RU2806610C1 - Control indicator of ampoule chemical current source - Google Patents
Control indicator of ampoule chemical current source Download PDFInfo
- Publication number
- RU2806610C1 RU2806610C1 RU2023112993A RU2023112993A RU2806610C1 RU 2806610 C1 RU2806610 C1 RU 2806610C1 RU 2023112993 A RU2023112993 A RU 2023112993A RU 2023112993 A RU2023112993 A RU 2023112993A RU 2806610 C1 RU2806610 C1 RU 2806610C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- conductor
- electrical
- piston
- movable
- housing
- Prior art date
Links
- 239000000126 substance Substances 0.000 title claims abstract description 13
- 239000003708 ampul Substances 0.000 title claims abstract description 9
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims abstract description 15
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 39
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 5
- 239000012528 membrane Substances 0.000 abstract description 5
- 238000003860 storage Methods 0.000 abstract description 3
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 abstract description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области электротехники, а именно к конструкциям индикатора контроля ампульного химического источника тока (АХИТ) резервного типа.The present invention relates to the field of electrical engineering, namely to the design of an indicator for monitoring an ampoule chemical current source (ACHS) of a backup type.
Из уровня техники известно устройство индикатора контроля в составе ампульного химического источника тока (патент РФ №2168805, МПК Н01М 6/14, «Химический источник тока ампульного типа», публ. 10.06.2001 г.), выполненное в виде пленочного проводника на диэлектрической подложке, который пневматически соединен с источником импульса давления.A control indicator device as part of an ampoule chemical current source is known from the prior art (RF patent No. 2168805, IPC
К недостаткам прототипа относятся сложная техническая схема разрушения разрывного проводника, и как следствие значительный разброс градиента давления газа для срабатывания ИК, обеспечение надежной герметизации ИК клеевым швом с возможной потерей герметизации ИК в процессе гарантийного срока хранения в результате старения и растрескивания клея, жесткие ограничения габаритов ИК (разрывного проводника), приводящие к технологическим сложностям изготовления ИК, риски несанкционированного срабатывания устройства из-за короткого замыкания и связанной с этим не высокой точностью определения момента активации АХИТ.The disadvantages of the prototype include a complex technical scheme for the destruction of the rupture conductor, and as a result, a significant spread in the gas pressure gradient for triggering the IR, ensuring reliable sealing of the IR with an adhesive seam with the possible loss of sealing of the IR during the warranty period of storage as a result of aging and cracking of the glue, strict limitations on the dimensions of the IR (discontinuing conductor), leading to technological difficulties in the manufacture of IC, risks of unauthorized operation of the device due to a short circuit and the associated low accuracy of determining the moment of activation of the AHIT.
Техническая проблема, решаемая предлагаемым изобретением, основана на трудностях точного определения момента активации АХИТ, в который происходит подача импульса давления на прорыв мембраны АХИТ и поступление электролита в рабочую полость АХИТ из ампулы с электролитом.The technical problem solved by the proposed invention is based on the difficulties of accurately determining the moment of activation of the AHIT, at which a pressure pulse is applied to break the AHIT membrane and the flow of electrolyte into the working cavity of the AHIT from the ampoule with the electrolyte.
Задачей авторов изобретения является разработка конструкции ИК, отвечающей требованиям надежности срабатывания, обеспечивающей стабильность электрических характеристик АХИТ до и после срабатывания, не требующей технического обслуживания, проверок и регулировок в течение всего гарантийного срока хранения.The task of the authors of the invention is to develop an IC design that meets the requirements of operation reliability, ensures the stability of the electrical characteristics of the AHIT before and after operation, and does not require maintenance, checks and adjustments during the entire guaranteed storage period.
Технический результат, обеспечиваемый предлагаемым изобретением, заключается в повышении надежности срабатывания ИК, обеспечении точности определения момента активации АХИТ, в который происходит подача импульса давления на прорыв мембраны АХИТ и приведшие его в рабочее состояние.The technical result provided by the proposed invention is to increase the reliability of operation of the IR, ensuring the accuracy of determining the moment of activation of the AHIT, at which a pressure pulse is applied to the breakthrough of the AHIT membrane and bring it into working condition.
