鉸鏈電池排氣孔蓋和相關的聯合排氣孔組件的製作方法

2023-05-06 22:00:56 2

專利名稱：鉸鏈電池排氣孔蓋和相關的聯合排氣孔組件的製作方法
技術領域：
0002本發明涉及深循環鉛酸蓄電池領域。
背景技術：
0003電池排氣孔蓋位於電池裝料孔上方，這些裝料孔可以提供通 向包含電解液的容器的入口。排氣孔蓋密封容器使其與周圍環境隔離， 並且可以提供排氣孔以便使電池工作期間生成的氣體排出電池。定期 地移開排氣孔蓋以便向電池中添水來補充因蒸發或電解消耗的水。

發明內容
0004在本發明的一個實施例中，用於鉛酸電池的鉸鏈電池蓋組件 包括具有內置水填充井(watering fill well)的電池封蓋、適於密封 水填充井的可移除蓋、以及連接可移除蓋和電池封蓋的鉸鏈。鉸鏈由 鉸鏈銷和鉸鏈插口組成，其中鉸鏈銷在鉸鏈插口內浮動以允許鉸鏈銷 相對於鉸鏈插口沿著鉸鏈銷長度方向運動。
0005在另一個實施例中，包括密封件。在又一個實施例中，包括 指示銷，且該指示銷在蓋處於密封位置時適於接合蓋上的孔。在另一 個實施例中，填充井包括位於底端的止動環。
0006在另一個實施例中，鉸鏈插口比鉸鏈銷大。在又一個實施例 中，鉸鏈銷可以扣在鉸鏈插口上並從鉸鏈插口上打開。在另一個實施 例中，包括額外的可移除蓋，並且每個可移除蓋被連接在翻轉頂蓋上。
0007在一個實施例中，用於鉛酸電池的聯合電池蓋組件包括具 有多個水填充井的電池封蓋、與每個水填充井相關聯並且適於密封各 自的水填充井的可移除蓋、連接每個可移除蓋和電池封蓋的鉸鏈、以
及適於相互連接多個可移除蓋的翻轉頂蓋。每個可移除蓋被連接到翻
轉頂蓋上並具有一定間隙(play)，以便每個可移除蓋相對翻轉蓋可以 獨立浮動。
0008在另一個實施例中，包括至少一個密封件，並且其適於將蓋 密封到其各自的水填充井。在又一個實施例中，包括與每個填充井連 接的指示銷，並且當蓋處於密封位置時，每個指示銷適於接合蓋中相 應的孔。
0009在另一個實施例中，鉸鏈插口比鉸鏈銷稍大，以便鉸鏈銷相 對於鉸鏈插口可以在三維空間中運動。在又一個實施例中，翻轉頂蓋 包括用於將蓋連接在翻轉頂蓋上的至少一個彈性可變形託架。
0010在一個實施例中，電池封蓋上的填充井是可移除的。


0011圖1是根據本發明的深循環電池的側視圖；0012圖2A和圖2B分別是本發明的電池的電池封蓋的透視圖和截 面視0013圖3A和圖3B分別是電池排氣孔蓋的頂視圖和沿著線3B-3B 的截面視0014圖4A和圖4B是組裝的排氣孔蓋和電池封蓋的側視圖；0015圖5A和圖5B是組裝的排氣孔蓋和電池封蓋的截面視圖；0016圖6A和圖6B分別是電池翻轉頂蓋的頂視圖和沿著線6C-6C 的截面視0017圖7是組裝的翻轉頂蓋和排氣孔蓋的截面視圖；0018圖8是可選排氣孔蓋的截面視0019圖9A和圖9B分別是電池封蓋的可選填充井的頂視圖和截面 視圖，可選填充井可以與電池封蓋拆開；
0020圖IOA和圖IOB分別是可選排氣孔蓋的透視圖和截面視圖；0021圖IIA到圖IIC分別是可選電池封蓋的透視圖、頂視圖和截 面視圖；以及
0022圖12是組裝的圖IOA和圖10B的排氣孔蓋和圖IIA到圖11C 的電池封蓋的截面視圖。
具體實施例方式
