CN118156746A - 铅酸蓄电池生产用酸液计量设备及定量供酸方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种酸液计量设备及定量供酸方法，设备包括灌酸池、定量杯、液位传感器、控制器和回酸机构，灌酸池上方设有出酸口，出酸口连通输酸管道，输酸管道上设有控制阀；灌酸池底部开设有第一和第二安装孔；定量杯嵌装在第一安装孔内，其杯口高出灌酸池池底但低于灌酸池池口；液位传感器设置在灌酸池一侧，其高度高于定量杯杯口；控制器和液位传感器、控制阀均电性连接，当液位达到阈值时，液位传感器的信号输出端向控制器的信号输入端发送电信号，控制器的信号输出端向控制阀发送信号，控制阀体关闭，出酸口停止出酸；回酸机构包括回酸筒，嵌装在第二安装孔内，其筒口不高于灌酸池池底；定量杆单位长度的体积可知，用于调整定量杯内酸液量。

Description

铅酸蓄电池生产用酸液计量设备及定量供酸方法

技术领域

本发明涉及铅酸蓄电池生产，尤其涉及一种用于铅酸蓄电池生产线的酸液计量设备及定量供酸方法。

背景技术

铅酸蓄电池属于可逆直流电源，可将化学能转变为电能，同时也可将电能转变为化学能。铅酸蓄电池主要由电解液、电池槽以及极群组成，铅酸蓄电池的电解液为硫酸溶液，其中极群主要由正极板、负极板和隔板组成，隔板主要起到储存电解液，作为氧气复合的气体通道，起到防止活性物质脱落以及正、负极之间短路的作用。

对于铅酸蓄电池来说，电解液使用硫酸溶液。铅酸蓄电池进行加酸之前，酸液需先进行计量，以确保酸液量在标定值误差范围内。

目前，现有的计量手段有两种：

1.通过控制阀和液体计量棒注酸，该注酸方式精度可靠，主要用于油料、石油化工产品、药厂药剂的储存、收发及生产的过程定量控制和管理，对于醋酸蓄电池生产商而言，液体计量棒成本过高，在本领域难以推广应用。

2.将酸液集体灌入多个定量杯，直至灌满，该方法灌装成本低、效率高，但该方法未考虑定量杯本身容积带来的误差，定量精度较低。若采用带有刻度的定量杯，则需要一个个进行灌装，此时，无论是人工还是自动灌装，计量效率均较低。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种用于铅酸蓄电池生产线的酸液计量设备，同时提供一种基于该设备的定量供酸方法，该设备结构简洁，操作方便，能够实现高精度、高效率、低成本的酸液计量需求。

技术方案：一种铅酸蓄电池生产用酸液计量设备，包括：

灌酸池，上方设有出酸口，出酸口连通输酸管道，输酸管道上设有控制阀，用于控制出酸；所述灌酸池底部开设有第一安装孔和第二安装孔；

定量杯，嵌装在第一安装孔内，所述定量杯的杯口高出灌酸池池底但低于灌酸池池口；

液位传感器，设置在灌酸池一侧，其高度高于定量杯杯口；

控制器，分别和液位传感器、控制阀电性连接，当液位达到阈值时，液位传感器向控制器发送电信号，控制器控制阀体关闭，出酸口停止出酸；

回酸机构，包括回酸筒，所述回酸筒嵌装在第二安装孔内，且回酸筒的筒口不高于灌酸池池底；

定量杆，其单位长度的体积可知，用于调整定量杯内酸液量。

在其中一个实施例中，所述定量杯的杯口开设有缺口。

在其中一个实施例中，所述回酸筒内设有挤出棒，挤出棒的外径小于回酸筒的内径。

进一步的，所述回酸机构包括驱动单元，该驱动单元和控制器电性连接，其驱动端连接挤出棒。

在其中一个实施例中，所述定量杯和第一安装孔的数量有多个，且两者数量一致。

在其中一个实施例中，所述定量杯和第一安装孔之间设有密封圈。

在其中一个实施例中，所述回酸筒和第二安装孔之间设有密封圈。

在其中一个实施例中，所述定量杆上设有刻度。

一种基于所述酸液计量设备的定量供酸方法，包括如下内容：

步骤1：测量每个定量杯灌满酸液时的重量，计算该重量和标定值的差值，计为重量误差值△₁，△₂，…，△_n，…△_(N-1)，△_N，n∈[1,N]，N为定量杯数量；

