RU8525U1 - Тепловая батарея - Google Patents

Abstract

1. Тепловая батарея, содержащая корпус с крышкой и с теплоизоляцией, внутри которого размещены блок электрохимических элементов, каждый из которых состоит из твердых слоев катода, электролита, анода и чередуется последовательно в осевом направлении с твердыми слоями пиротехнических нагревателей, соединенных между собой пиротехническим шнуром, а также систему электровоспламенителей, отличающаяся тем, что блок электрохимических элементов дополнительно жестко закреплен относительно основания корпуса посредством элемента фиксации слой теплоизоляции установлен на торцах корпуса и по образующей и выполнен составным из двух слоев, между которым дополнительно размещен слой пиротехнического материала, а каждый слой пиротехнического нагревателя в блоке электрохимических элементов размещен между двумя дисками из электропроводных материалов, при этом электроды всех электрохимических элементов соединены с равноименными полюсами батареи соответственно и жестко закреплены на диэлектрическом основании крышки корпуса, на входе в систему электровоспламенителей, соединенных с пиротехническими нагревателями, установлен дополнительно элемент контроля состояния готовности батареи к работе.2. Батарея по п.1, отличающаяся тем, что элемент контроля выполнен в виде металлического проводника на диэлектрическом основании, разрушающегося от механического воздействия.3. Батарея по п.1, отличающаяся тем, что элемент фискации блока электрохимических элементов выполнен в виде полого стакана, металлический каркас которого образован из основания ребер жесткости, которые закреплены свободными концами и по ее основанию п�

Description

Заявляемая полезная относится к области электротехники, а именно к хягдическйм .источникам тока с твердша электролитом, и может быть использована для питания элёктропотребителей в кос1шческих аппаратах, в ракетной технике и других областях проглыпшенности.

Известна тепловая батарея (ТБ) (заявка Японии j I-37734, 1Ж1 НОШ 6/36), содержащая корпус с выполненной в нем по образующей и с торцев теплоизоляцией, чередующиеся блоки электрох11 дических элементов (ЭХЭ), между которыдЩ установлены пиротехничесшШ нагреватели и систе, электровосплшлекителей.

К недостатка ; известной тепловой батареи относятся отсутствие возможности определеш/1я состояния готовности к работе, недостаточно высокие э--1хоективность и продолздтелъностъ работы за счет ограниченного времени по.гйержания 5абочей температуры.

Задала, на решеняе кототзой направлена заявляемая полезная модель, заютзочается в создания устройства, которое обеспечивает увеличение времеш э.,р((;ектпвной работы, достаточщпю надежность срабатывания и возмо.жность индикации состояния готовности батареи к работе

При осуществлении полезной модели могут быть получены технические результаты, заключающиеся в повышенияУкоэффициента использования электрической энергии и эффективности работы за счет обеспечения стабильного телшературного поля в полоотй

батареи.За счет того, что используемая электрохикадческал Q OTebia на основе электролита из эвтектики LiGt - KG2, анода яз сплавов ЛИТИЯ и бора и катода на основе солей лития, в составе активных масс обладает повышенными разрядншш характеристиками, а наличие дополнительного тепловыделяющего элемента в теплоизолящш повышает рабочий ресурс времени, кроме того наличие

контрольного элемента в ТБ позволяет достаточно проконтрол1зровать состояние готовности её к работе.

Указанные задача я техяичесшЮ результаты обеспечиваются тем, что в тепловой батарее, содержащей корпус с теплойзо.тщЦйей по образующей и с торцев, размещенные в нем чередующиеся

