CN102916216B - 应急电源发生器 - Google Patents
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Abstract
本发明应急电源发生器是一种涉及水系蓄电池的电力启动装置在矿山灾后紧急状况下使用的应急电源。该发生器的启动装置包括启动阀杆、导向套、密封圈、限位环、外隔断膜和隔断薄膜。该应急电源发生器包括启动装置以及通过隔断薄膜分开的电解液容器和极板槽，其中电解液容器底部即为极板槽的密封盖，整体构成一体二腔结构。紧急状态下可以用手或者通过其他装置控制按压应急电源发生器的启动阀杆，使隔断薄膜脱落，进而电解液可以通过孔道进入下部的极板槽，产生电流，并且由于孔道的联通作用，不会发生电解液无法下注以及泄漏的情况。
Description
技术领域
本发明属于矿用水系蓄电池领域，具体涉及一种特殊的机械结构与超长周期保存电池极板的应急电源发生器。
背景技术
近年来由于经济的发展、矿井掘进面的不断延伸和开采范围的扩大，矿山安全事故频发已严重威胁着矿山的生产安全，一旦发生自然灾害或者安全事故，会造成巨大的经济损失和人员伤亡。作为矿井安全生产重要保障手段之一的安全避险设施已越来越受到重视。灾后对井下人员的生存保障、通讯能力保持越好，遇险人员的存活几率越高，此类安全避险设施均依赖于可靠的动力来源，但是井下动力的安全储存仍然面临着诸多问题，已经成为我国当前井下安全避险系统推广、有效使用的一个瓶颈，制约了现有避险系统的发展。
目前还没有一种可靠的井下动力来源为矿山应急避险系统提供电力，
当前常见的井下使用蓄电池一般是由铅酸电池或者锂电池来提供的，其均有各自的局限性。传统的矿用铅酸蓄电池、锂电池均必须长期进行浮充（小电流充电）以保持电池的容量，铅酸蓄电池在浮充时会产生氢气聚集，引入不安全因素，不适合在封闭空间中长期存放，实际生产中禁止井下密闭空间使用铅酸电池。矿用锂电池则价格太高、且使用时会产生热量，内部容易短路大规模使用时有可能会因为温度升高发生爆炸，并且在实际应用中发现电池浮充时有可能发生爆炸，因此井下禁止使用超过60AH的锂电池。
中国专利申请CN 101924224A公开了一种应急电源，包括一个用于存储电解液的密封玻璃瓶，以及用于固定该玻璃瓶的支撑结构和用于破坏该玻璃瓶的激活装置。在预定加速度下，该激活装置撞击并破坏该密封玻璃瓶，使储存的电解液和电池活性物质反应，为引信提供电能。该设计方案虽然能保证储备式电池可以正常启动，但电池结构和装配过程都很复杂，且玻璃瓶、支撑结构和激活装置占据电池内部很大的空间，影响电池的容量和体积，并不适用于矿下使用。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种在矿井下的出现灾害后，可以为井下人员避难设施、应急通讯设备、人员生存保障系统如有害空气净化、空气循环、温度控制等提供动力支持的应急电源发生器，解决当前井下避险系统由于动力问题无法推广的瓶颈问题，大幅提高井下遇险人员的生存机会。
本发明提供了一种应急电源发生器，是基于水系电池的一种特殊机械装置，其适合于矿井危险环境下的长期电力储存，并且可以通过专用机械装置来成组启动的应急电源发生器，并实现爆炸性气体环境下使用。
该应急电源发生器主要由启动装置、电解液容器12、电解液容器盖13、隔断薄膜6、极板8和极板槽9组成，其整体构成一体双腔的结构，腔体的上部为电解液容器12，腔体的下部为极板槽9，极板槽9的容积大于电解液容器12的容积，且两个腔室之间通过隔断薄膜6隔开；该启动装置包括启动阀杆1、导向套2、限位环3、密封圈4和外隔断膜5。
隔断薄膜（6）位于电解液容器的底部预留通孔内。
应急电源发生器的电解液容器12与极板槽9的盖设计为一体，即电解液容器12是容器也是盖，是极板槽9的密封盖。
启动装置和隔断隔膜6构成一个完整的启动结构。
导向套2用于限制启动阀杆1运动路线，包括一台阶状结构，其上设置限位环3，用于限制启动阀杆1的极限位置。导向套2为一圆筒状或者方形，或者菱形的结构，或者其他任何和启动阀杆1匹配的结构。
所述外隔断膜5位于导向套2的底部，用于隔绝电解液与电源发生器外部的空气联接，杜绝活动阀门的泄露可能，并限制启动前启动阀杆1的位置。
隔断薄膜6用超声波焊接（或专用胶粘结）在电解液容器12底部预留的通孔内、用来隔断极板槽9与电解液容器12的联通。
所述启动阀杆1位于导向套2内，且启动阀杆1上还设置有贯通启动阀杆1侧面和底部的孔道14。用来沟通极板槽9与电解液容器12空气连接、防止空气阻塞电解液的流动。
