СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ЭЛЕКТРОЛИТА СВИНЦОВОГО АККУМУЛЯТОРА

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ЭЛЕКТРОЛИТА СВИНЦОВОГО АККУМУЛЯТОРА 


RU (11) 2138100 (13) C1

(51) 6 H01M10/42 

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

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

(21) Заявка: 98106614/09 
(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: Устинов П.И. Обслуживание стационарных свинцово-кислотных аккумуляторов. - М.: Энергия, 1974. RU 2050645 C1, 20.12.95. Дасоян М.А. Химические источники тока. - Л.: Энергия, 1969, с. 81. 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 ЗАГРЯЗНЕНИЯ ЭЛЕКТРОЛИТА СВИНЦОВОГО АККУМУЛЯТОРА 

Изобретение относится к способам эксплуатации аккумуляторов. Способ основан на увеличении скорости саморазряда аккумулятора при загрязнении электролита. Определяют саморазряд аккумулятора при 20oC, а в качестве оценки загрязнения электролита используют отношение саморазряда аккумулятора при 20oC, выраженного в приращении плотности электролита, полученного в процессе эксплуатации, к его первоначально зафиксированному значению в начале эксплуатации или к указанному в технических условиях на аккумулятор, но также приведенному к 20oC и выраженному в приращении плотности электролита. Техническим результатом изобретения является упрощение технологии определения загрязнения электролита в процессе эксплуатации аккумулятора. 4 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к области техники измерений, конкретно к способам определения загрязнения электролита свинцового аккумулятора (СА).

Известен способ определения загрязнения электролита путем проведения химанализа в лаборатории. Основным недостатком этого способа является его достаточная сложность, вследствие чего он может выполняться только в специальных химических лабораториях, имеющих квалифицированный персонал и опыт выполнения таких анализов (Л.1, с.106), а также невозможность постоянно контролировать загрязнение электролита в процессе эксплуатации СА.

Целью изобретения является упростить определение загрязнения электролита СА и обеспечить выполнение этой операции в процессе эксплуатации СА без отбора пробы электролита и ее анализа в специальной химической лаборатории, что в определенных условиях эксплуатации аккумуляторов, например, в судовых условиях не всегда может быть выполнено, поскольку суда могут быть в длительном отрыве от баз, где имеются такие лаборатории.

Сущность изобретения состоит в том, что с целью определения загрязнения электролита СА в процессе эксплуатации без отбора проб электролита и их анализа в специальной химической лаборатории в начале эксплуатации после заряда СА и стоянки его без тока в течение двух и более суток в конце каждых суток стоянки СА без тока после заряда измеряют ЭДС СА и измеряют в начале и в конце каждых суток стоянки СА без тока после заряда температуру электролита, находящегося над блоком пластин аккумулятора, и определяют температуру электролита внутри блока пластин СА по предварительно установленной зависимости температуры электролита внутри блока пластин от температуры электролита над блоком пластин СА и продолжительности стоянки аккумулятора без тока после заряда, а также вычисляют среднюю температуру электролита внутри блока пластин СА за первые истекшие сутки стоянки СА без тока после заряда и среднюю температуру внутри блока пластин за все количество истекших суток стоянки СА без тока после заряда, в конце каждых суток стоянки СА без тока после заряда по измеренной ЭДС и температуре электролита внутри блока пластин СА вычисляют установившуюся ЭДС при 25oC на то же время по известной формуле (2), используя известную зависимость плотности электролита СА при 25oC от его установившейся ЭДС при 25oC (Л.3, с.81 и Л.2), определяют плотность электролита при 25oC на конец каждых суток стоянки СА без тока после заряда, используя полученные данные, начиная со вторых суток стоянки СА без тока после заряда, вычисляют средний саморазряд СА, выраженный в приращении плотности электролита, при средней температуре электролита внутри блока пластин СА за истекшее количество суток стоянки СА без тока после заряда по формуле (3), приводят полученный в начале эксплуатации СА средний самозаряд к температуре 20oC по формуле (4) и фиксируют его, а в качестве оценки загрязнения электролита СА в процессе эксплуатации используют отношение полученного в дальнейшем при эксплуатации среднего самозаряда при 20oC, выраженного в приращении плотности электролита, к зафиксированному его значению в начале эксплуатации, в случае же необходимости оценки загрязнения электролита нового СА в сравнении с допустимым для новых СА значением, определяемым приводимыми в технических условиях данными по саморазряду новых аккумуляторов соответствующего типа, пересчитывают указываемый в технических условиях допустимый саморазряд для новых СА в процентах от номинальной емкости аккумулятора на саморазряд, выраженный в приращении плотности электролита при 20oC, для чего умножают указанный в технических условиях процент саморазряда на номинальную емкость СА и делят на сто, затем полученное таким образом значение саморазряда в ампер-часах пересчитывают по формуле (5) на саморазряд СА, выраженный в приращении плотности электролита, который приводят к температуре 20oC по формуле (4), если в технических условиях саморазряд указан для температуры, отличной от 20oC, при этом полученный саморазряд, выраженный в приращении плотности электролита при 20oC, фиксируют и для оценки загрязнения нового СА в сравнении с допустимым значением для новых аккумуляторов, полученным по данным технических условий на саморазряд, используют отношение саморазряда, зафиксированного в начале эксплуатации после стоянки СА без тока после заряда более двух суток, к зафиксированному саморазряду, полученному по данным технических условий.

