DE7432155U - Explosionssichere Entgasungsvorrichtung für Akkumulatorenbatterien - Google Patents

Description

ΙΙΙ/Κ 24.Septeaber 197*

Joab Au«i»erbach, 18a HaoDonald Street, Baaat Gan, Israel

Explosionssichere Entgasungsvorrichtung fttr Akkumulatorenbatterien

Die Erfindung betrifft eine explosionssichere Entgasungs- bzw· Abzugsvorrichtung für Akkumulatorenbatterien·

Der Erfindungsgegenstand ist besonders geeignet für stationäre industrielle Bleiakkumulatoren, und deshalb wird in der Beschreibung auf diese Verwendung Bezug genommen·

Während des Arbeiten© von Bleiakkumulatoren, insbesondere während der Endstufe des Aufladens, wird Wasserstoff und Sauerstoff frei. Diese Gase läßt man Üblicherweise durch eine am Oberteil des Batteriegehäuses angeordnete Entgasungsvorrichtung in die Atmosphäre entweichen. Venn diese Vorrichtungen nicht mit einem zuverlässigen Flammenscbutz ausgestattet sind, bedeuten die entweichenden Gase eine unmittelbare Explosionsgefahr, so bid sie mit einer offenen Flamme oder einem Tunken in Berührung kommen. Ferner fuhren diese Gase eine gewiss· Menge an Säure mit sich, wodurch sie korrodierend wirken·

Bisher wurde zum Explosionsschutz vorwiegend «ines der folgenden Mittel angewendet:

a) ein glockenförmiger Körper au· poröse» Material, der di· Entlüftungsöffnung vollständig überdeckt und der deshalb im Laufe der Arbeitsgänge entfernt werden muß· Bei den entsprechenden Arbeitegängen ist. dann die Öffnung ungeschützt·

b) ein offener fülltrichter, dessen bBoden-Offnungen sich ständig unterhalb des Elektrolytspiegele befindet· Dieser Triebt«? ist von einer umfassenden Htilse aus porösem Material umgeben. H Hierbei steigen die Gase im Baum zwischen dem Trichter und der Innenseite der Hülse hoch und diffundieren durch deren Xttrper in die Atmosphäre«

In beiden Fällen wirkt das poröse Material al· Flammenaehuta. Nachteilig ist bei diesen Vorrichtungen, daß da· poröse Material, das gewöhnlich etwa» feucht ist, mit einer Staubschicht überzogen wird, wodurch die Poren versto»pft werden« Staub und sonstige Fremdstoffe können auch durch den offenen Trichter eindringen»

ist Aufgabe der Erfindung, eine Entgasungsvorrichtung zu schaffen, die höchste Sicherheit bietet und di· den bekannten Vorrichtungen anhaftenden Nachteile beseitigt·

ErfindungsgemäS sind die verschiedenen Teile der Entlüftungsvorrichtung so zusammengestellt, daß eine Reihe von Kammern g#- bildet ist und diese Kammern durch verhältnismäßig weit· Offnungen miteinander verbunden sind.

Die letzte Kammer in Surchgangsrichtung der entweichenden Ga·· kann entweder ein katalytisches Material oder ein neutral·· Filtermaterial oder beides enthalten·

Die durch diese Vorrichtung passierenden Säuredämpf« verlieren ihren Flüssigkeitsgehalt, bevor sie die Atmosphäre erreichen, und zwar dadurch, daß sie mit relativ großen Oberflächen der Vorrichtung in Berührung kommen und außerdem di· Sichtung des G&sstroms mehrere Hai· umgelenkt wird.

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Am oberen Teil der letzten Kramer unterhalb eines dm Kopf der Vorrichtung bildenden,gasäioht eingefügten, perforierten Kunststoffeinsatzes befindet sieh ein flaoher, soheibenfOraiger Flammenschutz, der aus relativ dünnem, porusem, säurebeständigem Material oder Drahtgase gefertigt ist· in beiden Seiten des ?lammensohutses bzw· der Sperr» oder Abschirmvorrintunis Bind Eruptionshohlräume, d.h. Ausbreitungsrtuae, vorgesehen, wodurch au Jeder Zeit «in ungestörter Oasdurohgang gewährleistet ist.