所述密封圈4位于限位环3下部和导向套2底部、导向套2内，防止启动后电解液的溢出。
所述启动阀杆1上的通气孔14的结构可以是一倒L形，也可以是一T字形，或者其他任意形状。
所述外隔断膜5,隔断薄膜6，在5～7kg力情况下才可破坏。
所述启动阀杆1顶端为棱尖状或带有棱型者状结构，在受力情况下可以破坏外隔断膜5和隔断薄膜6，使两个槽室沟通。
该装置整体外观呈长方体型，在同一装置内将电解液与电池极板分开储存，电池极板由于不和电解液接触，储存时电池内无电流产生。
本发明所述的装置电解液和极板分离，不需现场浮充，消除了现场充电产生的危险因素，储存3年后其荷电保持仍在95%以上，现场启动时人员也不接触电解液，安全因素大大提高。相对于原有蓄电方式，本发明未启动时不产生电流、可长期保存电力，不会重新引入危险源，具有结构简单和易于安装等优点，是对应急电源的一种改进。
附图说明
图1、应急电源发生器结构示意图
图1内标注如下：
1、启动阀杆；2、导向套；3、限位环；4、密封圈；5、外隔断膜；6、隔断隔膜；8、极板；9、极板槽；10、汇流排；11、极柱；12、电解液容器；13、电解液容器盖；
图2、应急电源发生器的启动装置结构示意图
图2内标注如下：
1、启动阀杆；2、导向套；3、限位环；4、密封圈；5、外隔断膜；6、隔断隔膜；14、通气孔
具体实施方式
应急电源发生器作为一种装置，它的主要特征是采用一种特殊设计的机械结构装置，保持电解液在储存时不与极板接触、并且极板与空气隔绝、避免储存期间漏酸、漏气的可能性，使得长期储存电量变成现实，
下述实施例仅用于对本发明的解释而不是限制。
如图1所示的一种应急电源发生器，其由启动装置、电解液容器12、电解液容器盖13、隔断薄膜6、极板8和极板槽9组成，其整体构成双腔一体的结构，腔体的上部为电解液容器12，腔体的下部为极板槽，且两个腔室之间通过隔断薄膜6隔开；如图2所示，该启动装置包括启动阀杆1、导向套2、限位环3、密封圈4和外隔断膜5，以及与其协同工作的隔断薄膜6。其中隔断薄膜（6）位于电解液容器的底部预留通孔内。
其中导向套2包括一中空的台阶状结构，其内部的台阶上设置限位环3。外隔断膜5位于导向套2的底部，用于隔绝电解液和所述的启动阀杆1。所述启动阀杆1底部为棱尖状，其安装于导向套2内并位于隔断薄膜6的正上方，按压时其底部伸向隔断薄膜6，且启动阀杆1上还设置有贯通启动阀杆1侧面和底部的L形的孔道14。限位环3下部和启动阀杆1孔道开口之间还设置有密封圈4，用于防止电解液外泄。塑料隔断薄膜6，用于将两个腔室隔开，薄膜形状为半径为1cm的圆形，耐压为3个大气压。
紧急状态下可以用手或者通过其他装置控制按压启动阀杆1，使外隔断膜5和隔断薄膜6破裂，进而电解液容器12中的电解液可以进入下部极板槽9内，产生电流，并且由于孔道14的联通作用，不会发生电解液无法下注以及泄露的情况。
在本实施例中，也可以将孔道设置成多个L形管道或者其他任意形状，比如T形，其效果类似。
Claims (5)
1.应急电源发生器，其特征在于，所述应急电源发生器包括：启动装置、电解液容器(12)、电解液容器盖(13)、隔断薄膜(6)、极板(8)和极板槽(9)；所述隔断薄膜(6)位于电解液容器(12)的底部预留通孔内；所述应急电源发生器整体构成一双腔一体的结构，上部的腔体为电解液容器(12)，下部的腔体为极板槽(9)，极板槽(9)的容积大于电解液容器(12)的容积；
所述的启动装置包括启动阀杆(1)、导向套(2)、限位环(3)、密封圈(4)和外隔断膜(5)；所述启动阀杆位于导向套(2)内，其上设有贯通启动阀杆(1)侧面和底部的通气孔(14)；所述导向套(2)包括一台阶状结构，所述台阶状结构上设置限位环(3)，所述外隔断膜(5)位于导向套(2)的底部，所述启动阀杆(1)位于导向套(2)的内部，所述密封圈(4)位于限位环(3)下部和导向套(2)底部之间、导向套(2)内；所述隔断薄膜(6)位于启动装置的正下方。
2.根据权利要求1所述的应急电源发生器，其特征在于，所述的通气孔(14)为倒L形。
3.根据权利要求1所述的应急电源发生器，其特征在于，所述的启动阀杆(1)上有至少一条的孔道(14)。
4.根据权利要求1所述的应急电源发生器，其特征在于，所述的启动阀杆(1)底部为棱尖状。
5.根据权利要求1所述的应急电源发生器，其特征在于，所述的外隔断膜(5)和隔断薄膜(6)均耐压5～6kg力。
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