блоки электрохйглических элементов с расположенншди мещ кажды1 1 из них слошли пяротехш ческих нагревателей и выполнен ИЗ твердых анода, катода и электролита, сясте.1у электровосплшденителей в соответствие с заявляемой полезной моделью, слой теплоизоляции выполнен составныгл из 2--х слоев, между которы яи вьшолнен слой пиротехнического материала, а каждш из пиротехническ11х нагревателей в блоке электрохимических элементов заключен меж,щг диска1.ш из электропроводных материалов, электродов, соед шенных с разноименным полюсаг ш батареи, которые жестко .закреплены на ДЕ электрическом основании крышки корпуса, а на входе в системх электровоспламенителей установлен дополнительно элемент контроля состояния готовности ТБ к гзаботе. Кроме того, контрольный элемент выполнен в виде металлического проводника, разрушающегося от теплового И1шульса. Крорле того, элемент Фиксации блоков ЭХЭ выполнен 6 иде полого стакана, металлический каркас которого выполнен из основания и ребер ;кесткости, которые закреплены свободными концаг/ш ,и по основанию посредством колец, к которому прикреплена стенка стакана, выполненная из диэлектрика, в стенке вьшолнены вертикальные прорези для подвода пиротехнического и горизонтальные прорези для токовыводов. Кроме того, электролит выполнен из материала на основе эвтектики LlC(.-KCt , катод выполнен из материала на основе солей шшеля, а анод вьшо.тшен из сплава лития и бора.

Заполнение теплоизоляции в виде слоистой детали со слоем дополш тельного тепловыделяющего (пиротехШ1ческого) элемента (ТВЭ), охватывающей блок ЭлЭ по образующей и по торцшу, позволяет стабил:1зировать TeivinepaTypy внутри ТБ и З величить время подцерЕанр1я активного состояния ТБ, В случае отсутствия ТВЭ, BpeivH работы ТБ определялось бы только

временем сгораяяя я остывашш пйр онагре вате лей в блоке ЭХЗ, Необходимость раз яещеяня ТВЭ слошуш теплолзо.яяпяи вызвана требованяя1у1И огранячешш рабочей температуры, необходимой для поддержания в активном состояШ1Я расплавляеьшх материалов электролита я электродов с одной стороны, я временем распространения теплового потока от слоя теплойзо.шптщ к пеpiiiiJepiM я центру блока Э1Э, за счет чего повышает продолжительность работы ТБ, с дрзггой,

BьшoлIieнI e йнд1 Вйдуальных пяронагревателей ЭХЭ в пространстве, ограниченном с сторон дз электропроводных материалов, соединенных ме:Щ собой л с разнойменньиж полюсаь;ш ТБ способствует более надешог ту электряческог..1у контакту ЭХЭ в блоке и обеспечивает образование замкщ той электрической цешл.

Кроме того, выполнение пяронагревателей, расположенных в непосредственной близости к кажд01 / 3 ЭХЭ обеспечивает повышение однородности теплового поля внАгтря блока ЭХЭ.

Необход11мое количество блоков ЭХЭ определяется расчетныТЯ , исходя из требуемой величины разрядных характеристик ТБ (напрдж ение, етжость, ток ... )«

Все пиротехнические нагреватели соединены Me tyijr собой и с системой электровоспла1.1енителей посредством пиротехнического шнура, по которогл распространяется плаг..теш1, активирующий их,

В случае несанкщ-юнированного, слз чайного срабатквания ТБ с помощью контрольного элемента для индикации состояния готовности к работе, может быть пол -чена йН ор1-лащ1я посредством включеш я известных средств индг-шлции (электрических ла1 шочек, датчиков). Блоки ЭХЭ жёстко ф,иксированы посредством стакана на основании источш.1ка.

На приведенной ит.Т изображена принщшиальная схема тепловой батареи ТБ содержит корпус I, основание 6,

слояст гю теплойзоляп;ию 4, блокЕ ЭХЭ 2, пяротехн::-1ческ1 е нагреватели 3, электровоспламенмтелй (не указаны). ПяронагреватеЛ.Й дая Э1Э заключены менду дяскаьш (не указаны) я соедянены пярогехЕшческим цнурон (нэ указан). БЛОКИ ЭХЭ за- я ; сярованы в корпусе лоор9дотв01л стакана 7.

Предлагаемая полезная .вдделъ ТБ работает образом,

Цря срабатывании якициярующего устройства язяне орняруется яьшулъс тока, который подается на мостяк электровосп.лаАлен11телей, срабатывэляе которых дает Орс пламеш на пярошн -р, при горения которого воспламеняются пяронагревателй, размещенные в теплоязол.чду1я и MQ-ЩЧ- ЭХЭ. При достяженяя рабочей тершературы электролит становятся токопроводшщм, на ЭХЭ возн1 кает разность потенциалов, после достижения последней ноь.щналъного уровня в течение временя взведешая (активация) ТБ готова к работе,

К другим техш ко-эконоиШческим пряеьшцествам заявляемой

CTHfCAtMCit

полезной модел Р ысокая продолткятелъность гарантийного срока хранения яз-за отсутствия выделения агрессивных я токсячных материалов в составе ТБ, а также более высокая степень безопасности за счет язол /1рованного размещения пяронагревателей от других активных материалов.

