CN214542330U - 一种数据中心用蓄电池修复装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种数据中心用蓄电池修复装置，包括修复筒、第一尾气净化罐、第二尾气净化罐、真空泵，修复筒包括圆槽状金属槽、槽盖、振子安装室、冷却室，金属槽的内部设置有最少一个容纳蓄电池的容纳槽，振子安装室的内部设置有多个超声波换能器，冷却室的内部设置有换热管，第一尾气净化罐的内部填充有将第二连管尾端完全淹没的绝缘油；第二尾气净化罐的内部填充有将第三连管尾端完全淹没的清洗水，第二尾气净化罐的内腔与真空泵的抽气端之间连通有第四连管。所述数据中心用蓄电池修复装置利用现有的正负脉冲修复对老化的铅酸蓄电池进行修复，解决现有修复过程中易温升以及废气排放问题，同时，显著提高修复效率，实施效果好。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种数据中心用蓄电池修复装置，属于蓄电池修复技术领域。
背景技术
UPS电池及以其为中心的整个供电系统，是满足数据中心供电质量的核心。若供电系统自身问题及自然原因所导致的电压不稳定、供电瞬时及长时间中断，均将会使信息系统宕机。
数据中心大规模采用铅蓄电池的理由如下：
1、铅酸电池的价格较低，是市面上可用的最具效益的备用电源。由于其他技能已经符合企业数据中心的经济负担，因此，在当前铅酸电池是具备有竞争力的价格选择的。
2、铅酸电池适用于不同的IT环境，由于内部成分的化学特性，能够在短时间里供应许多的电流，还能够在浮置或空闲下供应合理的寿命。
3、泛地缘能量云Enercloud“智慧电池”采用传统高质量的铅酸电池+高精度、高可靠性的监测模块，电脑PC端和手机APP端均可通过云平台获取数据信息，同时可提供电池异常告警。
4、比较新的铅酸电池能够自动检测并降低热失控。正确运用电池监控系统可延长密封铅酸电池的运用时长，还可避免单个电池出现问题时导致中断，达到缩短备份时长的效果。
5、铅酸电池能够供应较长的备份时长，一般是5至15分钟。
铅酸蓄电池的主要结构包括正负极板、隔板、电解液、外壳、安全阀，其中正极活性物质为二氧化铅，负极活性物质为铅。根据双极硫酸盐化理论，在放电时正负极活性物质都转化为硫酸铅，对蓄电池充电时，硫酸铅分别在正负极板上生成二氧化铅和铅放电过程中产生的硫酸铅是一种十分容易结晶的物质，当电池过放电或放完电未及时充电导致电解液中硫酸铅的浓度过高时，电解液中的硫酸铅就会结晶形成小颗粒，这些硫酸铅结晶在充电时不能再转化成活性物质，就会导致蓄电池的容量下降。这些小颗粒还会附着在极板上，降低极板与电解液的接触面积，堵塞活性物质空隙，导致蓄电池内阻增大。蓄电池在充电过程中除了主反应外，还不可避免的会产生析气反应，即会在正极产生氧气、负极产生氢气以及其他气体。此外充电时，蓄电池还会产生极化现象，极化现象会加快析气阻碍蓄电池充电，并且使蓄电池温升加快。因此想要提高失效铅酸蓄电池的容量，本质上就是要找到一种能使硫酸铅结晶重新转化为硫酸铅的方法。针对铅酸蓄电池因硫酸盐化而导致的失效问题，国内外科学家进行了大量研究。例如，常用正负脉冲对硫化的蓄电池进行修复。
正负脉冲修复原理：根据固体物理学原理：只要外部施加的电压足够大，任何绝缘物质都可以被击穿，从而失去绝缘性，恢复导电性，正脉冲正是根据这一原理击碎硫酸铅结晶，而负脉冲可以降低电池温升，消除极化现象，减少气体析出，正负脉冲相互配合实现脉冲消除硫化。
但是，现有的正负脉冲修复技术虽然能够一定程度上减少电池温升，但并不能彻底解决，尤其同时对大规模的蓄电池进行修复时，温升现象明显；同时，气体析出减少，并不能完全解决，析出的废气中含有硫酸铅颗粒，如不处理外排，易对周围环境造成影响。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术存在的不足，提供了一种数据中心用蓄电池修复装置，具体技术方案如下：
