Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_10693
.pdf
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB423164A
[]
ИЗМЕНЕННАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Перепечатано с изменениями в соответствии с решением помощника контролера, действующего от имени
генерального контролера, от 4 июня 1935 года, согласно разделу 21 Законов о патентах и промышленных
образцах 1907–1932 годов.
(Поправки выделены стертым курсивом) СПЕЦИФИКАЦИЯ ПАТЕНТА
Дата подачи заявки: 27 апреля 1933 г. № 12318/33.
423,164 Полная спецификация слева: 24 марта 1934 г.
Полная спецификация принята: 28 января 1935 г.
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Усовершенствования в производстве термообработанных рулонных проволочных прутков из средне- или
высокоуглеродистой стали. Я, Генри Дэвид Ллойд, подданный короля Великобритании и Ирландии,
проживающий в Старом доме, Стреттон, недалеко от Уоррингтона, в графстве Ланкастер, настоящим
заявляю, что данное изобретение имеет следующий характер: данное изобретение относится к производству
термообработанных рулонных проволочных прутков из средне- или высокоуглеродистой стали.
Описанный выше способ термической обработки стальной проволоки осуществляется путем непрерывного
пропускания прутка через длинную печь, поддерживаемую при температуре значительно выше точки
перегрева, и сразу после выхода из печи нагретый пруток подвергается тщательно регулируемому
охлаждению на воздухе или в другой среде. На практике описанный выше процесс состоит из двух этапов.
Первый этап включает в себя постепенный нагрев прутка выше точки перегрева, что, как полагают, позволяет
углероду в стали перейти в раствор. Поддержание нагрева в течение определенного времени при
прохождении через печь обеспечивает определенный временной промежуток, в течение которого, как
представляется, требуемый рост размера зерна осуществляется без затруднений.
Второй этап — это процесс охлаждения, который происходит, когда пруток покидает нагревательную печь.
По-видимому, этот процесс охлаждения приводит к быстрому прохождению стали через критический диапазон
до точки ниже точки перекристаллизации и равномерному распределению углерода в растворе по всей
площади поперечного сечения металла. Продукт второго процесса имеет так называемую сорбитовую
структуру, в отличие от перлитовой структуры, возникающей, с одной стороны, из-за слишком медленной
скорости охлаждения, и мартенситной структуры, возникающей, с другой стороны, из-за слишком быстрой
скорости охлаждения. Поскольку именно сорбитовая структура является требуемой, необходимо тщательное
регулирование скорости охлаждения, чтобы избежать, как уже говорилось, с одной стороны, перлитовой
структуры, а с другой — мартенситной структуры.
Описанный выше процесс, начиная с точки термообработки 50, по сути, является неэффективным, поскольку,
во-первых, тепло в стержне, выходящем из валков, в основном теряется, и, во-вторых, тепло необходимо
подводить к стержню в печи термообработки 55. Целью настоящего изобретения является создание
улучшенного процесса, особенно с точки зрения тепловой эффективности, при котором получается свернутый
холодный стержень желаемой структуры и с подходящей однородностью структуры по всей его длине.
Основная трудность достижения этой цели заключается в том, что, хотя стержень, выходящий из валков,
имеет достаточно высокую температуру выше температуры плавления, 65 он движется с высокой скоростью,
которая может составлять, например, от 1500 до 3000 футов в минуту. Поэтому, как объяснено выше, было
принято охлаждать стержень, а затем повторно нагревать его, при этом скорость движения повторно
нагретого стержня сравнительно невелика, скажем, около 500 футов в минуту, поскольку при такой низкой
скорости регулируемое охлаждение, о котором идет речь, Вышеизложенное может быть реализовано на
практике. 75 Настоящее изобретение заключается в обеспечении намотки холоднокатаного стального прутка,
как указано выше, путем подачи прутка от валков непосредственно к намоточному устройству, при этом
практически не изменяя температуру прутка, когда он покидает валки, например, с помощью опоясывающей
направляющей трубки, из которой пруток переходит в ванну для термообработки, состоящую из подходящих
расплавленных солей или другой среды, в которой осуществляется намотка и охлаждение до желаемой
степени.
Для реализации изобретения в одном из его вариантов, в качестве примера, я использую намоточный стан
любого подходящего типа в сочетании с подходящей охлаждающей средой, поддерживаемой при постоянной
температуре, таким образом, чтобы горячий пруток, выходящий из последнего прохода прокатного стана,
непрерывно, без перерывов и обрывов, вводился в охлаждающую среду по мере его формовки в рулон.
