CN111900322A - 一种牵引铅酸蓄电池自动补水系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种牵引铅酸蓄电池自动补水系统，涉及蓄电池技术领域，解决了现有铅酸蓄电池依靠重力补水非常不便捷的技术问题。该系统包括单向泄压阀、控制器及分别与控制器信号连接的补水装置、流量传感器和主控液位传感器，补水装置包括出水管路、回水管路、水箱、抽水马达及多个注液阀；主控液位传感器位于注水末端的注液阀内，单向泄压阀和流量传感器安装于回水管路中。电池组缺水后主控液位传感器发出信号，控制器启动抽水马达给对应的分控注液阀进行补水，补水完成后回水冲开单向泄压阀，流量传感器向控制器发出补水完成信号，控制器控制抽水马达关闭，完成对铅酸蓄电池的全自动加注水动作，与现有依靠重力补水的方式相比，非常便捷。

Description

一种牵引铅酸蓄电池自动补水系统

技术领域

本发明涉及蓄电池技术领域，尤其是涉及一种牵引铅酸蓄电池自动补水系统。

背景技术

铅酸蓄电池仍然是目前备用、储存、启动电源的主流。然而，在充放电使用过程中，电解液的蒸发量较大，不及时添加蒸馏水、保持铅酸蓄电池的液面将导致电解液蒸发，铅酸蓄电池电解液下降容易损坏极板影响其正常使用，严重时会造成蓄电池损坏，给使用者带来经济损失。现有的叉车蓄电池自动补水装置多是采用浮漂注液阀安装进水管后，连接到装电解液的储液箱水桶进行补水，这种补水方式需将储液水桶放在高处利用重力让水自流进行补水，也即需要有一定的高度差才能补水。储液水桶一般会比电池的注水阀高1.5－2m，储液水桶需要配置在一个比较高的置物架上，电池需要补液时要把置物架推至需加液设备旁，或是把需加液设备开至置物架旁才能补液，可见补液过程非常不便捷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种牵引铅酸蓄电池自动补水系统，以解决现有技术中存在的铅酸蓄电池依靠重力补水非常不便捷的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的一种牵引铅酸蓄电池自动补水系统，包括补水装置、控制器、单向泄压阀、流量传感器及主控液位传感器，所述补水装置、所述流量传感器和所述主控液位传感器分别与所述控制器信号连接；

其中，所述补水装置包括出水管路、回水管路、水箱、抽水马达及多个注液阀，所述水箱与所述抽水马达的入水口相连通，所述抽水马达的出水口通过所述出水管路与多个注液阀相连通；每个电池组内能对应地设置一个所述注液阀，所述主控液位传感器设置于注水末端的电池组内的所述注液阀内；所述单向泄压阀和所述流量传感器安装于所述回水管路中；所述控制器能够接收所述主控液位传感器发出的补水信号以启动所述抽水马达对蓄电池进行补水，各电池组补水完成后多个所述注液阀自行关闭，水由所述回水管路回流并通过水的压力将所述单向泄压阀打开，回水经所述单向泄压阀进入所述流量传感器，所述控制器根据所述流量传感器反馈的信号诊断补水完成并控制所述抽水马达关闭。

可选地，多个所述注液阀由多个分控液进水阀和至少一个主控液进水阀构成，所述主控液进水阀位于注水末端的电池组内，且所述主控液位传感器安装于所述主控液进水阀中。

可选地，所述注液阀包括控制阀主体、进水三通、分流器、延长杆、活动杠杆、止流阀和浮漂，所述分流器和设置于所述控制阀主体的容置腔内，所述进水三通扣合卡接于所述控制阀主体；所述延长杆的下端与所述浮漂固定连接，所述延长杆的中段可滑动套设于所述分流器的底部；所述进水三通的进水口连通于所述出水管路，所述进水三通的出水口与所述分流器的进水口连通，所述止流阀可滑动设置于所述分流器的出水口；所述活动杠杆的第一端可转动设置于所述延长杆，所述分流器具有凸起支点，所述活动杠杆的第二端卡设于所述止流阀。

