一种铅酸蓄电池配酸系统的制作方法与工艺

本发明涉及一种用于为铅酸蓄电池配置酸液的配酸系统。

背景技术：
铅酸蓄电池的电极是由铅和铅的氧化物构成，其电解液是硫酸的水溶液。铅酸蓄电池以其电压稳定、价格便宜等优点，广泛应用在各行各业中。在铅酸蓄电池的生产过程中，配酸是极其重要的步骤。配酸通常由配酸系统完成。如图1所示，目前的配酸系统通常包括配酸罐1、冷却装置2、配酸泵3、注酸管4、注水管5、液位计6、酸液输出管7、酸液返回管8。配酸罐1是具有设定体积的罐体，配酸过程中纯水和浓酸在配酸罐1中进行混合。注水管5用于向配酸罐1中注入设定体积的纯水，注酸管4用于向配酸罐1中输入浓酸，其一端与外部储酸装置相连通，另一端由配酸罐1的上部伸入到配酸罐1中，并延伸至其底部。酸液输出管7设置在配酸罐1的底部，用于将配置过程中的酸液输入到冷却装置2中进行冷却，或并在酸液配置完成后，将酸液输出。酸液返回管8用于将由冷却装置2冷却后的酸液重新回注到配酸罐1中，其一端与冷却装置2连通，另一端也由配酸罐1的顶部伸入到配酸罐1中。液位计6用于在配置过程中检测配酸罐1内的液面高度。由于浓酸与水在混合过程中会产生大量的热，所以，配酸系统中专门设置有在配置过程中用于冷却酸液的冷却装置2，冷却装置2通常为两个串联的水冷却塔或其他适合用于冷却酸液的冷却装置。配酸泵3用于将配酸罐1配置过程中的酸液泵入冷却装置2中对其进行冷却，并在配酸过程结束后将配酸罐1中配置好的酸液输出给后续用酸设备使用。上述配酸系统的工作过程为：首先，在配酸罐1中注入设定体积的纯水，再由外部储酸装置通过注酸管4将设定体积的浓酸注入到配酸罐1中，在配酸罐1中纯水与浓酸混合，并在混合过程中，配酸泵3不停的将配置过程中的酸液泵入冷却装置2中进行冷却，然后再通过冷却酸液返回管8回注到配酸罐1中，反复循环，直至配酸罐1中的纯水与浓酸混合均匀，完成酸液的配置。现有技术中的这种配酸系统虽能够配置设定浓度的酸液，但由于其结构限制，存在下列缺点：1、生产效率低，并且由于配酸罐1的体积较大，其内各部分的酸液浓度分布不均；2、注酸前，由于注酸管4的下部浸入在配酸罐1的纯水中，其内纯净水的液面高度与配酸罐1中液面高度齐平，注酸管4的上部则被空气充满。当浓酸通过注酸管4进入到配酸罐1的过程中，其内的空气形成气阻，使浓酸无法顺利的进入到配酸罐1中，而在注酸管4中与纯水接触，浓酸与纯水混合时释放出的大量的热对注酸管4造成伤害，大大缩短了注酸管4的使用寿命；3、现有技术中的液位计6虽能测量配酸罐1中的液位高度，但由于配酸过程中首先向配酸罐1中注入的是纯水，所以液位计6在开始检测的是配酸罐1中纯水的液面高度。随着浓酸的注入，配酸罐1中的液体变成浓酸和纯水混合后的酸液，其浓度要大于纯水的浓度，而液位计6中的纯水无法及时替换成配酸罐1中的酸液，导致液位计6无法准确显示配酸罐1中的液面高度，对配酸系统的生产造成一定影响。

技术实现要素：
为了解决上述现有技术铅酸蓄电池配酸系统所存在的配酸效率低、酸液浓度分布不均等问题，本发明提供一种铅酸蓄电池配酸系统，该系统①通过在罐底部设置混合器，并将注酸管引入到混合器中，使浓酸和纯水在混合器中进行混合，提高了配酸效率；②通过在注酸管上增设排气装置，在浓酸进入注酸管初期将其中的空气排出，避免因气阻而使浓酸与纯水的接触面停滞在注酸管，避免浓酸与纯水混合时发出的热量损坏注酸管；③通过在液位计上增设压力排空装置，在每次通过液位计对配酸罐中的液位高度进行测量之前，首先通过压力排空装置向液位计中压入压缩空气将其内的液体排空后，再进行测量，保证了液位计液位显示的准确性。