Для циркуляции охлаждающей среды, которая может состоять из расплавленных солей или расплавленного
свинца, предусмотрены подходящие механические средства, например, винтовой пропеллер, чтобы
предотвратить локальный нагрев, например, под воздействием поступающего горячего стержня, и обеспечить
непрерывный поток охлаждающей среды при постоянной температуре.
Соляная ванна или другая ванна для термообработки должна быть расплавлена при желаемом диапазоне
температур, например, предпочтительно от 450°C до 500°C, и быть пригодной для работы, то есть достаточно
легко перемешиваемой или циркулирующей при этой температуре.
Спираль следует поместить в среду для термообработки и уложить таким образом, чтобы избежать
чрезмерного перемешивания раствора, но при желании движение спиралью можно выбрать так, чтобы оно
вызывало или облегчало необходимое перемешивание.
Описанный выше процесс позволяет использовать тепло, выделяемое в стержне после последнего прохода
валков в процессе прокатки при температуре выше точки перегрева, соответствующей содержанию углерода
в стержне, в качестве предварительного этапа для быстрого охлаждения стержня в критическом диапазоне
(но без полного закаливания) с целью получения необходимой сорбитовой структуры.
Дата: 27 апреля 1933 года.
МАРКС И КЛЕРК.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ (С ИЗМЕНЕНИЯМИ)
Усовершенствования в производстве термообработанной рулонной проволоки из средне- или
высокоуглеродистой стали. Я, Генри Дэвид Л. Ло Й.Д., подданный короля Великобритании и Ирландии,
проживающий в Старом доме священника в Стреттоне, недалеко от Уоррингтона, графство Ланкастер,
настоящим заявляю о характере данного изобретения и о способе его осуществления, которые будут
подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
Данное изобретение относится к производству термообработанных рулонных проволочных прутков из средне-
или высокоуглеродистой стали.
Описанный выше способ термической обработки стальной проволоки осуществляется путем непрерывного
пропускания прутка через длинную печь, поддерживаемую при температуре значительно выше точки
перегрева, и сразу после выхода из печи нагретый пруток подвергается тщательно регулируемому
охлаждению на воздухе или в другой среде. На практике описанный выше процесс состоит из двух этапов.
Первый этап включает в себя постепенный нагрев прутка выше точки перегрева, что, как считается, позволяет
углероду в стали перейти в раствор. Поддержание нагрева в течение определенного времени при
прохождении через печь обеспечивает определенный временной промежуток, в течение которого,
по-видимому, происходит необходимый рост размера зерна без затруднений.
Второй этап — это процесс охлаждения, который происходит, когда стержень покидает печь после нагрева.
По-видимому, этот процесс охлаждения приводит к быстрому прохождению стали через критический диапазон
до уровня ниже точки перекристаллизации и равномерному распределению углерода в растворе по всей
площади поперечного сечения металла. Продукт второго этапа имеет так называемую сорбитовую структуру,
в отличие от перлитной структуры, возникающей, с одной стороны, из-за слишком медленной скорости
охлаждения, а с другой — от мартенситной структуры, возникающей, с другой стороны, из-за слишком
быстрой скорости охлаждения.
Поскольку именно такая сорбитовая структура является требуемой, необходимо тщательно регулировать
скорость охлаждения, чтобы избежать, как уже говорилось, с одной стороны, перлитной структуры, а с другой
— ниартенситной структуры.
Описанный выше процесс с точки зрения тепловыделения по сути является расточительным, поскольку в
первую очередь тепло в стержне, выходящем из валков, неизбежно теряется.
Кроме того, в печи для термообработки необходимо подавать тепло на стержень.
Кроме того, повторный нагрев в печи для термообработки 105 приводит к обезуглероживанию поверхности
стержня.
Целью настоящего изобретения является разработка усовершенствованного процесса, в частности, с точки
зрения тепловой эффективности, для производства намотанного холодного стержня t 42 a,164: желаемой
структуры и с подходящей однородностью структуры по всей его длине. Основная трудность достижения этой
цели заключается в том, что, хотя стержень, выходя из валков, имеет достаточно высокую температуру выше
температуры перегрева, он движется с высокой скоростью, которая может составлять, например, от 1500 до
3000 футов в минуту. Поэтому, как объяснено выше, обычно стержень охлаждают, а затем повторно
нагревают, при этом скорость движения повторно нагретого стержня сравнительно невелика, скажем, от 5 до
15 футов в минуту, поскольку при этой низкой скорости может быть осуществлено регулируемое охлаждение,
упомянутое выше.
