DE1955905A1 - Fuellvorrichtung fuer Fluessigkeiten - Google Patents

Description

ÖOÜED-SATIONAI. BATTERIES ING,
First National Bank Building»
St. faul, Minnesota / V.St.A«

Ptt entanmeldung

Füllvorrichtung für !Flüssigkeiten

Die Erfindung "betrifft eine Vorrichtung zum Umfüllen von !Flüssigkeiten, insbesondere eine Vorrichtung zum Pullen einer AkkumulatorSatterie mit einem flüssigen Elektrolyten«

Die bisher bekannten Vorrichtungen zum Füllen einer Akkumulatorbatterie mit einem flüssigen Elektrolyten bestanden aus zwei koaxialen Rohren» von denen sich eines innerhalb des anderen befand« Die elektrolytisch^ Flüssigkeit wurde durch das innen gelegene Rohr zugeführt und der ringförmige Durchlasskanal zwischen der Innenwand des Aussenrohres und der Aussenwand des Innenrohres wurde unter Vakuum gesetzt« Durch das in dem ringförmigen Durohlaeskanal herrschende Vakuum wurde' die überschüssige elektrolytlaehe Flüssigkeit abgezogen, wenn der Flüssigkeitsstand in dem Behälter das

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untere Ende des ringförmigen Durchlasskanals erreichte» Notwendigerweise wurden diese Vorrichtungen koaxial konstruiert, damit sie leicht durch die ringförmige öffnung in der oben gelegenen Abschlusswand des Akkumulatorbehältera hindurch gingen. Normalerweise wurde diese öffnung so klein wie möglich gehalten, um Schwierigkeiten "bei der Abdichtung und Flüssigkeitsverlust durch den Deckel des Batteriedeckels zu Vermeiden. Daher bediente sich das wirksamste Verfahren zum Pullen einer Akkumulatorbatterie zweier koaxialer Rohre, von denen eines die elektrolytische Flüssigkeit zuführte und das andere die überschüssige Flüssigkeit abführte, wenn der Spiegel der

' elektrolytischen Flüssigkeit den unteren leil des Durchlasskanaln erreichte. Der ringförmige Durchlasskanal der bekannten Ftillvorriehtungen hatte jedoch eine Neigung sich zu verstopfen, weil bei der Herstellung der Akkumulatorbatterie unvermeidlich eine gewisse Menge von Verunreinigungen und anderen fremden Material in den Behälter gerät. Diese Verunreinigungen und fremden Materialien schwimmen oben auf der elektrolyt is chen

, Flüssigkeit und werden durch den ringförmigen Durchlasskanal abgezogen. Diese Verunreinigungen verstopfen den ringförmigen Durchlasskanal, der daher eine häufige Reinigung erfordert. Diese Reinigung des Durchlasskanals ist schwierig und zeitraubend, weil das innere Zuführrohr entfernt werden muBS, ehe j der aussen gelegene Durchlasskanal gereinigt werden kann. Wegen des geringen Abstandes zwischen den beiden Rohren können bereits verhältnismässig kleine Teilchen der Verunreinigung und des anderen fremden Materials den ringförmigen Durchlasskanal zwischen dem Innenrohr und Aussenrohr schnell verstopfen.

Die Erfindung betrifft eine verbesserte Füllvorrichtung mit _f einem ringförmigen Einlasskanal für die Zuführung der Flüssig- · keit in den Behälter und einem zylindrischen Auslasskanal für das Abführen der überschüssigen Flüssigkeit aus dem Behälter. Aber die blosse Umkehrung der Kanäle für das Zuführen und Ableite-Df der Flüssigkeit ist für die Schaffung einer befriedigenden Vorrichtung zum Umfüllen von Flüssigkeit unter Einhaltung

