патенты / 13664

659367-- = "/"; . , . . , . . , . , , . .



. :
:
УведомлениеЭтот перевод сделан компьютером. Невозможно гарантировать, что он является ясным, точным, полным, верным или отвечает конкретным целям. Важные решения, такие как относящиеся к коммерции или финансовые решения, не должны основываться на продукте машинного перевода.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB659367A
[]
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ 6599367 6599367 Дата подачи заявки и подачи полной спецификации: сентябрь. 8, 1949. : . 8, 1949. 9 MНет. 23311/49. 9 . 23311/49. Заявление подано в Соединенных Штатах Америки 1 января. 27, 1949. . 27, 1949. Полная спецификация опубликована: октябрь. 24, 1951. : . 24, 1951. Индекс при приемке:-Класс 53, П(лк:2бл:3а). :- 53, (: 2bl: 3a). ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ Усовершенствования в первичных электрических элементах или в отношении них Мы, компания , корпорация, организованная и действующая в соответствии с законодательством штата Делавэр, Соединенные Штаты Америки, Мидленда, штат Мичиган, Соединенные Штаты Америки, настоящим заявляем: Сущность этого изобретения и то, каким образом оно должно быть реализовано, должны быть подробно описаны и установлены в следующем заявлении: , , , , , , , , : - Настоящее изобретение относится к усовершенствованной первичной клетке. . Одной из целей изобретения является создание первичного элемента, в котором в качестве анодного материала более эффективно, чем прежде, используется магний и его сплавы. - . Другой целью является создание первичного элемента, имеющего высокую емкость и напряжение в сочетании с длительным сроком хранения. Другие цели и преимущества станут очевидными из следующего описания изобретения. , . . Основные элементы нового первичного элемента вкратце таковы: металлический анод из магния или сплава на основе магния, в котором содержание магния превышает примерно 50 процентов, а предпочтительно превышает примерно 80 процентов. сплава по весу; водный электролит, содержащий бромид щелочного или щелочноземельного металла, причем электролит предпочтительно содержит ингибирующие коррозию количества соли хромовой кислоты и основания, состоящего из основания щелочного металла, основания щелочноземельного металла, включая магний, и аммония; и катод из химически инертного электропроводящего материала, такого как углерод или графит, в сочетании с деполяризатором диоксида марганца. : 50 80 . ; , - , , ; , . Три основных элемента элемента расположены подходящим образом, образуя гальваническую систему, в которой анод отделен от катода, а электролит обеспечивает путь для прохождения электрического тока между ними, как и в традиционной конструкции элемента. 45 . АНОД. Что касается, в частности, элементов элемента, анод может быть изготовлен из самого магния, хотя 60 лучших элементов получаются с комбинацией элементов, когда используются сплавы на основе магния, особенно те, в которых легирующими компонентами являются алюминий, цинк и марганец, как. в 55 обычные конструкционные сплавы на основе магния. Для самых низких скоростей коррозии анода. магний. или следует использовать сплав высшей степени чистоты, содержащий не более следовых примесей , 60 и , способствующих коррозии металла. Хотя примеси в магнии влияют на срок годности элементов, они не ограничивают серьезно емкость элементов или срок их полезного использования 65 при непрерывной или многих видах прерывистой эксплуатации. Обычные промышленные сорта магния обычно подходят для анодного материала, особенно когда содержание железа не превышает 70 примерно 0,002 процента. и никеля 0,001 процента. Термин «магний», используемый здесь и далее, включает не только магний, как в чистой, так и в нечистой форме, но также и магниевые сплавы, в которых магний является преобладающим компонентом. , , 60 , , , . 55 - . . . , , 60 , . 65 , , . , 70 0.002 . 0.001 . "" , , , . В следующей таблице приведены примеры сплавов на основе магния, которые подходят в качестве материала анода, и соответствующие им обозначения Американского общества по испытанию материалов. - . [ 2 E39,.367 ТАБЛИЦА [ 2 E39,.367 Анодные композиции. . Номинальный состав Сплав ...., ] № Обозначение 1 A3 3 0,2 - - 2 A4 4 0,2 - - 3 8 0,1 - - 4 M0 10 0,1 - - A12 12 0,1 - - 6 AZ31 2,8 0,3 1,0 - 7 AZ33 3 0,2 3 - 8 AZ61 6,5 0,2 0,7 - 9 AZ63 6 0,2 3 -. ...., ] . 1 A3 3 0.2 - - 2 A4 4 0.2 - - 3 8 0.1 - - 4 M0 10 0.1 - - A12 12 0.1 - - 6 AZ31 2.8 0.3 1.0 - 7 AZ33 3 0.2 3 - 8 AZ61 6.5 0.2 0.7 - 9 AZ63 6 0.2 3 -. AZ81 8,5 0,2 0. - 11 AZ91 9 0,2 0,6 - 12 AZ92 9 0,1 2,0 - _ 13 E6 - - - - ( 14 EM42 - 2 - - 1 EM62 - 2 - 6 16 M1 - 1. - - 17 M2 - 2 18 ZK30 - - 3 0,7 19 ZK60 - - 6 .7 Z1 - - 1 - : Баланс технического магния. AZ81 8.5 0.2 0. - 11 AZ91 9 0.2 0.6 - 12 AZ92 9 0.1 2.0 - _ 13 E6 - - - - ( 14 EM42 - 2 - - 1 EM62 - 2 - 6 16 M1 - 1. - - 17 M2 - 2 18 ZK30 - - 3 0.7 19 ZK60 - - 6 .7 Z1 - - 1 - : . Анодный материал может быть в любой из обычных форм, таких как прокатанная пластина или лист, экструзия, поковка, штамповка и отливка. , , , , . ЭЛЕКТРОЛИТ Электролит может быть приготовлен путем растворения бромистой соли в воде в концентрации примерно 30 граммов на литр, что дает почти насыщенный раствор при обычных температурах. Фактическая используемая концентрация, по-видимому, не имеет решающего значения, хотя для достижения наилучших результатов следует отдавать предпочтение определенным концентрациям, в зависимости от конкретного используемого бромида или комбинации бромидов. Например, предпочтительные концентрации бромидов щелочных металлов составляют примерно от 1,50 до 0,500 граммов соли на литр раствора. 30 . , . , 1.50 -.500 . Из бромидов щелочных металлов бромид лития дает наиболее желательные результаты, особенно в концентрациях около 300 граммов на литр. Подобные концентрации могут быть использованы с бромидами щелочноземельных металлов. Используемый здесь термин «бромид щелочноземельного металла» включает бромиды , , и . Из них предпочтительным является бромид магния. Его наиболее эффективная концентрация составляет около 300 грамм на литр раствора. , , 300, . . , " " , , , . , . 300 . Хотя в качестве электролита можно использовать один бромид, было обнаружено, что еще лучшие результаты достигаются при использовании комбинаций вышеупомянутых бромидов, в частности комбинаций бромида щелочного металла 40 с бромидом щелочноземельного металла, причем эти результаты проявляются в большей степени хранения. срок службы и более высокая емкость, чем у одиночных бромидных электролитов. Например, было обнаружено 45, что электролит, содержащий бромид магния в сочетании с любым из других вышеупомянутых бромидов или бромидом аммония, дает улучшенный элемент. Особо адайан-рид-тагеозный. Смешанный бромистый электролит представляет собой комбинацию бромида магния и бромида лития. Несколько более экономичная ячейка получается, когда бромид лития 56 заменяется бромидом натрия. , , 40 , . , 45 . - . . 