SE411608B - Forfarande for att fylla rorelektroder till blyackumulatorer - Google Patents

Description

7311328-h 2 tillräckligt noggrann och effektiv inpressning av den aktiva massan i mantel- rören. Inte ens har detta visat sig möjligt, när man till massan satt smörj- medel av olika slag.

Det är däremot ett ändamål med föreliggande uppfinning att finna ett förfarande, vilket möjliggör framställning av blyackumulatorer på ett mer eko- nomiskt och snabbare sätt än tidigare varit möjligt, genom vilket hälsovådliga_ skador hos den arbetande personalen resp. kostsamma skyddsåtgärder för dessa kan undvikas, vilket kan genomföras helautomatiskt, vilket kan användas stör- ningsfritt och vilket möjliggör i synnerhet kontrollerbart och doserbart på- fyllningen av blyoxid i mantelrör med en blykärna t.o.m. vid minsta spalttvär- snitt mellan kärna och rör.

Nämnda ändamål uppnås enligt uppfinningen därigenom, att det inlednings- vis beskrivna förfarandet utföres som angivet i den kännetecknande delen av pa- tentkravet 1. u För fackmannen har det visat sig överraskande, att de medelst förfaran- det enligt föreliggande uppfinning framställda blyackumulatorerna är kostnads- mässigt gynnsammare än tidigare kända ackumulatorer, att ackumulatorerna me- delst förfarandet enligt föreliggande uppfinning kan urladdas och uppladdas snabbare än vad som tidigare är känt, att de medger ett större uttag vid för- hållandevis samma vikt än tidigare kända ackumulatorer, att deras lagringskapa- citet är totalt högre och att vid dessa utan vidare genom förfarandet enligt uppfinningen optimeringen mellan livslängd och effekt är möjlig.

Lämpligen kan pastans dynamiska viskositet nedsättas till 3 - 4 Pa s och den extra vattenandelen kan utträda under inpressningen eller utbytas vid plattornas införande i syra för laddningsförloppet eller formeringen.

Såsom självklart för fackmannen skall syratätheten vid formeringen un- der ackumulatorernas första uppladdning anpassas så, att den med hänsyn till den utträdande vattenmängden önskade syrakoncentrationen inställes.

En fördelaktig utformning av förfarandet enligt uppfinningen kan vidare ligga däri, att blandningen av pasta och extra vatten inpressas under en påfyll- ningstid av mindre än 1.5 sek. med praktiskt taget likformig hastighet.

Det är överraskande för fackmannen, att vid den ovan angivna dynamiska viskositeten å ena sidan inställes en tillräckligt stor mjukhet för inpressning av pastan i minsta springa mellan blykärna och mantelrör, utan att pastan själv hindras vid sin jämna packning eller att pastan förändras till sina egenskaper.

Förfarandet enligt uppfinningen leder till en överraskande och tungt vä- gande teknisk fördel, som ger en viktstolerans av 3 1% vid fyllningen av mantel- rören, således kan talas om en homogen fyllning och vidare ger det utträdande överflödiga vattnet en ytetsning i form av enskilda små droppar, vilkas utvidg- 7311328-4 3 ning möjliggör en enkel optisk kontroll av påfyllningstillståndet hos varje en- skilt mantelrör.

Det är vidare fördelaktigt, att felställen i mantelrören lätt kan fast- ställas genom utträdet av alltför mycket vatten eller av pasta blandad med vat- ten. Sammanlagt är således framställningen av felfria rörplattor utan vidare möjlig, således kommer de annars ej fastställbara felaktiga blyackumulatorerna ej att framställas.

Suspensionen av överflödigt vatten och aktiv massa, som är beredd för in- pressning i varje mantelrör, uppvisar en större volym än mantelrörets volym vid normaldrift. Det överflödiga vattnet utträder för det första ur mantelröret ge- nom dess öppningar, för det andra åstadkommes en utvidgning av mantelröret, som vid utbytet av det överflödiga vattnet återgår under formeringen.

