Mit Akkumulatorenzellen verbundene Vorrichtung zum Abfüllen, Spülen und Entleeren der Akkumulatorenzellen. Die vorliegende Erfindung betrifft eine mit. Akkumulatorenzellen verbundene Vor- riehtung zum Abfüllen, Spülen und Ent= leeren der Akkumulatorenzellen, insbesondere voii Kleinakkumulatoren, die derart ausgebil det. sein kann, dass in demselben Vorgang die Formierung oder das Spülen bzw.
Entschlam- inen, oder das Entleeren oder das Wieder auffüllen mit Säure einer grossen Anzahl von fertig zusammengebauten Akkumulatorenzel- len miteinander vorgenommen werden kann. Gegenüber den bisher verwendeten Verfah ren, wo die Plattensätze der Zellen vor dem Zusammenbau in Formierbädern behandelt wurden, oder aber, wo jede einzelne Zelle zu erst mit Säure gefüllt, dann formiert, ent leert, gespült und wieder mit. Säure gefüllt werden musste, bringt .die erfindungsgemässe VoiTiehtung ganz wesentliche Vorteile.
Sie ist gekennzeichnet durch eine Flüssig keitsleitung, welche teilweise durch die Ge fässe der Akkumulatorenzellen gebildet ist, in welche Leitung eine Förderpumpe einge- sclialtet ist.
Dadureh wird es möglich, mittels der in die Leitung eingeschalteten Förderpumpe alle (lefässe gemeinsam zu füllen, zu entleeren oder in ihnen einen ständigen Flüssigkeits strom aufrechtzilerhalten.
Die Flüssigkeitsleitung kann dabei als Ringleitung ausgebildet sein; in welche ein Ausgleichgefä.ss mit freier Flüssigkeitsober- fläclie eingeschaltet ist. Ferner können die Enden des durch die Gefässe der Akkumula- torenzellen führenden Leitungsteils mit einem Umsteuerventil verbunden sein, über welches jedes dieser Enden durch Umschalten des Ventils weclhselweise mit der Förderpumpe oder mit dem atis dem Ausgleichgefäss aus tretenden Leitungsteil in Verbindung ge bracht. werden kann.
Durch Umstellen dieses Ventils können die Zellen einmal gefüllt oder in der- einen Richtung von der Flüssigkeit durchströmt werden und einmal entleert oder in der andern Richtung .von der Flüssigkeit durchströmt werden. Infolge der Anordnung der -Förderpumpe nach den Zellen bezüg lich der Strömungsrichtung der Flüssigkeit herrscht in letzteren stets Unterdruck,-so dass ein Austreten der Säure an undichten Stellen ausgeschlossen ist.
Beim Ausgleichgefäss kön nen die bei der Formierung entstehenden Gase abgesaugt werden und die Säurekonzen tration kann an dieser Stelle während des ganzen Vorganges. überwacht. und nach Be lieben- verändert werden.
In den Figuren der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Vorrichtung dargestellt.
Fig. 1 ist. eine schematische Darstellung der Vorrichtung in Abfüllstellung.
Fig. 2 ist eine der Fig. 1 entsprechende schematische Darstellung der Vorrichtung mit dem Umsteuerventil in Entleerstellung. Fig. 3 zeigt ein mit Zuleitungen versehe- nes Abschlussorgan für die Akkumulatoren- Zelle.
Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht und Fig. 5 eine Vorderansicht. eines Gestelles zur Aufnahme der Akkumulatorenzellen.
Die in Fig. 1 dargestellte Flüssigkeits- ringleitung führt aus dem Ausgleiehgefäss 1 über die Saugleitung 2, die eine Leitung des Gmsteuerventils 3, die Leitung 4, die hinter einander angeordneten Zellen 5, die Leitung 6, die andere Leitung des Umst.euerventils 3, die Leitung 7, das Filter 8, die Pumpe 9 und die Leitung l.0 zurück zum Ausgleichgefäss 1. Im dargestellten Moment sind alle Zellen mit Flüssigkeit gefüllt und die Flüssigkeit zirku liert in der durch die Pfeile angedeuteten Richtung durch die Ringleitung.