56 . Желательно включать в электролит соль щелочного металла, щелочноземельного металла (включая магний) или аммонийную соль хромовой кислоты в количествах, ингибирующих коррозию, например от 0,01 грамма на литр раствора до концентраций, вызывающих насыщение в присутствии бромид в нем. Предпочтительная концентрация соли хромовой кислоты составляет от 0,05 до 2,65 граммов на литр раствора. , ( ), - , 0.01 . 0.05 2 65 . КАТОД. . Катод содержит инертный проводник, такой как кусок углерода или графита, к которому при желании может быть прикреплен вывод, и деполяризатор из диоксида марганца, имеющего в примеси от примерно 5 до 25 процентов. по массе мелкодисперсного углерода, такого как углеродная сажа 6. Ацетиленовая сажа является предпочтительной и может использоваться в количестве около 5 процентов. до 15 процентов. и предпочтительно около 10 процентов. по весу. 70 659,367 , , 5 25 . 6 . 5 . 15 . 10 . . При приготовлении катодной деполяризующей смеси желательно сначала смешать деполяризатор диоксида марганца с тонкоизмельченным углеродом, чтобы получить равномерное распределение сажи в диоксиде марганца 16, который также является порошкообразным. После этого смесь можно смочить электролитом, чтобы получить формуемую смесь, например, когда смесь формуют в катушку сухого элемента. Подходящие пропорции смеси электролита и сухого катода составляют около 36 см3. электролита на 100 грамм смеси, хотя могут использоваться и другие пропорции. , , 16 . , . 36 .. 100 , . КЛЕТКА Ass1MBLY. Ass1MBLY. 2
.6 .6 Элементы «мокрого» или «сухого» типа могут быть собраны различными способами с использованием трех описанных выше элементов. Вероятно, наиболее коммерчески ценное применение изобретения лежит в области «сухих» элементов, где настоящий элемент имеет преимущество, заключающееся в высокой емкости и напряжении в сочетании с легким весом. При составлении элемента типа сухого элемента согласно изобретению анод может принимать форму сосуда, в котором содержатся два других элемента комбинации, а электролит может быть загущен или желирован, как в традиционной практике использования сухих элементов, путем включение в него загустителя, такого как зерновая мука или крахмал или их смесь в пропорциях около 1 грамма загустителя на 6 куб.см. раствора электролита. В элементах этого типа катод формируется в виде бобины путем формования смеси диоксида марганца и сажи вокруг центрального углеродного электрода, при этом вся эта часть смачивается электролитом перед введением бобины в чашку, которая представляет собой анод. " " " . " " . 36 1 6 .. . , - , . При сборке комбинации элементов сухих элементов удобно поместить в чашку или банку некоторое количество раствора электролита, смешанного с загустителем и подходящей изоляцией, чтобы предотвратить прямой контакт катушки с анодом перед вставкой катушки. . - Изобретение далее поясняется и иллюстрируется на примерах со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых на фиг. 1 показан изометрический вид с разрезом "мокрой" ячейки; На рис. 2 показан вертикальный разрез ячейки . - , 1 " " ; 2 " . Элемент, показанный на рисунке 1, содержится в контейнере или банке 1 из подходящего изолирующего материала, такого как стекло, твердая резина или синтетическая смола, который разделен на анодное отделение 2 и катодное отделение 3 посредством перегородки 4. Перегородка 4 состоит из плиты или пластины подходящего изоляционного материала, который обычно изготавливается из формованной фенолформальдегидной смолы. Он снабжен множеством перфораций 5, расположенных регулярно, для обеспечения прохождения тока через электролит между электродами. На 80 катоде. Со стороны перегородки 4 расположена пористая фильтрующая среда 6, например лист фильтровальной бумаги, служащая проницаемым для жидкости удерживающим средством для содержимого катода. 1 1 , , 70 2 3 4. 4 - - 75 - . 5 , . 80 . 4 6, , - . В отсеке 2 расположен анод 85 7, состоящий из пластины из магния или его сплава, в котором магний является преобладающим компонентом. К аноду прикреплен клеммный стержень 8, причем анод погружен в уже описанный корпус 90 жидкого электролита 9. 2 85 7 . 8, 90 9 . Катод 10 расположен в отсеке 3 и снабжен клеммным проводом 11. 10 3 11. Катод 10 внедрен в массу 12 деполяризующей смеси, состоящей из 95 порошкообразного диоксида марганца и мелкодисперсного углерода, напр. углеродную сажу или ацетиленовую сажу, смоченную электролитом. 10 12 95 , .. . Ячейка на фиг.2, которая относится к типу сухих ячеек 100, содержится в сосуде или чашке 13'. Сосуд 13 служит анодом и изготовлен из магния или его сплава, в котором содержится магний; преобладающий компонент. Верхний край 105 сосуда может быть снабжен клеммой или соединительной стойкой 14. Внутри контейнера и выступающим над ним расположен угольный или графитовый электрод 15, который может быть снабжен клеммой 110 или клеммой 16. С электродом 15 связана деполяризующая смесь 17 диоксида марганца и сажи, которая может быть сформована или спрессована в оболочку вокруг электрода и вместе 115 с электродом образует катушку 18. 2, 100 , 13'. 13 ; . 105 14. 15 110 16. 15 17 , 115 , 18. Шпулька 18 предпочтительно более или менее насыщена уже описанным водным электролитом перед помещением его в сосуд 13. Катушка 18 120 помещается внутри сосуда, оставляя пространство 19 между внешней частью бобины и внутренней частью сосуда, которое заполнено гелеобразным электролитом. Касание катушки 18 сосуда предотвращается изолирующей втулкой 125 20 и шайбой 21 на нижнем конце сосуда, а также шайбой 22 и герметизирующим составом 23 на верхнем конце сосуда. В некоторых случаях, при желании, пространство 19 может быть заполнено пористым изолирующим материалом. Таблица иллюстрирует влажные ячейки 6, такие как промокательная бумага, пропитанная электролитом, изготовленным в соответствии с изобретением. ция. 18 , , 13. 18 120 , 19 . 18 , 125 20 21 22 23 . , , 19 130 , 6 - . . Следующие примеры сведены в ТАБЛИЦУ . , . Мокрые клетки. . Деполяризатор катода с электролитом . . Грамм смеси % час. % . Ячейка на - Анод → Количество литров соли MnO2 .. Материал 1 Вольт. - . MnO2 .. 1 . 1 1000 90 10 AZ31 20 2 1000 SrBr2. 6H20 90 10 AZ31 10 3 1160 SrBr2.6H120 90 10 AZ31 8,5 4 1150 SrBr2. 61120 90 10 АЗ61 8. 0 200 СрБр2. 6120 50 50 АЗ61 3,0 6 200 СрБр2. 6H20 75 25 AZ61 2,5 7 200 SrBr2.61H20 90 10 AZ61 4,0 8 1150 SrBr2. 6Н20 90 10 М1 8,0 9 200 SrBr2.61120 + MgBr2. 620 90 10 8,0 (Объем электролита на элемент. Прокатная пластина 3,5 2 0,25 дюйма. Содержание никеля < 0,001%. 1 1000 90 10 AZ31 20 2 1000 SrBr2. 6H20 90 10 AZ31 10 3 1160 SrBr2.6H120 90 10 AZ31 8.5 4 1150 SrBr2. 