Устройство для заливки аккумуляторных батарей электролитом Советский патент 1976 года по МПК H01M2/36 

3 ми устройствами с двух-трехчасовой выдержкой для пропитки пластин, проверкой уровня электролита над пластинами и доведения уровня до нормального, поступят на зарядку только минимум через 4-6,5 час.5 Указанные недостатки частично устранены в устройствах, где заливка электролита в аккумуляторы производится засасыванием электролита за счет созданного в них разряжения путем определенного вакуумирования внут-ю реннего объема аккумуляторных банок 6. Известно также устройство для заливки аккумуляторных батарей электролитом, содержащее вакуум-насос, резервуар с электролитом, буферную емкость, блок контроля уровня15 электролита, заливочные тройники с жидкостным и воздушным каналами и электрическую систему управления 7. Примененные в устройстве для управления процессом заливки многочисленные элементы20 - электрооборудования (например, электромагнитные вентили по числу заполняемых аккумуляторов, обший мембранный вентиль с двойным переключателем) усложняют конструкцию, повышают ее стоимость и приводят25 к значительному расходу электроэнергии. Целью изобретения является упрощение конструкции. Указанная цель достигается тем, что в устройстве резервуар с электролитом снабжен тороидальным бачком с укрепленны-30 ми вертикально на нем штуцерами и электромагнитным клапаном, связанным с бачком и резервуаром гибкими кислотостойкими трубками, электроды и сигнальные лампы блока контроля расположены в штуцерах буферной35 емкости. При этом, с целью интенсификации процесса пропитки пластин, каналы в заливочных тройниках выполнены разных диаметров, причем диаметр воздушного канала в 2-2,5 раза больше диаметра жидкостного ка-40 нала. Кроме того, установка регулируемых по высоте дозаторов в воздушных каналах заливочных тройников позволяет унифицировать устройство.45 На фиг. 1 изображено предложенное устройство; на фиг. 2 -штуцер, продольный разрез; на фиг. 3 - разрез по А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - заливочный тройник, продольный разрез; на фиг. 5 - то же, вид сверху; на50 фиг. 6-электромагнитный клапан, горизонтальный разрез; на фиг. 7 - принципиальная электрическая схема устройства. Механизм для удаления воздуха из аккумуляторных банок и всасывания в них элек-55 тролита содержит вакуум-насос 1, предназначенный для создания разрежения не менее 1500 мм водяного столба, трубопровод 2, соединенный с буферной емкостью 3. Буферная емкость служит для устранения динамических60 нагрузок и сбора излищнего электролита при автоматической дозировке его при заливке аккумуляторов. Для предотвращения создания чрезмерного разрежения буферная емкость снабжена ограничительным клапаном 465 4 любого устройства, например, пружинного типа, срабатывающего при разрежении воздуха в коммуникациях приспособления и аккумуляторных батареях ниже 1300 мм водяного столба. В нижней части буферной емкости имеется сливной кран 5. Для обеспечения одновременной откачки воздуха из требуемого количества аккумуляторных банок, приводимых в рабочее состояние, а также удаления излишнего электролита из банок после их заливки электролитом, применен откачивающе-всасывающий распределительный узел, состоящий из шестидесяти штуцеров с электродами и сигнализирующими устройствами, шестидесяти откачивающих гибких трубопроводов и шестидесяти снециальных заливочных тройников, Буферная емкость 3 (фиг. I) в верхней части имеет утолщение, по окружности которой укреплены штуцеры 6. Наружный конец каждого штуцера имеет гофры для соединения с откачивающими гибкими трубопроводами 7. Специальный заливочный тройник 8 имеет воздушный (откачиваюший) 9 и жидкостной (заливочиый) 10 каналы (фиг. 4). С целью обеспечения большего удаления объема воздуха из аккумуляторных банок в процессе заливки их электролитом каналы имеют различные диаметры, причем воздушный канал по диаметру в 2-2,5 раза больше жидкостного. Отростком 11 тройник 8 соединяется с откачивающим трубопроводом 7. Отростком 12 тройник соединяется с заливочным трубопроводом 13 (фиг. 1). Для соединения с трубопроводами отростки 11 и 12 имеют гофры. В нижней части корпуса заливочного тройника воздушный канал 9 имеет резьбовой участок, в который ввернут автоматический дозатор 14, позволяюший поддерживать над пластинами аккумуляторной банки заданный уровень электролита при приведении батареи в рабочее состояние. Ввертывая или вывертывая дозатор в корпусе заливочного тройника можно изменять длину выступающей его части относительно торца тройника. При подготовке к работе дозатор устанавливается так, чтобы длина выступающей его части соответствовала бы установленному уровню электролита в конкретном типе аккумуляторной батареи, Заливочный тройник 8 рабочей гайкой 15 ввертывается в резьбовое отверстие аккумуляторной банки и поджимается гайкой 16 (фиг. 4 и 5). Для создания герметичности между гайкой и корпусом тройника поставлены прокладки из фторпласта 17. Для обеспечения контроля прохождения электролита в буферную емкость 3 каждый щтуцер 6 снабжен четырьмя электродами 18- 21 (фиг. 2, 3). Над щтуцерами закреплены корпуса 22 (фиг. 2) сигнальных лампочек 23 (фиг. 2). Сигнальные лампочки 23 закрыты колпачками 24 (фиг. 2). При прохождении электролита через щтуцер электроды 18 и 19 составляют цепь питания сигнальной лампочки 23, а электроды 20 и 21 готовят цепь ерабатывания электромагнитного реле (РЗ) (фиг. 7). Если штуцер (или группа) не задействован в работе устройства, то от него отсоединяется трубопровод 7, вместо которого ввинчивается пробка 25 (фиг. 3). Пробка 25 своим пружинным контактом 26 (фиг. 3) замыкает накоротко электроды 20 и 21. Для создания герметичности между торцом штуцера и пробкой поставлена прокладка 27.

