зменшення часу на а6=11±0,05мм, а7=9,5±0,05мм, а8=9±0,05мм, переналагодження ливарного виробництва при а9=6±0,05мм, а10=6±0,05мм, а11=7±0,05мм, переході з одного типорозміру на іншій. А для того, а12=7±0,05мм, при цьому незначне відхилення щоб нижня рамка струмовідводу меншого типорозмірів а11 і аі2 від загальної тенденції до ущільрозміру вийшла якісною, ширина відповідних горинення в даному прикладі обумовлено заданим зонтальних жилок повинна бути не менше ширини фіксованим розташуванням однієї горизонтальної зазначеної нижньої частини рамки менших стружилки (між а10 і а11) відповідної нижньої частини мовідводів. При виготовленні струмовідводів менрамки меншого струмовідводу, і практично не ших типорозмірів шляхом штампування (чи просічвпливає на електричні властивості струмовідводу, ки) з вихідної стрічки нижня частина рамки такого що заявляється. Розмір b задає ширину ячейки струмовідводу природно виходить на краю вихідґратчастої сітки і дорівнює b=4,9±0,05мм. Необхідної свинцевої стрічки в результаті операції штамно відзначити, що у такий спосіб лінійні розміри пування (просічки), причому штампувальний приячеєк ґратчастої сітки, тобто розміри порожніх зон стрій (пристрій просічки) задає внутрішній край ячеєк, обмежені у визначених межах: 5,95-14,05мм рамки, а зовнішній край рамки задається природпо довжині і не менше ніж 4,85мм по ширині. При ним чином самою вихідною стрічкою. При виготоврозмірах більших, ніж 14,05мм відбувається підленні струмовідводів методом лиття в кокілі або вищене випадання пасти, а потім і випадання акбезперервного лиття на барабані нижня частина тивної маси з ячеєк. Це зменшує довговічність рамки струмовідводу меншого типу виходить у електродів і стійкість до вібрацій і ударів. При роз 7 76861 8 мірах менших, ніж 4,85мм може відбуватися неструмовідводу) із заданого свинцевого сплаву, промазування ячеєк пастою, що також знижує довпісля чого смугу піддають прокатці за певних умов говічність і питому енергію електродів. Розміри d1 і (у визначеному температурному інтервалі поблизу d2 показують ширину вертикальних жилок, причоточки рекристалізації, при визначеному ступені му d1=0,83±0,05мм, d2=1,9±0,05мм. У нашому придеформації) з метою зміцнення сплаву й одержанкладі кожна 4-та вертикальна жилка має ширину ня свинцевої стрічки необхідної товщини. При d2, тобто розширена. Наявність розширених «сицьому, як правило, ширина виготовленої стрічки лових» жилок сприяє підвищенню міцності консдорівнює ширині первісної смуги, а довжина більтрукції струмовідводу, успішному застосуванню шає за рахунок зменшення товщини. Потім стрічку низьколегованих свинцевих сплавів з дуже малою зі свинцевого сплаву піддають штампуванню з кількістю легуючих домішок. Розміри d3 і d4 демонметою одержання ячеєк (ґратчастої сітки). Після струють ширину горизонтальних жилок: зазначеної операції струмовідводи являють собою d3=1±0,05мм, d4=2±0,05мм, причому в нашому цільну безперервну стрічку з'єднаних один з одним прикладі d4 - ширина тих самих горизонтальних здвоєних струмовідводів. Поділ струмовідводів на жилок у нижній частині сітки, що відповідають розодиничні відбувається вже у складі електродів ташуванню нижньої частини рамки для струмовідпісля операції намазки пастою і сушіння. По закінводів менших типорозмірів. ченні технологічного процесу виготовлення електСтрумовідвід, що заявляється, може бути виродів на виході одержують одиничні електродні готовлений декількома способами: по-перше, безпластини, струмовідвід яких і є об'єктом винаходу. перервними технологіями, що включають виливку Електродні пластини, виготовлені на базі струмовихідної свинцевої стрічки з наступною її механічвідводу запропонованої конструкції, монтуються в ною обробкою - штампуванням або просічкою ячеакумулятори, акумуляторні батареї і підлягають єк; по-друге, безперервними технологіями, що електрохімічному формуванню. включають виливку ґратчастої стрічки з наступною Отримані у такий спосіб акумуляторні батареї її прокаткою і зміцненням; по-третє, шляхом гравібули піддані лабораторним випробуванням. Витаційного лиття в кокілі. Перевагу мають сучасні пробування акумуляторних батарей з електроднитехнології безперервного виготовлення струмовідми струмовідводами, що заявляються, показали водів, оскільки вони забезпечують максимальну відповідність їх вимогам ГОСТ 959 і EN 50342, продуктивність праці. Опишемо загалом один з 30%-ий приріст по стартерним характеристикам, а таких способів. Спочатку відливають смугу необтакож збільшення довговічності в 2 рази. хідної ширини (як правило, рівній висоті здвоєного 9 Комп’ютерна верстка О. Гапоненко 76861 Підписне 10 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601