DE2854038A1 - DEVICE FOR AUTOMATIC FILLING OF THE ELECTROLYTE LEVEL IN CELLS OF ACCUMULATORS, IN PARTICULAR LEAD ACCUMULATORS - Google Patents
DEVICE FOR AUTOMATIC FILLING OF THE ELECTROLYTE LEVEL IN CELLS OF ACCUMULATORS, IN PARTICULAR LEAD ACCUMULATORSInfo
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12. Dezember 1978December 12, 1978
AKTIEBOLAGET TUDOR 172 81 SUNDBYBERG, SchwedenAKTIEBOLAGET TUDOR 172 81 SUNDBYBERG, Sweden
Vorrichtung zum selbsttätigen Auffüllen des Elektrolytstandes in Zellen von Akkumulatoren, Insbesondere BleiakkumulatorenDevice for automatic filling of the electrolyte level in cells of accumulators, in particular lead accumulators
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum selbsttätigen Auffüllen des Elektrolytstandes in Zellen von Akkumulatoren, insbesondere Bleiakkumulatoren.The invention relates to a device for automatically topping up the electrolyte level in cells of accumulators, in particular lead accumulators.
Der Elektrolytverbrauch der Akkumulatorenzellen, und damit der Zeitpunkt des erforderlichen Auffüllens des Elektrolyten durch destilliertes Wasser hängt einmal ab von der Zusammensetzung der Bleilegierung in den Elelektrodengittern und dem Alter und dem Allgemeinzustand des Akkumulators, zum anderen im wesentlichen von der Betriebszeit des Akkumulators. Akkumulatoren, die ständigen Aufladungen und Entladungen, wie beispielsweise bei Elektrokarren, ausgesetzt sind, verbrauchen hohe Mengen des Elektrolyten. Das gleiche gilt für Akkumulatoren und Batterien, die starker und lang andauernder Überladung ausgesetzt sind. Hierbei kann es erforderlich sein, innerhalb eines Zeitraums von 24 Stunden den Pegelstand des Elektrolyten in den Zellen zu kontrollieren und eine entsprechende Nachfüllung vorzunehmen. Bei Akkumulatoren, die schonenden Betriebsverhältnissen unterliegen, können einige Kontrollen und Nachfüllungen im Laufe eines Jahres ausreichend sein. Elektrokarren beispielsweise sind mit einer großen Zahl von Akkumulatoren ausgestattet, die bis zu 50 Zellen haben.The electrolyte consumption of the battery cells, and thus the time when the required topping up of the Electrolytes by distilled water depend on the composition of the lead alloy in the Electrode grids and the age and general condition of the accumulator, on the other hand essentially on the Operating time of the accumulator. Accumulators that are permanent Charges and discharges, as is the case with electric carts, for example, consume large quantities of the electrolyte. The same applies to accumulators and batteries that are subject to strong and long-lasting overcharging are exposed. It may be necessary to check the level of the To check electrolytes in the cells and to make an appropriate refill. For accumulators, which are subject to gentle operating conditions, some checks and refills can be carried out over the course of a year be enough. Electric carts, for example, are equipped with a large number of accumulators that have up to 50 cells.
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Bei größeren Unternehmen mit vielen Elektrokarren ist in der Regel eine tägliche Kontrolle und Nachfüllung des Elektrolyten in den einzelnen Zellen erforderlich, was einen zeitlich und kostenmäßig erheblichen Aufwand bedeutet. Diese erforderliche Kontrolle des Elektrolytstandes und die Nachfüllung des Wassers mußte bisher von Hand erfolgen, wobei der Elektrolytstand jeder einzelnen Zelle, während des Nachfüllens beobachtet werden mußte, um eine schädigende Uberfüllung zu vermeiden. Hierzu war es erforderlich, den in die Entlüftungsöffnung des Zellendeckels eingeschraubten Stöpsel zu entfernen, den Pegelstand des Elektrolyten in der Zelle durch Einsich zu kontrollieren und die erforderliche Nachfüllung sorgfältig vorzunehmen und danach den Stöpsel wieder in den Zellendeckel einzuschrauben. Dies mußte in Aufeinanderfolge bei jeder einzelnen Zelle geschehen, was bei einer großen Zahl von Zellen einen sehr erheblichen Zeitaufwand erforderlich machte, während dessen der Efetrieb.des Elektrokarren unterbrochen werden mußte. Um diese Arbeit zu erleichtern, sind bestimmte Akkumulatoren oder Batterien mit einem eine Niveau-Anzeigevorrichtung für den Elektrolyten aufweisenden Stöpsel ausgestattet, und die Einfüllöffnung war so ausgebildet, daß sie leicht zu öffnen und zu schließen war.Larger companies with many electric carts usually have to check and refill the cart on a daily basis Electrolytes are required in the individual cells, which means considerable expenditure in terms of time and costs. This required control of the electrolyte level and the refilling of the water had to be done up to now done by hand, the electrolyte level of each individual cell being observed during refilling had to to avoid damaging overcrowding. To do this, it was necessary to insert the into the ventilation opening Remove the plug screwed in on the cell lid, check the level of the electrolyte in the cell by looking at it to check and carefully carry out the required refilling and then put the plug back in the Screw in the cell cover. This had to be done in succession with each individual cell, what with one large number of cells required a very considerable expenditure of time, during which the Efetrieb.des Electric carts had to be interrupted. To make this work easier, certain accumulators or Batteries equipped with a plug having a level indicator for the electrolyte, and the filler opening was designed so that it was easy to open and close.