61120 90 10 AZ61 8. 0 200 SrBr2. 6120 50 50 AZ61 3.0 6 200 SrBr2. 6H20 75 25 AZ61 2.5 7 200 SrBr2.61H20 90 10 AZ61 4.0 8 1150 SrBr2. 6H20 90 10 M1 8.0 9 200 SrBr2.61120 + MgBr2. 620 90 10 8.0( plate3.5" 2" 0.25' < 0.001%. В таблице выше электролиты ячеек представляют собой водные растворы, содержащие уже указанные бромиды, аноды выполнены из сплава на основе магния, состав которого соответствует обозначению Американского общества по испытанию материалов, приведенному в таблице , а катоды деполяризуют диоксидом марганца в смеси с ацетиленовой сажей (обозначается: А.В.) в указанных пропорциях. Элементы 26 ячеек расположены, как показано на фиг.1, причем контейнер ячеек имеет внутренние размеры 3,2,5 дюйма в длину, 2,63 дюйма в ширину и 3,5 дюйма в глубину. , , - , (: ..) . 26 1, 3.2.5 , 2.63 , 3.5 . При проверке работоспособности этих ячеек каждый из них разряжался через регулируемое сопротивление, установленное на значение, обеспечивающее плотность тока на одной стороне анода 6 аниперов на квадратный фут в начале разряда. Таким образом, каждую ячейку начинали диспергировать по 300°С. 6 . dis300 .. При содержании железа < 0,002% заряжали при той же плотности тока на единицу площади анода, и разряд продолжался до тех пор, пока напряжение на выводах элементов при разряде не составило 1 вольт. Полученная энергия при разряде была рассчитана в ампер-часах и указана в последнем столбце таблицы. < 0. 002% , 1 . . Примеры сухих элементов, воплощающих настоящее изобретение, представлены в Таблице . 45 Эти элементы имеют ту же конструкцию, что и показанная на рисунке 2, и соответствуют по размеру обычным сухим элементам размера (легкие элементы ). Катодный материал представляет собой смесь 90 частей диоксида марганца и 10 весовых частей ацетиленовой сажи, смоченной электролитом состава, указанного в таблице. . 45 2, ( ) . 90 10 . Ячейки с номерами от 1 до 21 включительно содержат одинарные бромидные электролиты, а ячейки 56 с номерами от 22 до 27 включительно содержат смеси указанных бромидов. 1 21 , 56 22 27 . 659,3675 Сухие элементы. 659,3675 . |Емкость электролита, грамм на литр. -30: Дни Сотовый Часы. | , . -30: . № АнодМатериал Солевой ингибитор -8 Начальные 3 месяца AZ31 AZ31 AZ31 AZ31 AZ31 AZ31 AZ31 AZ31 AZ31 AZ31 AZ31 3AZ31 M1 Z1 Магний AZ61 AZ31 0,2 % AZ31 0,2 % AZ31 + 0,15 % AZ31 0,2 % АЗ31 АЗ31 АЗ31 АЗ31 АЗ31 АЗ31 300 300 300 300 300 , 6H20 300 MgBr21 61E20 300 MgBr2.6H20 300 MgBr2. 61320 300 MgBr2.6H20 300 MgBr2 61120 300 CaBr2,2H20 300 1000 SrBr2.6H20 1000 SrBr2.6H20 1000 SrBr2.6H20 1000 SrBr2.6H20 1000 SrBr2.6H20 300. 6H20 800 BaBr2.2H20 300 MgBr2. 6H20 + 25 MgBr2. 6120 + 200 MgBr2,6H20 + 200 MgBr2,61H20 + 100 NEH4Br MgBr2. 6H20 + 200 MgBr2,6H20 +200 SrBr2,6H20 ,_Gr2,O7 (NH4)2CrO4 ; ,07(NE4)2('2O. . -8 Initial3 AZ31 AZ31 AZ31 AZ31 AZ31 AZ31 AZ31 AZ31 AZ31 AZ31 AZ31 3AZ31 M1 Z1 AZ61 AZ31 0.2 % AZ31 0.2 % AZ31 + 0.15% AZ31 0.2% AZ31 AZ31 AZ31 AZ31 AZ31 AZ31 300 300 300 300 300 , 6H20 300 MgBr21 61E20 300 MgBr2.6H20 300 MgBr2. 61320 300 MgBr2.6H20 300 MgBr2 61120 300 CaBr2,2H20 300 1000 SrBr2.6H20 1000 SrBr2.6H20 1000 SrBr2.6H20 1000 SrBr2.6H20 1000 SrBr2.6H20 300 MgBr2.6H20 800 BaBr2.2H20 300 MgBr2. 6H20 + 25 MgBr2. 6120 + 200 MgBr2.6H20 + 200 MgBr2.61H20 + 100 NEH4Br MgBr2. 6H20 + 200 MgBr2.6H20 +200 SrBr2.6H20 ,_Gr2,O7 (NH4)2CrO4 ; ,07 (NE4)2('2O. 1.0 (NH4)2CrO4 (NH4)2Cr04 Нет (NH4)2CrO4 Na2CrO4 MgCrO4 (NH4)2Cr04 (:H4)2Cr04 0,2 (NH4)2CrO4 0,2 (NH4)2CrO4 0,2 (NH4)2Cr04 0,2 (NE4)2CrO4 Нет Нет ( 4) 2CrO4 0,1 CaCrO4 Нет (N1H4)2CrO4 (NH4)2Cr04 5(NH4)2Cr04 ( 4) 2ro4 (N1H4)2CrO4 (NH4)2rO04 Содержание менее 0,002%; Содержание менее 0,001%. 1.0 (NH4)2CrO4 (NH4)2Cr04 (NH4)2CrO4 Na2CrO4 MgCrO4 (NH4)2Cr04 (:H4)2Cr04 0.2 (NH4)2CrO4 0.2 (NH4)2CrO4 0.2 (NH4)2Cr04 0.2 (NE4)2CrO4 (NH4)2CrO4 0.1 CaCrO4 (N1H4)2CrO4 (NH4)2Cr04 5(NH4)2Cr04 ( 4) 2ro4 (N1H4)2CrO4 (NH4)2rO04 0.002%; 0.001%. 6 Данные о мощности изложены в последней. 6 . три столбца таблицы основаны на испытаниях сухих батарей - и -9, описанных в бюллетене № --18A, озаглавленном «Объединенные спецификации армии и флота по батареям». Сухой», опубликованный правительством США 7 октября 1947 года. В испытаниях ВА-8 элементы разряжались через сопротивление 83j Ом непрерывно до тех пор, пока напряжение элемента не упало до 1,13 вольт. Количество часов таких разрядов указывается в графе БА-8. В испытаниях ВА-30 элементы разряжались через сопротивление 6Дж Ом. в течение Ваших минут каждые А-час по 10 часов каждый день.5 20 дней в неделю, пока напряжение элемента не упадет до 0,935 В. В графе «Начальные» указано количество дней выгрузки по графику БА-30, начало выгрузки 25 - сразу после завершения изготовления ячеек. В последнем столбце испытание на разрядку ВА-30 было начато после того, как элементы находились на хранении в течение 3 месяцев на открытом цикле в 30 1 2 3 4 6 7 8 9 11 12 13 14 16 423 385. - -9 . --18A " , . ," 7, 1947. -8 83j 1.13 . -8. -30 6j- . - 10 .5 20 0.935 . " " -30 , 25 - . -30 3 30 1 2 3 4 6 7 8 9 11 12 13 14 16 423 385. 449 409 473 499 347 361 495 142 152 168 148 147 452 357 373 284 353 23.0 22.6 21.0 22.8 23.8 33.3 24.6 20.3 23.0 24.3 25.3 10.1 10.2 9.0 10.5 11.8 11.0 9.4 1.0.3 20.0 9.1 24.2 22.2 18.2 19.3 17.5 20.9 21.1 19.0 21.9 22.8 24.8 25.0 1.0 9.6 9.3 8.4 9.6 16.7 14.3 15.6 Cif_ (;53( около 70 . Данные не были получены, если в столбцах емкости имеются пробелы. 449 409 473 499 347 361 495 142 152 168 148 147 452 357 373 284 353 23.0 22.6 21.0 22.8 23.8 33.3 24.6 20.3 23.0 24.3 25.3 10.1 10.2 9.0 10.5 11.8 11.0 9.4 1.0.3 20.0 9.1 24.2 22.2 18.2 19.3 17.5 20.9 21.1 19.0 21.9 22.8 24.8 25.0 1.0 9.6 9.3 8.4 9.6 16.7 14.3 15.6 Cif_ (;53( 70 . . Из таблицы видно, что элементы, в которых электролит содержит бромид магния отдельно или в сочетании с бромидом щелочного металла, обладают исключительной способностью как к непрерывной, так и к прерывистой работе. Особенно предпочтительными являются элементы, в которых материалом анода является сплав на основе магния типа или, более конкретно, магниевые сплавы, содержащие от около 2 до 9 процентов алюминия, от 0,5 до 3 процентов цинка, от 0,1 до 0,5 процентов марганец, причем остальное представляет собой коммерческий магний, в котором примеси железа и никеля предпочтительно не превышают примерно 0,002 и 0,001 процента соответственно, а электролитом является бромид магния в сочетании с бромидом лития. Элементы с длительным сроком службы также получаются, когда в электролите используется бромид аммония вместе с бромидом щелочного или щелочноземельного металла. В таких случаях бромид аммония можно использовать в концентрации примерно 100-27,5 граммов на литр раствора. Предпочтительная концентрация составляет около 150 граммов бромида аммония на литр в сочетании с одним из других вышеупомянутых бромидов. . Par0 - , 2 9 , 0.5 3 , 0.1 0.5 , 0.002 0.001 , . . 