Соединительная перемычка индустриальной аккумуляторной батареи

Соединительная перемычка относится к устройствам для соединения контактных узлов аккумуляторов при сборке тяговых аккумуляторных батарей. Заявляемая полезная модель соединительной перемычки предусматривает повышение электропроводности и надежности соединений «медный кабель - клеммный наконечник - вывод аккумулятора», предотвращение искрения в переходе «клеммный наконечник - вывод аккумулятора» и коротких замыканий между клеммными наконечниками токопроводящими предметами путем повышения равномерности обжатия соединений медного кабеля и вывода аккумулятора с клеммным наконечником и изолирования наружной поверхности клеммного наконечника. Указанный технический результат достигается тем, что в перемычке, включающей отрезок медного многожильного кабеля, на очищенных (от изоляционной оболочки и загрязнений) концах которого закреплены клеммные наконечники, содержащие гнездовые участки для установки на конические полюсные выводы аккумуляторной батареи, согласно предлагаемой полезной модели плюсовой и минусовой клеммные наконечники выполнены в виде свинцовых отливок, зеркальных относительно друг друга, в форме двух соединенных боковыми поверхностями цилиндрических тел, оси которых развернуты под прямым углом; одно тело при отливке каждого клеммного наконечника образует с одним из концевых участков отрезка кабеля, постоянное плотное соединение медных жил в отвердевшем расплаве свинца, гнездовой участок другого цилиндрического тела каждого клеммного наконечника выполнен в виде усеченного конуса, соответствующего по форме и размерам полюсным выводам аккумулятора, при этом диаметр посадочного отверстия гнездового участка плюсового клеммного наконечника перемычки больше диаметра посадочного отверстия гнездового участка минусового клеммного наконечника; на клеммные наконечники установлены съемные изоляционные колпачки, выполненные в виде полипропиленовых прессованных изделий, форма которых копирует наружный профиль соответствующих клеммных наконечников перемычки, при этом изоляционный колпачок плюсового клеммного наконечника окрашен в черный цвет, а изоляционный колпачок минусового клеммного наконечника - в белый цвет. 1 независимый пункт формулы, 2 ил., 2 табл.

Соединительная перемычка относится к устройствам для соединения контактных узлов аккумуляторов при сборке тяговых аккумуляторных батарей.

Известна свинцовая перемычка, соединяющая полюсные выводы аккумуляторов методом пайки (Эксплуатация, обслуживание и ремонт свинцовых аккумуляторов / В.И. Болотовский, З.И. Вайсгант. - Л.: «Энергоатомиздат». 1988, с 46-48, 208).

Недостатком свинцовых паянных перемычек является существенное усложнение ремонтных работ при обслуживании аккумуляторной батареи в процессе ее эксплуатации. Для извлечения дефектного аккумулятора и установки нового, требуются значительные затраты времени работы квалифицированного специалиста, имеющего опыт пайки свинцовых деталей в стесненных условиях ограниченного пространства над аккумуляторной батареей.

Другой недостаток известной перемычки состоит в том, что при ремонте аккумуляторной батареи существует риск случайных коротких замыканий свинцовых перемычек токопроводящими предметами и инструментом.

Известна также гибкая перемычка, содержащая отрезок медного многожильного кабеля, на очищенных от изоляционной оболочки и загрязнений концах которого опрессовкой с пластической деформацией жил, закреплены медные освинцованные наконечники, содержащие гнездовые участки для установки на конические полюсные выводы аккумуляторной батареи и обжимающие их с помощью стяжных болтов и гаек (Батареи аккумуляторные свинцовые типов 32ТН-450-У2, 48ТН-450-У2 / Техническое описание и инструкция по эксплуатации НАКИ 563412.006-02 ТО, раздел 4.1. Копии документа и изображения перемычки прилагаются).

Недостатком известной перемычки является существенная коррозия меди в опрессованных соединениях, находящихся над индустриальной аккумуляторной батареей, под действием паров серной кислоты и водяного пара воздуха. Образующиеся при коррозии кристаллы солей меди под действием вибрационных колебаний транспортного средства осыпаются и коррозия меди проникает во внутренние полости соединений «медный кабель - клеммный наконечник», электрическое сопротивление их увеличивается, повышается температура опрессованных соединений и срок службы перемычки сокращается. Кроме того, кислота проникает в резьбовое соединение, вызывает коррозию и, как следствие, - нарушение электрического контакта переходов «клеммный наконечник - вывод аккумулятора». В результате уменьшается электропроводность и надежность соединений в переходах «медный кабель - клеммный наконечник - вывод аккумулятора».