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Hierdurch wird zwar die Wartungsarbeit des Personals verringert, was sich aber nur unerheblich auf den erforderlichen Zeitaufwand auswirkt angesichts der Tatsache, daß jede einzelne Zelle eine individuelle Wartung erforderlich machte.Although this reduces the maintenance work of the staff reduced, but this has only a negligible effect on the time required in view of the fact that each individual cell required individual maintenance.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen bisher bestehenden Nachteil zu vermeiden und eine \brrichtung zu schaffen, die eine selbsttätige und gleichzeitige Nachfüllung einer beliebigen Zahl von Zellen gestattet, ohne daß die bisher erforderliche Sichtkontrolle des Elektrolytstandes und der erforderliche Grad der Nachfüllung beobachtet werden muß, die leicht zu handhaben ist und ein schnelles gleichzeitiges Auffüllen sämtlicher Zellen gestattet, ohne daß die Gefahr einer überfüllung der Zellen gegeben ist, die weitgehend lageunabhängig ist und eine gleichmäßige Auffüllung von auf unterschiedlichen Ebenen befindlichen Zellen gewährleistet" bei großer Betriebssicherheit, und die schließlich eine Sichtkontrolle durch das Bedienungspersonal überflüssig macht.The invention is based on the object of avoiding this previously existing disadvantage and providing a direction to create that allows automatic and simultaneous refilling of any number of cells, without the previously required visual inspection of the electrolyte level and the required degree of refilling must be observed, which is easy to use and a quick simultaneous filling of all Cells are allowed without the risk of overcrowding the cells, which is largely independent of the position and ensures an even filling of cells located on different levels "at high operational safety, and ultimately a visual inspection by the operating personnel is superfluous power.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jede Zelle einen auf dem Elektrolyten aufliegendenThis object is achieved according to the invention in that each cell has one resting on the electrolyte
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Schwimmerkörper besitzt, daß auf der Oberseite des
Schwimmerkörpers ein dem Zufluß und dem Überlauf der
dem Elektrolyten zuzuführenden Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, dienender schalenförmiger Behälter angeordnet
ist, daß in dem Deckel der Zelle oberhalb des
schalenform!gen Behälters zwei parallel und benachbart
zueinander liegende, vorzugsweise senkrecht gerichtete Rohre aufgenommen sind, deren Länge derart bemessen ist,
daß sie bei Erreichen des normalen Pegels des Elektrolyse
in den schalenförmigen Behälter eintauchen, daß das eine Rohr dem Zulauf der Flüssigkeit zu dem schalenförmigen
Behälter und das andere Rohr dem Ablauf der Flüssigkeit aus dem schalenförmigen Behälter durch Saugwirkung
dient, und daß die Rohre einer beliebigen Vielzahl von Zellen mit einer gemeinsamen Flüssigkeitsquelle und die
Rohre einer beliebigen Vielzahl von Zellen mit einer
gemeinsamen Unterdruckquelle verbindbar sind.Float has that on top of the
Float body in the inflow and overflow of the
the electrolyte to be supplied liquid, for example water, serving bowl-shaped container is arranged that in the lid of the cell above the
shell-shaped! gene container two parallel and adjacent to each other, preferably perpendicularly directed tubes are received, the length of which is dimensioned such that they dip into the shell-shaped container when the normal level of electrolysis is reached, that one tube is the inlet of the liquid to the shell-shaped The container and the other tube allow the liquid to drain from the bowl-shaped container by suction
serves, and that the tubes of any plurality of cells with a common source of liquid and the tubes of any plurality of cells with one
common vacuum source can be connected.
Weitere Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further features emerge from the subclaims.