Нам известно о спецификации №.
395,960, Хотя данная заявка сопровождалась заявкой, датированной более ранней датой, она была
опубликована только после этой даты. В данной спецификации описан и заявлен способ изготовления
прокатанного стального прутка, при котором прокатанный пруток наматывается в охлаждающей воде, которая
перемешивается или становится турбулентной в процессе намотки, причем такой способ подходит для
прутков из низкоуглеродистой стали, закалка которых может производиться при температурах, равных или
ниже точки кипения воды. Однако, согласно настоящему изобретению, прокатанный стальной пруток,
выходящий непосредственно из валков без существенных потерь тепла, наматывается и закаливается в
подходящих расплавленных солях или другой неводной жидкой охлаждающей среде, поддерживаемой при
температуре, существенно ниже температуры прутка, выходящего из валков, что позволяет работать со
прутками из средне- или высокоуглеродистой стали, требующими закалки при температурах значительно
выше точки кипения воды.
Изобретение представляет собой способ получения свернутых прутков из средне- или высокоуглеродистой
стали с сорбитовой структурой, который заключается в подаче прутка из валков без существенных потерь
тепла в закалочную ванну, содержащую подходящие расплавленные соли или другую неводную жидкую
среду, поддерживаемую при температуре, существенно ниже температуры прутка, покидающего валки, в
результате чего пруток попадает в эту среду, при этом среда охлаждается, и пока ванна поддерживается
практически при температуре охлаждения, пруток сворачивается в ней, а затем извлекается, и пруток
выводится из среды и смазывается в ней.
Изобретение также заключается в способе получения рулонных прутков из средне- или высокоуглеродистой
стали с сорбитовой зернистой структурой, которые извлекаются из рулонов без образования сорбита, как
указано выше, при этом указанная ванна поддерживается при температуре от примерно 4500 °C до примерно
500 °C.
Изобретение также заключается в получении спирального прутка из средне- или высокоуглеродистой стали со
структурой сорбитовых зерен, изготовленного описанным выше способом.
Обращаясь к прилагаемым схематическим чертежам, иллюстрирующим удобную форму устройства, с
помощью которого может быть реализовано настоящее изобретение: Рисунок 1 иллюстрирует вертикальный
поперечный разрез.
Рисунок 2 представляет собой вертикальный поперечный разрез, выполненный по линии АВ на рисунке 3.
Рисунок 3 представляет собой вид сверху 85. Рисунок 4 представляет собой увеличенный вид, частично в
боковой проекции, а частично в вертикальном разрезе, намоточной головки, рамы и барабана.
На рисунке 5 представлен вид сверху на головку намотки под углом 90 градусов.
Рисунок 6 представляет собой боковой вид с частичным разрушением, иллюстрирующий приводную головку,
раму и барабан, а рисунок 7 — это поперечный разрез по линии 95 C-D рисунка 4.
Для реализации изобретения в одном из вариантов, в качестве примера, как показано на рисунках 1–4, я
предлагаю ванну для намотки, включающую металлический резервуар a из 100% термостойкого материала,
расположенный в кирпичной кладке или другом непроводящем окружении b, резервуар, заполненный до
уровня, обозначенного цифрой 10, солями или другой закалочной средой, которые удобно нагреваются
масляной горелкой c, работающей через боковую стенку окружения, при этом продукты сгорания отводятся
вдоль соответствующих поверхностей d резервуара и отводятся в дымоход после передачи необходимого
тепла для поддержания 110% концентрации солей или другой закалочной среды при постоянной температуре.
Механизм намотки включает в себя раму e, вращающуюся в неподвижных подшипниках f и g, причем
последний установлен в удобно расположенной опоре k. Рама e вращается с помощью конических зубчатых
передач j, приводимых в движение электродвигателем lo.
Верхняя часть вращающейся рамы e имеет полое центральное отверстие, в которое нагретый стержень 120
m подается непосредственно из последнего прохода чистовых валков N через трубку o, изогнутую на конце,
ближайшем к механизму намотки, так чтобы направить стержень в полое центральное отверстие
вращающейся рамы 125. Примерно посередине вращающейся рамы закреплена трубка p, верхний конец
которой концентричен с полым центральным отверстием вращающейся рамы, а другой конец выведен наружу
по кривой, чтобы вывести конец 130 423,164 ' нагретого стержня за пределы вращающейся рамы e.
