液流电池管路系统中循环电解液断路装置及使用方法与流程

1.本发明属于液流电池技术领域，尤其涉及液流电池管路系统中循环电解液断路装置及使用方法。


背景技术：

2.液流电池属于无污染化学储能电池，具有容量高、使用领域广、循环利用使用寿命长等特点，是目前最具有应用前景的电化学储能系统之一。
3.随着液流电池技术不断发展和完善，如何能更高效率的提升堆栈系统效率，如何控制好电解液中的电池容量衰减也是十分关键的环节之一。液流电池电堆在循环充放电的时候，整个系统处于封闭循环状态，在泵的驱动下，电解液不断的在系统中循环进出就会形成一个封闭的液流回路，由于电解液在充放电循环中带有电量，所以该回路会使带有电荷的电解液和不带电荷的电解液连接，导致整个电解液的电容量被均分衰减，同时形成一个电路回路进行自放电，造成很多电容量浪费，同时会减少液流电池有效循环寿命。
4.目前对液流电池充放电时管路系统中电解液循环回路造成的回路电流自放电的解决方案研究甚少。而且现有阻断电解液循环回路的方案造价太高也不容易控制方案效果，很多需要外接电源或者消耗堆栈系统内的功率来实现。


技术实现要素：

5.本发明提供液流电池管路系统中循环电解液断路装置及使用方法，旨在解决液流电池充放电时管路系统中电解液循环回路造成的回路电流自放电的问题。
6.本发明是这样实现的，液流电池管路系统中循环电解液断路装置，包括：
7.壳体，其上设有进液口和出液孔一；
8.阀门组件，用于打开或关闭出液孔一；
9.动力组件，用于自动驱动阀门组件，使出液孔一间歇性打开。
10.优选地，所述壳体至少一个侧壁上设有出液孔一，进液口的高度高于出液孔一的高度。
11.优选地，所述阀门组件包括圆形挡板和旋转轴，所述旋转轴与壳体侧壁垂直并转动连接，多个所述出液孔一沿旋转轴转动中心环向间隔分布，所述旋转轴上固定有圆形挡板，圆形挡板与壳体侧壁贴合，圆形挡板上沿旋转轴转动中心环向间隔分布有与出液孔一配合的出液孔二，当出液孔二与出液孔一重合时，出液孔一被打开，当出液孔二与出液孔一完全错位时，出液孔一被关闭，所述动力组件驱动连接旋转轴。
12.优选地，所述阀门组件还包括有卡位组件，用于限位圆形挡板的旋转角度。
13.优选地，所述卡位组件包括卡位销和卡位槽，所述壳体侧壁和圆形挡板中的一个上固定有卡位销，另一个上开设有卡位槽，卡位槽呈弧形且以旋转轴的转动中心为圆心，卡位销插入卡位槽内。
14.优选地，所述壳体侧壁上开设有用于容纳圆形挡板的安装槽。
15.优选地，所述动力组件包括浮球，所述浮球通过连接杆与旋转轴固定连接。
16.基于上述的液流电池管路系统中循环电解液断路装置的使用方法，步骤如下：
17.1)自然状态下，出液孔二与出液孔一完全错位，无重叠部分，本装置处于关闭的工况；
18.2)电解液开始从进液口注入到壳体中时，随着电解液液位的上升，带动浮球开始向上漂浮通过连接杆带动旋转轴转动，旋转轴带动圆形挡板旋转，电解液液位上升到一定位置时候，圆形挡板上的出液孔二与出液孔一开始重合，本装置处于开启的工况；
19.3)电解液开始通过出液孔一快速流出到电解液储罐中，随着壳体中的电解液液位下降，浮球也开始随之下降，通过连接杆带动旋转轴反向转动，旋转轴带动圆形挡板转动使得出液孔二与出液孔一完全错位，无重合部分，本装置处于关闭的工况，如此往复，即完成了整个管路系统中的电解液回路的间歇性断路作业。
20.与现有技术相比，本技术实施例主要有以下有益效果：
21.本发明所提供的液流电池管路系统中循环电解液断路装置通过设置阀门组件和动力组件，动力组件自动驱动阀门组件，使出液孔一间歇性打开，解决液流电池电解液回路电流阻断问题，降低电解液电容量的自放电损耗；
22.本发明中的阀门组件包括圆形挡板和旋转轴，上述动力组件包括浮球，利用机械结构实现自动化控制，结构简单，设计合理，易于操作，制作成本较低，利用浮力实现无源操控，不占用系统的功率而解决回路电流自放电损耗问题。