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eines bestimmten PlüsBigkeitsspiegels noch nicht genügend. Bei der Umkehrung der Zuführ- und Ableitkanäle und durch die Zufuhr der Flüssigkeit durch den ringförmigen Durchlasskanal auaθerhalb des «vlindrischen Auslasskanal wurde entdeckt, dass die an das Innenrohr angeschlossene Vakuumquelle einen Teil der in den Behälter eintretenden Flüssigkeit absaugte. Auf der Ausseuseite de» innenrohres flieest eine dünne ringförmige Flüssigkeit herab und wenn diese bis eur Unterkante des Innenrohres gelangt let, wird ein Teil der Flüssigkeit in das Abführrohr gesaugt und evm Vorratsbehälter zurückbefördert. Saher ist der Uafüllvorgang einer solchen Vorrichtung sehr unberechenbar. Um di»se» Hisstand abzuhelfen, wird nach dem Vorschlag der Erfindung Ale Bndkante des zentralen Abführrohres mit einem sich radial nach aussen erstreckenden- Grat ausgestattet und das Ende de· aussen gelegenen Rohres oberhalb dieses Grats angeordnet. Dies hat fcur Folge, dass der nach unten fliessende, dünne Flüssigkeitsring durch den Grat radial nach aussen, vom Ende des Bentralen Abftihrrohres weg abgelenkt und so vermieden wird, dass etwas von der einströmenden Flüssigkeit unmittelbar aus des Einströmrohr in das Abflussrohr gelangt. Zusätzlich wird längs der Kante des sich radial nach aussen erstreckenden Grates eine Nut vorgesehen, die ein Abtropfen von Flüssigkeit von den Rohren verhindert, wenn die Füllvorrichtung angehoben wird, Biese Hut bewirkt, dass jeder an den Rohren hängender FlüssigkeltsüberschuBB an dem Rohr herab und entlang der Nut flieset und in das Abflussrohr gesaugt wird, wenn die Füllvorrichtung von dem Behälter weggenommen wird. Dies ist vorteilhaft, wenn die Füllvorrichtung eine korrosive elektrolytische Flüssigkeit umfüllt, die ein dem Füllkopf benachbartes, nicht korrosionsfestes Material beschädigen würde. Ein weiterer Vorteil des umgekehrt wie bisher wirksamen Füllkopfes besteht darin, dass der zylindrische Auslasskanal einen gröeseren Öffnungsdurchmesser für die abgezogenen Verunreinigungen und anderes fremde8 Material hat als ein ringförmiger Kanal von gleicher Querschnittsfläche. Auch wenn sich in dem zentralen Durchflussrohr Verunreinigungen und anderes fremdes Material

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angesammelt hat, kann das Durchflussrohr durch, die bioeise Hin- und Herbewegung einer Stange, an der das geeignete Reinigungßmaterial angebracht ist, durch den kreisförmigen Kanal leicht gereinigt werden* Weil fernerhin die in den Behälter eingefüllt© Flüssigkeit von Verunreinigungen frei ist» tritt durch sie keine schnelle Verstopfung des verhältnismässlg engen ringförmigen Einlasskanals ein.

Kurz gesagt, besteht die Erfindung darin, dass bei einer Füllvorrichtung für Flüssigkeiten unter Aufrechterhaltung eines vorbestimmten Flüssigkeitsepiegels in dem zu füllenden Behälter* die mit zwei koaxialen Hohrstücken ausgestattet 1st» die Flüssigkeit durch den zwischen den beiden Rohrstticken vorhandenen, ringförmigen Kanal dem zu füllenden Behälter zugeführt wird und das innen gelegene Rohrstüek an einen Flüssigkeitsrücklauf" behälter angeschlossen ist, in dem ein geringerer Druck herrooM« als in dem unter dem Druck der umgebenden Atmosphäre stehenden., zu füllenden Behälter und am Ende des innen gelegenen Rohi*- stückes ein sich radial naoh aussen erstreckender Srat vorgesehen ist.

Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung stellen dar:

Fig. 1 die perspektivische Ansicht des Endes der Füllvorrichtung,

Fig. 2 den Querschnitt durch den in einen Behälter eingesetzten Füllkopf,

Fig. 3 die perspektivische Vorderansicht des zum Füllen einer Anzahl von Akkumulatorzellen dienenden Füllkopfes.

In der Fig. 1 bezeichnet 10 die ein erstes Rohrsttick 11 und ein zweites Eohrstück 12 umfassende Füllvorrichtung. Die Rohrstücke 11 und 12 liegen koaxial zur Achse H ineinander und bil-^f den zwischen der Auesenseite des Rohrstückes 12 und der Innen- ^!

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** D *™

seite dea Rohrstüokes 11 einen ringförmigen Einströmkanal 13. Innerhalb dee Rohrstückes 12 verläuft ein kreisförmiger Ausatrömkanal 15 für die übei'aehüssige Flüssigkeit« Der untere Rand des Rohrstückes 11 liegt oberhalb deö imto^en. Bs-ndes des

Rohrstückes 12, so dass das Bn-de des AusatröKkBtxal^ 13 nicht j unmittelbar angeströmt wird. Der untere Hand ties Eohrstückes 12 ist mit einem eich radial nach auösen er^trcokewden G-rat 16 ι ausgestattet. Der Grat 16 bildet mit dex- Jkökme 14 einen Winkel ; von etwa 105° und bildet einen Teil'der. 'Rohr3<ßlcii&& 12» Der

