ES2985264T3 - Aparato y procedimiento para recoger gas - Google Patents
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Abstract
Para resolver el problema descrito anteriormente de la técnica convencional, la presente invención proporciona un aparato para recolectar automáticamente gas generado en una batería secundaria que se está desarrollando como una fuente de energía para celdas de batería de vehículos, dispositivos móviles, herramientas eléctricas, etc., y proporciona un aparato para recolectar automáticamente gas generado en una pluralidad de baterías secundarias e inyectar automáticamente el gas en un aparato de análisis para que el gas pueda analizarse. El aparato automatizado para recolectar gas generado en una batería secundaria, según la presente invención, comprende: una pluralidad de portapilas en los que se pueden montar una pluralidad de baterías secundarias, respectivamente; una bandeja portapilas en la que se colocan la pluralidad de portapilas; una unidad de recolección que se mueve en la dirección perpendicular a la superficie de una batería secundaria a analizar entre la pluralidad de baterías secundarias, de modo que la unidad de recolección se puede acoplar o desacoplar de la superficie de la batería secundaria a analizar; y una unidad de punzonado que se desplaza, en la unidad colectora, en dirección perpendicular a la superficie de la batería secundaria a analizar, para punzonar la superficie de la batería secundaria fijada a la unidad colectora, donde la bandeja portabatería es capaz de girar de manera que la superficie de la batería secundaria pueda quedar orientada hacia la unidad colectora. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Aparato y procedimiento para recoger gas
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Campo de la invención
Esta solicitud reivindica el beneficio de las prioridades de las solicitudes de patente coreana n .° 10-2018-0077665, depositada el 4 de julio de 2018, 10-2019-0056805, depositada el 30 de abril de 2019 y 10-2019-0075688, depositada el 25 de junio de 2019.
La presente invención se refiere a un dispositivo y procedimiento de recogida de gas, y más particularmente, a un dispositivo de recogida y análisis de gas y un procedimiento de gas interno generado a partir de una pluralidad de baterías secundarias mediante el uso de un dispositivo de recogida automatizado de gas interno generado en una batería secundaria.
Descripción de la técnica relacionada
En general, una batería secundaria es una batería que se puede usar repetidamente a través de un procedimiento de descarga para convertir energía química en energía eléctrica y un procedimiento de carga en la dirección inversa de la misma. Los tipos de las mismas incluyen baterías de níquel-cadmio (Ni-Cd) y baterías de níquel-hidrógeno (Ni-MH), baterías de litio-metal, baterías de iones de litio (Li-ion) y baterías de polímero de iones de litio (Batería de polímero de iones de litio). Entre estas baterías secundarias, las baterías secundarias de litio que tienen una alta densidad de energía y voltaje, una larga vida útil y una baja tasa de autodescarga se utilizan comercialmente y se utilizan ampliamente. Las baterías secundarias de litio incluyen baterías de tipo polímero, baterías de tipo circular, baterías de tipo cuadrado y baterías de tipo bolsa.
Sin embargo, la batería secundaria de litio convencional tiene un riesgo de ignición/explosión cuando se expone a altas temperaturas. Además, cuando una corriente alta fluye en un corto período de tiempo debido a una sobrecarga, un cortocircuito externo, una penetración de clavos, un aplastamiento local o similares, existe el riesgo de ignición/explosión mientras la batería se calienta por calentamiento por IR. Como ejemplo, como resultado de la reacción entre el electrolito y los electrodos, se genera gas para aumentar la presión interna de la batería, y la batería secundaria de litio puede explotar o ventilar el gas a una presión igual o superior a una presión predeterminada.
Se pueden generar varios tipos de gases, como hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, monóxido de carbono, dióxido de carbono, hidrocarburos como CnH2n-2 (n = 2 ~ 5), CnH2n (n = 2 ~ 5) y CnH2n+2 (n = 1 ~ 5) y otras especies de gases orgánicos dependiendo de la reacción en una batería secundaria de litio. Los gases generados internamente, como el dióxido de carbono, son reversibles dependiendo de las condiciones, volviendo a su material original al cargarse, pero generalmente permanecen en una fase gaseosa en la batería para aumentar la presión interna y causar un fenómeno de hinchamiento que hace que la batería se hinche. La batería que tiene un fenómeno de hinchamiento es demasiado gruesa para montarse en un dispositivo eléctrico y electrónico que está diseñado para montarse, o se considera defectuosa debido a una apariencia abultada y pierde su valor como producto.
Por lo tanto, es muy importante recopilar y analizar con precisión el gas generado en la batería secundaria. Se generan varios gases durante el funcionamiento de las baterías de iones de litio, y la información sobre la composición y el contenido de los gases generados es útil para desarrollar materiales de baterías, optimizar los procedimientos de fabricación de baterías e identificar las causas de la falla de la batería.
En primer lugar, la Figura 1 muestra un dispositivo colector convencional 1 del gas generado en la batería secundaria que está conectado a una parte del colector 10. Con referencia a la Figura 1, el dispositivo de recogida convencional 1 del gas generado en la batería secundaria recolecta gas mediante solo una batería secundaria montada en una plantilla del dispositivo de recogida 1 del gas generado en la batería secundaria 1 para el análisis del gas interno de la batería secundaria. Como resultado, el gas se analiza a través de un analizador de gas 13 conectado a la parte del colector 10.
Es decir, una bomba de vacío 11 de la parte del colector 10 está conectada a una posición predeterminada del dispositivo de recogida 100 del gas generado en la batería secundaria, para ajustar el dispositivo de recogida de gas interno generado en la batería secundaria equipada con la batería secundaria a un estado de vacío. Posteriormente, la batería secundaria se perfora a través de un conjunto de perforación para recolectar gas y luego el gas se analiza a través del analizador de gas 13.
El analizador de gas 13 utiliza un espectrómetro de masas o cromatografía, pero no se limita a ello, y se pueden utilizar otros analizadores o procedimientos para aumentar la exactitud o precisión del análisis de gases.
Sin embargo, el procedimiento convencional para recoger el gas generado en la batería utiliza un procedimiento en el que un tipo de batería se coloca en una plantilla sellada y se perfora manualmente para recoger el gas. Por lo tanto, existe la necesidad de un dispositivo que pueda recoger de manera más eficiente y rápida el gas generado a partir de un mayor número de baterías.