100-27.5 . 150 . Как указано выше, было обнаружено, что желательно включать в электролит соль хромовой кислоты щелочного металла, 35 щелочноземельного металла или аммония в ингибирующих коррозию концентрациях, таких как от 0,0,1 до 5 граммов на литр раствора в Чтобы уменьшить коррозию открытого контура и улучшить однородность коррозии анодного материала в замкнутом контуре, количество ячеек, изготовленных таким образом, показано в Таблице . , , 35 , - 0.0.1 5 40 , . Аналогичные результаты получены с другими солями хромовой кислоты вышеупомянутого типа, такими как . Однако присутствие одной из вышеупомянутых солей хромовой кислоты в электролите иногда имеет недостаток, заключающийся в том, что он вызывает задержку в достижении рабочим напряжением 60°С после периода покоя после использования элемента. Было обнаружено, что задержка является функцией концентрации ингибитора, как показано данными таблицы . 65 . , ' 60 . , , , . 65 ТАБЛИЦА Сухие элементы размера . . Грамм на литр Секунды задержки до того, как ячейка (NH4) 2CrO4 достигнет напряжения 1 Вольт. ' (NH4) 2CrO4 1 . 0.0 (0.0 1.0 2.0 2.0 3.0 5.0 5.3 10.0 10.0 Электролит: 300 г.л. МгБр2. 6Х20 Анод: AZ31, железо менее 0,002%, никель менее 0,001%. 0.0 (0.0 1.0 2.0 2.0 3.0 5.0 5.3 10.0 10.0 : 300 ... MgBr2. 6H20 : AZ31, 0.002%, 0.001%,. Катод: 90% MnO2 + 10% ацетиленовая сажа. Было обнаружено, что задержка достижения напряжения 6М, возникающая из-за присутствия соли хромовой кислоты в электролите, значительно снижается, если не преодолевается путем легирования анодного материала небольшим количеством кальция. , например, от около 0,0,5% до 0,5% от массы анодного сплава. : 90% MnO2 + 10% 6M , 0.0.5% 0.5% . Следующие данные, полученные в результате измерений характеристик достижения напряжения сухими элементами размера , изготовленными в соответствии с изобретением, 7-5 иллюстрируют преимущество в отношении преодоления задержки в достижении напряжения после предыдущего использования элемента. включения кальция в анодный металл. - 7-5 , - , . 6.59,367 ТАБЛИЦА / Кальций в секундах задержки до того, как металл анода ячейки достигнет 1 Вольта 0 (пусто) 5,3 0,1 0,0 0,13 0,0 0,20 0,33 0,30 0,0 0,50 1,8 Электролит: 300 г/л. MgBr2.6H,20 г.п.л. (N1E)2Cr04 В приведенной выше таблице каждое показание задержки представляет собой среднее значение двух ячеек, и каждая ячейка сначала разряжалась через резистор сопротивлением 5 Ом в течение 1 часа, затем выдерживалась в течение 17 часов перед измерением задержки. После периода отдыха среднее время в секундах, необходимое для того, чтобы ячейки достигли напряжения 1 В на клеммах при повторном разряде через резистор сопротивлением 5 Ом, было записано и представлено в таблице выше как задержка 1. В каждой ячейке использовался деполяризованный диоксидом марганца катод, образованный из смеси 90 частей диоксида марганца и 10 весовых частей ацетиленовой сажи. 6.59,,367 / ' 1 0 () 5.3 0.1 0.0 0.13 0.0 0.20 0.33 0.30 0.0 0.50 1.8 : 300 ... MgBr2.6H,20 ... (N1E)2Cr04 , 5- 1 , 17 . 1 5- 1 . - 90 10 . Чтобы достичь желаемого контроля анодной коррозии в элементе и в то же время избежать неблагоприятного воздействия на время достижения рабочего напряжения после периода покоя после использования, было обнаружено, что концентрация ингибитора in2b предпочтительно не должна превышать примерно 2 грамма на литр, если металл анода не содержит кальций, как указано выше, и в этом случае можно использовать до 5 граммов на литр. Таким образом, присутствие кальция в анодном сплаве является явным преимуществом 80 не только с точки зрения уменьшения задержки достижения напряжения, но также и с точки зрения увеличения срока службы элемента до того, как стенка анода станет перфорированной из-за коррозии электролитом при 35°С. хотя бы частично преодолевая повышенную задержку достижения напряжения, вызванную наличием ингибитора в электролите. , , in2b 2 , 5 . , 80 35 . Аналогичные преимущества имеются в отношении контроля задержки достижения напряжения после периода покоя после использования элемента с элементами, содержащими смешанные электролиты. В Таблице данные задержки представлены для примеров сухих элементов 45 размера , использующих смешанные бромидные электролиты и аноды AZ31, к которым было добавлено 0,15% кальция. Электролиты содержали 1,0 грамма на литр хромата аммония в качестве ингибитора. 50 1VI секунд задержки после периода покоя электролита клетки, граммы на литр . Соли. 17 часов 1 Месяц 1 250 MgBr2.61H20 + 50 .2H20 0 2,5 2 а, 0 3,7 3,, NH4Br 0 2,7 4,, SrBr2 0 0 0 3,0 6 50 MgBr2. 6120 250 CaBr2.21120 0 1,5 7, 0 2,5 8, NH4Br 0 1,0 9 SrBr2 0 0 0 2,0 Характерной чертой всех ячеек является их начальный относительный возраст примерно от 1,9 до 2,0 вольт. 40 . 45 AZ31 0.15% . 1.0 . 50 1VI ' , . . 17 1 1 250 MgBr2.61H20 + 50 .2H20 0 2.5 2 , 0 3.7 3,, NH4Br 0 2.7 4,, SrBr2 0 0 0 3.0 6 50 MgBr2. 6120 250 CaBr2.21120 0 1.5 7, 0 2.5 8,, NH4Br 0 1.0 9 SrBr2 0 0 0 2.0 1.9 2.0 . поскольку это высокое напряжение не соответствует вышеупомянутому высокому напряжению, поскольку оно сохраняется в течение длительного времени при использовании элемента, обычно перед использованием выгодно закорачивать каждый новый элемент на короткое время, например, примерно на 1,5 минуты. Это приводит к снижению напряжения элемента 60 до стабильного значения примерно от 1,63 до 1,70 вольт, которое можно считать номинальным напряжением элемента. Аналогичный эффект в отношении этого снижения начального напряжения элемента до его номинального напряжения можно получить, сделав электролит подщелачивающим, добавив к нему небольшое количество щелочи, такой как аммиак, вместо короткого замыкания элемента. , 1.5 , . 60 1.63 1.70 , . . В работе элементы, изготовленные согласно изобретению, представляют собой уникальную Йолтову систему, поскольку катод деполяризуется диоксидом марганца, работающим в щелочной среде. До сих пор попытки использовать диоксид марганца в качестве деполяризатора в водно-щелочной среде не увенчались успехом. Например, цинковый элемент Clanch6 становится бесполезным, когда электролит становится щелочным из-за сильного падения напряжения элемента. В отличие от этого, в процессе работы электролит элементов имеет по меньшей мере примерно ,5, 2! 5 при котором обычные элементы, использующие катод, деполяризованный диоксидом марганца, не работают. Таким образом, настоящие элементы позволяют эффективно использовать в качестве анодного материала не только магний и его сплавы, но и диоксид марганца в щелочно-гальванической системе. , . . , Clanch6 , . , .5, 2! 5 - . . Хотя магний в аноде может быть обычного коммерческого качества, который содержит небольшие количества некоторых других элементов в качестве примесей, предпочтительно использовать магний, который содержит не более примерно 0,005% железа и 0,002% никеля, если таковые имеются. Таким образом, анод может быть изготовлен либо из чистого магния, либо из а. сплав на основе магния, содержащий большую часть металла, причем все такие материалы включаются в термин «магний», используемый здесь и далее. , 0.005% 0.002%' , . . - , " . Следует понимать, что предшествующее описание является иллюстративным, а не строго ограничительным, и что возможны другие варианты реализации новой ячейки в пределах объема следующей формулы изобретения. fore4 , . Теперь, подробно описав и выяснив сущность нашего упомянутого изобретения и то, каким образом оно должно быть реализовано, мы заявляем, что то, что мы ,
