CN213520058U - 一种液流电池电解液回路气柱断路装置 - Google Patents

Abstract

一种液流电池电解液回路气柱断路装置，包括驱动装置，气柱生成机构，气柱输送管和电解液回路管；气柱生成机构包括活塞缸，活塞头和活塞杆；驱动装置与活塞杆相连驱动活塞头在活塞缸内往复运动；活塞缸上设置有两个单向连通机构，分别连接气体入口和气柱输送管；气柱输送管与电解液回路管相连接。本实用新型装置结构简单、设计合理，操作简便，可控性强，成本较低。可以通过较低的装置成本解决液流电池电解液回路气柱断路问题，降低电解液电容量的流失。驱动装置可以使用液压缸等常用驱动设备替换，成本较低。可以精确控制气柱生成速度。还可以通过改变活塞缸进出气口口径大小来控制气柱体积大小，以保证电解液回路中的液体被完全隔绝间断。

Description

一种液流电池电解液回路气柱断路装置

技术领域

本实用新型属于液流电池技术领域，特别是涉及一种析氢类液流电池系统中的液流电池电解液回路气柱断路装置。

背景技术

液流电池是一种新型无污染化学储能电源，具有容量高、使用领域（环境）广、循环使用寿命长的特点，是目前最具有应用前景的电化学储能系统之一。随着液流电池技术不断发展和完善，如何能更高效率的提升电池效率，如何控制好电解液中的电池容量也是最为关键的环节之一。液流电池电堆在循环充放电的时候，整个系统处于封闭循环状态，如果电堆电池中产生电化学反应的电解液与储罐中未发生反应的不带电量的电解液连接构成完整回路，就会因为电解液的导电性均分电量，这样就降低了单个充放电循环的电容量储存释放效率，造成不必要的浪费，同时会减少液流电池有效循环寿命。

目前对液流电池充放电时电解液中电容量的控制和回路阻断研究较少，并且是通过在管路中打入气泡进行电路回路阻断。但是气泡打入装置需为定制的泵类装置，构造较为复杂，成本也比较高，不能准确的控制气泡的打入量和打入速率。

发明内容

本实用新型目的在于针对现有的气泡打入装置存在的缺陷，提供一种装置成本低，控制精度高，能够解决液流电池系统中电堆与电解液储罐构成的回路系统导致整体电容量充放电效率下降流失问题的液流电池电解液回路气柱断路装置。

本实用新型为实现上述目的，采用如下技术方案：

一种液流电池电解液回路气柱断路装置，其特征在于：其包括驱动装置，气柱生成机构，气柱输送管和电解液回路管；所述气柱生成机构包括活塞缸，设置在所述活塞缸内的活塞头，和与所述活塞头连接的活塞杆；所述驱动装置与所述活塞杆相连驱动所述活塞头在所述活塞缸内往复运动；所述活塞缸上设置有两个单向连通机构，分别连接气体入口和所述气柱输送管；所述气柱输送管与所述电解液回路管相连接。驱动装置驱动活塞头往复运动，通过单向连通机构的控制间歇性的吸入气体，间歇性的经气柱输送管向电解液回路管输出一定距离的气柱将电解液分离，实现电解液回路阻断。

其进一步特征在于：所述单向连通机构为通过密封垫紧固钉一端固定的活塞缸气口密封垫；所述气体入口处的所述活塞缸气口密封垫设置在所述活塞缸内侧，连接所述气柱输送管的气体出口处的所述活塞缸气口密封垫设置在所述活塞缸外侧。活塞缸气口密封垫的设置结构简单，能够保证气体入口吸入气体时，气体出口保持封闭；气体出口输出气体时，气体入口保持封闭，从而间歇性的形成气柱。

优选的：所述活塞缸气口密封垫设置在所述活塞缸端面上，结构更为紧凑，便于加工。

其进一步特征还在于：所述气柱输送管连接所述电解液回路管的下侧部分，所述气柱输送管最高处水平管路高于所述电解液回路管最高处管路位置。气柱输送管的最高处水平管路位置保证高于电解液回路管最高处管路位置则很好的利用连通器原理，保证该装置只有气柱推进电解液回路管中，而没有电解液回流到气柱输送管甚至活塞缸中。

优选的：所述驱动装置为电机，所述电机输出轴上设置有凸轮，所述凸轮与所述活塞杆相连接。采用电机作为驱动装置，可以方便的通过调节电机的转动速度来控制气柱生成的间隔时间。