Указанные проблема и новый технический результат обеспечиваются тем, что в отличие от известного индикатора контроля в составе ампульного химического источника тока, содержащего в цилиндрическом корпусе разрушаемый от воздействия физического фактора электрический проводник в составе электрической цепи ИК, соединяющей ИК с АХИТ для индикации момента активации АХИТ, систему крепления и разрушения ИК, согласно предлагаемому изобретению в составе электрической цепи ИК содержатся соединительный проводник для соединения электрической цепи ИК с электрическими контактами АХИТ, выполненный в виде зигзагообразной двуплечей детали с разнополюсными выводами, подвижный электрический проводник, выполненный в виде поршня с возможностью осевого поступательного перемещения в полости корпуса ИК совместно с соединительным проводником, электрический проводник из нержавеющей стали, разрушаемый от воздействия физического фактора - давления газа, поступающего от источника газа, выполненный в виде плоской детали, одним концом закрепленный на внутренней крышке цилиндрического корпуса ИК, а другим - на площадке подвижного электрического проводника, в корпусе ИК на внешней поверхности поршня подвижного контакта выполнены кольцевые проточки, в кольцевые проточки поршня вставлены упругие кольцевые детали для уплотнения зазора между поршнем и корпусом и стопорения обратного хода поршня подвижного проводника после разрыва разрывного проводника в момент активации АХИТ, в нижней части корпуса ИК выполнен выводной контакт и выведен вывод подвижного проводника для соединения с контактами АХИТ.The specified problem and new technical result are ensured by the fact that, in contrast to the known control indicator in the composition of an ampoule chemical current source containing in a cylindrical body an electrical conductor that is destroyed by the influence of a physical factor as part of the IR electrical circuit connecting the IR with the AHIT to indicate the moment of activation of the AHIT, system for fastening and destroying the IR, according to the proposed invention, the electrical circuit of the IR contains a connecting conductor for connecting the electrical circuit of the IR with the electrical contacts of AKhIT, made in the form of a zigzag-shaped two-armed part with different polarity terminals, a movable electrical conductor, made in the form of a piston with the possibility of axial translational movement in the cavity of the IR housing together with the connecting conductor, an electrical conductor made of stainless steel, destroyed by the influence of a physical factor - gas pressure coming from the gas source, made in the form of a flat part, one end fixed on the inner cover of the cylindrical IR housing, and the other on the platform movable electrical conductor, in the IR housing, ring grooves are made on the outer surface of the piston of the movable contact, elastic ring parts are inserted into the annular grooves of the piston to seal the gap between the piston and the body and stop the reverse stroke of the piston of the movable conductor after the rupture of the burst conductor at the moment of activation of the ACHIT, in the lower part of the IR housing, an output contact is made and the output of the movable conductor is brought out for connection with the AKhIT contacts.
Предлагаемое устройство индикатора контроля в составе ампульного химического источника тока поясняется следующим образом.The proposed control indicator device as part of an ampoule chemical current source is explained as follows.
На фиг. 1 представлен общий вид заявляемого устройства индикатора контроля, где 1 - корпус, 2 - подвижный контакт, 3 - втулка, 4 - центральный резьбовой контакт, 5 - упругое кольцо, 6 - соединительный проводник, 7 - изоляционная втулка, 8 - гермовывод, 9 - контакт корпусной, 10 - втулка гермовывода, 11 - контакт гермовывода, 12 - электроизоляционное стекло, 13 - разрывной проводник, 14 - пробка, 15 - крышка ИК, 16 - пластина.In fig. Figure 1 shows a general view of the proposed control indicator device, where 1 - body, 2 - moving contact, 3 - bushing, 4 - central threaded contact, 5 - elastic ring, 6 - connecting conductor, 7 - insulating bushing, 8 - sealed terminal, 9 - body contact, 10 - sealed lead bushing, 11 - sealed lead contact, 12 - electrical insulating glass, 13 - breaking conductor, 14 - plug, 15 - IR cover, 16 - plate.
