О шахтёрских фонарях от А до Я
Шахтерские фонари, они же коногонки. Существует около десятка разновидностей шахтных аккумуляторных фонарей. Все они никель-кадмиевые. Собственно аккумуляторные блоки (то, что находится в блоке питания, по три штуки в каждом фонаре) бывают трех типов. Не требующие долива электролита: аккумуляторные элементы типов НКГК-11Д-5У и НКГ-10Д (он более высокий по высоте, применяется в старых фонарях типа СГГ-1). Первые модели имели аббревиатуру КНГК, отсюда, видимо, и название - КоНоГонКа. И требующие долива (тип ШНКП -10). На мой взгляд лучше доливные, они менее чувствительны к режиму заряда - разряда. Светильники доливного типа имеют на боку пластмассового корпуса три крышечки с крестообразной прорезью для отвертки. Фонари без долива. Очень чувствительны к режиму заряда-разряда. Марки: СГГ-1, СГГ-5, СГГ-5-1, СГГ-5М, СГГ-5-1М, СГГ-5М0,5 СГГ-5-1М0,5.(Светильник головной герметичный, М - модифицированный).СГВ-2(светильник головной взрывозащитный, модификация СГГ-5 для работы во взрывоопасной атмосфере).СМС-2/1(Светильник с метан-сигнализатором) - специальный датчик и схема, установленные наСГГ-5.Буквы на крышке - РП, П, И - это обозначения уровней взрывозащиты в разных средах. Фонари с доливом электролита. СГД-5 и СГД-5-1. (Светильник головной доливной).Требуется долив воды через каждые 8-10 циклов. Все они имеют одинаковые характеристики. Напряжение - 3,6V, лампа двухнитиевая Р3,75-1+0,5 (последние два числа отражают два режима работы - ток 1А или 0,5А (при этом мощность различается раза в четыре). Световой поток в режиме 1А равен 30 лм. Время горения в двух режимах - 10 и 20 часов. Масса фонаря от 1,9 до 2,6 кг. Срок службы - не менее 500 циклов заряд-разряд. КПД от 60 до 62% Зарядные устройства: "Заряд-2", ИЗУ-1М, БЗТ (батарея для большого количества фонарей). Оснащенные метансигнализатором модификации при достижении концентрации метана в 1,5% и 2% начинают мигать с разной частотой. Существует модификация для железнодорожников, без шнура и с двумя лампами - красной и белой. Теория. Аккумуляторы различаются по: - Емкости (Ампер*часы); - Среднему напряжению заряда и разряда (вольт); - Удельная энергия на килограмм веса батареи (ватт*ч/кг); - Отдача по емкости (%); - Отдача по энергии (КПД, %). а).Кислотные аккумуляторы нас не интересуют, поскольку у них есть существенные недостатки, как то: возможность утечки кислоты, чувствительность к ударам, малое число циклов, саморазряд. При заряде идут реакции: На аноде PbO + O2 = PbO2 На катоде PbO + H2 = Pb + H2O При разряде - в обратную сторону. Электролит - серная кислота. Она участвует в реакции и дает кислород и водород для катодного и анодного процессов. Напряжение аккумулятора сильно зависит от текущей концентрации кислоты. б).Щелочные железо-никелевые. Суммарная реакция: NinOm + Fe = NinOm-1 + FeO Недостаток - сильный саморазряд. Электролит в реакции не участвует и выполняет роль проводника тока. в).То, что нас интересует. Щелочные никель-кадмиевые (изобретены Юнгером около 1900 г.). Недостатки: малая энергия по весу и объему и большая себестоимость (кадмий дорогой). Катод: NinOm + C Графит в реакции не участвует и нужен только для проводимости. Анод: Губчатый Cd + губчатое Fe Электролит: КCl или KOH плотностью 1,2 г/мл (что равно 4,57 моль/л. или 214г/л) или NaOH (он менее активен) плотностью 1,18 (= 4,85 моль/л. или 164 г/л.) с добавлением LiOH (он способствует восстановлению кристаллической решетки пластин). Электролит в реакции не участвует. Один мой знакомый залил раствор 10%КОН + 2%LiOH. Работает уже 10 лет. Только доливает дистиллированную воду. Суммарная реакция: NinOm + Cd = NinOm-1 + CdO К сожалению, реакция не до конца обратима, что создает ряд проблем и в конце концов выводит аккумуляторы из строя. При заряде она идет влево, при разряде вправо. Среднее разрядовое напряжение трех ячеек: 3,7V (одна - 1,23V). Разрядный ток: 1А или 0,5А. Зарядный ток: 1,08А. Среднее зарядовое напряжение трех ячеек: 5,4V Время заряда: 12 ч. Внимание! Аккумулятор этого типа нельзя разряжать ниже 3,0V и заряжать выше 4,8V. В обоих случаях вода разлагается и аккумуляторы вздуваются. Если вы пользуетесь заводским зарядным устройством, то оно само производит правильные действия. Сперва разряжает аккумулятор до 3,0V, потом заряжает до 4,7V. Если напряжение превышает это значение, автоматически включается режим "Авария". Но в любом случае, если не выключить зарядку, то через 13 часов она переключится на режим "разряд". Если вы используете самодельные зарядные устройства, то за всем этим надо следить с помощью вольт-амперметра. Модернизированные фонари начинают мигать при падении напряжения во время работы до 3,0V. В этом случае фонарь немедленно должен быть