Bach einer AusfUhrungsform der Erfindung umfaßt dl· Vorrichtung auch eine rohrartige HUlse, in dl· ein hohler Tauchkörper ein· gepaßt ist« Der Boden des Tauchkörper· 1st su jeder Zeit voll· ständig in den Elektrolyten eingetaucht und befindet sich knapp aber den Separatoren· Sie Innenseite seines oberen Endes 1st trichterförmig ausgebildet· An der Außenseite des Tauchkörpers ist eine Reihe von Leitblechen sur Jtlhrung der entweichenden Gase vorgesehen· Der Tauchkörper kann mit der Innenseite der ihn umgebenden EUlse fest verbunden sein· Vartungaarbeiten kennen durch den hohlen Tauchkörper in Üblicher Weis· vorgenommen wellen·

!lach einer anderen AusfUhrungsform ist der Tauchkörper in der EUlse verschiebbar. Hierzu wird ein Dichtungsring sur Gewähr· leistung der Gasdiohtheit vorgesehen. Die Aufwärtsbewegung des Tauchkörper* kann entsprechend einem vorbereohneten Innendruck der Zelle eingestellt werden. Er kann daher auch als SieherheitsauslOseventil dienen.

Am unteren Ende des Tauchkörper sind geschützte !Ocher vorgesehen, die eine Verbindung zwischen seinem Innenraum und der Zelle herstellen. Zusätzliche Locher befinden sich etwa 15 ma oberhalb ier erstgenannten Locher. Hierdurch wird die Elektrolytzirkulation innerhalb des TauohkOxpers verbessert« Der Tauchkörper kann auch smm Einsetzen eines Anzeigegeräts dienen·

Ferner ist ein abnehmbarer Deckel vorgesehen, der den S'auohkOrper sowie den Slammenschuts vollständig gegen Staub und

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andere fremdstoff® schützt. Der Deckel ist an seiner Unterseite mit einer Anzahl von schmalen radialen Rippen versehen, die das obere Ende der Entgasungsvorrichtung berühren· Auf diese Weise, ist ringsum ein sauberer Durchg&ngsweg zur Atmosphäre geschaffen·

Erfindungsgemäß kann die letzte Kammer ein Katalysatormaterial für die Wiedervereinigung von Wasserstoff und Sauerstoff zu Wasser enthalten. Überschüssige Gasmengm werden durch den Plammenschutz abgeleitet. Ss kann auch ein Gastrocknungsfilter oder sowohl ein filter als auch ein Katalysator in dieser Kammer vorgesehen sein.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird das in den Zeichnungen dargestellte AusfU-hrungsbeipiel beschrieban.

Fig. 1 ist ein Aufriß der auf einer Zelle angeordneten Vorrichtung.

Pig. 2 zeigt die Vorrichtung perspektivisch und zum Teil im Schnitt.

Fig. 3 ist eine Darstellung der einzelnen Teil· in auseinandergebogener Anordnung.

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j In dem Deckel C der Batteriezelle ist eine eingefaßte Öffnung A vorgesehen, deren Innenwandura ein Schraubengewinde auf-, weist. Die Entgasungsvorrichtung hat ein becherförmiges Gehäude 1, das an seinem Boden einen rohrförmigen Ansatz 2 mit einem äußeren Schraubengewinde aufweist. Hit diesem Schraubengewinde ist die Vorrichtung in das entsprechende Schraubengewinde der Deckelöffnung A eingeschraubt. Zur Verbindung kann auch z.B. ein Bajonettverschluß oder ein anderes bekanntes Kittel vorgesehen sein.

Im Gehäuse 1 befindet sich zentral angeordnet eine EUlee 3,die gasdicht mit dem oberen Ende des Gehäuses 1 verbunden i*t. Am unteren End» der Haie· J sind in deren Wandung Durohbrttohe vorgesehen«