Для обеспечения одновременной заливки электролитом требуемого количества аккумуляторов служит резервуар для электролита, заливочно-распределительный механизм и электромагнитный заливочный клапан.

Резервуар 28 для электролита (фиг. I) емкостью 282 литра в верхней части имеет заливную горловину 29, закрываемую крышкой 30. В крышке имеется отверстие для сообщения бака с атмосферой.

Заливочпо-распределительный механизм состоит из шестидесяти двух штуцеров 31 и шестидесяти гибких трубопроводов 13. В корпусе тороидального бачка 32 закреплены шестьдесят один штуцер 31 сверху и один штуцер 31 снизу. Наружный конец каждого штуцера имеет гофры. Шестьдесят верхних штуцеров соединены с трубопроводами 13. Два штуцера (один верхний, другой нижний) служат для соединения с кислотостойкими трубками электромагнитного заливочного клапана 33 (фиг. 1). Закрепление заливочных штуцеров произведено таким образом, что их оси проходят через наивысшую точку сечения тороидального бачка. Это имеет значение для обеспечения стабильной работы заливочнораспределительного механизма и одновременного заполнения электролитом всех аккумуляторных банок, а также ликвидации насышения в электролите воздуха. Если штуцеры трубопроводов установлены в распределительной емкости не вертикально, а под углом, то при засасывании электролита за счет разрежения уровень электролита вначале будет подниматься в емкости и в какой-то момент достигнет начала отверстий в штуцерах, при этом распределительная емкость электролитом будет заполнена не полностью. Верхняя часть емкости хотя и разрежена, но в ней будет содержаться еше значительное количество молекул воздуха. Далее уровень электролита будет подниматься, и пока он не перекроет полностью отверстие штуцера, в трубопровод через штуцер будет засасываться как электролит, так и частично воздух. В штуцере и в начале трубопровода произойдет их смешивание, в результате чего часть электролита будет насыщена пузырьками воздуха, которые частично осядут в процессе заливки на пластинах аккумуляторов и задержат их пропитку электролитом.

Это вредное явление можно избежать лишь в случае, если распределительная емкость имеет вертикально укрепленные штуцеры (или непосредственно наполняющие трубопроводы), оси которых проходят через наивысшую

точку сечения емкости. В этом случае электролит заполнит всю распределительную емкость (в частном случае тороидальный бачок) и только после этого по всему диаметру сразу перекроет отверстия штуцеров. Засасываться в штуцеры и трубопроводы будет только электролит, насыщения электролита воздухом происходить не будет. Если штуцер 31, предназначенный для соединения с трубопроводом 13, не задействован в работе, то от него отсоединяется трубопровод 13, и вместо него ввинчивается пробка. Электромагнитный заливочный клапан 33

обеспечивает автоматическую подачу электролита из резервуара 28 в заливочно-распределительный механизм при заливке аккумуляторных батарей и прекращение поступления электролита по окончании заполнения аккумуляторных банок электролитом. Электромагнитный заливочный клапан состоит из корпуса 34 (фиг. 6), сердечника 35 электромагнита, обмотки электромагнита 36, якоря 37, рычага 38 якоря. В корпусе заливочного клапана имеется два цилиндрических канала, сквозь которые проходят кислотостойкие трубки 39 и 40.

