专利名称：铰链电池排气孔盖和相关的联合排气孔组件的制作方法
技术领域：
0002本发明涉及深循环铅酸蓄电池领域。
背景技术：
0003电池排气孔盖位于电池装料孔上方，这些装料孔可以提供通 向包含电解液的容器的入口。排气孔盖密封容器使其与周围环境隔离， 并且可以提供排气孔以便使电池工作期间生成的气体排出电池。定期 地移开排气孔盖以便向电池中添水来补充因蒸发或电解消耗的水。
发明内容
0004在本发明的一个实施例中，用于铅酸电池的铰链电池盖组件 包括具有内置水填充井(watering fill well)的电池封盖、适于密封 水填充井的可移除盖、以及连接可移除盖和电池封盖的铰链。铰链由 铰链销和铰链插口组成，其中铰链销在铰链插口内浮动以允许铰链销 相对于铰链插口沿着铰链销长度方向运动。
0005在另一个实施例中，包括密封件。在又一个实施例中，包括 指示销，且该指示销在盖处于密封位置时适于接合盖上的孔。在另一 个实施例中，填充井包括位于底端的止动环。
0006在另一个实施例中，铰链插口比铰链销大。在又一个实施例 中，铰链销可以扣在铰链插口上并从铰链插口上打开。在另一个实施 例中，包括额外的可移除盖，并且每个可移除盖被连接在翻转顶盖上。
0007在一个实施例中，用于铅酸电池的联合电池盖组件包括具 有多个水填充井的电池封盖、与每个水填充井相关联并且适于密封各 自的水填充井的可移除盖、连接每个可移除盖和电池封盖的铰链、以
及适于相互连接多个可移除盖的翻转顶盖。每个可移除盖被连接到翻
转顶盖上并具有一定间隙(play)，以便每个可移除盖相对翻转盖可以 独立浮动。
0008在另一个实施例中，包括至少一个密封件，并且其适于将盖 密封到其各自的水填充井。在又一个实施例中，包括与每个填充井连 接的指示销，并且当盖处于密封位置时，每个指示销适于接合盖中相 应的孔。
0009在另一个实施例中，铰链插口比铰链销稍大，以便铰链销相 对于铰链插口可以在三维空间中运动。在又一个实施例中，翻转顶盖 包括用于将盖连接在翻转顶盖上的至少一个弹性可变形托架。
0010在一个实施例中，电池封盖上的填充井是可移除的。
0011图1是根据本发明的深循环电池的侧视图；0012图2A和图2B分别是本发明的电池的电池封盖的透视图和截 面视0013图3A和图3B分别是电池排气孔盖的顶视图和沿着线3B-3B 的截面视0014图4A和图4B是组装的排气孔盖和电池封盖的侧视图；0015图5A和图5B是组装的排气孔盖和电池封盖的截面视图；0016图6A和图6B分别是电池翻转顶盖的顶视图和沿着线6C-6C 的截面视0017图7是组装的翻转顶盖和排气孔盖的截面视图；0018图8是可选排气孔盖的截面视0019图9A和图9B分别是电池封盖的可选填充井的顶视图和截面 视图，可选填充井可以与电池封盖拆开；
0020图IOA和图IOB分别是可选排气孔盖的透视图和截面视图；0021图IIA到图IIC分别是可选电池封盖的透视图、顶视图和截 面视图；以及
0022图12是组装的图IOA和图10B的排气孔盖和图IIA到图11C 的电池封盖的截面视图。
具体实施例方式
0023下面结合附图所作的详细描述旨在描述某些实施例，包括根 据本发明各个方面提供的当前优选实施例，并不是描述本发明可以被 构造或利用的唯一形式。说明书结合图示说明的实施例陈述用于构造 和使用本发明的电池的特征和步骤。然而，应当了解相同或等效的功 能和结构可以通过不同的实施例完成，这些不同实施例也被包含在本 发明的思想和范围之内。
0024图1显示用于深循环电池的电池封盖12。该电池封盖包括用 以密封电池封盖12的装料孔(图1中未示出)的一系列铰链排气孔盖 100。铰链排气孔盖100通过翻转顶盖14结合在一起。
