KRALJEVINA JUGOSLAVIJA
UPRAVA ZA ZAŠTITU
KLASA 21 (2)
INDUSTRISKE SVOJINE
IZDAN 1 APRILA 1938.
PATENTNI SPIS BR. 15937
National Carbon Company Ine., New-York, U. S. A.
Poboljšanje primarnih električnih baterija.
Prijava od 22 juna 1935.	Važi od 1 oktobra 1937.
Naznačeno pravo prvenstva od 17 avgusta 1934 (U. S. A.).
Ovaj se pronalazak odnosi na orimar-ne električne baterije a naročito na baterije, koje imaju takav tečan elektrolit, koji ima težnju, da usled sakupljanja štetnih supstanca, koje se u njemu obrazuju za vreme rada baterije, postane iscrpljen, pri čemu ove baterije sadrže: regenerišući materijal, koji se nalazi u dodiru sa nomenu-tim elektrolitom i koji ima zadatak da štetne supstance udaljuje iz rastvora, i razvo-deći materijal, propustljiv za elektrolit, koji prolazi kroz ceo regenerišući materijal, obezbedujući na taj način pogodne pu-teve za prodiranje elektrolita u njega.
Do sada su elektrolitu dodavane materije koje su uglavnom nerastvorljive u njemu i koje, dodane elektrolitu bateije, izazivaju izdvajanje štetnih tela. Predlagano je, da se kao reaktant upotrebi krečni sloj ili kaša, koji se reakcijom sa rastvorenim cinkom anode pretvara u nerastvorljivi kalcium cinkat uz obnavljanje elektrolita. Pošto se konverzija vrši uz obrazovanje nerastvorljive mase koja se nakuplja i postaje kristaličnom stvarajući omotač u vidu slojeva, tako da difuzija postaje sve teža i sporija. Osobito pri teškom ili stalnom opterećenju elemenata može se desiti da iscrpljenje elekarolita napreduje brže od regeneracije i da dodavanje kreča ima samo delimičnog uspeha, usled čega će količina dodatka, koji se sa uspehom može upotrebiti, biti ograničena.
Stoga se jedan od predmeta ovog pronalaska sastoji u stvaranju takvih baterija sa savršenijim sredstvima za udaljavanje rastvorenih supstanca iz elektrolita,
da bi se na taj način omogućilo daleko veće dodavanje i da bi se ovake baterije mogle smanjiti u dimenzijama, olakšati u težini, sniziti u ceni i učiniti uspešnijim u električnom kapacitetu i iskorišćenju aktivnog elektrolitnog materijala u noređe-nju sa dosadašnjim jedinicama istog kapaciteta.
Utvrđeno je, da materijal, upotrebljen za uklanjanje rastvorenog anodnog materijala, ima mnogo uspešni je dejstvo kada je reaktivirajuća masa protkana razvode-ćim materijalom koji propušta elektrolit. Zato se drugi predmet ovog pronalaska sastoji u ostvarenju pogodnih nuteva koji bi omogućili potpuno ili delimično iscrpljenom elektrolitu dodir sa ovakvim materijalom kroz ćelu njegovu masu.
Kod ćelija rezervnog tipa, sagrađenih tako da se mogu dovesti u radno stanje punjenjem vodom, a naročito kada je poželjno da se celokupna potrebna količina vode uspe odjednom, važno ie da se reak-livirajuća masa brzo ovlaži, i to bez začepljivanja ili zadržavanja vazduha. Stoga se dalji predmet pronalaska sastoji u omogućavanju slobodnog dodira između elektrolita i svih strana reaktivirajuće mase, odvajajući ovu poslednju izvesnim međuprostorom od zidova baterijskog suda i predviđajući naročite kanale za slobodno opticanje tečnosti oko materijala.
