Устройство для приготовления электролита Советский патент 1992 года по МПК H01M10/42 H01M2/38 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для приготовления электролита свинцовых аккумуляторов.

Известно устройство для приготовления электролита, содержащее дистиллятор, ванну дистиллированной воды, ванну приготовления и охлаждения электролита, паровой эжектор подачи кислоты из бутыли в ванну приготовления электролита, трубопроводы и клапаны.

Однако такое устройство требует особой предосторожности при работе, малопроизводительно и ненадежно.

Известно устройство для приготовления электролита, содержащее компрессорную установку с рессивером, контейнер для кислоты, бак для приготовления электролита с системой охлаждения, емкость с дистиллированной водой, резервуар для хранения и раздачи электролита и трубопроводы.

Однако такое устройство требует для своей работы компрессорной установки и специальных мер предосторожности.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является выбранное в качестве прототипа устройство для приготовления электролита, содержащее бутыль с кислотой, герметизатор бутыли, емкость для дистиллированной воды, сообщенную с емкостью для электролита, герметичную емкость, снабженную сливным патрубком, подающий трубопровод, вход которого расположен в бутыли с кислотой, а выход подключен к емкости для электролита, командно-исполнительную панель, обеспечивающую дозировку компонентов при помощи электромагнитных клапанов, которые включаются в зависимости от поVI

Јь Ј

XI

fcb

О

требности компонента по заранее установленной плотности электролита.

Однако устройство небезопасно при ра- боте, так как при неисправном клапане, регулирующем заполнение герметичной емкости, возможно попадание воды в кислоту.

Для повышения безопасности работы предложенное устройство снабжено герметичной дополнительной емкостью, установ- ленной выше емкости для кислоты и емкости для электролита и ниже герметичной основной емкости, а также соединительным трубопроводом для сообщения герметичных емкостей друг с другом, а по- дающий трубопровод выполнен из двух по- GJ едовательннх участков, конец первого и начало второго из которых расположены в дополнительной емкости, причем основная емкость снабжена патрубком для ее под- ключения к водопроводной сети и вторым сливным патрубком, конец первого участка подающего трубопровода расположен выше начала второго и ниже подключенного к дополнительной емкости конца соедини- тельного трубопровода, а конец патрубка для подключения емкости к водопроводной сети расположен ниже подключенного к основной емкости конца соединительного трубопровода и выше конца второго сливного патрубка, который расположен выше конца первого Тем самым подача кислоты из транспортной емкости (бутыли) к промежуточному резервуару для последующей подачи в емкость электролита осуществляется воздействием на нее разрежения, создаваемого в промежуточном резервуаре.

Известны технические решения, в которых перекачивание жидкости осуществляется непосредственным воздействием на нее разрежения.

Однако это разрежение создается с помощью вакуумных насосов, имеющих достаточно сложную конструкцию, обусловленную наличием прецизионных деталей.

Применение таких насосов для периодического использования на весьма малое время является нецелесообразным.

В то же время, в предлагаемом устройстве для создания разрежения ис- пользуются две герметические емкости, соединенные между собой трубопроводом При заполнении одной из них водопроводной водой и последующим ее сливании в этой емкости и соединенной с ней другой герметичной емкости создается разрежение, которое и используется для подачи кислоты из бутыли в емкость для электролита.

На чертеже схематично изображено предложенное устройство. Оно содержит

бутыль 1 для кислоты, дистиллятор 2, емкость 3 для дистиллированной воды, основную герметичную емкость 4, герметичную емкость 5 и бак 6 для электролита.

При этом герметичная емкость 5 установлена выше бутыли 1 для кислоты и бака

6для электролита и ниже основной герметичной емкости 4. Бутыль 1 для кислоты соединена подающим трубопроводом 7 с баком 6 для электролита, при этом подающий трубопровод 7 выполнен из двух участков 8, 9, причем входной патрубок 10 первого участка 8 подающего трубопровода

7расположен в бутыли 1 для кислоты, выходной патрубок 11 второго участка 9 подключен к баку 6 для электролита, выходной патрубок 12 первого участка 8 подающего трубопровода 7 и входной патрубок 13 второго участка 8 подающего трубопровода 7 расположены в герметичной емкости 5 и конец выходного патрубка 12 расположен выше конца входного патрубка 13.