Другой недостаток известной конструкции состоит в том, что в процессе эксплуатации, под действием тряски и вибрации, болтовые соединениях ослабевают, образуются зазоры между полюсными выводами аккумуляторов и клеммными наконечниками, приводящие к искрению в соединениях. Аккумуляторная батарея обычно находится в ограниченном объеме, при ее заряде выделяется водород, образующий в смеси с воздухом гремучий газ, поэтому для исключения взрыва гремучего газа при эксплуатации батареи необходимо регулярно проверять надежность контактов и протягивать болтовые соединения, что сокращает срок службы перемычки и полюсных выводов аккумуляторной батареи.

Еще один недостаток известной перемычки состоит в том, что при протягивании болтовых соединений в стесненных условиях существует риск случайных коротких замыканий полюсных выводов аккумуляторов.

Заявляемая полезная модель соединительной перемычки обеспечивает повышение электропроводности и надежности соединений «медный кабель - клеммный наконечник - вывод аккумулятора», предотвращение искрения в переходе «клеммный наконечник - вывод аккумулятора» и коротких замыканий между клеммными наконечниками токопроводящими предметами путем повышения равномерности обжатия соединений медного кабеля и вывода аккумулятора с клеммным наконечником и изолирования наружной поверхности клеммного наконечника.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном решении, перемычка, включающая отрезок медного многожильного кабеля, на очищенных от изоляционной оболочки и загрязнений концах которого закреплены клеммные наконечники, содержащие гнездовые участки для установки на конические полюсные выводы аккумуляторной батареи, согласно предлагаемой полезной модели плюсовой и минусовой клеммные наконечники выполнены в виде свинцовых отливок, зеркальных относительно друг друга, в форме двух соединенных боковыми поверхностями цилиндрических тел, оси которых развернуты под прямым углом; одно тело при отливке каждого клеммного наконечника образует с одним из концевых участков отрезка кабеля, постоянное плотное соединение медных жил в отвердевшем расплаве свинца, гнездовой участок другого цилиндрического тела каждого клеммного наконечника выполнен в виде усеченного конуса, соответствующего форме и размерам полюсных выводов аккумулятора, при этом диаметр посадочного отверстия гнездового участка плюсового клеммного наконечника перемычки больше диаметра посадочного отверстия гнездового участка минусового клеммного наконечника; на клеммные наконечники установлены съемные изоляционные колпачки, выполненные в виде полипропиленовых прессованных изделий, форма которых копирует наружный профиль соответствующих клеммных наконечников перемычки, при этом изоляционный колпачок плюсового клеммного наконечника окрашен в черный цвет, а изоляционный колпачок минусового клеммного наконечника - в белый цвет.

Изготовление соединительной перемычки выполняют путем очистки концов отрезка медного многожильного кабеля от изоляционной оболочки, зачистки медных жилок от загрязнений и оксидов, погружения очищенных концов в расплав свинца и заливки освинцованных концов отрезка кабеля расплавом свинца в прогретых формах клеммных наконечников.

Заявляемое техническое решение поясняется чертежами, на которых представлены:

Фиг. 1. - чертеж токопроводящих элементов соединительной перемычки согласно полезной модели, общий вид с частичными разрезами;

Фиг. 2. - конструкция изоляционных колпачков клеммных наконечников перемычки согласно полезной модели, общий вид с частичными разрезами.

Соединительная перемычка (фиг. 1) включает отрезок медного многожильного кабеля 3, на очищенных от изоляционной оболочки и загрязнений концах которого закреплены плюсовой 1 и минусовой 2 клеммные наконечники, выполненные в виде свинцовых отливок, зеркальных относительно друг друга, в форме двух соединенных боковыми поверхностями цилиндрических тел, оси которых развернуты под прямым углом. Одно тело при отливке каждого клеммного наконечника и усадке свинца при охлаждении образует с одним из концевых участков отрезка кабеля, постоянное плотное и равномерно обжатое по длине соединение медных жил в отвердевшем расплаве свинца. Вследствие этого улучшается электрический контакт клеммного наконечника с медным кабелем. Кроме того, при литье клеммных наконечников покрывают изоляционную оболочку отрезка кабеля свинцовым буртиком высотой 10 мм, что способствует герметичности соединения вследствие плотного обжатия оболочки свинцом за счет его усадки при охлаждении клеммных наконечников. В результате происходит уменьшение коррозии перехода «медный кабель - клеммный наконечник» и повышение надежности соединения.

Гнездовые участки другого цилиндрического тела плюсового 4 и минусового 5 клеммных наконечников выполнены в виде усеченного конуса, соответствующего форме и размерам полюсных выводов аккумулятора, при этом диаметр посадочного отверстия гнездового участка плюсового клеммного наконечника перемычки больше диаметра посадочного отверстия гнездового участка минусового клеммного наконечника. Благодаря этому упрощается соединение контактных узлов аккумуляторов при сборке тяговых аккумуляторных батарей, значительно повышается надежность соединений и предотвращается искрение в переходе «клеммный наконечник - вывод аккумулятора». Для этого достаточно нанести несколько легких ударов резиновым молотком по каждому клеммному наконечнику перемычки, что обеспечивает равномерный и плотный, в натяг, контакт наконечников с полюсными выводами аккумуляторов.

