CN101017889A - 碱性干电池电解液真空吸收装置 - Google Patents

Abstract

碱性干电池电解液真空吸收装置，包括底座、立柱和顶板，底座和顶板上设有由变频马达经齿轮输入旋转动力的主轴，主轴上设有多层同步旋转的托杯旋转机构，每层沿圆周均布多个安装电池的托杯工位，实现托杯进出工位的托杯输送机构，由导杆带动罩杯上、下的罩杯提升机构，电池设在罩杯和托杯形成的密闭空间内，连接真空泵的气管部件由真空阀开启接通密闭空间，从而实现电池在真空负压状态下吸收电解液至电池正极环和隔膜纸中。该装置构思巧妙、设计合理、结构简单、动作协调，可高效快速完成吸液过程，达到电解液饱和，避免电解液飞溅，提高产品电性能和防漏功能，填补了电池电解液吸收设备的空白，解决了电池电解液保有量不足和电池内阻增大的缺陷。

Description

碱性干电池电解液真空吸收装置

技术领域

本发明涉及一种电池真空吸液装置，具体的说是碱性干电池电解液真空吸收装置。

背景技术

随着现代电器的发展，数码产品的逐步普及，用干电池供电的大电流大功率电器产品逐步增加，对电池性能的要求也越来越高，突出表现为在大负荷下需维持卓越耐久的产品性能。经研究，碱性干电池在大负荷下放电结束或电池贮存后性能下降，较大的原因为电池中的电解液减少或干涸造成的，因此如何提高电池内电解液的含量一直以来是电池制作企业需要解决的难点之一。目前采用的在电池储存盘内通过常压的方式来吸收电解液，易造成电池内电解液保有量不足，正极环内空气不易排出，吸收时间较长等不良现象，而碱性电解液暴露在空气中的时间越长，越易造成电解液碳酸化和水分蒸发，这一切都将导致电池的内阻增大，大负荷放电特性变差和贮存后性能更差的缺陷。

发明内容

本发明的发明目的在于弥补现有技术的不足而提供一种使用真空负压力，实现高效快速地将电池内的电解液吸收到电池的正极环和隔膜纸中的干电池电解液真空吸收装置，以达到提高电池内电解液的含量，确保大负荷放电特性和贮存后性能的稳定。

本发明的发明目的通过以下技术方案实现：

一种碱性干电池电解液真空吸收装置，其包括底座、与底座固定的多根立柱、立柱顶部固定有顶板，所述的底座和顶板上设有垂直安装的主轴，该主轴支承在与底座固定的轴承座轴承中，由变频马达经齿轮输入旋转动力；其特征在于所述的主轴上设有多层以主轴带动旋转的托杯旋转机构，每层托杯旋转机构沿圆周均布有多个安装电池的托杯工位；实现托杯进出工位的托杯输送机构；由导杆带动罩杯上、下的罩杯提升机构；电池设在罩杯和托杯形成的密闭空间内，实现电池处于真空负压状态进行电解液真空吸收的是罩杯顶部的接气管经气管部件接通密闭空间和真空泵；实现真空泵启闭的是设在顶板上方的控制部件中的真空阀。

所述的托杯旋转机构沿主轴以相同间距设有2～6层，每层的托杯旋转机构包括以主轴肩胛定位的固定法兰，套装在固定法兰上的工作转盘与其上方的托模转盘以张紧套连接在主轴上并与主轴同步旋转；所述的托模转盘每层沿圆周面均布20～60个托杯工位槽，托杯工位槽中的托杯是安装电池的电池腔，托杯顶部通过罩杯提升机构罩合而定位，托杯底部与工作转盘同水平位置，在托杯下方的工作转盘内设有下密封圈和顶出托杯的顶套和弹簧。

所述的托杯输送机构包括固定在底座两侧的轨道支架，在轨道支架上固定有托板，托板层数与托杯旋转机构的层数相等，并处在同一水平面上，每层托板上固定有输送托杯的轨道入口处和轨道出口处，由每层的小电机经皮带输送进入轨道，轨道入口处和轨道出口处与托杯旋转机构的托杯工位槽相衔接并形成高低差，每一层托杯旋转的工作周期与主轴相同，转角为240°～350°。

所述的罩杯提升机构包括固定在立柱上的顶板，顶板下方固定有上凸轮，在上凸轮的圆周面上设有凸轮螺旋槽，沿凸轮螺旋槽滑行、数量与托杯工位槽数相等的轴承连接件和与其连接作升降运动的导杆，所述的导杆穿过各层工作转盘内的轴套沿轴套上、下滑行，同时在导杆的每一层面上设有固定的罩杯固定座，该固定座内设有带内密封圈的罩杯，该罩杯罩住托杯后与托杯下方工作转盘内的下密封圈形成密闭空间，电池置于该密闭空间内，罩杯的上方连接气接头。

