PL220922B1

PL220922B1 - Gas recombination stopper

Info

Publication number: PL220922B1
Application number: PL402149A
Authority: PL
Inventors: Piotr Moszczyński; Grzegorz Pióro
Original assignee: Bater Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością
Priority date: 2012-12-20
Filing date: 2012-12-20
Publication date: 2016-01-29
Also published as: PL402149A1

Abstract

Korek do rekombinacji gazów jest przeznaczony do zmniejszenia emisji gazów oraz ubytku wody podczas pracy akumulatora zwłaszcza kwasowo-ołowiowego. Korek do rekombinacji gazów, jest zbudowany z koszyka (1) z otworami, z korpusu (2), z cylindra kondensacyjnego (9) oraz z kapsla (14), przy czym cylinder kondensacyjny (9) jest wyposażony w rdzeń katalityczny (5) z katalizatorem (6) i adsorbentem (7), w okapnik (11), w zawór dwudrożny (12), w bezpiecznik przeciwzapłonowy (13).The gas recombination cap is designed to reduce gas emissions and water loss during battery operation, especially lead-acid batteries. The gas recombination cap consists of a basket (1) with holes, a body (2), a condensation cylinder (9), and a cap (14). The condensation cylinder (9) is equipped with a catalytic core (5) with a catalyst (6) and adsorbent (7), a drip cap (11), a two-way valve (12), and an ignition fuse (13).

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest korek do rekombinacji gazów przeznaczony do zmniejszenia emisji gazów oraz ubytku wody podczas pracy akumulatora zwłaszcza kwasowo-ołowiowego.The subject of the invention is a gas recombination plug designed to reduce gas emissions and water loss during operation of a battery, especially a lead-acid battery.

W czasie pracy akumulatora kwasowo-ołowiowego na skutek elektrolizy wodnego roztworu elektrolitu wydziela się wodór oraz tlen. Gazy te w powietrzu mogą tworzyć mieszaninę wybuchową. Dodatkowo w wyniku elektrolizy zmniejsza się ilość wody w elektrolicie, którą trzeba stosunkowo często uzupełniać w akumulatorze. Przemiana wodoru i tlenu w parę wodną jest procesem egzotermicznym. Ciepło emitowane podczas procesu rekombinacji we wnętrzu zamkniętej baterii znacznie przyspiesza degradację elektrod ołowiowych zanurzonych w elektrolicie. Dlatego też korzystnie jest prowadzić proces rekombinacji z dala od elektrod za pośrednictwem urządzeń katalitycznych, w których następuje rekombinacja tlenu i wodoru na wodę, dzięki czemu zwiększa się żywotność całej baterii.During the operation of a lead-acid battery, hydrogen and oxygen are released by electrolysis of the aqueous electrolyte solution. These gases can form an explosive mixture in the air. In addition, as a result of electrolysis, the amount of water in the electrolyte is reduced, which must be replenished relatively often in the battery. The conversion of hydrogen and oxygen into water vapor is an exothermic process. The heat emitted during the recombination process inside the sealed battery significantly accelerates the degradation of lead electrodes immersed in the electrolyte. Therefore, it is advantageous to carry out the recombination process away from the electrodes via catalytic devices that recombine oxygen and hydrogen into water, thereby increasing the lifetime of the entire battery.

Znane jest z opisu polskiego wynalazku PL 202003 urządzenie rekombinujące wodę z tlenu i wodoru powstających podczas ładowania chemicznych źródeł prądu składające się z gazoszczelnej obudowy wyposażonej wewnątrz w urządzenie rekombinacyjne i otwór. Gazoszczelna obudowa jest wyposażona w rurkę powrotu wody do akumulatora. Koniec rurki powrotu wody jest zanurzony w elektrolicie akumulatora. Urządzenie rekombinacyjne ma postać rury, której koniec jest usytuowany bezpośrednio w przestrzeni gazowej akumulatora. Rura urządzenia rekombinacyjnego jest wykonana z dowolnego materiału i jest wypełniona wewnątrz znanym złożem katalitycznym i znanym złożem o właściwościach absorpcyjnych.From the description of the Polish invention PL 202003, there is known a device that recombines water from oxygen and hydrogen generated during the charging of chemical current sources, consisting of a gas-tight housing equipped inside with a recombination device and an opening. The gas-tight housing is equipped with a pipe for returning water to the battery. The end of the water return tube is immersed in the battery electrolyte. The recombining device is in the form of a pipe, the end of which is located directly in the gas space of the accumulator. The tube of the recombination device is made of any material and is filled inside with a known catalytic bed and a known bed with absorptive properties.

Znany jest również z polskiego opisu patentowego PL 207508 rekombinator do katalitycznej rekombinacji wodoru, występującego w zasobnikach energii lub przetwornikach energii, posiadający gazoszczelną obudowę i umieszczony w niej katalizator. Rekombinator posiada zawór podciśnieniowy, który łączy komorę wewnętrzną gazoszczelnej obudowy hydraulicznie i pneumatycznie z otoczeniem, oraz zawór nadciśnieniowy, który łączy komorę wewnętrzną gazoszczelnej obudowy z otoczeniem. Zawór nadciśnieniowy i/lub zawór podciśnieniowy jest połączony z otoczeniem hydraulicznie i pneumatycznie jedynie poprzez osłonę przeciwzapłonową. W położeniu roboczym rekombinatora zawór nadciśnieniowy i zawór podciśnieniowy może być umieszczony u góry na gazoszczelnej obudowie lub u góry i z boku na gazoszczelnej obudowie. Zawór nadciśnieniowy i/lub zawór podciśnieniowy posiada przewód odprowadzający skropliny. Od odcinka gazoszczelnej obudowy usytuowanego u góry w położeniu roboczym rekombinatora odchodzi w górę odcinek obudowy w postaci żebra, ograniczający pustą przestrzeń, na którym umieszczony jest zawór nadciśnieniowy i zawór podciśnieniowy. Zastosowana osłona przeciwzapłonowa jest przewidziana w formie fryty.Also known from the Polish patent specification PL 207508 is a recombinant for catalytic recombination of hydrogen, present in energy storage or energy converters, having a gas-tight housing and a catalyst placed in it. The recombinant has a vacuum valve that connects the inner chamber of the gas-tight housing hydraulically and pneumatically to the environment, and a pressure relief valve that connects the inner chamber of the gas-tight housing to the environment. The pressure relief valve and / or the vacuum valve are connected hydraulically and pneumatically to the environment only via the ignition hood. In the recombinant operating position, the overpressure valve and the vacuum valve may be located on the top of the gas-tight housing or on the top and side of the gas-tight housing. The pressure relief valve and / or the vacuum valve have a condensate drain line. A casing section in the form of a rib extends upward from the gas-tight housing section located at the top in the operating position of the recombinant, delimiting the empty space on which the pressure relief valve and the vacuum valve are arranged. The applied anti-ignition cover is provided in the form of a frit.