Ovakav slobodan dodir između elektrolita i reaktivirajuće mase kao i razvo-dećeg materijala može biti ostvaren zatvaranjem mase u pogodno spremište oropust-Ijivo za elektrolit i odvojeno od baterij-
Bin. 20.—
skog suda podesnim međuprostorom; postavljanjem mase na lažno dno od materijala propustijivog za elektrolit ili briketi-ranjem mase i postavljanjem briketa u bateriju bez dodira sa sudom. Da bi se, s druge strane, održala uspešnost deistva o-čigfedho je veoma važno da se ore stavljanja baterije u dejstvo ne dešava nikakvo odvajanje (segregacija) reaktivira iuće mase i razvodećeg materijala. Kod potpuno sklopljenih i za upotrebu spremnih ćelija sa nalivenim elektrolitom nisu pptrebne nikakve posebne predostrožndsti, dok kod drugih; radi sprečavanja razdvajanja reak-tivirajuće mase i razvodećeg materijala, može biti potreban poseban vezujući materijal ili vezač. Zato se naredni predmet pronalaska sastoji u stvaranju takvog ve-zača, a pošto je dodavanje stranih sastojaka obično nepoželjno, to će narednim ciljem pronalaska biti upotreba u ulozi ve-žača takvog materijala, koii obrazuie elektrolit.
Kod ćelija namenjenih sklapanju na terenu, za koje se delo vi baterija ili elementi mogu zasebno pevozui, može se kao vezač sa Uspehom upotrebiti voda, ali kod baterija rezervnog tipa, koje se pripremaju za rad nalivanjem vodom i koje sadrže čvrsti sastavni deo, koji stvara elektrolit i koji može imati oblik livenog dela, materijal vezan vodom nije pogodan pošto će vlaga ili isparenja težiti da ruše liveni deo. Zato se naredni cilj pronalaska sastoji u iznalaženju materijala, koji ie u skladu sa drugim elementima baterije, a posebno u iznalaženju vezača čiji bi pritisak ispara-vanja bio jednak ili bio nešto manii od pritiska isparavanja čvrstog materijala koji stvara elektrolit.
Sledeči cilj pronalaska sastoji se uo-stvaranju materijala za dodavanje u obliku elerhenta koji sam sebe drži, što bi olakšalo rukovanje i pravilnu orijentaciju u bateriji prilikom čuvanja na skladištu i prevoza. Ove i druge nove oblike i ciljeve pronalaska uvideće sp iž sledećeg opisa i priloženih crteža, u kojima:
Sl. 1 pretstavlja bočni izgled baterije, koja ostvaruje pronalazak, sa delimično išečenim zidom da bi se video unutrašnji sklop;
SI. 2 pokazuje izgled baterije sa sl. 1 odozgo, takođe sa delimično išečenim zidom da bi se video unutrašnji sklop;
SI. 3 pokazuje jedan donji deo ćelije pokazane na si. 1, kod koje regenerišući materijal ima oblik kaše, smeštene u pro-pustljivo spremište odvojeno izvesnim međuprostorom od zidova i dna suda ćelije;
Si. 4 pokazuje poprečni presek baterije pokazane na sl. 1 sa otsečenim čeonim
zidom da bi se videla ćelija sa regenerišu-ćim materijalom u obliku briketa postavljenog u pogodnom otšfojanju od zidova spremišta;
SI. 5 pokazuje izgled odozgo jednog briketa snabdevenog rupama radi olakšanja njegovog brzog rastvaran ja, i
Si. 6 pokazuje poprečni presek briketa snabdevenog olucima u istom cilju.
Poboljšanje u sretstvima i postupcima za uklanjanje rastvorenih supstanca iz e-lektrolita baterije zasnovano je na Otkriću da se tddl obtažovđnja rrlasd, koje bi bile dovoljno propusiljive ža felbktfolif u cilju obezbeđenja što uspešnijeg iskorišćavanja, reaktivirajuće materije, kao što je n.pr. kreč, mogu biti pomešane sa raznim razvo-dećim materijama. Materijali, kao što su azbest i hartije, mogu se sa dobrim uspehom Upotrebiti kao razvodeći materijal. Supstance, koje se pretpostavljaju, jesti fino usitnjeni celulozni materijal, kao što su ri.pr. materijali, koji su u trgovini poznati pod nazivima pamučnih pramenova, ceiuioznog paperja i t.sl. pošto se njihova neposredna odlika sastoji u boljem i većem razdeljivanju kreča koje se postiže sa istom količinom razvodećeg materijala.
