Пристрій для відновлення свинцево-кислотних акумуляторних батарей

Реферат: Пристрій містить блок керування і з'єднані з ним блок зарядки постійним струмом і блок відновлення імпульсами постійного струму прямокутної форми. Згадані блок зарядки і блок відновлення виконані з можливістю з'єднання їх входів з джерелом струму, а виходів з клемами акумуляторної батареї. Блок керування містить реле зворотного струму, включене в ланцюзі позитивних входів блока зарядки постійним струмом і блока відновлення імпульсами постійного струму прямокутної форми. Останній виконаний з можливістю генерації однополярних імпульсів струму не більше 1,0 А з частотою від 0,7 кГц до 70,0 кГц. Реле зворотного струму виконано з можливістю перемикання з ланцюга позитивного входу блока зарядки постійним струмом на відповідний ланцюг блока відновлення імпульсами постійного струму прямокутної форми при досягненні на контактах акумуляторної батареї струму, рівного струму на виході блока зарядки постійним струмом, і протилежного перемикання згаданих ланцюгів при досягненні на контактах акумуляторної батареї струму, що перевищує струм на виході блока відновлення імпульсами постійного струму прямокутної форми. UA 73267 U (54) ПРИСТРІЙ ДЛЯ ВІДНОВЛЕННЯ СВИНЦЕВО-КИСЛОТНИХ АКУМУЛЯТОРНИХ БАТАРЕЙ UA 73267 U UA 73267 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до електротехніки, а саме до пристроїв для відновлення свинцево-кислотних акумуляторних батарей, призначених для використання на транспортних, вантажопідйомних і інших технічних засобах. Відомий пристрій для відновлення свинцево-кислотних акумуляторних батарей [Патент RU № 59337, H02J7/00, дата публікації 10.12.2006], що містить блок керування і з'єднані з ним блок зарядки постійним струмом, і блок відновлення імпульсами постійного струму прямокутної форми, при цьому згадані блок зарядки і блок відновлення виконані з можливістю з'єднання їх входів з джерелом струму, а виходів з клемами акумуляторної батареї. Пристрій містить також блок пам'яті і блок індикації, з'єднаний з процесором блока керування, до якого через блок сполучення підключений датчик струму, датчик напруги, датчик температури і вимірник густини електроліту. Вихід процесора з'єднаний з входом дешифратора, а виходи згаданих блоків зарядки і відновлення виконані з можливістю з'єднання з акумуляторною батареєю за допомогою комутатора, що входить в цей блок, вихід якого є виходом пристрою. Керуючий вхід комутатора з'єднаний з першим виходом дешифратора, другий вихід якого з'єднаний з входом згаданих блоків зарядки і відновлення. Відомий пристрій працює таким чином. На акумуляторну батарею встановлюють вимірник густини електроліту і датчики струму, напруги і температури, після чого за допомогою комутатора її підключають до виходів блока зарядки постійним струмом і блока відновлення імпульсами постійного струму прямокутної форми. За допомогою вимірника густини електроліту і згаданих датчиків виконують діагностику параметрів акумуляторної батареї з їх відображенням на блоці індикації. За наслідками діагностики задають параметри технологічного процесу відновлення акумуляторної батареї і записують їх в блок пам'яті. Далі за допомогою комутатора замикають ланцюг між блоком зарядки постійним струмом і акумуляторною батареєю і виконують її попередню зарядку протягом певного часу при одночасному моніторингу стану акумуляторної батареї за допомогою процесора, в якому порівнюються поточні значення контрольованих параметрів з їх заданими значеннями. При відхиленні поточних параметрів від заданих значень процесор подає сигнал, який через дешифратор надходить на вхід блока зарядки постійним струмом і здійснює коректування його вихідних параметрів до заданих значень. Попередня зарядка може тривати до 4-х і більше годин і завершується при досягненні в акумуляторній батареї заданих параметрів, наприклад, густини електроліту від 1,18 до 1,19 2 г/см або напруги на клемах 1,85 В. При досягненні заданих параметрів процесор подає керуючий сигнал на дешифратор і далі на керуючий вхід комутатора, який відключає блок зарядки постійним струмом від акумуляторної батареї і підключає до неї і блок відновлення імпульсами постійного струму прямокутної форми. Відновлення виконують імпульсами з тривалістю від 150 до 600 мс і паузами між імпульсами