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La présente invention concerne une pile sèche à l'épreuve des fuites, caractérisée par une fermeture supérieure rigide, un joint intérieur mobile délimitant avec la fermeture supérieure,rigide un espace supérieur libre, et une rondelle d'échappement montée dans l'espace supérieur libre et formant un passage d'échappement du gaz de la pile, quelle que soit la position du joint intérieur mobile.
Un des objets les plus courants du commerce consiste dans les piles sèches qui servent dans les lampes-éclair, les postes de radiodiffu- sion portatifs, les lampes dites "photoflash" et autres dispositifs. Cette faible provision d'électricité a été considérée comme un instrument néces- saire industriel et domestique, et comme tous les instruments, il est de plus en plus demandé. Toutefois, en s'efforçant de prolonger leur durée de vie, d'obtenir un courant aussi intense que possible et d'une manière géné- rale une plus forte puissance, les fabricants de piles ont eu à résoudre le problème de la suppression des fuites de la pile.
Quoique ce problème se pose depuis plusieurs années et que des sommes considérables aient été dépensées pour chercher à le résoudre, des perfectionnements sont encore nécessaires. Un des principaux moyens de ré- soudre le problème de la suppression des fuites a consisté à les empêcher en disposant la pile dans un,récipient fermé. Une des solutions les plus courantes consiste à choisir un récipient en métal, mais elle a l'inconvé- nient de la corrosion subie par le métal sous l'effet de l'exsudat de la pile, lequel risque de le détruire et par suite de l'empêcher de remplir sa fonction.
D'autre part, les récipients qui ne se corrodent pas n'ont pas la résistance mécanique des récipients en métal et ont l'inconvénient qui résulte de ce que la pression qui s'établit dans le récipient est suf- .'fisante dans certains cas pour faire bomber le récipient et même le faire éclater dans les conditions les plus défavorables.
Pour remédier aux inconvénients précités des dispositifs à hau- te pression décrits ci-dessus, il a été proposé de construire des disposi- tifs à basse pression de façon à atténuer les fuites de liquide tout en permettant au gaz de s'échapper d'une manière continue de la pile. Cet échap- pement peut s'effectuer par l'électrode centrale en charbon et par un trou percé dans la capsule d'extrémité posée sur elle, ou on peut considérer qu'il s'effectue par des intervalles éventuels, ménagés par exemple entre la fer- meture et l'enveloppe.
La principale difficulté qu'on rencontre dans ces dispositifs consite en ce que les trajets d'échappement du gaz ont tendance à s'obstruer, parfois au cours de la fabrication, parfois en service de la pile, de sorte que le dispositif considéré comme étant à basse pression de- vient en réalité un dispositif à haute pression, dont le récipient se bombe ou se rompt et d'où le liquide fuit.
Le principal objet de l'invention consiste en une pile sèche du type décrit au brevet principal et comportant un trajet d'échappement du gaz qui fonctionne d'une manière continue.
Ce résultat est obtenu par le dispositif, de l'invention décrit en détail ci-après avec le dessin ci-joint à l'appui, sur lequel : la fig. 1 est une élévation verticale aveccoupe partielle d'une pile sèche suivant l'invention, la fig. 2 est une élévation semblable de la partie supérieue seule- ment d'une première variante de la pile de l'invention, la fig. 3 semblable à la fig. 2 représente une deuxième variante la fig. 4 représente de même une troisième variante, la fig, 5 représente une quatrième variante, et
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la fig. 6 est un@e coupe verticale de la partie supérieure d'une pile suivant l'invention ayant servi.
D'une manière générale, le dispositif de l'invention comporte en combinaison une rondelle d'échappement disposée au-dessous de la fermetu- re supérieure d'une pile sèche et un élément d'étanchéité intérieur élasti- que qui délimite un espace libre au-dessus du mélange dépolarisant de la pi- le.