0023下面結合附圖所作的詳細描述旨在描述某些實施例，包括根 據本發明各個方面提供的當前優選實施例，並不是描述本發明可以被 構造或利用的唯一形式。說明書結合圖示說明的實施例陳述用於構造 和使用本發明的電池的特徵和步驟。然而，應當了解相同或等效的功 能和結構可以通過不同的實施例完成，這些不同實施例也被包含在本 發明的思想和範圍之內。
0024圖1顯示用於深循環電池的電池封蓋12。該電池封蓋包括用 以密封電池封蓋12的裝料孔(圖1中未示出)的一系列鉸鏈排氣孔蓋 100。鉸鏈排氣孔蓋100通過翻轉頂蓋14結合在一起。
0025參考圖2A和圖2B，電池封蓋12通常是矩形形狀，並且包括 貫穿電池封蓋12的正極端子口 19A和負極端子口 19B。填充井20垂 直貫穿電池封蓋12並且進入電池，每個填充井定義出一個用以向電池 中填充液體(諸如水)的裝料孔21。每個裝料孔21的內部定義出一個 內部密封溝槽28，該內部密封溝槽圍繞裝料孔21的周圍延伸。
0026每個填充井20的下端34包括多個縱向狹槽開口 32，液體可 以通過狹槽開口 32從填充井20流入電池。每個填充井20的下端34 進一步定義出具有中心孔38的止動環36。止動環阻止水槍或其它填充 裝置被推進電池太深，推進太深可能損壞電極板。沿著填充井20向下 一部分，凸起面40面向電池封蓋12。在凸起面40下面，填充井20 變窄。凸起面可以位於與優選水位對應的位置。對於包括自動關閉裝 置的水槍，凸起面提供便利支架，水槍可以在填充期間停留在支架上， 以便水槍可以在合適的水位關閉。當不用水槍添加液體，或確定是否 需要添加液體時，凸起面和止動環進一步允許直觀檢測電解液水位。
0027鉸鏈託架42從電池封蓋12的頂面垂直延伸到與排氣孔蓋100 連接，這將在下面進一步被詳細討論。 一對鉸鏈託架42與每個填充井 20連接。每個鉸鏈託架42定義出一個鉸鏈銷孔54。對於該實施例， 每個鉸鏈銷孔都被開槽以便於安裝相關的排氣孔蓋100 (參看圖1)。 鉸鏈銷孔54沿著公共軸線相互對齊，其原因將在隨後討論。
0028每個填充井20還包括相應的指示銷60，該指示銷從電池封蓋 12垂直延伸。指示銷60用於直觀檢測裝料孔21是否被排氣孔蓋100
適當塞緊，這將在下面描述。
0029如圖3A和圖3B所示，為每個裝料孔21 (參看圖2A和圖2B) 提供可移除的排氣孔蓋100。每個排氣孔蓋100包括圓柱形插塞主體 102。根據圖示說明的實施例，每個插塞主體102是空心的，其定義出 一個可以插入滅火器(未示出)的凹槽。此類滅火器在該技術領域是 眾所周知的。滅火器通過插塞主體底部的孔IIO與電池內部連通。
0030每個排氣孔蓋100的外表面包括圍繞插塞主體102的第一、 第二、第三環狀密封件120、 122、 124。每個密封件可以與相應的填充 井20的內部密封溝槽28接合。每個排氣孔蓋還包括與排氣孔蓋100 的底端112相對的環形肩部126。