від 2 до 6 с. Амплітуду прямокутних імпульсів струму підтримують незмінною при температурі електроліту в акумуляторній батареї нижче заданої величини і зменшують при підвищенні температури електроліту, що запобігає його закипанню. За допомогою процесора поточні параметри відновлення акумуляторної батареї порівнюють із заданими значенням, записаними в блоці пам'яті, і при виявленні відхилень між ними процесор подає сигнал, який через дешифратор надходить на вхід блока відновлення імпульсами постійного струму прямокутної форми для коректування його вихідних параметрів до заданих значень. Відновлення акумуляторної батареї завершують, досягши параметрів, записаних в блоці пам'яті, після чого процесор подає сигнал на відключення згаданого блока відновлення від акумуляторної батареї. Далі здійснюють вимірювання місткості акумуляторної батареї при розряді, для чого до її клем підключають навантаження, яке створює задану величину струму розряду. Розряд припиняють при зниженні напруги на клемах до гранично допустимого рівня для даного типу акумуляторної батареї. При відновленні місткості акумуляторної батареї менш ніж на 80 % від її номінального значення вищезгадану процедуру повторюють. Недоліками відомого пристрою є: - велика тривалість процесу відновлення; - велика енергоємність процесу відновлення; - порівняно невеликий ресурс відновленої батареї; - порівняно складне конструктивне виконання. Вказані недоліки істотно підвищують вартість пристрою і, відповідно, вартість відновлення свинцево-кислотних акумуляторних батарей. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення пристрою для відновлення свинцево-кислотних акумуляторних батарей, в якому за рахунок іншого конструктивного виконання блока керування і блока відновлення імпульсами постійного струму прямокутної форми, а також іншого взаємозв'язку між блоком керування і блоком зарядки постійним струмом 1 UA 73267 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 і блоком відновлення імпульсами постійного струму прямокутної форми забезпечується істотне зниження тривалості процесу відновлення акумуляторної батареї при зниженні витрат електроенергії і підвищенні ресурсу. Вказаний технічний результат досягається при одночасному істотному спрощенні конструкції пристрою і зниженні його вартості. Поставлена задача вирішується тим, що в пристрої для відновлення свинцево-кислотних акумуляторних батарей, що містить блок керування і з'єднані з ним блок зарядки постійним струмом і блок відновлення імпульсами постійного струму прямокутної форми, при цьому згадані блок зарядки і блок відновлення виконані з можливістю з'єднання їх входів з джерелом струму, а виходів з клемами акумуляторної батареї, згідно з корисною моделлю, блок керування містить реле зворотного струму, включене в ланцюзі позитивних входів блока зарядки постійним струмом і блока відновлення імпульсами постійного струму прямокутної форми, згаданий блок відновлення виконаний з можливістю генерації однополярних імпульсів струму не більше 1,0 А з частотою від 0,7 кГц до 70,0 кГц, при цьому реле зворотного струму виконано з можливістю перемикання між згаданими ланцюгами блока зарядки постійним струмом і блока відновлення імпульсами постійного струму прямокутної форми при досягненні на клемах акумуляторної батареї заданих параметрів. Доцільно, щоб реле зворотного струму було виконано з можливістю перемикання з ланцюга позитивного входу блока зарядки постійним струмом на відповідний ланцюг блока відновлення імпульсами постійного струму прямокутної форми при досягненні на контактах акумуляторної батареї струму, рівного струму на виході блока зарядки постійним струмом, і протилежного перемикання згаданих ланцюгів при досягненні на контактах акумуляторної батареї струму, що перевищує струм на виході блока відновлення імпульсами постійного струму прямокутної форми. Пропонована схема виконання пристрою дозволяє істотно скоротити тривалість процесу відновлення акумуляторної батареї при зниженні енергоспоживання на його виконання. Зокрема, виконання блока відновлення імпульсами постійного струму прямокутної форми з можливістю генерації однополярних імпульсів струму з частотою від 0,7 кГц до 70,0 кГц дозволяє реалізувати механізми іонного відновлення свинцю з сульфатних з'єднань, що знаходяться в осіданні