可选地，所述注液阀还包括上盖，所述上盖具有显示窗；所述延长杆的上端向上延伸形成显色部，所述显色部与所述显示窗对应设置。

可选地，所述变径三通的进水口连通于所述水箱，所述变径三通的第一出水口经过所述抽水马达后连通于所述出水管路，所述变径三通的第二出水口连通于所述回水管路。

可选地，所述补水系统还包括控制单元壳体，所述控制器的电路板、所述变径三通、所述抽水马达、所述单向泄压阀和所述流量传感器均设置于所述控制单元壳体内；且所述控制单元壳体上设置有进水接头、出水接头和回水接头。

可选地，所述单向泄压阀包括进水壳体、分流堵头、弹簧和出水壳体，所述进水壳体与所述出水壳体相卡接并形成容置腔，所述分流堵头封堵并轴向可滑移设置于所述容置腔靠近所述进水壳体的一侧，所述弹簧的第一端套设抵接于所述分流堵头，所述弹簧的第二端与所述出水壳体的内壁抵接。

可选地，所述流量传感器包括上壳体、下壳体、叶轮和磁铁，所述上壳体和所述下壳体上分别设置有出水口和进水口，所述叶轮设置于所述上壳体和所述下壳体之间形成的空腔内；两块所述磁铁设置于所述叶轮的叶片上端。

可选地，所述补水装置还包括进水三通接头和回水三通接头，所述出水管路包括两条并联的供水支路，每一条供水支路中具有多个所述分控液进水阀和一个主控液进水阀；所述进水三通接头位于所述出水管路和两条所述供水支路的连接处，所述回水三通接头位于两条所述供水支路与所述回水管路的连接处。

可选地，所述主控液位传感器为光电开关。

本发明提供的一种牵引铅酸蓄电池自动补水系统，包括补水装置、控制器、单向泄压阀、流量传感器及主控液位传感器，补水装置、流量传感器和主控液位传感器分别与控制器信号连接；构成蓄电池的每个电池组中均设置有一个注液阀，当电池组缺水时位于电池组末端注液阀中的主控液位传感器向控制器发出补水信号，控制器启动抽水马达，水经过出水管路向各个注液阀进行补水，每个电池组加满后其对应的注液阀关闭，向下个电池组补水；电池组补水完成后，各注液阀自动关闭；此时回水管路中压力增大将单向泄压阀冲开，水经过单向泄压阀进入流量传感器，由流量传感器将信号传送至控制器，控制器来诊断电池组的水位是否全部加满，加满则控制器控制抽水马达关闭，从而完成对铅酸蓄电池的全自动加注水动作，与现有依靠重力补水的方式相比，非常便捷高效，避免了因维护不及时导致铅酸蓄电池失水，造成蓄电池失效现象，有效地增加了铅酸蓄电池的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明具体实施方式提供的一种叉车牵引铅酸蓄电池自动补水系统的结构示意图；