0031每個排氣孔蓋100包括鉸鏈銷114，鉸鏈銷114通過一對鉸鏈 臂142連接在插塞主體102上並且與插塞主體102彼此隔開一段距離。 在鉸鏈臂142之間的區域，鉸鏈銷114包括槽口 158。每個鉸鏈銷114 與圖4A和圖4B所示的鉸鏈託架42中相應的一對開槽鉸鏈銷孔54(參 看圖2A)相配合。根據本發明的一個實施例，鉸鏈銷孔54 (參看圖 2A)比鉸鏈銷114稍大，這在使排氣孔蓋100安全固定在鉸鏈託架42 上的同時，允許在排氣孔蓋100和電池封蓋12之間存在間隙。此外， 在一個實施例中，個別排氣孔蓋100的鉸鏈臂142位於相應的一對鉸 鏈託架42之間，並且彼此隔開的距離比鉸鏈託架42近。這使得翻轉 頂蓋14和電池封蓋12之間在沿著鉸鏈銷軸線方向存在額外的間隙。 當關閉頂蓋14時，此間隙允許插塞主體有某些運動以便排氣孔蓋100 的插塞主體102可以使其自身位於合適的裝料孔21的中央(參看圖 2B)，從而協助確保妥善密封，即使在電池封蓋12或排氣孔蓋100的 模製中存在較小機械誤差。
0032參考圖5A和圖5B，關閉排氣孔蓋100後，插塞主體102繞 著由鉸鏈銷114定義的軸旋轉，直到插塞主體102(參看圖4A和圖4B) 進入電池封蓋12的填充井20中的相應裝料孔21(參看圖2A和圖2B)。 排氣孔蓋100的第一、第二、第三環狀密封件120、 122、 124進入裝 料孔21並且第三環狀密封件124與填充井20中的內部密封溝槽28接 合以密封填充井20。儘管在關閉排氣孔蓋100時，優選第三環狀密封 件124與填充井中的內部密封溝槽28接合以形成密封，但如果排氣孔蓋100未被完全壓入裝料孔21，則第一和第二環狀密封件120、 122 通過與填充井20的側壁接合可以提供充足密封(參看圖2A和圖2B)。
0033再次參考圖3A和圖3B，在鉸鏈臂142的對面，支架136從 插塞主體102伸出，且一對蝶片138從該支架伸出。這些蝶片也協助 將排氣孔蓋100連接在翻轉頂蓋14上，這在稍後描述。
0034參考圖6A到圖6C，翻轉頂蓋14通常是矩形形狀，並且具有 圍繞其外周長延伸的邊沿174。邊沿174包括多個L形託架176， L形 託架與填充井20—一對應(參看圖2A和圖2B)。如下面所述，每個 L形託架176的任何一邊都有一對位於邊沿174上的切口 178，其可以 使L形託架彈性形變以便將排氣孔蓋100 (參看圖3A)安裝在翻轉頂 蓋14上，這將在下面進行描述。
0035提供穿過翻轉頂蓋14的三個圓形指示口 186，這些指示口與 電池封蓋12的指示銷60 —一對應(參看圖2A)。提供一對朝向翻轉 頂蓋14的邊沿174的凹坑194，其中每個指示口 186的每一側有一個 凹坑194。
0036參考圖7，每個排氣孔蓋100連接到翻轉頂蓋14上，其中蝶 片138被插入到翻轉頂蓋14的凹坑194內，且L形託架176中的一個 圍繞鉸鏈銷114的槽口 158 (參看圖3A和圖3B)。蝶片138未與翻轉 頂蓋14的凹坑194完全接合，其允許在排氣孔蓋100和翻轉頂蓋14 之間在三維空間上存有間隙。相似地，L形託架176鬆弛地安裝在鉸鏈 銷114的槽口 158上，其也允許元件之間存有間隙。通過在排氣孔蓋 100和翻轉頂蓋14之間的連接中建立此類間隙，儘管在翻轉頂蓋14 和電池封蓋12的製造過程中有較小的機械誤差，但是許多排氣孔蓋 IOO可以容易地結合在一起來妥善地密封電池封蓋12中的裝料孔21。 因為多個排氣孔蓋100的鉸鏈銷114被安排共享一個公共軸線，所以 這些多個排氣孔蓋可以作為使用翻轉頂蓋14的單元被一起打開和關 閉。
