Автоматическое устройство для заливки аккумуляторной батареи Советский патент 1988 года по МПК H01M2/36 

Изобретение относится к области устройств для технического обслужива ния химических источников постоянного т.ока и прёимуп(естБенно может быть использовано для автоматической заливки до заданного уровня дистиллированной воды и электролита в аккуму ляторные батареи с сигнализацией окончания процесса заливки. Изобретение может найти широкое применение при т.ехническом обслуживании и эксплуатации аккумуляторных батарей, работающих как в стационарных условиях, так и на средствах механизации и транспортных средствах во всех отраслях народного хозяйства ССОР. Известное устройство для заливки электролита в аккумулятор содержит подводящую трубу, электроды, запорный механизм для открытия и закрытия проточного канала подводящей трубы, выполненный в виде зажима, и сигналь ный элемент. Для осуществления залив ки вставляют подводящую трубу в зали вочную горловину аккумулятора. При нажатии на рукоятку запорного механизма электролит по подводящей трубе поступает в полость аккумулятора. Пр достижении электролитом торца электрода, вынесенного из подводящей тру бы, замыкается электрическая цепь к начинает светиться сигнальньы элемент, свидетельствуя о достижении электролитом заданного уровня. Это устройство просто по конструк ции, но основной его недостаток заключается в том, что не автоматизиро ван процесс заливки электролита в элементы аккумуляторной батареи. Кро ме того, оно имеет следующие недостатки : отсутствие возможности применения его для всех типов аккумуляторов, так как в этом устройстве не осущест вляется регулировка заданного уровня электролита ненадежность в эксплуатации, так как имеет ручное управление, и при неисправности сигнального элемента или невнимательности оператора может произойти перелив электролита использование дефицитных сухих элементов электропитания с необходимостью их частой замены. Более надежным в работе является полуавтоматическое устройство, содер жащее пластмассовый корпус, в которо размещены электромагнит и запорньй механизм, пусковой рычаг, кольцевые электроды, выпрямитель и трансформатор, питающийся от сети переменного тока. Электромагнит вьтолнен с двумя обмотками. Недостатки этого устройства заключаются в следующем: опасно в эксплуатации, так как имеет искрящий контакт между верхним кольцевым электродом и корпусом элемента аккумуляторной батареи, непосредственно у заливного отверстия элемента; питание устройства ст сети переменного тока усложняет электросхему управления из-за необход№1ости применения понижающего трансформатора и выпрямителя неприменимо для заливки аккумуляторов, имеющих пластмассовый (например кислотных), из-за невозможности электроконт-акта между верхним электродом и корпусом элемента батареи, включение устройства производится вручную, что при отсутствии сигнализатора уровня может привести к переливу электролита в элементы. Наиболее близким по технической сущности к изобретению следует считать устройство, где полностью автоматизирован процесс заливки электролита в элементы аккумуляторной батареи.. Известное устройство содержит подводящую трубу с наконечником из диэлектрического материала, сигнальный элемент, электромагнит с запорным механизмом для открытия и закрытия проточного канала подводящей трубы и релейную систему управления с механизмами включения и выключения указанного электромагнита. Релейная система управления содержит два реле, понижающий трансформатор и три вьшрямителя. Для соединения релейной системы с аппаратом служит четырехжильный кабель и токопроводяпщй элемент, выполненный в виде металлического заземленного стола. Механизм включения электромагнита запорного механизма вьтолнен в виде кольцевого датчика, расположенного в верхней части наконечника, электрически связанного с реле. Механизм выключения электромагнита запорного механизма выполнен в виде датчика. 310 расположенного на нижней части наконечника с возможностью соединения через электролит с корпусом аккумулятора и через заземленньш стол с релейной системой. Сигнальный элемент (лампа) включен параллельно с обмоткой электромагнита . Недостатки этого устройства заклю- ю что

чаются в следующем:

невозможность применения устройства для всех типов аккумуляторов. Устройство неприменимо для кислотных аккумуляторных батарей, у которых корпус аккумуляторного элемента вьшолнен из пластмассы, поэтому верхний кольцейой датчик сли1вного наконечника не будет выполнять своего назначения, так как электрическая цепь включения электромагнита окажется разорванной и заливка аккумулятора не произойдет ,

применение устройства возможно только для . .одиночных элементов щелочной аккумуляторной батареи, так как в собранной щелочной батарее каждый элемент заключен в резиновый чехол, что исключает электрический контакт с заземленным столом.