отключен. Если фонарь не имеет сигнализирующей схемы, то надо заранее посмотреть, какую силу света он дает при 3,0V и отслеживать критический момент. Еще раз повторяю: напряжение меряется при включенной лампе. Признаки порчи аккумуляторов. Фонарь быстро садится и с каждым разом время работы все меньше и меньше. Развинтив фонарь, видим, что одна из батарей вздулась (но не обязательно). Если ее вынуть, то при встряхивании в ней слышно шуршание сухих частиц. Замечание. Давление внутри ячейки контролируется уплотняющим кольцом и гайкой на положительной (толстой) клемме. Если она затянута сильно, то батарея при разложении воды вздувается. Если слабо, то высыхает без вздутия. Если затянута средне, то она держит некоторое давление, а все, что выше, стравливает. Но специально ослаблять гайку тоже нельзя, так как тогда исчезнет обратимость реакции (см. ниже). Второе. Обычно вздувается одна батарея. Но это не значит, что с остальными все в порядке. Если чините одну ячейку, то чините и две другие: они вот-вот издохнут. Третье. Во время работы следите, чтобы не произошло короткого замыкания. Может рвануть так, что разнесет все вклочья. Чтобы рвануло, надо продержать замыкание примерно пол-минуты. Обычно быстрее расплавляются провода, но если замкнуть через железную пластину, то взрыв неминуем. В новых моделях защита от короткого замыкания встроена в электрическую плату. В старых модификациях между ячейками расположен предохранитель. Если он сгорел, замените новым, а не соединяйте накоротко. Зарядка. Разрядить до 3,0V. Далее. Не обязательно заряжать непременно при 1,08А. Можно при меньшей силе тока, но тогда будет дольше. Если сила тока в два раза меньше, то при том же напряжении заряжать не 12, а 24 часа. Я, например, заряжаю при О,92А. Большая сила тока противопоказана, поскольку все будет греться. Напряжение должно быть в диапазоне от 3,8 до 5,4V. Если меньше, то не зарядится, если больше, то возможно параллельное разложение воды. Оптимальное значение - 4,7V. Я заряжаю при 4,2V. Но это щадящий режим для вздутых батарей во-первых, а во-вторых если заменили лампочку на лампочку от карманного фонаря. Нельзя ошибаться в полярности. Это безвозвратно портит фонарь. Лучше процарапать плюс и минус прямо возле контактов и на фонаре и на зарядном устройстве. Оба контакта находятся в головной части. "Минус" - металлическая головка с шайбой в четырех сантиметрах от места подсоединения шнура. "Плюс" находится в углублении в дырке, которая находится на металлическом держателе. Внутри дырки втулка с прорезью. Под втулкой находится контакт. Ни держатель, ни втулка не являются контактом, через них заряжать нельзя. Чтобы обнажить контакт, надо повернуть втулку вокруг своей оси на 180 градусов, пока через прорезь не обнажится контакт. Если фонарь чиненый после вздутия, то заряжать надо прямо на клеммы батарей, развинтив блок питания. Несмотря на то, что аккумуляторные батареи одного типа и даже из одной партии, каждая из них индивидуальна. Одна зарядится до 1,2V, другая до 1,4V. После того как одна из батарей зарядилась до своего максимума, она начинает греться и может вздуться. Поэтому в конце зарядки надо следить за температурой батарей (надо вскрывать блок питания фонаря). Если вы хотите дозарядить оставшиеся две батареи до максимума, то зарядившийся блок снимают, два других соединяют и заряжают дальше, сделав поправку на напряжение и проверив ток в цепи. Зарядка доливных аккумуляторов. Здесь перезарядка не приведет к катастрофическим последствиям. Разложится немного воды и только. Время от времени меряют уровень электролита в батарее, открутив крышечки и опуская туда тонкую палочку. Когда уровень снизится на четверть, доливают дистиллированную воду, либо сливают старый электролит и готовят свежий. Перед доливом аккумулятор разряжают до 3,0V. Дистиллированную воду готовят так: на мысик кипящего чайника надевают железную кружку вверх дном. Под нее ставят миску, куда и стекает конденсат. Расчет режимов заряда проводится как для батареек. 10% от номинальной емкости - получаем силу тока для заряда. Берем 150% от емкости и делим на полученный ток заряда. Получаем время заряда в часах. В нашем случае: 11Аh *10% = 1,1А. 11Аh*150%=16,5Аh. 16,5/1,1 = 15 ч. Итак: ток заряда I = 1,1А. Время заряда 15 часов. Но на самом деле заряжают не более 13 часов, чтобы избежать перезаряда. Хранение аккумуляторов. Если аккумулятор недоливного типа, то его разряжают до 3,0V и в таком виде хранят. Хранить его в заряженном виде более полугода опасно, так как происходит саморазряд и разложение электролита. Если аккумулятор доливной, то хранить его можно только слив электролит. Разряжаете до 3,0V, сливаете электролит. Учтите, что и растворенные в воде и гранулированные