液流电池电解液现场调制装置的制作方法

本实用新型涉及液流电池类电解液调制技术领域，具体涉及一种液流电池电解液现场调制装置。

背景技术：

液流电池作为近几年出现的一种新型储能二次电池，凭借其维护方便、模块化组装简单、使用寿命长和无毒环保等特点，迅速在工业园区微电网储能、可再生能源系统储能和大电网削峰填谷等领域得到广泛应用。液流电池系统包括堆栈、电解液及其循环系统、储液罐体四部分，其优势是电解液和电极分开放置，且电池的活性物质存在于液体中，必要时需在电解液中添加催化剂，具体工作原理即：将具有不同价态的活性物质溶液按照阴阳极分类，分别储存在相应极性的储液罐体中。两种极性的电解液在各自循环系统的作用下，由各自的储液罐体分别独立地循环流经堆栈的正极或负极，并在电极表面发生氧化和还原反应，完成电池的充放电过程。

由于液流电池电解液的特殊性，导致运输过程中必须抑制液体泄漏和保温，目前液流电池的电解液调制大多采用现场调制的方式，即在电池系统现场调制电解液，一是避免运输过程中可能产生的安全隐患同时降低运输成本，二是现场调制可以更好的根据具体情况进行准确判断，提高电解液质量，提升储能性能。现有技术的液流电池电解液现场调制方式，大多采用人工或是半人工操作，由于人为因素涉及的调制流程过多，导致不可避免出现电解液杂质超标，调制不规范的现象出现，而且电解液调制原料的腐蚀性，也可能波及调制人员的人身安全。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于：提供一种液流电池电解液现场调制装置，全过程无需人工干预，提高电解液调制质量的同时又保证现场人员安全，间接降低现场调制成本。

本实用新型为解决其技术问题所采用的技术方案为：

所述液流电池电解液现场调制装置，包括软化水输送部、带罐盖的混合罐、软化水注水部、粉料输送部、电解液输送部、储液罐和混合控制器，所述混合罐设有两层外壳，两层外壳之间形成闭合的冷却腔，软化水输送部从混合罐底部与冷却腔连通，软化水注水部从冷却腔顶部通过罐盖连通至混合罐内部，所述粉料输送部也通过罐盖连通至混合罐内部，混合罐罐盖上固定搅拌件，搅拌件动作端延伸至混合罐中下部，所述混合罐还通过罐盖连通电解液输送部，电解液输送部连接储液罐，混合罐设有参数检测传感器，参数检测传感器、软化水输送部、软化水注水部、粉料输送部和电解液输送部均与混合控制器相连。

本实用新型通过软化水输送部向混合罐的冷却腔内输送冷却用软化水，调制时，混合控制器控制软化水注水部向混合罐内注入冷却腔内的软化水，注入软化水的多少按照混合罐的容积确定，注水完毕后，向粉料输送部加入适量的调制用标准化学原料，由参数检测传感器检测混合罐状态，液位和温度达标后，由粉料输送部向混合罐内添加调制用粉料，同时，启动搅拌件进行电解液的混合搅拌，待电解液完全混合完成后，启动电解液输送部，将调制好的电解液输送至储液罐进行储存。

其中，优选方案为：

所述软化水输送部包括水箱、水泵和输水管，所述输水管上设置压力传感器和输水阀，压力传感器设于水泵和输水阀之间，压力传感器、水泵和输水阀均与混合控制器相连，水箱用于储存电解液用软化水，储水量在吨级以上，采用超高强度pe材质，水泵起软化水泵水的作用，优先采用可调速离心泵，输水管作为软化水泵水通道，采用隔热保温的ppr复合水管，压力传感器用于检测输水管的管道压力，输水阀用于控制泵水循环的启动和关闭，并防止软化水回流。

所述输水阀和压力传感器之间的输水管连通泄压管路，泄压管路连通至水箱，泄压管路上设置泄压阀，泄压阀与混合控制器相连，泄压管路起软化水泄压回流作用，泄压阀采用可控电磁阀或单向泄压阀，其开启和关闭的传感信号取自输水管的压力传感器。

所述软化水注水部包括注水管、注水阀、温度传感器和流量计，所述注水管一端连通冷却腔顶部，另一端通过罐盖延伸至混合罐内部，注水管上设置注水阀、温度传感器和流量计，注水阀、温度传感器和流量计均与混合控制器相连，通过注水管将冷却腔内的冷却水转移至混合罐内做调制使用，注水管采用隔热保温的ppr复合水管，温度传感器用于经混合罐冷却热转化后的软化水温度检测，根据此温度信号可以控制注水阀和输水阀的启动和关闭，如果温度过高，两阀门关闭，停止向混合罐内供水，流量计用于软化水注水流量计算，采用智能电磁流量计，采用rs485通讯协议或can总线与混合控制器进行通讯。

所述粉料输送部包括储粉罐、送粉件和进粉管，所述送粉件入口连接储粉罐，所述送粉件出口连接进粉管，进粉管通过罐盖连通至混合罐内部，送粉件与混合控制器相连，储粉罐用于电解液混合用化学原料储存，采用200公斤级以上超高强度pe材质罐体；送粉件为电解液混合用化学原料输送装置，采用无轴螺旋输送机，进粉管为电解液混合用化学粉料输送管路，采用超高强度pe管。