图2是水箱与蓄电池的位置关系示意图；

图3是控制单元壳体内各装置的连接关系示意图；

图4是本发明具体实施方式提供的一种注液阀的正视剖面结构示意图；

图5是注液阀的后视结构示意图；

图6是注液阀的剖面结构示意图，图中箭头示出了由三通阀进入的液体的流向；

图7是控制阀主体与三通阀的连接结构示意图；

图8是去掉控制阀主体后的局部剖视结构示意图；

图9是注液阀的立体结构示意图；

图10是分控液进水阀的爆炸结构示意图；

图11是主控液进水阀的爆炸结构示意图；

图12是单向泄压阀的立体结构示意图；

图13是单向泄压阀的爆炸结构示意图；

图14单向泄压阀的剖视结构示意图，图中箭头为水流方向；

图15是流量传感器的爆炸结构示意图，图中箭头为水流方向；

图16是本发明一种叉车牵引铅酸蓄电池自动补水系统的控制流程示意图；

图17是叉车牵引铅酸蓄电池自动补水系统的控制电路图。

图中1、控制单元壳体；2、水箱；3、三通接头；4、蓄电池；5、分控液进水阀；6、主控液进水阀；7、出水管路；71、供水支路；8、支架；9、流量传感器；91、上壳体；92、密封圈；93、叶片；94、下壳体；95、磁铁；10、单向泄压阀；101、进水壳体；102、第一密封圈；103、第二密封圈；104、分流堵头；105、弹簧；106、出水壳体；107、第一安装槽；108、第二安装槽；11、三路两通接头；12、回水接头；13、进水接头；14、出水接头；15、抽水马达；16、电路板；17、变径三通；18、控制阀主体；19、上盖；191、显示窗；20、进水三通；21、进水密封圈；22、进水孔；23、分流器；24、延长杆；241、显色部；25、主体密封圈；26、活动杠杆；27、止流阀；28、止流阀口；29、主控液位传感器；30、浮漂；31、回水管路。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

如图1和图2所示，一种牵引铅酸蓄电池自动补水系统，包括补水装置、控制器、单向泄压阀10、流量传感器9及主控液位传感器29，补水装置、流量传感器9和主控液位传感器29分别与控制器信号连接；

其中，补水装置包括出水管路7、回水管路31、水箱2、抽水马达15及多个注液阀，水箱2与抽水马达15的入水口相连通，抽水马达15的出水口通过出水管路7与多个注液阀相连通；每个电池组内能对应地设置一个注液阀，主控液位传感器29设置于注水末端的电池组内的注液阀内；单向泄压阀10和流量传感器9安装于回水管路31中；控制器能够接收主控液位传感器29发出的补水信号以启动抽水马达15对蓄电池4进行补水，各电池组补水完成后多个注液阀自行关闭，水由回水管路31回流并通过水的压力将单向泄压阀10打开，回水经单向泄压阀10进入流量传感器9，控制器根据流量传感器9反馈的信号诊断补水完成并控制抽水马达15关闭。水箱2通过支架8安装在蓄电池4的上侧。

构成蓄电池4的每个电池组中均设置有一个注液阀，当电池组缺水时位于电池组末端注液阀中的主控液位传感器29向控制器发出补水信号，控制器启动抽水马达15，水经过出水管路7向各个注液阀进行补水，每个电池组加满后其对应的注液阀关闭，向下个电池组补水；电池组补水完成后，各注液阀自动关闭；此时回水管路31中压力增大将单向泄压阀10冲开，水经过单向泄压阀10进入流量传感器9，由流量传感器9计量流量并将信号传输至控制器，控制器来诊断电池组的水位是否全部加满，控制器根据出水流量和回水流量值的比对，两者相同则判定已加满，控制器控制抽水马达15关闭，从而完成对铅酸蓄电池4的全自动加注水动作，与现有依靠重力补水的方式相比，非常便捷高效，避免了因维护不及时导致铅酸蓄电池4失水，造成蓄电池4失效的现象，有效地增加了铅酸蓄电池4的使用寿命。

作为可选地实施方式，多个注液阀由多个分控液进水阀5和至少一个主控液进水阀6构成，主控液进水阀6位于注水末端的电池组内，且主控液位传感器29安装于主控液进水阀6中。

主控液进水阀6与分控液进水阀5的区别在于，用于向控制器发出补水信号的主控液位传感器29设置于主控液进水阀6内；主控液进水阀6放置于补水末端的电池组内，其他所有电池组中均放置了分控液进水阀5。