0025参考图2A和图2B，电池封盖12通常是矩形形状，并且包括 贯穿电池封盖12的正极端子口 19A和负极端子口 19B。填充井20垂 直贯穿电池封盖12并且进入电池，每个填充井定义出一个用以向电池 中填充液体(诸如水)的装料孔21。每个装料孔21的内部定义出一个 内部密封沟槽28，该内部密封沟槽围绕装料孔21的周围延伸。
0026每个填充井20的下端34包括多个纵向狭槽开口 32，液体可 以通过狭槽开口 32从填充井20流入电池。每个填充井20的下端34 进一步定义出具有中心孔38的止动环36。止动环阻止水枪或其它填充 装置被推进电池太深，推进太深可能损坏电极板。沿着填充井20向下 一部分，凸起面40面向电池封盖12。在凸起面40下面，填充井20 变窄。凸起面可以位于与优选水位对应的位置。对于包括自动关闭装 置的水枪，凸起面提供便利支架，水枪可以在填充期间停留在支架上， 以便水枪可以在合适的水位关闭。当不用水枪添加液体，或确定是否 需要添加液体时，凸起面和止动环进一步允许直观检测电解液水位。
0027铰链托架42从电池封盖12的顶面垂直延伸到与排气孔盖100 连接，这将在下面进一步被详细讨论。 一对铰链托架42与每个填充井 20连接。每个铰链托架42定义出一个铰链销孔54。对于该实施例， 每个铰链销孔都被开槽以便于安装相关的排气孔盖100 (参看图1)。 铰链销孔54沿着公共轴线相互对齐，其原因将在随后讨论。
0028每个填充井20还包括相应的指示销60，该指示销从电池封盖 12垂直延伸。指示销60用于直观检测装料孔21是否被排气孔盖100
适当塞紧，这将在下面描述。
0029如图3A和图3B所示，为每个装料孔21 (参看图2A和图2B) 提供可移除的排气孔盖100。每个排气孔盖100包括圆柱形插塞主体 102。根据图示说明的实施例，每个插塞主体102是空心的，其定义出 一个可以插入灭火器(未示出)的凹槽。此类灭火器在该技术领域是 众所周知的。灭火器通过插塞主体底部的孔IIO与电池内部连通。
0030每个排气孔盖100的外表面包括围绕插塞主体102的第一、 第二、第三环状密封件120、 122、 124。每个密封件可以与相应的填充 井20的内部密封沟槽28接合。每个排气孔盖还包括与排气孔盖100 的底端112相对的环形肩部126。
0031每个排气孔盖100包括铰链销114，铰链销114通过一对铰链 臂142连接在插塞主体102上并且与插塞主体102彼此隔开一段距离。 在铰链臂142之间的区域，铰链销114包括槽口 158。每个铰链销114 与图4A和图4B所示的铰链托架42中相应的一对开槽铰链销孔54(参 看图2A)相配合。根据本发明的一个实施例，铰链销孔54 (参看图 2A)比铰链销114稍大，这在使排气孔盖100安全固定在铰链托架42 上的同时，允许在排气孔盖100和电池封盖12之间存在间隙。此外， 在一个实施例中，个别排气孔盖100的铰链臂142位于相应的一对铰 链托架42之间，并且彼此隔开的距离比铰链托架42近。这使得翻转 顶盖14和电池封盖12之间在沿着铰链销轴线方向存在额外的间隙。 当关闭顶盖14时，此间隙允许插塞主体有某些运动以便排气孔盖100 的插塞主体102可以使其自身位于合适的装料孔21的中央(参看图 2B)，从而协助确保妥善密封，即使在电池封盖12或排气孔盖100的 模制中存在较小机械误差。
0032参考图5A和图5B，关闭排气孔盖100后，插塞主体102绕 着由铰链销114定义的轴旋转，直到插塞主体102(参看图4A和图4B) 进入电池封盖12的填充井20中的相应装料孔21(参看图2A和图2B)。 排气孔盖100的第一、第二、第三环状密封件120、 122、 124进入装 料孔21并且第三环状密封件124与填充井20中的内部密封沟槽28接 合以密封填充井20。尽管在关闭排气孔盖100时，优选第三环状密封 件124与填充井中的内部密封沟槽28接合以形成密封，但如果排气孔盖100未被完全压入装料孔21，则第一和第二环状密封件120、 122 通过与填充井20的侧壁接合可以提供充足密封(参看图2A和图2B)。