El documento KR20180047280A describe un aparato de recogida del gas generador de batería secundaria y un procedimiento de recogida para recolectar rápidamente un gas de una celda secundaria descargado a través de una celda secundaria.
El documento KR20160045377A describe una técnica para probar la seguridad de la batería y, más particularmente, un aparato para probar la seguridad de la batería al penetrar en la batería usando el cuerpo de una aguja, en donde el aparato comprende un conjunto móvil para mover secuencialmente la celda de la batería en una dirección horizontal, y un conjunto pasante con una placa pasante configurada para mover un cuerpo de aguja en una dirección vertical para penetrar en la celda de la batería cuando la celda de la batería llega a una posición predeterminada, en donde el cuerpo de la aguja puede implementarse para ser desmontable de la placa pasante después de la infiltración en la celda de la batería y extraíble de la celda de la batería después de un tiempo de espera. El documento KR20180047274A describe un aparato de recogida de gas de generación de celda secundaria y un procedimiento de recogida, y más particularmente, un aparato de recogida de gas de generación de celda secundaria y un procedimiento para recoger gas generado por celda secundaria recogiendo una batería secundaria de tipo bolsa formando una porción de cuerpo de plantilla y una porción superior de plantilla, donde una bomba de vacío está conectada a una posición predeterminada del aparato de recogida de gas de generación de celda secundaria y el aparato de recogida de gas de generación de celda secundaria equipado con la celda secundaria se coloca en un estado de vacío. A continuación, la batería secundaria se perfora a través de un conjunto de perforación para recoger el gas, y el gas se analiza a través de un analizador de gas.
La invención se define en las reivindicaciones 1 y 8. Las realizaciones adicionales de la invención se proporcionan en las reivindicaciones dependientes.
RESUMEN DE LA INVENCIÓN
La presente invención se concibe para resolver los problemas anteriores de la técnica anterior. La presente invención es para proporcionar un dispositivo para recoger automáticamente el gas generado en la batería secundaria que se ha desarrollado como fuente de energía de dispositivos móviles de batería de automóvil y herramientas eléctricas, por ejemplo, en el que el dispositivo recoge automáticamente el gas generado en una pluralidad de baterías secundarias y lo inyecta automáticamente en un dispositivo de análisis para su análisis.
El dispositivo de recogida automática del gas generado en una batería secundaria de la presente invención comprende una pluralidad de soportes de batería, cada uno de los cuales está montado con cada una de una pluralidad de baterías secundarias; una bandeja de soporte de batería en la que se colocan la pluralidad de soportes de batería; un conjunto de recogida para acoplarse y desacoplarse de una superficie de la batería secundaria que se va a analizar moviéndose en una dirección perpendicular a la superficie de la batería secundaria que se va a analizar entre la pluralidad de baterías secundarias; y un conjunto de perforación para perforar la superficie de la batería secundaria fijada al conjunto de recogida moviéndose en una dirección perpendicular a la superficie de la batería secundaria que se va a analizar en el conjunto de recogida, donde la bandeja de soporte de batería puede girar para permitir que la superficie de la batería secundaria se enfrente al conjunto de recogida.
El procedimiento de recogida automatizada del gas generado en una batería secundaria de la presente invención puede realizarse en el dispositivo de recogida automatizada del gas generado en una batería secundaria de la presente invención.
El procedimiento de recogida automatizada del gas generado en una batería secundaria de la presente invención puede comprender las etapas de girar la bandeja de soporte de batería para mover una batería secundaria que se analizará a una posición orientada hacia el conjunto de recogida; acercar el conjunto de recogida a la superficie de la batería secundaria para acoplar; ajustar un interior del conjunto de recogida a un estado de vacío; perforar la superficie de la batería secundaria con el conjunto de perforación; recolectar el gas generado en la batería secundaria; separar la batería secundaria del conjunto de recogida mediante la inyección de gas nitrógeno; y separar el conjunto de recogida de la batería secundaria y mover una batería secundaria que se analizará a continuación a la posición orientada hacia el conjunto de recogida.
El procedimiento de recogida automática del gas generado en una batería secundaria según una realización de la presente invención puede comprender las etapas de hacer girar la bandeja de soporte de batería mediante un rotor conectado a un primer cilindro para mover la batería secundaria que se va a analizar a una posición orientada hacia el conjunto de recogida, con energía de rotación del primer cilindro; acercar el conjunto de recogida a la superficie de la batería secundaria para acoplarla, con energía lineal de un segundo cilindro; ajustar un interior del conjunto de recogida a un estado de vacío; perforar una superficie de la batería secundaria con el conjunto de perforación moviendo linealmente el conjunto de perforación mediante una manivela conectada a un tercer cilindro, con energía de rotación del tercer cilindro; recoger el gas interno generado en la batería secundaria; separar la batería secundaria del conjunto de recogida inyectando gas nitrógeno; y separar el conjunto de recogida de la batería secundaria con energía lineal del segundo cilindro y girar la bandeja del soporte de la batería mediante el rotor para permitir que se analice una batería secundaria a continuación para enfrentar el conjunto de recogida.
EFECTO DE LA INVENCIÓN
Según la presente invención, incluso con un dispositivo de recogida automatizado del gas generado en una batería secundaria, es posible recolectar y analizar de manera más eficiente, simple y rápida, al recolectar el gas generado a partir de una pluralidad de baterías secundarias y analizar el gas en tiempo real.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La Figura 1 es un diagrama esquemático de un dispositivo de recogida convencional del gas generado en la batería secundaria.
La Figura 2 es una vista frontal de un dispositivo de recogida automática del gas generado en la batería secundaria según una realización de la presente invención.
La Figura 3 es una vista frontal que muestra una bandeja de soporte.
La Figura 4 es una vista frontal de un dispositivo de recogida automática del gas generado en la batería secundaria según otra realización de la presente invención.
La Figura 5 es una vista frontal que muestra un conjunto de perforación.
La Figura 6 es una vista frontal que muestra un conjunto de perforación y una manivela.