本发明一种铅酸蓄电池配酸系统包括：配酸罐，冷却装置，配酸泵；配酸罐上设置有注酸管、酸液输出管、酸液返回管、液位计，酸液返回管一端与所述冷却装置相接，另一端接入配酸罐；配酸罐内靠近其底部设置有混合器，注酸管一端与外部储酸装置连通，另一端由配酸罐的顶端伸入并与所述混合器的一端相接，酸液输出管与所述混合器的另一端相接；注酸管上设置有用于在开始注酸时随着浓酸进入能够将注酸管中的空气全部排出的排气装置，液位计上设置有在测量前用于将液位计中的液体排空的压力排空装置，酸液返回管上设置有酸液浓度检测装置。进一步，所述混合器包括筒状壳体，筒状壳体内沿其长度方向间隔设置有若干个横隔板，每个横隔板均遮挡筒状壳体的部分横截面，并且相邻横隔板所遮挡的部分横截面沿筒状壳体横截面的周向相错排列，由此在筒状壳体内形成从其一端到其另一端的迷宫式通道；所述注酸管和所述酸液输出管分别与所述迷宫式通道的两端相接；筒状壳体的两端带有端板，其中，与注酸管相接一端的端板上设置有与所述配酸罐内的空间相连通的缺口，与酸液输出管相接一端由端板进行封闭。进一步，所述注酸管和所述酸液输出管均与所述筒状壳体的侧壁相连接；筒状壳体两端的端板及所述若干个横隔板均固定在沿筒状壳体长度方向延伸的杆件上，并通过沿筒状壳体长度方向移动所述杆件，完成端板和横隔板在筒状壳体上的安装和拆卸。进一步，所述注酸管和所述酸液输出管均与所述筒状壳体的侧壁相连接；筒状壳体与所述酸液输出管相接一端的端板与筒状壳体固定连接，筒状壳体与所述注酸管相接一端的端板及所述若干个横隔板均固定在沿筒状壳体长度方向延伸的杆件上，并通过沿筒状壳体长度方向移动所述杆件，完成相应端板和横隔板在筒状壳体上的安装和拆卸。进一步，所述筒状壳体为圆筒形，所述杆件位于筒状壳体的轴线上。进一步，所述若干个横隔板均为半圆形，并且相邻的横隔板之间周向相错180°。进一步，所述排气装置由排气阀和排气管构成，排气阀进气端通过管道与所述注酸管相接，排气管与排气阀出气端相接，排气管的自由端伸入到所述配酸罐中，排气管自由端的端口位于配酸罐内液面的上方。进一步，所述液位计的底部和顶部均与所述配酸罐相连通，在连通配酸罐和液位计顶部的管道上设置有控制阀；所述压力排空装置由气源、气体管道、以及设置在气体管道上的控制阀构成，其中的气源为能够提供压缩空气的储气装置和/或气泵。进一步，所述酸液浓度检测装置由壳体及插装到壳体内的浮子式密度传感器构成，所述壳体内设置有稳流装置，并通过该稳流装置使浮子式密度传感器处在一个相对稳定的液面内，以保证检测结果的准确性。进一步，所述稳流装置由若干个导流板构成，若干个导流板在所述壳体的酸液输入口和酸液输出口之间间隔排列，并由此在壳体内形成从其输入口到其输出口的缓冲导流通道，所述浮子式密度传感器位于所述缓冲导流通道中部的相邻两块导流板之间。进一步，所述壳体为密闭结构，所述每块导流板仅部分遮挡所述壳体的横截面，并且若干个导流板上下交错设置，或者若干个导流板水平方向交错设置。进一步，所述检测装置设置在所述酸液返回管的旁路上，该旁路在检测装置的上游设置有控制阀，检测装置的输出端经管道接入所述配酸罐。本发明通过在配酸罐中设置专门的混合器，将浓酸直接输入到混合器中，使浓酸和纯水在混合器内相对封闭的小环境中进行混合，并且利用混合器内部的迷宫式通道，强迫浓酸与纯水一边流动一边混合，既保证了浓酸与纯水快速充分混合，又保证刚混合的酸液能够及时被送出进行冷却。通过在注酸管上增设排气装置，在浓酸开始进入注酸管时，能够将注酸管内的空气排出，以避免形成气阻而阻碍浓酸的注入。避免浓酸与纯水的接触面停留注酸管中，而损坏注酸管。通过在配酸罐的液位计上增设压力排空装置，在利用液位计对配酸罐中液面进行测量之前，使用压力排空装置将液位计中的液体压入配酸罐中，然后再对配酸罐中的液面高度进行测量，保证了测量的准确性。