Celem wynalazku było opracowanie korka do rekombinacji gazów regulowanego zaworem do zewnętrznej rekombinacji gazów w akumulatorach zwłaszcza kwasowo-ołowiowych.The object of the invention was to provide a valve-regulated gas recombination plug for external gas recombination in lead-acid batteries.

Korek do rekombinacji gazów posiadający gazoszczelną obudowę wyposażoną wewnątrz w urządzenie rekombinacyjne z katalizatorem i adsorbentem, w zawór nadciśnienia, w zawór podciśnienia oraz w bezpiecznik przeciwzapłonowy, według wynalazku, charakteryzuje się tym, że gazoszczelna obudowa składa się z koszyka zaopatrzonego w otwory, z korpusu, z cylindra kondensacyjnego oraz z kapsla.A gas recombination plug having a gas-tight housing equipped inside with a recombination device with a catalyst and an adsorbent, an overpressure valve, a vacuum valve and an anti-ignition fuse, according to the invention, characterized in that the gas-tight housing consists of a basket provided with holes, a body, from the condensation cylinder and from the cap.

Koszyk oraz znajdujące się w nim otwory dają możliwość powrotu do akumulatora skroplin spływających po ściankach korka.The basket and the holes in it make it possible to return the condensate flowing down the walls of the plug to the accumulator.

Korpus ma stożkowaty kształt, jest usytuowany na koszyku i zawiera wewnątrz stopkę. Stopka jest zamocowana w korpusie za pośrednictwem kołka z główką wciśniętego do otworu montażowego w korpusie i do otworu montażowego w stopce oraz za pośrednictwem znajdujących się na stopce żeberek dystansujących, które są umiejscowione w odpowiadających im żłobieniach znajdujących się w korpusie.The body is conical in shape, is situated on the basket and has a foot inside. The foot is secured to the body by a pin with a head pressed into the mounting hole in the body and into the mounting hole in the foot, and by spacer ribs on the foot that are located in corresponding grooves in the body.

Cylinder kondensacyjny jest usytuowany na korpusie, ma kształt walca zwężonego u góry w stożkowatą szyjkę składającą się od strony zewnętrznej z poprzecznego żeberka o kształcie kolistym, usztywnionego pionowymi żeberkami, a od strony wewnętrznej wyposażoną w dolnej części w poprzeczne półki z klinami, zwężoną ku górze fazowaniem, zakończoną przewężeniem. Cylinder kondensacyjny jest zamocowany na korpusie za pośrednictwem wycięć znajdujących się na obwodzie dolnej części cylindra kondensacyjnego oraz odpowiadających im wystających żeberek znajdujących się na obwodzie korpusu. Cylinder kondensacyjny jest wyposażony wewnątrz w rdzeń katalityczny, w okapnik, w zawór dwudrożny, w bezpiecznik przeciwzapłonowy.The condensation cylinder is located on the body, it has the shape of a cylinder narrowed at the top into a conical neck, consisting on the outside of a transverse circular rib stiffened with vertical ribs, and on the inside it is equipped in the lower part with transverse shelves with wedges, narrowed upwards by chamfering ending in a constriction. The condensation cylinder is fixed to the body via cutouts on the circumference of the bottom of the condensation cylinder and corresponding protruding ribs on the circumference of the body. The condensation cylinder is equipped internally with a catalytic core, a drip cap, a two-way valve, and an anti-ignition fuse.

PL 220 922 B1PL 220 922 B1

Rdzeń katalityczny ma kształt rurki ceramicznej wypełnionej katalizatorem korzystnie w kształcie kulek o odpowiedniej powierzchni aktywnej i adsorbentem. Rurka ceramiczna rdzenia katalitycznego jest osadzona we wnętrzu tulejki stopki znajdującej się w korpusie, przy czym średnica rdzenia katalitycznego i średnica tulejki w stopce znajdującej się w korpusie są zbliżone do siebie.The catalytic core has the shape of a ceramic tube filled with a catalyst, preferably spherical, with a suitable active surface and an adsorbent. The ceramic tube of the catalytic core is embedded in the interior of the bead bushing in the body, the diameter of the catalytic core and the diameter of the bushing in the bead in the body are close to each other.

Okapnik jest usytuowany nad rdzeniem katalitycznym, ma kształt pokrywy wypukłej od strony zewnętrznej i wklęsłej od strony wewnętrznej. Okapnik jest wyposażony w elementy, które są zakotwiczone na klinach cylindra kondensacyjnego oraz w wystające wąsy usytuowane nad poprzecznymi półkami cylindra kondensacyjnego. Okapnik jest wyposażony od strony zewnętrznej w dystanse, które zapewniają zachowanie odpowiedniej odległości ścianek cylindra kondensacyjnego i rdzenia katalitycznego od okapnika, a od strony wewnętrznej w otwór montażowy do centrycznego wprowadzenia okapnika do otworu cylindra kondensacyjnego.The drip cap is located above the catalytic core and has the shape of a convex cover on the outside and a concave cover on the inside. The drip cap is equipped with elements that are anchored on the wedges of the condensation cylinder and with protruding tails located above the transverse shelves of the condensation cylinder. The drip cap is equipped with spacers on the outside, which ensure the appropriate distance between the walls of the condensation cylinder and the catalytic core and the drip cap, and on the inside with an assembly hole for the centric insertion of the drip into the opening of the condensation cylinder.