Таким образом определяют загрязнение электролита без анализа проб электролита в специальной химической лаборатории. Это позволяет оперативно принимать меры по уменьшению загрязнения электролита аккумулятора.

Предложение соответствует критерию "существенные отличия", т.к. из известного Перечня информации, установленного нормативным документом (п.127 ЭЗ-1-74) технические решения с признаками, подобными заявленным, не обнаружены.

Для определения загрязнения электролита СА в процессе эксплуатации в начале эксплуатации после заряда СА и стоянки его без тока в течение двух и более суток в конце каждых суток стоянки аккумулятора без тока после заряда измеряют ЭДС СА и измеряют в начале и конце каждых суток стоянки аккумулятора без тока после заряда температуру электролита, находящегося над блоком пластин аккумулятора, и определяют соответствующую каждой из этих измеренных температур электролита над блоком пластин СА температуру электролита внутри блока пластин СА по предварительно установленной зависимости температуры электролита над блоком пластин СА и продолжительности стоянки аккумулятора без тока после заряда. Такая зависимость для аккумуляторов большой емкости приведена в таблице 1. Вычисляют также среднюю температуру электролита внутри блока пластин СА за первые истекшие сутки стоянки СА без тока после заряда, суммируя и деля на два полученные значения температуры электролита внутри блока пластин на начало и конец первых суток стоянки СА без тока после заряда, и среднюю температуру электролита внутри блока пластин СА за m истекших суток стоянки аккумулятора без тока после заряда по формуле



где m 2 - порядковый номер последних истекших суток стоянки СА без тока после заряда;

m - температура электролита внутри блока пластин на конец m-ых суток стоянки СА без тока после заряда, oC;

cp(m-1) - средняя температура электролита внутри блока пластин СА за (m-1) истекшие сутки стоянки СА без тока после заряда.

По измеренной ЭДС и температуре электролита внутри блока пластин СА в конце каждых суток стоянки СА без тока после заряда вычисляют установившуюся ЭДС аккумулятора при 25oC на то же время по известной формуле (Л.3)



где Е - измеренная ЭДС СА на конец соответствующих суток стоянки СА без тока после заряда, В;

Ео= 2.041+0.00136( -25) - стандартная ЭДС СА при температуре электролита oC, В;

- температура электролита внутри блока пластин СА, oC;

F = 96484,93 Кл-1 моль-1 - постоянная Фарадея;

R = 8,3144 Дж К-1 моль-1 - универсальная газовая постоянная;

Т = + 273 - абсолютная температура электролита внутри блока пластин СА, oК;

Р - коэффициент, характеризующий изменение активности серной кислоты в электролите соответствующей плотности при изменении температуры на 1oC (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 ЭДС Е25, используя зависимость d25=f(E25), приведенную в таблице 2 (Л.3, с.81 и Л.2), определяют плотность электролита при 25oC на конец каждых суток стоянки СА без тока после заряда.