附图说明
23.图1是本发明提供的液流电池管路系统中循环电解液断路装置中阀门组件和动力组件的结构示意图；
24.图2是本发明提供的液流电池管路系统中循环电解液断路装置中壳体的结构示意图。
25.图3是本发明提供的液流电池管路系统中循环电解液断路装置的整体结构示意图。
26.附图标记注释：1-壳体、2-进液口、3-出液孔一、4-安装槽、5-卡位销、6-安装孔、7-连接杆、8-旋转轴、9-圆形挡板、10-卡位槽、11-出液孔二、12-浮球。
具体实施方式
27.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术；本技术的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本技术的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。
28.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和
隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
29.本发明实施例提供了液流电池管路系统中循环电解液断路装置，如图1-3所示，包括：
30.壳体1，其上设有进液口2和出液孔一3；优选将所述壳体1固定安装在电解液储罐内，可采用焊接、螺栓等方式进行固定安装，电解液输入管连接在进液口2处，所述壳体1至少一个侧壁上设有出液孔一3，本实施例中，优选壳体1两侧壁上均设有出液孔一3，进液口2的高度高于出液孔一3的高度，本实施例中优选进液口2设有两个且相对设置，进液口2与出液孔一3设于不同的侧壁上，所述出液孔一3与电解液储罐连通；
31.阀门组件，用于打开或关闭出液孔一3，本实施例中，优选所述阀门组件包括圆形挡板9和旋转轴8，所述旋转轴8与壳体1侧壁垂直并转动连接，优选所述壳体1侧壁上开设有用于安装旋转轴8的安装孔6，旋转轴8与安装孔6之间可以设置密封圈，起到防治漏液的作用，多个所述出液孔一3沿旋转轴8转动中心环向间隔分布，出液孔的尺寸和形状不进行过多的限制，本实施例中优选出液孔为圆形，多个出液孔的尺寸可设置成不同的；
32.所述旋转轴8上固定有圆形挡板9，优选采用粘接固定的方式，所述圆形挡板9与壳体1侧壁贴合，优选地，所述壳体1侧壁上开设有用于容纳圆形挡板9的安装槽4，进一步可在圆形挡板9与壳体1侧壁之间设置密封条，起到防治漏液的作用；圆形挡板9上沿旋转轴8转动中心环向间隔分布有与出液孔一3配合的出液孔二11，出液孔二11与出液孔一3的数量相等且一一对应；
33.在旋转轴8转动一定角度时，能够带动圆形挡板9转动，圆形挡板9上的出液孔二11随之转动，当出液孔二11与出液孔一3重合时，出液孔一3被打开，电解液能够从出液孔一3漏出至壳体1外，当出液孔二11与出液孔一3完全错位时，出液孔一3被关闭，所述动力组件驱动连接旋转轴8；
34.具体的，阀门组件还可以球体式的阀门结构，通过球体的上下运动，能够将出液孔一3打开或者关闭，这时可以将出液孔一3设置在壳体1底部；
35.动力组件，用于自动驱动阀门组件，使出液孔一3间歇性打开，本实施例中，优选所述动力组件包括浮球12，所述浮球12通过连接杆7与旋转轴8固定连接，当电解液开始从进液口2注入到壳体1中时，随着电解液液位的上升，带动浮球12开始向上漂浮通过连接杆7带动旋转轴8转动，旋转轴8带动圆形挡板9旋转，电解液液位上升到一定位置时候，圆形挡板9上的出液孔二11与出液孔一3开始重合，本装置处于开启的工况，电解液开始通过出液孔一3快速流出到电解液储罐中，随着壳体1中的电解液液位下降，浮球12也开始随之下降，通过连接杆7带动旋转轴8反向转动，旋转轴8带动圆形挡板9转动使得出液孔二11与出液孔一3完全错位，无重合部分，本装置处于关闭的工况，如此往复，即完成了整个管路系统中的电解液回路的间歇性断路作业，利用机械结构实现自动化控制，降低电解液电容量的自放电损耗，结构简单，设计合理，易于操作，制作成本较低，利用浮力实现无源操控，不占用系统的功率而解决回路电流自放电损耗问题；