La fig. 1 représente une pile sèche d'une forme de construc- tion spéciale à laquelle le dispositif de l'invention s'applique particuliè- rement. La pile 0 comporte une électrode 10 en zinc en forme de cuvette qui contient un électrolyte immobilisé 12, un mélange dépolarisant 14 et une électrode en charbon 16 enrobée dans le mélange dépolarisant 14.
Un joint intérieur, disposé juste au-dessous de la partie supérieure de la cuvette
10 dans une positiondans laquelleil délimiteunespacelibre inférieur18 au-dessus du mélange dépolarisant 14 et un espace -Libre supérieure 24,comporte un cor- lier supérieur 20 eT. un joint mou 22 maintenu en place par l'extrémité supé- rieure de la cuvette 10 dont le bord 23 est rabattu en dedans.
Le collier supérieur 20 consiste de préférence en papier ou autre matière fibreuse, pro- tégée contre la pénétration de l'électrolyte par une couche 21 en matière plastique telle que le polyéthylène. Un cordon ? être repoussé dans l'électrode en cuvette 10 de façon à contribuer à déterminer la position du collier supérieur 20 pendant la fabrication de la pile. La couche d'étan- chéité 22 est de préférence en paraffine molle et on a obtenu des résultats satisfaisants avec une paraffine microcristalline à point de fusion d'environ
160 C. Elle peut aussi consister en un mélange d'asphalte et de pétrolatum, si on le désire.
Une rondelle d'échappement 26, percée d'un trou central de passage de l'électrode en charbon 16, est disposée à une certaine distance au-dessus de la couche d'étanchéité 22 et dans l'espace libre supérieur 24.
De préférence, la rondelle 26 s'ajuste assez étroitement sur l'électrode 16 de façon à contribuer àlamaintenir en place pendant la fabrication. La ron- delle d'échappement doit former en combinaison avec la fermeture de la pile un passage du gaz et consiste de préférence en papier ou autre matière fi- breuse.
La fermeture choisie de préférence consiste en une capsule mé- tallique à rebord 28 supportée par la partie supérieure de l'électrode en charbon 16 et portant une rondelle isolante 30 sur laquelle reposent les bords périphériques intérieurs d'une rondelle 32 dont les bords extérieurs forment un joint étanche avec une double enveloppe 34.La double enveloppe 34, qui,dans la forme de construction de la fig. 1 est en une matière ne se corrodant pas, empêche le liquide de passer'et s'ajuste assez étroitement sur l'électrode 10, en formant ainsi une chambre supplémentaire 36 dans la- quelle arrive l'exsudat de la pile en cas de'perforation de l'électrode en zinc 10. De même, la double enveloppe 34 est fixée sur un faux-rond 38 en contact avec l'électrode en zinc 10.
Comme l'indiquent les fig.2 à 5, l'invention s'applique aussi à d'autres formes de construction. Bar exemple (fig. 2) le diamètre de la rondelle d'échappement 40 peut être un peu plus grand que celui de l'électro- de en zinc 10 en forme de cuvette sur les bords supérieurs de laquelle elle repose. Ou bien (fig.3).un couvercle en une seule pièce 42 percé d'un trou d'échappement 44 peut remplacer la fermeture en trois pièces des fig. 1 et
2. On remarquera que le diamètre de la rondelle d'échappement 40 est plus grand que sur la fige 2. Bile sert ainsi à isoler le couvercle 42 de l'élec- trode en cuvette' 10 en même temps qu'elle remplit sa fonction d'échappement.
Suivant la forme de construction de la fige 4, les bords périphériques exté- rieurs de la rondelles métallique 46 de la fermeture en trois pièce s sont fixés sur les bords supérieurs de la cuvette en zinc 10, tandis que la forme
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de construction intérieure est la même que sur la fig. 1. Cette forme de construction peut comporter une double enveloppe (non représentée) de la pile et fixée sur elle d'une manière courante. Suivant la figo 5, un tube en carton 50 ou autre matière perméable aux gaz peut être disposé autour de l'électrode en charbon 16 dans l'espace libre 18 de façon à empêcher
1'exsudât de la pile de venir en contact avec 1'électrode et de bloquer ain- si le passage du gaz.