U izvesnim slučajevima, n.pr. kada se mešavina odmah upotrebljava u bateriji, može se upotrečiti prosta mešavina kreča i ceiuioznog razvodećeg materijala, ali kad se mešavina ima čuvati ili prevoziti nastupa znatno razdvajanje sa izdvajanjem kreča, usled čega razvodeći materijal u odgovarajućem stepenu gubi uspešnost svogđ dejstva. Pronađeno je, da se ova i nedostatak može savladati kvašenjem razvodećeg materijala, koji pri isparavanju prihvata i drži kreč u dobro raspodeljenom stan ju.
Kao što je već bilo pomenuto, obična voda može biti upotrebi jena za kvašenje razvodećeg materijala kada rukovanje i prevoženje nakvašenog materijala ne pretstavlja teškoću, kao što je to, na prirrief, kod željezničkih signalnih ćelija uobičajenog tipa. Ala u potpuno sklopljenim jedinicama, kao što su vazdušno-dedolarizova-ne rezervne ćelije za nalivanje vodom, mešanje uz vezivanje vodom nije poželjno u-sled rastvarajućeg i razornog deistva vodene pare na čvrst sastavni deo elektrolita. Azbest, koji — pomešan u suvom stanju sa krečom u odgovarajućoj srazmeri — ispoljava relativno manje odvajanje, može se ovde korisno upotrebiti. Kada se određuje vezač za celulozu, on mora biti takav da ne utiče štetno na rad baterije i ako sadrži vode, pritisak pare najcelishodnije treba da bude nešto ispod i ni u kom slučaju nesme biti znatno iznad pritiska pare čvrstog sastojka elektrolita.
Pogodan vezujući materijal može se sastojati iz soli sa kristalizacionom vodom, kao što su n.pr. natrium sulfat, stipsa ili si. Ovakva so može biti UDotrebljena u dehidriranom stanju, pomešana sa krečom i celulozom i ona će primiti vodu dodanu kao kri'stalizaciona voda, koja će, na taj način, služiti kao vezač. Pošto je, međutim, obično nepreporučljivo da se baterijskem elektrolitu dodaju strani sastojci, vezač, koji se preporučuje, je od istog materijala kao i sastavni deo elektrolita, n.pr. hidrirana kaustična soda sa istom ili nešto manjom koncentracijom vode kao što je ova koncentracija kod glavnoe livenog dela.
Vezač može biti dodan u obliku rastvora i pomešan na temperaturi iznad njegove tačke topljenja, koja može biti između 60" i 65”C. Postupak, koji se međutim pretpostavlja, sastoji se u mešanju suvog kreča, paperja i vode koji se zatim mešaju sa fino usitnjenom kaustičnom sodom. Tipični sastav dobre mešavine za ćelije baterije sa kapacitetom 600 do 750 amper-časova može biti sledeći:
celuloznog paperja (pahuljica) 22 gr. kreča (Ca(OH),2)	300 gr.
kaustične sode (NaOH)	i 55 gr.
vode	60 cnr*
Ako se želi kaustična soda može da bude isključena odn. izostavljena. Ovaj se materijal briketira ili se paku je u kese i upotrebljava se onako, akko će to docnije biti opisano.
Ovaj pronalazak znatno povećava uspešnost dejstva baterije opisanog tipa i obim poboljšanja može biti pokazan na sledečem primeru. U baterijama 750 am-per-časovnog kapaciteta ovaj je pronalazak omogućio da se zapremina elektrolita smanji više nego za trećinu, cd 3600 cnr' kod baterija samo sa krečom, na 2250 čhr' kod baterija sa krečom i razvodećim materijalom. Izraženo na drugi način, baterije ovog tipa, u kojima se kreč u oošte ne upotrebljava, zahtevaju od 7 do 8 cm3 ili 20% elektrolita na svaki amper-čas označenog kapaciteta. Prostim dodavanjem kreča potrebna količina elektrolita u komercijalnim baterijama bila je smanjena do oko 5 cm po amper-časii, dok je pri upotrebi ovde opisane mešavine kreča i celuloze potrebno samo 3 cm3 po amper-času ili još i manje. Prema tome baterije pomenutog kapaciteta mogu biti smanjene u dimenzijama, olakšane <u težini i snižene u ceni ne samo usled smanjenja dimenzija nego zato što jeftin kreč zamenjuje skupu kaustičnu sodu.
