СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАЗБУХАНИЯ АКТИВНОЙ МАССЫ ПЛАСТИН СВИНЦОВОГО АККУМУЛЯТОРА

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАЗБУХАНИЯ АКТИВНОЙ МАССЫ ПЛАСТИН СВИНЦОВОГО АККУМУЛЯТОРА 


RU (11) 2138101 (13) C1

(51) 6 H01M10/42 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 17.03.2008 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 98106647/09 
(22) Дата подачи заявки: 1998.04.10 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 1998.04.10 
(45) Опубликовано: 1999.09.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Болотовский В.И. и др. Эксплуатация, обслуживание и ремонт свинцовых аккумуляторов. - Л.: Энергоатомиздат, 1988, с. 26 - 27. RU 2050645 C1, 20.12.95. SU 1783479, 23.12.92. US 4342954 A, 03.08.82. 
(71) Заявитель(и): Маслаков Михаил Дмитриевич 
(72) Автор(ы): Маслаков М.Д. 
(73) Патентообладатель(и): Маслаков Михаил Дмитриевич 
Адрес для переписки: 195298, Санкт-Петербург, пр.Косыгина 31, корп.2, кв.78, Маслакову М.Д. 

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАЗБУХАНИЯ АКТИВНОЙ МАССЫ ПЛАСТИН СВИНЦОВОГО АККУМУЛЯТОРА 

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. 


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 (-25) - стандартная ЭДС СА при температуре электролита C, B;

- 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 = +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;

- 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.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ:
Гелиоэнергетика - Солнечные электростанции, Солнечные батареи. Солнечные коллекторы;
Ветроэнергетика - Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели;
Волновые электростанции. Гидроэлектростанции;
Термоэлектрические источники тока;
Химические источники тока;
Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ;
Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии;
Генераторы постоянного электрического тока. Электрические машины.



Устройства и способы получения, преобразования, передачи, экономии и сохранения электрической энергии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+электрический -генератор".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "генератор" будут найдены слова "генераторы", "ренераторов" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("генератор!").


Солнечные электростанции. Гелиоэнергетика | Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели. Ветрогенераторы | Волновые, геотермальные и гидроэлектростанции | Термоэлектрические источники тока | Химические источники тока. Накопители электроэнергии. Батареи и аккумуляторы | Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи электрической энергии | Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии | Генераторы постоянного и переменного электрического тока. Электрические машины


Рейтинг@Mail.ru