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Das obere Ende der HUlae 3 trägt einen horizontal liegenden, | scheibenförmigen Flansch 4, der in den Band dea Gehäuses 1 ein« *j Eopaßt iat und dort auf der Schulter 4· aufliegt· Mit etwas § Abstand vom Boden des Gehäuses 1 iat ein horizontaler Zwischen«· boden 5 angeordnet, der zwischen der EUlse 3 und der Gehäusewandung eingepaßt ist« Der Zwischenboden 5 hat ein· Bein· von ringsherum angeordneten Löohern 6, die zu einen sich nach unten erstreckenden Kanalvan der Unterseite des Zwinohenbodens 5 fuhren· Auf diese Veiae ist eine Kammer 8 unter dea Zwischenboden 5 geschaffen. Eine weitere Kammer 9 erstreckt sieh ober« halb des Zwischenboden*» 5. Am oberen Ende der Kammer 9« geschlitzt durch den Flansch 4 und gegen außen abdichtend befindet sich der Flammenschutz 10 aus porösem Material oder feinem Drahtgeflecht. Der Flammenschutz 10 ist eine ringförmige central durchbrochene, flache Scheibe» Er ist gasdicht an der Unter« aeite des Flansches 4 angeordnet·

In die Halse 3 ist ein hohler Tauchkörper 11 eingesetzt, dessen oberes Ende ist erweitert, so daß ein Trichter 12 gebildet ist· Der Tauchkörper 11 kann mit der EUIse 3 entweder mit seinem obersten Teil (Trichter 12) verbunden sein, oder er kann durch ..rReibung unter Vermittlung eines Dichtungsrings, 133(O-Ring) in der HUlse gehalten sein. Nach unten ist der Tauchkörper 11 durch einen scheibenförmigen Boden 14 abgeschlossen· Über Sem Boden befinden sich ein oder mehrere Schlitze 15 and mit eini« gem Abstand Über jedem Schlitz 15 »ine Offsung 16· Aus Fig.1 und 2 ist ersichtlich, daß der Tauchkörper 11 sich koaxial zu» Gehäuse 1 und der HUlse 3 erstreckt, Jedoch von diesen beiden Abstand hat· An der Austrittsetelle aus dem rohrförmigen Ansatz 2 am Boden des Gehäuses 1 ist der Bingraum um den Tauchkörper durch eine Sprlihsperrscheibe 17 abgedichtet·

In Höhe der SprUhsperrscheibe 17 sind in dem rohrförmigen An« satz 2 des Gehäuses zwei sich gegenüberliegende Offnungen 19 vorgesehen. Ferner ist der sich durch die fiUlse 3 und weiter abwärts erstreckende Tauchkörper 11 mit äußeren horizontalen Ringsnheibea versehen. Di· erste Bingsoheibe 20 befindet sich

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in einigem Abstand Über der SprUhsperrscheib· 17· Diese Ring« scheibe hat zwei gegenüberliegende Ausschnitte 20'.Oberhalb der Blngsohalbe 20 befindet sioh eine gleich· Bingsoheibe 21· Seren Ausschnitte 21*sind gegenüber den Ausschnitten 20* der Ringscheibe 20 um 90° versetzt. Auf diese Weise ist zwischen der SprUhsperrscheibe 17 und der Ringscheibe 20 die Kammer 22 und zwischen den Ringscheiben 20 und 21 eine weitere Kammer gebildet. Beide Kammern sind ringförmig und umschließen die Außenwandung des hohlen Tauohkörpers 11« Oberhalb der Ringscheibe 21 schließt sioh die Kammer 18 an, ebenfall· den Tauchkörper 11 umgebend· In dieser Kammer befinden sioh vertikal· Leitbleche 27t die kaminartige Absugsdurohgttng· Ia Uberein« Stimmung mit den Ausschnitten 21 * sohaffen· Von der Kammer 18 fuhren die Durchbrach« 40 am unteren Ende der Hülse 3 *u? Kammer 8·

Das Gehäuse 1 ist oben duroh den Deckel 24· abgedeckt· Der Deckel 24 hat einen nach oben gerichteten rohrförmigen Aneats 25t fti? den ein weitere?, je neon den Gegebenheiten abnehmbarer Deckel 26 vorgesehen ist·

Die Kammer 9 kann mit einem Katalysator* oder Filtermaterial 29 gefüllt sein, das zwischen geriffelten und perforierten Begrenzungsscheiben 28 und 28* aus PVO angeordnet ist·

ist
Der Deckel 24,/ an seiner Unterseite mit radialen Sippen von etwa 1 mm Dioke versehen. Diese Rippen liegen auf des ilansoh 4_S wodurch sektorartig· Durchgänge gebildet sind·