Нижний конец вращающейся рамы e несет барабан q, подвешенный на шарикоподшипнике r, так что барабан
свободен и не обязан вращаться вместе с рамой.
Нижний конец этого барабана имеет квадратный выступ S, который входит в квадратное отверстие в нижней
пластине t, на которую стержень mr падает из трубки p, когда последняя вращается вокруг неподвижного
барабана q.
Квадратный выступ S предотвращает вращение барабана и облегчает процесс намотки в 1,5 раза.
После того, как последний конец рулона S отделится от валков n и будет намотан на пластину t вокруг
барабана g, пластина t, которая шарнирно закреплена вокруг крепления u к боковой стенке резервуара,
опускается с помощью рычага v, приводимого в действие гидравлическим цилиндром wi или аналогичным
средством.
Груз S, прикрепленный к рычагу v с помощью гибкого троса y, перемещается через шкив z, возвращая стол t в
исходное положение после падения катушки.
При опускании стола катушка падает на направляющие 3, поддерживаемые уплотнительным элементом 7 из
швеллера, который, в свою очередь, установлен на угловом бруске S, прикрепленном болтами к выступам 9
на стенках резервуара. Катушка скользит вниз по направляющим 3 на приемный стол 2. Затем этот стол
поднимается из соляной ванны с помощью соответствующих подъемных средств до тех пор, пока катушка не
окажется выше уровня резервуара и ее можно будет снять, чтобы опустить пустой стол для приема
следующей катушки.
Для обеспечения быстрой циркуляции закалочных солей или другой закалочной среды к нижнему концу
вращающейся рамы крепится подходящее рабочее колесо 4 с радиальными ребрами усиления 11, как
подробно показано на рисунке 4, а также делаются отверстия вблизи центра пластины t и перфорации 6 в
нижней части барабана q, чтобы обеспечить циркуляцию закалочной среды через слои катушки по мере того,
как проволока наматывается слой за слоем на столе t.
Соляная ванна или другая ванна для термообработки должна быть расплавлена при желаемом диапазоне
температур, например, от 450 до 500 °C, и быть пригодной для работы, то есть достаточно легко
перемешиваться или циркулировать при этой температуре.
В описанном выше примере трубка o, через которую проходит стержень m, не нагревается, но при
необходимости к ней можно приложить тепло. Кроме того, вместо расплавленных солей для закалочной
ванны можно использовать другой жидкий материал, например,
В качестве расплавленного свинца может использоваться расплавленный свинец, при этом существенным
требованием является то, что жидкость не должна быть водной и должна обладать такими свойствами, чтобы
не оказывать химического воздействия на стержень при контакте с ним.
Описанный выше способ позволяет получать прутки, обладающие сорбитовой зернистой структурой и
пригодные для холодной обработки с последующим волочением проволоки, способные выдерживать высокие
растягивающие напряжения. При желании катушку можно поместить в среду термообработки и уложить в ней
таким образом, чтобы избежать чрезмерного перемешивания раствора.
Благодаря описанному выше процессу я могу не только использовать тепло, имеющееся в стержне после
последнего прохода валков в процессе прокатки стержня при температуре выше точки перегрева, которая
может быть подходящей для содержания углерода в стержне, в качестве предварительного этапа для
осуществления второго этапа процесса быстрого охлаждения стержня в критическом диапазоне (но без
закалки) для обеспечения требуемой сорбитовой структуры; я также могу избежать образования пара,
связанного с использованием водной охлаждающей среды, и уменьшить обезуглероживание поверхности
стержня.
l Теперь, подробно описав и определив природу моего изобретения и то, каким образом оно предназначено
для 95
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_423165.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=423165&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB423165A
[]
Второе издание
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Мы, ФР Акс Ми А С АЛЛ См, подданный короля Великобритании, проживающий по адресу: Уошвуд Хит Роуд,
307, Бирмингем 8, графство Уорик, и АЛЬФРЕД ГЕНРИ РЕД Фи РН, подданный короля Великобритании,
проживающий по адресу: Беверли Уоркс, Алма Стрит, Бирмингем 6, вышеупомянутый, настоящим заявляем,
что сущность данного изобретения заключается в следующем: данное изобретение относится к так
называемым «сухим» батареям или отдельным элементам, в которых каждый элемент содержит пару
электродов, соединенных электролитом в виде пасты или таблеток.