所述活塞头外圆周上设置有至少一道活塞头密封圈。活塞头密封圈可以防止活塞头与活塞缸之间气体泄漏，提高工作效率。

所述活塞缸气口密封垫材质为聚丙烯类聚合物或金属。上述材质具有一定的刚性，能够在封闭气体出口和气体入口的同时，保证气体的输入输出量，也便于加工。

本实用新型具有以下优点：

1）装置结构简单、设计合理，操作简便，可控性强，成本较低。

2) 可以通过较低的装置成本解决液流电池电解液回路气柱断路问题，降低电解液电容量的流失。

3) 驱动装置可以使用液压缸等常用驱动设备替换，成本较低。

4) 可以通过改变凸轮结构尺寸和电机转速来精确控制气柱生成速度。

5) 可以通过改变活塞缸进出气口口径大小来控制气柱体积大小，以保证电解液回路中的液体被完全隔绝间断。

6) 连通器原理，解决了往电解液回路打入气柱时部分电解液会回流到气缸中造成装置失效。

附图说明

图 1 为本实用新型结构示意图。

图 2 活塞缸局部放大示意图。

具体实施方式

如图1、2所示，所示一种液流电池电解液回路气柱断路装置，包括驱动装置、气柱生成机构和管路。

驱动装置包括由电机1和凸轮2，凸轮2设置在电机1输出轴上，凸轮2与气柱生成机构中的活塞杆通过连接销3相连接。驱动装置可以使用液压缸等常用驱动设备替换。

气柱生成机构包括活塞杆4、活塞缸5、活塞头9。活塞头9设置在活塞缸5内，活塞头9外圆周上设置有塞至少一道活塞头密封圈8。活塞杆4带动活塞头9在活塞缸5内往复运动。活塞缸5端部具有气体入口和气体出口。气体入口处的活塞缸5内侧，通过密封垫紧固钉10一端固定有一个活塞缸气口密封垫11；气体出口处的活塞缸5外侧，通过密封垫紧固钉10一端固定有另一个活塞缸气口密封垫11。活塞缸气口密封垫材质为聚丙烯类聚合物或金属。

管路部分由气柱输送管6和电解液回路管7构成。管气柱输送管6左端与气柱生成机构的气体出口管端相连接，右端直接连接电解液回路管7的下侧部分，其中气柱输送管6最高处水平管路高于电解液回路管7最高处管路位置。

本实用新型工作时，调整电机1的转动速率，通过力矩传递到凸轮2上进行转动带动活塞杆4做往复运动，再使装有活塞头密封圈8的活塞头9在活塞缸5中进行往复推拉循环运动。当活塞头9往左侧运动时候，气体入口处的活塞缸气口密封垫11因为气压差打开，气体出口处的活塞缸气口密封垫11则因为气压差和重力作用与活塞缸5贴合关闭出口气体管路，气体被抽入到活塞缸5中。当活塞头9往右侧运动时候，气体入口处的活塞缸气口密封垫11因为气压差和重力作用与活塞缸5贴合关闭入口气体管路，气体出口处的活塞缸气口密封垫11因为压力差打开，活塞缸5中的气体被推进气体出口管路，顺着气柱输送管6进入到电解液回路管7中，生成一定距离的气柱将电解液分离，实现电解液回路阻断。活塞头5的往复循环运动，间歇性的生成气柱。而气柱输送管6的最高处水平管路位置保证高于电解液回路管7最高处管路位置则很好的利用连通器原理，保证该装置只有气柱推进电解液回路管7中，而没有电解液回流到气柱输送管6甚至活塞缸中5。

Claims (7)

1.一种液流电池电解液回路气柱断路装置，其特征在于：其包括驱动装置，气柱生成机构，气柱输送管和电解液回路管；所述气柱生成机构包括活塞缸，设置在所述活塞缸内的活塞头，和与所述活塞头连接的活塞杆；所述驱动装置与所述活塞杆相连驱动所述活塞头在所述活塞缸内往复运动；所述活塞缸上设置有两个单向连通机构，分别连接气体入口和所述气柱输送管；所述气柱输送管与所述电解液回路管相连接。

2.如权利要求1所述的液流电池电解液回路气柱断路装置，其特征在于：所述单向连通机构为通过密封垫紧固钉一端固定的活塞缸气口密封垫；所述气体入口处的所述活塞缸气口密封垫设置在所述活塞缸内侧，连接所述气柱输送管的气体出口处的所述活塞缸气口密封垫设置在所述活塞缸外侧。

3.如权利要求2所述的液流电池电解液回路气柱断路装置，其特征在于：所述活塞缸气口密封垫设置在所述活塞缸端面上。

4.如权利要求1-3任一项所述的液流电池电解液回路气柱断路装置，其特征在于：所述气柱输送管连接所述电解液回路管的下侧部分，所述气柱输送管最高处水平管路高于所述电解液回路管最高处管路位置。

5.如权利要求1-3任一项所述的液流电池电解液回路气柱断路装置，其特征在于：所述驱动装置为电机，所述电机的输出轴上设置有凸轮，所述凸轮与所述活塞杆相连接。

6.如权利要求1-3任一项所述的液流电池电解液回路气柱断路装置，其特征在于：所述活塞头外圆周上设置有至少一道活塞头密封圈。

7.如权利要求2或3所述的液流电池电解液回路气柱断路装置，其特征在于：所述活塞缸气口密封垫材质为聚丙烯类聚合物或金属。

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