, ."> . . .
: 506
: 2024-04-13 19:35:13
: GB659367A-">
: :

659368-- = "/"; . , . . , . . , . , , . .



. :
:
УведомлениеЭтот перевод сделан компьютером. Невозможно гарантировать, что он является ясным, точным, полным, верным или отвечает конкретным целям. Важные решения, такие как относящиеся к коммерции или финансовые решения, не должны основываться на продукте машинного перевода.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB659368A
[]
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ 659 659 Дата подачи заявки и подачи полной спецификации: сентябрь. 9, 1949. : . 9, 1949. № 23420/49. . 23420/49. Заявление подано в Соединенных Штатах Америки 1 января. 27, 1949. . 27, 1949. Полная спецификация опубликована: октябрь. 24, 1951. : . 24, 1951. Индекс при приемке-Класс 53, П(лк:2бл:3а). - 53, (: 2bl: 3a). ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ Улучшения в первичных электрических элементах или в отношении них Мы, , корпорация, организованная и действующая в соответствии с законодательством штата Делавэр, Соединенные Штаты Америки, Мидленда, штат 6, Мичиган, Соединенные Штаты Америки, настоящим заявляем: Сущность этого изобретения и то, каким образом оно должно быть осуществлено, должны быть подробно описаны и установлены в следующем заявлении: Настоящее изобретение относится к усовершенствованной первичной ячейке. , , , , , 6 , , , , : , . В частности, оно касается усовершенствованного первичного элемента, использующего в качестве анода 1i материал магний и его сплавы, в которых магний является преобладающим компонентом. 1i . Поскольку магний является широко распространенным и легкодоступным металлом, занимающим высокое место в ряду металлов по электродвижущим силам, в данной области техники желательно использовать его в качестве анодного материала в первичных элементах, и были предприняты многочисленные попытки такого использования. Тем не менее, насколько известно, не существует коммерчески успешных первичных элементов, использующих магний в качестве анодного материала. , , , . , , . Соответственно, основной целью изобретения является создание улучшенного первичного элемента, использующего магний в качестве материала анода, причем такая цель достигается в соответствии с настоящим изобретением путем создания первичного элемента, содержащего а-узел из магния или магниевого сплава. деполяризованный диоксидом марганца катод и электролит, содержащий водный раствор бромида аммония. , , , , - , - , . Два варианта осуществления настоящего изобретения теперь будут описаны в качестве примера в следующем описании и проиллюстрированы на сопроводительном чертеже. . На указанном рисунке: : На фиг.1 показан изометрический вид с разрезом "мокрой" ячейки, собранной согласно изобретению; На фиг.2 показан вертикальный разрез сухого элемента согласно изобретению. 1 - " " ; 2 " . [Цена 2f-] Короче говоря, первичная ячейка по изобретению состоит из гальванической системы, в которой используется анод из магния или его сплава, в котором магний является преобладающим материалом, катода из углерода, деполяризованного диоксидом марганца, и электролита. водного раствора бромида аммония, который предпочтительно может содержать соль хромовой кислоты одного из оснований щелочных, щелочноземельных металлов или аммония для модификации коррозионного действия бромида аммония на магний. [ 2f-] , , 50 , , , , . Говоря более конкретно о 60 элементах элемента, анод может быть изготовлен либо из чистого металлического магния, либо из сплава на основе магния, содержащего основную часть металла, причем все такие материалы включены в термин 65 "магний ", используемый здесь и далее. . 60 , - , 65 " . Однако металлический магний составляет не менее 99,5 процентов. чистота должна быть предпочтительной, а примеси, такие как железо, медь и никель, которые повышают коррозионную 70) магния, желательно поддерживать на как можно более низком уровне, предпочтительно ниже 0,002 процента. в случае железа — ниже 0,01 процента. в случае меди - ниже 0,00,1 процента. в случае 76 никеля. В качестве анодного материала обычно пригодны обычные конструкционные сплавы, особенно сплавы на основе магния, в которых содержание магния превышает примерно 80 процентов. и которые содержат 80 обычных количеств марганца и одного или обоих алюминия и цинка. Подходящими пропорциями этих легирующих элементов являются алюминий 2-9 процентов, цинк 0,5-3 процента, марганец 0,1-0,5 процента. 85 Наличие в сплаве от 0,05 до 0,5%. кальция также желательно. Анодный материал может быть в любой форме, в которой могут быть изготовлены изделия из магния, например, в виде стержня, листа, пластины и т.п. , 99.5 . , , , 70) , , 0.002 . , 0.01 . , 0.00,1 . 76 . , - 80 . 80 . 2-9 ., 0.5 3 ., 0.1 0.5 . 85 0.05 0.5 . . , , , , 90 . Электролит представляет собой водный раствор бромида аммония. Концентрация, по-видимому, не является критической 368,6,59,368 и может варьироваться от примерно 30 граммов на литр до количеств, дающих почти насыщенные растворы. Обычно полезный диапазон концентрации составляет примерно от 100 до 6300 граммов на литр, предпочтительно 200 граммов на литр. . ,368 6.59,368 30 . 100 6 300 , 200 . Для некоторых целей, например, когда элементы должны оставаться в разомкнутой цепи в течение длительного времени или использоваться с перерывами в течение длительного периода времени, желательно снизить скорость, с которой материал анода разъедается электролитом. Этого можно достичь путем включения в электролит соли хромовой кислоты основания из 16 щелочных, щелочноземельных и аммониевых оснований, таких как Na2CrO4 или Na2Cr2O, Li0CrO4 или Li2Cr2O7, CaCrO4 или .., (NE1, 2OrO4 или (NH4)2Cr2O7, например, в ингибирующих коррозию концентрациях, таких как примерно от 0,01 до 2,5 граммов на литр раствора. , , . 