0033再次参考图3A和图3B，在铰链臂142的对面，支架136从 插塞主体102伸出，且一对蝶片138从该支架伸出。这些蝶片也协助 将排气孔盖100连接在翻转顶盖14上，这在稍后描述。
0034参考图6A到图6C，翻转顶盖14通常是矩形形状，并且具有 围绕其外周长延伸的边沿174。边沿174包括多个L形托架176， L形 托架与填充井20—一对应(参看图2A和图2B)。如下面所述，每个 L形托架176的任何一边都有一对位于边沿174上的切口 178，其可以 使L形托架弹性形变以便将排气孔盖100 (参看图3A)安装在翻转顶 盖14上，这将在下面进行描述。
0035提供穿过翻转顶盖14的三个圆形指示口 186，这些指示口与 电池封盖12的指示销60 —一对应(参看图2A)。提供一对朝向翻转 顶盖14的边沿174的凹坑194，其中每个指示口 186的每一侧有一个 凹坑194。
0036参考图7，每个排气孔盖100连接到翻转顶盖14上，其中蝶 片138被插入到翻转顶盖14的凹坑194内，且L形托架176中的一个 围绕铰链销114的槽口 158 (参看图3A和图3B)。蝶片138未与翻转 顶盖14的凹坑194完全接合，其允许在排气孔盖100和翻转顶盖14 之间在三维空间上存有间隙。相似地，L形托架176松弛地安装在铰链 销114的槽口 158上，其也允许元件之间存有间隙。通过在排气孔盖 100和翻转顶盖14之间的连接中建立此类间隙，尽管在翻转顶盖14 和电池封盖12的制造过程中有较小的机械误差，但是许多排气孔盖 IOO可以容易地结合在一起来妥善地密封电池封盖12中的装料孔21。 因为多个排气孔盖100的铰链销114被安排共享一个公共轴线，所以 这些多个排气孔盖可以作为使用翻转顶盖14的单元被一起打开和关 闭。
0037再次参考图5A和图5B，每个排气孔盖100的环形肩部126 位于装料孔21的外面，当排气孔盖100处于密封位置时，环形肩部126 抵顶填充井20 (参看图2B)的顶部。在此位置处，电池封盖12 (参 看图2A)的指示销60与翻转顶盖14中的环形指示口 186 (参看图6A 和图6C)接合。如果排气孔盖100未妥善密封填充井20，则指示销 60不会位于指示口 186的中央，或不会与翻转顶盖14的顶部齐平。使 用指示销和指示口可以快速直观检测指示销60以便确定排气孔盖100 是否已经妥善密封填充井20。根据本发明的一个实施例，指示销60 与翻转顶盖14形成对比色以便进一步简化直观检测。0038当翻转顶盖14翘起时(参看图1)，排气孔盖IOO被从电池封 盖12的装料孔21抽出(参看图2A和图2B)。排气孔盖100和电池封 盖12之间的间隙通过允许排气孔盖100以更垂直的方式退出装料孔 21，可以简化排气孔盖100从填充井20的移开，并且还阻止排气孔盖 100与填充井20绑定。
0039
一旦翻转顶盖14翘起并且排气孔盖100被从装料孔21上移 开，那么操作员可以向深循环电池10填充水或电解液。如上所述，填 充管可以位于装料孔21内部(参看图2A和图2B)，以便释放水或电 解液。液体进入装料孔21，并且通过狭槽开口 32和止动环口 38传到 下面的电解液容器。如上述解释，凸起面40 (参看图2A和图2B)提 供可以支持填充管的止动面，以阻止进水管进入电解液容器。止动环 36为填充管或越过凸起面40的任何其它对象提供额外的止动面。避免 因为进水管、分离器和位于电池10内部的电极之间的接触引起的潜在 损害，并且通过直观检测或使用带有自动关闭特征的水枪可以实现精 确填充。
0040
一旦操作员完成填充电池IO，则移开装料孔21上的填充管， 并且将翻转顶盖14推回到关闭状态(参看图7)。排气孔盖100和电池 封盖12之间存在的间隙允许排气孔盖100位于各自装料孔21的中央， 并且还允许排气孔盖100以更垂直的方式进入装料孔21，以便更简单 地进入。