Vid utbytet erhålles vidare en till sin verkan för fackmannen absolut överraskande fin porositet, vilken leder till höjd effekt och större livslängd hos pansarplattorna.

Utmärkande för uppfinningen är att för fackmannen på ett överraskande sätt genom höjning av vattenhalten hos känd pastaformig aktiv massa, såsom den föreligger i t.ex. startbatterier, denna kan göras så flytande, att den kan in- pressas i de smala ringslitsarna i pansarplattor hos ackumulatorer för långva- rig drift, t.ex. vid gaffeltruckar, och vidare erhålles genom den höjda vatten-- halten före inpressningen av pastaformig aktiv massa blyackumulatorer med i för- hållande till kända blyackumulatorer väsentligt förbättrade egenskaper. I syn- nerhet är det för fackmannen överraskande, att man genom avpassning av den extra, ökade vattenmängden kan uppnå en avpassning av tätheten hos den aktiva massan inuti mantelröret med blykärnan och därmed en avpassning av förhållandet mellan livslängd och effekt hos blyackumulatorn. På ett överraskande sätt möj- liggöres medelst uppfinningen avpassningen av förhållandet livslängd och ef- fekt på enklaste sätt, nämligen genom dosering av vattentillförseln.

Såsom är känt för fackmannen, uppnår ackumulatorn vid högre blymängd en större livslängd, men en lägre effekt och vid en mindre täthet hos den aktiva massan en högre effekt vid minskad livslängd.

Sammanfattningsvis möjliggör förfarandet enligt uppfinningen, att i pan- sarplattor för ackumulatorer för praktisk drift för första gången är genomför- bart att påfylla ej blyoxid i stoftform utan pastaformig, dvs. blyoxid blandad med svavelsyra och vatten.

Vidare är det för fackmannen fullkomligt överraskande, att den för på- fyllningen för minskning av viskositeten erforderliga extra vattenmängden i förhållande till vattenhalten hos en vanlig pastaformig aktiv massa för start- _batterier ej försämrar den framställda blyackumulatorn i motsats till vedertagna 7311328-ë 4 läror, utan att i motsats härtill den tidigare nämnda överraskande gynnsamma inställningen av tätheten hos blyoxidfyllningen är möjlig.

Den överflödiga vattenandelen, på grund av vilken den aktiva massan fö- religger i form av en suspension i vatten, träder för det första delvis ut ge- nom de porösa väggarna hos det mantelrör som skall fyllas med blyoxid i form av små droppar och blir för det andra,så länge ett utträdande ännu ej följer, ersatt med syra vid den första nedsättningen av pansarplattorna i syran, varvid syrakoncentrationen förhåller sig i motsvarighet till laddningsförlop- pet, Visserligen förändras på ett obetydligt sätt syrakoncentrationen; denna ändring kan naturligtvis kompenseras genom en föregående överkoncentration".

Väsentligt enligt uppfinningen är det i detta sammanhang, att i mantel- rören endast en noggrant doserad mängd av överskottsvatten och aktiv massa blir inpressad. Mantelrören kan under en kort tid utvidgas mer till volymen, vilken motsvarar den på den fyllda aktiva massan fallande tillsatsvolymen vatten, så- vida ej redan ett bortfall har skett genom de porösa mantelrörväggarna. I syn- nerhet är det viktigt enligt förfarandet enligt uppfinningen, att suspensionen utan omvägar och med hög men jämn hastighet påfylles för att hålla suspensionen a viskös och förhindra ett sönderfall i andelarna aktiv massa och vatten.

Uppfinningen skaü i det följande närmare beskrivas i ett utföringsexem- pel med hänvisning till efterföljande ritningar, på vilka fig. 1 visar ett blockdiagram över förfarandet enligt uppfinningen, fig. 2 en schematisk sido- vy av anordningen för genomförande av förfarandet enligt uppfinningen och fig. 3 visar en schematisk planvy över anordningen enligt fig. 2. Fig. 4 visar ett snitt genom ett mantelrör till en ackumulator samt ett munstycke för påfyllning av suspensionen i ett mantelrör och fig. 5 visar ett blockschema över en kolv- doseringspump såsom detalj i anordningen enligt fig. 2.