步骤2：控制阀开启，酸液通过输酸管道从出酸口注入定量杯，待定量杯内灌满酸液，酸液溢出，灌酸池内液位上升；

步骤3：液位到达液位传感器的检测头位置时，液位传感器向控制器发送闭阀信号，控制阀关闭，出酸口停止出酸；

步骤4：灌酸池内多余酸液回流到回酸筒内储存；

步骤5：根据重量和体积的数学关系式，计算误差值△₁,△₂,…,△_n,…△_(N-1),△_N对应的体积V₁,V₂,…,V_n,…V_(N-1),V_N；已知定量杆单位长度的体积v₀，计算定量杆精调高度将定量杆分别插入装满酸液的定量杯中，插入深度为h_n，完成对每个定量杯内酸液量的精调。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1.能够精准有效地对定量杯内的酸液重量进行计量调整，操作方便，实施成本低。

2.能够对多余酸液进行回收，无需管道输送即可实现回收酸液的循环利用，显著降低了设备能耗。

附图说明

图1为一实施例中酸液计量设备的立体图。

图2为一实施例中酸液计量设备的主视图。

图3为一实施例中酸液计量设备的俯视图。

图4为一实施例中酸液计量设备中主要部件的位置关系示意图。

图5为一实施例中液位传感器、控制器、驱动单元、控制阀的接线关系示意图。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，若有出现指示方位或位置关系的术语，这些术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，若有出现这些术语“第一”、“第二”，这些术语仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，若有出现术语“多个”，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等，这些术语应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现第一特征在第二特征“上”或“下”等类似的描述，其含义可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，若元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。若一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。如若存在，本申请所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

参阅图1-5，一种铅酸蓄电池生产用酸液计量设备，包括灌酸池1、输酸管道2、控制阀3、定量杯4、液位传感器5、控制器6、回酸筒7、挤出棒8、驱动单元9以及定量杆(图1-3中未示意输酸管道2、控制阀3、液位传感器5、控制器6、回酸筒7、挤出棒8、定量杆)。

灌酸池1上方设有一个或多个出酸口，出酸口连通输酸管道2，输酸管道2上设有控制阀3，用于控制出酸；灌酸池1底部开设有若干第一安装孔100和第二安装孔101。

定量杯4嵌装在第一安装孔100内，定量杯4的杯口高出灌酸池1池底但低于灌酸池1池口，定量杯4的外径尺寸和第一安装孔100的尺寸适配，两者之间优选设有密封圈，以确保酸液不渗漏。优选的，在另一个实施例中，定量杯4的杯口开设有缺口，当定量杆对定量杯4内酸液体积进行精调时，该缺口更利于酸液流出，从而提高计量精度。

液位传感器5设置在灌酸池1一侧，其高度高于定量杯4杯口，液位传感器5用于检测灌酸池1内的酸液是否达到阈值；可选的，液位传感器5包括一对检测头，当酸液达到检测头所在高度，酸液将两个检测头导通，控制器6接收该导通信号。

控制器6分别和液位传感器5、控制阀3电性连接，当液位达到阈值时，液位传感器5的信号输出端向控制器6的信号输入端发送电信号，控制器6的信号输出端向控制阀3发送电信号，控制阀体关闭，出酸口停止出酸。

回酸机构包括回酸筒7，回酸筒7嵌装在第二安装孔101内，两者之间优选设有密封圈；回酸筒7的筒口不高于灌酸池1池底，以确保在筒口打开的情况下，池内酸液能够回流到回酸筒7内；