Grat 16 leitet die aus dem jälnströmkanal 13 austreter-de Flüssig-' keit in radialer Richtung too, dem Bonrötilck 12 weg« T>er Winkel von 105° zwischen Achee H mxd Grat 16 i st mn· x-tvln "beißpielaweiee genannt worden und etellt keine 3eselirlte,ia<w; dar.

j
In dem Grat 16 ist eine radiale Nut 1? vorgesehen die sich

j durch den ganzen Grat 16 erstreckt und \>±a zur /insaenpeite des Rohrstückes 12 reicht* Beim Betrieb der Püllvoryiohtung 10 nimmt das Rohrstück 11 eine vertikale Lage ein_s so dass die

: Flüssigkeit aus dem Einströmkanal 13 entlang dorn Rohrstück 12 vertikal nach unten flieset, V/enn der Zustrom γ on Flüssigkeit zur Füllvorrichtung 10 abgesperrt ist» kann Flüssigkeit an dem aussen an dem Rohrstück 12 "befindliche?! Gret 16 iiäugen bleiben. Die Nut 17 ermöglicht es_s tiaas diese llüBsigkeit naoh unten durch die Nut 17 hindurch fliesst und sodaim in ilen Aiisströmkanal 15 innerhalb dea Rohrstiiokes gesaugt wii'a« Wird die füllvorrichtung 10 zum Füllen eines Akkumulato^lie}ia.ltsrs roit einer korrosiven, elektrolytiscben. Flüssigkeit. Torwendet, bestehen die Rohrstücke 11 und 12 aus einem nichtkorfroalsrendcn Ifeterial, z. B. aus Polyvinylchlorid.

Eine solche Füllvorrioivfcimg hat die folgenden typischen Abmes-• sungen:

Rohrstück 11 Au8eend\irc>unesser 12,7 cm Bohr stück 11 Innendurcfe-essex'. 9j1 ch»

Rohretück 12 Aussond\ira!"KeiSier 7*9 cm
; Rohrstüok 12 Innendurefcai. sser 5 »2 cm

Grat 16 Aue β endurchmeß ε m* 12,7 cm «

Somit erstreck ν «loh der Grat 16 bis unter dee Rohrstück 12
nach au8B<m vnü leitet die aus dem linatrömkaTial 13 aueflles»
Betitle Plüauigkoit r&dial nach aussen« Diese Abmessungen sind
nur beiepielov/sj ho genannt worden und sollen nicht ala eine
Begr^isHmg Äcr JJr.f tndung ausgelegt werden.

In der Pig. :\ >;iVbc~ ■■■■ ä:J,e einzelnen. Teile der 5TiX Ivor richtung die
gleichen. BPK-Jg.i^&ic i^-n wie in der Fig. 1, Hit ?O ißt ein ssuis.
einer Xl: ^;sj,gkeit bis zn -ΐΐ.ηβιη gewünBchten F3-üss.ig-
'±;f!j. bi-'ri-.'.-^Ktter Füllkopf bezeichnet. Dieser uiafaoni;
ein ndi ABbc-aliirr-i■;.-.■-.-.ken 22 rmci ^3 auE^gestattetee Ge)iäu^o ^:'; ' -. J)&3 Anßcl'tlxi^r:-^-).-:.:' "i'2 ist daau beötiiüiiitt mit einer Klide^dru-ili- ;

quelle und ααιοί» :t.--ⁱi'ⁱⁱ-'k:laufbeb.älter (wicht dargestellt) verlnm- \

den su viOV&c-L- τχ-ό J-;·.·· Anechlusstück 2^5 ist dazu beetiffimt^ ji'i h ;

einem ί'1ύβεΐ£;^τα-:Μ·σ;^r'Wfcsbehältsr (uicht dargeotellt) Vfrlnm- i

den zn vreröoK; ta^r- dem die ·. manfülle^icie Pltiesi^keit in den su ί

. ΐΐ'ΚίΜίί < Ρ¹:» flieofit. Das r'cüäuse 21 hat oben ein j

ίθί«,ί^·.Λν..Ί 24 mit riein es an den Mitteln für dao Hencn ; unc*. Benicivf. α.;ΐ' Füllvorrichtung befestigt werden kanu«