16 , , ,= Na2CrO4 Na2Cr2O,, Li0CrO4 Li2Cr207, CaCrO4 .., (NE1,2OrO4 (NH4)2Cr207, , - 0.01 2.5 . Катоды, используемые согласно изобретению, аналогичны катодам, которые ранее использовались в стандартных элементах Лекланша. Они состоят из углеродных стержней или пластин или другой подходящей формы материала, внедренных в деполяризующую массу, состоящую из смеси диоксида марганца и мелкодисперсного углерода, предпочтительно ацетиленовой сажи, смоченной электролитом. Отношение диоксида марганца к тонкоизмельченному углероду предпочтительно находится в диапазоне от 75 до 9,5%. MnO2, остальное — мелкодисперсный углерод. Наилучшие результаты, по-видимому, достигаются при 90 процентах. МнО. и 10(проц. ацетиленовой сажи. . , , . 75 9.5 . MnO2, . 90 . . 10( . . Три элемента элемента расположены подходящим образом, образуя гальваническую систему, в которой анод отделен от катода, а электролит обеспечивает путь для прохождения электрического тока между ними, как и в традиционной конструкции элемента. . Изобретение может быть дополнительно объяснено и проиллюстрировано со ссылкой на вышеупомянутый чертеж. . Фигура 1 чертежа представляет собой «мокрую» ячейку, собранную в соответствии с изобретением, но вырезанную для демонстрации внутренней структуры. Контейнер или банка 1 из изоляционного материала, например стекла или формованной синтетической смолы, разделен на анодное отделение 2 и катодное отделение 3 с помощью перегородки 4.66. Перегородка 4 состоит из плиты или пластины из изоляционного материала, например стекла. или синтетическая смола, например, ее отливают из фенолформальдегидной смолы. Он снабжен множеством перфораций 5l, 60, расположенных в регулярном порядке, чтобы обеспечить прохождение тока через электролит между электродами. На катодной стороне перегородки 4 расположен пористый фильтрующий материал 6, такой как лист фильтровальной бумаги 65, который служит проницаемым для жидкости удерживающим средством для содержимого катодного отделения. В отсеке 2 расположен анод 7, состоящий из пластины магния, к которой прикреплен стержень 8 вывода 70, причем пластина погружена в массу жидкого электролита 9, состоящего из водного раствора бромида аммония, к которому можно добавлять, если желательные, ингибирующие коррозию количества соли хромовой кислоты 75 щелочного металла, щелочноземельного металла или аммония. 1 " " , . 1 , , 2 3 4.66 4 , , , - . .5l, 60 , . 4 6 , 65 - . 2 7 70 8, 9 , , 75 , . Катод 10 в отсеке 3 представляет собой угольный стержень, имеющий вывод 11, катод которого внедрен в массу 12 деполяризующей смеси, состоящей из диоксида марганца 80 и мелкодисперсного углерода, смоченного электролитом. 10 3 11, 12 80 . Сухой элемент, показанный на рисунке 2, содержит контейнер 921, который представляет собой чашку, выполненную из магния и служащую анодом. Катод 29 представляет собой угольный стержень с концевым колпачком 23, причем указанный стержень упакован в бобину 24 из деполяризующей массы диоксида марганца и углерода, смоченной электролитом того же состава, что и описанный ранее. Между деполяризованной массой 24 и стенками контейнера находится корпус гелеобразного электролита 2,5. Изолирующий диск 26 из вощеной бумаги, картона и т.п. 95 отделяет массу деполяризатора от дна контейнера 21, а аналогичный диск 27 закрывает верхнюю часть массы. Над диском 27 предусмотрено вентиляционное пространство 28, закрытое вентилируемой изолирующей крышкой 29, 100 из воска или смолы. " 2 921, 85 . 29 23, 24 . 24 2.5. 26 , , 95 21, 27 . 28 27, 29 100 . ТАБЛИЦА Размер Сухие элементы Электролит, граммы на литр Емкость, часы Непрерывная вспышка Световой разряд элемента до испытания, дни № Солевой ингибитор от 1,13 В до 0,935 В 1 150 NH4Br 2 175 3 200 225 175 (NH4)2CrO4 6 175 7 175 8 200 9 175 175 11 175 12 175 13 200 14 175 175 16 175 17 150 18 150 19 150 7 7 25,, ,7 5 (N11[4)2Cr2O , 10,, , 9 15 X7 , 7 10,, 25,, 1 0 (Ni4)2CrO4 Примеры первичных элементов, изготовленных в соответствии с изобретением, конструкции, показанной на фиг.2, представлены в таблице . В таблице элементы представляли собой обычные сухие элементы размера (элементы импульсного света). В ячейках с номерами от 1 до 18 включительно в качестве анодного материала использовался сплав на основе магния номинального состава: 3% , 1% , 0,2% , остальное - технический магний. В ячейке номер 19 к материалу анода было добавлено 0,2 процента кальция, который в остальном имел тот же состав, что и другие ячейки. Аноды представляли собой тянутые банки из прокатанного листа 6 из указанных сплавов толщиной 0,032 дюйма. , - . 1.13 0.935 1 150 NH4Br 2 175 3 200 225 175 (NH4)2CrO4 6 175 7 175 8 200 9 175 175 11 175 12 175 13 200 14 175 175 16 175 17 150 18 150 19 150 7 7 25,, ,7 5 (N11[4)2Cr2O , 10,, , 9 15 X7 , 7 10,, 25,, , 10 (Ni4)2CrO4 2 . - ( .) " . 1 18, , - : 3 , 1 , 0.2 , . 19, 0.2 , . 6f , 0.032 . Тихэ. электролиты в каждом случае имели состав, указанный в таблице, и гелеобразовали путем смешивания с 15-45 граммами кукурузного крахмала и 5 граммами пшеничной муки на 120 куб.см. решения. Катоды каждой ячейки состояли из углеродного стержня, упакованного в деполяризующую массу, состоящую на 90 процентов. по весу MnO2 ((Золото 60 Береговая руда) и 10-процентную ацетиленовую сажу, смоченную электролитом. Ячейки были подвергнуты двум испытаниям на емкость. Тот, «Непрерывный разряд », 211 257 237 265 23,9 22,9 23,5 24,0 20,7 265 265 265 274 Na2CrO4 10,, 22,1 16,1 24,6 15,4 17,0 19,8 22,1 250 239 248 274 311 271 262 257 245 171 23,8 17,4 20,6 21,2 17,0 13,3 12,8 659 368 6,59 368 заключалась в определении количества часов, необходимых для снижения напряжения элемента до 1,13 вольт при непрерывном разряде через сопротивление 83U, Ом. . , 15 45 5 120 .. . 90 . MnO2 (( 60 ) 10 . . , " ," 211 257 237 265 23.9 22.9 23.5 24.0 20.7 265 265 265 274 Na2CrO4 10,, 22.1 16.1 24.6 15.4 17.0 19.8 22.1 250 234 239 248 274 311 271 262 257 245 171 23.8 17.4 20.6 21.2 17.0 13.3 12.8 659,368 6.59,368 1.13 83U, . 6 Другой, «Испытание вспышкой света», заключался в определении количества дней, в течение которых напряжение элемента упадет до 0,93,5 В при разряде через сопротивление 61 Ом в течение 4 минут каждого часа в течение 10 часов. каждый день в течение 5 дней 10 в неделю. 6 , " ," 0.93.5 61 4 - 10 . .5 10 . ТАБЛИЦА Электролит влажных ячеек, зерен на литр Ингибитор Состав анода Ампер муки до 1 В 1 NH4Br, 150 (NH4)2CrO4, 15 M1 17 2 NII4Br, 150 (NH4)2CWrO4, 15 AZ31 16 3 NH4Br, 200 (NH4)2CrO4, 10 AZ31 19 Мокрые элементы, изготовленные в соответствии с изобретением и имеющие конструкцию, показанную на фиг. 1, представлены в таблице . В камерах содержалось 300 куб.см. электролита состава, указанного в таблице , а аноды представляли собой пластины размером 31 х 2 х 1 дюйм указанного состава. В таблице «М1» — обозначение Американского общества по испытанию материалов сплава на основе магния с номинальным содержанием 1,5%. марганец, остальное магний технический; «AZ31» — это .... обозначение сплава на основе магния, номинальный состав которого следующий: 3 процента алюминия, 1 процент цинка, 0,3 процента марганца, остальное - технический магний. Катодная смесь в катодном отделении состояла на 90 процентов. по весу диоксида марганца (руда Голд-Коста) и 10 процентов ацетиленовой сажи. , 1 1 NH4Br, 150 (NH4)2CrO4, 15 M1 17 2 NII4Br, 150 (NH4)2CWrO4, 15 AZ31 16 3 NH4Br, 200 (NH4)2CrO4, 10 AZ31 19 1 . 