Приглашаем посетить сайт
АККУМУЛЯТОРЫ
АККУМУЛЯТОРЫ (от лат. accumulfltio- накопление), или вторичные элементы, аппараты, служащие для накопления электрической энергии путем превращения ее в энергию химическую. Первый аккумулятор построил в 1860 г. Планте (Plan-te), обнаруживший, что при электролизе слабого водного раствора серной кислоты между свинцовыми электродами происходит накопление энергии в системе и что, после разобщения последней с внешним источником тока, система сама может служить таким источником. А. Планте состоял из двух свинцовых листов (60 см длины, 20 см ширины и 1 мм толщины), изолированных один от другого каучуковыми полосками, свернутыми в трубку. Листы эти были погружены в сосуд со слабым водным раствором H,S04. При пропускании тока через такую систему, на одной пластине отлагался слой РЬ02, а другая освобождалась от окислов, обычно покрывающих свинец. После такой первой зарядки А. мог уже давать электрический ток, при чем пластина, покрытая PbOs, оказывалась положительным полюсом, а чистая пластина- отрицательным. Разрядка продолжалась недолго, и по окончании ее слой РЬО, на аноде восстановпялся в РЬО, а свинец на катоде окислялся в тот же окисел РЬО. После первой зарядки и разрядки аккумулятор заряжался вновь, при чем на положительном электроде опять образовывалось соединение РЬО], а на отрицательном-окисел РЬО восстановлялся в рыхлый, губчатый свинец. Повторяя много раз такую аарядку и разрядку, Планте разрыхлял поверхность электродов и достигал этим появления больших количеств окислов свинца, участвовавших в процессе. Длительный процесс «формовки» А. не позволял, однако, достигать особенно больших емкостей, а потому Фор (Faure) впервые предложил наносить на свинцовые электроды предварительно те окислы, которые будут участвовать в процессе зарядки. Эти окислы (сурик на одном электроде и свинцовый глет-на другом) перемешиваются со связующим веществом и в виде пасты наносятся на свинцовые электроды, которым в наст, время придают форму решеток. Большим недостатком таких А. является их неспособность выдерживать длительную перегрузку: при большой плотности тока, которая всегда может возникнуть при коротких замыканиях, пластины коробятся и масса выпадает из гнезд. Электродвижущая сила только-что заряженного А. достигает 2,3-2,4 вольт. При разряде она очень быстро падает до 2 вольт и сохраняет эту величину долгое время, после чего начинает медленно падать. Разряжая А., никогда не следует допускать падения электродвижущей силы каждой банки ниже 1,8-1,9 вольт, т. к. дальнейший разряд вредно отражается на пластинах. Процесс зарядки и разрядки свинцовых А. может быть представлен следующей обратимой реакцией (по новым работам Фери): Pb + H2S04 + Pb206 ^ g PbS04+2PbOj+HjO; здесь свободный свинец (РЬ2), после зарядки, появляется на катоде, а перекись свинца (РЬ,05)-на аноде. Если наполненный раствором А. стоит долго в незаряженном состоянии, то оба электрода покрываются слоем сульфата свинца (PbS04), к-рый приводит А. в негодность. Сульфирование электродов идет, согласно Фери, по следующим формулам: на катоде-Pb2S04+ + H2S04+0 =2PbS04+Н20; на аноде-Pb+ + HsS04+O=PbSO4+H8O; причиной этого губительного явления оказывается кислород, растворенный в воде и попавший туда из атмосферного воздуха. Фери борется с ним, располагая катод в горизонтальной плоскости, на самом дне сосуда.-Большим недостатком свинцовых А. является их значительный вес (на каждый аккумулируемый уатт-час приходится в больших А. вес, равный 0,1 кг и даже в переносных-не менее 0,03 кг). Для устранения этого недостатка, Эдиссон и Юнгнер предложили А. с железными и никелевыми электродами, обладающими при той же емкости значительно меньшим весом. К сожалению, этим А. присущ другой недостаток: коэф. полезного действия их не превышает 52%. Электролитом в них служит водный раствор едкого натра или едкого кали. Электродвижущая сила, развиваемая ими, меньше, чем в свинцовых А., и равняется в начале разряда 1,4 вольт. Во время разряда она медленно падает, при чем никогда не следует давать ей уменьшаться ниже 1,15 вольт. Отдельные А. соединяются в батареи совершенно так же, как обыкновенные гальванические элементы: отрицательный полюс последующего соединяется с положительным предыдущего. Сила зарядного, а также и разрядного тока не должна превышать некоторого определенного предела.