Предлагаемое устройство индикатора контроля рабочего состояния АХИТ содержит корпус 1, внутри которого расположен подвижной контакт 2, пробку 14 с разрывным проводником 13, установленную в резьбовое отверстие центрального резьбового контакта 4, соединительный проводник 6, один конец которого закреплен на выступе центрального контакта 4, второй - на контакте 11 гермовывода 8 и изоляционную втулку 7. На торцевых поверхностях корпуса 1 установлены с одной стороны гермовывод 8, а с другой - крышка 15 с пластиной 16 с закрепленным на ней разрывным проводником 13. На наружной поверхности корпуса установлен корпусной контакт 9. Подвижный контакт 2 состоит из втулки 3, выполненной из изоляционного материала, двух упругих колец 5, центрального контакта 4. Гермовывод 8 соединен методом высокотемпературного спая «металл-стекло» с втулкой гермовывода 10, контактом 11 и стеклом 12.The proposed device for an indicator for monitoring the operating state of AKhIT contains a
Замкнутая электрическая цепь между контактами 9 и 11 индикатора контроля (исходного состояния) (ИК) образована корпусом 1, крышкой 15, пластиной 16, разрывным проводником 13, пробкой 14, центральным контактом 4 и соединительным проводником 6 соответствует состоянию АХИТ - «неактивирован».The closed electrical circuit between
Размыкание цепи между контактами 9 и 11 после активации АХИТ происходит при разрыве проводника 13 при движении подвижного контакта 2 в направлении Г (фиг. 1) под действием давления газа, поступающего из полости Б из газовой системы АХИТ, при этом происходит сжатие и укладка соединительного проводника 6 во внутренней полости втулки 7. В конечном положении подвижный контакт 2 фиксируется упруго деформируемым упругим кольцом 5 (или одним из показанных на фиг. 1 упругих равнозначных колец) в кольцевой проточке в корпусе 1. В таком положении АХИТ соответствует состоянию «активирован».The opening of the circuit between
Перед установкой в ИК пробки 14 и разрывного проводника 13 проводят контроль перемещения и фиксации в конечном положении подвижного контакта 2 при воздействии заданным усилием на подвижный контакт 2, прилагаемым в направлении Г. Возврат в исходное положение осуществляется механически с использованием технологического вспомогательного приспособления (на чертеже не показано) проводимого через резьбовое отверстие в центральном контакте 4.Before installing the
Для обеспечения необходимой прочности ИК к воздействию механических нагрузок элементы конструкции указанные выше соединены между собой лазерной сваркой, обеспечивающей конструкционную прочность ИК, герметичность и электропроводность ИК.To ensure the necessary strength of the IR to mechanical loads, the structural elements mentioned above are connected to each other by laser welding, which ensures the structural strength of the IR, tightness and electrical conductivity of the IR.
Наличие или обрыв электрической цепи и величина сопротивления исходного и конечного состояния ИК производится измерением электрического сопротивления между контактами 9 и 11.The presence or break of the electrical circuit and the resistance value of the initial and final state of the IR is determined by measuring the electrical resistance between
Повышенные требования по безотказности работы, предъявляемые к АХИТ, продиктованы необходимостью обеспечения надежного и точного контроля состояния АХИТ: «активирован - неактивирован» в результате согласованного срабатывания ИК и активированного импульсом давления от источника газа - газовой системы АХИТ с учетом достижения минимальных масс-габаритных показателей и по ИК и по АХИТ в целом.Increased requirements for non-failure operation imposed on AHIT are dictated by the need to ensure reliable and accurate control of the AHIT state: “activated - non-activated” as a result of coordinated activation of the IR and activated by a pressure pulse from the gas source - the AHIT gas system, taking into account the achievement of minimum mass-dimensional indicators and on IR and on ACHIT in general.
Как показали экспериментальные исследования и опытная отработка, при использовании предлагаемой конструкции ИК достигается новый технический результат, заключающийся в обеспечении надежного срабатывания ИК с требуемыми электрическими характеристиками до и после активации АХИТ во всем диапазоне воздействующих механических и температурных нагрузок в течение всего гарантийного срока эксплуатации при обеспечении требований минимальной массы, удобства монтажа и контроля процесса сборки ИК и АХИТ.As shown by experimental studies and pilot testing, when using the proposed IC design, a new technical result is achieved, which consists in ensuring reliable operation of the IC with the required electrical characteristics before and after activation of the AHIT in the entire range of mechanical and temperature loads during the entire warranty period, while ensuring the requirements minimum weight, ease of installation and control of the assembly process of IR and ACHIT.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.The proposed device works as follows.
