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Perfectionnements aux accumulateurs électriques.
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La présente invention concerne un dispositif pour le remplissage d'éléments d'accumulateurs et l'évacuation des gaz générés à l'intérieur de ces derniers et, plus particulièrement, un dispositif de ce genre destiné à empêcher le débordement de ces éléments pendant leur remplissage.
L'un des différents buts de la présente invention consis- te à prévoir un dispositif perfectionné pour empêcher le remplissa- ge excessif et pour permettre l'échappement des gaz qui se dégagent des éléments d'accumulateurs, ce dispositif étant d'une construc- tion simple et indiquant positivement l'instant où l'électrolyte a atteint le niveau optimum.
Le dispositif de remplissage et d'évacuation des gaz sui- vant la présente invention comprend deux conduits qui débouchent à une extrémité dans une cavité de remplissage. L'un des conduits s'étend vers le bas jusqu'au niveau normal de l'électrolyte. Le deuxième conduit s'étend également vers le bas et parallèlement au premier, mais se termine au-dessus du niveau du bain. L'extré-
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mité supérieure du deuxième conduit se termine dans un embrève- ment formé dans la cavité de remplissage sur la trajectoire du liquide qu'on introduit dans l'élément; au voisinage de cette extrc mité supérieure, on a prévu un passage de diamètre plus réduit qui produit un joint hydraulique.
Lorsque le niveau désiré pour l'électrolyte est atteint, au cours d'une opération de remplis- sage, et que l'extrémité inférieure du premier conduit se trouve recouverte par le liquide, il se produit, dans l'embrèvement pré- cité, des bulles formées par le gaz qui s'échappe à travers le deuxième conduit, puis à travers le passage de plus petit diamè- tre.
L'invention sera mieux comprise ei l'on se réfère au dessin annexé, sur lequel on a représenté, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation de l'invention.
La Fig.l est une élévation partielle de face d'un élé- ment d'accumulateur, avec arrachement et coupe partiels ,dans lequel on a appliqué le dispositif perfectionné de remplissage et d'échappement suivant l'invention.
La Fig. 2 est une vue en coupe suivant la ligne 2-2 de la Fig. 1, montrant des détails de la cavité de remplissage et de l'embrèvement formé dans cette dernière.
La Fig. 3 est une vue en coupe suivant la ligne 3-3 Fig. 1, montrant des détails de la construction des conduits.
La Fig. 4 est une vue en coupe suivant la ligne 4-4 de la Fig.l, et
La Fig. 5 est une coupe partielle montrant la partie supérieure d'une variante de réalisation du dispositif de remplis- sage et d'évacuation des gaz suivant l'invention.
On a représenté, sur le dessin, le dispositif perfection- né de remplissage et d'évacuation des gaz suivant l'invention com- me étant adapté à une batterie du type à deux compartiments et
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protégé contre l'épanchement d'électrolyte; cette batterie est formée d'un bac 10 ayant un compartiment inférieur 11 contenant, comme d'ordinaire, les plaques positives 12, les plaques négati- ves 13 et leurs séparateurs 14. Les plaques portent des barrettes 15 reliées, à leur tour, à des bornes de connexion 16 et 17 qui assurent la connexion entre les éléments au moyen de boulons de connexion 18 traversant les parois latérales du bac 10 et se ter- minant dans des chambrages 19 formés dans des bossages 20 exis- tant de chaque côté du bac.
L'électrolyte recouvre les plaques et les séparateurs dans le compartiment inférieur 11 jusqu'au niveau normal indiqué en 21. Une plaque 22 pour la protection des séparateurs est prévue entre les barrettes 15, mais au-dessous de celles-ci.
Les parois latérales du bac 10 s'étendent vers le haut de manière à former un compartiment supérieur 23, fermé par un couvercle 24 scellé hermétiquement, de toute façon convenable en 25 le long des bords supérieurs des parois des éléments. Ce com- partiment supérieur est destiné à contenir tout l'électrolyte du compartiment inférieur lorsque la batterie est retournée sens des- sus dessous et cette caractéristique, en combinaison avec celles du dispositif limitateur de niveau, objet de l'invention consti- tue une construction étanche, c'est-à-dire une batterie dont l'électrolyte ne peut s'épancher à l'extérieur.
Dans le couvercle 24 on a formé une cavité de remplissage 26 de forme cylindrique, taraudée en vue de recevoir le bouchon non perforé en 27 et son joint 28. Au-dessous de l'orifice tarau- dé 26, on a représenté le dispositif suivant l'invention qui per- met d'éviter le trop-plein et qui comporte deux conduits 29 et 30.
Le conduit 29 se termine, à son extrémité inférieure, au niveau normal 21 de l'électrolyte tandis que son extrémité supérieure débouche dans le fond de la cavité de remplissage 26. L'expres- sion "niveau normal d'électrolyte" indique ici le niveau maximum
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auquel l'électrolyte doit parvenir dans le bac. Le diamètre du conduit 29 est suffisamment grand pour recevoir une pipette pèse- acide. Toutefois, cette condition est facultative et le diamètre du conduit 29 peut être plus petit que celui représenté.