Трубка 39- (фиг. 1) служит для подачи электролита из резервуара 28 в тороидальный бачок 32. Одним концом трубка 39 соединена с нижним штуцером 31 тороидального бачка 32, другим - с штуцером 41 резервуара 28.

Трубка 40 предназначена для соединения тороидального бачка 32 с атмосферой после

окончания заливки аккумуляторов электролитом. Одним концом она соединена с верхним штуцером 31 тороидального бачка 32, другим - со штуцером 42 резервуара 28. Для непосредственного попеременного воздействия на кислотостойкие трубки 39 и 40 используется зажимной валик 43 (фиг. 6), соединенный с якорем 37. С целью регулировки усилия зажима трубок 39 или 40 рычаг 38 якоря укреплен в корпусе 34 на оси 44 и применепа пружина 45, воздействующая на рычаг якоря. Усилие поджатия пружины 45 регулируется винтом 46. Для доступа к деталям электромагнитного заливочного клапана корпус 34 имеет съемные крышки 47, которые

крепятся к корпусу винтами 48.

Использование тороидального бачка 32, который размещен в верхней части резервуара 28 для электролита позволило для управления процессом заливки аккумуляторных батарей

электролитом ограничиться одним электромагнитным клапаном.

Электрическая система управления обеспечивает включение и выключение вакуум-насоса, световую сигнализацию исправности

коммуникации устройства и окончание заливки аккумуляторных батарей электролитом, а по окончании заливки всех подключенных аккумуляторных батарей - автоматическое прекращение подачи электролита в коммуникадни устройства. 7 Электрическая система управления состоит из нульта, сигнализирующих устройств, электромагнита, блока питания и системы проводов. Источником электрического тока служит5 промышленная электросеть или передвижная электростанция напряжением 220 в 50 гц. Все электрооборудование питается через общий предохранитель Пр1, кнопку Кн1, нормально замкнутый контакт Р4/2 или замкнутый (нор-ю мально разомкнутый) контакт Р2/2. Пульт управления 49 (фиг. 1) укреплен в верхней части буферной емкости 3. В корпусе пульта управления раз.мещены предохранитель Пр1 (фиг. 7), электромагнитные реле15 Р1-Р4, блок питания. На верхней панели пульта управления укреплена кнопка Кн1. Блок питания состоит из понижающего трансформатора Тр1 и мостового выпрямителя, собранного на диодах Д1-Д4. С выпря-20 мителя снимается постоянное напряжение ±24 в. Сигнализирующее устройство состоит из сигнальных электролампочек Л1-Л60, размещенных в корпусах 22 буферной емкости 3,25 электродов 18-21, укрепленных в каждом штуцере 6. Электромагнит Эм1 размещен в корпусе 34 электромагнитного заливочного клапана. Он состоит из сердечника 35 электромагнита, об-30 мотки электромагнита 36, якоря 37 и рычага 38. Буферная емкость 3, штуцеры 6 и 31, заливочные тройники 8, резервуар 28 изготовлены из пластмассы. Трубопроводы 7 и 13 и гибкие трубки 39 и 40 - из кислотостойких35 материалов. Устройство рассчитано на одновременное приведение в рабочее состояние шестидесяти аккумуляторных банок. Буферная емкость 3 имеет емкость 170 литров. При необходимости40 число аккумуляторных банок, одновременно подключаемых для заполнения электролитом, может быть увеличено. Оно будет определяться количеством устройств, а их молшо изготовить столько, сколько необходимо в зависи-45 мости от обслуживаемых объектов и поставленной задачи. Предлагаемое устройство может быть использовано для приведения в рабочее состояние свинцово-кислотных аккумуляторных ба-50 тарей или щелочных аккумуляторов (в последнем случае специальные заливочные троиНИКИ 8 должны иметь другие размеры, а рабочие гайки 15 - резьбу, соответствующую резьбе заливочного отверстия щелочной акку-55 муляторной банки). Описанное устройство работает следующим образом. Приводимые в рабочее состояние аккумуляторные батареи предварительно обслуживают-60 ся в соответствии с требованиями единых правил ухода и эксплуатации, затем они составляются на специальные стеллажи. Из заливочных отверстий аккумуляторных банок вывертываются пробки. Кран 5 буферной емко-65 8 сти 3 устанавливается в положение «Закрыто. В бак (резервуар) для электролита заливается электролит необходимой плотности, Дозаторы 14 регулируются на величину установленного уровня электролита в аккумуляторных банках для конкретного типа батарей, В заливочные отверстия каждой аккумуляторной банки своей рабочей гайкой 15 ввертывается заливочный тройник 8. Герметичность в соединении регулируется поджатием гайки 16. Если число аккумуляторных банок, поставленных для приведения в рабочее состояние, меньше шестидесяти, то незадействованные в работе заливочные тройники 8 отсоединяются своими трубопроводами 7 от штуцеров 6 буферпой емкости 3 и трубопроводами 13 от штуцеров 31 тороидального бачка 32. В штуцеры, с которых сняты трубопроводы, ввертываются пробки. При этом пробки 25 в штуцерах 6 (фиг. 3) замыкают накоротко электроды 20 и 21. Включением кнопки Кн1 через нормально замкнутый контакт Р4/2 напряжение подается на реле Р1, вакуум-насос, первичную обмотку трансформатора Тр1. Вакуум-насос начинает работать. Одновременно срабатывает реле Р1. Его контакт Р1/1 замкнется и заблокирует кнопку Кн1. С вторичной обмотки понижающего трансформатора Тр1 напряжение питания поступает на мостовой выпрямитель Д1-Д4, с выхода которого снимается постоянное напряжение ±24 в. При этом цепи питания электромагнита Эм1, реле Р2, РЗ и Р4 не составлены. Обмотки этих реле и электромагнита обесточены. Под действием пружины 45 (фиг. 6) на рычаг 38 якорь 37 отведен от сердечника 35 электромагнита и зажимным валиком 4 пережимает трубку 40. Трубка 39 не пережата и соединяет нолость тороидального бачка 32 (фиг. 1) с полостью резервуара 28, заполненного электролитом. Вакуум-насос, откачивая воздух и создавая разрежение в коммуникациях и аккумуляторных банках, обеспечивает поступление электролита из резервуара 28 (фиг. 1) по трубке 3 в тороидальный бачок 32, откуда через штуцеры 31, трубопроводы 13 и заливочные каналы 10 тройников 8 (фиг. 4) в аккумуляторные банки батарей. Электролит, поступая в аккумулятор, будет заполнять пространство между пластинами и пропитывать активную массу пластин. Созданное разрежение воздуха внутри каждой аккумуляторной банки ускоряет процесс пропитки активной массы пластин. При полном заполнении электролитом аккумуляторных банок до заданного уровня нижние торцы дозаторов 14 (фиг. 4) заливочных тройников 8 окажутся перекрытыми электролитом. Электролит по откачивающим (воздушным) каналам 9 заливочных тройников 8, трубопроводам 7 через штуцеры 6 начнет поступать в буферную емкость 3. При прохождении электролита через каждый штуцер 6 .оответствующие электроды 18 и 19 (фиг. 2) составят цепь питания своей сигнальной лампочки 23. Сигнальная лампочка загорится, сигнализируя о заполнении электролитом данной аккумуляторной банки.