所述的气管部件的接气管一端连接真空泵、另一端经主轴顶部的专用旋转接头与固定在盖板上的气接头连接，经分气环中的分气槽接出与每层托杯工位数相等的气接头分别连接固定在转盘下方的真空阀，各路接气管经主轴内孔和设在支架上的气管分配器，分成共用一个真空阀的各接气管分别连接到安装在各层罩杯上的气接头上。

所述的控制部件包括位于顶板上方的主轴上设有由法兰支承的与主轴同步旋转的转盘，转盘上设有由盖板封闭的分气环，分气环中有分气槽，经接气管连接固定在转盘左下方的真空阀，启闭真空阀的摇杆固定在转盘下方，所述的摇杆跟随转盘转动的同时又受固定在顶板上的凸轮控制作上、下摆动启闭真空阀。

所述的轴承连接件包括连接在导杆顶端的螺栓和螺母，螺栓在位于上凸轮螺旋槽端固定有轴承，该轴承外径与凸轮螺旋槽活动相配，导杆在与托杯旋转机构同步旋转的同时沿着凸轮螺旋槽滑行升降。

与现有技术相比，本发明使用真空负压力将电池内的电解液吸收到电池正极环和隔膜纸中，该吸收装置采用了多层工作转盘，每个转盘设多个工位，每一工位中的电池单独完成吸收过程，该装置构思巧妙，设计合理，结构简单，动作协调，可高效快速完成吸液过程，达到电解液饱和，可通过降低转速来避免电池在高速运转时，电池腔内的电解液飞溅，从而提高产品的电性能和防漏性能，填补了电池制造行业对电池电解液真空吸收设备的空白，解决了常压方式来吸收电解液所带来的电池电解液保有量不足和电池内阻增大的缺陷，确保大负荷放电特性和贮存后性能的稳定。

附图说明

图1为本发明结构示意图(罩杯罩住托杯状态图)。

图2为图1的A-A剖视图。

图3为托杯、罩杯部位的结构放大图。

图4为托模转盘结构图。

具体实施方式

下面再结合上述附图对本发明实施例进行具体说明。

如图1～4所示，碱性干电池电解液真空吸收装置，是一种对注入电解液后的电池41如何利用真空吸收方式将电解液快速吸收到电池正极环和隔膜纸中的技术方案。该方案以底座22、四根立柱10、立柱顶部的顶板9互相固定构成整个装置的支撑。在底座和顶板上设有垂直安装的主轴19，主轴底端支承在与底座固定的轴承座21内的轴承中，顶端穿过顶板向上延伸，主轴由变频马达经齿轮23输入旋转动力。

所述的顶板与底盘之间的主轴上设有以主轴带动旋转的托杯旋转机构，该托杯旋转机构沿主轴19以相同间距设有上、中、下3层，每层设有以主轴肩胛定位的固定法兰18，工作转盘17套设在固定法兰上，托模转盘25设在工作转盘上方，并通过张紧套20与主轴连接一起并与主轴同步旋转。所述的托模转盘25每层沿圆周面均布48个托杯工位槽42，托杯28是安装电池41的容腔，每一托杯占据一个托杯工位，每层工位上下对应，顶部由罩杯提升机构定时罩合而定位，托杯底部与工作转盘处在同一水平位置，托杯下方的工作转盘内设有下密封圈38和顶出托杯的顶套39和弹簧40。

实现托杯28进入工位或退出工位的托杯输送机构，包括与底座22固定的设置在左、右两侧的轨道支架15，在轨道支架上固定有与托杯旋转机构层数相同的3层托板16，并处在同一水平面上，托板上固定有输送托杯的轨道入口处35和轨道出口处36，托杯的输入由每一层40瓦的小电机经1毫米厚的平皮带输入，经托板16上的轨道入口处35高于与工位槽相衔接的输送板(图中未示)将托杯送入工位槽，托杯从输入到输出的工作周期转角为300°，与主轴旋转角度一致，输出时由轨道出口处36低于与工位槽相衔接的输送板(图中未示)将真空吸收电解液后的托杯输出，完成一个工作周期。而主轴的旋转速度根据真空吸液时间10～50秒的需要，由变频器控制马达转速带动主轴得到控制。

