CN110518294A - 管式胶体电池制备用游离酸回收装置及其回收方法 - Google Patents

Abstract

管式胶体电池制备用游离酸回收装置及其回收方法，包括回收预操作：第一次游离液回收动作：第二次游离液回收动作；本发明通过升降部件能够带动内管体始终贴合在游离酸层的表面，使得游离酸能够稳定、快速的被回收至回收管内，便于后期对于游离酸的过滤再用；硫酸液检测机构能够对回收液中是否含有硫酸液进行检测，进而判断游离酸是否完成被抽出，实现在最小量抽出电离液的前提下，最大量的抽出游离酸；采用两次动作来对有游离酸进行回收，能够游离酸的回收速度，降低能耗，保证检测效果。

Description

管式胶体电池制备用游离酸回收装置及其回收方法

技术领域

本发明属于铅酸电池生产技术领域，特别涉及管式胶体电池制备用游离酸回收装置及其回收方法。

背景技术

胶体电池属于铅酸蓄电池的一种发展分类，方法是在硫酸中添加胶凝剂，使硫酸电液变为胶态；胶体电池最重要的特点为：用较小的工业代价，制造出更优质的电池，其放电曲线平直，拐点高，其能量和功率要比常规铅酸电池大20％以上，寿命一般也是常规铅酸电池长一倍左右，高温及低温特性要好得多；

胶体电池在生产时需要经历以下步骤：倒入电解液并进行酸循环充电、倒出游离酸、加入胶凝剂、充电容检；酸循环充电时，会有部分电解液未被电离，这部分未被电离的液体即为游离酸，游离酸内部为氢根离子和硫酸根离子，而充电发生电离的电离液其内部有硫酸液，在重力作用下，电离液与游离酸发生分层，游离酸漂浮在顶部形成游离酸层，电离液在底部形成电离液层；

当酸循环充电完毕后需要抽出上层漂浮的游离酸，以保证电池的稳定性，避免液体容易溢出；然而目前的吸液方式主要是人工使用吸管抽出游离酸，这种方式无法精确把控游离酸的抽出量，容易抽出不彻底或抽出的液体中带有大量的电离液，吸液效果不够好，不利于后续对于游离酸的回收再用。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供了管式胶体电池制备用游离酸回收装置及其回收方法，具体技术方案如下：

管式胶体电池制备用游离酸回收装置，包括吸液机构；所述吸液机构包括外管体、内管体、第二升降部件；所述外管体的内部滑动嵌入有所述内管体，所述内管体、所述外管体之间相互连通，所述内管体用以伸入于游离液层的内部，所述外管体的侧壁安装有所述第二升降部件，所述第二升降部件用以带动所述内管体在所述外管体内上下运动；所述外管体的顶端连通有导液机构，所述导液机构的入口与所述外管体的出口连通，所述导液机构的出口处并联至硫酸液检测机构和回收管的底部；所述硫酸液检测机构用以检测回收液体中是否含有硫酸液，所述回收管的顶部连通有抽液泵，所述回收管用以储存回收的游离酸；所述硫酸检测机构的输出端电性连接至PLC控制器，所述PLC控制器的输出端电性连接抽液泵、第二升降部件以及导液机构。

进一步地，所述硫酸液检测机构包括检测仪和检测瓶，所述检测瓶与所述导液机构的出口处连通，所述检测瓶伸入于所述检测仪内部，所述检测仪用以检测所述检测瓶内是否有硫酸液。

进一步地，所述导液机构包括主管体、第一分管、第二分管，所述主管体与所述外管体的出口连通，所述主管体的出口处并联有所述第一分管和所述第二分管，所述第一分管连通至所述检测瓶的内部底部，所述第二分管连通至回收管的底部，所述第一分管上安装有第一电磁阀，所述第二分管上安装有第二电磁阀，所述PLC控制器的输出端电性连接第一电磁阀以及第二电磁阀。

进一步地，所述吸液机构、所述导液机构、所述回收管以及所述抽液泵均安装于第一升降部件的顶部，所述第一升降部件用以带动所述吸液机构、所述导液机构、所述回收管以及所述抽液泵同步上下运动。

进一步地，所述内管体的顶端设有密封环，所述密封环的直径大于所述内管体的直径，所述外管体的内壁开有与所述密封环配合的滑槽；所述外管体的侧壁底部开有活动槽，所述内管体的外壁分布有齿条，所述齿条嵌入到活动槽内，所述第二升降部件包括转动电机和齿轮，所述齿轮啮合连接所述齿条，所述齿轮安装于所述转动电机的输出端，所述转动电机安装于所述外管体的外壁。

