SSB蓄电池安全阀的设计研究

2025-11-13 19:37:17

摘要：简要地介绍VRLA蓄电池新式安全阀结构特征，剖析了影响开闭阀压力值的要素，为开闭阀压力值规划供给了参阅依据。

要害词：阀体；阀套；预紧力；开闭阀值；外表粗糙度；应变

前言

安全阀是VRLA（阀控铅酸）蓄电池的要害部件之一，它的功能直接影响蓄电池运用的安全性和可靠性，因此安全阀的规划是VRLA蓄电池规划制作的一项重要内容。为此蓄电池行业一些厂家对此较为重视，并且积累了许多经历。本文结合笔者作业实践，就“可保护密封铅酸蓄电池安全阀”［P］（以下简称新式安全阀）规划中的几个问题谈点体会，以就教于同行。

1规划特色

安全阀规划的首要问题是：①资料结构挑选—依据VRLA蓄电池的结构尺度、作业条件挑选；②确认预紧力—依据蓄电池结构尺度、运用要求和开闭阀压力值确认；③进行开闭阀压力试验；④决议触摸外表粗糙度、阀套（或阀帽）的预紧力。

图1是新式安全阀的结构图。阀体由ABS料打针成型，阀套、

密封圈、滤酸片分别由EPDM、FPM、PTFE制成。蓄电池充放电过程中其内部发生的气体在达到开阀压力时，阀套敞开排气。当内部压力下降到闭阀压力时即封闭。因为新式安全阀采用螺纹连接和阀套密封，当阀套因老化或电池内部水分削减到影响电池的正常作业时，可将阀套及安全阀拆下进行保护和替换，从而使其具有可保护性。安全阀的密封排气功能是经过开闭阀压力值来实现的，而开闭阀压力值的巨细又由阀体与阀套的资料挑选、触摸外表粗糙度和配合松紧程度的，因此准确地确认预紧力（应变）是安全阀规划的一项重要内容。

2开阀试验

当把阀套套在阀体上时阀套会变形使其内部发生一个拉应力，咱们把这个力叫预紧力见图2。预紧力的巨细是由阀套EPDM资料的应变决议的。在弹性规模阀套的应变内可由下式表明：

式中L—阀套变形后的长度；L0—阀套原始长度。

试验现已证明开闭阀压力值的巨细与阀体触摸面外表粗糙度和阀套预紧力有关。试验时温度为20℃，阀套外表粗糙Ra为0.4，阀体与阀套触摸面面积为87.5%。预紧力由阀套应变表明，应变是由阀体外径和阀套内径测定。开闭阀压力值由阀控蓄电池开闭压力测试仪监测。

图3表明了阀体触摸面外表粗糙度为Ra0.4时开阀压力随阀套应变的改变成果。从图中可以看到：开阀压力值跟着应变的添加而增大，当应变增至25%前开阀压力跟着应变成正比例添加。

图4表明了预紧力恒定在14.4%应变情况下，开阀压力值随阀体外表粗糙度的改变成果。从图中可以看出，开闭阀压力值跟着阀体外表粗糙度下降而增大，开阀压力值与外表粗糙度成反比。当阀体外表粗糙度Ra降至12.5时开闭阀压力值为零即失灵。

由此可见，在必定条件下开阀压力值的巨细是由阀体外表粗糙度和阀套应变决议。当然开阀压力值还与阀套的外表粗糙度、触摸面积和温度有关，因为篇幅有限这里不作详细评论。

3参数确认

目前我国还没有可供给规划人员参阅的安全阀相关参数规范。为确保新式安全阀开阀压力值的一致性，陕西凌云蓄电池有限公司依据新式安全阀阀体和阀套的制作实践，对新式安全阀首要部件组件及参数规定见表1。

表1新式安全阀参数

依照表1中参数要求制作的新式安全阀，可测出在20℃时VRLA蓄电池开闭阀压力在1kPa～49kPa规模随应变（预紧力）的改变曲线如图5。从图5中可知，开阀压力49kPa时阀套应变为15.6%小于25%，因此VRLA蓄电池阀套的应变与开阀压力值成线性关系，可直接由开阀压力值查的。闭阀压力Ⅱ小于开阀压力Ⅰ，这是因为电池内压达到开阀压力值时阀套敞开，内压迅速下降，但不是降到开阀压力值封闭，闭阀压力约为开阀压力值的的81%。

依据图5测得的开阀压力数据可进行阀套应变规划。例如6-CNF-100型蓄电池，开阀压力设定为45kPa，阀体外径（与阀套触摸面）公称尺度为φ12.6mm。为此由开阀压力45kPa点作平行线找出与Ⅰ曲线交点，然后以此交点往下作垂直线，与应变线相交于14.35%。由应变（1）式可算出阀套的公称尺度应为φ11mm。

这里应当指出的是在我国开闭阀压力规定为49kPa～1kPa，详细数据由企业结合壳体强度实践而定。开阀压力值的确认，既要确保气密性功能即确保内部氧循环顺利进行，又要阻止大气中氧的入侵。考虑到EPDM运用寿数一般定为2%～15%。

依照图5闭阀压力曲线还可确认新式安全阀质量功能的好坏。例如咱们测得KS5M型蓄电池新式安全阀的开阀实压10kPa，闭阀压是1.5kPa，先从开闭阀压10kPa点作平行线找出与Ⅰ曲线交点，然后以此交点往下作垂直线，与闭阀压力曲线相交8.08kPa。该交点并不是1.5kPa。这说明预压力有问题，阀套与阀体触摸较松或阀套老化，不符合要求需要保护替换。依据咱们的经历，依照上述规划的全浮充用的固定阀控电池来说，合格的阀套寿数是4年。为了确保VRLA蓄电池的功能和寿数可靠性，应该每年检查一次开闭阀压力值，每2年替换一次。