В таких батареях каждая ячейка, как правило, в настоящее время имеет цилиндрическую чашеобразную
конструкцию, а также угольный электрод в виде стержня или карандаша, который вставляется в
чашеобразную часть и располагается вдоль ее оси; электролит и деполяризатор, если он используется,
вставляются в чашеобразную часть между ней и центральным стержнем или карандашом.
Известно, что в процессе работы такие ячейки выделяют определенное количество газообразного вещества,
и обычно в верхней части ячейки предусматривают уплотнение с газоотводящей трубкой, проходящей через
это уплотнение.
Батареи, собранные таким образом, относительно дороги в плане точной сборки, и часто в конечном итоге
выходят из строя из-за неравномерного электролитического процесса, вызванного неточностями размеров
анода, катода, деполяризатора и электролита относительно друг друга.
Кроме того, во время работы элементы выделяют газ, а в нерабочее время воздух проникает в такие
элементы через газоотводящие трубки, в результате чего электролит постепенно высыхает и становится
неэффективным.
Целью настоящего изобретения является создание усовершенствованной батареи, и в частности, устранение
указанных недостатков, а также обеспечение средств, которые, допуская расширение, необходимое для
выхода газов и полутвердых веществ, предотвращают проникновение воздуха.
Еще одной целью настоящего изобретения является создание батарей таким образом, чтобы их можно было
собирать проще, дешевле и точнее. Кроме того, наше изобретение позволяет более точно контролировать
внутреннее сопротивление при производстве.
Согласно настоящему изобретению, усовершенствованная батарея состоит из ряда пластин, которые
разделены слоем 60, образующим электролит или электролит и деполяризатор, и вся сборка, или почти вся
сборка, заключена в эластичную оболочку или покрытие, которое обеспечивает необходимое 65 расширение
за счет выхода газов, но исключает или практически исключает проникновение воздуха.
Например, батарея или элемент, включая клеммы, может быть обрезан или покрыт быстросохнущей
органической смолой или подходящей синтетической смолой, предпочтительно смолой, которая не
подвержена воздействию химического состава элементов или их эксплуатации. Механическая прочность
смолы позволяет этому внутреннему покрытию действовать в качестве связующего вещества. Такая оболочка
будет преднамеренно подвержена растрескиванию при высыхании в любом месте, где может возникнуть
внутреннее давление, что позволит расширяющейся среде выйти наружу.
Эти выступы удерживаются на месте внешним эластичным резиновым покрытием, нанесенным методом
погружения, распыления или электроосаждения. Важность сцепления 85 между резиной и смолой или
каучуком необходимо подчеркнуть, поскольку между двумя стенками не должно быть утечек.
Электроды могут представлять собой плоские цинковые пластины, основная часть пластины 90 которых
имеет прямоугольную форму с выступающим вверх участком в верхней части, который может иметь часть,
изогнутую или сформированную в частично цилиндрическую форму для размещения контактного штифта 95.
Одна сторона каждой цинковой пластины или ее нижняя часть покрыта слоем углерода. Такой углерод может
быть в виде порошка или в другой форме и может быть прикреплен к поверхности цинковой пластины с
помощью подходящего клея 100 или клеящего вещества, не являющегося изолятором.
Углеродное покрытие предпочтительно не должно доходить до края пластины, а должно доходить до
небольшого расстояния от краев пластины. 105 Элементы, сконструированные таким образом, составляют:
Цена 3 с 6 р С. Дата подачи заявки: 28 апреля 1933 г. № 12367/33.
Полная спецификация слева: 28 апреля 1934 г.
Полная спецификация принята: 28 января 1935 г.
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Усовершенствования, касающиеся сухих батарей.
I z I 1 tute — пара электродов, которые в конечном итоге будут принадлежать не одной и той же клетке, а
соседним клеткам.
Такие элементы расположены на некотором расстоянии друг от друга, а между ними размещены
электролитные и деполяризующие элементы, которые могут быть изготовлены особым способом и
составляют дополнительную часть нашего изобретения.