0041
一旦翻转盖14位于填充井20上方，通过检查指示销60是否 位于指示口 186的中央并且与翻转盖14的顶面166齐平(参看图6A 和图6B)，操作员可以确保上盖100己经进入装料孔21。
0042参考图8，在可选实施例中，代替上述的联合排气孔组件，电 池10包括各自操作的排气孔盖500，以便以如上所述的方式与电池封 盖12结合使用。如前述的排气孔盖，每个排气孔盖500包括用于密封
装料孔的插塞主体502、通过一对铰链臂506连接在插塞主体502上的 铰链销504、以及便于从装料孔21 (参看图2A和图2B)移开排气孔 盖500的支架508。如上所述，铰链销与电池封盖的铰链托架相配合。 然而，因为未使用翻转顶盖，所以支架502包括指示口 510。如先前实 施例所示，指示口 510允许简单的直观检测排气孔盖500以确定插塞 主体502是否己经适当地位于填充井内。
0043参考图9A和图9B，在另一个可选实施例中，提供可以从电 池封盖12上拆下的填充井600。在此实施例中，每个填充井可以包括 整对的铰链托架602和整体的指示销604。填充井600可以通过已知的 连接器连接在电池封盖12上。此类连接器的示例包括螺纹连接器和1/4 旋转卡口固定连接器。 一旦连接到电池封盖上，可以如上所述使用填 充井。此实施例可以用于改装已经包括填充井连接器的现有电池封盖， 以便使用联合翻转顶盖组件和本发明的其它特征。
0044参考图IOA和图IOB，图示说明带有可选密封机构的排气孔 盖700。此实施例的特征在序列号为5,356,734的美国专利中被图示说 明，该美国专利通过参考以其全部内容并入本文。排气孔盖700包括 从排气孔盖700径向向外延伸的肩部702。爪形凸缘704从肩部702 大体向下延伸，并且包括螺旋形围绕排气孔盖700的周围的尖顶706。 臂凸缘708从肩部704向下延伸，然后由排气孔盖700向外延伸以便 与填充井的内表面接合。如下所述，爪形凸缘704富有弹性，当插入 电池封盖的填充井时，其向内弯曲。
0045参考图IIA到图IIC，在可选实施例中，电池封盖800包括 至少一个填充井802。在靠近顶部，填充井802包括耳状物804，越过 该耳状物可放置爪形凸缘704。在下部，填充井802包括底面，底面上 带有"最小(MIN)"字样以便于填充电池。在填充井802的内表面可 以形成凸起面806，其表面朝上。在凸起面806上可以写有"最大
(MAX)"字样以便于填充电池。
0046如上面通过本发明其它实施例所述，排气孔盖700和电池封 盖800通过铰链连接组装在一起。如图12所示，排气孔盖700进入填 充井802，并且爪形凸缘704向内弯曲，越过填充井802的耳状物804。 臂凸缘708抵顶填充井802的内表面。在完全插入位置上，每个爪形
凸缘704的尖顶706从填充井802的耳状物804的下面通过，并且爪 形凸缘704相对耳状物804的弹性压力使排气孔盖700进入填充井802 以便排气孔盖700的肩部702抵顶填充井802的顶面。
0047弹性垫圈806可以位于排气孔盖700的肩部702上。如上述 解释，由爪形凸缘704向外施加的压力使排气孔盖700进入填充井802， 并且肩部702依靠在填充井802的顶部。被压在填充井802的顶部和 排气孔盖700之间的弹性垫圈帮助在其间形成密封。
0048在本发明的其它实施例中，不是将铰链销放置在排气孔盖上 及将铰链托架放置在电池封盖上，而是铰链部件可以颠倒，将铰链托 架放置在排气孔盖上及将铰链销放置在电池封盖上。
0049尽管在优选实施例中描述了本发明，但是应当了解所使用的 语言是描述性语言而不是限制性语言。因此，在未偏离本发明的真实 范围和思想的情况下，可以在附属的权利要求范围内进行修改。
权利要求
