METHOD AND APPARATUS FOR THE ELECTROLYTE CIRCULATION IN ELECTRIC ACCUMULATORS BY MEANS OF FORCE PUMPS

Abstract: 1. A method for circulating the electrolyte of electrical storage cells by blow pumps disposed in the electrolyte, characterized in that gas with increased pressure relative to the operating pressure is supplied to the blow pumps for a short time during operation.

Description: Verfahren und Vorrichtung zum Umwälzen des Elektrolyten elektrischer Akkumulatoren mittels Blasenpumpen. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Umwälzen des Elektrolyten elektrischer Akkumulatoren durch im Elektrolyten angeordnete Blasenpumpen sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Um eine gleichmässige Elektrolytverteilung in den #kkumulatoren- zellen zu erreichen und damit die Batterielebensdauer günstig zu beeinflussen, werden stationäre wie Traktions-Batterien heute zunehmend mit Elektrolytumwälzpumpen ausgestattet. Insbesondere in Bleibatterien verhindern sie die unerwünschte Säureschichtung, bei der sich mangels Konzentrationsausgleichs am Boden des Elektrolytraumes Schwefelsäure mit höherem spezifischen Gewicht ansammelt. Bei den Elektrolytumwälzpumpen handelt es sich meist um gasbzw. luftbetriebene Blasenpumpen, auch Mammutpumpen genannt, wie sie z.B. aus der DE-OS 29 12 527 bekannt sind. Ihr Arbeits- prinzip ist einfach: in unten und oben offene Steigrohre, welche ganz im Elektrolyten eingetaucht sind, wird Druckluft injiziert. Infolge des niedrigeren spezifischen Gewichts des Gas/ Elektrolyt-Gemisches wird dieses durch den hydrostatischen Druck der umgebenden Flüssigkeit angehoben, und die im unteren Teil der Zelle befindliche Säure höherer Dichte steigt nach. Als Folge tritt eine Zirkulation des Elektrolyten ein. Nun kommt es im Laufe des Betriebes vor, dass einzelne Steig rohre z.B. durch Schwebeteile sich verstopfen oder dass sich unterschiedliche Strömungswiderstände von Rohr zu Rohr einstellen mit dem Ergebnis, dass die Luftverteilung über die Gesamtheit der Steigrohre in einer Zelle gestört wird und die Pumpe nicht mehr mit dem optimalen Wirkungsgrad arbeitet. Während die Förderleistung mit wachsender Zahl der Rohre bei gleichzeitig abnehmender Dicke steigt, erhöht sich andererseits gerade die Anfälligkeit des Systems gegenüber den genannten Störungen. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Massnahme anzugeben, durch welche eine ungleichmässige Gasverteilung in den Pumpenrohren überwunden und die einwandfreie Pumpenfunktion wieder#erlsngt werden kann. Die Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass den Blasenpumpen während des Betriebes für kurze Zeit Gas mit gegenüber dem Betriebsdruck erhöhtem Druck zugeführt wird. Die praktische Durchführung des Verfahrens geschieht erfindungsgemäss mit Hilfe der nachstehend beschriebenen Vorrichtung. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist diese Vorrichtung in ein elektrisches Ladegerät integriert. Die Figur zeigt den schematischen Aufbau. Danach enthält das Ladegerät 1 neben dem elektrischen Teil 2 eine Druckgasquelle 3, z.B. einen Kompressor, der über Zeitgeber 4 und Shunt 5 in Betrieb gesetzt werden kann. In der zur Batterie 6 mit ihren Elektrolytumwälzpumpen (nicht dar#gestellt) führenden Gaszuführungsleitung 7 sind ein Gaaspeicher 8 und ein Magnetventil 9 eingebaut. Letzteres steht wie der Kompressor 3 mit dem Zeitgeber 4 in elektrischem Kontakt. Die elektrische Anschliessung der Batterie 6 an das Ladegerät 1 erfolgt über den Stecker 9, die pneumatische über die Steckkupplung 10. Der Funktionsablauf beginnt mit dem Einschalten des Zeitgebers, z.B. am Anfang der Ladung, der nun seinerseits den Kompressor - evtl. auch nur für zeitliche Intervalle - einschel- tat. Das Magnetventil bleibt während des normalen Pumpanbetrie bes geöffnet. Wird es durch den programmierten Zeitgeber geschlossen, staut sich die Luft im Gasspeicher solange, bis ein neuer Impuls des Zeitgebers das Magnetventil wieder öffnet. Dabei werden durch den Luftdruckstoss aus dem Speicher alle Steigrohre und Kanäle der Umwälzpumpen kurzzeitig freigeblasen. Anschliessend geht der Luftdurchsatz wieder auf den normalen Betriebswert zurück, und die ursprüngliche gleichmässige Luftverteilung in den Pumpen ist wieder hergestellt. Dieser Vorgang wiederholt sich bei jedem Pumpenintervall. Es ist klar, dass bei der richtigen Dimensionierung des Gss- speichers auf das Volumen des zwischen ihm und der Batterie liegenden Teils der Gaszuführungsleitung (Schläuche, Pumpeneingänge) Rücksicht genommen werden muss. Ist dieses Volumen erheblich, muss auch die Speicherkapazität entsprechend gross sein, damit der Luftdruckstoss noch mit hinreichender Intensität die Pumpen-Steigrohre erreicht. Nach der aus der Figur ersichtlichen Schaltungsanordnung erfolgt die oeffnung des Magnetventils zeitgesteuert, was voraussetzt, dass zum uffnungszeitpunkt der Gasdruck im Speicher seinen Sollwert mindestens erreicht hat. Es liegt aber auch im Rahmen der Erfindung (in der Figur nicht dargestellt), dass die Ansteuerung des Magnetventils vom Gaaspeicher aus erfolgt, sobald dessen Druck den Ansprechdruck des Magnetventils über- schreitet.

Claims: Patentansprüche 1. Verfahren zum Umwälzen des Elektrolyten elektrischer Akkumu latoren durch im Elektrolyten angeordnete Blasenpumpen, da durch gekennzeichnet, dass den Blasenpumpen während des Be triebes für kurze Zeit Gas mit gegenüber dem Betriebsdruck erhöhtem Druck zugeführt wird. 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Druckgasquelle (3) vorhan den ist, mit welcher die Blasenpumpen des Akkumulators (6) über eine Gaszuführungsleitung (7) verbunden sind, und dass ein in der Gaszuführungsleitung (7) angeordneter Gaaspeicher (8) kurzzeitig bis zu einem vorgegebenen Überdruck füllbar und durch ein Magnetventil (9) zur Seite der Blasenpumpen hin stossartig entlastbar ist. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie zusammen mit einem Zeitgeber (4) in ein elektrisches Ladegerät integriert ist.

Inventors: WALCH, DIETER
Applicants: VARTA BATTERIE AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1983
Main classification: H01M2
IPC codes: H01M2