管式胶体电池制备用游离酸回收方法，所述回收方法包括：

回收预操作：

第一升降部件驱动吸液机构向下运动；

当吸液机构即将靠近游离液层时，关闭第一升降部件并同时打开抽液泵和第一电磁阀；

第一次游离液回收动作：

第二升降部件驱动内管体缓慢向下运动；

内管体与游离液层的表面接触，将游离酸液体通过第一分管抽出至回收管内；

第二次游离液回收动作：

当内管体即将靠近游离酸层的底部界限时，打开第二电磁阀、关闭第一电磁阀、降低内管体的下移速度；使得回收的游离酸液体通过第二分管进入到检测瓶中；

启动检测仪对检测瓶内是否含有硫酸液进行实时检测判断：

否，则表明电离液层中的液体并未被抽出，抽出的液体仍然是未电离的游离酸，可继续抽吸；

是，则表明液体中含有硫酸液，电离液被抽出；PLC控制器立即关闭第一电磁阀、第二电磁阀、抽液泵以及第二升降部件；吸液机构中残留的电离液回流至电解槽内。

本发明的有益效果是：

1、通过升降部件能够带动内管体始终贴合在游离酸层的表面，使得游离酸能够稳定、快速的被回收至回收管内，便于后期对于游离酸的过滤再用；

2、硫酸液检测机构能够对回收液中是否含有硫酸液进行检测，进而判断游离酸是否完成被抽出，实现在最小量抽出电离液的前提下，最大量的抽出游离酸；

3、采用两次动作来对有游离酸进行回收，能够提高游离酸的回收速度和回收量，降低能耗，保证检测效果。

附图说明

图1示出了本发明的管式胶体电池制备用游离酸回收装置结构示意图；

图2示出了本发明的吸液机构结构示意图；

图3示出了本发明的A处放大结构示意图；

图4示出了本发明的导液机构与硫酸液检测机构连接结构示意图；

图中所示：1、基座，2、气动杆，21、底板，3、抽液泵，4、回收管，5、导液机构，51、主管体，52、第一分管，521、第一电磁阀，53、第二分管，531、第二电磁阀，6、吸液机构，61、外管体，611、滑槽，612、活动槽，62、内管体，621、密封环，622、齿条，63、转动电机，64、齿轮，7、硫酸液检测机构，71、检测仪，72、检测瓶，8、电池槽，81、电离液层，82、游离液层，9、PLC控制器。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

管式胶体电池制备用游离酸回收装置，包括吸液机构6；所述吸液机构6包括外管体61、内管体62、第二升降部件；所述外管体61的内部滑动嵌入有所述内管体62，所述内管体62、所述外管体61之间相互连通，所述内管体62用以伸入于游离液层82的内部，所述外管体61用以作为所述内管体62的移动导向件，所述外管体61用以作为液体的导流部件，所述外管体61的侧壁安装有所述第二升降部件，所述第二升降部件用以带动所述内管体62在所述外管体61内上下运动；所述内管体62上下滑动用以保证内管体62能够始终与游离液层82的接触，为了避免内管体62吸入大量电离液，因此内管体62始终贴合于游离液层82的表面，在抽吸过程中，游离液层的液面会下降，内管体62也要跟随向下运动并保持继续贴合于表面；内管体62的底端为锥形结构，锥形结构用以减少抽液面，避免抽出硫酸液；

所述外管体61的顶端连通有导液机构5，所述导液机构5的入口与所述外管体61的出口连通，所述导液机构5的出口处并联至硫酸液检测机构7和回收管4的底部；所述硫酸液检测机构7用以检测回收液体中是否含有硫酸液，由于在充电过程中，电离后的液体会产生硫酸，而未电离的游离酸其内部为氢根离子和硫酸根离子，因此当检测到回收的液体中含有硫酸时，即可表面此时游离酸已经被吸收完毕，内管体62插入到电离液层81处，回收作业需要立即停止；

所述回收管4的顶部连通有抽液泵3，所述回收管4用以储存回收的游离酸，游离酸集中回收到回收管4内，便于后续过滤再用；

所述硫酸检测机构7的输出端电性连接至PLC控制器9，所述PLC控制器9的输出端电性连接抽液泵3、第二升降部件以及导液机构5；当检测到有硫酸液时，则PLC控制会立即关闭导液机构、第二升降部件以及抽液泵3；

吸液机构6设有多个，可根据需要安装多个吸液机构6，使得吸液机构6分布在游离液层82的各个位置，提高抽液速度和后续的硫酸检测精度，每组吸液机构6上均设有一组第二升降部件，第二升降部件的控制是相互独立的，各个吸液机构相互并联，各个吸液机构的出口均汇流到导液机构5上。