Enligt fig. 1 inmatas i en blandare med kollergång som beredningsbehål- lare blyoxid och/eller mönja t.ex. i stoft- eller pulverform samt svavelsyra och vatten i kända förhållanden för framställning av pastaformig aktiv massa för de positiva elektroderna i startbatterier samt en extra motsvarighet den önskade senare tätheten hos blyoxiden i ackumulatorn vald vattenandel. För framställning av suspensionen kan den extra vattenandelen exempelvis vara exakt så stor som vattenandelen för framställning av den pastaformiga aktiva massan för startbaterier.

I beredningsbehållaren hålles genom ständig omrörning den framställda suspensionen jämnt fördelad. Suspensionen inträder över ett omrörningsverk och en sil i en doseringsmaskin i form av en doseringspump. Medelst silen tillför- säkras att endast felfritt blandad suspension hamnar i doseringspumpen och där- 1 7311328-4 5 med i mantelrören. Doseringspumpen pressar inställbar i påfyllningsmängd den för mantelrörets ifrågavarande volym önskade suspensionsmängden via en förde- lare in i pansarplattans mantelrör. För undvikande av hastighetsförändringar undvikes på ett fördelaktigt sätt en förändring i tvärsnittsytan för ström- ningen i fördelaren; det egentliga inpressningsförloppet för suspensionen sker lämpligen på mindre än 1,5 s, t.ex. på 1 s och därmed så snabbt, att under på- fyllningen en separation av tillsatsvatten och aktiv massa undvikes och påfyll- barheten hos den aktiva massan bibehålles. För upptagande av de under påfyll- ningen uppträdande skjuvkrafterna på mantelrören är dessa på sin baksida för- sedda med en hållare. Till påfyllningsförloppet för pansarplattan ansluter sig som vanligt formeringen.

Såsom framgår för fackmannen lämpar förfarandet enligt uppfinningen sig i synnerhet för helautomatisëring.

För att tillförsäkra den jämna och snabba inpressningen av suspensionen i mantelrören är bakom doseringspumpen inbyggt ett momentant öppnande stäng- ningsorgan, vilket t.ex. kan vara en pneumatiskt eller hydrauliskt manövrerad slid. Tillförseln av suspension till mantelrören sker fördelaktigt från dose- ringspumpen axelparallellt med blykärnornas riktning, för att förhindra en blandning av suspensionen genom en omväg. Doseringspumpen själv är med sin ut- stötningsriktning resp. med rörelseriktningen hos dess tryckkolv likaså riktad mot mantelrören.

För att erhålla en jämn fyllning av doseringspumpen är det fördelaktigt att anordna blandnings- och/eller beredningsbehâllaren direkt över doseringspum- pen.

Doseringspumpen 8 är enligt fig. 2 med sin ände vidbyggd en fördelare 9, vilken exempelvis enligt fig. 3 övergår utan ändring av tvärsnittsytan från ett runt till ett avlångt ändtvärsnitt. I fördelarens 9 ändtvärsnitt är ett antal munstycksöppningar 10 inbyggda, på vilka ändarna 11 av pansarplattans mantelrör 15 kan trädas.

Mellan fördelaren 9 och doseringspumpen 8 är ett stängningsorgan 13 eller en slid 3 inbyggd, varigenom en momentan frigivning av förbindelsen mellan dose- ringspump och fördelare möjliggöres utan tvärsnittsminskning. Ändarna 11 av mantelrören 15 kan med sin ytter- eller innerdiameter trä- das på munstyckena 10. Munstyckena själva kan tjäna som hållare för blykärnorna 14 under påfyllningsförloppet.

Mantelrören 15 enligt fig. 3 eller fig. 4 är fasthållna under påfyll- ningsförloppet på en lämpligt utformad hållare 12.

Exempelvis kan 15 intill varandra belägna mantelrör fyllas. Fyllningen ' sker, såsom redan förklarats, på en påfyllningstid av mindre än 1,5 s. Efter- 7311328-4 5 t som växlingen av fyllda mantelrör mot tomma mantelrör kan ske maskinellt och helautomatiskt, kan med en påfyllningsmaskin åtminstone 5000 eller även avse- värt fler mantelrör fyllas på en tinme.