Vie aus der Zeichnung ersichtlich, besteht ein Durchgang duroh die Kammern 22, 23t ^⁸ (hier Über 41» Leitbleche 27). 8 und 9· Die sum Durchgang zwischen den Kammern vorgesehenen öffnungen sind so angeordnet und ausgebildet, daß dia Sichtung de· Gasstroma ständig geändert und umgekehrt wird. Außerdem treffen die Gese während ihres Durchgangs gegen die Wandungen der Kammern und kommen in ständige Berührung mit den Wandungen, was - wie noch gezeigt wird - «ehr wiohtig ist·

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Sie Vorrichtung arbeitet folgendermaßens

Säuredämpfe, die sum Zellendeokel O hochsteigen, werden von der Sprttheperrecheibe 17 abgelenkt su den swei Ausgangsaohlitsen 19, die in die ringförmige Kammer 22 (swisohen Sprtthsperreoheibe 17 und Ringscheibe 20) fuhren· Hach dem Eintritt in die Kammer 22 stoßen die Dämpfe gegen die Wandung des Stauchkörper* 11 und werden um 90° umgelenkt· Dann steigen sie durch die swei Ausschnitte 21 * in die zwei von den Leitbleohen 27 gebildeten Gasdurchgänge· Am oberen Ende dieser Gänge werden dio Dämpfe bzw· Gase um 18o? umgelenkt und atrOmen abwärts in die Kammer 18, die als nieder Schlagekammer dient· Hier wird flüssige Säure, die als kleine Tropf oben von den Gasen mitgeführt wird, niedergeschlagen, in der Kammer gesammo7^t und fließt in die Zelle surttok·

Vom Boden der Kammer 18 gelangen die Dämpfe unter Umlenkung um 90° durch die Offnungen 40 an die Kammer 8, die als Gastrennungs- und Sa^pansionskammer dient·

Aus der Kammer 8 steigen die Gase durch die Offnungen am Oberteil des Kanals 7 in die Kammer 9· Die perforierten und geriffelten Begrensungssoheiben 28 und 28* dienen in dieser Kammer als Gasverteiler· Perner verhindern si·, daß das filtermaterial die Gasdurohgänge verstopft·

! Je nach £rfordemis kann die Kammer 9 ausreichendes Katalysatormaterial fllr die Wiedervereinigung von Wasserstoff und Sauer-J stoff su Wasser enthalten bis su einer begreneten Gesohwindif- ! keit des Gasflusses· lieber die Kapasität des Katalysators ' hinausgehende Kengen können umgeleitet werden, um eine über- ; hitsung der Vorriohtung su vermeiden·

Alternativ kann die Kammer 9 ein Gaafiltormaterial (Glasfaser, Kunststoff udgl.) enthalten, um flüssige Säure in einem Höchstmaß SU entfernen· Di· Kombination beider Möglichkeiten (Katalysator ♦ filter) ist ebenfalls vorgesehen·

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Der Flammenschutz 10 kann aus irgendeinen säurebeständigen porösem Material mit zweckmäßigen physikalisches Eigenschaft*«* bestehen» z.B. aus gesintertem Glas, gesintertes Keramik, feiner Drahtgaze usw. Die Gesemtoberfläche eines Flammen·' Schutzes mit zweckmäßiger Porengröfie gestattet einen freien Durchfluß der Gase mit einem Minimum an Strömungswiderstand· Ausbreitungsräume sind an beiden Seiten des Flammenschutzes vorgesehen*

Der obere Ausbreitungsraum ist aber eine Reihe von 18ehern im Flansch 4- mit der Atmosphäre verbunden· Der Flammenschutz ist abgeschirmt und geschlitzt durch den Flansch 4 der Hülse 5· Da er keinen mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt ist, kann er ziemlich dünn sein·

PtILx* daii seitliehe Entweichen der Gase zwischen den Hippen an der Unterseite des Deckels 24 bestehen freie sektorartise Ausgangawege.