Las Figuras 7(a) a (c) ilustran un procedimiento para operar el dispositivo de recogida automática del gas generado en la batería secundaria según la Figura 2, respectivamente.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
El dispositivo de recogida automática del gas generado en una batería secundaria comprende una pluralidad de soportes de batería, cada uno de los cuales está montado con cada una de una pluralidad de baterías secundarias; una bandeja de soporte de batería en la que se colocan la pluralidad de soportes de batería; un conjunto de recogida para acoplarse y desacoplarse de una superficie de la batería secundaria que se analizará moviéndose en una dirección perpendicular a la superficie de la batería secundaria que se analizará entre la pluralidad de baterías secundarias; y un conjunto de perforación para perforar la superficie de la batería secundaria fijada al conjunto de recogida moviéndose en una dirección perpendicular a la superficie de la batería secundaria que se analizará en el conjunto de recogida, donde la bandeja de soporte de batería puede girar para permitir que la superficie de la batería secundaria se enfrente al conjunto de recogida.
El dispositivo de recogida automática del gas generado en una batería secundaria de la presente invención comprende además un segundo cilindro conectado al conjunto de recogida y que proporciona energía para el movimiento lineal; un rotor conectado a la bandeja de soporte de batería para hacer girar la bandeja de soporte de batería; un primer cilindro conectado al rotor y que proporciona energía de rotación; una manivela conectada al conjunto de perforación; y un tercer cilindro conectado a la manivela y que proporciona energía de rotación, donde la manivela convierte la energía de rotación del tercer cilindro en energía para el movimiento lineal del conjunto de perforación.
En el dispositivo de recogida automática del gas generado en una batería secundaria de la presente invención, el conjunto de recogida puede colocarse por encima de la bandeja del soporte de la batería, y la batería secundaria o el soporte de la batería pueden colocarse entre el conjunto de recogida y la bandeja del soporte de la batería.
En el dispositivo de recogida automática del gas generado en una batería secundaria de la presente invención, el conjunto de recogida puede comprender un conjunto de alojamiento de soporte de batería colocada en un extremo inferior del conjunto de recogida, el conjunto de alojamiento de soporte de batería para alojar el soporte de batería en su espacio interior; un conjunto de alojamiento del gas generado en la batería que está formada integralmente con el conjunto de alojamiento de soporte de batería sobre el conjunto de alojamiento de soporte de batería y tiene una forma de columna, el conjunto de alojamiento del gas generado en la batería para alojar el gas generado en la batería secundaria en su espacio interior; un miembro de sellado provisto en una porción donde el conjunto de alojamiento del soporte de batería y la superficie de la batería secundaria entran en contacto entre sí, el miembro de sellado para sellar un espacio formado por el conjunto de alojamiento del gas generado en la batería y la superficie de la batería secundaria; una salida del gas generado en la batería provista en una parte lateral del conjunto de alojamiento del gas generado en la batería, en donde la salida de gas generada en la batería se ajusta para mover el gas interno generado en la batería secundaria que se libera a través del conjunto de alojamiento del gas generado en la batería desde una superficie de la batería secundaria a una parte del colector o un analizador de gas. Según una realización, el conjunto de recogida comprende una parte de conexión de bomba de vacío proporcionada en una parte lateral del conjunto de alojamiento del gas generado en la batería y ajustado para conectarse a una bomba de vacío.
En el dispositivo de recogida automática del gas generado en una batería secundaria según una realización de la presente invención, el conjunto de perforación puede comprender una varilla del conjunto de perforación conectada a la manivela; y una aguja de perforación conectada a un extremo inferior de la varilla del conjunto de perforación, donde la aguja de perforación se mueve a través del conjunto de alojamiento del gas generado en la batería por el movimiento de la varilla del conjunto de perforación debido a la rotación de la manivela, y la aguja de perforación perfora la superficie de la batería secundaria.
En el dispositivo de recogida automática del gas generado en una batería secundaria según una realización de la presente invención, el conjunto de perforación puede comprender además un resorte conectado a un extremo superior de la varilla del conjunto de perforación, donde, cuando la manivela gira para mover la aguja de perforación hacia abajo, la superficie de la batería secundaria se perfora moviendo la aguja de perforación a alta velocidad con una fuerza de restauración del resorte contraído.
En el dispositivo de recogida automática del gas generado en una batería secundaria según una realización de la presente invención, la batería secundaria puede ser cualquiera de una batería de tipo cilindro, una batería de tipo cuadrado, una batería de celda de moneda y una batería de tipo bolsa.
En el dispositivo de recogida automática del gas generado en una batería secundaria según una realización de la presente invención, el conjunto de recogida puede comprender además una parte de conexión de gas nitrógeno proporcionada en una parte lateral del conjunto de alojamiento del gas generado en la batería y ajustada para conectar una parte de suministro de gas nitrógeno.
En el dispositivo de recogida automática del gas generado en una batería secundaria según una realización de la presente invención, cuando se completa la recogida del gas interno generado en la batería secundaria a analizar, el conjunto de recogida está separado de una superficie de la batería secundaria para desacoplarse de una superficie de la batería secundaria y la bandeja de soporte de batería gira para permitir que una superficie de la batería secundaria a analizar se enfrente al conjunto de recogida.
El procedimiento de recogida automatizada del gas generado en la batería secundaria de la presente invención puede realizarse en el dispositivo de recogida automatizada del gas generado en la batería secundaria de la presente invención.
El procedimiento de recogida automatizada del gas generado en una batería secundaria de la presente invención puede comprender las etapas de girar la bandeja de soporte de batería para mover una batería secundaria que se analizará a una posición orientada hacia el conjunto de recogida; acercar el conjunto de recogida a la superficie de la batería secundaria para acoplar; ajustar un interior del conjunto de recogida a un estado de vacío; perforar la superficie de la batería secundaria con el conjunto de perforación; recolectar el gas generado en la batería secundaria; separar la batería secundaria del conjunto de recogida mediante la inyección de gas nitrógeno; y separar el conjunto de recogida de la batería secundaria y mover una batería secundaria que se analizará a continuación a la posición orientada hacia el conjunto de recogida.