необходимость для электропитания сети переменного тока исключает применение устройства на самоходных установках для дозаливки дистиллированной воды в местах непосредственной работы средств механизации и транспорта (например в аэропортах),

опасно в эксплуатации из-за наличия искрящего контакта между верхним кольцевым датчиком и корпусом элемента батареи;

сложность электросхемы питания и управления электромагнитом запорного механизма по причине применения в качестве источника электропитания сети переменного тока;

недостаточно высокая точность заливки, так как сигнальный элемент (лампа) включена параллельно с обмоткой электромагнита и загорается только тогда, когда соленоид электромагнита находится под током, т.е. корда вдет запивка аккумулятора. При перегорании сигнальной лампы отсутствие ее свечения будет воспринято, как

окончание заливки, и аккумулятор мо- gg между собой штьфьевые электроды смен. жет быть не залит до заданного уровня. Целью изобретения является устранение указанных недостатков, а именно:

ливки аккумуляторных батарей, содержащее источник питания,- подводящую , трубу с наконечником из диэлектрического материала, сигнальный элемент,

запорный механизм для открывания и закрьгоания проточного канала подводящей трубы, заполненньй на базе электромагнита с подпружиненным сердечником, и релейную систему управления

с механизмами включения и выключения указанного электромагнита, механизм включения электромагнита запорного механизма содержит установленный на подводящей трубе выключатель, электрически связанньй с электромагнитом и размещенные в общем корпусе с возможностью контактирования с указанным выключателем подпружиненный толкатель и регулируемой по длине шток с упо-.

ром из диэлектрического материала, механизм выключения .электромагнита запорного механизма выполнен в виде двух выступающих за торцовую часть выполненного сменным наконечника штырьевых электродов, один из которьгх электрически связан с одним выводом управляющей обмотки реле системы управления, а другой - с источником питания через контакты выключателя механизма включения электромагнита, при этом источник питания с одной стороны подсоединен к другому выводу управляющей обмотки упомянутого реле, а через размыкакщий контакт этого ре-

ле - к одной входной клемме электромагнита, другая клемма которого через выключатель механизма включения электромагнита связана со второй клеммой источника питания.

Кроме того, с целью возможности проверки исправности электрических цепей управления и регулировки механизма включения электромагнита оно содержит микровыключатель, замыкающий

ного наконечника.

При этом с целью защиты электромагнита от воздействия агрессивной среДы запорньй механизм выполнен в 3 обеспечение универсальности при- менения устройства; упрощение электросхемы управления; обеспечение безопасности эксплуатацииповьппение надежности работы устройства и точной заливки. Поставленная цель достигается тем. автоматическое устройство для за51Bi-ще мембраны из кислотощелочестойкого материала, взаимодействующей с подпружиненным сердечником электромагнита . Причем устройство содержит регулятор уровня, установленный на сменном наконечнике подводящей трубы с возможностью перемещения вдоль его оси и снабженный шариковым замком и винтом. На фиг.1 представлен общий вид описываемого устройства-; на фиг.2 принципиальная электросхема устройства; на фиг ,3 - схема работы устройства при уровне электролита ниже заданного на фиг.4 - схема работы устройства при уровне электролита соответствующего заданному. Автоматическое устройство для заливки аккумуляторных батарей содержит подводящую трубу 1, представляющую собой две сваренные под прямым углом трубки, образующие вертикальные и.горизонтальные участки этой трубы. На конце вертикального участка подводящей трубы 1 посредством гайки установлен сменный наконечник 2, на котором установлен кольцевой регулятор 3 уровня электролита с возможностью перемещения вдоль оси наконечника. Фиксация регулятора 3 уровня электролита в заданном положении осупгествляется шариковым замком 4 и винтом 5. Сигнальный элемент 6 установлен на верхней части вертикального участка подводящей трубы 1 и крепится вин том. В качестве сигнального элемента может быть применен малогабаритный вольтметр постоянного тока или электролампочка. Управление открытием и закрытием проточного канала подводящей трубы производится с помощью электромагнита 7 с запорным механизмом, состоящим из корпуса 8, мембраны 9 и клапана 10 .Электромагнит 7 отделен от корпуса запорного механизма 8 резиновой мембраной 9, что предохраняет его от воздействия агрессивной жидкости. Управление электромагнитом осуществляется релейной системой. Блок реле содержит пластмассовую колодку 11, имеющую внутри выфрезировку для распайки проводов и установки выключателя 12, и крьпику 13, при помощи которой колодка 11 крепится к электромагнит у 7. На колодке укреплена панелька, в которую своими штьфьками 3 ,6 вставляется искробезопасное о;м оконтактное, с размыкающими контактами реле 14 и штепсельный разъем подвода питания. Реле 14 служит для размыкания цепи питания обмотки электромагнита 7 и сигнального элемента 6. Установка реле в специальную панельку обеспечивает его быструю замену без распайки проводов в случае его неисправности. Механизм включения электромагнита 7 запорного механизма содержит закрепленный на горизонтальном участке подводящей трубы 1 при помощи xoNfyTa 15 нажимной выключатель 16, электри- чески связанный с электромагнитом 7 одним из штырьевых электродов сменного наконечника 2 и автономным источником питания 17, и подвижно закрепленный при помощи xof-iyra 18 на вертикальном участке подводящей трубы 1 корпус 19, в которомразмещен подпружиненный толкатель 20. В резьбовое отверстие толкателя 20 ввернут шток 21, имеющий на конце пластмассовый упор 22, Фиксация штока 21 в заданном положении осуществляется гайкой 23. Такое конструктивное решение позволяет изменить жесткость пружины и компенсировать ее усадку в процессе эксплуатации устройства. Механизм выключения электромагнита запорного механизма выполнен следующим образом. В торцовой части сменного наконечника 2, в сверлениях, на эпоксидном клее установлены два штырьевых электрода 24 и 25, от которых в пазах наконечника проложены провода в хлорвиниловой изоляции, идущие к штырькам штепсельных разъемов 26 и от ответных частей разъемов - к проводам, проложенным в пазах вертикальног9 участка подводящей трубы. Между собой электроды электрически соединены нажимным микровыключателем 12, что позволяет производить проверку исправности электроцепей управления и регулировку механизма включения электромагнита. Электроды выполнены выступающими за торец сменного наконечника 2 на расстояние, обеспечиваюи5ее контактирование их с электролитом без соприкосновения с ним торца наконечника; Такое выполнение предохраняет наконечник от образования токопроводя 10щей пленки электролита на его торце, которая может замкнуть между собой электроды 24 и 25, и обеспечивает сухость наружных поверхностей сменного наконечника при заливке электролита. Электроды для кислотных аккумуляторов изготовляются из свинца,а для щелочных - из кадмия. Путем замены наконечника 2 с элек- JQ ся