Первоначально подается импульс с расчетной величиной перемещения на воспринимающий элемент АХИТ - подвижной контакт 2, связанный с разрывным проводником 13, который под действием импульса давления газа, подводимого из газовой системы АХИТ к ИК осуществляет перемещение, в результате чего происходит разрыв связанного с ним разрывного проводника 13 ИК и переход АХИТ в состояние «активирован». При этом рассчитанная величина перемещения позволяет получить надежный разрыв и требуемое электрическое сопротивление между контактами ИК после разрыва разрывного проводника 13. На подвижном контакте 2 установлены уплотнительные упругие кольца 5, смазанные антифрикционной смазкой, для уменьшения перетекания газа по боковой поверхности подвижного контакта 2 и фиксирующем его в конечном положении упругим кольцом 5. По оси подвижного контакта 2 установлен центральный резьбовой контакт 4, выполняющий роль токопроводящего соединительного элемента для проводников 6 и 13, обеспечивающего возврат подвижного контакта 2 в исходное положение. Соединительный проводник 6 служит для передачи электрического сигнала к центральному резьбовому контакту 4 и контакту 11 гермовывода 8, и выполнен зигзагообразной формы (в виде двуплечей детали) из металлической ленты с требуемой величиной деформации, и установлен в предусмотренном посадочном месте полости втулки 7 в свободном состоянии. Электроизоляционная втулка 7 служит для исключения короткого замыкания соединительного элемента 6 с корпусом ИК в процессе перемещения подвижного контакта 2, что обеспечивает безопасное функционирование устройства.Initially, a pulse with a calculated amount of displacement is applied to the sensing element of the AHIT -
Для обеспечения работоспособности ИК применен аналогичный фактор задействования АХИТ, что и в прототипе (от одного и того же источника генерации газа).To ensure the operation of the IC, a similar factor of activation of the chemical reactor is used as in the prototype (from the same source of gas generation).
Таким образом, при использовании предлагаемого индикатора ампульного химического источника тока обеспечивается более высокий технический результат, чем это достигнуто в прототипе - повышение точности определения момента активации АХИТ, в который происходит подача импульса на прорыв мембраны АХИТ и приведение его в рабочее состояние, безопасность, надежность срабатывания.Thus, when using the proposed indicator of an ampoule chemical current source, a higher technical result is ensured than that achieved in the prototype - increasing the accuracy of determining the moment of activation of the chemical current source, at which an impulse is given to break the membrane of the chemical current source and bring it into working condition, safety, and reliability of operation .
Возможность промышленного осуществления предлагаемого изобретения подтверждается следующим примером конкретного выполнения.The possibility of industrial implementation of the proposed invention is confirmed by the following example of a specific implementation.
Пример 1. В лабораторных условиях предлагаемый индикатор контроля (ИК) АХИТ опробован на опытном образце устройства, изображенного на фиг. 1.Example 1. In laboratory conditions, the proposed control indicator (IC) ACHIT was tested on a prototype device shown in Fig. 1.
В условиях данного примера изготовлены и испытаны опытные образцы ИК, как при автономной отработке элемента, так и в составе АХИТ, прошедшего испытания. Изготовленный опытный образец содержит корпус 1, подвижный контакт 2, гермовывод 8, крышку 15 с пластиной 16, контакты 9 и 11 для электрической связи с АХИТ, резьбовой контакт 4, пробку 14, разрывной проводник 13 и соединительный проводник 6, образующие замкнутую электрическую цепь, показывающую состояние АХИТ как «неактивирован». Деталями электрической изоляции служат втулки 3 и 7, изготовленные из полиамида марки ПА6, стекла 12 марки С52-1. На корпусе 1 из стали марки 12Х18Н10Т выполнен опорный фланец для крепления ИК в АХИТ. Газ из газовой системы АХИТ подается под давлением 25…30 атм к подвижному контакту 2 через отверстие в пластине 16 и сегментные отверстия, образованные поверхностями крышки 15 и пластины 16. При движении подвижного контакта 2 происходит разрушение разрывного проводника 13, обрывается внутренняя электрическая цепь ИК, что соответствует состоянию АХИТ - «активирован». Фиксация подвижного контакта в конечном положении осуществляется упругим кольцом 5 в кольцевой проточке корпуса 1. Уменьшение трения при перемещении подвижного контакта 2 производится нанесением смазки марки ОКБ-122 на поверхность колец 5 и внутреннюю поверхность корпуса 1.Under the conditions of this example, prototypes of the IR were manufactured and tested, both during autonomous testing of the element, and as part of a tested AHIT. The manufactured prototype contains a
В результате проведения исследований изготовления и испытаний собранной конструкции ИК получены следующие технические характеристики:As a result of research into the manufacture and testing of the assembled IC structure, the following technical characteristics were obtained:
- масса - 3,5 г;- weight - 3.5 g;
- размеры D 7×22 мм (без учета контактов и фланца);-
- электрическое сопротивление цепи - не более 1 Ом в исходном состоянии;- electrical resistance of the circuit - no more than 1 Ohm in the initial state;
- электрическое сопротивление цепи более 1 Мом, в активированном состоянии;- electrical resistance of the circuit is more than 1 Mohm, in the activated state;
- время срабатывания - 0,1 с;- response time - 0.1 s;
- давление газа в момент активации - 6-8 атм;- gas pressure at the moment of activation - 6-8 atm;
- надежность (расчетная) - не менее 0,995.- reliability (calculated) - not less than 0.995.