Bien entendu, ce tube peut faire partie des autres formes de construction.
Après avoir décrit la forme de construction des piles suivant l'invention, il y a lieu d'en considérer le fonctionnement.Le gaz se dégage pendant qu'on se sert de la pile et surtout dans êtes conditions de fonc- tionnement rigoureuseso Ce gaz peut s'échapper à travers ou autour de l'élec- trode en charbon 16 dans l'espace libre supérieur 24 et finalement à travers l'élément de fermeture ou la paroi latérale de l'enveloppe, sans effet sur le joint intérieur.
En même temps, le liquide peut s'exsuder du mélange dépolarisant et s'accumuler dans l'espace libre 18, Etant donné que le joint intérieur qui se compose du collier supérieur 20 et de la couche garniture
22 est élastique, la pression de ce liquide et du gaz emprisonné a pour effet de le pousser vers le haut dans la direction de la fermeture supérieure Du fait de ce mouvement, le volume de l'espace libre supérieur 24 s'ajoute à celui de l'espace inférieur 18, en y faisant diminuer la pression. Si un trou se perce dans l'électrode en zinc 10 et si le liquide s'échappe dans la chambre 36 entre l'enveloppe 34 et l'électrode 10, la couche de garniture 22 empêche ce liquide de sortir par le dispositif de fermeture (fig. 6) en obturant d'une manière efficace le joint entre l'élément de fermeture 32 et l'enveloppe 34.
Cette fonction est remplie dans les dispositifs des fig.2 et 3 par la rondelle d'échappement 40,
On voit cependant que, malgré le mouvement du joint intérieur, le trajet d'échappement du gaz reste ouvert. Ce trajet part de l'espace li- bre 18, passe de bas en haut dans l'électrode 16 ou entre elle et les bords décalés du joint intérieur et aboutit à la rondelle d'échappement 26 et à la rondelle isolante 30 pour sortir finalement de la pile et de son réci- piento Le gaz s'échappe donc d'une manière continue et une pression sensi- ble de gaz ne s'établit jamais dans la pile ou dans son récipient.
Dans une pile dont le couvercle métallique est en une seule pièce (fig. 3), le trajet d'échappement peut passer par le trou 44 ou par le joint entre le couvercle 42 et l'enveloppe 34 ou encore par la paroi latérale de l'enveloppée On remarquera que la rondelle d'échappement 40 est disposée au-dessus des bords supérieurs de l'électrode du récipient 10 et se prolonge à peu près jusqu'à la paroi intérieure de l'enveloppe 34.
On a fabriqué plusieurs exemplaires de la pile-de l'invention et on leur a fait subir des essais dans des conditions d'usage normal et dans des conditions de fonctionnement rigoureux, ces essais ontfait ressortir l'efficacité du dispositif de l'invention, car des piles d'une forme de construction d'ailleurs identique, mais ne comportant pas de rondelle d'é- chappement se sont détruites en éclatant sous l'effet de la pression qui s'y est établie, tandis qu'on n'a jamais observé aucun indice de l'établissement d'une pression dans les piles de l'invention, ni aucune fuite au cours des essais de rupture.
Un des avantages de l'invention résulte de la suppression de l'orifice d'échappement ordinaire méangé dans la capsule posée sur l'élec- trode centrale. Ces orifices ont été prévus dans les formes de construction antérieures pour permettre au gaz de s'échapper, mais ils ont souvent fait échapper aussi une certaine quantité de liquide qui endommage la surface de contact. La capsule de la forme de construction de l'invention ne comporte pas de préférence d'orifice d'échappement et le trajet d'échappement y est
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plus sinueux. L'humidité éventuellement entraînée avec le gaz est retenue au-dessous du dispositif de fermeture ou absorbée par l'échappement ou par la rondelle isolante.
L'invention ne doit pas être considérée comme limitée aux formes de réalisation représentées et décrites quin'ont été choisies qu'à titre d'exemple.