Venn <br Tauchkörper 11 mittels Zwisohenlegung eines Dichtungsrings 14 in die HUlse 3 eingesetzt iet, kann er entsprechend einem vorbestimmten Austrittsgasdruck in der HUlse verschoben werden. Zm Tauchkörper kann ein Anaeigeschwimmer vorgesehen sein, der Über den Deckel 26 vorsteht·

Das Auffallen kann in üblicher Weise erfolgen, wozu entweder der Deckel 26 oder der Deckel 24 abgenommen wird. Die Schlitze 15 geben einen freien Durchgang far die IfeohfttllflUssigkeit· Die Löcher 16 erleichtern den Eilokiauf des Elektrolyten nach dem Auffallen unter Arbeitsbedingungen· Eine Dichtemessung kann durch den Trichter 11 ausgeführt werden.

Claims (12)

I t « 11 Ii Schutzansprüche

1) Explosionssichere Sntgasungsvorriohtung ftir batterien, gekennzeichnet durch eis« becherförmiges Gehäuse (1), das mit einem rohrförmigen Ansatz (2) in eine entsprechende Öffnung (A3 des Zellendeckels (C) eingesetzt ist, durch einen im Oberteil des Gehäuses (1) angeordnete, zentral durchbohrte, horizontale Scheibe (4), die mit einer den flammenschutz (10) darstellenden ringförmigen Scheibe aus säurebeständigem porösem Material verbunden i4t und von einem Schutzdeckel (24) abgedeckt ist,

2) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum des Gehäuses in eine Hehrzahl von miteinander ver·· bundenen Kammern unterteilt ist, wobei die Verbindungsdurohgänge zwischen den Kammern so angeordnet und gestaltet sind, daß ein wiederholter Wechsel der Strömungsriohtung der Gase und eine maximale Berührung der Gase mit den Innenflächen der Kammern stattfindet·

3) Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in das Gehäuse (1) eine Halse (J) eingesetzt ist, die mit einem oberen flansch (4) die zentral durchbohrt·, horizontal· S Scheibe bildet und daß dor fflammenschut* (10) unter diesem flansch (4) und der Seokel (24) Über diesem flansch angeordnet ist.

4) Vorrichtung nach einem der Ansprach· 1 bis 3· dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (24) «in· zentral· Öffnung (25) aufweist, far die ein weiterer Deckel (26) vorgesehen ist«

^) Vorrichtung nach einem der Ansprach· 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen hohlen Tauchkörper (11), der koaxial «ad wit radialem Abstand in die Hais· (3) eingesetzt und gegen das Ge« haus« (1) und die Halse (3) abgedichtet ist.

6) Vorrichtung nach Anspruch ß, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden des hohlen Tauchkörpers (11) durch «ine Scheibe (14) ab-·

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geschlossen ist und oberhalb dieser Scheibe seitliche, in den Innenraum führende DurchbrUche (15) vorgesehen sind·

7) Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Außenumfang des Tauchkörpers (11) übereinander angeordnete und Kammern (22, 23) abteilende Bingscheiben (20, 21) vorgesehen sind, deren gegeneinander versetzte Ausschnitte (20', 21') Durchgänge zwischen den Kammern bilden·

8) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 t>ie 7» dadurch gekennzeichnet, daß am Außenumfang des Tauchkörpers (11) vertikal· verlaufende und radial abstehende Leitbleche (27) vorge-

sehen sind, die in Übereinstimmung mit den Ausschnitten der Ringscheiben und oberhalb von diesen kaninartige Durchgänge bilden·

9) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, gekennzeichnet durch eine weitere, zwischen der Wandung des Gehäuses (1) und der Hlllse (3) angeordnete Kammer (8),deren Eintrittsöffnung (40) im untersten Seil liegt·

10) Vorrichtung nach einem der Ansprache 3 *ble 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Gehäuse (1) und der Hülse (3)

- durch einen Zwischenboden (5) eine weitere Kammer (9) abgeteilt ist, die mit der unter ihr liegenden Kammer (8) durch

Löcher (6) im Zwischenboden (5) und einen abwästa gerichteten

Kanal (7) verbunden ist.

11) Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Baum Über dem Zwischenboden (5) (Kammer 9) eia Filtermaterial und/oder ein Katalysatormaterial enthält·

12) Vorrichtung nach Anspruch 1o oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß am oberen und unteren Ende der Kammer (9) perforiert· und geriffelte Begrenzungsecheiben (28, 28') angeordnet sind·

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