Начиная со вторых суток стоянки СА без тока после заряда, вычисляют средний саморазряд СА при температуре cpm, выраженный в приращении плотности электролита по известной формуле (Л.2)



где - приращение плотности электролита (саморазряд СА) за вторые,..., m-ые сутки стоянки СА без тока после заряда, кг/л (г/см3);

- плотность электролита при 25oC на конец первых,..., m-ых суток стоянки СА без тока после заряда, кг/л (г/см3);

m - число суток стоянки СА без тока после заряда.

Известно, что загрязнение электролита увеличивает саморазряд СА. Именно такое загрязнение, которое увеличивает саморазряд, т.е. влияет на характеристики аккумулятора, и интересует обслуживающий персонал. Саморазряд зависит еще от температуры и концентрации электролита. С ростом температуры и концентрации электролита саморазряд увеличивается (Л.4, с. 169). В Л.5, с. 175 показано, что саморазряд СА в диапазоне температур от 20 до 70oC увеличивается вдвое на каждые 10oC увеличения температуры. Эта количественная зависимость саморазряда от температуры позволяет приводить средний саморазряд, полученный для температуры cpm, для сравнения к определенной температуре, например к 20oC, по формуле







Влиянием на саморазряд концентрации электролита можно пренебречь, поскольку саморазряд определяется после полного заряда аккумулятора, когда при соблюдении установленных правил эксплуатации в части поддержания уровня и плотности электролита СА в заряженном состоянии, изменения концентрации электролита незначительны. Поэтому средний саморазряд, полученный по формуле (3) в начале эксплуатации СА, приводят к температуре 20oC по формуле (4) и полученное значение фиксируется.

В технических условиях (ТУ) на соответствующий тип аккумулятора средний саморазряд обычно указывают в процентах от номинальной емкости аккумулятора, поэтому для сравнения саморазряда с саморазрядом, указанным в ТУ, последний также выражают в приращении плотности электролита. Для этого определяют средний саморазряд в ампер-часах по данным ТУ Ccpту , умножая указанный в ТУ процент саморазряда на номинальную емкость СА и деля на сто. Затем от Ccpту переходят к среднему саморазряду в приращении плотности электролита dcpту по формуле (Л.2)



где Мн - масса электролита полностью заряженного СА при номинальном уровне электролита (приводится в ТУ на аккумулятор), кг;

Pн - массовый процент серной кислоты в электролите при номинальной плотности электролита заряженного СА (определяется по известной зависимости = f(P), Л. 6, с. 522, приведенной в таблице 3, а пересчет плотности электролита при toC на плотность электролита при 20oC осуществляется с использованием температурной поправки плотности , Л. 7, с.405, приведенной в таблице 4).

Если саморазряд в ТУ приводится для температуры 20oC, то полученное по формуле (5) значение фиксируют. В противном случае полученное значение dсрту приводят к температуре 20oC по формуле (4) и вычисленное после этого значение фиксируют.

В процессе эксплуатации по окончании очередной стоянки СА без тока после заряда определяют средний саморазряд аккумулятора при 20oC , как указано выше, и вычисляют отношение



которое характеризует загрязнение электролита в процессе эксплуатации.

А для оценки загрязнения электролита нового СА в сравнении с допустимым значением для новых аккумуляторов, полученным по данным ТУ на саморазряд, используют отношение



Предложенный способ определения загрязнения электролита СА может быть реализован с помощью "Системы диагностирования свинцовой аккумуляторной батареи" (Л.8)

Литература:

1. Устинов П.И. Обслуживание стационарных свинцово-кислотных аккумуляторов. М., "Энергия", 1974.