електроліту, і перенесення іонів на негативні пластини з відновленням активної маси свинцю, що істотно інтенсифікує цей процес в порівнянні з відомим методом. Окрім цього, генерація імпульсів постійного струму не більше 1,0 А дозволяє використовувати джерела постійного або випрямленого струму меншої потужності, що знижує енергоспоживання процесу відновлення. Виконання реле зворотного струму з можливістю перемикання між ланцюгами позитивних входів блока зарядки постійним струмом і блока відновлення імпульсами постійного струму прямокутної форми при досягненні на клемах акумуляторної батареї заданих параметрів дозволяє автоматизувати процеси зарядки і відновлення на підставі керуючих сигналів від акумуляторної батареї в процесі її відновлення, що виключає необхідність використання у складі пристрою численних вимірювальних і реєструючих елементів і, відповідно, спростити його конструкцію і знизити вартість. Суть корисної моделі, що заявляється, пояснюється фігурами креслень, де на фіг. 1 представлений приклад виконання 1 - принципова схема пристрою; на фіг. 2 - приклад виконання 2 - принципова схема пристрою з датчиком температури. Приклад виконання 1 (фіг. 1). Пристрій містить блок керування 1, блок зарядки 2 постійним струмом і блок відновлення 3 імпульсами постійного струму прямокутної форми. Згадані блоки 2 і 3 виконані з можливістю з'єднання їх входів з джерелом струму 4, а виходів - з клемами акумуляторної батареї 5. Блок керування 1 містить реле зворотного струму 6 із замикаючими контактами 7, включеними в ланцюг між позитивними входами згаданих блоків 2 і 3 і однойменним виводом джерела струму 4. Блок відновлення 3 імпульсами постійного струму прямокутної форми виконаний з можливістю генерації однополярних імпульсів струму не більше 1,0 А з частотою від 0,7 кГц до 70,0 кГц. Реле зворотного струму 6 виконано з можливістю перемикання замикаючих контактів 7 між згаданими ланцюгами блока зарядки 2 постійним струмом і блока відновлення 3 імпульсами постійного струму прямокутної форми при досягненні на клемах акумуляторної батареї 5 заданих параметрів. Наприклад, перемикання замикаючих контактів 7 з ланцюга між джерелом струму 4 і позитивним входом блока зарядки 2 постійним струмом на однойменний ланцюг блока відновлення 3 імпульсами постійного струму прямокутної форми може здійснюватися при досягненні на контактах акумуляторної батареї 5 струму, рівного струму на виході блока зарядки 2 постійним струмом, і протилежного перемикання згаданих 2 UA 73267 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 ланцюгів при досягненні на контактах акумуляторної батареї 5 струму, що перевищує струм на виході блока відновлення 3 імпульсами постійного струму прямокутної форми. Приклад виконання 2 (фіг. 2). Пристрій може додатково містити датчик температури 8, включений в ланцюг, наприклад, між позитивними входами блока зарядки 2 постійним струмом і блока відновлення 3 імпульсами постійного струму прямокутної форми і джерелом струму 4. При цьому датчик температури 8 може бути виконаний з можливістю відключення вказаних ланцюгів блоків 2 і 3 від джерела струму 4 при досягненні в електроліті акумуляторної батареї 5 заданої температури. Пристрій працює таким чином. Приклад виконання 1. Перед відновленням акумуляторної батареї 5 виконують її зовнішній огляд для оцінки стану корпусу, клапана для скидання газу і вивідних клем, а також заміряють кількість електроліту. В акумуляторну батарею, яка повинна бути без пошкоджень, при необхідності, заливають дистильовану воду, забезпечуючи необхідний рівень електроліту. Далі вхід пристрою підключають до джерела струму 4, а вихід з'єднують з клемами акумуляторної батареї 5. Замикаючі контакти 7 блока керування 1 в нормально-замкнутому положенні з'єднують ланцюг між блоком зарядки 2 постійним струмом і акумуляторною батареєю 5, після чого від блока зарядки 2 постійним струмом на акумуляторну батарею 5 починає подаватися 10 % зарядний струм, відповідний її типу. При збільшенні в акумуляторній батареї 5 струму не більше ніж на 1,0 А в порівнянні з її залишковим струмом замикаючі контакти 7 блока керування 1 перемикають ланцюг на блок відновлення 3 імпульсами постійного струму прямокутної форми, який генерує однополярні високочастотні імпульси постійного струму не більше 1,0 А з