一种数据中心用蓄电池修复装置，包括修复筒、第一尾气净化罐、第二尾气净化罐、真空泵，所述修复筒包括圆槽状金属槽、安装在金属槽槽口的槽盖、安装在金属槽下方的振子安装室、安装在振子安装室下方的冷却室，所述金属槽的内部设置有最少一个容纳蓄电池的容纳槽，所述振子安装室的内部设置有多个超声波换能器，所述超声波换能器固定安装在金属槽的槽底，所述金属槽的下部设置有进气孔，所述金属槽的上部设置有出气孔，所述冷却室的内部设置有换热管，所述进气孔与换热管的出气端之间连通有第一连管；所述出气孔与第一尾气净化罐的内腔之间设置有第二连管，所述第二连管的首端与出气孔连通，所述第二连管的尾端设置在第一尾气净化罐的内部，所述第一尾气净化罐的内部填充有将第二连管尾端完全淹没的绝缘油；所述第二尾气净化罐的内腔与第一尾气净化罐的内腔之间设置有第三连管，所述第三连管的首端设置在绝缘油液面的上方，所述第二尾气净化罐的内部填充有将第三连管尾端完全淹没的清洗水，所述第二尾气净化罐的内腔与真空泵的抽气端之间连通有第四连管，所述第四连管的首端设置在清洗水液面的上方。
作为上述技术方案的改进，所述换热管的进气端安装有空气干燥器，所述空气干燥器设置在冷却室的外部。
作为上述技术方案的改进，所述冷却室的外侧设置有冷却水进水管和冷却水出水管，所述冷却水进水管的内腔和冷却水出水管的内腔均与冷却室的内腔连通，所述冷却水进水管设置在冷却水出水管的下方。
作为上述技术方案的改进，所述槽盖与金属槽的槽口螺纹连接，所述槽盖与金属槽的槽口之间设置有密封圈。
作为上述技术方案的改进，所述金属槽的侧壁设置有与容纳槽一一对应的充放电接头组件，所述充放电接头组件包括两组充放电接头，所述充放电接头包括嵌设在金属槽侧壁的外接线接头和位于金属槽内部的鳄鱼夹。
作为上述技术方案的改进，所述外接线接头包括导体，所述导体的外部套设有绝缘套，所述绝缘套的外部套设有法兰，所述导体与绝缘套固定连接，所述法兰与绝缘套固定连接，所述金属槽的侧壁设置有供绝缘套进出的安装孔，所述绝缘套与安装孔的孔壁密封连接，所述法兰与金属槽的侧壁固定连接，所述导体与鳄鱼夹之间通过导线电连接。
本实用新型所述数据中心用蓄电池修复装置利用现有的正负脉冲修复对老化的铅酸蓄电池进行修复，解决现有修复过程中易温升以及废气排放问题，同时，显著提高修复效率，实施效果好。
附图说明
图1为本实用新型所述数据中心用蓄电池修复装置的结构示意图；
图2为本实用新型所述修复筒的结构示意图；
图3为本实用新型所述外接线接头的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
如图1、2所示，所述数据中心用蓄电池修复装置，包括修复筒10、第一尾气净化罐20、第二尾气净化罐30、真空泵40，所述修复筒10包括圆槽状金属槽11、安装在金属槽11槽口的槽盖113、安装在金属槽11下方的振子安装室12、安装在振子安装室12下方的冷却室13，所述金属槽11的内部设置有最少一个容纳蓄电池的容纳槽14，所述振子安装室12的内部设置有多个超声波换能器17，所述超声波换能器17固定安装在金属槽11的槽底，所述金属槽11的下部设置有进气孔，所述金属槽11的上部设置有出气孔，所述冷却室13的内部设置有换热管19，所述进气孔与换热管19的出气端之间连通有第一连管18；所述出气孔与第一尾气净化罐20的内腔之间设置有第二连管22，所述第二连管22的首端与出气孔连通，所述第二连管22的尾端设置在第一尾气净化罐20的内部，所述第一尾气净化罐20的内部填充有将第二连管22尾端完全淹没的绝缘油21；所述第二尾气净化罐30的内腔与第一尾气净化罐20的内腔之间设置有第三连管23，所述第三连管23的首端设置在绝缘油21液面的上方，所述第二尾气净化罐30的内部填充有将第三连管23尾端完全淹没的清洗水31，所述第二尾气净化罐30的内腔与真空泵40的抽气端之间连通有第四连管32，所述第四连管32的首端设置在清洗水31液面的上方。所述第四连管32的尾端与真空泵40的抽气端连通。