Nimmt. man aber an, dass die Zellen alle leer seien, so geht das Abfüllen derselben in folgender Weise vor sieh: Das Ausgleichgefäss wird mit Flüssigkeit gefüllt und die Pumpe in Betrieb gesetzt.. Durch den entstehenden Unterdruck wird die Flüssigkeit über die Leitungen 2 und -1 und das Umst.euerventil 3 in die erste Zelle (links aussen) nachgezogen. Ist die Zelle voll, so fliesst die Flüssigkeit über die zwischen den Zellen angeordnete Verbindungsleitung in die nächste Zelle und füllt diese, und so weiter, bis alle Zellen gefüllt sind.
Die Flüs sigkeit strömt dann weiter durch das Um steuerventil, das Filter und die Pumpe, und wenn die Flüssigkeit in das Ausgleichgefäss zurückfliesst, weiss man, dass alle Zellen voll sind.
In jede Akkumulatorenzelle sind zwei Lei tungsstücke eingeführt, wovon das eine am Grund des: Zellengefässes, das andere an der Decke des Gefässes mündet.. Dank :dieser An ordnung ist es nun auch möglich, durch Um stellen des Umsteuerventils die Gefässe zu entleeren.
Wird das Umsteuerventil in die in Fig. 2 dargestellte Stellung gebracht, so wird an den in Fig. 1 dargestellten Verhältnissen nichts als die Strömungsrichtung der Flüssig keit geändert. Ilebt man noch das in die im Ausgleichgefäss befindliche Flüssigkeit ge tauchte Ende der Leitung 2 aus der Flüssig- keit, so fliesst durch die Leitungen 2 Lind 6 keine Flüssigkeit mehr nach und die Zellen werden von rechts nach links eine nach der andern entleert.
Sind also die Zellen einmal in die Flüssig keitsleitung gebracht, so können sie durch Betätigen .des Umsteuerventils und durch Entfernen der Leitung 2 aus der Flüssigkeit abgefüllt, entleert und in zwei Richtungen durchströmt werden. Zur Fertigstellung kön nen die zusammengebauten Zellen in die Flüs sigkeitsleitung eingesetzt werden. Sie werden hierauf mit Säure einer zur Formierung ge eigneten Konzentration gefüllt. Sind alle Zellen voll, so wird der Formierungsstrom eingeschaltet. Der Flüssigkeitsstrom wird auf rechterhalten und führt die während der Formierung entstehenden Gase aus den Zel len mit sich.
Die Gase werden im Ausgleich gefäss aus der Flüssigkeit abgeschieden und mittels eines Ventilators 11 abgesaugt. Die Zusammensetzung der im Ausgleichgefäss be findlichen Säure kann laufend überprüft und wenn nötig geändert werden.
Ist die Formierung beendet, so wird das Umsteuerventil in die in Fig. 2 dargestellte Stellung gebracht und die Leitung 2 aus dem Aüsgleichgefäss entfernt. Dadurch werden die Zellen in ,der oben beschriebenen Weise entleert. Ein Teil des während der Formie rung in den Zellen entstandenen Schlammes wird dabei mit der Säure entfernt. Sind alle Zellen entleert, so wird die Säure aus dem Ausgleichgefäss abgelassen und das Aus gleichgefäss wird mit. Wasser, vorzugsweise destilliertem Wasser, gefüllt.
Die Leitung 2 wird in das Wasser getaucht., und das Um steuerventil wird in die in Fiig. 1 darge stellte Stellung gebracht, wodurch die Zellen gefässe in der oben beschriebenen Weise ge füllt und durchströmt werden. Durch diese Behandlung werden die letzten Reste des Schlammes aus den Zellen entfernt. In der bereits beschriebenen Weise werden hierauf die Zellen entleert. Das Spülwasser wird aus dem Ausgleichgefäss abgelassen und in dieses wird Säure eingefüllt. In der beschriebenen Weise werden die Zellen mit dieser Säure ge- füllt, geladen und aus der Flüssigkeitsleitung entfernt. Nach dem Verschliessen der Zellen öffnungen sind die Zellen zum Versand be reit.
Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, sind die zu behandelnden Zellen in Rei- lien hintereinander angeordnet. Zum Formie ren und Laden werden die einer Reihe ange hörenden Zellen in denselben Stromkreis in Serie geschaltet. Die zwischen den Leitungs stücken 4 und 6 auftretende Spannungsdiffe renz ist also ungefähr gleich der Anzahl Zel len pro Reihe mal zwei Volt. Praktisch wer den daher höchstens hundert Zellen pro Reihe angeordnet, um keine zu hohen Spannungen zu erhalten.
Da die Säure leitend ist, werden von den Leitungsstücken 4 und 6 aus zwei Strom kreise, der eine über die Zellen und der andere über das Ausgleichgefäss, geschlossen. Der über die Zellen führende Stromkreis lässt siele nicht unterbrechen, und es ist einzu sehen, dass über die die Zellen verbindenden Leitungsstücke selbst noch ein Strom fliessen könnte, wenn die Zellen alle elektrisch par allel gesehaltet wären.
Dagegen lässt sich der über das Ausgleichgefäss führende elektrische Stromkreis dadurch unterbrechen, dass die Flüssigkeit oberhalb der freien Flüssigkeits oberfläche in das Ausgleichgefäss derart- ein geführt wird, dass die Flüssigkeit frei in einem Strahl in das Ausgleichgefäss fällt und in Tropfen zerfällt-; dadurch ist der Strom kreis an dieser Stelle unterbrochen. Genügt es nicht, die Säure eine gewisse Strecke frei herunterfallen zu lassen, so kann sie über den in Fig. 1 schematisch dargestellten Tropf teller in das Ausgleichgefä,ss geführt werden.
Der Flüssigkeitsstrom wird dadurch in eine Mehrzahl kleiner Teilstrahlen aufgelöst, die beim Herunterfallen in einzelne Tropfen zer fallen, womit der elektrische Stromkreis un- terbroehen ist.
Normalerweise werden mehrere Zellenreihen pro Ausgleichgefäss angeordnet. Würde für alle diese Reihen nur eine Förderpumpe vorge sehen, so bestünde die Gefahr, dass der Flüs sigkeitsstrom durch gewisse Reihen zu klein würde, wenn in dieser Reihe irgendeine Lei tung verstopft wäre. Um dies zu vermeiden, wird für jede Zellenreihe eine separate För- derpumpe. angeordnet. Ist in diesem Falle eine der Zellenreihen verstopft, so steigt der durch die zugehörige Pumpe erzeugte Unter druck, wodurch die Verstopfung in den mei sten Fällen aufgehoben wird und die geför derte Flüssigkeitsmenge wieder auf den nor malen MTert steigt.
Die verwendeten Pumpen sind zweckmässi- gerweise Vakuumpumpen mit sehr gut pas senden Kolben. Es ist deshalb leicht. möglich, dass das Funktionieren dieser Pumpen durch den mitgeführten Akkumulatorschlamm ge stört wird. Um dies zu verhindern, sind die Filter 8 vor den Pumpen eingeschaltet, um die grösseren Schlammpartikel, die die Pum pen stören könnten, zurückzuhalten.
Die Verwendbarkeit und die Wirtschaft lichkeit der erfindungsgemässen Vorrichtung hängt in erster Linie davon ab, ob die Zellen rasch und einfach in die Flüssigkeitsleitung montiert werden können oder nicht. In Fig. 3 ist eine Art dargestellt, wie die Zellen in die Leitung eingesetzt werden können. In die ohnehin vorhandene Zellenöffnung wird ein säurefester Zapfen 13 mit einer Dichtung 14 eingeschraubt. In den Zapfen sind ein langes Rohr 15 und ein kurzes Rohr 16 eingesetzt. Die so vorbereiteten Zellen werden nebenein ander aufgestellt und entsprechende Rohre 15 und 16 werden durch Gummischläuche 17 miteinander verbunden. Es leuchtet ein, dass die Einrichtungszeit in diesem Falle recht gross ist.