В качестве электролита и деполяризатора может использоваться любой подходящий материал или
комбинация материалов. Например, мы можем изготовить таблетку или электролитный блок, состоящий из
смежных наложенных друг на друга слоев двух или трех материалов, и такой электролитный и
деполяризаторный блок может быть изготовлен с использованием контейнеров для трех отдельных
материалов и последовательного выдавливания материалов через сопло с щелевидным отверстием, так что
при каждой операции осаждается лента материала, которая может иметь пастообразную форму, причем три
слоя накладываются друг на друга и имеют такую природу, что они автоматически слипаются. Для получения
таблетки, с которой легче работать, края могут быть покрыты битумной краской или быстросохнущим лаком.
Для обеспечения контакта между таблеткой и цинковой поверхностью во время сборки между цинком и
таблеткой можно поместить кусочек пористой бумаги или аналогичного материала, пропитанного и полностью
увлажненного раствором хлорида аммония. Для обеспечения плотного контакта между таблеткой и
углеродной поверхностью могут быть предприняты дополнительные шаги.
В качестве альтернативного варианта конструкции можно использовать ленту или ткань с открытой сеткой, на
которую можно нанести и протолкнуть через отверстия в ленте или ткани материалы, содержащие электролит
и деполяризатор. В этом случае каждая часть может быть выполнена в виде составных таблеток или
нанесена в виде отдельных блоков.
Эта составная пластина или таблетка образует электролит, а также деполяризатор, и такая пластина или
таблетка вставляется между каждыми двумя двухэлектродными элементами.
В конце сборки устанавливается непокрытая цинковая пластина, образующая отрицательную пластину
батареи, после чего вся сборка затем закрывается описанным выше способом.
Наконец, батарею с эластичным корпусом можно поместить в коробку или картонную упаковку.
Необходим тесный контакт между электродными блоками и электролитными блоками, и при необходимости
некоторые или все блоки могут быть выполнены с пространством для приема небольшого количества жидкого
электролита, который может быть залит и склеен после сборки или в любой другой удобный момент монтажа.
Настоящее изобретение предлагает сухую батарею, которая в течение срока своей неактивной жизни
практически инертна и не подвержена воздействию каких-либо обычных внешних атмосферных условий.
Такая батарея может храниться исключительно длительное время без ухудшения характеристик.
Батарея, изготовленная в соответствии с настоящим изобретением, особенно подходит для быстрого
изготовления, и для ее изготовления не требуется квалифицированный труд. Кроме того, внутреннее
сопротивление батареи или элемента может иметь любое желаемое значение в определенных пределах, и
батарея или элемент будут обеспечивать равномерное распределение электролита по гораздо большей
площади, чем это возможно с чашеобразными элементами, обычно используемыми в настоящее время.
Датировано 22 апреля 1933 года.
FORRESTER, KETLEY & CO, дипломированные патентные поверенные, Central House, 75, X New Street,
Бирмингем 2, и Jessel Chambers, 88/90, Chancery Lane, Лондон, W C 2.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования, касающиеся сухих батарей.
Мы, Фрэнк А. А. К. Кал, подданный короля Великобритании, проживающий по адресу: Уошвуд Хит Роуд, 307,
Бирмингем, графство Уорик, и Альфред Хен-и-Редерн, подданный короля Великобритании, проживающий по
адресу: Беверли Уоркс, Алма Стрит, Бирмингем, указанный выше, настоящим заявляем о характере данного
изобретения и о способе его осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в следующем
заявлении.
Данное изобретение относится к так называемым «сухим» батареям или отдельным элементам, в которых
каждый элемент содержит пару электродов, соединенных через деполяризатор электролитом в виде пасты
или таблетки. В таких батареях каждый элемент, как правило, в настоящее время имеет цилиндрическую
чашеобразную форму, а также угольный электрод в виде стержня или карандаша, который вставляется в
чашеобразную форму и располагается вдоль ее оси. Электролит и деполяризатор вставляются в
чашеобразную форму между чашеобразной формой и центральным стержнем или карандашом, при этом
остается пространство для расширения из-за газов, образующихся в течение активного или неактивного
периода работы, и других химических изменений.
р -2. '1,165 423; 165 Батареи, собранные таким образом, относительно дороги в плане точной сборки, и такие
батареи часто в конечном итоге выходят из строя из-за неравномерного электролитического процесса,
вызванного неточностями размеров анода, катода, деполяризатора и электролита относительно друг друга.