Während des Betriebes der Zelle sinkt der Schwimmerkörper
entsprechend dem Verbrauch des Elektrolyten nach unten ab. Wenn der dem Bedienungspersonal erfahrungsgemäß
bekannte Zeitpunkt zur Nachfüllung des Elektrolyt-During the operation of the cell, the float sinks down according to the consumption of the electrolyte. If experience shows that the operating personnel
known time to refill the electrolyte
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Standes gekommen ist, werden die Zuflußleitungen sämtlicher aufzufüllenden Zellen an eine gemeinsame Flüssigkeitsquelle und die der Abfuhr der Flüssigkeit dienenden Rohre an eine gemeinsame ünterdruckguelle angeschlossen. Das durch die Zuflußrohre strömende Wasser gelangt auf die auf der Oberseite des Schwimmerkörpers befindliche Schale und fließt von dieser in den Elektrolyten über solange, bis der Elektrolyt seinen normalen Pegelstand erreicht hat. Die beiden dem Zufluß und dem Abfluß dienenden Rohre tauchen dann in die Schale ein, wobei die weiter zuströmende Flüssigkeit durch das unter Unterdruck stehende Rohr abgesaugt wird, so daß bei Erreichen des normalen Elektrolytstandes eine weitere Zufuhr von Flüssigkeit zwangsläufig unterbunden und damit eine schädliche überfüllung des Elektrolyten in jeder Zelle unterbunden wird. Um eine einwandfreie Zufuhr und Abfuhr der Flüssigkeit aus dem schalenform!gen Behälter sicherzustellen, sind die Enden der beiden Rohre abgeschrägt, so daß sie nicht durch den Schalenboden geschlossen werden können. Der Schwimmerkörper ist durch die in den Unteransprüchen angegebenen Maßnahmen so in der Zelle gehalten, daß er einerseits dem Absinken des Elektrolytpegels folgen kann und zum anderen stets in einer Lage gehalten wird, in der die Schale sich unterhalb der beiden Rohre befindet.When the situation has come, the inflow lines become all cells to be filled to a common source of liquid and the pipes used to discharge the liquid a common negative pressure source is connected. That through Water flowing through the supply pipes reaches the bowl and located on the top of the float body flows from this into the electrolyte until the electrolyte has reached its normal level. The two pipes used for the inflow and the outflow are then immersed in the bowl, with the one flowing further Liquid is sucked through the tube under negative pressure, so that when reaching the normal Electrolyte level, a further supply of liquid is inevitably prevented and thus harmful overfilling of the electrolyte in each cell is prevented. To ensure proper supply and discharge of the liquid out of the shell-shaped container the ends of the two tubes beveled so that they cannot be closed by the bottom of the tray. Of the Float body is held by the measures specified in the subclaims in the cell that he on the one hand can follow the drop in the electrolyte level and on the other hand is always kept in a position in which the shell is below the two tubes.
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Hierbei sind ebenfalls in den Unteransprüchen gekennzeichnete Maßnahmen vorgesehen, um ein unnötig tiefes Absinken des Schwimmerkörpers zu unterbinden.These are also characterized in the subclaims Measures are provided to prevent the float from sinking unnecessarily deep.
Die beiliegenden Zeichnungen stellen beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung dar, und es bedeutet:The accompanying drawings represent exemplary embodiments of the invention, and it means:
Fig. 1 eine schematische Darstellung des oberen Teiles einer Zelle mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei normalem Pegelstand des Elektrolyten;Fig. 1 is a schematic representation of the upper part of a cell with the device according to the invention at normal level of the electrolyte;
Fig. 2 Teildarstellung gemäß Fig. 1 beiFig. 2 partial representation according to FIG. 1 at
abgesenktem Pegel des Elektrolyten;decreased level of electrolyte;
Fig. 3 Teildarstellung im Schnitt durch die . dem Zufluß und Abfluß der FlüssigkeitFig. 3 partial representation in section through the. the inflow and outflow of the liquid
dienenden Rohre und den Schwimmerkörper undserving pipes and the float body and
Fig. 4 Darstellung gemäß Fig. 3 einer abgewandelten Ausführungsform.4 shows a representation according to FIG. 3 of a modified embodiment.