Zawór dwudrożny jest usytuowany nad okapnikiem i stanowi modułowe połączenie zaworów jednokierunkowych: nadciśnienia i podciśnienia umiejscowionych w obudowie zaopatrzonej w otwory wlotowe umożliwiające transport gazów. Na obudowie zaworu dwudrożnego znajduje się żłobienie, w którym jest umiejscowiona uszczelka korzystnie o-ring o dobranej średnicy wewnętrznej oraz zewnętrznej, uszczelniająca mocowanie zaworu dwudrożnego w cylindrze kondensacyjnym. Zawór nadciśnieniowy i zawór podciśnieniowy mają korzystnie budowę parasolową. Zawór nadciśnienia otwiera się przy ciśnieniu w zakresie 120-190 mbar, natomiast zawór podciśnienia otwiera się w zakresie 50-100 mbar.The two-way valve is located above the drip and is a modular combination of one-way valves: positive pressure and negative pressure located in a housing equipped with inlet openings enabling the transport of gases. There is a groove on the housing of the two-way valve, in which there is a gasket, preferably an O-ring with a selected internal and external diameter, sealing the mounting of the two-way valve in the condensation cylinder. The pressure relief valve and the vacuum valve are preferably of an umbrella structure. The overpressure valve opens at pressures in the range of 120-190 mbar, while the vacuum valve opens in the range of 50-100 mbar.

Bezpiecznik przeciwzapłonowy wykonany z porowatego materiału ceramicznego jest osadzony pomiędzy kapslem a zaworem dwudrożnym, w przewężeniu górnej części cylindra kondensacyjnego, gwarantującemu szczelność umożliwiającą przedostanie się gazów wyłącznie przez pory bezpiecznika przeciwazapłonowego.The anti-ignition fuse made of porous ceramic material is seated between the cap and the two-way valve, in the narrowing of the upper part of the condensation cylinder, ensuring tightness that allows gases to pass only through the pores of the anti-ignition fuse.

Kapsel jest wyposażony w otwory wlotowo-wylotowe, w zatrzaski do łączenia z cylindrem kondensacyjnym oraz w poprzeczne żeberka dystansujące. Kapsel jest zespolony trwale z cylindrem kondensacyjnym poprzez wciśnięcie zatrzasków na poprzeczne żeberko cylindra kondensacyjnego. Kapsel jest osadzony na cylindrze kondensacyjnym w taki sposób, że można go swobodnie obracać po obwodzie żeberka usytuowanego w cylindrze kondensacyjnym co zapewnia bezpieczną cyrkulację gazów. Poprzeczne żeberka dystansujące kapsla przylegają do bezpiecznika przeciwzapłonowego, dociskając go w przewężeniu górnej części cylindra kondensacyjnego i tworzą wolną przestrzeń pomiędzy wewnętrzną powierzchnią kapsla, a górną powierzchnią cylindra kondensacyjnego umożliwiając bezpieczną cyrkulację gazów.The cap is provided with inlet / outlet openings, with latches for connection to the condensation cylinder and with transverse spacer ribs. The cap is permanently joined to the condensation cylinder by pressing the latches onto the transverse rib of the condensation cylinder. The cap is mounted on the condensation cylinder in such a way that it can be freely rotated along the circumference of the fin located in the condensation cylinder, which ensures safe circulation of gases. The transverse distance ribs of the cap adjoin the ignition fuse, pressing it in the throat of the upper part of the condensation cylinder and create a free space between the inner surface of the cap and the upper surface of the condensation cylinder enabling safe circulation of gases.