通过在酸液返回管上增加设置酸液浓度检测装置，利用液位计和酸液浓度检测装置共同对配置过程中的酸液进行实时在线浓度检测，既保证了对酸液浓度检测的准确性，又保证了酸液配置的效率。附图说明图1为现有技术中铅酸蓄电池配酸系统结构示意图；图2为本发明配酸系统结构示意图；图3为本发明配酸系统中所用混合器9的剖视结构示意图；图4为混合器9内横隔板组的第一种实施方式结构示意图；图5为图4中端板92的结构示意图；图6为图4中横隔板95的结构示意图；图7为图4中横隔板96的结构示意图；图8为混合器9内横隔板组的第二种实施方式结构示意图；图9为图8中横隔板97的结构示意图；图10为图8中横隔板98的结构示意图；图11为图8中横隔板99的结构示意图；图12为图2中酸液浓度检测装置10的局部结构示意图；图13为图2中注酸管4上排气装置的第二种实施方式结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。本发明铅酸蓄电池配酸系统用于配置各种浓度的铅酸蓄电池用酸液，其通过将预定体积的浓酸注入到预定体积的纯水中，将二者进行混合，得到所需浓度的酸液。如图2所示，本发明配酸系统主要由配酸罐1、冷却装置2和配酸泵3组成。配酸罐1上设置有注酸管4、注水管5、液位计6、酸液输出管7、酸液返回管8，配酸罐1内靠近其底部设置有混合器9。注酸管4的一端与外部储酸装置（图中未示出）相接，另一端由配酸罐1的顶端伸入并与混合器9的一端相接，用于将浓酸由外部储酸装置输入到混合器9中。注水管5用于为配酸罐1提供纯水，其一端与外部纯水供给装置（图中未示出）相连，另一端由配酸罐1的顶端伸入到配酸罐1中。酸液输出管7用于将混合器9中的酸液输出给外部的冷却装置2进行冷却处理，酸液输出管7相对注酸管4与混合器9的另一端相接。配酸罐1内的酸液配置完成后，酸液输出管7则用于将配置好的酸液输送给后续用酸设备使用。酸液返回管8用于将经过冷却装置2冷却后的酸液重新注入到配酸罐1内。液位计6用于测量配酸罐1内液体的体积，冷却装置2包括两个串联设置的冷却塔。注酸管4上设置有由排气阀15和排气管16构成的排气装置，该排气装置用于在开始向配酸罐1中注入浓酸时排出注酸管4内的空气，以避免注酸管4内的空气形成气阻阻碍浓酸的注入，尤其是防止浓酸与纯水的混合面停留在注酸管4中，而损坏注酸管4。为此，排气阀15和排气管16设置的位置需保证能够将注酸管4中的空气全部排出。酸液返回管8的旁路上设置有酸液浓度检测装置10，检测装置10的上游还设置有控制阀11。配酸过程中，打开控制阀11，可利用检测装置10来检测配酸罐1中酸液的浓度，一旦酸液达到设定浓度，即可停止配酸泵3的工作。设置检测装置10，不仅能够进一步提供对酸液浓度检测的准确性，而且能够及时得知配酸罐1中的酸液是否混合均匀，以便及时停止配酸泵3的工作，避免酸液的多余循环，保证生产效率。液位计6的底部和顶部均与配酸罐1相连通，其中，连通液位计6顶部与配酸罐1的管道上设置有控制阀14，液位计6顶端通过控制阀13和管道与气源12相接。气源12可以是能够提供压缩空气的储气装置，也可以是气泵，还可以是由气泵和储气装置共同组成的气源。在液位计6上设置由能够提供压缩空气的气源构成的压力排空装置，在利用液位计6来检测配酸罐1内的液位前，首先关闭控制阀14，打开控制阀13，并利用气源12向液位计6中充入压缩空气，排空液位计6中的液体，然后，关闭控制阀13，打开控制阀14，使配酸罐1中的液体重新进入液位计6，保证了液位计6中液体与配酸罐1中液体的一致性，保证了液位显示的准确性。