CN111975037A - 一种用于铅酸电池漏液测试试验的安全型钻孔装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于铅酸电池漏液测试试验的安全型钻孔装置,包括钻孔单元、套设在钻孔单元外并与铅酸电池的表面相适配的防护单元以及与钻孔单元电连接的断电保护系统,钻孔单元包括动力机构以及与动力机构传动连接的空心圆管,该空心圆管的底端设有锯齿。与现有技术相比,本发明空心圆管底端的锯齿将钻下来的圆片保留在空心圆管内,不会在钻透电池内壁时因高温产生环状凸起,避免了放液测试的过程中有电解液滞留在腔体,进而减小了测试误差;断电保护系统能够及时实现断电保护;密闭的防护罩及引液导管的设置,可有效防止电解液在钻透时可能会发生的迸溅或溢出现象,保护了人员环境安全。
Description
技术领域
本发明属于铅酸电池漏液测试试验技术领域,涉及一种用于铅酸电池漏液测试试验的安全型钻孔装置。
背景技术
铅酸电池是蓄电池的一种,是通过将化学能和直流电能相互转化,在放电后经充电后能复原,从而达到重复使用效果的一种蓄电池。其电解液中含有硫酸、硫酸铅等具有毒性或腐蚀性物质,电池中还含有铅、二氧化铅、硫酸铅、镉、砷等危害人身健康及生态环境的有害物质。
漏液测试是针对铅酸电池运输条件的一种测试,根据国际航空运输协会制定的《危险品规则》(IATA DGR)中的规定,含电解液的铅酸电池如未经过任何测试,运输鉴定为第8类危险品,UN编号2794;如果铅酸电池通过振动、压差测试,未进行或未通过漏液测试,运输鉴定为第8类危险品,UN编号2800;如果铅酸电池依次通过三项测试,则鉴定为“非限制性物品”。在漏液测试试验中,需要在电池侧面或底部开孔,目前大部分实验室使用的钻孔工具为工业电钻。
然而,使用工业电钻进行漏液测试试验的钻孔时,主要有以下弊端:
1、实验人员虽然带有个人防护措施,但由于内部压力存在,电解液在电池钻透时可能会发生迸溅或溢出现象,对环境设备及实验人员有一定的污染和损害。
2、由于不同种类铅酸电池的壁厚不同,在电池钻透时容易产生误差,导致电池被钻透后电钻还未停止,从而触及电极板,导致短路现象的发生。
3、当使用普通钻头时,与电池的接触面因摩擦易产生高温,导致电池外壳塑料材质软化,钻透时电池内壁会产生如图3中(a)所示的环状凸起,在放液测试的过程中会有电解液滞留在腔体内,如图3中(b)所示,进而造成测试误差。
发明内容
本发明的目的就是为了提供一种用于铅酸电池漏液测试试验的安全型钻孔装置,其结构简单,安全便利,减少了测试误差,适用于铅酸电池漏液测试试验。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
一种用于铅酸电池漏液测试试验的安全型钻孔装置,该装置包括钻孔单元、套设在钻孔单元外并与铅酸电池的表面相适配的防护单元以及与钻孔单元电连接的断电保护系统,所述的钻孔单元包括动力机构以及与动力机构传动连接的空心圆管,该空心圆管的底端设有锯齿。空心圆管的材质优选为铜。
进一步地,所述的动力机构包括直流电机以及与直流电机的输出轴相连的减速器,所述的减速器与空心圆管的顶端之间设有连接头。
进一步地,所述的锯齿呈环形布设在空心圆管的底端。环形布设的锯齿能够在铅酸电池的表面钻出一个圆孔,并且钻下来的圆片会保留在空心圆管中。
进一步地,所述的直流电机的外壳侧面设有按压手柄。
进一步地,所述的防护单元包括一上一下分别套设在空心圆管外的防护罩、引液导管,所述的空心圆管与防护罩的顶部滑动接触,所述的空心圆管与引液导管的内壁之间设有间隙,所述的防护罩的底部以及引液导管的底部均与铅酸电池的表面相接触。空心圆管与引液导管的内壁之间的间隙形成引液腔室。
进一步地,所述的防护罩呈向上凸起的半球形,并且所述的防护罩的底部与铅酸电池的表面固定连接;所述的引液导管呈竖直设置的管状,并且所述的引液导管的底部与铅酸电池的表面固定连接。
优选地,防护罩的底部、引液导管的底部与铅酸电池的表面之间均采用胶贴方式粘合在一起,并且防护罩的底部、引液导管的底部均设有便于粘合的凸缘,以更好贴合铅酸电池表面。