в. Шулейюш. Аккумуляторное производство. С сан .-гиг. точки зрения наибольшее значение имеет производство свинцовых А.; они представляют собой батарею из гальванических элементов, в к-рых катодами служат свинцовые пластины, анодами-пластины из перекиси свинца, электролитом-серная к-та крепостью в 21--23° по Боме. А. малых размеров обыкновенно помещаются в стеклянных или эбонитовых сосудах, большие- в дерев, ящиках обитых листовым свинцом. Основные моменты производственного процесса следующие. Отливка пластин: свинцовые слитки подвергаются плавке при 600°, после чего из расплавленного свинца либо на медных формах (вручную) либо на прессах (механически) отливаются пластины. Для лучшего пропитывания серной к-той пластины должны иметь пористое, губчатое строение. С этой целью пластины, при их отливке, снабжаются большим количеством решетовидных углублений или же борозд, к-рые заполняются особым ластовидным составом, так наз. «действующим веществом», или «активной массой». Этой операции, носящей название «н а м а з к и», или «пастирования» пластин, предшествует чистка их, заключающаяся в том, что рабочий удаляет из углублений пластин лишние наслоения свинца. Самая же намазка заключается в следующем: сурик, глет, черная окись свинца (иногда и другие порошкообразные вещества) смешиваются в «глетомешалках» с II „SO. или аммиаком в вязкую пасту, к-рая затем при помощи деревянных шпателей вмазывается в углубления пластин. Далее пастиро-ванные пластины подвергаются сушке в сушильных печах, а затем формовке: пластины погружаются в сосуды с серной кислотой, концы их («ушки») спаиваются вольтовой дугой или водородным пламенем, и затем под влиянием длительного пропускания электрического тока (в течение 1-3 суток) на одних пластинах образуется РЬОг (анод), а на других РЬ (катод). После формовки пластины вновь распаиваются, промываются в воде и высушиваются. Следующая операция-с б о р к а пластин в элементы и батареи: пластины располагаются в определенной последовательности-аноды и катоды чередуются между собой,-ушки их, подвергнутые предварительно 3 а-чистке напильником или на специальном станке, спаиваются вновь пламенем водорода, батарея погружается в сосуд с HjSOi, пластины заливаются изоляционным материалом и подвергаются, как при формовке, зарядке электрическим током, являющейся заключительной производственной операцией. Для приготовления мелких А. часто, вместо отливки малых размеров пластин, разрезают на части соответствующей величины крупные пластины; резка пластин производится круглой или ленточной пилой.- На ряду с описанными основными производственными процессами серьезное санитарно-гигиеническое значение имеют некоторые побочные операции, как-то: изготовление (прокатка) листового свинца для обивки сосудов, освинцевание медных частей, ремонт отливочных форм и пр. Доминирующей вредностью А. произвол' ства является свинцовая пыль, выделяющаяся в воздух рабочих помещений, и непосредственное соприкосновение рабочих со свинцом и его соединениями. Наиболее пыльными являются работа на свинцовой мельнице, намазка, резка пластин, сборка, упаковка, чистка. Пыль, особенно в отделениях, где приходится иметь дело с свинцовыми соединениями, очень мелка, поперечник пылинок здесь не превышает 4 ц. Среди производств, опасных в отношении свинцового отравления, А. производство занимает выдающееся место. Так напр., на 6.762 случая свинцовых отравлений в различных отраслях промышленности Англии за 1900-1909 гг. 285 случаев падает на А. производство. В 1911-1914 гг. аккумуляторное производство по числу свинцовых отравлений стоит на втором месте, рядом с производством свинцовых белил. Во Франции за 1922 г. из 797 случаев сатурнизма 180 (22,5%), приходится на А. производство, занимающее и тут второе место (первое место-эмалировка и глазировка); в германской статистике сатурнизма за 1922 г. А. п. занимает первое место-53 случая из 348 (15,3%). Освидетельствование в 1925 г. 341 чел., работавших в А. производстве Ленинграда, обнаружило у 13,5% различные симптомы сатурнизма.-Второй основной вредностью, постоянно имеющей место в А. производстве, является загрязнение воздуха формировочного отделения S03, выделяющимся под влиянием развивающегося в аккумуляторной жидкости сильного тока водорода (электролиз). - Меры борьбы с вредностями А. производства: механизация производственных процессов, герметизация аппаратуры, местное отсасывание пыли и паров, рациональная общая вентиляция, изоляция мастерских, где производятся пыльные работы, тщательная уборка рабочих помещений, рациональная спецодежда, на особо пыльных работах- CNE
23В
пылевые респираторы, подробное инструктирование рабочих о мерах личной гигиены. Весьма желательно ограничение применения свинцовых А. путем замены их щелочными или железо-никелевыми (анод-гидрат окиси никеля, катод-гидрат окиси железа, электролит - раствор едкого кали). Важнейшие законодательные мероприятия по охране труда работающих в А. производстве в СССР: 1) сокращенный рабочий день (7 ч.) при работе по отливке и формовке А. пластин; 2) дополнительные двухнедельные отпуска для работающих при всех основных операциях- отливке, намазке и формовке ; 3) запрещение труда подростков при отливке, формовке, пайке и зарядке.
Лит.: Гамильтон А., Распространение свинцовых отравлений в америк. пром., «Гигиена Труда», 1925, № 3; М а р к у з о н Д., Очерни санит. статистики труда по новейшим данным, «Гигиена Труда», 1925, № 3; В и г д о р ч и к Е. А. и К у п р и ц Е. Н., Свинец и газы в пр-ве сыинц. аккумуляторов, «Гигиена Труда», 1926, № 9; Труды Ленингр. ин-та по изуч. проф. заболеваний, т. II, Л., 1926; R a m b о и-s e k, Gewerbliche Vergiltungen, Lpz., 1911. Ц. Пик.