3)or KilU-opf ist a.'irgestellt, wie er j η einen Behälter 25 diii'oh [ dcBBe« rancie Ott filing 26 Plüeaigkeii einfüllt. Auf der oberen ' Kante der ö^immi? k:6 liegt ein Guaaaxrlvig 27 auf, so dess e.iw ; Spritzen c^!e3^: ir-^: "J^fJiIier 25 vorhandenen FHjoei^keit ül)er die
Kante άνϊ- Gf^nu..^ ;■'(> verhindert wird, Ia Beimel) gelangt J¹IUnsiglceit cüvü cine«: Pj assigkeitsVorreiiioohalifcr uuroh daß Ατι-
»chlusstiiclc 23 tos Innere des Behälters 25, wclu-i »wischen den
ratüokeYi 1'f r.?id 12 die rltigfurmige MiaBti^oiiiofInung 13 einer
Y* vo"-ge&T-i;'.*r.; ist. .D:l 0 Pltiasjgkeit BtröiHi längs den Ilohr-'

Stückes 12 Vcrtafeal nach unten und wird durch d*m Grat 16 nach _i

aueseii abgelcnld-f wie dies durch Pfeile dargestellt ißt. K't | dem £iiBohlitci:'ijri\ok 22 ist eine Vakuumpumpe (nic)vfc cisi-^esttillt) ; verburfdetiy ä^on die eime leitung ?9 (gestrichelt ('abgestellt)' ^: und eine Kameen ?0 in dem kreit-^orajgeri Austitröir-kimai det- Eohr--

Vakuum ^rSfA--?t wirG,

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In der Pig. 3 let eine Vorderansicht des Füllkopfes 20 dargestellt) der aus einer ersten Fülleinheit 40, einer zweiten j Fülleinheit 41, einer dritten Fülleinheit 43» einer vierten : Fülleinheit 44» einer fünften Fülleinheit 45 und 'siner sechsten j Fülleinheit 46 besteht. Me Fülleinheiten 41 - 46 entsprechen ;Je der oben beschriebenen Füllverrichtung 10 und brauchen daher ; nicht im einzelnen besehrieben zu werden. Diese Fülleinheiten sind in regelmässigen Abständen voneinander angeordnet, so dass der gesamte Füllkopf 20 mit den Fül.Einheiten 40» 41, 43, 44, 45 und 46 nur abgesenkt zu werden b* ioht, um die Fülleinheiten innerhalb des zu füllenden Behälters ίι die Füllage zu bringen. üblicherweise dient eine solche Vorrichtung sum Füllen der aneinander liegenden Zellen einer Akkumulatorbatterie.

Im folgenden soll die Arbeitsweise, der Vorrichtung mit Bezugnahme auf die Fig. 2 beschrieben werden. Um den Behälter 25 bis zu einem gewünschten Flüssigkeitsstand zn füllen, werden die Rohrstücke 11 und 12 in die Öffnung 26 des Behälters 25 gesteckt und sodEnn der Füllkopf 20 abgesenkt, bis sein Gummiring 2? auf der Kante dsr öffnung 25 aufliegt» Dadurch, wird ein Verspritzen oder Lecken der in äem Bellälter 25 vorhandenen Flüssigkeit vermieden. Auch wird dadurch der Füllkopf in eine Lage gebracht, in der er im gewünschten Mass in den Behälter hineinragt und selbsttätig die Flüssigkeitstiefe in dem Behälter 25 bestimmt. Sodann wird aus einem Flüssigkeitsvorratsbehälter (nicht gezeichnet) Flüssigkeit durch das Anschlusstück 23 in die Kammer 31'geleitet. Aus der Kammer 31 strömt die Flüssigkeit durch die zwischen den Eohrstücken 11 und 12 gelegene, ringförmige Einströmöffnung 13 in einem ringförmigen Strahl nach unten, bis sie an dem Grat 16 des Rohrstückes 12 aufprallt. Nach dem Aufprall auf dem Grat 16 strömt die Flüssigkeit radial nach aussen, wie in der Fig, 2 durch die Pfeile dargestellt ist. Dadurch wird vermieden, dass die Flüssigkeit ungehindert nach unten ströat und in den Ausströmkanal 15 gesaugt wird. Der Druck la Behälter kann dem der umgebenden Atmosphäre entsprechen und sei mit P^ bezeichnet. Der in dem Anschlusstück 22