тродами из соответствующего материала устройство можно применять для различных типов аккумуляторных батарей.

Для обеспечения электропитания устройства от .автономного источника питания 17 электромагнит 7 электри(чески с.вязан с его клеммами посредством двужильного кабеля -27 через штепсельный разъем 28, конец одной жилы которого подключен к размыкающим кон- 2о тактам 29 и управлякщей обмотке 30 реле 14, конец другой жилы - к выключателю 16 и сигнальному элементу 6, а два противоположных конца этих зкил снабжены зажимами 31 и 32 для подклю-25 чения к выводным клеммам автономного источника питания 17. Настройка устройства для коирсретного типа аккумуляторной батареи заключается в установке сменного наконечника 2, .соответствующего по материалу электродов данному типу батареи, установке регулятора 3 уровня электролита в соответствующее положе ние, регулировке механизма включения электромагнита и проверке исправност электрических цепей управления. Дня регулировки механизма включения необходимо устройство при помощи штепсельного разъема 28 подключить к .автономному источнику питания 17 (фиг.2). При этом загорается сигнальная лампа (элемент) 6. Вставив смен ный наконечник 2 в заливное отверстие до упора в регулятор уровня 3 и нажав на микровыключатель 12, необходимо, вращая регулируемый шток 21, добиться контакта упора 22 с корпусом заливаемого элемента батареи и погашения сигнальной лампы (элемента) 6. Зафиксировать в этом положении шток 21 гайки 23. Такая регулировка механизма включения будет соответствовать заданному уровню электролита в аккумуляторе. Одновременно при проведении этой регулщзовки будет проверена и исправность электрических цепей управления электромагнитом.