作为可选地实施方式，如图4-图11所示，注液阀包括控制阀主体18、进水三通20、分流器23、延长杆24、活动杠杆26、止流阀27和浮漂30，分流器23和设置于控制阀主体18的容置腔内，进水三通20扣合卡接于控制阀主体18；延长杆24的下端与浮漂30固定连接，延长杆24的中段可滑动套设于分流器23的底部；进水三通20的进水口连通于出水管路7，进水三通20的出水口与分流器23的进水口连通，止流阀27可滑动设置于分流器23的出水口；活动杠杆26的第一端可转动设置于延长杆24，分流器23具有凸起支点，活动杠杆26的第二端卡设于止流阀27。

当液面升高时，浮漂30带动延长杆24向上运动，延长杆24带动活动杠杆26运动，活动杠杆26的第一端向上运动，活动杠杆26在凸起支点的作用下其第二端向下运动，从而下压带动止流阀27向下运动，止流阀的堵头与分流器23的出水口密封，此组电池组加液完成，液体分流至下一组加液电池组；反之，浮漂30下降时，浮漂30及延长杆24在重力的作用下下降并带动止流阀27上移，分流器23的出水口通道打开，进行补水。

如图7所示，控制阀主体18与进水三通20扣位相连。如图6所示，加满液后注液阀内进水通道形成了一密封空间，进水通道不再进水。分流器23注塑成型时为一体，组装时分为两件，参见图10和图11。

作为可选地实施方式，如图9所示，注液阀还包括上盖19，上盖19具有显示窗191；延长杆的上端向上延伸形成显色部，显色部与显示窗191对应设置。增加显色功能，在手动模式或控制器故障时也可以观察补水情况，提升系统的可靠性。

分控液进水阀5和主控液进水阀6基本功能均是水满自停，分控液进水阀5所在电池组中水加满后靠显色观察是否加满，只能每只分别观察；而主控液进水阀6是安装在加水系统的末端，位于最后一个加满水的电池组中，它水满后主控液位传感器29会把信号传给控制器的电路板16，控制器控制报警灯，观察报警灯可知加水状况，因此不用再观察每组电池是否加满。

作为可选地实施方式，补水装置还包括变径三通17，变径三通17的进水口连通于抽水马达15的出水口，变径三通17的两个出水口分别连通于出水管路7和回水管路31。

补水完成后水由回水管路31返回并通过变径三通17与出水管路7连通，能在关闭抽水马达15前在补水系统内部形成一内循环，防止水管爆裂。

作为可选地实施方式，如图3所示，补水系统还包括控制单元壳体1，控制器的电路板16、变径三通17、抽水马达15、单向泄压阀10和流量传感器9均设置于控制单元壳体1内；且控制单元壳体1上设置有进水接头13、出水接头14和回水接头12。这种方式便于集中控制。

进水接头13的两端分别与水箱2和变径三通17的进口连通，变径三通的第一出水口再与抽水马达15的进水口连通；出水接头14的两端分别与抽水马达15的出水口和前端注水阀的入水口连通；回水接头12的两端分别与末端的注水阀及单向泄压阀10的进水口相连通。

作为可选地实施方式，如图12-图14所示，单向泄压阀10包括进水壳体101、分流堵头104、弹簧105和出水壳体106，进水壳体101与出水壳体106相卡接并形成容置腔，分流堵头104封堵并轴向可滑移设置于容置腔靠近进水壳体101的一侧，弹簧105的第一端套设抵接于分流堵头104，弹簧105的第二端与出水壳体106的内壁抵接。

进水壳体101的内壁具有锥形面，分流堵头104具有锥形段，在弹簧105的作用下锥形段封堵于锥形面处。

分流堵头104上开设有第一安装槽107，第一安装槽107内设置有单向泄压阀10密封圈92；出水壳体106靠近进水壳体101的一侧开设有第二安装槽108，第二安装槽108内设置有堵头密封圈92。