El procedimiento de recogida automática del gas generado en una batería secundaria según una realización de la presente invención puede comprender las etapas de hacer girar la bandeja de soporte de batería mediante un rotor conectado a un primer cilindro para mover la batería secundaria que se va a analizar a una posición orientada hacia el conjunto de recogida, con energía de rotación del primer cilindro; acercar el conjunto de recogida a la superficie de la batería secundaria para acoplarla, con energía lineal de un segundo cilindro; ajustar un interior del conjunto de recogida a un estado de vacío; perforar una superficie de la batería secundaria con el conjunto de perforación moviendo linealmente el conjunto de perforación mediante una manivela conectada a un tercer cilindro, con energía de rotación del tercer cilindro; recoger el gas interno generado en la batería secundaria; separar la batería secundaria del conjunto de recogida inyectando gas nitrógeno; y separar el conjunto de recogida de la batería secundaria con energía lineal del segundo cilindro y girar la bandeja del soporte de la batería mediante el rotor para permitir que se analice una batería secundaria a continuación para enfrentar el conjunto de recogida.
Los términos o palabras utilizados en esta memoria descriptiva y reivindicaciones no están limitados a los significados ordinarios o del diccionario, y deben interpretarse como significados y conceptos correspondientes al espíritu técnico de la presente invención basados en el principio de que el inventor puede definir adecuadamente los conceptos de los términos para describir mejor su propia invención. Por lo tanto, dado que las realizaciones descritas en la memoria descriptiva y los dibujos mostrados en los dibujos son solo las realizaciones más preferidas de la presente invención y no representan toda la idea técnica de la presente invención, debe entenderse que puede haber equivalentes y variaciones que puedan sustituirlos en el momento de la presente solicitud. Además, se omitirán las descripciones detalladas de funciones y configuraciones bien conocidas que pueden oscurecer innecesariamente el objeto de la presente invención. En adelante, se describirán en detalle realizaciones ejemplares de la presente invención haciendo referencia a los dibujos adjuntos.
La Figura 2 es una vista frontal de un dispositivo de recogida automática del gas generado en la batería secundaria según una realización de la presente invención. La Figura 3 es una vista frontal que muestra una bandeja de soporte. La Figura 4 es una vista frontal de un dispositivo de recogida automática del gas generado en la batería secundaria según otra realización de la presente invención. La Figura 5 es una vista frontal que muestra un conjunto de perforación. La Figura 6 es una vista frontal que muestra un conjunto de perforación y una manivela. Las Figuras 7(a) a (c) ilustran un procedimiento para operar el dispositivo de recogida automática del gas generado en la batería secundaria según la Figura 2, respectivamente.
En primer lugar, el dispositivo de recogida automatizada 100 del gas generado en la batería secundaria según una realización de la presente invención puede conectarse a una parte del colector 10 de la Figura 1 y analizarse a través de un dispositivo de análisis de gas 13. Alternativamente, el dispositivo de recogida automatizada 100 del gas generado en la batería secundaria según una realización de la presente invención puede conectarse directamente al dispositivo de análisis de gas sin conectarse a la parte de colector 10. Según este dispositivo de recogida automática 100 del gas generado en la batería secundaria según una realización de la presente invención, el dispositivo puede conectarse directamente al dispositivo de análisis de gas para analizar el gas generado a partir de la pluralidad de baterías en tiempo real, respectivamente, sin recoger el gas en la parte del colector 10. Por lo tanto, existe la ventaja de que es posible analizar inmediatamente sin dilución de una muestra.
El dispositivo de recogida automatizado del gas generado en la batería secundaria comprende una pluralidad de soportes de batería, cada uno de los cuales está montado con cada una de una pluralidad de baterías secundarias 20; una bandeja de soporte de batería 130 en la que se colocan la pluralidad de soportes de batería; un conjunto de recogida 170 para acoplarse y desacoplarse de una superficie de la batería secundaria 20 que se analizará moviéndose en una dirección perpendicular a la superficie de la batería secundaria 20 que se analizará entre la pluralidad de baterías secundarias 20; y un conjunto de perforación 190 para perforar la superficie de la batería secundaria 20 fijada al conjunto de recogida 170 moviéndose en una dirección perpendicular a la superficie de la batería secundaria 20 que se analizará en el conjunto de recogida 170.
Con referencia a la Figura 2, los componentes en el dispositivo de recogida automática 100 del gas generado en la batería secundaria según una realización de la presente invención están montados en un alojamiento (no mostrado). El alojamiento tiene una estructura de múltiples capas, en la que cada capa puede estar equipada con componentes. El alojamiento puede estar formado, por ejemplo, por una estructura multicapa de una primera parte de capa 111 y una segunda parte de capa 112, y puede incluir una parte de superficie superior (no se muestra) y una parte de superficie inferior (no se muestra). La primera porción de capa 111 puede colocarse debajo de la porción de superficie superior del alojamiento y la segunda porción de capa 112 puede colocarse debajo de la primera porción de capa 111, y la porción de superficie inferior puede proporcionarse en la parte inferior del alojamiento.
La configuración de la estructura multicapa del alojamiento según una realización de la presente invención no se limita a lo descrito anteriormente, y se pueden realizar diversas modificaciones y cambios dependiendo del cambio de disposición de cada componente del dispositivo de recogida automática 100 del gas generado en la batería secundaria según una realización de la presente invención que se describirá más adelante.
Una pluralidad de soportes de batería 120 en los que se colocan una pluralidad de baterías 20 y una bandeja de soporte de batería 130 en la que se monta la pluralidad de soportes de batería 120, se proporcionan en el centro del alojamiento, por ejemplo, entre la primera porción de capa 111 y una segunda porción de capa 112. La superficie superior del soporte de batería 120 puede estar provista de un rebaje (no mostrado) de modo que la batería 20 se pueda montar y la forma del rebaje pueda corresponder a la forma de la batería 20 de modo que la batería montada 20 no se separe.
Como se muestra en la Figura 3, un rotor 140 está conectado al centro de una superficie inferior de la bandeja de soporte de batería 130 y un primer cilindro 160 está conectado a un extremo inferior del rotor 140. El rotor 140 puede girar con la energía de rotación del primer cilindro 160 y, por lo tanto, la bandeja del soporte de la batería 130 puede girar en consecuencia. Además, el extremo inferior del primer cilindro 160 puede fijarse al alojamiento.