所述的罩杯提升机构设在顶板下方，包括固定在立柱上的顶板9，顶板下方固定有上凸轮12，在上凸轮的圆周面上加工有凸轮螺旋槽11，串联各层托杯旋转机构的导杆24与每层工作转盘孔内的轴套27活动配合，导杆在与主轴同步旋转的同时又沿着各层轴套上下滑行，其上下滑行的轨迹由连接在导杆顶端的轴承连接件31沿着凸轮螺旋槽11运动而获得。轴承连接件31由连接在导杆24顶端的螺栓、螺母、以及螺栓在位于凸轮螺旋槽端的轴承组成。该轴承外径与凸轮螺栓槽活动相配，要求导杆在沿着凸轮螺旋槽内运动时活动自如，无阻力。同时在导杆的每一层面上设有固定的罩杯固定座30，在该罩杯固定座内设有带内密封圈37的罩杯29，罩杯跟随导杆上下升降，上升时带动罩杯脱离托杯为安装有电池的托杯的输出提供保证，下降时罩住托杯实现对托杯内的电池真空吸收电解液。当罩杯罩住托杯后，与托杯下方工作转盘内的下密封圈形成密闭空间，形成密闭空间的内密封圈37和下密封圈38均为硅胶制作，电池41就置于该密闭空间内，罩杯的上方连接气接头26经该气接头连接气管部件。上凸轮螺旋槽的设计必须保证导杆一升一降的时间与每一托杯工位的工作周期转角300°相协调。

所述的气管部件包括一端连接真空泵3、另一端连接主轴顶部的接气管2，主轴顶部安装有专用旋转接头1，使接入的接气管在主轴旋转时不会引起绕线现象。接气管经主轴顶部与盖板4上的气接头26连接，由盖板密封的分气环5中有分气槽7，由分气环上与每层托杯工位数相等的48个气接头26经接气管2分别连接48个真空阀34，各路穿过主轴内孔接向与托模转盘固定的支架14上的气管分配器13，每一气管分配器分成共用一个真空阀34的3路接气管，由于支架连接在第一层上，一路直接与罩杯上的气接头26连接，另外各路的接气管2需穿过工作转盘和托模转盘的穿管孔43后分别连接罩杯29上的气接头26，形成抽真空的气管部件，通过控制部件实现真空阀的启闭从而达到启闭真空泵的目的。

所述的启闭真空泵3的控制部件包括位于顶板上方的主轴上设有与主轴同步旋转的转盘8，该转盘套装在与主轴固定的法兰6上由法兰支承，转盘上设有由盖板封闭的分气环5，分气环中有分气槽7，经接气管连接固定在转盘下方的真空阀34，启闭真空阀的是固定在转盘下方的摇杆33，该摇杆受固定在顶板上的凸轮32控制，摇杆在与转盘同步旋转的同时受凸轮控制同时作摆动动作，当摇杆碰到凸轮最高点时，作向上摆动，从而抵触真空阀开关而启动真空阀，相反，摇杆碰到凸轮最低点时向下摆动，真空阀失去作用力后自动关闭。

本发明对注入电解液的电池进行电解液吸收采用多层工作转盘、每个转盘多个工位、每一工位中的电池单独连续旋转式抽真空方式来完成电池中的电解液吸收到正极环和隔膜纸中。当载有注入电解液电池41的托杯28经多层托杯输送机构由每层轨道入口处35进入同层托模转盘25的工位槽后，在托模转盘的作用下分别固定在工作转盘17工位上，与真空阀34相连的罩杯29在导杆24带动下，通过与上凸轮12的凸轮螺旋槽11使导杆向下运动而带动罩杯罩住托杯，使罩杯与托杯之间形成密闭空间，此时控制部件的摇杆33在凸轮32作用下将真空阀34阀门打开开始抽真空，当托杯工位内的电池处于真空负压状态，电池腔内的电解液就快速吸收到正极环和隔膜纸中，电池完成真空吸液后，导杆在上凸轮的作用下又带动罩杯向上运动，使装有电池的托杯在底部顶套39和弹簧40的作用下上升至工作转盘平面，并在托模转盘作用下由轨道出口处36输出进入下一工序。其中从真空吸液开始到结束，装有电池的托杯随工作转盘旋转角度达300°。采用上述结构的碱性干电池电解液真空吸收装置，可快速吸收电解液，达到电解液饱和，同时可降低机器运转速度，避免电池在高速运转时，电池腔内的电解液飞溅，从而达到产品的电性能和防漏性能的提高，也保证了整机的生产能力。

Claims (7)