36.其中，整个装置的壳体体积大小需要根据浮球的上升高度来计算，同时，出液孔的大小则根据电解液流入体积单位后的浮球上升高度来进行计算，保证当浮球上升到该装置开启的时候通过出液孔流出的电极液单位体积大于电解液流入该发明装置中的单位体积，这样才可以保证该装置不断的循环开关。
37.本发明进一步较佳实施例中，所述阀门组件还包括有卡位组件，用于限位圆形挡板9的旋转角度，优选圆形挡板9向一个方向转动时，出液孔二11与出液孔一3开始重合，直到完全重合后在卡位组件作用下无法进一步转动，避免进一步转动使出液孔二11与出液孔一3发生错位，保证在圆形挡板9向反向转动时，出液孔二11与出液孔一3开始错位，直到完全错位后在卡位组件作用下无法进一步转动，避免进一步转动使出液孔二11与另一出液孔一3发生重合，优选的，所述卡位组件包括卡位销5和卡位槽10，所述壳体1侧壁和圆形挡板9中的一个上固定有卡位销5，另一个上开设有卡位槽10，卡位槽10呈弧形且以旋转轴8的转动中心为圆心，卡位销5插入卡位槽10内，本实施例中，优选卡位销5固定于壳体1侧壁上，卡位槽10开设于圆形挡板9上；
38.具体的，卡位槽10的长度根据要求进行设计，与出液孔一3、出液孔二11的尺寸以及相邻两孔之间的间隔有关，安装时，需要保证卡位槽10与卡位销5安装位置合理，保证浮球12自由下落，圆形挡板9被卡位销5卡住卡位槽10上端时候，出液孔二11与出液孔一3完全错位，无重叠部分，这样可以保证本装置的自由状态处于关闭的工况。
39.本装置的所有部件均可以采用pp等耐腐蚀材质，可以避免金属材质在酸碱电解液的环境下发生化学腐蚀损坏无法工作的问题。
40.综上所述，本发明的工作原理为：当电解液开始从进液口2注入到壳体1中时，随着电解液液位的上升，带动浮球12开始向上漂浮通过连接杆7带动旋转轴8转动，旋转轴8带动圆形挡板9旋转，电解液液位上升到一定位置时候，圆形挡板9上的出液孔二11与出液孔一3开始重合，本装置处于开启的工况，电解液开始通过出液孔一3快速流出到电解液储罐中，随着壳体1中的电解液液位下降，浮球12也开始随之下降，通过连接杆7带动旋转轴8反向转动，旋转轴8带动圆形挡板9转动使得出液孔二11与出液孔一3完全错位，无重合部分，本装置处于关闭的工况，如此往复，即完成了整个管路系统中的电解液回路的间歇性断路作业，利用机械结构实现自动化控制，降低电解液电容量的自放电损耗，结构简单，设计合理，易于操作，制作成本较低，利用浮力实现无源操控，不占用系统的功率而解决回路电流自放电损耗问题。
41.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对发明的保护范围进行限制。显然，所描述的实施例仅仅是本发明部分实施例，而不是全部实施例。基于这些实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明所要保护的范围。尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域普通技术人员依然可以在不冲突的情况下，不作出创造性劳动对本发明各实施例中的特征根据情况相互组合、增删或作其他调整，从而得到不同的、本质未脱离本发明的构思的其他技术方案，这些技术方案也同样属于本发明所要保护的范围。