Como se muestra en la Figura 4, al menos un rodillo 150 está posicionado en una superficie inferior de la bandeja de soporte de batería 130. La superficie inferior de la bandeja del soporte de la batería 130 puede hacer contacto con la superficie superior del rodillo 150. Por consiguiente, cuando el rotor 140 gira la bandeja de soporte de batería 130, el rodillo 150 puede girar más suavemente la bandeja de soporte de batería 130. Además, la superficie inferior del rodillo 150 puede fijarse al alojamiento, por ejemplo, a la segunda porción de capa 112. Por consiguiente, el rodillo 150 también sirve para soportar la bandeja de soporte de batería 130 y para mantener la bandeja de soporte de batería 130 horizontal. Además, cuando el conjunto de recogida 170 que se describirá más adelante perfora la batería 20, la alineación de la bandeja 130 puede distorsionarse o la bandeja 130 puede inclinarse. Por lo tanto, al menos un rodillo 150 debe colocarse en línea recta en la dirección vertical con el conjunto de recogida 170 y, por lo tanto, es posible mantener la alineación general, incluida la bandeja 130, al perforar la batería. El rodillo 150 puede proporcionarse en uno, pero más preferiblemente en plural. Por ejemplo, se pueden proporcionar tres rodillos 150, y la superficie de la bandeja de soporte de batería 130 puede estar soportada de forma estable por un soporte de tres puntos.
El conjunto de recogida 170 para recolectar el gas interno generado en la batería secundaria puede colocarse sobre la bandeja del soporte de la batería 130. El conjunto de recogida 170 según una realización de la presente invención no aloja la batería 20 en su interior, sino que está acoplado a la superficie superior de la batería 20 para sellar la superficie superior de la batería 20 y recolectar el gas generado en la batería 20. La batería 20 puede ser, por ejemplo, una batería de tipo cilindro, una batería de tipo cuadrado, una batería de celda de moneda o una batería de tipo bolsa.
Un segundo cilindro 180 puede mover hacia arriba y hacia abajo el conjunto de recogida 170 y, por lo tanto, puede acoplarse y desacoplarse de la superficie superior de la batería 20 en consecuencia. Alternativamente, en otra realización, el conjunto de recogida 170 puede moverse hacia la izquierda y hacia la derecha por el segundo cilindro 180 y, por lo tanto, puede acoplarse y desacoplarse de la parte lateral de la batería 20 en consecuencia. El segundo cilindro 180 debe proporcionar energía lineal al conjunto de recogida 170 de modo que el conjunto de recogida 170 se pueda mover linealmente. Más específicamente, por ejemplo, el conjunto de recogida 170 puede montarse en la superficie inferior de la primera porción de capa 111 de la alojamiento y el segundo cilindro 180 puede conectarse a la superficie superior de la primera porción de capa 111. Por consiguiente, cuando la primera porción de capa 111 se mueve hacia arriba y hacia abajo por una energía de movimiento vertical del segundo cilindro 180, el conjunto de recogida 170 montado en la superficie inferior de la primera porción de capa 111 puede moverse hacia arriba y hacia abajo. Una superficie superior de la batería 20 puede referirse a una superficie de la batería 20 que se enfrenta al conjunto de recogida 170 entre las superficies de la batería 20.
Es decir, el conjunto de recogida 170 puede colocarse sobre la bandeja de soporte de batería 130, y la batería 20 o el soporte de batería 120 pueden colocarse entre el conjunto de recogida 170 y la bandeja de soporte de batería 130. El conjunto de recogida 170 puede acercarse o separarse de la batería 20 al recibir energía para el movimiento lineal desde el segundo cilindro 180 proporcionado sobre el conjunto de recogida. La bandeja de soporte de batería 130 se puede girar con un eje longitudinal que se extiende desde la porción superior hasta la porción inferior al recibir energía de rotación del primer cilindro 160 proporcionado debajo de la bandeja de soporte de batería 130. La pluralidad de soportes de batería 120 equipados con las baterías secundarias 20 puede estar dispuesta a la misma distancia del centro de rotación de la bandeja de soporte de batería 130. Es decir, el soporte de batería 120 puede estar dispuesto a lo largo de la circunferencia del círculo virtual cuyo centro es el centro de rotación de la bandeja de soporte de batería 130. El soporte de batería 120 puede estar separado a intervalos iguales en la circunferencia del círculo virtual. Por lo tanto, la cantidad de rotación del primer cilindro 160 puede dividirse en 360° por el número de soportes de batería 120 proporcionados en la bandeja de soporte de batería 130. El soporte de batería 120 puede disponerse radialmente de forma simétrica en la bandeja de soporte de batería 130 a un intervalo constante. Cada vez que el primer cilindro 160 gira una vez, cada una de las baterías puede colocarse secuencialmente debajo del conjunto de recogida 170.
Como se muestra en la Figura 5, el conjunto de recogida 170 incluye un conjunto de alojamiento de soporte de batería 171 en un extremo inferior del conjunto de recogida 170. El espacio interior del conjunto de alojamiento del soporte de batería 171 puede tener una forma que coincida con la forma del soporte de batería 120 para alojar el soporte de batería 120.
Además, el conjunto de recogida 170 incluye un conjunto de alojamiento 172 del gas generado en la batería 20 para acomodar el soporte de la batería en su espacio interior. El conjunto de alojamiento 172 del gas generado en la batería se coloca sobre el conjunto de alojamiento del soporte de la batería 171 y tiene una forma de columna y un espacio interior vacío, en el que una varilla del conjunto de perforación 192 y una aguja de perforación 193 del conjunto de perforación 190 que se describirá más adelante se pueden mover hacia arriba y hacia abajo. El conjunto de alojamiento del soporte de la batería 171 y el conjunto de alojamiento 172 del gas generado en la batería están formados integralmente. Como se describió anteriormente, cuando el conjunto de recogida 170 se mueve hacia abajo por el segundo cilindro 180, el soporte de batería 120 puede acomodarse en el conjunto de alojamiento de soporte de batería 171 y la superficie superior de la batería 20 puede acoplarse al extremo inferior del conjunto de alojamiento 172 del gas generado en la batería. Se proporciona un miembro de sellado 173 en la circunferencia del extremo inferior del conjunto de alojamiento 172 del gas generado en la batería (donde el conjunto de alojamiento de soporte de batería 171 está en contacto con la superficie superior de la batería 20) para sellar el conjunto de alojamiento 172 del gas generado en la batería y la superficie superior de la batería 20. El miembro de sellado 173 puede ser, por ejemplo, una junta tórica.