Sem toga ovaj pronalazak u veliko smanjuje nezgode i izdatke skopčane sa
obnavljanjem. U uobičajenim ćelijama sa kaustičnom sodom obično postoji velika kristalizacija cinkovih jedinjenja iz iscrpljenog elektrolita na zidovima suda. U ćelijama, koje se, kada budu iscrpljene, povuku, ovo nema nikakvog naročitog značaja, ali u ćelijama železničkog si-gnalnog tipa, u kojima se sudovi ponovo upotrebljavaju, stvaranje nerastvor-Ijivih zalepljenih kristaličnih naslaga na zidovima i na dnu baterijskih boca u veliko povećava nezgode i izdatke skopčarte sa obnavljanjima. Pri dodavanjima običnog kreča produkat kristalizacije ili taloženja možda je još teže ukloniti, ali pri dodavanju kreča i celuloze masa se, na protiv, relativno slabo hvata za zidove i po iscrpljenju ćelije može biti lakše uklonjena, ostavljajući spremište relativno čistim i slobodnim od kore.
Na si. 1 pokazujemo jedno ostvarenje našeg pronalaska u primeni na vazdušno depolarizovanu bateriju, koja se sastoji iz dveju ćelija, kakve se mogu upotrebiti za napajanje baterijskih radio prijemnika a-nodnom strujom. Ova se baterija sastoji iz spOljnog suda 10, podeljenog pregradom 11 u dva odeljenja 12 i 13 od kojih svako služi kao baterijska ćelija. U bateriji se nalaze elektrode, kao što su na pr. ugljena elektroda 14 i cinkove elektrode 15, pri čemu se cinkove elektrode 15 obično postavljaju sa suprotnih straha ugljene elektrode. Ugljenu elektrodu okružuje liveni deo od hidrirane kaustične sode 16, koji je bfđhi od vode koja se naliva kad se baterija priprema za rad. Posle rastvaranja ova kaustična soda sačinjava sastavni deo elektrolita.
Pošto je poželjno da i deo ugljene elektrode iznad nivoa elektrolita bude zaštićen, poklopac baterije 18 snabdeven je visećim delom 17 koji okružuje gornji deo ugljene elektrode i proteže se naniže do ispod nivoa elektrolita. Pomoćni slitci 19 i 20 materijala, koji stvara elektrolit, služe za obezbedenje brzog obrazovanja koncentrisanog elektrolita. Slitak 19 materijala koji stvra elektrolit, drži se pomoću žice 2i, koja docnije služi kao sredstvo za označavanje tačne visine nivoa rastvora. Da bi se obezbedilo dodavanje dovoljne količine vode, predviđena je pomoćna vodena komora 22.
Blizu dna ćelije nalazi se reeenerišući materijal ili reaktivirajuća smeša čiji je sastav gore naveden. Ovaj je materijal zatvoren u pogodno spremište, kao što ie na pr. kesa ili omot 23 od propustliivog ili upijajućeg materijala, kao što su na pr. rupičasto tkivo, mreža protiv moskita ili si. Da bi se obezbedilo brzo prodiranje
usute vode kroz masu rejrenerišućeg materijala, poželjno je da između reaktivira-juće smeše i baterijskog suda budu predvideni kanali za proticanje tečnosti. Ovim se u isto vreme ostvaruju sredstva za odi-laženje vazduha i za opticaj (kruženje) tečnosti za vreme aktivnog života baterije. Ovakvi se kanali najpogodnije mogu ostvariti stezanjem (kese ili spremišta vezama ili zategama 30, koje treba najceli-shodnije da budu od vune ili drugog materijala, rastvorijivog u elektrolitu, pri čemu se za vreme, dok se ovakve veze rastvore, na njihovom mestu, na spoljnoj površini regenerišuće materije, obrazuje naslaga koja omogućava da kanali zadrže svoj stalni oblik. Ovaj materijal može da stoji na dnu baterijskog suda ili na pogodnom podmetaču iznad ovog dna, ili da slobodno stoji na pogodnom lažnom dnu ili nosaču od propustijivog materijala 25, kao što je pokazano na si. 3. Ovaj nosač može da bude od mreže, žičane rešetke ili izbušenog metala ili se može sastojati iz zasebnih delova kao što su delovi 28 ili 29 pokazani na si. 4. Mogu. takođe, biti predvidena i sredstva za učvršćavanje gornjeg dela regenerišućeg materijala, koja bi ga držala na mestu za vreme prevoza. U svakom slučaju treba da budu predviđena sredstva, koja će omogućiti slobodno opticanje elektrolita ili vode, koja postepeno postaje sastavnim delom elektrolita, oko mase regenerativnog čvrstog tela. Umesto zatvaranja materijala u spremište on se može kalupiti u brikete. Ovo je naročito pogodno u takvim ćelijama, kao što su železničke signalne ćelije, koje se ponovo upotrebljavaju. Briketi se mogu izraditi kalupljenjem krečne kaše, celuloze i vode, kako je to gore navedeno, sa ili bez primese materijala koii stvara elektrolit. Ovaj se materijal prečišćava, presuje, uobličava i suši. Briketi mogu biti pojačani žicom ili čime drugim u cilju sprečavanja raspadanja. Ako se briketi ne kvase dovoljno brzo, spoljna glazirana površina može biti ostrugana i spoljna površina povećana grebanjem ili trljanjem spoljne površine briketa ili, pak, izradom rupa ili oluka.