300 .. 31" 2" 1" . , " M1 " - 1.5 . , ; "AZ31" .... - : 3 , 1 , 0.3 , . 90 . ( ) 10 . При определении емкости этих ячеек их разряжали через сопротивление, значение которого было доведено до такого значения, чтобы плотность тока первоначально составляла Г ампер на квадратный фут поверхности анода, обращенной к катодному отделению. Количество ампер-часов, произведенное элементом, разряжающимся через указанное сопротивление до тех пор, пока напряжение не упадет до 1 вольта, было измерено и указано в последнем столбце. . 1 . В процессе работы элементы, изготовленные согласно изобретению, представляют собой уникальную гальваническую систему, поскольку катод дедоларизован диоксидом марганца, который 66 работает в щелочной среде. Очень скоро после отвода тока от клеток обнаруживается, что первоначальное значение рЕ около 6,6 быстро переходит в диапазон от около 7,5 до 8,3, причем последнее значение рН1 является максимально достигнутым. В этом диапазоне передается большая часть энергии клетки. До сих пор попытки использовать диоксид марганца в качестве деполяризатора в водно-щелочной среде не увенчались успехом. , 66 . 6.6 7..5 8.3, pH1 . . . Например, цинковый элемент Лекланша становится бесполезным, когда электролит становится щелочным из-за падения напряжения элемента. В отличие от этого, в процессе работы электролит ячеек имеет примерно от 7,5 до 8,3, т.е. диапазон , при котором обычные ячейки, использующие деполяризующий катод из диоксида марганца, не функционируют. , , . , 7.5 8.3, - . Следует понимать, что приведенное выше описание является иллюстративным, а не строго ограничительным, и что другие варианты осуществления изобретения возможны в пределах объема формулы изобретения. 75 , . Теперь, подробно описав и выяснив сущность нашего упомянутого изобретения и то, каким образом оно должно быть реализовано, мы заявляем, что то, что мы ,
, ."> . . .
: 506
: 2024-04-13 19:35:15
: GB659368A-">
: :

659369-- = "/"; . , . . , . . , . , , . .



. :
:
УведомлениеЭтот перевод сделан компьютером. Невозможно гарантировать, что он является ясным, точным, полным, верным или отвечает конкретным целям. Важные решения, такие как относящиеся к коммерции или финансовые решения, не должны основываться на продукте машинного перевода.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB659369A
[]
_j 'в _j ' \;=: '-/ \;=: '-/ ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ 659,369 Дата подачи заявки и подачи полной спецификации: сентябрь. 14, 1949. 659,369 : . 14, 1949. № 23726/49. . 23726/49. Заявка сделана в Юнайтед. Штаты Америки в октябре. 29, 1948. . . 29, 1948. Полная спецификация опубликована: октябрь. 24, 1951. : . 24, 1951. Индекс при приемке: -Класс 38(), (4:21). :- 38(), (4:21). ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ. . Усовершенствования систем электрического регулирования или относящиеся к ним Мы, , корпорация штата Делавэр, Соединенные Штаты Америки, по адресу: 401 , , , , настоящим заявляем о сути настоящего изобретения. и каким образом это должно быть выполнено, должно быть подробно описано и установлено в следующем утверждении: , , , , 401 , , , , , :- Настоящее изобретение относится к электрическим системам регулирования и, более конкретно, к усовершенствованиям управления возбудителем, функция которого заключается в автоматическом добавлении и снятии фиксированного значения сопротивления в поле генератора переменного тока. . В случае широкого диапазона скоростей генератора с непосредственно связанным возбудителем генератор может обеспечить поддержание выходного напряжения переменного тока без нагрузки только за счет остаточного потока на высоких рабочих скоростях. Когда управление возбудителем по настоящему изобретению не предусмотрено. Регулятор угольного блока для поля возбудителя может, пытаясь соответствовать таким условиям, начать вращаться и гудеть. , - .. . ,. , , . Таким образом, целью настоящего изобретения является создание главного резистора, который может быть подключен последовательно с полем генератора переменного тока и, в свою очередь, параллельно якорю возбудителя в условиях низкой нагрузки и высокой скорости, а также в условиях, в которых в противном случае регулятор угольного блока имел бы тенденцию к отключению. тиррил или жужжание в попытке уменьшить возбуждение поля возбудителя. , , . Согласно настоящему изобретению предложено средство регулирования подачи напряжения на обмотку возбуждения генератора, характеризующееся резистором для включения в цепь с указанной обмоткой и главным релейным переключателем для замыкания шунтирующей цепи для указанного резистора при падении напряжения на последней. превышает заданное значение, причем указанный релейный переключатель включает в себя основную обмотку, включенную последовательно между указанным резистором и обмоткой возбуждения, и вспомогательную обмотку, подключенную параллельно резистору. , .. Предпочтительный вариант осуществления изобретения теперь будет описан на примере [Цена 2/-] со ссылкой на прилагаемый схематический рисунок. [ 2/-] . Теперь обратимся к чертежу: 50 показан генератор переменного тока или генератор переменного тока 1, который подключен для подачи питания во внешнюю цепь нагрузки через проводники 2. Генератор 1 снабжен обмоткой возбуждения 3, на которую подается питание от возбудителя 55. , 50 1 2. 1 3 55 4 имеющий шунтирующую обмотку возбуждения 5. Подключен последовательно с обмоткой возбуждения 5 возбудителя. 4 5. 5 4 проводником 6 является угольный свайный элемент переменного сопротивления 7. Резистивный элемент 7 своим противоположным концом соединен проводником 9 с выходной клеммой возбудителя 4. Противоположный выходной вывод возбудителя 4 соединен проводником 11 с обмоткой возбуждения 5 возбудителя. 4 6 7. 7 9 4. 4 11 5. Таким образом, возбуждение поля возбудителя 65 обмотки 5 контролируется угольным свайным элементом 7 переменного сопротивления. Угольный свайный элемент 7 с переменным сопротивлением может быть воплощен в виде регулятора 12 такого типа, как показано в нашем патентном описании № 608,508. 70 , 65 5 7. 7 12 . 608,508. 70 Регулятор 12 может включать в себя основную обмотку управления 13, предназначенную для управления якорем 15, схематически показанным здесь как поворачивающийся под углом 17 и оказывающий сжимающее усилие на угольный ворс 7 под напряжением 75 пружины 19. Пружина 19 расположена так, чтобы уравновешивать натяжение якоря со стороны электромагнитной обмотки 13, когда на нее подается напряжение сети, имеющее заранее определенную величину, как более подробно описано в вышеупомянутом патенте 80. 