Una salida 174 del gas generado en la batería se proporciona en una parte lateral del conjunto de alojamiento 172 del gas generado en la batería y se ajusta para mover el gas interno generado en la batería que se libera a través del conjunto de alojamiento 172 del gas generado en la batería desde la superficie superior de la batería 20 a un colector 10. La salida 174 del gas generado en la batería puede estar equipada con una válvula de encendido y apagado (no mostrada).
Además, una parte lateral del conjunto de alojamiento 172 de gas generado en la batería está provisto de una parte de conexión de bomba de vacío 175 a la que se conecta una bomba de vacío 11 para ajustar un interior del conjunto de alojamiento 172 de gas generado en la batería a un estado de vacío, y una parte de conexión de gas nitrógeno 176 para suministrar gas nitrógeno al conjunto de alojamiento 172 de gas generado en la batería. Los dibujos de una realización de la presente invención muestran un caso en el que la parte de conexión de la bomba de vacío 175 y la parte de conexión del gas nitrógeno 176 se utilizan en común. En otras palabras, se proporciona una válvula de encendido-apagado en la parte lateral del conjunto de alojamiento 172 del gas generado en la batería, de modo que una bomba de vacío (no se muestra) se conecta a una abertura (175, 176) para ajustar un interior del conjunto de alojamiento 172 del gas generado en la batería a un estado de vacío y una parte de suministro de gas nitrógeno (no se muestra) se conecta a la abertura (175, 176) para suministrar gas nitrógeno al conjunto de alojamiento 172 del gas generado en la batería.
Alternativamente, un conector de tipo T (no se muestra) está conectado a una abertura (175, 176) en la parte lateral del conjunto de alojamiento 172 del gas generado en la batería, de modo que la bomba de vacío y la parte de suministro de gas nitrógeno están conectadas al conector de tipo T, respectivamente. De manera alternativa, a diferencia de los dibujos, son posibles diversas modificaciones y cambios, como la parte lateral del conjunto de alojamiento 172 del gas generado en la batería puede estar provisto de una parte de conexión de la bomba de vacío 175 y una parte de conexión de gas nitrógeno 176, respectivamente, como dos aberturas. Cada una de la parte de conexión de la bomba de vacío 175 y la parte de conexión de gas nitrógeno 176 puede estar equipada con una válvula de encendido-apagado (no se muestra).
El conjunto de recogida 170 también está provisto de un conjunto de perforación 190 para perforar la superficie superior de la batería 20. Como se muestra en la Figura 6, el conjunto de perforación 190 puede moverse hacia arriba y hacia abajo mediante una manivela 200. El tercer cilindro 210 gira para permitir que la manivela 200 conectada al tercer cilindro 210 gire. Mediante la rotación de la manivela 200, el conjunto de perforación 190 conectado a la manivela a través de la varilla de conexión 201 se mueve verticalmente (hacia arriba y hacia abajo). Es decir, la energía de rotación del tercer cilindro 210 por la manivela 200 puede convertirse en la energía lineal para mover en vaivén el conjunto de perforación 190 hacia arriba y hacia abajo. Más específicamente, la varilla de conexión 201 puede estar compuesta aproximadamente por una primera porción 201a conectada a la manivela 200 y una segunda porción 201 b conectada al conjunto de perforación 190. La primera porción 201a puede ser un disco elíptico o circular. El eje de rotación de la manivela 200 puede estar conectado para ser perpendicular a la superficie de la primera porción 201a, y puede estar conectado para estar separado del centro de la primera porción 201a. Un extremo de la segunda porción 201b está fijado al conjunto de perforación 190, y el otro extremo de la segunda porción 201b puede deslizarse en contacto con la circunferencia de la primera porción 201a. A medida que gira la primera porción 201a de la varilla de conexión 201 fijada a la manivela 200, la segunda porción 201b de la varilla de conexión 201 se empuja hacia afuera de modo que el conjunto de perforación 190 se mueva linealmente para perforar un orificio en la batería 20. En algunos casos, la primera porción 201a y la segunda porción 201b de la varilla de conexión 201 pueden estar formadas integralmente. Las Figuras 7(a) y 7(c) muestran un caso en el que el conjunto de perforación 190 está elevado, y la Figura 7(b) muestra un caso en el que el conjunto de perforación 190 está bajado.
Por ejemplo, el tercer cilindro 210 puede soportarse en la superficie inferior de la primera porción de capa 111 a través del tercer miembro de fijación de cilindro 211.
Más específicamente, como se muestra en la Figura 7, la varilla del conjunto de perforación 192 del conjunto de perforación 190 está conectada a la varilla de conexión 201 de la manivela 200. La aguja de perforación 193 está conectada al extremo inferior de la varilla del conjunto de perforación 192, de modo que la aguja de perforación 193 se mueve hacia arriba y hacia abajo por el movimiento hacia arriba y hacia abajo de la varilla del conjunto de perforación 192 debido a la rotación de la manivela 200. Además, la varilla del conjunto de perforación 192 y la aguja de perforación 193 se pueden mover a través del interior del conjunto de alojamiento 172 del gas generado en la batería de modo que la aguja de perforación 193 se pueda mover a la superficie superior de la batería 20. Por consiguiente, cuando el conjunto de perforación 190 se mueve hacia abajo a la superficie superior de la batería 20 y la superficie superior de la batería 20 se perfora con la aguja de perforación 193 y luego el conjunto de perforación 190 se mueve hacia arriba, el gas interno generado en la batería 20 se mueve desde el orificio en la superficie superior de la batería 20 hacia el conjunto de alojamiento 172 del gas generado en la batería. La circunstancia de la varilla del conjunto de perforación 192 está provista de un miembro de sellado 195, tal como una junta tórica, de modo que el gas interno generado en la batería 20 no se mueva al resorte 194 conectado a la varilla del conjunto de perforación 192. El elemento de sellado 195 de la varilla del conjunto de perforación 192 puede proporcionarse en plural. La pluralidad de miembros de sellado 195 de las varillas de perforación 192 puede estar dispuesta para estar separada entre sí por una cierta distancia a lo largo de la dirección longitudinal de la varilla del conjunto de perforación 195. El conjunto de alojamiento 172 del gas generado en la batería puede tener un espacio cerrado que está bloqueado por el miembro de sellado 195 alrededor de la varilla del conjunto de perforación 192 y el miembro de sellado 173 en contacto con la superficie superior de la batería 20 desde el exterior. Es decir, los elementos de sellado 173 y 195 en dos posiciones pueden impedir que el gas se escape al exterior y permitir que el gas se recoja en el conjunto de alojamiento 172 del gas generado en la batería.