частотою від 0,7 кГц до 70,0 кГц. Під впливом цих імпульсів струму і високої напруги відбуваються процеси утворення іонів в активній масі свинцю, що обсипалася з пластин, і в молекулах сульфату свинцю, що нагромадився в осіданні електроліту в процесі експлуатації акумуляторної батареї 5, з подальшим перенесенням іонів, що утворилися, на поверхню негативних пластин. У міру відновлення активної маси свинцю на поверхні негативних пластин і збільшення внутрішнього струму в акумуляторній батареї 5 блок відновлення 3 імпульсами постійного струму прямокутної форми автоматично змінює в заданих діапазонах частоту імпульсів і їх амплітуду, що забезпечує рівномірний розподіл іонів на поверхні пластин в напрямі від їх нижніх частин до верхніх. Процес відновлення триває до появи в акумуляторній батареї 5 струму, що перевищує струм, який генерується в блоці відновлення 3 імпульсами постійного струму прямокутної форми. Цей стан акумуляторної батареї 5 досягається, як правило, при тривалості дії імпульсів струму не більше двох годин. При появі в ланцюзі між акумуляторною батареєю 5 і блоком відновлення 3 імпульсами постійного струму прямокутної форми зворотного струму замикаючі контакти 7 блока керування 1 автоматично перемикають ланцюг на блок зарядки 2 постійним струмом, який виконує повну зарядку акумуляторної батареї 5 відповідно до її типу. Процес зарядки, як правило, не перевищує 20 годин, після чого пристрій відключають від джерела струму 4 і від клем акумуляторної батареї 5. Приклад виконання 2. Робота пристрою, виконаного з датчиком температури 8, аналогічна раніше наведеному прикладу. На відміну від нього на акумуляторну батарею 5 встановлюють згаданий датчик 8, включений в ланцюг, наприклад, між позитивними входами блока зарядки 2 і блока відновлення 3 і однойменним виводом джерела струму 4. У випадку, якщо в процесі відновлення або подальшої зарядки акумуляторної батареї 5 температура електроліту перевищить задану величину, то за допомогою датчика температури 8 блок керування 1 відключає ланцюг відповідного блока 2 або 3 від джерела струму 4, перериваючи процес. Після пониження температури електроліту відновлення акумуляторної батареї 5 може бути продовжено відповідно до вищенаведеного першого прикладу. Результати експериментальних досліджень технічного рішення, що заявляється, підтвердили його роботоздатність і отримання заданого технічного результату. Зокрема, при відновленні акумуляторних батарей типу 6СТ50, 6СТ75 і 6СТ90 з урахуванням їх різного початкового стану місткість була відновлена на 92-98 %, а ресурс збільшений в 1,5-1,7 разу. 55 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 60 1. Пристрій для відновлення свинцево-кислотних акумуляторних батарей, що містить блок керування і з'єднані з ним блок зарядки постійним струмом і блок відновлення імпульсами постійного струму прямокутної форми, при цьому згадані блок зарядки і блок відновлення виконані з можливістю з'єднання їх входів з джерелом струму, а виходів - з клемами 3 UA 73267 U 5 10 15 акумуляторної батареї, який відрізняється тим, що блок керування містить реле зворотного струму, включене в ланцюзі позитивних входів блока зарядки постійним струмом і блока відновлення імпульсами постійного струму прямокутної форми, згаданий блок відновлення виконаний з можливістю генерації однополярних імпульсів струму не більше 1,0 А з частотою від 0,7 кГц до 70,0 кГц, при цьому реле зворотного струму виконано з можливістю перемикання між згаданими ланцюгами блока зарядки постійним струмом і блока відновлення імпульсами постійного струму прямокутної форми при досягненні на клемах акумуляторної батареї заданих параметрів. 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що реле зворотного струму виконано з можливістю перемикання з ланцюга позитивного входу блока зарядки постійним струмом на відповідний ланцюг блока відновлення імпульсами постійного струму прямокутної форми при досягненні на контактах акумуляторної батареї струму, рівного струму на виході блока зарядки постійним струмом, і протилежного перемикання згаданих ланцюгів при досягненні на контактах акумуляторної батареї струму, що перевищує струм на виході блока відновлення імпульсами постійного струму прямокутної форми. 4 UA 73267 U Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5