定量杆的单位长度的体积可知，用于调整定量杯4内酸液量。

本实施例不限定出酸口的形状、数量，也不限定输酸管道2的排布方式。在其中一种优选实施例中，定量杯4有多个，其数量和第一安装孔100的数量一致；各定量杯4杯口朝上，高度基本一致，均匀分布在灌酸池1内；灌酸池1一侧或两侧设有回酸筒7。输酸管道2可以水平布置于灌酸池1上方，输酸管道2上开设多个条状出酸口，使得出酸时酸液以瀑布状流下，均匀地灌入各个定量杯4。

进一步的，回酸筒7内设有一挤出棒8，挤出棒8的外径小于回酸筒7的内径。在一个最基本的实施例中，挤出棒8全部伸入回酸筒7内，两者之间形成一间隙空间，筒口成常开状态，向定量杯4灌酸时，灌酸池1内多余的酸液会自动回流到筒内并逐渐溢满该间隙空间。当池内酸液高过各个定量杯4杯口时，表示定量杯4均灌满了酸液，此时完成了第一步。当液位达到阈值高度时，可提起挤出棒8，增加回酸筒7内间隙空间，使得多余酸液全部回流入筒内；当进行新一轮的灌酸时，将挤出棒8再次插入回酸筒7，筒内酸液被挤出，回到灌酸池并流入定量杯4，实现循环利用。在现有技术中，灌酸池1内多余的酸液只能通过管道回流到设备下方的集液箱中，再次使用时，需通过管道向上压送，相比于现有技术，本发明可以减少酸液在管道中来回的时间，并节约设备能耗。应注意的是，为了确保每个定量杯4装满酸液，酸液液位应盖过杯口，当液位到达预设高度时，再将这部分多余的酸液进行回收，因此，回酸筒7的容量应至少能够保证液位可以下降到定量杯4杯口下方，更具体来说，当杯口开设有缺口时，要确保液位下降到缺口下方。

更进一步的，为了提高设备的自动化性能，回酸机构还包括驱动单元9，该驱动单元9用于提起或放下挤出棒8。驱动单元9的信号输入端和控制器6的第二信号输出端电性连接，驱动单元9的驱动端连接挤出棒8。当池内液位到达阈值时，液位传感器5向控制器6发送信号，控制器6的第二信号输出端向驱动单元9输出驱动信号，控制驱动单元9的驱动端提起挤出棒8，回酸筒7筒口液位下降，灌酸池1内的酸液继续流入回酸筒7。

在上述设备机构的基础上，本发明提出一种定量供酸方法，步骤如下：

(1)测量每个定量杯4灌满酸液时的重量(去除定量杯本身重量)，计算该重量和标定值的差值，计为重量误差值△₁，△₂，…，△_n，…△_(N-1)，△_N，n∈[1,N]，N为定量杯数量；为了保证足够的酸液量，满灌状态下的定量杯所盛酸液重量通常超出标准值，因此默认△均为正值；

(2)控制阀3开启，酸液通过输酸管道2从出酸口注入定量杯4，待定量杯4内灌满酸液，酸液溢出，灌酸池1内液位上升；(该过程也会有部分酸液直接从出酸口流入灌酸池1)

(3)液位到达液位传感器5的检测头位置时，液位传感器5向控制器6发送闭阀信号，控制阀3关闭，出酸口停止出酸；

(4)灌酸池1内多余酸液回流到回酸筒7内储存；

(5)根据重量和体积的数学关系式，计算误差值△₁,△₂,…,△_n,…△_(N-1),△_N对应的体积V₁,V₂,…,V_n,…V_(N-1),V_N；已知定量杆单位长度的体积v₀，计算定量杆精调高度将定量杆分别插入装满酸液的定量杯4中，插入深度为h_n，此时定量杯4内会流出体积为V_n的酸液，即对应△_n的重量误差值，完成对每个定量杯4内酸液量的精调。