Es wäre wünschenswert, alle an die Zelle anzuschliessende Leitungen fest auf einem Gestell anzuordnen und die Zellen in dieses Gestell einzusetzen.
Eine derartige Vorrichtung ist in den Fig. 4 und 5 dargestellt. Sie dient zum For mieren, Spülen und Abfüllen mit Säure von Taschenlampenzellen 18 in Stabform. In Trä gern 19 des Gestelles sind die Verbindungs- leitungen 20 fest montiert. Sie weisen Dich tungszylinder 22 auf, welche in entsprechend geformte Vertiefungen in den Zellendecken passen.
Das eine Ende 23 der Verbindungs- ieitungen ragt. so weit hinunter, dass es an nähernd auf den Grund der im Gestell mon tierten Zelle reicht, während das andere Ende 24 nur bis an das untere Ende des Dich tungszylinders reicht. Im Gestell sind schiefe Gleitbahnen 25 vorgesehen, auf welchen ein Zellenhalter 26 gleitend gelagert ist. Der Zel lenhalter kann durch einen auf dem Zapfen 27 gelagerten Spannhebel 21 und die Verbin dungslasche<B>28</B> auf der Gleitbahn verschoben werden.
Soll die Zelle in das Gestell einge setzt oder aus diesem entfernt. werden, so wird der Zellenhalter in die gestrichelt dar gestellte Lage verschoben. Das Ende 23 der Verbindungsleitungen besteht aus einem fle xiblen Material. Wenn also dieses Leitungs ende leicht nach aussen gebogen wird, kann die Zelle von vorn (in Fig. 4 von rechts) in das Gestell eingesetzt. werden. Befindet. sie sieh in der richtigen Lage, so wird der Spannhebel nach unten gedrückt, der Zellen halter wird unter die Zelle gekeilt und hält sie in der dargestellten Lage fest. Die elektri schen Anschlüsse der Zelle werden durch den Stift 29 einerseits -Lind durch den Zellen boden anderseits dargestellt.
Der Formie- rungs- oder Ladestrom wird über die Lamel len 30 und 31 zugeführt. Ist die Zelle for miert, gespült und geladen, so wird der Spannhebel wieder in -die gestrichelt darge stellte Lage verschoben und die Zelle aus dein Gestell entfernt. Sollte beim Herausnehmen der Zellen Säure verschüttet werden, so fliesst sie über die schiefe Gleitbahn in die Sammel rinnen 32.
Die beschriebene Ausführungsform der er findungsgemässen Vorrichtung erlaubt das Abfüllen, Formieren und Laden der Akku mulatorzellen in hermetisch verschlossenem Zustande. Die während dieser Vorgänge frei werdenden Gase können an zentraler Stelle abgesaugt werden. Sind die zu behandelnden Zellen in das Gestell eingesetzt, so können sie in fast- beliebiger Anzahl durch eine Per son zu Ende behandelt werden, ohne dass sie auch nur einmal transportiert oder in die Hand genommen werden müssen. Das Füllen und Leeren der Gestelle kann durch unge- lernte Personen vorgenommen werden.
Die Arbeitsbedingungen sind erheblich verbessert, und es wird wesentlich leichter sein, die vor geschriebenen sanitarischen Bedingungen zu erfüllen.
Device connected to accumulator cells for filling, rinsing and emptying of accumulator cells. The present invention relates to a with. Device connected to accumulator cells for filling, rinsing and emptying the accumulator cells, in particular small accumulators which are designed in this way. it can be that in the same process the formation or the rinsing resp.
Desludging, or emptying or refilling with acid, a large number of fully assembled accumulator cells can be carried out together. Compared to the previously used method, where the plate sets of the cells were treated in forming baths before assembly, or where each individual cell was first filled with acid, then formed, emptied, rinsed and again with. Acid had to be filled, the solution according to the invention brings very significant advantages.
It is characterized by a liquid line, which is partially formed by the vessels of the accumulator cells, into which line a feed pump is clialtet.
This makes it possible, by means of the feed pump switched on in the line, to fill and empty all the vessels together or to maintain a constant flow of liquid in them.