Были выдвинуты различные предложения по обходу трудностей, связанных с производством точно
собранных батарей цилиндрического типа, и в некоторых конструкциях, являющихся предметом этих
предложений, вместо того, чтобы делать полюса батареи одним в виде цилиндрической чашки, а другим в
виде стержня или карандаша, было предложено использовать практически плоские цинковые и углеродные
пластины с таблеткой между ними, состоящей из электролита и деполяризатора, причем сборка должна иметь
форму сэндвича.
Однако изготовление батарей таким способом сопряжено со своими особыми трудностями, одна из которых
связана с расширением и сжатием, вызванными хорошо известным эффектом «дыхания», характерным для
всех батарей. Необходимо обеспечить «дыхание», но также необходимо предотвратить свободное
проникновение и выход воздуха или газа, поскольку это высушит элементы батареи. Именно эти проблемы и
призвано решить настоящее изобретение.
Согласно настоящему изобретению, мы создаём электрическую батарею, включающую -( 35 одну или более
ячеек, каждая из которых имеет положительный и отрицательный полюса, расположенные в виде «сэндвича»,
на расстоянии друг от друга посредством композиции, образующей комбинированный электролит и
деполяризатор или электролит и деполяризатор, причём края ячеек герметизированы тонкой, прилипающей
плёнкой эластичного и водонепроницаемого типа, нанесённой методом погружения, распыления или
нанесения кистью.
Эта тонкая, эластичная и водонепроницаемая пленка (45%) может быть изготовлена из резины и может
использоваться с внешним связующим веществом, или же в сочетании с одним или несколькими слоями
смолистого лака. Такие слои резины и лака могут наноситься многократно, чтобы получить ряд чередующихся
покрытий с внешним слоем связующего вещества любой толщины или без него. Это связующее вещество и
лак могут состоять из любой быстросохнущей органической или синтетической смолы или камеди с
компаундированной резиной, к которой может быть добавлена смола или битум или любая подобная смесь,
предпочтительно такая, которая не подвержена воздействию химических компонентов клеток или их действия
при использовании, и которая будет оставаться достаточно твердой при летних температурах и обеспечивать
максимальную упругость при всех требуемых температурах в течение длительных периодов времени.
Внешнее связующее может наноситься либо путем последовательного погружения, покраски или распыления,
либо батарея, уже имеющая прилегающую эластичную оболочку, может быть помещена в контейнер, и
материал, образующий внешнее связующее, может быть залит в контейнер таким образом, чтобы покрыть
прилегающую эластичную оболочку и прочно к ней приклеиться.
Эластичное покрытие покрывает все открытые края активного материала 75 ячейки и достаточно упруго,
чтобы допускать расширение, благодаря чему выделяющийся из ячейки газ может быть размещен таким
образом, чтобы обеспечить его повторное поглощение ячейкой без поглощения 80 воздуха. Таким образом,
ячейка защищена от высыхания или обезвоживания деполяризатора, и эта защита особенно необходима для
батарей сэндвич-типа, где имеется 85 относительно большая открытая площадь деполяризатора, чем в
случае батарей типа «горшок», где металлический горшок окружает активный материал ячейки со всех
сторон, за исключением открытого верха 90. Однако было предложено создать батарейную ячейку путем
заключения угольного стержня и окружающих его деполяризатора и электролита в пористый материал, такой
как бумага или ткань, внешняя поверхность которого 95 покрыта металлом, после чего ячейка погружается в
ванну с возбуждающей жидкостью, затем покрывается парафином, воском или лаком и, наконец, погружается
в раствор вещества, практически непроницаемого 100 для таких жидкостей, как например, в качестве каучука.
Настоящее изобретение дополнительно включает способ производства электрических батарей путем сборки
одной или нескольких ячеек, имеющих положительный и отрицательный полюса в основном плоской или
сэндвич-формы или расположения, с таблетками электролита и деполяризатора между ними, обеспечивая
средства для обеспечения хорошего контакта 110 между элементами, а затем герметизации внешней
поверхности ячеек путем погружения, распыления или нанесения кистью тонкой адгезионной пленки из
резины, целлюлозы или подобного эластичного и водонепроницаемого материала 115. При реализации
нашего изобретения используемые электроды могут состоять из практически плоских цинковых пластин,
основная часть которых имеет прямоугольную, круглую, овальную или правильную форму, с, при
необходимости 120, выступающим выступом сверху, который может иметь часть, изогнутую или
сформированную в частично цилиндрическую форму для приема контактного штыря или соединенную с
другими подходящими клеммами 125. Одна сторона каждой цинковой пластины или ее внутренняя часть
покрывается углеродным покрытием.
