Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАЗБУХАНИЯ АКТИВНОЙ МАССЫ ПЛАСТИН СВИНЦОВОГО АККУМУЛЯТОРА - Патент РФ 2138101
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАЗБУХАНИЯ АКТИВНОЙ МАССЫ ПЛАСТИН СВИНЦОВОГО АККУМУЛЯТОРА
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАЗБУХАНИЯ АКТИВНОЙ МАССЫ ПЛАСТИН СВИНЦОВОГО АККУМУЛЯТОРА

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАЗБУХАНИЯ АКТИВНОЙ МАССЫ ПЛАСТИН СВИНЦОВОГО АККУМУЛЯТОРА

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к способу определения разбухания активной массы пластин свинцового аккумулятора в процессе эксплуатации. Способ основан на вычислении отношения объема электролита при 30°С и номинальном уровне электролита, определяемого по известному алгоритму и фиксируемого в начале эксплуатации аккумулятора, к объему электролита при 30oС и номинальном уровне электролита, периодически вычисляемого в процессе эксплуатации по тому же алгоритму. Это отношение является количественной относительной характеристикой разбухания активной массы пластин аккумулятора в процессе эксплуатации. Техническим результатом изобретения является стабилизация характеристик аккумулятора путем контроля неисправности в процессе эксплуатации и принятия профилактических мер. 5 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2138101
Класс(ы) патента: H01M10/42
Номер заявки: 98106647/09
Дата подачи заявки: 10.04.1998
Дата публикации: 20.09.1999
Заявитель(и): Маслаков Михаил Дмитриевич
Автор(ы): Маслаков М.Д.
Патентообладатель(и): Маслаков Михаил Дмитриевич
Описание изобретения: Изобретение относится к области техники измерений, конкретно к способам определения разбухания активной массы пластин свинцового аккумулятора (СА) в процессе эксплуатации.
Разбухание активной массы пластин СА констатируют в литературе по аккумуляторам [1, с.26-27], однако его определяют путем вывода аккумулятора из эксплуатации, извлечения блока пластин из аккумуляторного бака, непосредственного измерения пластин и сравнения измеренных значений толщины пластин с указанными в технических условиях. К такой операции в процессе эксплуатации обычно не прибегают. Это делают иногда в исследовательских целях.
Основным недостатком такого способа определения разбухания активной массы пластин является невозможность определять разбухание активной массы пластин СА в процессе эксплуатации без извлечения блока пластин из аккумуляторного бака, т.е. без частичной разборки аккумулятора.
Целью изобретения является определение разбухания активной массы пластин СА в процессе эксплуатации без частичной разборки аккумулятора, что позволяет контролировать развитие этой отрицательно влияющей на электрические характеристики аккумулятора неисправности в процессе эксплуатации и своевременно принимать необходимые профилактические меры для ее уменьшения.
Сущность изобретения состоит в том, что для определения разбухания активной массы пластин СА при установке аккумулятора в эксплуатацию его заряжают и после стоянки СА без тока в течение 24 ч измеряют установившуюся ЭДС СА, уровень и температуру электролита, находящегося над блоком пластин, и с помощью предварительно установленной зависимости температуры электролита внутри блока пластин от температуры электролита над блоком пластин СА и продолжительности стоянки СА без тока после заряда определяют температуру электролита внутри блока пластин, вычисляют по формуле (1) [2] установившуюся ЭДС СА при 25oC и плотность электролита при 25oC интерполяцией данных табл.1 [2] (табл.1-5 см. в конце описания), после чего производят разряд СА, в процессе разряда измеряют ток разряда, время разряда, температуру электролита, вычисляют отданную СА электрическую емкость по формуле (2), после окончания разряда и стоянки СА без тока в течение 3-4 ч измеряют уровень и температуру электролита, ЭДС СА, определяют, как указано выше, установившуюся ЭДС и плотность электролита при 25oC, вычисляют массу израсходованной при разряде серной кислоты и образовавшейся воды по формулам (3) и (4) соответственно, вычисляют интегральную плотность электролита после окончания разряда и стоянки СА без тока в течение 3-4 ч по формуле (5) [2], приводят плотность электролита перед началом разряда и интегральную плотность электролита после окончания разряда и стоянки СА без тока в течение 3-4 ч к 20oC по известной зависимости [3, с.405], приведенной в табл.2, вычисляют массовый процент серной кислоты в электролите перед началом разряда и по окончании разряда и стоянки аккумулятора без тока в течение 3-4 ч по известной зависимости [4, с. 522], приведенной в табл.3, вычисляют массу электролита перед разрядом по формуле (6), приводят плотность электролита перед разрядом к 30oC, используя данные табл. 2, и вычисляют объем электролита перед разрядом при 30oC по формуле (7), используя предварительно установленную зависимость приращения объема электролита в функции уровня электролита для данного типа аккумулятора, приводят полученный объем электролита перед разрядом при 30oC к номинальному уровню электролита аккумулятора и этот объем фиксируют, в процессе эксплуатации СА периодически, например, один раз в три месяца проводят цикл, аналогичный указанному выше, и по такому же алгоритму вычисляют новый объем электролита СА перед разрядом при 30oC и номинальном уровне электролита, а в качестве количественной оценки разбухания активной массы пластин СА используют отношение зафиксированного объема электролита при 30oC и номинальном уровне электролита к этому новому объему электролита перед разрядом при 30oC и номинальном уровне электролита, полученному в процессе эксплуатации.
Для определения разбухания активной массы пластин СА при постановке аккумулятора в эксплуатацию заряжают его и после стоянки СА без тока после заряда в течение 24 ч измеряют установившуюся ЭДС СА, уровень и температуру электролита, находящегося над блоком пластин, и с помощью предварительно установленной зависимости температуры электролита внутри блока пластин от температуры электролита над блоком пластин СА и продолжительности стоянки СА без тока после окончания заряда (для одного из типов СА приведена в табл.5) определяют температуру электролита внутри блока пластин, вычисляют установившуюся ЭДС СА при 25oC по формуле [2]