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vorhandene Druck sei mit P₂ bezeichnet, Im Betrieb wird der Druck P₂ auf sinem Wert gehalten, der unter P₁ liegt, so dasa am Ende des runden Ausstromkanale ein Saugen stattfindet. Wenn der Grat 16 nicht vorhanden wäre, würde die Flüssigkeit in einem ringförmigen Strahl nach unten strömen und dabei die kreisförmige Ausströmöffnung des Ausströmkanais 15 einhüllen* Wenn nun der kreisförmige Abströmkanal 15 mit einer Vakuum-» quelle verbunden ist, entsteht das Problem, dass Flüssigkeit in den kreisförmigen Abströmkanal 15 gesaugt wird, ehe sie in den Behälter 25 gelangt, Bin solcher Kreislauf von Flüssigkeit aus dem ringförmigen Sinströmkanal 13 in den kreisförmigen Ausströmkanal 15 ist unerwünscht. Um diesen Kreislauf zu vermeiden, wird durch den Grat 16 die Flüasigkeit vom ßohrotück 12 radial na.ch aussei! und weg von dem Ende des kreisförmigen Ausströakanals 15 abgelenkt,

Wenn der flüssigkeitsspiegel die in der Fig» 2 dargestellte Lage hatj strömt Flüssigkeit kontinuierlich durch den ringförmigen Einströmkanal 13 entlang der Ausseneeite des Rohratückes 12 nach miö ^i tin el wird radial nach aussen abgelenkt, bis die Flüssigkeit in äsa Behälter 25 bis zum unteren Ende des zylindrischen Ausströmkaiiala 1"; angestiegen ist« Wenn dies der Fall ist, wiar-ä FlüasigJreit durch die an das Aneehlussiück 22 angeschlossen ι Yakuumpussp« (nicht dargestellt) aue dem Behälter 25 durch den Abströmkanal 15 In die Kammer 30 gesaugt* Dadurch wird der Fltisei.gkeitspiegel im Behälter 25 auf der Höhe des unteren Endes Hob Aueströmkanale 15 gehalten, "bis die Bedienungsperson den Flüssigkeitsjsuflusa in die Kammer 31 abstellt. Auf diese Weise 1st des Füllen des Behälters 25 bis zu einem vorbestimmten Flüssigkeitsspiegel sicher gestellt. Wenn der Buhälter 25 gefüllt ist, entfernt die Bedienungsperson den Füllkopf 20 mit den Ftilleinlieiten 40, 41, 43, 44, 45 und 46 von dem Behälter, Pie Flüssigkeitszufuhr ist abgestellt, aber der Yakuumanschins3 wird zunächst noch aufrechterhalten, so dass die auf der Aussens feite lev Rchrßtücke anhängende Flüssigkeit durch die Nut 1? flies st π?Λ in den kreisförmigen Abströmkanal 15

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gesaugt wird, wodurch, jeglich.es Abtropfen von Flüssigkeit vermieden wird.

Ansprüche:

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Claims (1)

1. 2.

   - 10 -

   Ansprüche

   Füllvorrichtung für Flüssigkeiten unter Aufrechterhaltung eines vorbestimmten Flüssigkeitsepiegele in dem zu füllenden Behälter, "bestehend aus zwei koaxialen Bohr stücken, die unter Wahrung eines ringförmigen Kanals ineinander gesteckt sind und von denen das eine der Zufuhr von Flüssigkeit dient, während das andere an eine yakuumquelle angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit durch den zwischen den "beiden Rohrstücken (11, 12) vorhandenen ringförmigen Kanal (13) dem zu füllenden Behälter (25) zugeführt wird und das innen gelegene Rohrstück (12) an einen Flüssigkeitsrücklaufbehälter angeschlossen ist, in dem ein geringerer Druck (P₂) herrscht, als in dem unter dem Druck (P₁) der umgebenden Atmosphäre stehenden, zu füllenden Behälter (25) und dass am Ende des innen gelegenen Rohrstückes (12) ein sich radial nach aussen erstrekkender Grat (16) vorgesehen ist.

   Füllvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus Polyvinyl besteht.

   Füllvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der sich radial nach aussen erstreckende Grat (16) mit der Achse (H) der Rohrstücke (11, 12) einen Winkel von 105° bildet.

   4. Füllvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der sich radial nach aussen erstreckende Grat (16) eine in Richtung der Achse (H) der Rohrstücke (11, 12) verlaufende, bis zur Aussenseite des innen gelegenen Rohrstückes (12) reichende Nut (17) aufweist,

   5*. Füllvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet, dass auf die Aussenseite des aussen gelegenen Rohrstückes (11) ein Ring (27) aus einem dichtenden,

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   ζ. Β· eohwanunartigea M&terlal aufgesetst ist»

   6. Füllkopf zum Füllen der Sail «so. einer AKkmaulatcrbatterie, dadurch gekennaeioliTiet, dass er nlmd'estsas swei der Füll- vorrichtungen necli den Anaprüc'iien 1 Ms 3 e

   ;r Patentanwalt

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