Ovi briketi 27 treba da budu nešto manje veličine od unutrašnjih dimenzija ćelije i mogu biti skroz probušeni kanalima 31 kako je to pokazano na si. 5 ili snabdeveni olucima 32 kako je to pokazano na si. 6, da bi se na taj način povećala spoljna površina i obezbedilo njeno brzo kvašenje. Briket se obično izdigne iznad dna baterije pomoću pogodnih nosača, kao što su na pr. nosači 28 i 29. Ovi nosači treba da budu tako udešeni da do-
nja površina briketa bude nagnuta, da se mehurići vazduha ne bi zadržavali ispod briketa. Nosači 28 i 29 mogu imati koje bilo pogodan oblik i mogu biti odvojeni od baterijskog suda 10 ili sačinjavati sa njim jednu celinu, polazeći od njegovih zidova ili sa dna.
Drugi pogodan položaj za reaktivira-juću smešu jeste položaj u samom gornjem delu baterije, na pr. oko žice 21, koja pokazuje nivo tečnosti, u kojem slučaju može biti moguće da se ceo pomoćni sli-lak ili samo jedan njegov deo izostavi, ili ceo liveni deo 16 oko sklopa elektroda može biti sastavljen iz kaustične sode kreča i razvodećeg materijala.
Iako je u ovom opisu kao sunstanca koja se pretpostavlja za uklanjanje štetnih materijala iz baterijskog rastvora, svuda naveden kreč, ova je supstanca navedena jednostavno kao primer, jer se mogu u-'potrebiti i druge supstance, kao što su na pr. barium hidroksid ili materijali koji se dobijaju kao rezultat zamene baza, kao što su bentonit ili zeolit i ako ie kao jedan od štetnih materijala, koji se uklanja iz rastvora, naveden cink, mogu biti uklonjeni i drugi materijali, kao što su na pr. karbonati.
U dimenzijama, obliku i međusobnom rasporedu sastavnih delova baterije mogu biti učinjene različite izmene, a ovde o-značeni mateijali mogu biti zamenjeni drugim, sličnim i ekvivalentnim materijalima, a da se pri tome ne otstuni od cilja ovog pronalaska koji se sastoji u izrazitom poboljšanju primarnih baterija.
Patentni zahtevi:
1) Primarna baterija takvog tipa, koji ima tečan elektrolit koji ispoljava težnju da usled nagomilavan ja štetnih sunstanca, obrazovanih pri radu baterije, postane iscrpljen, naznačena time, što je regeneri-šuća masa, koju baterija sadrži u cilju u-klanjanja pomemrtih sup« tane i iz rastvora, protkana razvodećim materijalom pro-pustljivim za elektrolit, koji ie raspodeljen po celom regenerišućem materijalu, da bi se na taj način u njemu ostvarili pogodni putevi za prodiranje pomenutog elektrolita.