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Die Fig. 1 zeigt den oberen Teil einer Zelle 1 mit den an den Polbolzen 3, 4 angeschlossenen Elektroden 2 und dem Elektrolyten 5. Bei der Fig. 1 befindet sich der Pegelstand 16 des Elektrolyten 5 auf normaler Höhe. Auf dem Elektrolyten 5 ist ein Schwimitierkörper 6 angeordnet, der einen rechteckigen Querschnitt besitzt und einen Hebelarm 12 trägt, der an dem Punkt 13 der Unterseite des Deckels der Zelle 1 angelenkt ist. Beim Absinken des Pegelstandes 16 des Elektrolyten 5 sinkt, wie Fig. 2 zeigt, der Schwimmerkörper .6 nach unten ab und wird in senkrechter Ebene praktisch in seiner Lage gehalten.1 shows the upper part of a cell 1 with the electrodes 2 and 4 connected to the pole bolts 3, 4 the electrolyte 5. In FIG. 1, the level 16 of the electrolyte 5 is at normal height. A floating body 6 is arranged on the electrolyte 5, which has a rectangular cross-section and carries a lever arm 12 at the point 13 of the underside of the lid of the cell 1 is hinged. When the level 16 of the electrolyte 5 drops, As shown in FIG. 2, the float body .6 downwards and is practically in its position in the vertical plane held.
Auf der Oberseite des Schwimmerkörpers 6 ist ein schalenförmiger Behälter 8 angeordnet, der einen umlaufenden Überlaufrand 7 besitzt. Auf der Oberseite des Deckels der Zelle 1 ist, wie Fig. 1 zeigt, ein Halter 9 angeordnet, in dem zwei Rohre 10 und 11 aufgenommen sind. Die Rohre 10 und 11 sind senkrecht nach unten gerichtet und liegen aneinander an. Sie sind mit waagerechten Abwinklungen versehen, die Anschlußstutzen für Leitungen 15 und 14 bilden, die zweckmäßigerweise als Schläuche ausgebildet sind.On the top of the float body 6, a bowl-shaped container 8 is arranged, which has a circumferential Has overflow edge 7. On the top of the cover of the cell 1, as shown in FIG. 1, a holder 9 is arranged, in which two tubes 10 and 11 are received. The tubes 10 and 11 are directed vertically downwards and lie against each other. They are provided with horizontal bends, the connecting pieces for lines Form 15 and 14, which are expediently designed as hoses.
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Wenn der Pegel 16 des Elektrolyten gemäß Fig. 2 einen eine Auffüllung erforderlichen niedrigen Stand erreicht hat, wird nach einer bestimmten, dem Bedienungspersonal bekannten Zeitpunkt eine Nachfüllung erforderlich. Zu diesem Zwecke werden die Rohre ΙΟ-sämtlicher nachzufüllenden Zellen 1 über die Leitungen 15 an eine gemeinsame Flüssigkeitsquelle angeschlossen, während die Rohre 11 über die Leitungen 14 ebenfalls mit einer gemeinsamen Unterdruckquelle verbunden werden. Hierbei fließt aus den Leitungen 15 über die Rohre 10 die zur Auffüllung erforderliche Flüssigkeit nach unten, trifft auf den schalenförmigen Behälter 8 auf und läuft, wie in Fig. gezeigt ist, über den überlaufrand 7 in den Elektrolyten ab. Hierbei hebt sich der Pegelstand 16 des Elektrolyten 5 solange, bis gemäß Fig. 1 der normale Pegelstand erreicht ist. Hierbei tauchen die beiden Rohre 10,11 in die Schale ein, und die weiter durch das Rohr 10 strömende Flüssigkeit wird durch das unter Unterdruck stehende Rohr 11 abgesaugt, so daß bei Erreichung des normalen Pegelstandes des Elektrolyten 5 eine weitere Zufuhr von Flüssigkeit und damit eine Überfüllung der Zelle 1 verhindert wird. Bei diesem Auffüllvorgang können eine an sich beliebige Zahl von Zellen an eine gemeinsameWhen the level 16 of the electrolyte according to FIG A replenishment has reached the required low level, after a certain, the operating personnel known time a refill is required. For this purpose the pipes are ΙΟ-all to be refilled Cells 1 connected to a common liquid source via lines 15, while the tubes 11 are also connected to a common vacuum source via the lines 14. Here flows out the lines 15 via the pipes 10, the liquid required for filling down, meets the bowl-shaped container 8 and, as shown in Fig., runs over the overflow edge 7 into the electrolyte away. Here, the level 16 of the electrolyte 5 rises until the normal level according to FIG. 1 is reached. Here, the two tubes 10, 11 are immersed in the shell, and those continue through the tube 10 flowing liquid is sucked off through the tube 11 under negative pressure, so that when the normal level of the electrolyte 5 a further supply of liquid and thus an overfilling of the Cell 1 is prevented. In this filling process, any number of cells can be added to a common