Un resorte 194 está conectado al extremo superior de la varilla del conjunto de perforación 192, de modo que la aguja de perforación 193 se puede mover rápidamente hacia abajo por una fuerza de restauración del resorte 194 que se contrae cuando la manivela 200 gira para mover la aguja de perforación 193 hacia abajo. Por consiguiente, la superficie superior de la batería 20 puede ser perforada por la aguja de perforación 193 instantáneamente. Además, es posible limitar la distancia de movimiento vertical de la aguja de perforación (193) mediante el resorte 194.
A continuación, con referencia a la Figura 7, se describirá un procedimiento para operar el dispositivo de recogida automática 100 del gas generado en la batería secundaria de la Figura 2.
En primer lugar, se realiza una etapa de rotación de la bandeja de soporte de batería 130 para colocar la batería 20 a analizar debajo del conjunto de recogida 170. Es decir, la batería 20 que se va a analizar se coloca correctamente debajo del conjunto de recogida 170 girando la bandeja de soporte de batería 130.
A continuación, se realiza una etapa de acoplamiento del conjunto de recogida 170 a la superficie superior de la batería 20 moviéndose hacia abajo por el segundo cilindro 180. Es decir, el conjunto de recogida 170 se mueve hacia abajo por el segundo cilindro 180 para fijarse con precisión a la superficie superior de la batería 20, y la superficie superior de la batería 20 se sella por el miembro de sellado 173.
A continuación, se realiza una etapa de ajuste de un interior del conjunto de alojamiento 172 del gas generado en la batería a un estado de vacío (Figura 7(a)). Es decir, la válvula de encendido y apagado de la parte de conexión de la bomba de vacío 175 a la que está conectada la bomba de vacío 11 se abre para ajustar el interior del conjunto de alojamiento 172 del gas generado en la batería a un estado de vacío. En este caso, el conjunto de perforación 190 puede estar elevado.
A continuación, se realiza una etapa de perforación de la superficie superior de la batería 20 moviendo la aguja de perforación 193 hacia abajo girando la manivela 200 (Figura 7(b)). Es decir, a medida que la manivela 200 gira por el tercer cilindro 210, la aguja de perforación 193 se mueve rápidamente hacia abajo para perforar la superficie superior de la batería 20 fuertemente junto con una fuerza del resorte 194. En este momento, se añade la fuerza de restauración del resorte 194 que se contrae con la rotación de la manivela 200, de modo que la aguja de perforación 193 se puede mover hacia abajo rápidamente. En la etapa de perforación, todas las válvulas de la salida 174 del gas generado en la batería, la parte de conexión de la bomba de vacío 175 y la parte de conexión de gas nitrógeno 176 pueden cerrarse.
A continuación, se realiza una etapa de recogida del gas interno generado en la batería 20 (Figura 7(c)). Es decir, a medida que la manivela 200 gira, la aguja de perforación 193 se mueve hacia arriba y vuelve a su estado original. En este momento, dado que el resorte 194 está contraído, la velocidad a la que la aguja de perforación 193 se mueve hacia arriba es más lenta que la velocidad a la que la aguja de perforación 193 se mueve hacia abajo. Cuando la aguja de perforación 193 se mueve hacia arriba, el gas interno generado en la batería 20 se mueve desde el orificio perforado en la superficie superior de la batería 20 hacia el conjunto de alojamiento 172 del gas generado en la batería y recogido a través de la salida 174 del gas generado en la batería.
A continuación, se realiza una etapa de separación de la batería 20 del conjunto de recogida 170 mediante la inyección de gas nitrógeno. Es decir, cuando se completa la recogida del gas interno generado en la batería 20, la válvula de encendido y apagado de la parte de conexión de gas nitrógeno 176 se abre para inyectar gas nitrógeno en el conjunto de alojamiento 172 del gas generado en la batería. Como resultado, la batería 20 que está en contacto cercano con el miembro de sellado 173 se separa.
A continuación, se realiza una etapa de mover el conjunto de recogida 170 hacia arriba por el segundo cilindro 180 y colocar una batería secundaria 20 a analizar a continuación debajo del conjunto de recogida 170. Es decir, después de que el conjunto de recogida 170 se mueve hacia arriba por el segundo cilindro 180, la bandeja de soporte de batería 130 se gira de modo que la batería 20 que se analizará a continuación se coloque justo debajo del conjunto de recogida 170. Se realiza el mismo procedimiento que se describió anteriormente con respecto a la batería 20 que se analizará a continuación.
DISPONIBILIDAD INDUSTRIAL
Según la presente invención, incluso con un dispositivo de recogida automática del gas generado en una batería secundaria, existe la ventaja de que es posible recoger y analizar de manera más eficiente, simple y rápida, al recoger el gas generado a partir de la pluralidad de baterías secundarias y analizar el gas en tiempo real.