所述电解液输送部包括出液管、出液泵和储液管，所述出液管一端延伸至混合罐底部，另一端贯穿罐盖后与出液泵相连，出液泵输出端通过储液管连通至储液罐，储液管上设置储液阀和温度传感器，储液阀、温度传感器和出液泵均与混合控制器相连，出液管为调制好的混合液输送通道，采用超高强度pe管，出液泵为混合液泵液装置，采用可调速离心泵，储液管为混合液输送通道，储液罐为混合液储存装置，采用超高强度pe材质罐体，储液阀用于防止混合液回流，采用单向阀。

所述储液罐还并列设有废液罐，对混合罐进行冲洗时，可将储液管连接至废液罐，用于收集清洗废液，为方便调整储液管的位置，在储液管和罐盖之间设置轴承，储液管可沿轴承内圈随意旋转，更换储液管的位置时，手动旋转一下即可。

所述搅拌件包括搅拌电机、搅拌轴和搅拌叶片，所述搅拌轴延伸至混合罐中下部，搅拌叶片均匀分布与搅拌轴上，搅拌轴通过搅拌电机驱动，搅拌电机与混合控制器相连，搅拌电机固定在罐盖上，罐盖上对应搅拌电机转轴设置轴承。

所述参数传感器包括液位传感器和温度传感器，所述液位传感器设有三个，一个设于罐盖上，一个固定在混合罐内壁上部，一个固定在混合罐内壁下部，所述温度传感器设于罐盖上，液位传感器用于检测混合罐内的实时液位，温度传感器用于检测混合罐内温度。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型设了置软化水输送部、带罐盖的混合罐、软化水注水部、粉料输送部、电解液输送部、储液罐和混合控制器，保证电解液现场调制全自动进行，人工只需干预初始电解液原材料添加比重和数量，后期设备自动进行电解液的调制过程，避免过多的人工干预，克服电解液调制杂质超标和波及人身安全的问题，实现了电解液现场调制过程的自动化控制，提高了电解液调制质量，可有效控制电解液杂质含量，确保了现场施工人员的人身安全，同时节约大量材料和人力成本，间接降低了液流电池整体运行成本。

附图说明

图1是本实用新型结构图。

图中：1、水箱；2、水泵；3输水管；4、泄压阀；5、压力传感器；6、输水阀；7、混合罐；8、冷却腔；9、搅拌叶片；10、注水管；11、温度传感器；12、注水阀；13、流量计；14、送粉件；15、进粉管；16、储粉罐；17、液位传感器；18、搅拌电机；19、出液管；20、出液泵；21、储液管；22、储液阀；23、储液罐；24、混合控制器；25、废料罐。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例做进一步描述：

实施例1：

如图1所示，本实用新型所述液流电池电解液现场调制装置，包括软化水输送部、带罐盖的混合罐7、软化水注水部、粉料输送部、电解液输送部、储液罐23和混合控制器24，所述混合罐7设有两层外壳，两层外壳之间形成闭合的冷却腔8，软化水输送部从混合罐7底部与冷却腔8连通，软化水注水部从冷却腔8顶部通过罐盖连通至混合罐7内部，所述粉料输送部也通过罐盖连通至混合罐7内部，混合罐7的罐盖上固定搅拌件，搅拌件动作端延伸至混合罐7中下部，所述混合罐7还通过罐盖连通电解液输送部，电解液输送部连接储液罐23，混合罐7设有参数检测传感器，参数检测传感器、软化水输送部、软化水注水部、粉料输送部和电解液输送部均与混合控制器24相连。

其中，参数传感器包括液位传感器17和温度传感器11，所述液位传感器17设有三个，一个设于罐盖上，一个固定在混合罐7内壁上部，一个固定在混合罐7内壁下部，所述温度传感器11设于罐盖上，液位传感器17用于检测混合罐7内的实时液位，温度传感器11用于检测混合罐7内温度；软化水输送部包括水箱1、水泵2和输水管3，所述输水管3上设置压力传感器5和输水阀6，压力传感器5设于水泵1和输水阀6之间，压力传感器5、水泵2和输水阀6均与混合控制器24相连，水箱1用于储存电解液用软化水，储水量在吨级以上，采用超高强度pe材质，水泵2起软化水泵水的作用，优先采用可调速离心泵，输水管3作为软化水泵水通道，采用隔热保温的ppr复合水管，压力传感器5用于检测输水管3的管道压力，输水阀6用于控制泵水循环的启动和关闭，并防止软化水回流；输水阀6和压力传感器5之间的输水管3连通泄压管路，泄压管路连通至水箱1，泄压管路上设置泄压阀4，泄压阀4与混合控制器24相连，泄压管路起软化水泄压回流作用，泄压阀4采用可控电磁阀或单向泄压阀，其开启和关闭的传感信号取自输水管3的压力传感器5。