电池槽8的内部顶部为游离液层82、底部为电离液层81。

作为上述技术方案的改进，所述硫酸液检测机构7包括检测仪71和检测瓶72，所述检测瓶72与所述导液机构5的出口处连通，所述检测瓶72伸入于所述检测仪71内部，所述检测仪71用以检测所述检测瓶72内是否有硫酸液；检测仪71示例性的为EMA-T5台式危险液体探测仪，其采用准静态计算机断层扫描技术，通过测定待测液体的介电常数和电导率，从检测瓶72外部判断其液体中是否含有硫酸，检测瓶72用以作为液体的检测承载部件。

作为上述技术方案的改进，所述导液机构5包括主管体51、第一分管52、第二分管53，所述主管体51与所述外管体61的出口连通，所述主管体51的出口处并联有所述第一分管52和所述第二分管53，所述第一分管52连通至所述检测瓶72的内部底部，所述第二分管53连通至回收管4的底部，所述第一分管52上安装有第一电磁阀521，所述第二分管53上安装有第二电磁阀531，所述PLC控制器9的输出端电性连接第一电磁阀521以及第二电磁阀531；第一电磁阀521用以控制第一分管52的通断，能够在检测到硫酸液时，快速关闭第一分管52；第二电磁阀531能够在需要检测液体时打开第二分管53，能够在检测到硫酸液时，快速关闭第二分管53。

作为上述技术方案的改进，所述吸液机构6、所述导液机构5、所述回收管4以及所述抽液泵3均安装于第一升降部件的顶部，所述第一升降部件用以带动所述吸液机构、所述导液机构、所述回收管以及所述抽液泵同步上下运动；第一升降部件用以带动各个设备进入到电池槽内或远离电池槽，第一升降部件示例性的为气动杆2和底板21，各个设备安装在底板21上，气动杆2带动底板21上下运动。

作为上述技术方案的改进，所述内管体62的顶端设有密封环621，所述密封环621的直径大于所述内管体62的直径，所述外管体61的内壁开有与所述密封环621配合的滑槽611；密封环621的设置用以保证内管体62在上下滑动时，内外管体之间不会出现缝隙，保证密封性；

所述外管体61的侧壁底部开有活动槽612，所述内管体62的外壁分布有齿条622，所述齿条622嵌入到活动槽612内，所述第二升降部件包括转动电机63和齿轮64，所述齿轮64啮合连接所述齿条622，所述齿轮64安装于所述转动电机63的输出端，所述转动电机63安装于所述外管体61的外壁；通过齿轮64与齿条622啮合配合，当转动电机63带动齿轮64转动时，齿轮64会驱动内管体62上下运动。

管式胶体电池制备用游离酸回收方法，所述回收方法包括：

回收预操作：

第一升降部件驱动吸液机构6向下运动；

当吸液机构6即将靠近游离液层82时，关闭第一升降部件并同时打开抽液泵3和第一电磁阀521；

此步骤用以驱动吸液机构6进入到电池槽8内的初定位置，进行回收准备；

第一次游离液回收动作：

第二升降部件驱动内管体62缓慢向下运动；转动电机63带动齿轮64转动，在齿轮64与齿条622的配合作用下，内管体62沿着外管体61向下滑动，齿条622沿着活动槽612向下运动、密封环621沿着滑槽611向下滑动；

内管体62与游离液层82的表面接触，将游离酸液体通过第一分管52抽出至回收管4内；在内管体62向下运动的过程中，抽液泵3始终保持抽吸的状态，当内管体62的底端与游离液层82接触时，游离液便会被立即抽吸到内管体62内，然后通过外管体61、主管体51、第一分管52排出至回收管4中；并且与此同时，内管体62还是在缓慢的向下运动，使得内管体62的底端始终与游离液层82的表面贴合；表面贴合用以减少抽吸量，避免插入过多会吸入电离液，保证在最大限度的抽出游离酸的前提下吸出电离液最少；

第二次游离液回收动作：

当内管体62即将靠近游离酸层82的底部界限时，打开第二电磁阀531、关闭第一电磁阀521、降低内管体62的下移速度；使得回收的游离酸液体通过第二分管53进入到检测瓶72中；在第一次动作不打开第二电磁阀531，是由于在初期阶段，最上层的液体肯定为游离酸，无需进行检测，因而无需打开第二电磁阀531和检测仪，节约能耗、提高回收速度和回收量；在第一次动作时，绝大部分的游离酸已经被回收，而当靠近游离酸层82与电离液层81的界限时，则需要预先打开第二电磁阀531、关闭第一电磁阀521对回收的液体进行实时检测，保证在吸入很少电离液的前提下，回收最多的游离酸；