Возможность промьшшенной реализащи ТБ была проверена на полезной модел следующего конкретного вида.

Конструкции тепловой батареи содеряшт корпус из нержавеющей стали, с основал15ем. На вщ тренней поверхности корпуса и основания вьшолнены два слоя теплойзолш-ЩЯ из млтериала марки Т31Ж-20. (1У1-596-117-86). Между дву.ш слошя теплоизоляции размещен слой из пиротехнического материала на основе титана (металл) и перхлорята калия (О1а1сл11тель).

Все ЭХЭ сгрзшпярованы в блоки и за оиксярованы жестко соосно корпусу на основании посредством полого стакана, металлический каркас которого .выполнен из основания и ребер жесткости, которые закреплены свободными концшмя и по основанию посредством колец, к которок г изнутри прикреплена

стенка стакана, выполненная яз диэлектрика, в стенке выполнены вертикальные прорезл для ггодаода пиротехнического У горязонтатЕьные прорезя для токовьтодов.

Стенка стакана выполнена яз стет тюслюденята. Контрольный элегяент вьшолнен из серебра, закрепленном на диэлектрической подложке из слюды,

-Анод ЭХЭ вьшолнен из сплава /.i.6 , катод ЭХЭ выполнен ИЗ соли MC6i , Злектролат лз эвтектики - k Между ЭХЭ установлены слои из пиротехнического материала, аналогичного пиронагревателя в теплОйзоляЩП1. Каждый пиронагреватель в блоке ЭХЭ закреплен между дисками из / и соединен с соседш м пЕ ронагревателем, с шронагревателями теплоизоляг.Ц5И и системой электровосплаыенителей посредством пиротехнического шнура из материала марки ПЛЭ (Ivirii,771 935.005 ТО).

Таким образом, реаш-1защ/1я полезной модели обеспешвает более высотше по сравнешзю с прототипом продол}ките.тьность, разрядные харектеристи ::: и надежность срабатывания.

К-ОЫЛОБ 40830 11Й 5 24«07.97

Claims (4)

1. Тепловая батарея, содержащая корпус с крышкой и с теплоизоляцией, внутри которого размещены блок электрохимических элементов, каждый из которых состоит из твердых слоев катода, электролита, анода и чередуется последовательно в осевом направлении с твердыми слоями пиротехнических нагревателей, соединенных между собой пиротехническим шнуром, а также систему электровоспламенителей, отличающаяся тем, что блок электрохимических элементов дополнительно жестко закреплен относительно основания корпуса посредством элемента фиксации слой теплоизоляции установлен на торцах корпуса и по образующей и выполнен составным из двух слоев, между которым дополнительно размещен слой пиротехнического материала, а каждый слой пиротехнического нагревателя в блоке электрохимических элементов размещен между двумя дисками из электропроводных материалов, при этом электроды всех электрохимических элементов соединены с равноименными полюсами батареи соответственно и жестко закреплены на диэлектрическом основании крышки корпуса, на входе в систему электровоспламенителей, соединенных с пиротехническими нагревателями, установлен дополнительно элемент контроля состояния готовности батареи к работе.

2. Батарея по п.1, отличающаяся тем, что элемент контроля выполнен в виде металлического проводника на диэлектрическом основании, разрушающегося от механического воздействия.

3. Батарея по п.1, отличающаяся тем, что элемент фискации блока электрохимических элементов выполнен в виде полого стакана, металлический каркас которого образован из основания ребер жесткости, которые закреплены свободными концами и по ее основанию посредством металлических колец, при этом с внутренней стороны к каркасу прикреплена стенка, выполненная из диэлектрика, в которой выполнены вертикальные сквозные прорези для подвода пиротехнического шнура и горизонтальные прорези для токовыводов.

4. Батарея по п.1, отличающаяся тем, что электролит выполнен из материала на основе Эвтектики, катод выполнен из солей никеля, а анод из сплава литий-бор.