Экспериментальные исследования подтвердили достижение, при использовании предлагаемого ИК АХИТ технического результата, который заключается в повышении надежности срабатывания ИК, обеспечений точности определения момента активации АХИТ, в который происходит подача импульса на прорыв мембраны АХИТ и приведение его в рабочее состояние.Experimental studies have confirmed the achievement, using the proposed IR ACHIT technical result, which consists in increasing the reliability of IR operation, ensuring the accuracy of determining the moment of activation of the ACHIT, at which an impulse is given to break the ACHIT membrane and bring it into working condition.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2806610C1 true RU2806610C1 (en) | 2023-11-02 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4196264A (en) * | 1977-10-18 | 1980-04-01 | U.S. Philips Corporation | Acceleration activated battery |
| DE3718788A1 (en) * | 1986-06-09 | 1987-12-10 | Tadiran Ltd | RESERVE BATTERY |
| RU2041533C1 (en) * | 1992-08-10 | 1995-08-09 | Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения РАН | Submersible electrochemical generator |
| RU2168805C2 (en) * | 1997-09-10 | 2001-06-10 | Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Экспериментальной Физики | Pulsed chemical power supply |
| KR20180108488A (en) * | 2017-03-23 | 2018-10-04 | 디일 운트 이글 피처 게엠베하 | Activation Device for a Battery for an Electronic Ignition Mechanism |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4196264A (en) * | 1977-10-18 | 1980-04-01 | U.S. Philips Corporation | Acceleration activated battery |
| DE3718788A1 (en) * | 1986-06-09 | 1987-12-10 | Tadiran Ltd | RESERVE BATTERY |
| RU2041533C1 (en) * | 1992-08-10 | 1995-08-09 | Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения РАН | Submersible electrochemical generator |
| RU2168805C2 (en) * | 1997-09-10 | 2001-06-10 | Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Экспериментальной Физики | Pulsed chemical power supply |
| KR20180108488A (en) * | 2017-03-23 | 2018-10-04 | 디일 운트 이글 피처 게엠베하 | Activation Device for a Battery for an Electronic Ignition Mechanism |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0320091B1 (en) | Apparatus and method for sensing diaphragm failures in reciprocating pumps | |
| EP2798653B1 (en) | Double pole - double throw proximity switch | |
| US9413152B2 (en) | Fault-proof feed-through device | |
| JP2509430B2 (en) | Device for electrically insulating and mounting a metal sonde electrode in the opening of the casing | |
| RU98120486A (en) | ELECTRIC CIRCUIT BREAKER | |
| RU2806610C1 (en) | Control indicator of ampoule chemical current source | |
| PL179154B1 (en) | Probe to control the liquid level in the tank. PL PL PL | |
| RU2271524C2 (en) | Device for transferring pressure with alerting means about nearing destruction of membrane | |
| US4306127A (en) | Corrosion sensor | |
| CN220602593U (en) | Packaging structure of temperature and pressure sensor | |
| US3289051A (en) | Sealed electrical apparatus | |
| RU2691158C1 (en) | Hydrostatic switch | |
| EP2341320A2 (en) | Resistive position sensor | |
| CN109540255A (en) | A kind of the liquid level sensor probe structure and processing method of the resistance to temperature difference | |
| US20240062977A1 (en) | Electric circuit breaker device | |
| US3237179A (en) | Heat detection device with test system | |
| CN216309281U (en) | Full-sealed high-pressure transmitter | |
| RU2771887C1 (en) | Surface sensor | |
| KR102796719B1 (en) | Sudden Pressure Relay for Inner Pressure Real-Time Monitoring of Power Transformer | |
| CN120063573A (en) | High-temperature circuit-breaking self-protection pressure transmitter | |
| RU210035U1 (en) | DEVICE FOR PROTECTING A CUMULATIVE PERFORATOR FROM UNAUTHORIZED INITIATION | |
| JP2000306788A (en) | Electrolytic capacitor with protective device | |
| Ahmed et al. | Reliability and condition assessment techniques for oil-immersed power equipment under varying temperatures: A review | |
| US3154772A (en) | Prevention of false warning | |
| RU19579U1 (en) | PRESSURE ALARM |