Konstrukcja korka do rekombinacji gazów według wynalazku zapewnia minimalną emisję gazów do otoczenia i jest bezpieczna dla najbliższego otoczenia. W konstrukcji korka według wynalazku, gazy powstałe w czasie elektrolizy wody z elektrolitu, po dotarciu do korka ulegają przemianie w parę wodną w sposób kontrolowany. Para wodna następnie kondensuje się na ściankach korka do rekombinacji gazów, a po schłodzeniu w postaci wody spływa z powrotem do akumulatora. W celu uzyskania najefektywniejszej rekombinacji gazów przy budowie korka według wynalazku wykorzystany został, oprócz specjalnego katalizatora, system dwukierunkowej regulacji ciśnienia, który zabezpiecza cały układ przed mechanicznym zniszczeniem w wyniku niekontrolowanego wzrostu bądź spadku ciśnienia. Zawory nadciśnienia i podciśnienia samoczynnie regulują ciśnienie we wnętrzu urządzenia do osiągnięcia wartości najkorzystniejszej. W celu zachowania bezpieczeństwa eksploatacji, nad zaworem dwudrożnym regulującym ciśnienie w korku, zamontowany został ceramiczny bezpiecznik przeciwzapłonowy do wodoru. Korek według wynalazku z systemem zaworów nadciśnienia i podciśnienia, przy zachowaniu właściwej eksploatacji zmniejsza częstotliwość prac serwisowych związanych z uzupełnianiem poziomu elektrolitu w baterii. Konstrukcja korka według wynalazku zwiększa bezpieczeństwo użytkowania baterii w miejscach o ograniczonej wentylacji przy zachowaniu stopnia rekombinacji gazów na możliwie najwyższym poziomie.The construction of the gas recombination plug according to the invention ensures minimal gas emission to the environment and is safe for the immediate surroundings. In the construction of the stopper according to the invention, the gases produced during the electrolysis of water from the electrolyte, after reaching the stopper, are converted into steam in a controlled manner. The water vapor then condenses on the walls of the gas recombination plug, and when cooled as water, flows back to the battery. In order to obtain the most effective gas recombination, in the construction of the plug according to the invention, apart from a special catalyst, a two-way pressure regulation system was used, which protects the entire system against mechanical damage as a result of uncontrolled pressure increase or decrease. The overpressure and underpressure valves automatically regulate the pressure inside the device to the best value. In order to maintain operational safety, a ceramic anti-ignition fuse for hydrogen has been installed above the two-way valve regulating the pressure in the plug. The plug according to the invention with a system of overpressure and underpressure valves, while maintaining proper operation, reduces the frequency of service works related to replenishing the electrolyte level in the battery. The construction of the cork according to the invention increases the safety of using the battery in places with limited ventilation, while maintaining the degree of gas recombination at the highest possible level.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony na rysunku, na którym fig. 1.1 przedstawia korek do rekombinacji gazów w widoku od strony zewnętrznej, fig. 1.2 - korek do rekombinacji gazów w częściowym widoku od strony wewnętrznej, fig. 2.1 - cylinder kondensacyjny w widoku z przodu, fig. 2.2 cylinder kondensacyjny w przekroju podłużnym, fig. 2.3 - cylinder kondensacyjny w widoku od góry, fig. 2.4 - cylinder kondensacyjny w widoku od dołu, fig. 3.1 - okapnik w widoku z góry, fig. 3.2 - okapnik w przekroju podłużnym, fig. 3.3 - okapnik w widoku z przodu, fig. 3.4 - okapnik w widoku od dołu, fig. 3.5 - okapnik w widoku perspektywicznym, fig. 4.1 - zawór dwudrożny w widoku z przodu, fig. 4.2 - zawór dwudrożny w przekroju podłużnym, fig. 4.3 - zawór dwudrożny w widoku perspektywicznym,The subject of the invention is shown in the drawing, in which fig. 1.1 shows the gas recombination plug in a view from the outside, fig. 1.2 - a partial view of the gas recombination plug from the inside, fig. 2.1 - a condensation cylinder in a front view, fig. 2.2 - condensation cylinder in longitudinal section, Fig. 2.3 - condensation cylinder in view from above, Fig. 2.4 - condensation cylinder in view from below, Fig. 3.1 - drip cap in top view, Fig. 3.2 - longitudinal section of the drip plate, Fig. Fig. 3.3 - front view of the drip, Fig. 3.4 - bottom view of the drip, Fig. 3.5 - perspective view of the drip, Fig. 4.1 - front view of the two-way valve, Fig. 4.2 - longitudinal section of the two-way valve, Fig. 4.3 - two-way valve in perspective view,

PL 220 922 B1 fig. 4.4 - zawór dwudrożny w widoku z góry, fig. 5.1 - kapsel w widoku od dołu, fig. 5.2 - kapsel w widoku z góry, fig. 5.3 - kapsel w widoku perspektywicznym, fig. 5.4 - kapsel w przekroju podłużnym, fig. 6.1 - stopkę korpusu, fig. 6.2 - przekrój stopki korpusu, fig. 6.3 - stopkę korpusu z rdzeniem katalitycznym, fig. 7.1 - kołek z główką do mocowania stopki w korpusie, fig. 7.2 - korpus w widoku z przodu, fig. 7.3 - korpus w widoku z góry, fig. 7.4 - przekrój podłużny korpusu z rdzeniem katalitycznym, fig. 7.5 - korpus z rdzeniem katalitycznym w widoku perspektywicznym.Fig. 4.4 is a top view of the two-way valve, Fig. 5.1 is the cap in a bottom view, Fig. 5.2 is the cap in a top view, Fig. 5.3 is a perspective view of the cap, Fig. 5.4 is the cap in a perspective view. longitudinal section, fig. 6.1 - body foot, fig. 6.2 - body foot section, fig. 6.3 - body foot with catalytic core, fig. 7.1 - pin with a head for mounting the foot in the body, fig. 7.2 - body in front view Fig. 7.3 - top view of the body, Fig. 7.4 - longitudinal section of the body with a catalytic core, Fig. 7.5 - perspective view of the body with a catalytic core.

Widoczny na fig. 1.1 i fig. 1.2 korek do rekombinacji gazów zbudowany jest z koszyka 1 z otworami 42, z korpusu 2, z uszczelki 3 korpusu 2, z pierścienia 10, z cylindra kondensacyjnego 9, z kapsla 14, z uszczelki 4 mocowania korka do wieczka akumulatora, z rdzenia katalitycznego 5 z katalizatorem 6 i adsorbentem 7, z okapnika 11, z zaworu dwudrożnego 12, z bezpiecznika przeciwzapłonowego 13. Całość konstrukcji korka według wynalazku tworzy szczelny układ, który jest mocowany na wieczkach akumulatorów.The plug for gas recombination shown in Fig. 1.1 and Fig. 1.2 consists of a basket 1 with holes 42, a body 2, a gasket 3 of the body 2, a ring 10, a condensation cylinder 9, a cap 14, a gasket 4 of the stopper fastening. to the battery cover, from the catalytic core 5 with the catalyst 6 and the adsorbent 7, from the drip 11, from the two-way valve 12, from the anti-ignition fuse 13. The whole construction of the plug according to the invention forms a sealed system which is fixed on the battery covers.

Koszyk 1 oraz znajdujące się w nim otwory 42 dają możliwość powrotu do akumulatora skroplin spływających po ściankach korka 1, przy czym usytuowanie koszyka 1 w korku powoduje, że skapywanie skroplin następuje z dużo niższej wysokości, dzięki czemu w rozwiązaniu według wynalazku zmniejszony został efekt rozbryzgiwania elektrolitu oraz wyeliminowane zostało wymywanie masy aktywnej z elektrod, które znajdują się bezpośrednio pod korkiem rekombinacyjnym.The basket 1 and the openings 42 therein allow for the return to the accumulator of condensate flowing down the walls of the plug 1, while the location of the basket 1 in the plug causes the condensation to drip from a much lower height, thanks to which, in the solution according to the invention, the effect of electrolyte splashing is reduced and elimination of active mass leaching from electrodes which are located directly under the recombination plug.