启动检测仪对检测瓶内是否含有硫酸液进行实时检测判断：

否，则表明电离液层中的液体并未被抽出，抽出的液体仍然是未电离的游离酸，可继续抽吸；

是，则表明液体中含有硫酸液，电离液被抽出；PLC控制器立即关闭第一电磁阀、第二电磁阀、抽液泵以及第二升降部件；吸液机构中残留的电离液回流至电解槽内；当检测仪检测到液体中含有硫酸时，则表明电离液被抽出，此时检测仪立刻将报警信息传输至PLC控制器，PLC控制器对信息进行解析处理，然后对第一电磁阀、第二电磁阀、抽液泵以及第二升降部件的电源电路进行控制，断开第一电磁阀、第二电磁阀、抽液泵以及第二升降部件的电路。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.管式胶体电池制备用游离酸回收装置，其特征在于：包括吸液机构；所述吸液机构包括外管体、内管体、第二升降部件；所述外管体的内部滑动嵌入有所述内管体，所述内管体、所述外管体之间相互连通，所述内管体用以伸入于游离液层的内部，所述外管体的侧壁安装有所述第二升降部件，所述第二升降部件用以带动所述内管体在所述外管体内上下运动；

所述外管体的顶端连通有导液机构，所述导液机构的入口与所述外管体的出口连通，所述导液机构的出口处并联至硫酸液检测机构和回收管的底部；所述硫酸液检测机构用以检测回收液体中是否含有硫酸液，所述回收管的顶部连通有抽液泵，所述回收管用以储存回收的游离酸；

所述硫酸检测机构的输出端电性连接至PLC控制器，所述PLC控制器的输出端电性连接抽液泵、第二升降部件以及导液机构。

2.根据权利要求1所述的管式胶体电池制备用游离酸回收装置，其特征在于：所述硫酸液检测机构包括检测仪和检测瓶，所述检测瓶与所述导液机构的出口处连通，所述检测瓶伸入于所述检测仪内部，所述检测仪用以检测所述检测瓶内是否有硫酸液。

3.根据权利要求2所述的管式胶体电池制备用游离酸回收装置，其特征在于：所述导液机构包括主管体、第一分管、第二分管，所述主管体与所述外管体的出口连通，所述主管体的出口处并联有所述第一分管和所述第二分管，所述第一分管连通至所述检测瓶的内部底部，所述第二分管连通至回收管的底部，所述第一分管上安装有第一电磁阀，所述第二分管上安装有第二电磁阀，所述PLC控制器的输出端电性连接第一电磁阀以及第二电磁阀。

4.根据权利要求3所述的管式胶体电池制备用游离酸回收装置，其特征在于：所述吸液机构、所述导液机构、所述回收管以及所述抽液泵均安装于第一升降部件的顶部，所述第一升降部件用以带动所述吸液机构、所述导液机构、所述回收管以及所述抽液泵同步上下运动。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的管式胶体电池制备用游离酸回收装置，其特征在于：所述内管体的顶端设有密封环，所述密封环的直径大于所述内管体的直径，所述外管体的内壁开有与所述密封环配合的滑槽；所述外管体的侧壁底部开有活动槽，所述内管体的外壁分布有齿条，所述齿条嵌入到活动槽内，所述第二升降部件包括转动电机和齿轮，所述齿轮啮合连接所述齿条，所述齿轮安装于所述转动电机的输出端，所述转动电机安装于所述外管体的外壁。

6.管式胶体电池制备用游离酸回收方法，其特征在于：应用上述权利要求5所述的管式胶体电池制备用游离酸回收装置；所述回收方法包括：

回收预操作：

第一升降部件驱动吸液机构向下运动；

当吸液机构即将靠近游离液层时，关闭第一升降部件并同时打开抽液泵和第一电磁阀；第一次游离液回收动作：

第二升降部件驱动内管体缓慢向下运动；

内管体与游离液层的表面接触，将游离酸液体通过第一分管抽出至回收管内；第二次游离液回收动作：

当内管体即将靠近游离酸层的底部界限时，打开第二电磁阀、关闭第一电磁阀、降低内管体的下移速度；使得回收的游离酸液体通过第二分管进入到检测瓶中；

启动检测仪对检测瓶内是否含有硫酸液进行实时检测判断：

否，则表明电离液层中的液体并未被抽出，抽出的液体仍然是未电离的游离酸，可继续抽吸；

是，则表明液体中含有硫酸液，电离液被抽出；PLC控制器立即关闭第一电磁阀、第二电磁阀、抽液泵以及第二升降部件；吸液机构中残留的电离液回流至电解槽内。