0037再次參考圖5A和圖5B，每個排氣孔蓋100的環形肩部126 位於裝料孔21的外面，當排氣孔蓋100處於密封位置時，環形肩部126 抵頂填充井20 (參看圖2B)的頂部。在此位置處，電池封蓋12 (參 看圖2A)的指示銷60與翻轉頂蓋14中的環形指示口 186 (參看圖6A 和圖6C)接合。如果排氣孔蓋100未妥善密封填充井20，則指示銷 60不會位於指示口 186的中央，或不會與翻轉頂蓋14的頂部齊平。使 用指示銷和指示口可以快速直觀檢測指示銷60以便確定排氣孔蓋100 是否已經妥善密封填充井20。根據本發明的一個實施例，指示銷60 與翻轉頂蓋14形成對比色以便進一步簡化直觀檢測。0038當翻轉頂蓋14翹起時(參看圖1)，排氣孔蓋IOO被從電池封 蓋12的裝料孔21抽出(參看圖2A和圖2B)。排氣孔蓋100和電池封 蓋12之間的間隙通過允許排氣孔蓋100以更垂直的方式退出裝料孔 21，可以簡化排氣孔蓋100從填充井20的移開，並且還阻止排氣孔蓋 100與填充井20綁定。
0039
一旦翻轉頂蓋14翹起並且排氣孔蓋100被從裝料孔21上移 開，那麼操作員可以向深循環電池10填充水或電解液。如上所述，填 充管可以位於裝料孔21內部(參看圖2A和圖2B)，以便釋放水或電 解液。液體進入裝料孔21，並且通過狹槽開口 32和止動環口 38傳到 下面的電解液容器。如上述解釋，凸起面40 (參看圖2A和圖2B)提 供可以支持填充管的止動面，以阻止進水管進入電解液容器。止動環 36為填充管或越過凸起面40的任何其它對象提供額外的止動面。避免 因為進水管、分離器和位於電池10內部的電極之間的接觸引起的潛在 損害，並且通過直觀檢測或使用帶有自動關閉特徵的水槍可以實現精 確填充。
0040
一旦操作員完成填充電池IO，則移開裝料孔21上的填充管， 並且將翻轉頂蓋14推回到關閉狀態(參看圖7)。排氣孔蓋100和電池 封蓋12之間存在的間隙允許排氣孔蓋100位於各自裝料孔21的中央， 並且還允許排氣孔蓋100以更垂直的方式進入裝料孔21，以便更簡單 地進入。
0041
一旦翻轉蓋14位於填充井20上方，通過檢查指示銷60是否 位於指示口 186的中央並且與翻轉蓋14的頂面166齊平(參看圖6A 和圖6B)，操作員可以確保上蓋100己經進入裝料孔21。
0042參考圖8，在可選實施例中，代替上述的聯合排氣孔組件，電 池10包括各自操作的排氣孔蓋500，以便以如上所述的方式與電池封 蓋12結合使用。如前述的排氣孔蓋，每個排氣孔蓋500包括用於密封
裝料孔的插塞主體502、通過一對鉸鏈臂506連接在插塞主體502上的 鉸鏈銷504、以及便於從裝料孔21 (參看圖2A和圖2B)移開排氣孔 蓋500的支架508。如上所述，鉸鏈銷與電池封蓋的鉸鏈託架相配合。 然而，因為未使用翻轉頂蓋，所以支架502包括指示口 510。如先前實 施例所示，指示口 510允許簡單的直觀檢測排氣孔蓋500以確定插塞 主體502是否己經適當地位於填充井內。