软化水注水部包括注水管10、注水阀12、温度传感器11和流量计13，所述注水管10一端连通冷却腔8顶部，另一端通过罐盖延伸至混合罐7内部，注水管10上设置注水阀12、温度传感器11和流量计13，注水阀12、温度传感器11和流量计13均与混合控制器24相连，通过注水管10将冷却腔8内的冷却水转移至混合罐7内做调制使用，注水管10采用隔热保温的ppr复合水管，温度传感器11用于经混合罐7冷却热转化后的软化水温度检测，根据此温度信号可以控制注水阀12和输水阀6的启动和关闭，如果温度过高，两阀门关闭，停止向混合罐7内供水，流量计13用于软化水注水流量计算，采用智能电磁流量计，采用rs485通讯协议或can总线与混合控制器24进行通讯。

粉料输送部包括储粉罐16、送粉件14和进粉管15，所述送粉件14入口连接储粉罐16，所述送粉件14出口连接进粉管15，进粉管15通过罐盖连通至混合罐7内部，送粉件14与混合控制器24相连，储粉罐16用于电解液混合用化学原料储存，采用200公斤级以上超高强度pe材质罐体；送粉件14为电解液混合用化学原料输送装置，采用无轴螺旋输送机，进粉管15为电解液混合用化学粉料输送管路，采用超高强度pe管。

电解液输送部包括出液管19、出液泵20和储液管21，所述出液管19一端延伸至混合罐7底部，另一端贯穿罐盖后与出液泵20相连，出液泵20输出端通过储液管21连通至储液罐23，储液管21上设置储液阀22和温度传感器11，储液阀22、温度传感器11和出液泵20均与混合控制器24相连，出液管19为调制好的混合液输送通道，采用超高强度pe管，出液泵20为混合液泵液装置，采用可调速离心泵，储液管21为混合液输送通道，储液罐23为混合液储存装置，采用超高强度pe材质罐体，储液阀22用于防止混合液回流，采用单向阀；储液罐23还并列设有废液罐25，对混合罐7进行冲洗时，可将储液管24连接至废液罐25，用于收集清洗废液，为方便调整储液管21的位置，在储液管21和罐盖之间设置轴承，储液管21可沿轴承内圈随意旋转，更换储液管21的位置时，手动旋转一下即可。

搅拌件包括搅拌电机18、搅拌轴和搅拌叶片9，所述搅拌轴延伸至混合罐7中下部，搅拌叶片9均匀分布与搅拌轴上，搅拌轴通过搅拌电机18驱动，搅拌电机18与混合控制器24相连，搅拌电机18固定在罐盖上，罐盖上对应搅拌电机18的转轴设置轴承。

本实用新型的工作过程如下：

调制过程开始，混合控制器24系统自检，按水箱1的容积，向其内注入标准软化水达到标准液位；加水完毕后，向储粉罐16内加入标准化学原料，直至达标；如果注水管10上安装的温度传感器11检测到的温度值低于电解液混合标准温度，启动水泵2，同时打开输水阀6和注水阀12，关闭泄压阀4和储液阀22，注水过程中，由压力传感器5、流量计13、温度传感器11和液位传感器17检测混合罐7内的软化水水位、水温和水量变化，达标后，启动送粉件14，开始向混合罐7中输送化学原料，同时，启动搅拌电机18，进行电解液混合搅拌，搅拌过程中混合控制器24实时监测压力传感器5、流量计13和液位传感器17的传感信号，当混合罐7中电解液的混合液量达标后，关闭送粉件14和水泵2，随后关闭输水阀6和注水阀12，打开泄压阀4和储液阀22；5分钟后，关闭搅拌电机18，同时启动出液泵20，混合液被出液泵20从混合管7中泵出，经储液阀22和储液管21进入储液管23，整个泵液过程中实时监测温度传感器11的传感信号，一旦温度高于55℃，立刻关闭出液泵20和储液阀22，1分钟后，启动搅拌电机18，继续进行混合液搅拌过程，该搅拌过程中，实时监测温度传感器11的温度信号，当温度达到55℃时，关闭搅拌电机18，1分钟后，启动出液泵20和打开储液阀22，继续泵液过程，直至混合罐7中的混合液泵液完成，关闭出液泵20和储液阀22，1分钟后，将储液管21从储液罐23顶部移开，并安装连接到废液罐25顶部，5分钟后，打开水泵2、输水阀6、注水阀12并关闭泄压阀4，开始泵入软化水清洗罐体，清洗过程中实时监测压力传感器5、流量计13和液位传感器17的传感信号，当清洗软化水量达到清洗工艺要求时，关闭水泵2、输水阀6和注水阀12，打开泄压阀4和储液阀22，1分钟后，混合控制器24启动出液泵20，将清洗软化水从混合罐7中泵出，经储液管21流入废液罐25，清洗过程中混合控制器24实时监控液位传感器17的传感信号，当检测到清洗软化水全部泵出时，关闭出液泵20，5分钟后，将储液管21从废液罐25顶部移开，并安装连接到储液罐23顶部，整个混合流程结束。重复上述混合步骤，进行下一电解液混合流程。