12 13 15 17 7 75 19. 19 13 , 80 . Между выходом 2 генератора переменного тока и основной катушкой управления 13 установлен двухполупериодный выпрямитель 21, который может быть любого подходящего типа, например, хорошо известного медно-оксидного выпрямителя 85. 2 13 21 85 . Для предотвращения хантинга вышеописанной системы регулирования может быть предусмотрена система защиты от хантинга, включающая трансформатор, содержащий сердечник 23 с первичной обмоткой 90, подключенной так, чтобы ее напряжение изменялось в соответствии с работой регулятора 7 и , как показано, он подключен к клеммам поля = -_. - -- - 1 с,, [=-, "--- ' ' 659,369 обмотки 5 возбудителя 4 через проводники 27 и 29. , - 23 90 25 7 , , = -_. - -- - 1 ,, [=-, "--- ' ' 659,369 5 4 27 29. На сердечнике 23 также намотана вторичная обмотка 31, которая подключена так, чтобы прикладывать к катушке управления 13 переходное корректирующее или противорезонансное смещение. Как показано, вторичная обмотка 31 соединена последовательно с основной катушкой управления 13 на выходе или стороне постоянного тока выпрямителя 21. 23 31 - 13. , 31 13 21. Предмет настоящего изобретения относится к управлению возбудителем, обозначенному в целом цифрой 35 и включающему в себя резисторные элементы 37 и 39, соединенные одним концом проводником 41 с выходной клеммой возбудителя 4, в то время как противоположный конец резистивных элементов 37 и 39 соединены проводником 43 с одним концом основной управляющей электромагнитной обмотки 45, намотанной на магнитопровод 46. Противоположный конец обмотки 45 соединен проводником 47 с обмоткой возбуждения 3 генератора переменного тока, которая, в свою очередь, соединена противоположным концом через проводник 49 с другой выходной клеммой возбудителя 4. 35 37 39 41 4, 37 39 43 45 46. 45 47 3 49 4. Далее будет видно, что когда резисторные элементы 37 и 39 вставлены между выходным проводником 41 возбудителя 4 и обмоткой возбуждения 3 генератора 1, напряжение поля 3 генератора существенно снижается. 37 39 41 4 3 1, 3 . Главный управляющий переключатель 51, имеющий якорь 52, взаимодействующий с сердечником 46, предназначен для вывода из строя резистивных элементов 37 и 39 при замыкании контактов 53 и 54, подключенных к проводникам 41 и 43 соответственно. Последний главный управляющий переключатель 51 обычно смещается в разомкнутое положение пружиной 55 и смещается в закрытое положение объединенными электромагнитными силами основной обмотки управления 45 и вспомогательной обмотки 56, действующих на якорь 52. 51 52 - 46 37 39 53 54 41 43 . 51 55 45 56 52. Ампервитки обмоток 45 и 56 действуют в аддитивной зависимости. Подача питания на вспомогательную обмотку 56 контролируется обмоткой 57 пилотного реле, соединенной проводниками 58 и 59 между резисторными элементами 37 и 39. 45 56 . 56 57 58 59 37 39. К проводнику 59 подключен гасящий резистор 61, который можно отрегулировать таким образом, чтобы замыкание главного выключателя 51, управляемое обмоткой 57 пилотного реле, устанавливалось на желаемое значение замыкающего тока и, следовательно, напряжения. Пилотное реле 57 управляет переключающими элементами реле 63 и 65 для управления включением вспомогательной обмотки 56 путем шунтирования вспомогательной обмотки 56 при заданном напряжении между резисторами 37 и 39 через проводники 43 и 58, плечи 63 и 65 переключателя, проводник 67, вспомогательная обмотка 56 и проводники 71, 59 и 41. 59 61 51 57 . 57 63 65 56 56, , 37 39 43 58, 63 65, 67, 56 71, 59 41. Таким образом, при замыкании переключающих элементов 63 и 65 на вспомогательную обмотку 56 подается питание за счет падения напряжения на главных резисторах 37 и 39, что вместе с основной обмоткой управления 45 вызывает замыкание главного контактора 51. При замыкании главного управляющего переключателя 51 главные резисторы 37 и 39 замыкаются накоротко, снижая падение напряжения на резисторах 37 и 39 практически до нуля. 70 При нулевом напряжении пилотное реле 57 позволяет переключающим рычагам 63 и 65 смещаться под действием собственного напряжения пружины в направлении размыкания цепи вспомогательной обмотки 56 главного контактора. Однако главный контактор 51 остается замкнутым благодаря силе витков последовательной обмотки 45, достаточной для поддержания замыкания главного контактора 51 за счет шунтирования резисторов 37 и 39 и уменьшения воздушного 80 зазора между сердечником. 46 и арматура 52. , 63 65, 56 37 39 45 51. 51, 37 39 , 37 39 . 70 , 57 63 65 56 . 51, , 45 51 37 39 80 46 52. Однако, когда ток в поле 3 генератора переменного тока падает, главный контактор 51, управляемый обмоткой 45, размыкается при значении тока, определяемом ампер-витками обмотки 45 серии 85 и регулировкой смещающей пружины 55. , 3 , 51 45 85 45 55. При размыкании контактора 51 резисторы 37 и 39 снова вставляются в обмотку возбуждения 3 генератора 1. 90 Таким образом, разница между замыканием и отключением главного контактора 51 является управляемой функцией тока в обмотке возбуждения 3 генератора переменного тока. При установке в полную систему работа выполняется следующим образом: при минимальной скорости генератора 1 главный контактор 51 остается замкнутым при всех условиях нагрузки. На более высоких рабочих скоростях и в условиях легкой нагрузки. 51 37 39 3 1. 90 , 51 3 . , 95 : 1 51 . . главный контактор 51 размыкается и вводит главное сопротивление 100 в переменное поле 3. В условиях полной нагрузки контактор 51 обязательно остается замкнутым на всех скоростях. 51 100 3. 51 . Таким образом, если ток в обмотке возбуждения 3 превышает заданное минимальное значение 105, установленное регулировкой гасящего резистора 61, резисторы 37 и 39 отключаются от цепи обмотки возбуждения 3 замыканием главного выключателя 51 и Регулирование мощности генератора осуществляется через угольный регулятор 110 12. Однако, когда ток в обмотке возбуждения 3 падает ниже заданного минимума, последовательная обмотка позволяет переключателю 51 размыкаться под напряжением пружины 55, вставляя резисторы 37, 115 и 39 в цепь обмотки возбуждения 3, чтобы обеспечить регулирование выходного сигнала. на генератор переменного тока может продолжать воздействовать регулятор 12 без тенденции к гудению или вибрации. , 3 105 61, 37 39 3 51 110 12. , 3 51 55 37 115 39 3 12 . Хотя был проиллюстрирован и описан только один вариант осуществления изобретения. 120 . В зависимости от требований могут быть внесены различные изменения в форму и взаимное расположение частей. . Теперь подробно описав и выяснив природу нашего упомянутого изобретения и то, каким образом его следует осуществить, 125 -
,