当电池箱内水加满后，由回水管路31进入到单向泄压阀10的进水口，水压慢慢加大，达到一定压力后，冲开分流堵头104,弹簧105被压缩，分流堵头104向出水壳体106侧移动，在进水壳体101和分流堵头104的封堵锥面处回密封7处打开，水从出水口处流出；进水马达关闭后，水流压力减小，弹簧105回弹推动分流堵头104与进水壳体101处密封，水流关闭。

作为可选地实施方式，如图15所示，流量传感器9包括上壳体91、下壳体94、叶轮和磁铁95，上壳体91和下壳体94上分别设置有出水口和进水口，叶轮设置于上壳体91和下壳体94之间形成的空腔内；两块磁铁95设置于叶轮的叶片93上端。

当水从进水口进入壳体后，带动叶轮转动，叶轮上端装有两块小磁铁95，叶轮在转动时，通过电磁感应将实时数据传输出去，可通过实时数据对电池组加水状况进行精确判定。进水流量和出水流量的数据相同时，表征水已全部加满。

作为可选地实施方式，如图1所示，补水装置还包括进水三通接头3和回水三通接头3，出水管路7包括两条并联的供水支路71，每一条供水支路71中具有多个分控液进水阀5和一个主控液进水阀6；进水三通接头3位于出水管路7和两条供水支路71的连接处，回水三通接头3位于两条供水支路71与回水管路31的连接处。

采用两条供水支路71，提高了补水速度，效率更高。每条供水支路71中的注水阀均为串连。

作为可选地实施方式，主控液位传感器29为光电开关。

主控液位传感器29为槽式光电开关，采用标准的U字型结构，其发射器和接收器分别位于U型槽的两边，并能形成一光轴，当延长杆24随浮漂30上移时，经过U型槽且阻断光轴时，光电开关就产生了开关量信号，传输至控制器。

本发明具体实施方式提供的一种叉车牵引铅酸蓄电池自动补水系统的工作过程如下：(主要控制流程参见图16，控制电路图参见图17)

当蓄电池液面低于浮漂时，注液阀的浮漂30下沉。分控液进水阀5打开，主控液进水阀6同步打开并向控制器发出补水信号，控制器的电路板接收信号，红灯开始闪烁，打开控制器开关，启动抽水马达15，从水箱2内将补充液抽出，经过控制单元壳体1内的变径三通17，将水沿着水管经过出水接头14，连接到蓄电池的进水三通接头3，由两侧支路分流进水。电池组补液完成后，浮漂30上浮，关闭分控液进水阀5的进水通道。水流汇于回水三通接头3处，此时主控液进水阀6的浮漂30上浮，其内置的主控液位传感器29发送信号到控制器，水满绿灯闪烁。此时水由回水三通接头3处经过回水管流到控制单元壳体1上的回水接头12，并汇集于单向泄压阀10的进水口处，当水压加大时，单向泄压阀10受水压冲击打开，水流流向流量传感器9，控制器根据流量传感器9反馈的数据分析判断水加满后，控制器控制并关闭抽水马达15。抽水马达15关闭前，多余的水回流至控制单元壳体1内的变径三通17，与出水管路7形成一个回路，防止水流汇集造成爆管。加液完成之后，控制器进入息屏休眠状态，全自动加注水动作完成。图17中，R1和R2为100Ω限流电阻，R3、R4和R5为510Ω限流电阻；LED₁、LED₂和LED₃均为指示灯。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种牵引铅酸蓄电池自动补水系统，其特征在于，包括补水装置、控制器、单向泄压阀、流量传感器及主控液位传感器，所述补水装置、所述流量传感器和所述主控液位传感器分别与所述控制器信号连接；