2. Патент РФ N 2050645. Способ определения плотности электролита свинцового аккумулятора. Опубл. 20.12.95, Бюл.35.

3. Дасоян М.А. Химические источники тока. Л.,"Энергия", 1969.

4. Варипаев В. Н. , Дасоян М.А., Никольский В.А. Химические источники тока. М., "Высшая школа", 1990.

5. Кромптон Т. Вторичные источники тока. М., "Мир", 1985.

6. Справочник химика. - т.3, М-Л., "Химия", 1964.

7. Краткий справочник химика. Перельмана В.И., М., ГНТИ химической литературы, 1963.

8. А. с. N 1783479 СССР. Система диагностирования свинцовой аккумуляторной батареи. Опубл. 23.12.92, Бюл. 47. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Способ определения загрязнения электролита свинцового аккумулятора, отличающийся тем, что в начале эксплуатации после заряда аккумулятора и стоянки его без тока в течение двух и более суток в конце каждых суток стоянки аккумулятора без тока после заряда измеряют ЭДС аккумулятора и измеряют в начале и конце каждых суток стоянки аккумулятора без тока после заряда температуру электролита, находящегося над блоком пластин аккумулятора, и определяют температуру внутри блока пластин аккумулятора по предварительно установленной зависимости температуры электролита внутри блока пластин от температуры электролита над блоком пластин аккумулятора и продолжительности стоянки аккумулятора без тока после заряда, а также вычисляют среднюю температуру электролита внутри блока пластин аккумулятора за первые истекшие сутки стоянки аккумулятора без тока после заряда и среднюю температуру электролита внутри блока пластин за все количество истекших суток стоянки аккумулятора без тока после заряда, по измеренной ЭДС и температуре электролита внутри блока пластин аккумулятора в конце каждых суток стоянки аккумулятора без тока после заряда вычисляют установившуюся ЭДС аккумулятора при 25oC на то же время, вычисляют плотность электролита при 25oC по установившейся ЭДС при температуре электролита 25oC на конец каждых суток стоянки аккумулятора без тока после заряда, начиная со вторых суток стоянки аккумулятора без тока после заряда, вычисляют средний саморазряд аккумулятора, выраженный в приращении плотности электролита, при средней температуре электролита внутри блока пластин аккумулятора за истекшее количество суток стоянки аккумулятора без тока после заряда, этот средний саморазряд приводят к 20oC и его значение, полученное в начале эксплуатации, фиксируют, а в качестве оценки загрязнения электролита аккумулятора в процессе эксплуатации используют отношение его среднего саморазряда при 20oC, полученного при эксплуатации по изложенному выше алгоритму и выраженного в приращении плотности электролита аккумулятора, к зафиксированному значению среднего саморазряда при 20oC, выраженному в приращении плотности электролита, на начало эксплуатации, а в случае необходимости оценки загрязнения электролита нового аккумулятора в сравнении с допустимым для новых аккумуляторов значением пересчитывают допустимый саморазряд для новых аккумуляторов, который обычно указывается для температуры 20oC в процентах от номинальной емкости аккумулятора, на саморазряд, выраженный в приращении плотности электролита при 20oC, для чего умножают допустимый саморазряд для новых аккумуляторов на номинальную емкость аккумулятора и делят на сто, затем полученным таким образом саморазряд в ампер-часах пересчитывают на саморазряд аккумулятора, выраженный в приращении плотности электролита, который приводят к температуре 20oC, если допустимый саморазряд для новых аккумуляторов указан для температуры, отличной от 20oC, и его фиксируют, а для оценки загрязнения нового аккумулятора в сравнении с допустимым значением для новых аккумуляторов используют отношение саморазряда, зафиксированного в начале эксплуатации после стоянки аккумулятора без тока более двух суток, к зафиксированному значению саморазряда для новых аккумуляторов данного типа.




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