0043參考圖9A和圖9B，在另一個可選實施例中，提供可以從電 池封蓋12上拆下的填充井600。在此實施例中，每個填充井可以包括 整對的鉸鏈託架602和整體的指示銷604。填充井600可以通過已知的 連接器連接在電池封蓋12上。此類連接器的示例包括螺紋連接器和1/4 旋轉卡口固定連接器。 一旦連接到電池封蓋上，可以如上所述使用填 充井。此實施例可以用於改裝已經包括填充井連接器的現有電池封蓋， 以便使用聯合翻轉頂蓋組件和本發明的其它特徵。
0044參考圖IOA和圖IOB，圖示說明帶有可選密封機構的排氣孔 蓋700。此實施例的特徵在序列號為5,356,734的美國專利中被圖示說 明，該美國專利通過參考以其全部內容併入本文。排氣孔蓋700包括 從排氣孔蓋700徑向向外延伸的肩部702。爪形凸緣704從肩部702 大體向下延伸，並且包括螺旋形圍繞排氣孔蓋700的周圍的尖頂706。 臂凸緣708從肩部704向下延伸，然後由排氣孔蓋700向外延伸以便 與填充井的內表面接合。如下所述，爪形凸緣704富有彈性，當插入 電池封蓋的填充井時，其向內彎曲。
0045參考圖IIA到圖IIC，在可選實施例中，電池封蓋800包括 至少一個填充井802。在靠近頂部，填充井802包括耳狀物804，越過 該耳狀物可放置爪形凸緣704。在下部，填充井802包括底面，底面上 帶有"最小(MIN)"字樣以便於填充電池。在填充井802的內表面可 以形成凸起面806，其表面朝上。在凸起面806上可以寫有"最大
(MAX)"字樣以便於填充電池。
0046如上面通過本發明其它實施例所述，排氣孔蓋700和電池封 蓋800通過鉸鏈連接組裝在一起。如圖12所示，排氣孔蓋700進入填 充井802，並且爪形凸緣704向內彎曲，越過填充井802的耳狀物804。 臂凸緣708抵頂填充井802的內表面。在完全插入位置上，每個爪形
凸緣704的尖頂706從填充井802的耳狀物804的下面通過，並且爪 形凸緣704相對耳狀物804的彈性壓力使排氣孔蓋700進入填充井802 以便排氣孔蓋700的肩部702抵頂填充井802的頂面。
0047彈性墊圈806可以位於排氣孔蓋700的肩部702上。如上述 解釋，由爪形凸緣704向外施加的壓力使排氣孔蓋700進入填充井802， 並且肩部702依靠在填充井802的頂部。被壓在填充井802的頂部和 排氣孔蓋700之間的彈性墊圈幫助在其間形成密封。
0048在本發明的其它實施例中，不是將鉸鏈銷放置在排氣孔蓋上 及將鉸鏈託架放置在電池封蓋上，而是鉸鏈部件可以顛倒，將鉸鏈託 架放置在排氣孔蓋上及將鉸鏈銷放置在電池封蓋上。
0049儘管在優選實施例中描述了本發明，但是應當了解所使用的 語言是描述性語言而不是限制性語言。因此，在未偏離本發明的真實 範圍和思想的情況下，可以在附屬的權利要求範圍內進行修改。
權利要求
1. 一種用於鉛酸電池的鉸鏈電池蓋組件，包括電池封蓋，其包括水填充井；可移除蓋，其適於密封所述填充井；和鉸鏈，其連接所述可移除蓋與所述電池封蓋，所述鉸鏈包括鉸鏈銷和鉸鏈插口，其中所述鉸鏈銷在所述鉸鏈插口內浮動以便允許所述鉸鏈銷相對於所述鉸鏈插口沿著所述鉸鏈銷的長度方向運動。
2. 根據權利要求1所述的電池蓋組件，進一步包括至少一個密封件。
3. 根據權利要求1所述的電池蓋組件，進一步包括指示銷，當所 述蓋處於密封位置時，所述指示銷適於接合所述蓋中的孔。
4. 根據權利要求1所述的電池蓋組件，其中所述填充井包括位於 底端的止動環。