Claims (9)
1. Un dispositivo de recogida automática del gas generado en una batería secundaria, que comprende:
un conjunto de recogida (170) para acoplarse y desacoplarse de una superficie de la batería secundaria (20) a analizar moviéndose en una dirección perpendicular a la superficie de la batería secundaria (20) a analizar entre una pluralidad de baterías secundarias (20);
un conjunto de perforación (190) para perforar la superficie de la batería secundaria (20) fijada al conjunto de recogida (170) moviéndose en una dirección perpendicular a la superficie de la batería secundaria (20) que se analizará en el conjunto de recogida (170) ;
un segundo cilindro (180) conectado al conjunto de recogida (170) y que proporciona energía para el movimiento lineal;
un rotor (140);
un primer cilindro (160) conectado al rotor (140) y que proporciona energía de rotación;
una manivela (200) conectada al conjunto de perforación (190); y
un tercer cilindro (210) conectado a la manivela (200) y que proporciona energía de rotación,
en el que la manivela (200) convierte la energía de rotación del tercer cilindro (210) en energía para el movimiento lineal del conjunto de perforación (190),
caracterizado por
una pluralidad de soportes de batería (120), cada uno de los cuales está montado con cada una de la pluralidad de baterías secundarias (20);
una bandeja de soporte de batería (130) en la que se colocan la pluralidad de soportes de batería (120), donde el conjunto de recogida (170) se coloca sobre la bandeja de soporte de batería (130), y la batería secundaria (20) o el soporte de batería (120) se coloca entre el conjunto de recogida (170) y la bandeja de soporte de batería (130), donde el rotor está conectado a la bandeja de soporte de batería (130) para girar la bandeja del soporte de batería (130), y donde la bandeja del soporte de batería (130) gira para permitir que una superficie de la batería secundaria (20) se oriente hacia el conjunto de recogida (170);
un conjunto de alojamiento de soporte de batería (171) comprendido en el conjunto de recogida (170) y colocado en un extremo inferior del conjunto de recogida (170), el conjunto de alojamiento de soporte de batería (171) para alojar un soporte de batería (120) en su espacio interior;
un conjunto de alojamiento (172) del gas generado en la batería secundaria (20) que está comprendido en el conjunto de recogida (170) y formado integralmente con el conjunto de alojamiento del soporte de la batería (171) sobre el conjunto de alojamiento del soporte de la batería (171) y tiene una forma de columna, el conjunto de alojamiento (172) del gas generado en la batería secundaria (20) para acomodar el gas generado en la batería secundaria (20) en su espacio interior;
un miembro de sellado (173) comprendido en el conjunto de recogida (170) y provisto en una porción donde el conjunto de alojamiento del soporte de la batería (171) y la superficie de la batería secundaria (20) entran en contacto entre sí, el miembro de sellado (173) para sellar un espacio formado por el conjunto de alojamiento (172) del gas generado en la batería secundaria (20) y la superficie de la batería secundaria (20); y
una salida (174) del gas generado en la batería secundaria (20) comprendida en el conjunto de recogida (170) y proporcionada en una parte lateral del conjunto de alojamiento (172) del gas generado en la batería secundaria (20), donde la salida (174) del gas generado en la batería secundaria (20) se ajusta para mover el gas interno generado en la batería secundaria (20) que se libera a través del conjunto de alojamiento (172) del gas generado en la batería secundaria (20) desde una superficie de la batería secundaria (20) a una parte del colector (10) o un analizador de gas (13).
2. El dispositivo de recogida automática del gas generado en una batería secundaria según la reivindicación 1, donde el conjunto de recogida (170) comprende:
una parte de conexión de bomba de vacío (175) provista en una parte lateral del conjunto de alojamiento (172) del gas generado en la batería secundaria (20) y ajustada para conectarse a una bomba de vacío (11).
3. El dispositivo de recogida automática del gas generado en una batería secundaria según la reivindicación 2, donde el conjunto de perforación (190) comprende:
una varilla del conjunto de perforación (192) conectada a la manivela (200); y
una aguja de perforación (193) conectada a un extremo inferior de la varilla del conjunto de perforación (192), donde la aguja de perforación (193) se mueve a través del conjunto de alojamiento (172) del gas generado en la batería secundaria (20) por el movimiento de la varilla del conjunto de perforación (192) debido a la rotación de la manivela (200), y la aguja de perforación (193) perfora una superficie de la batería secundaria (20).
4. El dispositivo de recogida automática del gas generado en una batería secundaria según la reivindicación 2, donde el conjunto de perforación (190) incluye además un muelle (194) conectado a un extremo superior de la varilla del conjunto de perforación (192), donde cuando la manivela (200) gira para mover la aguja de perforación (193) hacia abajo, la superficie de la batería secundaria (20) es perforada moviendo la aguja de perforación (193) con una fuerza de restauración del muelle contraído (194).
5. El dispositivo de recogida automática del gas generado en una batería secundaria según la reivindicación 1, donde la batería secundaria (20) es cualquiera de una batería de tipo cilindro, una batería de tipo cuadrado, una batería de celda de moneda y una batería de tipo bolsa.
6. El dispositivo de recogida automática del gas generado en una batería secundaria según la reivindicación 2, donde el conjunto de recogida (170) comprende además una parte de conexión de gas nitrógeno (176) provista en una parte lateral del conjunto de alojamiento (172) del gas generado en la batería secundaria (20) y ajustada para conectarse a una parte de suministro de gas nitrógeno.
7. El dispositivo de recogida automática del gas generado en una batería secundaria según la reivindicación 1, donde cuando se completa la recogida de gas interno generado en la batería secundaria (20) a analizar, el conjunto de recogida (170) es separado de la superficie de la batería secundaria (20) para desacoplarse de la superficie de la batería secundaria (20) y la bandeja de soporte de batería (130) gira para permitir que la superficie de la batería secundaria (20) a analizar se enfrente al conjunto de recogida (170).
8. Un procedimiento de recogida automática del gas generado en una batería secundaria realizado en el dispositivo de recogida automática del gas generado en la batería secundaria según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, que comprende las etapas de:
girar la bandeja de soporte de batería (130) para mover una batería secundaria (20) a analizar a una posición orientada hacia el conjunto de recogida (170);
acercar el conjunto de recogida (170) a una superficie de la batería secundaria (20) para acoplarse a la misma; ajustar un interior del conjunto de recogida (170) a un estado de vacío;
perforar una superficie de la batería secundaria (20) con el conjunto de perforación (190);
recoger el gas generado en la batería secundaria (20);
separar la batería secundaria (20) del conjunto de recogida (170) inyectando gas nitrógeno; y
separar el conjunto de recogida (170) de la batería secundaria (20) y mover una batería secundaria (20) para analizarla junto a la posición frente al conjunto de recogida (170).
9. El procedimiento de recogida automática de la reivindicación 8, donde
la bandeja del soporte de la batería (130) es girada por el rotor (140) con la energía de rotación del primer cilindro (160);
el conjunto colector (170) se acerca a una superficie de la batería secundaria (20) para acoplarse a ella, con la energía lineal de un segundo cilindro (180);
una superficie de la batería secundaria (20) se perfora con el conjunto de perforación (190) moviendo linealmente el conjunto de perforación (190) mediante una manivela (200) conectada a un tercer cilindro (210), con energía de rotación del tercer cilindro (210); y
el conjunto de recogida (170) es separado de la batería secundaria (20) con energía lineal del segundo cilindro (180) y gira la bandeja de soporte de batería (130) por el rotor (140) para permitir que una batería secundaria (20) se analice a continuación para enfrentar el conjunto de recogida (170).
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