进一步地,所述的防护罩内设有摄像头及LED灯。
进一步地,所述的防护罩的侧面设有抽气管。
进一步地,所述的断电保护系统包括分别与直流电机及空心圆管相连的传感控制器。
进一步地,所述的空心圆管的外部还套设有一对固定轴承,两固定轴承之间设有弹簧。
本发明中,防护罩、引液导管等构成防护单元,可有效防止电解液在钻透时可能发生的迸溅或溢出现象,保护人员环境安全。本装置结构简单,具有良好的人机交互性,可以长期使用,有助于铅酸电池漏液测试试验的安全规范化,能够有效解决现有技术中的问题。
具体而言,按压手柄由实验人员手持,减速器在使用过程中起到缓解反冲力的作用。连接头连接空心圆管与减速器,空心圆管的锯齿在装置运行时高速旋转,以钻入铅酸电池表面,钻下来的圆片也可以保留在空心圆管中。固定轴承间内接弹簧,保证空心圆管在内圈可以上下滑动。防护罩在装置运行中起到保护作用,防止电解液的迸溅及溢出。抽气管可使防护罩内气压小于外界大气压,从而使防护罩牢固固定在铅酸电池表面。引液导管在电解液溢出时可起到引流的作用。直流电机为装置运行提供电力,传感控制器连接直流电机及空心圆管,构成断电保护系统,当钻透电池时,阻力突然变小,直流电机的转速瞬间加大,超过传感控制器的预定数值后会立即切断电源。摄像头与LED灯处于防护罩内,摄像头可以实时观看到防护罩内试验情况;由于防护罩属于密封状态,需要LED灯照亮防护罩内景。
其中,防护罩应用绝缘、耐热、高强度材料制成,将安全系数最大化。空心圆管应保证适当长度,以便锯齿前缘磨损后可以截断继续使用,同时要保证实验人员的可操作性。传感控制器应可设置参数,以控制转速最大值及保证钻透之后的断电保护,使装置使用更加灵活。
与现有技术相比,本发明具有以下特点:
1)空心圆管底端的锯齿将钻下来的圆片保留在空心圆管内,不会在钻透电池内壁时因高温产生环状凸起,避免了放液测试的过程中有电解液滞留在腔体,进而减小了测试误差;
2)断电保护系统能够及时实现断电保护,当钻透电池时,阻力突然变小,直流电机的转速瞬间加大,超过传感控制器的预定数值后会立即切断电源;
3)密闭的防护罩及引液导管的设置,可有效防止电解液在钻透时可能会发生的迸溅或溢出现象,保护了人员环境安全。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图;
图2为本发明在钻孔结束后的空心圆管结构图;
图3为现有技术中使用普通钻头钻孔时电池内壁产生的环状凸起结构图(a)以及在放液测试的过程中电解液滞留在由环状凸起形成的腔体内的示意图(b);
图中标记说明:
1—直流电机、2—按压手柄、3—减速器、4—传感控制器、5—连接头、6—固定轴承、7—弹簧、8—空心圆管、9—摄像头、10—LED灯、11—防护罩、12—抽气管、13—引液导管、14—锯齿、15—铅酸电池、16—钻下来的圆片。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例:
如图1所示的一种用于铅酸电池漏液测试试验的安全型钻孔装置,包括钻孔单元、套设在钻孔单元外并与铅酸电池15的表面相适配的防护单元以及与钻孔单元电连接的断电保护系统,钻孔单元包括动力机构以及与动力机构传动连接的空心圆管8,该空心圆管8的底端设有锯齿14。
其中,动力机构包括直流电机1以及与直流电机1的输出轴相连的减速器3,减速器3与空心圆管8的顶端之间设有连接头5。锯齿14呈环形布设在空心圆管8的底端。直流电机1的外壳侧面设有按压手柄2。
防护单元包括一上一下分别套设在空心圆管8外的防护罩11、引液导管13,空心圆管8与防护罩11的顶部滑动接触,空心圆管8与引液导管13的内壁之间设有间隙,防护罩11的底部以及引液导管13的底部均与铅酸电池15的表面相接触。防护罩11呈向上凸起的半球形,并且防护罩11的底部与铅酸电池15的表面固定连接;引液导管13呈竖直设置的管状,并且引液导管13的底部与铅酸电池15的表面固定连接。防护罩11内设有摄像头9及LED灯10。防护罩11的侧面设有抽气管12。
断电保护系统包括分别与直流电机1及空心圆管8相连的传感控制器4。