Съемные изоляционные колпачки (фиг. 2) выполнены в виде полипропиленовых прессованных изделий (с толщиной стенок 2,5-3,5 мм), форма которых копирует наружный профиль соответствующих клеммных наконечников перемычки, при этом изоляционный колпачок плюсового клеммного наконечника окрашен в черный цвет, а изоляционный колпачок минусового клеммного наконечника - в белый цвет. Защита наружной поверхности клеммных наконечников изоляционными колпачками предотвращает случайные короткие замыкания полюсных выводов аккумуляторов токопроводящими материалами и инструментом.

Снятие соединительной перемычки с полюсных выводов при извлечения дефектного аккумулятора и его замене осуществляют с помощью съемного инструмента (например, рычага, имеющего плоский изгиб с продольным пазом).

Для оценки электропроводности и надежности соединений «медный кабель - клеммный наконечник - вывод аккумулятора» известного технического решения и заявляемой полезной модели провели серию из десяти циклов испытаний трех образцов каждой перемычки воздействием на них вибрационных нагрузок с частотой 50 Гц. Для этого на металлической пластине с установленным вибратором закрепляли по два плюсовых и минусовых вывода с испытуемыми перемычками и в течение смены (8 ч) воздействовали вибрацией на переходы «медный кабель - клеммный наконечник - полюсный вывод». Затем выводы аккумуляторов с перемычками отсоединяли от пластины, подвешивали над ванной с электролитом и выдерживали в растворе 15 часов. После этого выводы аккумуляторов с перемычками промывали водой, сушили продувкой воздухом, визуально оценивали наличие следов коррозии элементов перемычки и вручную - наличие люфтов и ослаблений болтовых соединений. На заключительной стадии исследуемые выводы аккумуляторов с перемычками подключали в цепь стенда «аккумулятор - нагрузка», устанавливали величину тока разряда аккумулятора, равную 45 А, и измеряли падение напряжения на каждой перемычке.

В табл.1 и 2 представлены результаты испытаний заявляемой полезной полезной модели (пример 1) и ближайшего аналога (пример 2).

На основании данных, приведенных в табл.1 и 2, можно сделать следующие выводы.

Надежность соединений «медный кабель - клеммный наконечник - вывод аккумулятора» заявляемой полезной модели по сравнению с известной перемычкой значительно выше, так как за период испытаний вибрацией ослабления равномерно обжатых, в натяг, соединений «клеммный наконечник - вывод аккумулятора» не происходило, а болтовое соединение известной перемычки для предотвращения снижения электропроводности и искрения соединений требует регулярной протяжки резьбы через 90-110 часов испытаний.

Кроме того, плотное и равномерно обжатое по длине соединение «медный кабель - клеммный наконечник» заявляемой перемычки повышает электропроводность и надежность соединения по сравнению с известным решением, что подтверждают данные визуального контроля степени коррозии (15-30% вместо 60-90%) и увеличения разности напряжений между клеммами перемычек (6-9 мВ вместо 21-24 мВ) в процессе испытаний.

Соединительная перемычка индустриальной аккумуляторной батареи, включающая отрезок медного многожильного кабеля, на очищенных от изоляционной оболочки и загрязнений концах которого закреплены клеммные наконечники, с гнездовыми участками для установки на конические полюсные выводы аккумуляторной батареи, отличающаяся тем, что, с целью повышения электропроводности и надежности соединений "медный кабель - клеммный наконечник - вывод аккумулятора", предотвращения искрения в переходе "клеммный наконечник - вывод аккумулятора" и коротких замыканий между клеммными наконечниками токопроводящими предметами путем повышения равномерности обжатия соединений медного кабеля и вывода аккумулятора с клеммным наконечником и изолирования наружной поверхности клеммного наконечника, плюсовой и минусовой клеммные наконечники выполнены в виде свинцовых отливок, зеркальных относительно друг друга, в форме двух соединенных боковыми поверхностями цилиндрических тел, оси которых развернуты под прямым углом; одно тело при отливке каждого клеммного наконечника образует с одним из концевых участков отрезка кабеля, постоянное плотное соединение медных жил в отвердевшем расплаве свинца, гнездовой участок другого цилиндрического тела каждого клеммного наконечника выполнен в виде усеченного конуса, соответствующего форме и размерам полюсных выводов аккумулятора, при этом диаметр посадочного отверстия гнездового участка плюсового клеммного наконечника перемычки больше диаметра посадочного отверстия гнездового участка минусового клеммного наконечника; на клеммные наконечники установлены съемные изоляционные колпачки, выполненные в виде полипропиленовых прессованных изделий, форма которых копирует наружный профиль соответствующих клеммных наконечников перемычки, при этом изоляционный колпачок плюсового клеммного наконечника окрашен в черный цвет, а изоляционный колпачок минусового клеммного наконечника - в белый цвет.