УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕМЕШИВАНИЯ ЭЛЕКТРОЛИТА В СВИНЦОВЫХ АККУМУЛЯТОРАХ БОЛЬШОЙ МОЩНОСТИ Российский патент 2000 года по МПК H01M2/38 H01M2/00 H01M10/12 

Изобретение относится к электротехнике и касается испытаний и эксплуатации свинцовых аккумуляторов большой мощности.

В свинцовых аккумуляторах применяют электролит, склонный к изменению концентрации по высоте столба жидкости. Этот эффект отрицательно влияет на характеристики свинцовых аккумуляторов больших габаритов на всех режимах их эксплуатации.

Для получения равномерной концентрации электролит перемешивают путем пропускания воздуха через проходную вертикальную трубку, расположенную в электролите. Воздух подводят в нижнюю часть вертикальной трубки, начинающейся у дна аккумулятора. Двигаясь по трубке в виде пузырей, воздух поднимает находящийся между пузырями электролит в верхнюю часть аккумулятора, обеспечивая тем самым равномерную концентрацию электролита по всей высоте столба жидкости.

В качестве аналога выбрана заявка Японии N 57-210564, заявленная 19.06.81 г. , опубл. 24.12.82 г., МКИ H 01 M, 2/38 "Устройство для перемешивания электролита в аккумуляторе". Устройство предназначено для перемешивания электролита в свинцовых аккумуляторах и содержит корпус, который имеет цилиндр, в боковой стенке которого выполнено отверстие для подвода воздуха. Внутри цилиндра расположен поршень, совершающий возвратно-поступательное движение. Поршень разделяет внутреннюю полость цилиндра на две камеры. Поршень прикреплен к пружинам растяжения. На поршне закреплено уплотнение, регулирующее подачу воздуха в камеру путем перекрывания отверстия. Компрессор обеспечивает возвратно-поступательное движение поршня путем подачи и выпуска воздуха из камеры. Из камеры выступает наружу цилиндра выпускная трубка, открытая концевая часть которой погружена в электролит. При перемещении поршня вверх происходит втягивание электролита через выпуклую трубку из бака внутрь камеры. Обратный клапан служит для предотвращения вытекания электролита из камеры внутрь бака. Циркуляционная трубка выступает наружу цилиндра из камеры. Открытая концевая часть цилиндрической трубки погружена электролит, заполняющий бак, и расположена ниже уровня концевой части выпускной трубки. При перемещении поршня вверх происходит всасывание электролита внутрь камеры через циркуляционную трубку. При перемещении поршня вниз происходит выпуск электролита и воздуха из камеры в электролит, заполняющий бак.

Недостатками данной конструкции перемешивающего устройства является сложность конструкции, а также то, что воздух из перемешиваемого электролита не удаляется, что приводит к ухудшения электрических характеристик аккумуляторов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является патент N 4693947, заявл. 21.04.86 г., заявка N 854363, опубл. 15.09.87 г. , МКИ H 01 M 2/38 "Устройство для перемешивание электролита в свинцовой аккумуляторной батарее".

Устройство состоит из внутренней и наружной трубок. По внутренней трубке, соединенной через коллектор и дроссельный клапан с воздушным компрессором, подается воздух в пространство между трубками. Внутренняя трубка изготовлена из полиэтилена, диаметром 3 мм, причем она не доходит до дна, наружная трубка почти доходит до дна. Поднимаясь в пространстве между трубками вверх, воздух увлекает за собой электролит. Верхний конец наружной трубки, имеющий прорези, находится на уровне электролита в аккумуляторе. Однако при использовании этого устройства объем электролита, выливаясь через верхний конец наружной трубки, находящейся на уровне электролита в аккумуляторе, не полностью освобождается от пузырьков воздуха. Это приводит к увеличению внутреннего сопротивления аккумулятора, т.е. к ухудшению его характеристик. Кроме того, пузырьки воздуха оказывают механическое воздействие на электроды, вызывая ускоренное оплывание активной массы, что сокращает срок службы аккумулятора. Дополнительным недостатком известного технического решения является также усложненность конструкции: труба в трубе, наличие коллектора, дросселя и др.

Заявленное изобретение направлено на решение задачи снижения внутреннего сопротивления и повышения срока службы аккумулятора путем использования простых и эффективных устройств для перемешивания электролита с целью поддержания в процессе эксплуатации аккумулятора его равномерной концентрации по всему занимаемому объему.