I fig. 5 är visat ett exempel på en doseringspump. Genom en drivanord- ning är via en kolvstâng 5 en driven kolv 2 av stål utan tätningsringar rörlig i en cylinder av rödgods. Uver längden L 2 inskjutes efter spärrning av till- loppet 4 och öppning av sliden 3 vid given verksam diameter D en påfyllnings- mängd i de till fördelaren anslutna mantelrören. Vid återdragning av kolven 2 blir över påfyllningsslagets L 1 längd en ny suspensionsvolym insugen och på- fyllningsförloppet kan upprepas efter insättning av ytterligare, ännu ej fyll- da, mantelrör.

I en ytterligare utformning kan doseringen även företas med hjälp av en ytterligare, ej visad slid, som är anbragt mellan beredningsbehällaren och dose- ringspumpen 8, varigenom inställningen av den genom doseringspumpen matade voly- men underlättas.

Den_för fyllningen använda aktiva, pastaformiga massan motsvarar i prin- cip massan för de positiva elektroderna (plattorna) i startbatterier och kan en- ligt kända recept framställas av blyoxid i stoftform, svavelsyra och vatten. 0m detaljer kan erhållas information i boken av Drotschmann, "Blyackumulatorer", Verlag Chemie, 1951, t.ex. sid. 127. Mängden använt extra vatten kan därvid va- rieras och anpassas för inställning av den önskade tätheten hos den aktiva mas- san i röret.

Suspensionen enligt uppfinningen kan exempelvis vara sammansatt enligt följande: 750 kg blystoft (Pb0) 250 kg mönja (Pb304) 60 kg svavelsyra (d = 1,4) 144 kg vatten ger en pasta med E' = 4,4. Härtill kommer 145 kg tillsatsvatten för bildande av suspensionen resp. blandningen enligt uppfinningen.

En andra framgångsrik blandning består av 1000 kg blystoft (Pb0) 77 kg svavelsyra, d = 1,4; 130 kg vatten såsom startpasta. Härtill kommer för bildande av blandningen enligt uppfinningen 151 kg tillsatsvatten för att förtunna pastan till en sprutbar spec. vikt av Y= 3,2 kg/ams.

Den totala vattenandelen är 281 kg.

Claims (3)

7 731132844 Patentkrav

1. Förfarande för att fylla isolerande, elektrolytgenomsläppliga mantelrör som koncentriskt omsluter bredvid varandra liggande blykärnor i rörelektroder till blyackumulatorer genom att i mantelrören inpressa aktiv massa för start- batterier bestående av blyoxid, svavelsyra och vatten, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v, att överskottsvatten inblandas i den aktiva massan till sänkning av dennas dynamiska viskositet i sådan grad att den bildade suspensionen av aktiv massa och vatten vid den därpå följande ifyllningen kan inpressas i mantelrö- renmed en så kort ifyllningstid att separation i aktiv massa och vatten undvi- kes, att överskottsvattnet utträder ur mantelrören under inpressning eller ut- bytes vid inplacering av plattorna i syra för laddning eller formering, var- vid suspensionens volym dimensioneras i motsvarighet till mantelrörsvolymen till att omfatta den för driften av blyackumulatorn erforderliga aktiva massan jämte det för viskositetssänkningen inblandade överskottsvattnet.

2. Förfarande enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a t d ä r a V, att den pastaformiga aktiva massans dynamiska viskositet sänkes genom vatteninbland- ningen till 3 - 4 Pa s.

3. Förfarande enligt patentkraven i - 2, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v, att den genom blandningen av aktiv massa och vatten bildade suspensienen ifylles vid i praktiken likformig ifyllningshastighet på en ifyllningstid som är mindre än 1,5 sekund. ANFURDA PUBLIKATIONER: Sverige 137 122 (21 b:21/01) TyskLand 1 281 515 (HÛ1m 35/12)