При прохождении электролита хотя бы через один штуцер электродами 18 и 19 этого штуцера составится цепь питания реле Р2 (фиг. 7), реле Р2 сработает, контакт Р2/2 замкнется, и обеспечит бесперебойную работу вакуум-насоса и блока питания. Замкнется и контакт Р2/1 цепи: «-f, мостовой выпрямитель Д1-Д4, реле РЗ. Одновременно электроды 20 и 21, замкнутые электролитом, будут готовить срабатывание реле РЗ по цени «- мостового выпрямителя Д1-Д4.

Когда все нодключепные аккумуляторные банки будут заполнены электролитом, через задействованные штуцеры 6 пройдет электролит. При этом все электроды 18 и 19 этих штуцеров составят цепи питания сигнальных лампочек Л1-Л60, которые загорятся, сигнализируя об окончании заливки электролита. Одновременно все электррды 20 и 21, находясь в электролите (или закороченные пробками 25), составят цепь питания реле РЗ. Реле РЗ сработает. Его нормально разомкнутые контакты замкнутся. При этом реле РЗ контактом РЗ/1 самозаблокируется. Контакт РЗ/2 составит цепь питания электромагнита Эм1, а контакты РЗ/2 и РЗ/3 составят цепь срабатывания реле Р4. Реле Р4 сработает. Контакт Р4/1 замкнется, произойдет самоблокирование реле Р4. Контакт Р4/2 разомкнется, и питание вакуум-насоса, реле Р1 и понижающего трансформатора Тр1 теперь будет осуществляться только через ранее замкнутый контакт Р2/2.