Jako rdzeń katalityczny 5 wykorzystano w korku według wynalazku ceramiczny spiekany materiał kwasoodporny, który charakteryzuje się bardzo dużą odpornością na szoki termiczne przy zach owaniu dużego stopnia porowatości jego struktury. Materiał ten może pracować przy temperaturach znacznie przekraczających 600°C. Rdzeń katalityczny 5 charakteryzuje się bardzo dużą odpornością mechaniczną, trwałością, a nagrzany do wysokiej temperatury nie ulega uszkodzeniu w momencie kontaktu ze skroplinami o temperaturze pokojowej. Odpowiednio dobrana średnica rdzenia katalitycznego 5, średnica tulejki 49 stopki 8 oraz głębokości tulejki 49 stopki 8 umożliwia stabilne utrzymanie go poprzez mechaniczne wciśnięcie rurki rdzenia katalitycznego 5 w tuleję 49 stopki 8. W środku rdzenia katalitycznego 5 znajduje się katalizator 6 z platynowców mający kształt sferyczny. Wykorzystany w rozwiązaniu według wynalazku nośnik katalizatora 6 charakteryzuje się dużą odpornością chemiczną, termiczną oraz mechaniczną. Jako wypełniacza w rdzeniu katalitycznym 5 wykorzystano adsorbent 7 o budowie sferycznej o rozmiarze porów na poziomie molekuł, odporny chemicznie oraz na pracę w wysokich temperaturach. W korku według wynalazku można zamocować rdzeń katalityczny 5 o różnej wysokości. Poprzez wysokość, a zatem ilość katalizatora we wnętrzu można dopasować wydajność oraz stopień rekombinacji w zależności od pojemności akumulatora oraz do jakiego napięcia akumulator ma być ładowany od 2,2V do 2,7V. Korek według wynalazku może pracować przy napięciach powyżej napięcia rozkładu wody, kiedy to powstaje znaczna ilość wodoru.As the catalytic core 5, a ceramic sintered acid-resistant material was used in the stopper according to the invention, which is characterized by a very high resistance to thermal shocks while maintaining a high degree of porosity of its structure. This material is capable of operating at temperatures well above 600 ° C. The catalytic core 5 is characterized by a very high mechanical resistance, durability, and when heated to high temperature, it is not damaged in contact with the condensate at room temperature. A properly selected diameter of the catalytic core 5, the diameter of the bushing 49 of the bead 8 and the depth of the bushing 49 of the bead 8 allows it to be stably held by mechanically pressing the catalytic core 5 into the bushing 49 of the bead 8. In the center of the catalytic core 5 there is a spherical platinum catalyst 6. The catalyst support 6 used in the solution according to the invention is characterized by high chemical, thermal and mechanical resistance. As a filler in the catalytic core 5, an adsorbent 7 with a spherical structure with a pore size at the level of molecules, chemically resistant and resistant to operation at high temperatures, was used. In the stopper according to the invention, a catalytic core 5 of different heights can be fastened. The height, and therefore the amount of the catalyst inside, can be used to adjust the efficiency and the degree of recombination depending on the capacity of the battery and the voltage to which the battery is to be charged from 2.2V to 2.7V. The plug according to the invention can operate at voltages above the decomposition voltage of water, whereby a significant amount of hydrogen is produced.

Widoczny na fig. 2.1, fig. 2.2, fig. 2.3 i fig. 2.4 cylinder kondensacyjny 9 ma kształt walca i jest wykonany z tworzywa sztucznego o dużej odporności termicznej. Cylinder kondensacyjny 9 jest zakończony na obwodzie części dolnej prostokątnymi wycięciami 15, które służą do szczelnego zamocowania go na korpusie 2, w wystających żeberkach 47 odpowiadających wycięciom 15. Cylinder kondensacyjny 9 jest zwężony u góry w stożkowatą szyjkę składającą się od strony zewnętrznej z poprzecznego żeberka 17 o kształcie kolistym służącego do przytrzymywania kapsla 14 po zatrzaśnięciu zatrzasków 35. Żeberko 17 jest usztywnione pionowymi żeberkami 18 w celu wzmocnienia konstrukcji cylindra kondensacyjnego 9 przy wysokich temperaturach. Od strony wewnętrznej szyjka cylindra kondensacyjnego 9 jest wyposażona w dolnej części w poprzeczne półki 16 z klinami 19 do mocowania okapnika 11 i jest zwężona ku górze fazowaniem 21, dzięki któremu unika się ścięcia uszczelki 32 o-ring na obudowie 31 podczas montażu zaworu dwudrożnego 12. Szyjka cylindra kondensacyjnego 9 jest zakończona przewężeniem 20 pozwalającym na ścisłe i szczelne umieszczenie bezpiecznika przeciwzapłonowego 13 gwarantujące przedostanie się gazów jedynie przez pory bezpiecznika przeciwazapłonowego 13.Shown in Figs. 2.1, Fig. 2.2, Fig. 2.3 and Fig. 2.4, the condensation cylinder 9 has the shape of a cylinder and is made of a plastic material with high thermal resistance. The condensation cylinder 9 ends at the periphery of its lower part with rectangular cutouts 15, which serve to seal it tightly on the body 2, in protruding ribs 47 corresponding to the cutouts 15. The condensation cylinder 9 is narrowed at the top into a conical neck consisting on the outside of a transverse rib 17 circular in shape to retain cap 14 when latches 35 are latched. Rib 17 is stiffened by vertical ribs 18 to strengthen the structure of condensation cylinder 9 at high temperatures. On the inside, the neck of the condensation cylinder 9 is provided in the lower part with transverse shelves 16 with wedges 19 for fixing the drip 11 and is tapered upwards by a chamfer 21, which avoids the shearing of the o-ring 32 on the housing 31 during assembly of the two-way valve 12. The neck of the condensation cylinder 9 is finished with a constriction 20 which allows the tight and tight fitting of the anti-ignition fuse 13, ensuring that gases only pass through the pores of the anti-ignition fuse 13.