Cependant, il ne faut pas que ce diamètre soit réduit de façon à être rempli de liquide pendant une opération de rem- plissage, et à empêcher, de ce fait, le dégagement des gaz au tra- vers de ce conduit de la façon décrite ci-après.
Près du sommet du conduit 29, on a prévu un évent tubu- laire 31 qui est scellé hermétiquement dans l'ouverture formée dans la paroi du conduit 29 qu'il traverse. L'extrémité opposée de l'évent tubulaire 31 traverse la paroi latérale du bac et com- munique avec un collecteur 32 formé dans le bossage 20. Le col- lecteur 32 communique avec l'atmosphère par tout moyen approprié, non représenté. L'évent tubulaire 31 se trouve à une certaine dis- tance de l'extrémité supérieure du conduit 29, cette disposition ayant pour but d'empêcher toute perte d'électrolyte pouvant se répandre accidentellement dans les conduits lorsque la batterie se trouve retournée sens dessus dessous.
Le conduit 30 s'étend vers le bas jusqu'à une courte dis- tance de l'extrémité inférieure du conduit 29 et, par conséquent, un peu au-dessus du niveau 21 de l'électrolyte. L'extrémité supé- rieure du conduit 30 traverse également le fond de la cavité de remplissage 26 près de l'extrémité supérieure du conduit 29. A pro- ximité du sommet du conduit 30, on prévoit dans la partie relati- vement courte 33 un alésage ou canal #4 dont le diamètre est plus petit que celui des deux conduits 30 et 29. Cet alésage 34 débou- che dans un embrèvement 35 formé dans le fond de la cavité de remplissage 26. De préférence, le conduit 34 est placé de manière qu'une partie de sa paroi se trouve confondue avec la partie cor- respondante de la paroi du conduit 30, de sorte que le canal 34 et le conduit 30 aient leurs axes parallèles.
Cette disposition fail
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que le liquide descendant le long du canal 34 suit la paroi sous- jacente du conduit 30 sans se répandre et sans obturer ce dernier.
La longueur et la position centrale des conduits 29 et 30, combinées avec les proportions du compartiment supérieur, sont prévues de manière que, lorsque l'accumulateur occupe une posi- tion anormale, par exemple couchée ou renversée sens dessus des- sous, le niveau de l'électrolyte s'établisse au-dessous des extré- mités ouvertes de ces conduits à l'intérieur du compartiment les renfermant. Cela s'oppose à ce que l'électrolyte se répande à travers l'un ou l'autre conduit.
L'extrémité inférieure du conduit 30 débouche à une dis- tance suffisante au-dessus de l'extrémité inférieure du conduit 29 pour que les gaz qui se dégagent puissent s'échapper à tra- vers ledit conduit 30 même lorsque le niveau de l'électrolyte s'é- lève au-dessus de l'extrémité du conduit 29 par suite de la for- mation de bulles gazeuses et/ou de l'accroissement de la tempé- rature. Dans ces conditions, les gaz qui se dégagent s'échappent par le conduit 30 en passant par l'espace laissé sous le bouchon 27 dans la cavité de remplissage 26, de là, ils atteignent l'ex- trémité supérieure du conduit 29 et s'échappent à l'atmosphère, au travers de l'évent tubulaire 31.
Lors du remplissage dans le but d'amener le niveau de l'électrolyte à la hauteur désirée, on enlève le bouchon 27 et l'on introduit le liquide dans la cavité de remplissage 26, ce liquide pénétrant également dans l'embrèvement 35. Il descend en- suite le long de cet embrèvement 35, du canal 34 et du conduit 30 et atteint l'intérieur de l'élément, mais une partie du liquide se répand aussi dans l'élément en passant par le conduit 29. Pen- dant l'opération de remplissage, l'embrèvement 35 et le canal 34 sont pleins de liquide et constituent un joint liquide empêchant l'échappement des gaz contenus sous le couvercle de la batterie.
Ces gaz peuvent cependant trouver issue au travers du conduit 29 et l'évent tubulaire 31 jusqu'au moment où le niveau normal d'élec-
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trolyte est atteint et que l'extrémité inférieure du conduit 29 soit obturéepar le liquide. Dès que le liquide forme ainsi un joint hydraulique à l'extrémité inférieure du conduit 29, les gaz se trouvent emprisonnés dans l'espace compris entre le couvercle et le niveau du liquide. Toute addition ultérieure de liquide le fait monter dans le conduit 29 et augmente la pression des gaz retenus sous le couvercle. Cela continue jusqu'à l'instant où cet ac croissement de pression est suffisant pour vaincre le poids de la colonne de liquide que contiennent le canal 34 et l'embrève- ment 35.
Dès lors, les gaz s'échappent par bulles à travers le liquide dans l'embrèvement 35, indiquant ainsi d'une façon visible que le remplissage est terminé.