本发明不限定定量杆的形状、数量以及控制方式，计量过程可以是人工手动操作，也可以采用机械臂控制定量杆插入定量杯的深度。本实施例中，定量杆优选为形态均匀的柱体结构，其尺寸参数已知，根据定量杆的底部尺寸可计算底部面积，底部面积和单位长度的乘积表示单位长度对应的定量杆体积，在杆体表面不同位置标记上刻度，可以进一步方便精调操作。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种铅酸蓄电池生产用酸液计量设备，其特征在于，包括：

灌酸池(1)，上方设有出酸口，出酸口连通输酸管道(2)，输酸管道(2)上设有控制阀(3)，用于控制出酸；所述灌酸池(1)底部开设有第一安装孔(100)和第二安装孔(101)；

定量杯(4)，嵌装在第一安装孔(100)内，所述定量杯(4)的杯口高出灌酸池(1)池底但低于灌酸池(1)池口；

液位传感器(5)，设置在灌酸池(1)一侧，其高度高于定量杯(4)杯口；

控制器(6)，分别和液位传感器(5)、控制阀(3)电性连接，当液位达到阈值时，液位传感器(5)向控制器(6)发送电信号，控制器(6)控制阀体关闭，出酸口停止出酸；

回酸机构，包括回酸筒(7)，所述回酸筒(7)嵌装在第二安装孔(101)内，且回酸筒(7)的筒口不高于灌酸池(1)池底；

定量杆，其单位长度的体积可知，用于调整定量杯(4)内酸液量。

2.根据权利要求1所述的铅酸蓄电池生产用酸液计量设备，其特征在于，所述定量杯(4)的杯口开设有缺口。

3.根据权利要求1所述的铅酸蓄电池生产用酸液计量设备，其特征在于，所述回酸筒(7)内设有挤出棒(8)，挤出棒(8)的外径小于回酸筒(7)的内径。

4.根据权利要求3所述的铅酸蓄电池生产用酸液计量设备，其特征在于，所述回酸机构包括驱动单元(9)，该驱动单元(9)和控制器(6)电性连接，其驱动端连接挤出棒(8)。

5.根据权利要求1所述的铅酸蓄电池生产用酸液计量设备，其特征在于，所述定量杯(4)和第一安装孔(100)的数量有多个，且两者数量一致。

6.根据权利要求1所述的铅酸蓄电池生产用酸液计量设备，其特征在于，所述定量杯(4)和第一安装孔(100)之间设有密封圈。

7.根据权利要求1所述的铅酸蓄电池生产用酸液计量设备，其特征在于，所述回酸筒(7)和第二安装孔(101)之间设有密封圈。

8.根据权利要求1所述的铅酸蓄电池生产用酸液计量设备，其特征在于，所述定量杆上设有刻度。

9.一种基于如权利要求1-8任一所述酸液计量设备的定量供酸方法，其特征在于，包括如下内容：

步骤1：测量每个定量杯(4)灌满酸液时的重量，计算该重量和标定值的差值，计为重量误差值△₁，△₂，…，△_n，…△_(N-1)，△_N，n∈[1,N]，N为定量杯数量；

步骤2：控制阀(3)开启，酸液通过输酸管道(2)从出酸口注入定量杯(4)，待定量杯(4)内灌满酸液，酸液溢出，灌酸池(1)内液位上升；

步骤3：液位到达液位传感器(5)的检测头位置时，液位传感器(5)向控制器(6)发送闭阀信号，控制阀(3)关闭，出酸口停止出酸；

步骤4：灌酸池(1)内多余酸液回流到回酸筒(7)内储存；

步骤5：根据重量和体积的数学关系式，计算误差值△₁,△₂,…,△_n,…△_(N-1),△_N对应的体积V₁,V₂,…,V_n,…V_(N-1),V_N；已知定量杆单位长度的体积v₀，计算定量杆精调高度将定量杆分别插入装满酸液的定量杯(4)中，插入深度为h_n，完成对每个定量杯(4)内酸液量的精调。