При срабатывании электромагнита Эм1 якорь 37 (фиг. 6), сжимая пружину 45, прижмется к сердечнику 35. Зажимной валик 43, освободив от воздействия трубку 40, пережмет трубку 39. Подача электролита из резервуара 28 в тороидальный бачок 32 прекратится. Трубка 40, оказавшись не пережатой, соединит через верхний штуцер 31 тороидальный бачок 32 с верхней полостью резервуара 28 (с атмосферой).

Вакуум-насос, продолжая работать, будет откачивать в буферную емкость 3 остатки электролита из магистралей устройства в следующей последовательности: сначала из заливочно-распределительного узла, затем из аккумуляторных банок (только излишки) и из трубопроводов и штуцеров 6 откачивающевсасывающего распределительного узла. При этом из аккумуляторных банок будет удаляться электролит, находящийся выше устья дозатора, установленного в воздушном канале каждого заливочного тройника, чем будет осуществляться автоматическая дозировка электролита на уровень, установленный дозаторами.

В процессе удаления из магистралей излишнего электролита за удаляющейся жидкостью в них будет поступать воздух, движение которого вызвано перепадом давления. Освобождаясь от электролита, электроды 20 и 21 разрывают рапее составленную цепь, а электроды 18 и 19 - цепи сигнальных ламп Л1-Л60. Реле РЗ самоблокировано своим контактом РЗ/1 и продолжает работать. Ламночки Л1-Л60, погаснув, сигнализируют об окончании дозировки электролита конкретно в каждой аккумуляторной банке в отдельности.

Когда обесточится последняя сигнальная лампа, порвется цепь питания реле Р2, которое обесточится. При этом разомкнутся контакты этого реле Р2/1 и Р2/2.

Размыкаясь, контакт Р2/2 обесточит реле Р1, вакуум-насос, кнопку Кн1 и блок питания. Вакуум-насос прекратит работу. Одновременно обесточится реле РЗ, затем реле Р4 и электромагнит Эм1. Электрическая схема устройства возвратится в первоначальное исходное положение.

Процесс одновременной заливки электролитом серии аккумуляторных батарей и дозировка в них электролита закончены.

Использование предлагаемого устройства для заливки электролитом серии аккумуляторных батарей обеспечивает сокращение процесса пропитки активной массы пластин. При этом уровень электролита в аккумуляторных

банках (в зависимости от типа используемой аккумуляторной батареи) уменьшается от установленной нормы в среднем только на 0,9-1,4 мм, чем можно пренебречь. Однако, если перед заливкой аккумуляторных батарей

электролитом регулировку дозаторов производить не иа установленный уровень электролита, а завышенный на 0,9-1,4 мм, то после полной пропитки пластин уровень электролита будет точно соответствовать нормальному,

и процесс доливки электролита в аккумуляторные банки исключается.

Использование в заливочных тройниках каналов разных диаметров в сравнении с прототипом обеспечило повышение интенсификации

пропитки пластин в 1,5-2 раза при одинаковой потребляемой мощности вакуум-насосом и упрощение конструкции для его осуществления.

50

Форм у л а и 3 о б р е т е -н и я

1. Устройство для заливки аккумуляторных батарей электролитом, содержащее вакуумнасос, резервуар с электролитом, буферную

емкость со штуцерами, блок контроля уровня электролита, вьшолненный в виде электродов и сигнальных ламп, заливочные тройники с жидкостным и воздушным каналами н электрическую систему управления, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции, резервуар с электролитом снабжен тороидальным бачком с укрепленными на нем вертикально штуцерами и электромагнитным клапаном, связанным с бачком и резервуаром

гибкими кислотостойкими трубками, а элекII

троды и сигнальные лампы блока контроля расположены в штуцерах буферной емкости.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью интенсификации процесса пропитки пластин аккумуляторов при наполнении, каналы в заливочных тройниках имеют разньте диаметры, причем диаметр воздушного канала в 2-2,5 раза больше диаметра жидкостного канала.

3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью унификации устройства, воздушные каналы заливочных тройников снабжены регулируемыми по высоте дозаторами.

12

Приоритет по п. 2 от 18.06.75.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Авт. св. № 125586, кл. Н 01т 45/06, 1960.

2.Патент Японии № 43-8504, кл. 57С 14, 1968.

3.Патент США № 3728188, кл. 136-162 1973.

4.Авт. св. N° 144203, кл. Н 01т 7/00, 1962

5.Авт. св. № 145640, кл. Н 01т 45/06, 1962.

6.Патент Франции № 2097379, кл. Н 01т 7/00, 1972.

Риг.1

Фиг. 2

гг г- п: г;;-п- д. 1-

/ Y

ч . л / у

П

/r/v/

tpuz.T

Эм1