Le diamètre du canal 34 est choisi de manière que le li- quide qui descend de l'embrèvement 35 s'écoule sous forme d'un filet de diamètre suffisamment réduit pour éviter de remplir de liquide le conduit 30. Un tel remplissage produirait une colonne de liquide dont le poids serait trop important pour être surmon- té par la. pression même accrue, des gaz emprisonnés dans le com- partiment supérieur de l'élément. Il en résulterait une remontée trop accentuée du liquide dans le conduit 29, avec tendance à ce que ce liquide s'échappe par l'évent tubulaire 31. Des essais ont permis de constater qu'on obtient des résultats satisfaisants en établissant le rapport des diamètres, entre le conduit 30 et le canal 34, à 3 : 1 ou au-dessus.
Lorsqu'on détermine la dimension du canal 34, conformément à ce rapport, le rôle de remplissage et de scellement qu'exerce le canal 34 ne doit pas être négligé, de manière à trouver un compromis entre un remplissage rapide et un joint hydraulique efficace.
On a représenté sur la figure 5, une variante de réali- sation du dispositif de remplissage et d'aération suivant l'in- vention. Cette variante convient à des accumulateurs qui ne doi- vent pas être couchés ou renversés sens dessus dessous durant un laps de temps quelconque, en cours d'utilisation. Parmi ces accu- @
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mulateurs figurent les batteries ordinaires de démarrage, d'é- clairage et d'allumage pour automobiles ou bien des batteries de plus grandes dimensionsdu genre utilisé sur les véhicules in- dustriels. Si l'on se réfère à la figure 5, on remarque qu'une cavité de remplissage 36 est formée dans le couvercle 37 devant être scellé hermétiquement sur le bac d'accumulateur selon tout procédé courant.
La cavité de remplissage 36 est taraudée en vue de recevoir un bouchon perforé 38 formant évent, ainsi qu'un joint coopérant 39. Un conduit de remplissage 40, s'étend vers le bas à partir du fond de la cavité de remplissage 36. L'extrémi- té inférieure du conduit 40 atteint également le niveau normal d'électrolyte, comme dans le cas du conduit 29, figure 1. De mê- me, le diamètre du conduit 40 est prévu pour recevoir éventuelle- ment une pipette pèse-acide, bien qu'on puisse utiliser un conduit de plus petit diamètre, si nécessaire. Dans le fond de la cavité o de remplissage 36 est formé un embrèvement 41 au fond duquel dé- bouche un canal 42.
On voit sur le dessin que ce canal 42 est re- lativement court et que, par conséquent, son extrémité inférieure débouche dans l'espace qui se trouve au-dessous du couvercle 37 et au-dessus du niveau de l'électrolyte.
Lorsqu'on remplit la batterie, le liquide versé dans la cavité de remplissage 36 est dirigé vers l'embrèvement 41 et descend d'abord par le canal 42, une certaine quantité de liqui- de débordant cependant dans l'élément en passant par le conduit 40. Dès que le niveau normal d'électrolyte est atteint, l'extré- mité inférieure du conduit 40 s'immerge et le liquide s'élève dans ce conduit de manière à augmenter la pression des gaz renfer- més sous le couvercle. Cet accroissement de pression fait s'échap- per les gaz en bulles à travers le liquide que contiennent le ca- nal 42 et l'embrèvement 41, ces bulles visibles indiquant que l'opération de remplissage est terminée.
Il y a lieu de noter que la variante représentée figure 5
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diffère du mode de construction de la figure 1 par la suppres- sion du conduit 30, le canal 42 correspondant au canal 34 de la figure 1. Le tube d'aération 31 est également supprimé, l'évent de l'élément étant constitué par la perforation du bouchon, com- me dans les batteries ordinaires.
D'après ce qui précède, on voit que la présente invention concerne un dispositif simple et efficace contre la sortie de l'électrolyte sans utiliser aucun clapet ou élément mobile de sou- pape ou autre, tandis que l'apparition de bulles visibles indique la fin de l'opération de remplissage.
Bien que la description ci-dessus et le dessin annexé se réfèrent à des modes particuliers de réalisation de l'inven- tion, il est bien entendu que de nombreuses modifications et va- riantes peuvent être envisagées par des spécialistes de la ques- tion sans sortir du cadre de l'invention.
REVENDICATIONS
1.- Dispositif pour le remplissage et l'aération d'accumula- teurs, caractérisé en ce qu'il comprend un premier conduit qui se termine au niveau normal de l'électrolyte et qui communique avec l'atmosphère pour permettre aux gaz de s'échapper au cours du rem- plissage tant que le niveau de l'électrolyte est inférieur à sa hauteur normale, un deuxième conduit pour remplir l'accumulateur et en permettre l'évacuation des gaz lorsque le niveau de l'élec- trolyte atteint une hauteur égale ou supérieure à la normale, une partie au moins de ce deuxième conduit ayant un diamètre réduit afin que le liquide qui traverse cette partie forme un joint hy- draulique, ainsi qu'une cavité de remplissage associée à la par- tie supérieure du deuxième conduit.