щелочи активно поглощают углекислоту из воздуха. Оставив емкость с щелочью плохо закрытой, вы рискуете получить через несколько месяцев раствор карбоната калия вместо щелочи. Поэтому, после длительного стояния лучше приготовить свежую щелочь. После слива аккумуляторы обязательно промыть дистиллированной водой. Опять же из-за угрозы образования карбонатов. Кроме того, концентрированные растворы щелочей реагируют со стеклом, образуя силикаты Na (канцелярский клей) или К. Поэтому держать как растворы, так и гранулы надо в полиэтилене, тефлоне и т. п. Можно использовать пластиковые бутылки из-под газировки. Когда вы решили снять доливной аккумулятор с консервации, то мало залить его электролитом. Он даст не более трети своей номинальной емкости. Надо произвести до пяти циклов заряда-разряда. Только после этого его емкость достигнет максимума. Если важна не яркость фонаря, а длительность горения, то можно поставить вместо заводской лампы лампочку от карманного фонаря на 3,5V и 0,25А. При этом световой поток уменьшится с 30 до 7,5 лм. А длительность горения увеличится примерно в три раза и составит примерно сорок часов. Для такой замены надо взять лампочку и комбинируя изоленту и полоски алюминиевой жести сделать цоколь, который обеспечит контакт лампочки и одновременно ее плотное закрепление в фонаре. Опытным путем подбирается такое положение, при котором спираль лампочки находится в фокусе параболического заркала фонаря. Луч должен бить под удобным углом рассеяния. Если нет зарядного устройства, то его можно собрать самому. Самая примитивная схема такова. Вилка к розетке на 220 V. Далее диодный мостик - четыре диода типа Д226 или других, расчитанных на напряжение 220V. Далее две параллельные (!) лампы на 150 Ватт (они нужны для того, чтобы понизить напряжение), после ламп последовательно подсоединяется спираль от электроплитки. Ее надо натянуть зигзагом на гвоздях. Она будет слабо греться, надо следить, чтобы ничто не загорелось. Подключая контактный провод в разные места спирали, мы можем варьировать напряжение. Далее, тщательно проверив вольтметром полярность и написав ее возле контактных проводов, подключаем фонарь. Включаем все это в сеть и меряем напряжение на фонаре (вольтметр подключается параллельно) и силу тока в цепи (амперметр подключается последовательно, в разрыв цепи). Должно получиться не более 1,1А и не более 5,4V. Хорошо еще параллельно аккумулятору подсоединить конденсатор на 20мкФ и соответствующее напряжение. Он будет сглаживать ток, превращая его из импульсного почти в прямой. Естественно, при зарядке "плюс" аккумулятора подсоединяется к "плюсу" зарядника. Делаем защитный чехол. Если вывернуть одну из ламп, то ток заряда упадет до примерно 0,5А. В общем, схема громоздкая и не экономичная. Гораздо лучше схемы с трансформаторами. Фонарь сам берет из сети тот ток, какой ему нужен. Если разбираетесь в трансформаторах, то такой вариант лучше. Схема похожая: сперва трансформатор 220V/10V, но достаточно мощный, чтобы выдержать ток в 1,2А. На внешней обмотке сперва диодный мостик, после него, последовательно к заряжаемому фонарю, ставится сопротивление, понижающее напряжение до 5-5,4V. Лучше это будет переменное сопротивление. Можно добавить конденсатор. Ток заряда получится в зависимости от вольт-амперной характеристики системы от 0,4 до 1,0А. Сейчас в продаже появилось много зарядных устройств и адаптеров. По вольтажу подошли бы адаптеры для микрокалькуляторов. Но, к сожалению они в своем большинстве расчитаны на ток не более 0,2А. При токе 1А они сгорают. Но если есть адаптер на 5V и хотя бы 900mA, то можно подключить его. На многих зарядниках есть ручка, переключающая напряжение. Если при 4,5V получается слишком маленький ток, то не стоит ставить режим более 5,5V, так как при перезаряде могут пойти не только реакция разложения электролита, но и реакции с участием Ni и Cd. Тогда аккумулятор уже не восстановить. Слишком малое напряжение тоже не годится. Менее 3V реакция вообще не пойдет. Источник питания- доливная щелочная аккумуляторная батарея 3ШНКП-10М, нетребовательная к режиму заряда и эксплуатации, исключена возможность деформации корпуса в случае перезаряда или глубокого разряда батареи. ПРОДАМ СГД Область применения этих светильников не ограничивается горными предприятиями. СГД.5М.05 и СГД "Источник" - коногонка - широко используется в нефтегазодобывающих и перерабатывающих отраслях, химической и пищевой промышленности, жилищно-коммунальных хозяйствах, городских газовых службах и строительстве. ПРОДАМ СГД Быстрое и удобное подключение светильника к индивидуальному зарядному устройству ИЗУ обеспечивает специальное устройство, размещенное в корпусе фары. ПРОДАМ фонари СГД |
Цены на шахтные фонари