其中，所述补水装置包括出水管路、回水管路、水箱、抽水马达及多个注液阀，所述水箱与所述抽水马达的入水口相连通，所述抽水马达的出水口通过所述出水管路与多个注液阀相连通；每个电池组内能对应地设置一个所述注液阀，所述主控液位传感器设置于注水末端的电池组内的所述注液阀内；所述单向泄压阀和所述流量传感器安装于所述回水管路中；所述控制器能够接收所述主控液位传感器发出的补水信号以启动所述抽水马达对蓄电池进行补水，各电池组补水完成后多个所述注液阀自行关闭，水由所述回水管路回流并通过水的压力将所述单向泄压阀打开，回水经所述单向泄压阀进入所述流量传感器，所述控制器根据所述流量传感器反馈的信号诊断补水完成并控制所述抽水马达关闭。

2.根据权利要求1所述的牵引铅酸蓄电池自动补水系统，其特征在于，多个所述注液阀由多个分控液进水阀和至少一个主控液进水阀构成，所述主控液进水阀位于注水末端的电池组内，且所述主控液位传感器安装于所述主控液进水阀中。

3.根据权利要求1所述的牵引铅酸蓄电池自动补水系统，其特征在于，所述注液阀包括控制阀主体、进水三通、分流器、延长杆、活动杠杆、止流阀和浮漂，所述分流器和设置于所述控制阀主体的容置腔内，所述进水三通扣合卡接于所述控制阀主体；所述延长杆的下端与所述浮漂固定连接，所述延长杆的中段可滑动套设于所述分流器的底部；所述进水三通的进水口连通于所述出水管路，所述进水三通的出水口与所述分流器的进水口连通，所述止流阀可滑动设置于所述分流器的出水口；所述活动杠杆的第一端可转动设置于所述延长杆，所述分流器具有凸起支点，所述活动杠杆的第二端卡设于所述止流阀。

4.根据权利要求3所述的牵引铅酸蓄电池自动补水系统，其特征在于，所述注液阀还包括上盖，所述上盖具有显示窗；所述延长杆的上端向上延伸形成显色部，所述显色部与所述显示窗对应设置。

5.根据权利要求1所述的牵引铅酸蓄电池自动补水系统，其特征在于，所述补水装置还包括变径三通，所述变径三通的进水口连通于所述水箱，所述变径三通的第一出水口经过所述抽水马达后连通于所述出水管路，所述变径三通的第二出水口连通于所述回水管路。

6.根据权利要求5所述的牵引铅酸蓄电池自动补水系统，其特征在于，还包括控制单元壳体，所述控制器的电路板、所述变径三通、所述抽水马达、所述单向泄压阀和所述流量传感器均设置于所述控制单元壳体内；且所述控制单元壳体上设置有进水接头、出水接头和回水接头。

7.根据权利要求1所述的牵引铅酸蓄电池自动补水系统，其特征在于，所述单向泄压阀包括进水壳体、分流堵头、弹簧和出水壳体，所述进水壳体与所述出水壳体相卡接并形成容置腔，所述分流堵头封堵并轴向可滑移设置于所述容置腔靠近所述进水壳体的一侧，所述弹簧的第一端套设抵接于所述分流堵头，所述弹簧的第二端与所述出水壳体的内壁抵接。

8.根据权利要求1所述的牵引铅酸蓄电池自动补水系统，其特征在于，所述流量传感器包括上壳体、下壳体、叶轮和磁铁，所述上壳体和所述下壳体上分别设置有出水口和进水口，所述叶轮设置于所述上壳体和所述下壳体之间形成的空腔内；两块所述磁铁设置于所述叶轮的叶片上端。

9.根据权利要求2所述的牵引铅酸蓄电池自动补水系统，其特征在于，所述补水装置还包括进水三通接头和回水三通接头，所述出水管路包括两条并联的供水支路，每一条供水支路中具有多个所述分控液进水阀和一个主控液进水阀；所述进水三通接头位于所述出水管路和两条所述供水支路的连接处，所述回水三通接头位于两条所述供水支路与所述回水管路的连接处。

10.根据权利要求1所述的牵引铅酸蓄电池自动补水系统，其特征在于，所述主控液位传感器为光电开关。

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