ной на фиг.2, 3, 4„

Работа устройства oqyщecтвляeтcя следующим образом (фиг.З,4), При подключении устройства к источнику питания 17 при помощи штепсельного разъёма 28 загорается сигнальная лампа 6, что указывает на исправность цепи сигнального элемента. При вводе сменного наконечника 2 в заливное от13В oniicaKKOH устройстве применены серийно вьшускаклциеся малогабаритные искробезопасные: реле РЭС-34, микровыключатели МП-10, электромагнитный кран 772 и самолетная аккумуляторная САМ-28 в-качестве автономного источника электропитания. . Управление устройством производйтавтоматически по схеме, приведенверстие элемента 33 аккумуляторной батареи до упора в регулятор уровня , 3 одновременно произойдет контактирование упора 22 с корпусом заливаемого элемента, что приведет к перемещению штока 21 с толкателем 20 вверх и. включению.выключателя 16. Если уровень электролита- в элементе аккумуляторной батареи т-ске заданного и электроды 24, 25 в этом случае не соприкасаются с электролитом, контакты 29 реле 14 останутся замкнутыми и произойдет включение электромагнита 7. При этом откроется запорный механизм, и электролит начнет поступать в элемент .батареи. Это будет происходить до тех пор, пока уровень электролита не достигнет торцов электродов 24, 25, что приведет к замыканию цепи управляющей обмотки 30 реле 14, размыканию контактов 29, обесточиваншо электромагнита и закрытию эапорного механизма. Сигнальная лампа 6 погаснет, что будет свидетельствовать об окончании процесса заливки. В дальнейшем, последовательно вводя сменный наконечник в заливные отверстия ост.апьных элементов до упора в регулятор уровня, производится заливка всех элементов батареи. Если уровень электролита в элементе соответствует заданному, то прИ вводе наконечника 2 в заливное отверстие до упора в регулятор уровня 3, электролит соприкасается с электродаьш 24, 25 и замкнет цепь управляющей обмотки 30 реле 14, контакты 29 разомкнутся и разорвут цепь питания электромагнита и сигнальной лампы. 9 Электромагнит не включится, а сигнальная лампа 6 погаснет, указывая, что уровень электролита в элементе соответствует заданному. . , Таким образом, предлагаемое техническое решение с использованием ав тономного источника постоянного тока для электропитания устройства позволяет:упростить aneKTpocxeNfy управления электромагнитом, обеспечить безопасность эксплуатации и универсальность применения, повысить надежность работы и точность заливки электролита в аккумуляторные батареи; использовать серийно вьгпускаемьзе реле, выключатели, электромагнитньге клапаны, чТо дает возможность- изгото вить предлагаемое устройство силами предприятия и ускорить его внедрение в производство ,. О .О использовать в качестве а линомно- го источника эл.ектропитани с.;:исанные по выработке ресурса или потере емкости аккумуляторные батареи (например самолетные, автомобильные), которые всегда имеются на аккумуляторнозарядных станциях; использовать предлагаемое устройство на передвижных (самоходных) установках для раздачи дистиллированной воды (а эта операция является основной и трудоемкой при ежедневном техническом обслуживании батарей) непосредственно в местах работы средств механизации и спецтранспорта, что в условиях складов, шахт, морских, речных и аэропортов исключит непроизводительный прогон средств механизации на аккумуляторно-зарядные станции и повысит производительное использование указанных средств, а, следовательно, и производительность труда работников.

в

Фи,1

26 27 З;/7 П

/

гз

W

1021313

I

12

П1/Г

26

К25- % 76 .

Н-

.2

1. АВТОМАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО дая ЗАЛИВКИ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ, содержащее источник питания, подводящую трубу с наконечником из диэлектрического материала, сигнальный элемент, запорный механизм для открывания и закрывания проточного канала подводящей трубы, выполненный на базе электромагнита с подпружиненным сердечником, и релейную систему управления с механизмами включения и выключения указанного электромагнита, отлич ающе еся тем, что, с целью повышения точности заливки, универсальности применения,обеспечения безопасности эксплуатации и упрощения, механизм включения электромагнита запорного механизма содержит установленньй на подводящей трубе выключатель, электрически связанньй с электромагнитом и размещенные в общем корпусе с возможностью контактирования с указанным выключателем подпружиненный толкатель и регулируемый по длине шток с упором из диэлектрического материала, механизм выключения электромагнита запорного механизма вьтолнен в виде двух выступающих за I торцовую часть выполненного сменным наконечника штырьевых электродов, один из которых электрически связан с одним выводом управляющей обмотки реле системы управления, а другой с источником питания через контакты выключателя механизма включения электромагнита, при этом источник питания с одной стороны подсоединен к другому выводу управляющей обмотки упомянутого реле, а через размыкающий контакт этого реле - к одной входной клемме электромагнита, другая.клемма которого через вьжлючатель механизма включения электромагнита связана с второй клеммой источника питания. 2.Автоматическое устройство по П.1, отличающееся тем, что, с целью возможности проверки исправности электрических цепей управления И регулировки механизма включения электромагнита, оносодержит микровыключатель, включенный между штыр-ьевыми электродами сменного наконечника. 3.Автоматическое устройстйо nq П.1, отличающееся тем, что, с целью защиты электромагнита от воздействия агрессивной среды, запорный механизм вьтолнен в виде 1емб- раны из кислотощелочестойкого материала, взаимодействующего с подпружиненным сердечником электромагнита, 4.Автоматическое устройство по П.1, отличающееся тем, что снабжено регулятором уровня заливки, установленньш на сменном иако-г нечнике подводящей трубы с возможностью перемещения вдоль его оси и снабженный шариковым замком и винтом.

Z5330 гЛ

Л

r«Л

4-l

il

ifif

/7

J-

«t(&«