1. 一种用于铅酸电池的铰链电池盖组件，包括电池封盖，其包括水填充井；可移除盖，其适于密封所述填充井；和铰链，其连接所述可移除盖与所述电池封盖，所述铰链包括铰链销和铰链插口，其中所述铰链销在所述铰链插口内浮动以便允许所述铰链销相对于所述铰链插口沿着所述铰链销的长度方向运动。
2. 根据权利要求1所述的电池盖组件，进一步包括至少一个密封件。
3. 根据权利要求1所述的电池盖组件，进一步包括指示销，当所 述盖处于密封位置时，所述指示销适于接合所述盖中的孔。
4. 根据权利要求1所述的电池盖组件，其中所述填充井包括位于 底端的止动环。
5. 根据权利要求1所述的电池盖组件，其中所述铰链插口比所述 铰链销大。
6. 根据权利要求5所述的电池盖组件，其中所述铰链销可以扣在 所述铰链插口上并且所述铰链销可以从所述铰链插口上打开。
7. 根据权利要求1所述的电池盖组件，进一步包括额外的可移除 盖，其中每个可移除盖被连接在翻转顶盖上。
8. —种用于铅酸电池的联合电池盖组件，包括 电池封盖，其包括多个水填充井；可移除盖，其连接在每个水填充井上并适于密封各自的水填充井；铰链，其用于连接每个可移除盖与所述电池封盖；和翻转顶盖，其适于相互连接所述多个可移除盖，其中每个可移除 盖被连接到所述翻转盖上并具有一定量的间隙，以便每个可移除盖相 对与所述翻转顶盖独立浮动。
9. 根据权利要求7所述的联合电池盖组件，其中每个盖进一步包括至少一个密封件，所述密封件适于将所述盖密封在其各自的水填充井上。
10. 根据权利要求7所述的联合电池盖组件，进一步包括与每个填 充井相关联的指示销，当所述盖处于密封位置时，每个指示销适于接 合所述封盖中的相应的孔。
11. 根据权利要求7所述的联合电池盖组件，其中每个填充井包括 位于底端的止动环。
12. 根据权利要求7所述的联合电池盖组件，其中每个铰链插口比 相应的铰链销稍大，以便允许所述铰链销相对于所述铰链插口在三维 空间中运动。
13. 根据权利要求7所述的联合电池盖组件，其中所述翻转顶盖进 一步包括至少一个弹性可变形托架，用以将所述盖连接在所述翻转顶盖上。
14. 一种用于铅酸电池的电池盖组件，包括 电池封盖，其包括可移除水填充井； 可移除盖，其适于密封所述水填充井；和铰链，其用于连接所述可移除盖与所述水填充井，所述铰链包括 铰链销和铰链插口，其中所述铰链销在所述铰链插口内浮动以便允许 所述铰链销相对于所述铰链插口沿着所述铰链销的长度方向运动。
15. 根据权利要求14所述的电池盖组件，进一步包括至少一个密 封件。
16. 根据权利要求14所述的电池盖组件，进一步包括指示销，当 所述盖处于密封位置时，所述指示销适于接合所述盖中的孔。
17. 根据权利要求14所述的电池盖组件，其中所述填充井包括位 于底端的止动环。
18. 根据权利要求14所述的电池盖组件，其中所述铰链插口比所 述铰链销大。
19. 根据权利要求18所述的电池盖组件，其中所述铰链销可以扣 在所述铰链插口上并且所述铰链销可以从所述铰链插口上打开。
20. 根据权利要求14所述的电池盖组件，进一步包括额外的可移 除盖，其中每个可移除盖被连接在翻转顶盖上。
全文摘要
提供一种深循环电池，其具有至少一个排气孔盖。每个排气孔盖可以盖在电池封盖的装料孔上和从电池封盖的装料孔上移开。通过铰链连接将排气孔盖连接到电池封盖上，该铰链连接允许排气孔盖和电池封盖间存在间隙并且允许排气孔盖旋转。在一个实施例中，提供了联合排气孔组件，其中包含一系列排气孔盖的翻转顶盖可以使操作员从装料孔一次移开全部的排气孔盖，并且可以将排气孔盖一次全部盖在装料孔上。
文档编号H01M2/12GK101379633SQ200780004800
公开日2009年3月4日 申请日期2007年1月17日 优先权日2006年1月17日
发明者J·J·布里格斯, W·B·布莱希特 申请人:特洛伊电池公司