The liquid line can be designed as a ring line; in which a compensating vessel with a free liquid surface is switched on. Furthermore, the ends of the line part leading through the vessels of the accumulator cells can be connected to a reversing valve, via which each of these ends is connected alternately with the feed pump or with the line part exiting the equalizing vessel by switching the valve. can be.
By switching this valve, the cells can be filled once or the liquid can flow through them in one direction and emptied once or the liquid flows through them in the other direction. As a result of the arrangement of the feed pump after the cells with respect to the direction of flow of the liquid, there is always negative pressure in the latter, so that the acid cannot escape at leaky points.
In the expansion tank, the gases generated during formation can be extracted and the acid concentration can be reduced at this point during the entire process. supervised. and be changed according to love.
In the figures of the drawing, an embodiment of the device according to the invention is shown.
Fig. 1 is. a schematic representation of the device in the filling position.
FIG. 2 is a schematic representation of the device corresponding to FIG. 1 with the reversing valve in the emptying position. 3 shows a terminating element for the accumulator cell provided with supply lines.
FIG. 4 shows a side view and FIG. 5 shows a front view. a frame for holding the accumulator cells.
The liquid ring line shown in Fig. 1 leads from the equalization vessel 1 via the suction line 2, one line of the Gmsteuerventils 3, the line 4, the cells 5 arranged one behind the other, the line 6, the other line of the Umst.euerventils 3, the line 7, the filter 8, the pump 9 and the line 1.0 back to the expansion tank 1. At the moment shown, all cells are filled with liquid and the liquid circulates in the direction indicated by the arrows through the ring line.
Takes. but if one assumes that the cells are all empty, they are filled in the following way: The equalizing vessel is filled with liquid and the pump is put into operation. The resulting negative pressure causes the liquid to flow through lines 2 and -1 and the Umst.euerventil 3 in the first cell (outside left). When the cell is full, the liquid flows through the connecting line between the cells into the next cell and fills it, and so on, until all cells are filled.
The liquid then flows through the reversing valve, the filter and the pump, and when the liquid flows back into the expansion tank, you know that all cells are full.
Two pieces of pipe are inserted into each accumulator cell, one of which ends at the bottom of the cell vessel, the other one at the top of the vessel. Thanks to this arrangement, it is now also possible to empty the vessels by changing the reversing valve.
If the reversing valve is brought into the position shown in Fig. 2, nothing is changed in the conditions shown in Fig. 1 than the flow direction of the liquid speed. If the end of the line 2 immersed in the liquid in the equalization tank is still alive, no more liquid flows through the lines 2 and 6 and the cells are emptied one after the other from right to left.
Once the cells have been brought into the liquid line, they can be filled, emptied and flowed through in two directions by actuating the reversing valve and removing line 2 from the liquid. To complete the process, the assembled cells can be inserted into the liquid line. They are then filled with acid of a concentration suitable for formation. When all cells are full, the forming current is switched on. The flow of liquid is maintained and carries with it the gases generated during formation from the cells.
The gases are separated from the liquid in the compensation vessel and sucked off by means of a fan 11. The composition of the acid in the expansion tank can be checked continuously and changed if necessary.
When the formation has ended, the reversing valve is brought into the position shown in FIG. 2 and the line 2 is removed from the equalization vessel. This drains the cells in the manner described above. A part of the sludge created in the cells during the formation is removed with the acid. When all cells are empty, the acid is drained from the equalization vessel and the equalization vessel is also Water, preferably distilled water.
The line 2 is immersed in the water., And the order control valve is in Fiig. 1 Darge presented position brought, whereby the cells filled vessels in the manner described above and flowed through. This treatment removes the last remains of the sludge from the cells. The cells are then emptied in the manner already described. The rinsing water is drained from the expansion tank and acid is poured into it. In the manner described, the cells are filled with this acid, charged and removed from the liquid line. After the cell openings have been closed, the cells are ready for dispatch.
As can be seen from FIGS. 1 and 2, the cells to be treated are arranged in rows one behind the other. For forming and charging, the cells belonging to a row are connected in series in the same circuit. The voltage difference occurring between the line pieces 4 and 6 is therefore approximately equal to the number of cells per row times two volts. In practice, therefore, whoever arranged a maximum of one hundred cells per row so as not to obtain excessive voltages.