Герметичные емкости 4,5 сообщены соединительным трубопроводом 14, входной патрубок 15 которого расположен в емкости 5, выходной патрубок 16 - в емкости 4, причем, концы выходного патрубка 12 первого участка 8 подающего трубопровода 7 расположен ниже конца входного патрубка 15 соединительного трубопровода 14.

Основная герметичная емкость 4 имеет первый 17 и второй 18 сливные патрубки, которые соответственно трубопроводами 19 и 20 соединены с канализацией. Конец второго сливного патрубка 18 расположен выше конца первого сливного патрубка 17, но ниже конца выходного патрубка 16 соединительного трубопровода 14. Основная герметичная емкость 4 снабжена также патрубком 21 для подключения ее с помощью трубопровода 22 к водонапорной сети и патрубком 23 для сообщения через трубопровод 24 с дистиллятором 2, На трубопроводы 19, 20, 22, 24 установлены соответственно крены 25, 26, 27, 28.

Трубопровод 29 соединяет дистиллятор 2 с емкостью 3 для дистиллированной воды, а трубопровод 30 соединяет последнюю с баком 6 для электролита через электромагнитный клаган 31.

Другой электромагнитный клапан 32 установлен на втором участке 9 подающего трубопровода 7

Емкость 3 для дистиллированной воды содержит поплавок 33 со штоком 34 и путевой выключатель 35, Бак 6 электролита имеет двойные стенки, образующие герметичную полость, через которую проходит вода охлаждения электролита. На крышке 36 бака 6 электролита расположены перемешиватель 37 для перемешивания компонентов, приводимый во вращение электродвигателем 38, ограничитель 39 уровня и дифференциальный трансформатор 40 для корректировки плотности электролита.

Работа предлагаемого устройства основана на смешивании дистиллированной воды, получаемой путем охлаждения пара кипящей воды, с серной кислотой с подачей компонентов самотеком. Коррекция элект- ролита по плотности осуществляется автоматически остановом подачи какого-либо компонента. При повышении температуры выше критической прекращается подача обоих компонентов.

Работает устройство следующим образом.

После проведения подготовительных работ, таких как подсоединение устройства к водопроводу, электросети и т.д., а также установки нужной плотности электролита, установка включается в работу в полуавтоматическом режиме.

При одновременном открытии кранов 26,27 вода из водопровода по трубопроводу 22 поступает в основную герметичную емкость 4 и наполняет ее до уровня h, обусловленного высотой патрубка 18.

При повышении уровня h вода по трубопроводу 20 через патрубок 18 стекает в канализацию, благодаря чему исключается попадание воды в герметичную емкость 5.

При начале течения воды из трубопровода 20 закрывают краны 26, 27. Поступление воды из трубопровода прекращается,

Открывают кран 25 трубопровода 19. Находящаяся в емкости 4 вода вытекает через патрубок 17 по трубопроводу 19 в канализацию и в емкости соединенной с ней трубопроводом 14 герметичной емкости 5 создается разрежение.

Остаточное давление в емкости при этом равно:

РоVi

Vi + V2 Р°

где Рв остаточное давление в емкостях 4, 5, кгс/см2;

Ро - первоначальное давление в емко- стях 4, 5, кгс/см2;

Vi - объем емкости 5 вместе с незаполняемой водой частью емкости 4, см ;

/2 - объем емкости 4, заполняемый сливаемой водой, см3 (объемы трубопроводов для упрощения доказательств во внимание не принимаются).

С помощью созданного таким образом разрежения в емкости 5 кислота из бутыли

5

0 15

0

5

0

5

0

5

0

5

1 по подающему трубопроводу 7 поступает в емкость 5, а затем самотеком в трубопровод 9, идущий к баку 6 для электролита, к электромагнитному клапану 32.

Отношение высоты подъема кислоты hi (см) к высоте слива воды определяется формулой

hi pa

где Н - высота слива воды, см;

hi - высота подъема кислоты, см;

РК. - удельная масса кислоты, г/см3;

РВ - удельная масса воды, г/см3.

При опорожнении бутыли 1 в полость подающего трубопровода 7 попадает воздух, герметичность камеры 5 нарушается. Работа устройства прекращается.