Предпочтительно, чтобы углеродное покрытие не доходило до края пластины, но должно доходить до
небольшого расстояния от краев пластины.
Таким образом, сконструированные элементы образуют пару электродов, которые в конечном итоге будут
принадлежать не одной и той же ячейке, а соседним ячейкам.
Такие элементы расположены на некотором расстоянии друг от друга, а между ними находятся
электролитные и деполяризующие элементы.
В качестве электролита и деполяризатора может использоваться любой подходящий материал или
комбинация материалов. Например, мы можем изготовить таблетку или электролитный блок, состоящий из
смежных наложенных друг на друга слоев двух или трех материалов. Для обеспечения контакта между
таблеткой и цинковой поверхностью во время сборки между цинком и таблеткой можно поместить кусок
пористой бумаги или аналогичного материала, пропитанного и полностью увлажненного раствором хлорида
аммония. Для обеспечения плотного контакта между таблеткой и углеродной поверхностью могут быть
предприняты дополнительные шаги.
Эта составная пластина или таблетка образует электролит, а также деполяризатор, и такая пластина или
таблетка вставляется между каждыми двумя двухэлектродными элементами.
В конце сборки устанавливается непокрытая цинковая пластина, образующая отрицательную пластину
батареи, после чего вся сборка затем закрывается описанным выше способом.
После завершения сборки могут быть предусмотрены средства для приложения соответствующего давления
к элементам с целью обеспечения хорошего контакта, после чего батарея герметизируется снаружи путем
погружения, распыления или нанесения кистью тонкой, эластичной и водонепроницаемой пленки. Это может
быть достигнуто с помощью раствора, содержащего резину, а при желании — также вулканизирующие агенты.
Батарею можно погрузить в этот раствор, а для ускорения высыхания покрытия можно использовать нагрев.
Если также планируется использовать лаковое покрытие, оно может состоять из уже описанного раствора.
Батарею можно погружать в два раствора один, два или любое количество раз, при этом адгезионное
покрытие высушивается между каждыми двумя погружениями, чередуя растворы для образования
механически эластичного и полностью охватывающего соединения.
Теперь можно наносить наружное покрытие из связующего материала, который может представлять собой
смесь натуральной или синтетической смолы, камеди, каучука, смолы или битума, и это покрытие может быть
значительно толще, чем внутренние адгезионные покрытия из резины, лака или другого эластичного и
водонепроницаемого материала.
Батарея с эластичной оболочкой и связующим веществом может быть помещена в коробку или картонную
упаковку.
Эластичный и водонепроницаемый слой, прилегающий к батарее, предпочтительно полностью покрывает все
края ячейки или ячеек и может также выступать за их торцы 70. Конструкция в соответствии с настоящим
изобретением позволяет получить батарею, которая, как правило, имеет достаточно эластичную форму,
чтобы обеспечить достаточное расширение для размещения количества газа 75, образующегося во время
работы, без возможности его утечки, и, конечно же, конструкция надежно предотвращает проникновение
воздуха, который может привести к высыханию электролита, или выход газов или влаги, которые могут
вызвать локальное воздействие или ползучесть.
Настоящее изобретение предлагает сухую батарею, которая в течение своего неактивного срока службы
практически инертна и не подвержена воздействию каких-либо обычных внешних атмосферных условий.
Такая батарея может храниться исключительно долгое время без ухудшения характеристик.
Батарея, изготовленная в соответствии с настоящим изобретением (пункт 90), особенно подходит для
быстрого строительства, и для ее изготовления не требуется высококвалифицированная рабочая сила.
Вместо использования практически плоских пластин и таблеток 95, эти элементы могут быть изогнутыми или
куполообразными в любой желаемой степени.
Подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ его осуществления, мы заявляем, что
то, что мы заявляем, представляет собой 1. Электрическую батарею, включающую одну или несколько ячеек,
каждая из которых имеет положительный и отрицательный полюса, расположенные в виде «сэндвича», 105
разделенных между собой составом, образующим комбинированный электролит и деполяризатор, или
электролит и деполяризатор по отдельности, причем край ячеек герметизирован тонкой, прилипающей
пленкой эластичного и водонепроницаемого характера, нанесенной методом погружения, распыления или
кисти.
2
Электробатарея, согласно
Соседние файлы в папке патенты