Widoczny na fig. 3.1, fig. 3.2, fig. 3.3, fig. 3.4 i fig. 3.5 okapnik 11 jest usytuowany nad rdzeniem katalitycznym 5, ma kształt pokrywy wypukłej od strony zewnętrznej i wklęsłej od strony wewnętrznej i jest zaopatrzony od strony zewnętrznej w elementy 22, 26, 29 do kotwiczenia okapnika 11 w cylindrze kondensacyjnym 9, w wąsy 23 i w dystanse 24, od strony wewnętrznej w otwór montażowy 25. Okapnik 11 pełni rolę ochronną. Dzięki okapnikowi 11 katalizator 6 nie jest zalewany skraplającą się wodą, która blokuje centra aktywne na jego powierzchni i powoduje, że powierzchnia katalizatora 6 przestaje być aktywna do momentu odparowania wody. Okapnik 11 jest mocowany mechanicznie w otworze cylindra kondensacyjnego 9 poprzez przekręcenie okapnika 11 tak, aby wystające wąsy 23Shown in Figs. 3.1, Fig. 3.2, Fig. 3.3, Fig. 3.4 and Fig. 3.5, the drip 11 is located above the catalytic core 5, has the shape of a convex cover on the outer side and a concave cover on the inner side and is provided with elements on the outer side. 22, 26, 29 for anchoring the drip 11 in the condensation cylinder 9, in the tendrils 23 and in the spacers 24, from the inside into the mounting hole 25. The drip 11 plays a protective role. Due to the drip cap 11, the catalyst 6 is not flooded with condensing water, which blocks the active centers on its surface and makes the surface of the catalyst 6 inactive until the water evaporates. The drip 11 is mechanically fixed in the opening of the condensation cylinder 9 by turning the drip 11 so that the protruding mustache 23

PL 220 922 B1 znalazły się nad poprzecznymi półkami 16 cylindra kondensacyjnego 9. Do kotwiczenia okapnika 11 wykorzystane zostały kliny 19 oraz elementy 22, 26 i 29, dzięki czemu po zakleszczeniu okapnika 11 nie ma możliwości samoczynnego wypadnięcia okapnika 11 z otworu cylindra kondensacyjnego 9. Do mocowania okapnika 11 w cylindrze kondensacyjnym 9 służy otwór montażowy 25, którego kształt umożliwia wykorzystanie narzędzi o odpowiednim zakończeniu, dzięki którym można centrycznie wprowadzić okapnik 11 do otworu cylindra kondensacyjnego 9, a następnie w odpowiedni sposób go zamocować. Okapnik 11 posiada elementy dystansujące 24, których zadaniem jest zachowanie odpowiedniej odległości ścianek cylindra kondensacyjnego 9 i rdzenia katalitycznego 5 od okapnika 11. Wykorzystane dystanse 24 zwiększają sztywność mocowania okapnika 11 w cylindrze kondensacyjnym 9 oraz uniemożliwiają przechylanie się okapnika 11 w boki podczas przenoszenia korka według wynalazku bądź składowania go w innej pozycji niż pionowa. Owalny kształt góry oraz wklęsły spód okapnika 11 pozwala na uniknięcie gromadzenia się skroplin na powierzchni okapnika 11 ułatwia oderwanie się od powierzchni skroplinom, które spływają z górnej powierzchni okapnika 11.PL 220 922 B1 are located above the transverse shelves 16 of the condensation cylinder 9. The wedges 19 and elements 22, 26 and 29 were used to anchor the drip cap 11, thanks to which, when the drip 11 is jammed, the drip 11 cannot fall out of the opening of the condensation cylinder 9 by itself. for fixing the drip 11 in the condensation cylinder 9, there is a mounting hole 25, the shape of which allows the use of tools with a suitable ending, thanks to which it is possible to insert the drip 11 centrally into the opening of the condensation cylinder 9 and then fix it in an appropriate manner. The drip cap 11 has spacers 24, whose task is to maintain the appropriate distance between the walls of the condensation cylinder 9 and the catalytic core 5 from the drip cap 11. The spacers 24 used increase the stiffness of the drip cap 11 fixing in the condensation cylinder 9 and prevent the drip 11 from tilting sideways when carrying the plug according to the invention or storing it in a position other than vertical. The oval shape of the top and the concave bottom of the drip 11 avoids the accumulation of condensate on the surface of the drip 11, it helps to detach from the surface of the condensate that flows from the top of the drip 11.