如图3所示，混合器9包括圆筒状壳体91，圆筒状壳体91内设置有横隔板组。圆筒状壳体91的左侧端板92上设置有供配酸罐1内的纯水或酸液进入的缺口93，圆筒状壳体91的右侧端由端板封闭。注酸管4从圆筒状壳体91的左端接入，酸液输出管7从圆筒状壳体91的右端引出。如图4所示，横隔板组包括3个上横隔板95和3个下横隔板96，横隔板95和横隔板96均固定在沿圆筒状壳体91轴线延伸的杆件94上，杆件94的左侧端与端板92固定连接。如图5、图6、图7所示，端板92为多半圆形，横隔板95和横隔板96则均为半圆形，并且，在杆件94上，相邻的横隔板95与横隔板96之间周向相错180°，由此将圆筒状壳体91的内部空间分隔成迷宫式通道。制作时，将端板92、横隔板95、横隔板96、杆件94固定连接后，从圆筒状壳体91的左端整体插入到其中。当然，为了防止插入后的横隔板组意外移动，圆筒状壳体91上或内也可以设置相应的固定装置。工作时，随着配酸泵3的抽取，由注酸管4送入的浓酸与从缺口93进入的纯水或酸液在圆筒状壳体91内沿迷宫式通道运动，并在运动过程中完成混合，最后由酸液输出管7输出到冷却装置2中进行冷却。如图8—图11所示，为了将圆筒状壳体91的内部空间分隔成迷宫式通道，也可以采用周角为120°的横隔板97、98、99，并且将横隔板97、98、99轴向相错120°固定到杆件94上。另外，圆筒状壳体91内的横隔板组除了上述两种设置方式外，可以理解的是，也可以采用周角为90°的横隔板，以及其他周角的横隔板，只要通过使相邻横隔板轴向相错而将圆筒状壳体91的内部空间分隔成迷宫式通道即可。而且，圆筒状壳体91也可以采用其他截面形状的筒体，只要保证浓酸和纯水从其一端进入，经迷宫式通道混合后从另一端输出即可。检测装置10的结构如图12中所示，由壳体10-2和插装到壳体10-2中的浮子式密度传感器10-1构成，壳体10-2内设置有稳流装置，以便使浮子式密度传感器10-1处在一个相对稳定的液面内进行检测，以保证检测结构的准确性。稳流装置由若干个导流板10-3构成，若干个导流板10-3在壳体10-2的酸液输入口和酸液输出口之间间隔排列，由此在壳体10-2内形成从其输入口到其输出口的缓冲导流通道，浮子式密度传感器10-1位于缓冲导流通道中部的相邻两块导流板10-3之间。壳体10-2为密闭结构，每块导流板10-3仅部分遮挡壳体10-2的横截面，并且若干个导流板上下交错设置，当然，若干个导流板也可以水平方向交错设置。液位计6通过显示配酸罐1内的液位来控制所配置酸液的浓度，酸液浓度检测装置10则是直接检测所配置酸液的浓度，利用液位计6可实现浓酸的快速注入，利用检测装置10则可以精确控制所配置酸液的浓度，既保证酸液配置效率，又保证所配置酸液的浓度。图2中的检测装置10设置在酸液返回管8的旁路上，当然，也可以直接设置在酸液返回管8上。将检测装置10设置在酸液返回管8的旁路上时，可以在需要检测时再打开控制阀11，而无需使检测装置10在整个配酸过程中始终处于工作状态。注酸管4上的排气装置除了图2中所示的结构之外，为安全起见，还可以采用图13中所示的结构。注酸管4上的排气装置最好包含有两套排气结构，其中一套由排气阀15和排气管16构成，另一套由排气阀17和排气管18构成，两套排气结构并列设置，互为备份。两个排气阀15、17可以全部采用电磁阀，也可以其中之一为电磁阀，另一个为手动阀。因排气阀长期工作在酸性环境中，难免出现故障，而设置备份排气结构后，配酸时，一旦其中一套排气结构出现问题，可及时利用备份排气结构进行排气，以保证配酸工作的安全。以上是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。