где Е - измеренная ЭДС СА, В;
Eо = 2,041 +0,00136 (τ-25) - стандартная ЭДС СА при температуре электролита τ°C, B;
τ - температура электролита внутри блока пластин СА, определяемая по измеренной температуре электролита, находящегося над блоком пластин, с помощью предварительно установленной зависимости температуры электролита внутри блока пластин от температуры электролита над блоком пластин СА и продолжительности стоянки СА без тока после заряда, oC;
F = 96484,93 Кл-1моль-1 - постоянная Фарадея;
R = 8,3144 Дж К-1моль-1 - универсальная газовая постоянная;
T = τ+273 - абсолютная температура электролита внутри блока пластин СА, К;
P - коэффициент, характеризующий изменение активности серной кислоты в электролите соответствующей плотности при изменении температуры на 1°С (для СА с номинальной плотностью электролита выше 1,300 г/см3 равен 0,98);
g - коэффициент, характеризующий изменение активности воды в растворе серной кислоты соответствующей плотности при изменении температуры на 1oC (для СА с номинальной плотностью электролита выше 1,300 г/см3 равен 0,9979).
По полученному значению установившейся ЭДС СА при 25oC интерполяцией данных табл. 1 [2] определяют плотность электролита СА при 25oC. Затем производят разряд СА. В процессе разряда измеряют ток разряда, время разряда, температуру электролита, вычисляют отданную СА электрическую емкость по формуле

где Cр - отданная при разряде СА электрическая емкость, А-ч;
tр - время разряда, ч;
Iр - ток разряда, А.
После окончания разряда и стоянки без тока в течение 3-4 ч измеряют уровень и температуру электролита, установившуюся ЭДС СА при измеренной температуре электролита, вычисляют установившуюся ЭДС СА при 25oC по формуле (1) и определяют плотность электролита при 25oC интерполяцией данных табл. 1, вычисляют массу израсходованной при разряде серной кислоты по формуле
M1 = 0,00366 Cр, (3)
где M1 - масса израсходованной при разряде серной кислоты, кг; и вычисляют массу образовавшейся при разряде воды по формуле
М2 = 0,000672 Cр, (4)
где М2 - масса образовавшейся при разряде воды, кг;
Cр - отданная при разряде электрическая емкость, А-ч [5, с.272 -273].
Вычисляют интегральную плотность электролита СА после разряда и стоянки без тока в течение 3-4 ч по формуле

где - плотность электролита при 25oC после окончания разряда и стоянки СА без тока в течение 3 - 4 ч, полученная по установившейся ЭДС СА и температуре с использованием формулы (1) и зависимости, приведенной в табл. 1, кг/л;
интегральная плотность электролита при 25oC после окончания разряда и стоянки СА без тока в течение 3 - 4 ч, кг/л;
ε - поправка, учитывающая разность плотности электролита в порах пластин и над блоком (она принимается для одночасового разряда 0,001 кг/л; для двухчасового разряда 0,002 кг/л; для пятичасового разряда 0,003 кг/л; для десятичасового разряда 0,004 кг/л; для двадцатичасового разряда 0,005 кг/л; для пятидесятичасового и более 0,006 кг/л, а для промежуточных режимов разряда определяется интерполяцией указанных значений, поправка берется со знаком "плюс"). Затем приводят плотность электролита перед началом разряда и интегральную плотность электролита после окончания разряда и стоянки СА без тока в течение 3-4 ч к температуре 20oC по известной зависимости [3, с.405], приведенной в табл.2, вычисляют массовый процент серной кислоты в электролите перед началом разряда и по окончании разряда по известной зависимости [4, с.522], приведенной в табл.3, вычисляют массу электролита перед разрядом по формуле