Widoczny na fig. 4.1, fig. 4.2, fig. 4.3 i fig. 4.4 zawór dwudrożny 12 jest usytuowany powyżej okapnika 11 i stanowi modułowe połączenie zaworów jednokierunkowych: nadciśnienia 30 i podciśnienia 30 umiejscowionych w obudowie 31 zaopatrzonej w otwory wlotowe 34 oraz żłobienie 33. W rozwiązaniu według wynalazku zastosowano jako zawór dwudrożny 12 zawór VRLA. Obudowa 31 zaworu dwudrożnego 12 jest wykonana ze sztywnego, kwasoodpornego tworzywa sztucznego o odpowiednim kształcie. W obudowie 31 znajduje się żłobienie 33, w którym umiejscowiona jest uszczelka 32 o-ring. Mocowanie zaworu dwudrożnego 12 w cylindrze kondensacyjnym 9 odbywa się poprzez wciśnięcie, a następnie dopasowanie w otworze poprzez odpowiednio dobrany o-ring 32, który uszczelnia mocowanie. Dzięki żłobieniu 33 na obudowie 31 zaworu dwudrożnego 12 wiadomo, w którym kierunku należy mocować zawór dwudrożny 12 w cylindrze kondensacyjnym 9. Zawór dwudrożny 12 VRLA zastosowany w korku według wynalazku działa dwukierunkowo pozwalając na regulację nadciśnienia oraz podciśnienia w pracującym układzie. Modułowa budowa zaworu dwudrożnego 12 pozwala dopasowywać niezależne wartości ciśnień zaworu nadciśnienia 30 i zaworu podciśnienia 30. Zawór nadciśnienia 30 otwiera się przy ciśnieniu 120-190 mbar, natomiast zawór podciśnienia 30 reguluje podciśnienie przy wartości rzędu 50-100 mbar. Zawory: nadciśnienia 30 i podciśnienia 30 mają budowę parasolową z elastycznego materiału gazoszczelnego, odpornego na działanie kwasów i wysokiej temperatury, który nie zmienia swoich właściwości wraz z czasem trwania eksploatacji przy temperaturze poniżej 180°C. W każdym kierunku na obudowie 31 zaworu dwudrożnego 12, pod zaworami: nadciśnienia 30 i podciśnienia 30 znajdują się otwory wlotowe 34, które umożliwiają transport gazów, dzięki czemu wyeliminowana została możliwość zatkania układu podczas długoletniej pracy korka według wynalazku oraz zwiększone zostało jego bezpieczeństwo podczas eksploatacji.Shown in Figures 4.1, 4.2, 4.3 and 4.4, the two-way valve 12 is located above the drip 11 and is a modular combination of overpressure 30 and negative 30 non-return valves located in a housing 31 provided with inlet openings 34 and groove 33. In the solution according to the invention, a VRLA valve is used as a two-way valve. The housing 31 of the two-way valve 12 is made of an appropriately shaped, rigid, acid-resistant plastic. The housing 31 has a groove 33 in which an o-ring 32 is located. The fastening of the two-way valve 12 in the condensation cylinder 9 takes place by pressing, and then fitting it in the bore through an appropriately selected O-ring 32, which seals the fastening. Due to the groove 33 on the housing 31 of the two-way valve 12, it is known in which direction the two-way valve 12 should be mounted in the condensation cylinder 9. The two-way valve 12 VRLA used in the plug according to the invention operates in two directions, allowing the regulation of overpressure and underpressure in the working system. The modular structure of the two-way valve 12 allows the independent pressures of the overpressure valve 30 and the vacuum valve 30 to be adjusted. Overpressure valve 30 opens at a pressure of 120-190 mbar, while the vacuum valve 30 regulates the vacuum at a value of 50-100 mbar. Valves: overpressure 30 and underpressure 30 have an umbrella structure of an elastic gas-tight material, resistant to acids and high temperature, which does not change its properties with the duration of operation at temperatures below 180 ° C. In each direction, on the housing 31 of the two-way valve 12, under the valves: overpressure 30 and underpressure 30, there are inlet openings 34, which enable gas transport, thanks to which the possibility of clogging of the system during many years of operation of the plug according to the invention is eliminated and its safety during operation is increased.

Widoczny na fig. 5.1, fig. 5,2, fig. 5.3 i fig. 5.4 kapsel 14 jest wyposażony w otwory wlotowo-wylotowe 34, w zatrzaski 35 do łączenia z cylindrem kondensacyjnym 9 oraz w poprzeczne żeberka 36. Kapsel 14 jest zespolony trwale z cylindrem kondensacyjnym 9 poprzez wciśnięcie zatrzasków 35 na poprzeczne żeberko 17 cylindra kondensacyjnego 9, przy czym kapsel 14 jest osadzony na cylindrze kondensacyjnym 9 w taki sposób, że można go swobodnie obracać po obwodzie żeberka 17 cylindra kondensacyjnego 9, dzięki czemu możliwa jest bezpieczna cyrkulacja gazów bez możliwości zatkania. Poprzeczne żeberka 36 kapsla 14 przylegają do bezpiecznika przeciwzapłonowego 13 dociskając go w przewężeniu 20 górnej części cylindra kondensacyjnego 9 i tworzą wolną przestrzeń pomiędzy wewnętrzną powierzchnią kapsla 14 a górną powierzchnią cylindra kondensacyjnego 9, dzięki czemu zachowane jest bezpieczeństwo przez zapewnienie cyrkulacji gazów. Otwory wlotowo-wylotowe 37 są tak rozmieszczone, że uniemożliwiają zabrudzenie bezpiecznika przeciwzapłonowego 13 z porowatej ceramiki 13, który jest umieszczony pod kapslem 14.Shown in Figs. 5.1, Fig. 5.2, Fig. 5.3 and Fig. 5.4, the cap 14 is provided with inlet-outlet openings 34, with latches 35 for connecting to the condensation cylinder 9 and with transverse ribs 36. The cap 14 is permanently connected. with the condensation cylinder 9 by pressing the latches 35 against the transverse rib 17 of the condensation cylinder 9, the cap 14 being mounted on the condensation cylinder 9 in such a way that it can be freely rotated around the circumference of the rib 17 of the condensation cylinder 9, thus enabling safe circulation of gases without the possibility of clogging. The transverse ribs 36 of the cap 14 adhere to the ignition fuse 13, pressing it in the throat 20 of the upper part of the condensation cylinder 9 and create a free space between the inner surface of the cap 14 and the upper surface of the condensation cylinder 9, whereby safety is maintained by ensuring the circulation of gases. The inlet-outlet openings 37 are arranged in such a way that they prevent the porous ceramic ignition fuse 13, which is located under the cap 14, from being dirty.