Since the acid is conductive, the line pieces 4 and 6 are made of two electric circuits, one through the cells and the other through the expansion tank. The circuit leading over the cells does not allow them to be interrupted, and it can be seen that a current could still flow over the line pieces connecting the cells if the cells were all electrically connected in parallel.
On the other hand, the electrical circuit leading via the expansion tank can be interrupted by the fact that the liquid is introduced into the expansion tank above the free liquid surface in such a way that the liquid falls freely in a jet into the expansion tank and breaks up into drops; this interrupts the circuit at this point. If it is not enough to let the acid fall freely a certain distance, it can be guided into the compensation vessel via the drip plate shown schematically in FIG.
As a result, the flow of liquid is broken up into a multitude of small partial jets which, when falling, break down into individual drops, thus interrupting the electrical circuit.
Usually several rows of cells are arranged per equalizing vessel. If only one feed pump were to be provided for all these rows, there would be the risk that the liquid flow through certain rows would be too small if any line in this row were blocked. To avoid this, a separate delivery pump is used for each row of cells. arranged. If one of the rows of cells is clogged in this case, the negative pressure generated by the associated pump rises, which in most cases removes the clogging and the amount of liquid being promoted rises again to the normal MTert.
The pumps used are expediently vacuum pumps with pistons that fit very well. It is therefore easy. possible that the functioning of these pumps will be disrupted by the accumulator sludge carried along. To prevent this, the filters 8 are switched on in front of the pumps in order to hold back the larger sludge particles that could interfere with the pumps.
The usability and the economic viability of the device according to the invention depends primarily on whether the cells can be installed quickly and easily in the liquid line or not. FIG. 3 shows one way in which the cells can be inserted into the line. An acid-proof pin 13 with a seal 14 is screwed into the cell opening that is already present. A long tube 15 and a short tube 16 are inserted into the pin. The cells prepared in this way are set up next to one another and corresponding pipes 15 and 16 are connected to one another by rubber hoses 17. It goes without saying that the set-up time is quite long in this case.
It would be desirable to arrange all of the lines to be connected to the cell firmly on a frame and to insert the cells into this frame.
Such a device is shown in FIGS. It is used to form, rinse and fill with acid from flashlight cells 18 in stick form. The connecting lines 20 are firmly mounted in carriers 19 of the frame. You have up processing cylinder 22 which fit into correspondingly shaped depressions in the cell ceiling.
One end 23 of the connecting lines protrudes. so far down that it comes close to the bottom of the cell mounted in the frame, while the other end 24 only extends to the lower end of the sealing cylinder. In the frame, inclined slide tracks 25 are provided on which a cell holder 26 is slidably mounted. The cell holder can be moved on the slide by means of a clamping lever 21 mounted on the pin 27 and the connecting tab 28.
Should the cell be inserted into or removed from the frame. the cell holder is moved into the position shown in dashed lines. The end 23 of the connecting lines consists of a flexible material. If this line end is bent slightly outwards, the cell can be inserted into the frame from the front (from the right in FIG. 4). will. Located. you see in the correct position, the clamping lever is pressed down, the cell holder is wedged under the cell and holds it in the position shown. The electrical connections of the cell are represented by the pin 29 on the one hand-Lind through the cell bottom on the other hand.
The forming or charging current is supplied via the lamellae 30 and 31. Once the cell has been formed, rinsed and loaded, the clamping lever is moved back into the position shown in dashed lines and the cell is removed from your frame. If acid is spilled when the cells are removed, it will flow into the collecting channels 32 via the inclined slide.
The described embodiment of the device according to the invention allows the filling, forming and charging of the battery cells in a hermetically sealed state. The gases released during these processes can be extracted at a central point. Once the cells to be treated have been placed in the frame, they can be treated in almost any number by one person to the end, without even having to be transported or picked up once. The racks can be filled and emptied by unskilled persons.
The working conditions are considerably improved and it will be much easier to meet the prescribed sanitary conditions.