Поставленная задача решается тем, что в известном устройстве для перемешивания, включающем вертикально расположенные на разных уровнях, погруженные в электролит, изготовленные из кислотостойкого материала, трубку для подачи сжатого воздуха и трубку для прохода электролита снизу вверх, нижний конец которой не доходит до дна аккумулятора, по-новому решена его конструкция:
- трубка для подачи сжатого воздуха и трубка для подачи электролита выполнены в виде одной трубки с двумя эксцентрично расположенными вертикальными каналами, один из которых предназначен для подачи сжатого воздуха, а другой - для прохода электролита;
- в нижней части аккумулятора конец трубки для прохода электролита находится на уровне кромок сепараторов;
- сверху трубка для прохода электролита имеет сливной отводящий патрубок, расположенный горизонтально над уровнем электролита;
- площади поперечных сечений канала для подачи сжатого воздуха и канал для прохода электролита связаны между собой зависимостью:
4S_в≤S_эл≤6S_в
где S_в - площадь поперечного сечения канала для подачи сжатого воздуха;
S_эл - площадь поперечного сечения канала для прохода электролита.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Устройство содержит трубку 1, в которой выполнен канал 2 для подвода сжатого воздуха и канал 3 для прохода электролита снизу вверх. Каналы 2 и 3 конструктивно представляют собой трубки 2 и 3, выполненные в трубке 1. Трубка 1 изготовлена из кислотостойкого материала. Нижние концы трубок 2 и 3 находятся на равных уровнях с расстоянием между ними h₁ = 30 - 40 мм. Нижний конец трубки 3 находится на уровне кромок сепараторов 5, не доходящих до дна аккумуляторного бака 6 на расстояние h. Трубка 2 соединена с источником сжатого воздуха (на чертеже не показан). Сверху на трубку 1 посажен сливной отводящий патрубок 4, расположенный на расстоянии l от поверхности электролита. На фиг. 2 показаны площадь поперечного сечения канала для подвода сжатого воздуха S_в и площадь поперечного сечения канала для прохода электролита S_эл. Перемешивание электролита происходит следующим образом.

От источника сжатого воздуха в трубку 2 подается воздух, который через нижний ее конец попадает в трубку 3. Образовавшиеся пузырьки воздуха, поднимаясь по трубке 3, проталкивают электролит из нижней части бака 6 в верхнюю, осуществляя перемешивание электролита в аккумуляторе. Из верхней части трубки 3 полученная смесь попадает в патрубок 4, из которого происходит слив электролита в аккумуляторный бак 6, а насыщающий его воздух заполняет подкрышечное пространство. Таким образом исключается попадание пузырьков воздуха в электролит и механическое воздействие их на электроды. Применение заявляемого устройства для перемешивания позволяет предотвратить расслоение электролита и поддерживать его равномерную концентрацию в процессе эксплуатации свинцово-кислотного аккумулятора большой мощности.

Изобретение относится к области электротехники и касается испытаний и эксплуатации свинцовых аккумуляторов большой мощности. Устройство содержит вертикально расположенные на разных уровнях, погруженные в электролит, изготовленные из кислотостойкого материала, трубку для подачи сжатого воздуха и трубку для прохода электролита снизу вверх, нижний конец которой не доходит до дна аккумулятора. Новым в устройстве является то, что трубка для подачи сжатого воздуха и трубка для прохода электролита выполнены в виде одной трубки с двумя эксцентрично расположенными вертикальными каналами, один из которых предназначен для подачи сжатого воздуха, а другой - для прохода электролита. В нижней части аккумулятора конец трубки для прохода электролита находится на уровне кромок сепараторов. Сверху трубка для прохода электролита имеет сливной отводящий патрубок, расположенный горизонтально над уровнем электролита. Технический результат от использования данного изобретения состоит в том, что данное устройство предотвращает расслоение электролита и его равномерную концентрацию в процессе эксплуатации свинцово-кислотных аккумуляторов большой мощности. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Устройство для перемешивания электролита в свинцовых аккумуляторах большой мощности, включающее вертикально расположенные на разных уровнях, погруженные в электролит, изготовленные из кислотостойкого материала, трубку для подачи сжатого воздуха и трубку для прохода электролита снизу вверх, нижний конец которой не доходит до дна аккумулятора, отличающееся тем, что трубка для подачи сжатого воздуха и трубка для прохода электролита выполнена в виде одной трубки с двумя эксцентрично расположенными вертикальными каналами, один из которых предназначен для подачи сжатого воздуха, а другой - для прохода электролита, в нижней части аккумулятора конец трубки для прохода электролита находится на уровне кромок сепараторов, сверху трубка для прохода электролита имеет сливной отводящий патрубок, расположенный горизонтально над уровнем электролита. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что эффективность обеспечена соотношением площадей поперечных сечений канала для подачи сжатого воздуха и канала для прохода электролита:
4S_в ≤ S_эл ≤ 6S_в
где S_в - площадь поперечного сечения канала для подачи сжатого воздуха;
S_эл - площадь поперечного сечения канала для прохода электролита.