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Flüssigkeitsquelle und an eine gemeinsame Unterdruckquelle angeschlossen werden, so daß ein zuverlässiges und gleichzeitiges Auffüllen der einzelnen Zellen 1 erforderlich ist unabhängig von der Höhe des abgesenkten Pegels 16 des Elektrolyten 5 in den einzelnen Zellen. Der in der Leitung 11 herrschende Unterdruck ist zweckmäßigerweise so bemessen, daß zwischen dem Rohr und dem Rohr 11 eine Druckdifferenz von ca. 1 kPa herrschtLiquid source and can be connected to a common negative pressure source, so that a reliable and simultaneous filling of the individual cells 1 is required regardless of the height of the lowered Level 16 of the electrolyte 5 in the individual cells. The negative pressure prevailing in line 11 is expediently dimensioned so that there is a pressure difference of about 1 kPa between the pipe and the pipe 11
Gemäß Fig. 3 ist in dem Deckel der Zelle 1 eine öffnung vorgesehen, in die ein. zylindrisches Halteelement 22 eingeschraubt ist. In dem Halteelement 22 ist ein höhenverstellbarer Einsatzkörper 23 vorgesehen, durch den der Schwimmerkörper 6 auf unterschiedlich hohe optimale Pegelstände 16 des Elektrolyten 5 in gewissen Grenzen einstellbar ist. Zwischen dem Einsatzkörper 23 und dem Halteelement 22 ist eine Dichtung 24 in Form eines 0-Ringes angeordnet, der in einer Ringnut des Einsatzkörpers 23 liegt. Der Einsatzkörper ist mit zwei rechtwinkligen Bohrungen versehen, die die Rohre 10 und 11 bilden. An den waagerechten Enden dieser Bohrungen sind gegenüber dem Einsatzkörper 23 vorstehende Rohrstutzen 17, 18 angeordnet, die dem Anschluß an die Leitungen 15, 14 dienen. An seiner Unterseite trägt derAccording to FIG. 3, there is an opening in the cover of the cell 1 provided in the one. cylindrical holding element 22 is screwed. In the holding element 22 is a height-adjustable Insert body 23 is provided, through which the float body 6 to different levels optimal Level 16 of the electrolyte 5 is adjustable within certain limits. Between the insert body 23 and the Holding element 22, a seal 24 in the form of an O-ring is arranged, which is in an annular groove of the insert body 23 lies. The insert body is provided with two right-angled bores, which the tubes 10 and 11 form. At the horizontal ends of these bores there are pipe sockets protruding from the insert body 23 17, 18, which are used for connection to the lines 15, 14. On the underside of the
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Einsatzkörper 23 einen Bügel 19, der den Schwimmerkörper mit dem schalenförmigen Behälter 8 seitlich umfaßt, um ein unnötig tiefes Absinken des Schwimmerkörpers 6 zu verhindern. Gegenüber den Bohrungen 10, 11 ist der Schwimmerkörper durch auf dem Schalenboden befestigte Führungsstifte 20,21 geführt, die in die Bohrungen 10,11 eingreifen und eine Verlagerung des Schwimmerkörpers verhindern. Der Schwimmerkörper 6 ist Fig. 3 in seiner tiefsten eine Nachfüllung des Elektrolyten 5 erforderlich machenden Lage gezeigt.Insert body 23 a bracket 19, which the float body with the bowl-shaped container 8 covered laterally to an unnecessarily deep sinking of the float body 6 to impede. Opposite the bores 10, 11, the float body is fastened to the bottom of the tray Guide pins 20,21 out, which engage in the bores 10,11 and a displacement of the float body impede. The float body 6 is Fig. 3 in its deepest a refilling of the electrolyte 5 is required making situation shown.
Die Fig. 4 stellt eine abgewandelte Ausführungsform dar, bei der mittig in dem schalenförmigen Behälter 8 ein Führungsstift 25 befestigt ist, der zwischen den beiden Bohrungen 10, 11 angeordnet ist und den Einsatzkörper 23 übergreift. An seinem freien Ende trägt der Führungsstift 25 eine knopfartige Markierung 26, die durch eine durchsichtige Haube 27 von außen her eine Sichtkontrolle des Pegelstandes 16 des Elektrolyten 5 gestattet. Gleichzeitig dient der Knopf 26 der Begrenzung der Absenkung des Schwimmerkörpers 6.4 shows a modified embodiment represents, in the middle of the bowl-shaped container 8, a guide pin 25 is fixed between the two bores 10, 11 is arranged and the insert body 23 engages over. At its free end it carries Guide pin 25 a button-like marking 26, which through a transparent hood 27 from the outside a Visual inspection of the level 16 of the electrolyte 5 is permitted. At the same time, the button 26 is used to limit the lowering of the float 6.
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