1、一种碱性干电池电解液真空吸收装置，其包括底座(22)、与底座固定的多根立柱(10)、立柱顶部固定有顶板(9)，所述的底座和顶板上设有垂直安装的主轴(19)，该主轴支承在与底座固定的轴承座(21)轴承中，由变频马达经齿轮(23)输入旋转动力；其特征在于所述的主轴(19)上设有多层以主轴带动旋转的托杯旋转机构，每层托杯旋转机构沿圆周均布有多个安装电池(41)的托杯工位；实现托杯进出工位的托杯输送机构；由导杆(24)带动罩杯(29)上、下的罩杯提升机构；电池设在罩杯(29)和托杯(28)形成的密闭空间内，实现电池处于真空负压状态进行电解液真空吸收的是罩杯顶部的接气管(2)经气管部件接通密闭空间和真空泵(3)；实现真空泵启闭的是设在顶板上方的控制部件中的真空阀(34)。

2、根据权利要求1所述的碱性干电池电解液真空吸收装置，其特征在于所述的托杯旋转机构沿主轴(19)以相同间距设有2～6层，每层的托杯旋转机构包括以主轴肩胛定位的固定法兰(18)，套装在固定法兰上的工作转盘(17)与其上方的托模转盘(25)以张紧套(20)连接在主轴上并与主轴同步旋转；所述的托模转盘(25)每层沿圆周面均布20～60个托杯工位槽(42)，托杯工位槽中的托杯(28)是安装电池(41)的电池腔，托杯顶部通过罩杯提升机构罩合而定位，托杯底部与工作转盘同水平位置，在托杯下方的工作转盘内设有下密封圈(38)和顶出托杯的顶套(39)和弹簧(40)。

3、根据权利要求1所述的碱性干电池电解液真空吸收装置，其特征在于所述的托杯输送机构包括固定在底座两侧的轨道支架(15)，在轨道支架上固定有托板(16)，托板层数与托杯旋转机构的层数相等，并处在同一水平面上，每层托板上固定有输送托杯的轨道入口处(35)和轨道出口处(36)，由每层的小电机经皮带输送进入轨道，轨道入口处和轨道出口处与托杯旋转机构的托杯工位槽相衔接并形成高低差，每一层托杯旋转的工作周期与主轴相同，转角为240°～350°。

4、根据权利要求1所述的碱性干电池电解液真空吸收装置，其特征在于所述的罩杯提升机构包括固定在立柱上的顶板(9)，顶板下方固定有上凸轮(12)，在上凸轮的圆周面上设有凸轮螺旋槽(11)，沿凸轮螺旋槽滑行、数量与托杯工位槽数相等的轴承连接件(31)和与其连接作升降运动的导杆(24)，所述的导杆穿过各层工作转盘内的轴套(27)沿轴套上、下滑行，同时在导杆的每一层面上设有固定的罩杯固定座(30)，该固定座内设有带内密封圈(37)的罩杯(29)，该罩杯罩住托杯(28)后与托杯下方工作转盘内的下密封圈(38)形成密闭空间，电池置于该密闭空间内，罩杯的上方连接气接头(26)。

5、根据权利要求1所述的碱性干电池电解液真空吸收装置，其特征在于所述的气管部件的接气管(2)一端连接真空泵(3)、另一端经主轴顶部的专用旋转接头(1)与固定在盖板上的气接头(26)连接，经分气环(5)中的分气槽(7)接出与每层托杯工位数相等的气接头分别连接固定在转盘下方的真空阀(34)，各路接气管经主轴内孔和设在支架(14)上的气管分配器(13)，分成共用一个真空阀的各接气管分别连接到安装在各层罩杯上的气接头(26)上。

6、根据权利要求1～5任一项所述的碱性干电池电解液真空吸收装置，其特征在于所述的控制部件包括位于顶板上方的主轴上设有由法兰(6)支承的与主轴同步旋转的转盘(8)，转盘上设有由盖板(4)封闭的分气环(5)，分气环中有分气槽(7)，经接气管连接固定在转盘左下方的真空阀(34)，启闭真空阀的摇杆(33)固定在转盘下方，所述的摇杆跟随转盘转动的同时又受固定在顶板上的凸轮(32)控制作上、下摆动启闭真空阀(34)。

7、根据权利要求4所述的碱性干电池电解液真空吸收装置，其特征在于所述的轴承连接件(31)包括连接在导杆(24)顶端的螺栓和螺母，螺栓在位于上凸轮(12)螺旋槽端固定有轴承，该轴承外径与凸轮螺旋槽(11)活动相配，导杆在与托杯旋转机构同步旋转的同时沿着凸轮螺旋槽滑行升降。

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