空心圆管8的外部还套设有一对固定轴承6,两固定轴承6之间设有弹簧7。两固定轴承6中,上部固定轴承6的内圈与空心圆管8相连,外圈与弹簧7顶端相连;下部固定轴承6的内圈与空心圆管8滑动接触,外圈与防护罩11及弹簧7底端相连。
实验开始时,首先将防护罩11固定在铅酸电池15表面,通过抽气管12使防护罩11内大气压小于外界大气压,从而使其固定更牢固。打开防护罩11内的摄像头9及LED灯10,将空心圆管8调整至合适位置后,手持按压手柄2,通过直流电机1启动装置,空心圆管8前端有锯齿14,通过旋转钻入铅酸电池15表面。在装置运行过程中,通过与固定轴承6连接的弹簧7,使得装置在工作时空心圆管8受到铅酸电池15表面阻力回弹幅度变小。空心圆管8通过连接头5连接至减速器3,装置工作时对工作人员的手持起到缓解反冲力的作用。当电解液溢出铅酸电池15表面时,引液导管13能够疏导电解液。当锯齿14钻透电池时,阻力突然变小,直流电机1的转速瞬间加大,超过传感控制器4的预定数值后会立即切断电源。如图2所示,钻下来的圆片16保留在空心圆管8底部的锯齿14处,防止铅酸电池15表面产生环状凸起而引起积液现象。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改,并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此,本发明不限于上述实施例,本领域技术人员根据本发明的揭示,不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于铅酸电池漏液测试试验的安全型钻孔装置,其特征在于,该装置包括钻孔单元、套设在钻孔单元外并与铅酸电池(15)的表面相适配的防护单元以及与钻孔单元电连接的断电保护系统,所述的钻孔单元包括动力机构以及与动力机构传动连接的空心圆管(8),该空心圆管(8)的底端设有锯齿(14)。
2.根据权利要求1所述的一种用于铅酸电池漏液测试试验的安全型钻孔装置,其特征在于,所述的动力机构包括直流电机(1)以及与直流电机(1)的输出轴相连的减速器(3),所述的减速器(3)与空心圆管(8)的顶端之间设有连接头(5)。
3.根据权利要求2所述的一种用于铅酸电池漏液测试试验的安全型钻孔装置,其特征在于,所述的锯齿(14)呈环形布设在空心圆管(8)的底端。
4.根据权利要求2所述的一种用于铅酸电池漏液测试试验的安全型钻孔装置,其特征在于,所述的直流电机(1)的外壳侧面设有按压手柄(2)。
5.根据权利要求2所述的一种用于铅酸电池漏液测试试验的安全型钻孔装置,其特征在于,所述的防护单元包括一上一下分别套设在空心圆管(8)外的防护罩(11)、引液导管(13),所述的空心圆管(8)与防护罩(11)的顶部滑动接触,所述的空心圆管(8)与引液导管(13)的内壁之间设有间隙,所述的防护罩(11)的底部以及引液导管(13)的底部均与铅酸电池(15)的表面相接触。
6.根据权利要求5所述的一种用于铅酸电池漏液测试试验的安全型钻孔装置,其特征在于,所述的防护罩(11)呈向上凸起的半球形,并且所述的防护罩(11)的底部与铅酸电池(15)的表面固定连接;所述的引液导管(13)呈竖直设置的管状,并且所述的引液导管(13)的底部与铅酸电池(15)的表面固定连接。
7.根据权利要求5所述的一种用于铅酸电池漏液测试试验的安全型钻孔装置,其特征在于,所述的防护罩(11)内设有摄像头(9)及LED灯(10)。
8.根据权利要求5所述的一种用于铅酸电池漏液测试试验的安全型钻孔装置,其特征在于,所述的防护罩(11)的侧面设有抽气管(12)。
9.根据权利要求2所述的一种用于铅酸电池漏液测试试验的安全型钻孔装置,其特征在于,所述的断电保护系统包括分别与直流电机(1)及空心圆管(8)相连的传感控制器(4)。
10.根据权利要求2所述的一种用于铅酸电池漏液测试试验的安全型钻孔装置,其特征在于,所述的空心圆管(8)的外部还套设有一对固定轴承(6),两固定轴承(6)之间设有弹簧(7)。
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