Widoczna na fig. 6.1, fig. 6.2, fig. 6.3 stopka 8 ma postać tulejki 49, w której jest osadzony rdzeń katalityczny 5. Stopka 8 stanowi część korpusu 2 widocznego na fig. 7.2, fig. 7.3, fig. 7.4 i fig. 7.5. Stopka 8 jest zamocowana w korpusie 2 za pośrednictwem kołka 41 z główką 40 wciśniętego do otworu montażowego 43 w korpusie 2 i do otworu montażowego 38 w stopce 8 oraz za pośrednictwem żeberek dystansujących 39 w stopce 8 umiejscowionych w żłobieniach 48 znajdujących się w korpusie 2. Kształt żeberek dystansujących 39 oraz kształt spodu 44 stopki 8 zapewniają w pełni stabilne umocowanie stopki 8 w korpusie 2 i jednocześnie stabilną pozycję rdzenia katalitycznego 5 podczas pracy korka według wynalazku.As shown in Figs. 6.1, Fig. 6.2, Fig. 6.3, the foot 8 is in the form of a sleeve 49 in which the catalytic core 5 is mounted. The foot 8 is part of the body 2 shown in Figs. 7.2, 7.3, 7.4 and Fig. 7.5. The foot 8 is fixed in the body 2 via a pin 41 with a head 40 pressed into the mounting hole 43 in the body 2 and into the mounting hole 38 in the foot 8 and via spacer ribs 39 in the foot 8 located in the grooves 48 in the body 2. Shape the distance ribs 39 and the shape of the bottom 44 of the foot 8 ensure a fully stable fixation of the foot 8 in the body 2 and at the same time a stable position of the catalytic core 5 during operation of the plug according to the invention.

Claims

1. Plug for gas recombination with a gas-tight housing equipped inside with a recombination device with a catalyst and adsorbent, an overpressure valve, a vacuum valve and an anti-ignition fuse, characterized in that the gas-tight housing consists of a basket (1), a body (2) , from a condensation cylinder (9) and from a cap (14), the basket (1) having the shape of a cylinder and provided with holes (42), the body (2) has a conical shape, is located on the basket (1) and has inside the foot (8), while the condensation cylinder (9) is located on the body (2), has the shape of a cylinder narrowed at the top into a conical neck, consisting on the outside of a transverse rib (17) of circular shape, stiffened with vertical ribs (18), and on the inside, it is equipped in the lower part with transverse shelves (16) with wedges (19), narrowed upwards with a chamfer (21), ending with a narrowing (20) and is equipped inside with a catalytic core (5), a drip cap (11), in behind a two-way valve (12), an anti-ignition fuse (13), but the catalytic core (5) has the shape of a ceramic tube filled with a catalyst (6) and adsorbent (7), embedded inside a sleeve (49) in a foot (8) located in body (2), the drip cap (11) is located above the catalytic core (5), has the shape of a convex cover on the outside and concave on the inside, while the two-way valve (12) is located above the drip (11) and is a modular combination of valves unidirectional: overpressure (30) and underpressure (30) located in the housing (31) provided with inlet openings (34), while the anti-ignition fuse (13) made of porous ceramic material is seated tightly between the cap (14) and the two-way valve (12) in the constriction (20) of the upper part of the condensation cylinder (9), and the cap (14) is provided with inlet-outlet openings (37), with latches (35) for connecting to the condensation cylinder (9) and with transverse ribs a spacer sheep (36).

2. The gas recombination plug according to claim The condensation cylinder (9) is fixed to the body (2) by means of cutouts (15) at the periphery of the lower part of the condensation cylinder (9) and corresponding protruding ribs (47) at the perimeter of the body (2). ).

3. The gas recombination plug according to claim 1; The method of claim 1, characterized in that the diameter of the catalytic core (5) and the diameter of the sleeve (49) in the foot (8) of the body (2) are similar to each other.

4. The gas recombination plug according to claim 1; 3. A method according to claim 1, characterized in that the foot (8) is fixed in the body (2) via a pin (41) with a head (40) pressed into the mounting hole (43) in the body (2) and into the mounting hole (38) in the foot ( 8) and by means of spacer ribs (39) in the foot (8) located in corresponding grooves (48) in the body (2).

5. The gas recombination plug according to claim 1; The method of claim 1, characterized in that the catalyst (6) is preferably ball-shaped with a suitable active surface.

6. The gas recombination plug according to claim 1; A device according to claim 1, characterized in that the cap (14) is permanently joined to the condensation cylinder (9) by pressing the latches (35) against the transverse rib (17) in the neck of the condensation cylinder (9).

7. The gas recombination plug according to claim 7; A device according to claim 1 and 6, characterized in that the cap (14) is mounted on the condensation cylinder (9) in such a way that it can be freely rotated around the circumference of the rib (17) in the neck of the condensation cylinder (9).

8. The gas recombination plug according to claim 8; A device as claimed in claim 1, characterized in that the transverse ribs (36) of the cap (14) adhere to the ignition fuse (13) pressing it in the throat (20) of the upper part of the condensation cylinder (9) and create a free space between the inner surface of the cap (14) and the upper the surface of the condensation cylinder (9).

9. The gas recombination plug according to claim 1; The drip cap (11) is provided with elements (22), (26), (29) which are anchored on the wedges (19) of the condensation cylinder (9) and with protruding whiskers (23) located above the transverse shelves (16) of the condensation cylinder (9).

10. The gas recombination plug according to Claim A device as claimed in claim 1, characterized in that the drip (11) is provided with spacers (24) on the outside and an assembly opening (25) on the inside.

11. The gas recombination plug according to claim 11; The method of claim 1, characterized in that the housing (31) of the two-way valve (12) has a groove in which a seal (32), preferably an O-ring, with selected internal and external diameter is located.

12. The gas recombination plug according to claim 1. A device as claimed in claim 1, characterized in that the excess pressure valve (30) and the vacuum valve (30) are preferably of an umbrella structure.

PL 220 922 B1

13. The gas recombination plug according to claim 13; The process of claim 1, characterized in that the overpressure valve (30) opens at a pressure in the range of 120-190 mbar, and the vacuum valve opens in the range of 50-100 mbar.