在本实施例中，采用正负脉冲修复技术对老化的铅酸蓄电池进行修复。修复实验采用的是端电压为12V的铅酸蓄电池，根据脉冲修复原理，若脉冲电压过低则不能击碎硫酸铅结晶达不到修复效果，若采用过高的脉冲电压，会对铅酸蓄电池内部造成不可逆损伤，故采用电源输出15V电压给主电路供电，脉冲修复电路、谐振修复电路以及继电器构成了修复系统主电路。正负脉冲修复技术属于比较成熟的电池修复技术，详见如，青岛大学的吴艺明等研究的“一种铅酸蓄电池复合修复系统的设计”技术。
进一步地，为保证进入到金属槽11内部的空气为干燥空气；所述换热管19的进气端安装有空气干燥器110，所述空气干燥器110设置在冷却室13的外部。所述金属槽11能够对空气中的水分进行过滤，同时还能够有效过滤杂物，如飞絮；空气干燥器110可选用昱晟净化技术(大连)有限公司的小型空气干燥设备。
进一步地，所述冷却室13的外侧设置有冷却水进水管112和冷却水出水管111，所述冷却水进水管112的内腔和冷却水出水管111的内腔均与冷却室13的内腔连通，所述冷却水进水管112设置在冷却水出水管111的下方。所述冷却水进水管112外接冷却水源，从冷却水出水管111处回水。4-10℃的冷却水进入到冷却室13的内部，能够对换热管19内部的气体进行冷却换热，从而使其变成温度较低的冷空气。同时，还能够降低振子安装室12内部的温度，降低超声波换能器17工作时产生的温度。
进一步地，为方便安装；所述槽盖113与金属槽11的槽口螺纹连接，所述槽盖113与金属槽11的槽口之间设置有密封圈。
进一步地，为方便安装使用；所述金属槽11的侧壁设置有与容纳槽14一一对应的充放电接头组件，所述充放电接头组件包括两组充放电接头，所述充放电接头包括嵌设在金属槽11侧壁的外接线接头15和位于金属槽11内部的鳄鱼夹16。其中，如图3所示，所述外接线接头15包括导体151，所述导体151的外部套设有绝缘套152，所述绝缘套152的外部套设有法兰153，所述导体151与绝缘套152固定连接，所述法兰153与绝缘套152固定连接，所述金属槽11的侧壁设置有供绝缘套152进出的安装孔，所述绝缘套152与安装孔的孔壁密封连接，所述法兰153与金属槽11的侧壁固定连接，所述导体151与鳄鱼夹16之间通过导线电连接。
在本实施例中，将待修复的铅酸蓄电池放入到容纳槽14，容纳槽14与铅酸蓄电池正好卡紧，然后将两个鳄鱼夹16分别与待修复的铅酸蓄电池的正负极相连接，所述导体151与外界的脉冲电压源相连接，如此脉冲电压源能够对待修复的铅酸蓄电池持续给予15V脉冲电压，对待修复的铅酸蓄电池进行充放电，具体充放电的过程在此不再赘述。然后将槽盖113与金属槽11的槽口螺纹连接，使得金属槽11的内部变成封闭的空间。其次，启动超声波换能器17、真空泵40，同时，给冷却室13的内部通入冷却水；然后，对待修复的铅酸蓄电池进行正负脉冲修复，修复过程中，由于超声波换能器17作业产生的高频振动，使得容纳槽14处的铅酸蓄电池的内部硫酸铅结晶更易从极板处脱落，脱落的硫酸铅颗粒在负压的作用下，易随着气流从铅酸蓄电池的内部排出，最终疏通铅酸蓄电池内部活性物质空隙，显著降低铅酸蓄电池内阻。在脉冲修复的过程中，由于产生析气反应产生的废气会在负压的作用下，带动硫酸铅颗粒随着气流从铅酸蓄电池的内部排出。真空泵40作为负压源，金属槽11内部的气体依次通过出气孔、第二连管22、绝缘油21、第三连管23、清洗水31、第四连管32，最终被真空泵40抽出，在该过程中，带有硫酸铅颗粒的废气先是被绝缘油21过滤，使其含有的硫酸铅颗粒被绝缘油21截留，绝缘油21优选采用植物油，一方面能够过滤固体颗粒杂质，另一方面，能够有效保证水汽进入到金属槽11的内部，保证金属槽11内部足够干燥，维持金属槽11内部具有足够的绝缘性，避免在脉冲修复的过程中发生击穿；清洗水31优选用自来水，能够对废气中的有害气体进行洗涤，最终被真空泵40抽走的气体能够直接外排至大气中。第一尾气净化罐20、第二尾气净化罐30的独特布管设计，能够有效防止逆流发生。在进气时，由于空气干燥器110能够保证进气的干燥性，外界空气在换热管19内部进行换热被冷却，然后通过第一连管18、进气孔进入到金属槽11的内部，降低由于正负脉冲修复以及超声波换能器17作业带来的热反应，避免修复过程中过热影响到铅酸蓄电池。