Если же в емкости 5 находилась ранее кислота, а в емкость требуется меньшее количество кислоты, чем имеется в бутыли 1, то она не поднимается выше патрубка 15 и в емкость 4 не поступит, и при открытии кранов 26, 27 излишек ее в емкости 5 стечет обратно в бутыль.

Для подачи воды в дистиллятор 2 закрывают кран 25 трубопровода 19, открывают кран 28, и вода из емкости 4 поступает в дистиллятор 2 через патрубок 23 и трубопровода 24,

В дистиллятор 2 вода всегда поступает с определенным напором, определяемым высотами П2 и ha, разница между которыми невелика и на работу дистиллятора не влияет, а перелива не происходит.

Если же в емкости 4 вода поднимается до уровня h, то излишки ее будут поступать в канализацию по трубопроводу 20, что легко наблюдается, и нет необходимости приближения к дистиллятору, который как правило, устанавливается выше потребителей дистиллированной воды, кран 27 прикрывают, и дальнейшие колебания воды в водопроводе на работу дистиллятора не влияют.

Высота напора П2 и сечение трубопроводов выбираются из требуемого расхода воды в дистиллятор.

Дистиллированная вода из дистиллятора 2 самотеком сливается по трубопроводу 29 в емкость 3, где уровень ее поддерживается взаимодействием поплавка 33 через шток 34 с выключателем 35, который включает или выключает дистиллятор 2.

Вода из емкости 3 самотеком поступает в трубопровод 30 к электромагнитному клапану 31.

Управление электромагнитными клапанами 31 и 32 осуществляется известным способом с помощью дифференциального трансформатора 40, который включает тот или иной компонент электролита, поддерживая тем самым нужную его плотность.

При включении электродвигателя 38 подаваемые в бак 6 электролита компоненты перемешиваются между собой перемеши- вателем 37.

При изменении температуры электролита выше заданной компоненты не подаются, но перемешивание электролита не прекращается, что обеспечивается терморегулятором.

Процесс приготовления электролита ведется до тех пор, пока бак полностью не наполнится электролитом, который замыкает контакты ограничителя 39 уровня и установка выключается

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет перемещать агрессивные жидкости из одного резервуара в другой, без применения дорогостоящего насоса, эксплуатация которого нецелесообразна для периодического использования, к тому же, отсутствие применения специального регулятора давления воды в дистилляторе делает использование предлагаемого устройства выгодным особенно в таких изделиях, как устройство приготовления электролита при обслуживании аккумуляторов стартерных на малое количество электролита.

Надежность работы повышается, так как отпадает необходимость в герметизации бутыли пробкой, кроме того исключается попадание воды в кислоту

Значительно упрощена конструкция отсутствует герметизатор бутыли, некоторые измерительные и регулирующие элементы: клапан, манометр, дроссель.

Формула изобретения

Устройство для приготовления электролита, содержащее емкость для кислоты, емкость для дистиллированной воды, сообщенную с емкостью для электролита,

герметичную емкость, снабженную сливным патрубком, и подающий трубопровод, вход которого расположен в емкости для кислоты, а выход подключен к емкости для электролита, отличающееся тем, что,

с целью повышения безопасности работы, устройство снабжено герметичной дополнительной емкостью, установленной выше емкости для кислоты и емкости для электролита и ниже герметичной основной

емкости, а также соединительным трубопроводом для сообщения герметичных емкостей друг с другом, а подающий трубопровод выполнен из двух последовательных участков, конец первого и начало

второго из которых расположены в дополнительной емкости, причем основная емкость снабжена патрубком для ее подключения к водопроводной сети и вторым сливным патрубком, конец первого участка подающего

трубопровода расположен выше начала второго и ниже подключенного к дополнительной емкости конца соединительного трубопровода, а конец патрубка для подключения емкости к водопроводной сети

расположен ниже подключенного к основной емкости конца соединительного трубопровода и выше конца второго сливного патрубка, который расположен выше конца первого.

39

Использование: производство свинцовых аккумуляторов. Сущность изобретения: работа устройства основана на смешивании дистиллированной воды, получаемой путем охлаждения пара кипящей воды, с серной кислотой с подачей компонентов самотеком. Коррекция плотности электролита осуществляется прекращением подачи какого-либо компонента. При повышении температуры прекращается подача обоих компонентов. 1 ил (Л С