2.) Bateija prema zahtevu 1, naznačena time, što sadrži smešu regenerišućeg materijala i razvodećeg materiiala, pri čemu ovaj poslednji sadrži jednu ili više grupa materijala propustijivih za elektrolit, koji se sastoje iz azbesta, hartije, pramenova pamuka ili celuloznog paperja (pahuljica).
3)	Baterija prema zahtevu 1 ili 2, na-
značena time, što se njen razvodeći materijal sastoji iz azbesta u takvoj srazmeri, da ne nastupa skoro nikakvo razdvajanje sastavnih delova.
4)	Baterija prema zahteva 1 do 3, naznačena time, što materijal, ko ii u njoj služi za uklanjanje supstanca iz rastvora, sadrži mešavinu reaktivirajućee, razvode-će£ i vezujućeg materijala.
5)	Baterija prema zahtevima od 1 do
4,	koja sadrži materijal, koii obrazuje elektrolit, naznačena time, što se vezujući materijal u njoj sastoji iz ovosr materijala koji obrazuje elektrolit.
6)	Baterija prema zahtevima od 1 do
5,	naznačena time, što je vezujući materijal u njoj hidriran tako, da pritisak njegove pare ne prevazilazi mnogo pritisak pare materijala, koji obrazuje elktrolit, na primer hidrirane kaustične sode.
7)	Primarna baterija prema zahtevu 2 ili 4, naznačena time, što regenerišuća sredstva i razvodeći materijal, a eventualno i vezujući materijal, obrazuiu masu takvog oblika koji omogućuje slobodno proticanje elektrolita oko ove mase.
8)	Primarna baterija prema zahtevu 7 i takvog tipa, koji je udešen za pripremanje za rad nalivanjem vode, da bi se na taj način stvorio elektrolit koii ispoljava težnju da postane iscrpljen supstancama koje se u njemu stvaraju za vreme rada baterije, i koja sadrži liveni deo od hidrira-nog materijala koji stvara elektrolit, naznačena time, što sadrži briket, koji se sastoji iz reaktivirajućeg materijala, koji služi za uklanjanje iz rastvora pomenutih supstanca, iz razvodećeg materijala i iz hidriranog vezača od pomenutog materijala, koji obrazuje elektrolit, čiji je pritisak pare jdnak ili manji od pritiska pare pomenutog livenog dela.
9)	Primarna rezrvna ćelija prema za-
htevu 8, naznačena time, što briket ima neglaziranu spoljnu površinu, orapavljenu ili izbrazdanu, u cilju povećanja veličine dodirne površine sa pomenutom vodom i olakšanja prodiranja tečnosti u ovaj briket.
10)	Ćelija prema zahtevu 9, naznačena time, što je briket, koji se u njoj nalazi, snabdeven rupama u cilju povećavanja površine dodira sa pomenutom vodom i olakšanja brzog prodiranja tečnosti.
11)	Baterija prema kojem bilo od zahteva od 1 do 8, naznačena time, što u njoj postoji lažno dno, odvojeno izvesnim međuprostorom od suda i snabdevena jednim ili više bočnih zidova od bokova suda da bi se na taj način između suda i dna i bočnih strana pomenute mase stvorili kanali za elektrolit.
12)	Baterija prema zahtevu 7, naznačena time, što je materijal za uklanjanje supstanca iz rastvora zatvoren u spremište propustljivo za elektrolit.
13)	Baterija prema zahtevima 1 do 7 i 12, naznačena time, što su predviđena sredstva za opticanje fluida oko pomenute mase, koja se sastoje iz preveza oomenu-tog spremišta, koji su rastvorljivi u elektrolitu i obrazuju u sredini izvestan stegnuti deo.
14)	Primarna rezervna ćelija udešena za pripremanje za rad jednokratnim nalivanjem vode koja ćelija sadrži u sebi slitak materijala koji obrazuje elektrolit i briket materijala za regenerisanie elektrolita, naznačena time, što se noseće površine nosača briketa nalaze na raznim visinama da bi se briket zadržao pod izvesnim uglom prema horizontali u cilju sprečavanja zadržavanja vazduha ispod briketa, što bi moglo sprečiti ulivanje celokupne količine vode, potrebne za pripremanje za rad, odjednom.







Ad pat br. 73937
I9^?/»8>v	r\4
JŽJLET-J