在上述实施例中，所述数据中心用蓄电池修复装置利用现有的正负脉冲修复对老化的铅酸蓄电池进行修复，解决现有修复过程中易过热以及废气排放问题，由于采用超声波振动技术辅助修复，由于高频振动会促使蓄电池内部的硫酸铅颗粒会随着析气一起外排，加快硫酸铅结晶的脱离，从而显著提高修复效率，以单台2250Ah的蓄电池来说，修复效率提升有33.5～37.1％。由于超声波振动过程中会造成温升，再加上如果金属槽11的内部同时对大量的铅酸蓄电池进行修复，铅酸蓄电池本身的温升，只有通过采用冷却气体来解决温升问题，同时，冷却气体还能够将铅酸蓄电池内部的硫酸铅颗粒以及析气给带出，一举多得。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种数据中心用蓄电池修复装置，其特征在于：包括修复筒(10)、第一尾气净化罐(20)、第二尾气净化罐(30)、真空泵(40)，所述修复筒(10)包括圆槽状金属槽(11)、安装在金属槽(11)槽口的槽盖(113)、安装在金属槽(11)下方的振子安装室(12)、安装在振子安装室(12)下方的冷却室(13)，所述金属槽(11)的内部设置有最少一个容纳蓄电池的容纳槽(14)，所述振子安装室(12)的内部设置有多个超声波换能器(17)，所述超声波换能器(17)固定安装在金属槽(11)的槽底，所述金属槽(11)的下部设置有进气孔，所述金属槽(11)的上部设置有出气孔，所述冷却室(13)的内部设置有换热管(19)，所述进气孔与换热管(19)的出气端之间连通有第一连管(18)；所述出气孔与第一尾气净化罐(20)的内腔之间设置有第二连管(22)，所述第二连管(22)的首端与出气孔连通，所述第二连管(22)的尾端设置在第一尾气净化罐(20)的内部，所述第一尾气净化罐(20)的内部填充有将第二连管(22)尾端完全淹没的绝缘油(21)；所述第二尾气净化罐(30)的内腔与第一尾气净化罐(20)的内腔之间设置有第三连管(23)，所述第三连管(23)的首端设置在绝缘油(21)液面的上方，所述第二尾气净化罐(30)的内部填充有将第三连管(23)尾端完全淹没的清洗水(31)，所述第二尾气净化罐(30)的内腔与真空泵(40)的抽气端之间连通有第四连管(32)，所述第四连管(32)的首端设置在清洗水(31)液面的上方。
2.根据权利要求1所述的一种数据中心用蓄电池修复装置，其特征在于：所述换热管(19)的进气端安装有空气干燥器(110)，所述空气干燥器(110)设置在冷却室(13)的外部。
3.根据权利要求1所述的一种数据中心用蓄电池修复装置，其特征在于：所述冷却室(13)的外侧设置有冷却水进水管(112)和冷却水出水管(111)，所述冷却水进水管(112)的内腔和冷却水出水管(111)的内腔均与冷却室(13)的内腔连通，所述冷却水进水管(112)设置在冷却水出水管(111)的下方。
4.根据权利要求1所述的一种数据中心用蓄电池修复装置，其特征在于：所述槽盖(113)与金属槽(11)的槽口螺纹连接，所述槽盖(113)与金属槽(11)的槽口之间设置有密封圈。
5.根据权利要求1所述的一种数据中心用蓄电池修复装置，其特征在于：所述金属槽(11)的侧壁设置有与容纳槽(14)一一对应的充放电接头组件，所述充放电接头组件包括两组充放电接头，所述充放电接头包括嵌设在金属槽(11)侧壁的外接线接头(15)和位于金属槽(11)内部的鳄鱼夹(16)。
6.根据权利要求5所述的一种数据中心用蓄电池修复装置，其特征在于：所述外接线接头(15)包括导体(151)，所述导体(151)的外部套设有绝缘套(152)，所述绝缘套(152)的外部套设有法兰(153)，所述导体(151)与绝缘套(152)固定连接，所述法兰(153)与绝缘套(152)固定连接，所述金属槽(11)的侧壁设置有供绝缘套(152)进出的安装孔，所述绝缘套(152)与安装孔的孔壁密封连接，所述法兰(153)与金属槽(11)的侧壁固定连接，所述导体(151)与鳄鱼夹(16)之间通过导线电连接。
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