где Мн - масса электролита перед разрядом, кг;
M1 - масса израсходованной при разряде серной кислоты, кг;
М2 - масса образовавшейся при разряде воды, кг;
массовый процент серной кислоты в электролите, соответствующий интегральной плотности электролита при 20oC после окончания разряда и стоянки СА без тока в течение 3-4 ч;
Pн - массовый процент серной кислоты в электролите перед разрядом,
приводят плотность электролита перед разрядом к 30oC, используя данные табл.2, и вычисляют объем электролита перед разрядом по формуле

где объем электролита перед разрядом при 30oC, л;
Мн - масса электролита перед разрядом, кг;
плотность электролита перед разрядом при 30oC, кг/л.
После чего, используя предварительно установленную зависимость приращения объема электролита в функции уровня электролита для данного типа аккумулятора (см. , например, табл.4 для одного из типов СА), приводят полученный объем электролита при 30oC перед разрядом к номинальному уровню электролита аккумулятора, и этот объем фиксируют. В процессе эксплуатации СА периодически, например один раз в три месяца, проводят цикл, аналогичный указанному выше, и по такому же алгоритму вычисляют новый объем электролита СА перед разрядом при 30oC и номинальном уровне электролита, а в качестве количественной оценки разбухания активной массы пластин СА используют отношение зафиксированного объема электролита при 30oC и номинальном уровне к этому новому объему электролита перед разрядом при 30oC, приведенному к номинальному уровню и полученному в процессе эксплуатации.
Способ может быть реализован с помощью "Системы диагностирования свинцовой аккумуляторной батареи" [6].
Литература
1. Болотовский В.И., Вайсгант З.И. Эксплуатация, обслуживание и ремонт свинцовых аккумуляторов. -Л.: Энергоатомиздат, 1988.
2. Патент РФ N 2050645. Способ определения плотности электролита свинцового аккумулятора /Скачков Ю. В. , Маслаков М.Д., Малахов Ю.В. Опубл. 20.12.95, Бюл. N 35.
3. Краткий справочник химика. Перельман В.И. -М.: ГНТИ химической литературы, 1963.
4. Справочник химика. Т.3. -М.-Л.: Химия, 1964.
5. Устинов П. И. Стационарные аккумуляторные установки. -М.: Энергия, 1970.
6. Авт. св. N 1783479 СССР. Система диагностирования свинцовой аккумуляторной батареи/Найденко Ю. П., Скачков Ю.В., Маслаков М.Д., Рыбкин А.П., Батин А.П., Юдилевич С.Р. Опубл. 23.12.92, Бюл. N 47.
Формула изобретения: Способ определения разбухания активной массы пластин свинцового аккумулятора, отличающийся тем, что при постановке аккумулятора в эксплуатацию его заряжают и после стоянки аккумулятора без тока в течение 24 ч измеряют установившуюся ЭДС, уровень и температуру электролита, находящегося над блоком пластин, и с помощью предварительно установленной зависимости температуры электролита внутри блока пластин от температуры электролита над блоком пластин аккумулятора и продолжительности стоянки аккумулятора без тока после заряда определяют температуру электролита внутри блока пластин аккумулятора, вычисляют установившуюся ЭДС и плотность электролита аккумулятора при 25oC, после чего производят разряд аккумулятора, в процессе которого измеряют ток разряда, время разряда, температуру электролита, вычисляют отданную аккумулятором электрическую емкость, после окончания разряда и стоянки аккумулятора без тока в течение 3 - 4 ч измеряют его ЭДС, уровень и температуру электролита, вычисляют установившуюся ЭДС и плотность электролита аккумулятора при 25oC, вычисляют массу израсходованной при разряде серной кислоты и образовавшейся воды, вычисляют интегральную плотность электролита после окончания разряда и стоянки аккумулятора без тока в течение 3 - 4 ч, приводят плотность электролита перед разрядом и интегральную плотность электролита после разряда и стоянки аккумулятора без тока в течение 3 - 4 ч к 20oC, вычисляют массовый процент серной кислоты в электролите перед разрядом и по окончании разряда и стоянки аккумулятора без тока в течение 3 - 4 ч вычисляют массу электролита перед разрядом, приводят плотность электролита перед разрядом к 30oC и вычисляют объем электролита перед разрядом при 30oC, используя предварительно установленную зависимость приращения объема электролита в функции уровня электролита для данного типа аккумулятора, приводят полученный объем электролита перед разрядом при 30oC к номинальному уровню электролита аккумулятора и этот объем фиксируют, в процессе эксплуатации аккумулятора периодически, например один раз в три месяца, проводят цикл, аналогичный указанному выше, и по такому же алгоритму вычисляют новый объем электролита аккумулятора перед разрядом при 30oC и номинальном уровне электролита, а в качестве количественной оценки разбухания активной массы пластин аккумулятора используют отношение зафиксированного объема электролита при 30oC и номинальном уровне электролита к этому новому объему электролита перед разрядом при 30oC и номинальном уровне электролита, полученному в процессе эксплуатации.