5. 根據權利要求1所述的電池蓋組件，其中所述鉸鏈插口比所述 鉸鏈銷大。
6. 根據權利要求5所述的電池蓋組件，其中所述鉸鏈銷可以扣在 所述鉸鏈插口上並且所述鉸鏈銷可以從所述鉸鏈插口上打開。
7. 根據權利要求1所述的電池蓋組件，進一步包括額外的可移除 蓋，其中每個可移除蓋被連接在翻轉頂蓋上。
8. —種用於鉛酸電池的聯合電池蓋組件，包括 電池封蓋，其包括多個水填充井；可移除蓋，其連接在每個水填充井上並適於密封各自的水填充井；鉸鏈，其用於連接每個可移除蓋與所述電池封蓋；和翻轉頂蓋，其適於相互連接所述多個可移除蓋，其中每個可移除 蓋被連接到所述翻轉蓋上並具有一定量的間隙，以便每個可移除蓋相 對與所述翻轉頂蓋獨立浮動。
9. 根據權利要求7所述的聯合電池蓋組件，其中每個蓋進一步包括至少一個密封件，所述密封件適於將所述蓋密封在其各自的水填充井上。
10. 根據權利要求7所述的聯合電池蓋組件，進一步包括與每個填 充井相關聯的指示銷，當所述蓋處於密封位置時，每個指示銷適於接 合所述封蓋中的相應的孔。
11. 根據權利要求7所述的聯合電池蓋組件，其中每個填充井包括 位於底端的止動環。
12. 根據權利要求7所述的聯合電池蓋組件，其中每個鉸鏈插口比 相應的鉸鏈銷稍大，以便允許所述鉸鏈銷相對於所述鉸鏈插口在三維 空間中運動。
13. 根據權利要求7所述的聯合電池蓋組件，其中所述翻轉頂蓋進 一步包括至少一個彈性可變形託架，用以將所述蓋連接在所述翻轉頂蓋上。
14. 一種用於鉛酸電池的電池蓋組件，包括 電池封蓋，其包括可移除水填充井； 可移除蓋，其適於密封所述水填充井；和鉸鏈，其用於連接所述可移除蓋與所述水填充井，所述鉸鏈包括 鉸鏈銷和鉸鏈插口，其中所述鉸鏈銷在所述鉸鏈插口內浮動以便允許 所述鉸鏈銷相對於所述鉸鏈插口沿著所述鉸鏈銷的長度方向運動。
15. 根據權利要求14所述的電池蓋組件，進一步包括至少一個密 封件。
16. 根據權利要求14所述的電池蓋組件，進一步包括指示銷，當 所述蓋處於密封位置時，所述指示銷適於接合所述蓋中的孔。
17. 根據權利要求14所述的電池蓋組件，其中所述填充井包括位 於底端的止動環。
18. 根據權利要求14所述的電池蓋組件，其中所述鉸鏈插口比所 述鉸鏈銷大。
19. 根據權利要求18所述的電池蓋組件，其中所述鉸鏈銷可以扣 在所述鉸鏈插口上並且所述鉸鏈銷可以從所述鉸鏈插口上打開。
20. 根據權利要求14所述的電池蓋組件，進一步包括額外的可移 除蓋，其中每個可移除蓋被連接在翻轉頂蓋上。
全文摘要
提供一種深循環電池，其具有至少一個排氣孔蓋。每個排氣孔蓋可以蓋在電池封蓋的裝料孔上和從電池封蓋的裝料孔上移開。通過鉸鏈連接將排氣孔蓋連接到電池封蓋上，該鉸鏈連接允許排氣孔蓋和電池封蓋間存在間隙並且允許排氣孔蓋旋轉。在一個實施例中，提供了聯合排氣孔組件，其中包含一系列排氣孔蓋的翻轉頂蓋可以使操作員從裝料孔一次移開全部的排氣孔蓋，並且可以將排氣孔蓋一次全部蓋在裝料孔上。
文檔編號H01M2/12GK101379633SQ200780004800
公開日2009年3月4日 申請日期2007年1月17日 優先權日2006年1月17日
發明者J·J·布裡格斯, W·B·布萊希特 申請人:特洛伊電池公司