CN101927228B - 一种挤压涂布机及其涂布系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种挤压涂布机及其涂布系统，所述涂布系统包括挤压头和控制阀，所述控制阀的阀体包括一个三通阀和一个二通阀，所述三通阀第一端为进料端，第二端与回流口连接，第三端与所述二通阀的一端相连接，二通阀的另一端与挤压头相连接，所述三通阀的第二端内设有回流阀芯和回流开闭闸，回流开闭闸设置在回流阀芯上，回流阀芯与其驱动装置相连接，所述二通阀内设有进料阀芯和进料开闭闸，所述进料开闭闸设置在进料阀芯上，进料阀芯与其驱动装置相连接。由于本发明所述涂布系统结构简单，控制方便，实现了间隙涂布，并提高挤压涂布机的间隙涂布质量，而且阀体清洗方便，对锂离子电池的工艺适应性相当好。
Description
技术领域
本发明涉及一种锂电池制造设备，尤其是一种挤压涂布机及其涂布系统。
背景技术
涂布是锂离子电池生产过程中必不可少的工序，也是直接影响电池安全性、容量、一致性等各项性能的关键工序。涂布就是将制作好的糊状粘稠浆料，均匀、连续或间断地涂覆在基体(铝箔或铜箔)上，保证各个涂布位置的厚度一致、并将涂布厚度控制在工艺要求的公差范围内。
目前国内有两种涂布方式：转移式和挤压式，转移式是一种成熟的技术，但是其结构复杂，设备调试麻烦，由于转移式涂布机的浆料处于裸露状态，因此对浆料的性能会有一定的影响，时间稍长就会产生结块，无法涂覆的问题；通过实验，挤压式涂布机技术日益成熟，它的机械结构简单，设备小型，空间节省，调试方便，其涂布挤压头部分是封闭式，浆料在涂覆期间都是与外界隔绝的，因此不会因为空气的原因使浆料变质。
挤压式涂布机的涂布精度要比转移式涂布机高出许多，目前的实验结果显示，转移式的最小涂布厚度极限是50μm，而挤压式涂布可以达到20μm，对锂电池工艺的适应性更强。但是一直以来，挤压式涂布机都只能进行连续涂布，不能实现在涂布过程中按照工艺标准要求的间断涂布，这就造成了锂离子电池生产的后工序必须进行刮粉作业，即将工艺标准要求的涂布间隙位的极粉刮除，这样既浪费原材料，又耗费人力。
在国外，挤压式涂布机通过高灵敏度控制阀可以实现间隙涂布，但是高灵敏度控制阀均为电控阀，结构复杂，而且价格昂贵，在国内还没有技术能力开发出此种控制阀，导致挤压式涂布机价格昂贵，远远超过转移式涂布机；同时，高灵敏度控制阀因为结构复杂，不易维护，在发生浆料堵塞的情况时，需要长时间的清洗维护，在性价比上，无法与转移式涂布机相竞争。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种简易的、能够实现间隙涂布的挤压涂布机及其涂布系统。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：提供一种挤压涂布机的涂布系统，包括挤压头、控制阀和控制系统，所述控制阀的阀体包括一个三通阀和一个二通阀，所述三通阀第一端为进料端，第二端与回流口连接，第三端与所述二通阀的一端相连接，二通阀的另一端与挤压头相连接，所述三通阀的第二端内设有回流阀芯和回流开闭闸，回流开闭闸设置在回流阀芯上，回流阀芯与其驱动装置相连接，所述二通阀内设有进料阀芯和进料开闭闸，所述进料开闭闸设置在进料阀芯上，进料阀芯与其驱动装置相连接，回流阀芯的驱动装置和进料阀芯的驱动装置与控制系统电连接。
其中，所述回流阀芯的驱动装置为回流开闭控制气缸，进料阀芯的驱动装置为进料开闭控制气缸。
其中，所述进料开闭闸与二通阀的管壁形成相适配的活塞结构。
其中，所述挤压头上设有出料端，所述出料端处设有供料压力表，所述三通阀的第二端与回流口之间还设有回流节流阀，回流节流阀的进料端设有回流压力表。
其中，所述进料阀芯和回流阀芯上均套设有密封圈。
其中，所述控制系统为可编程PLC控制系统。
本发明还提供一种挤压涂布机，包括涂布系统，所述涂布系统包括挤压头、控制阀和控制系统，所述控制阀的阀体包括一个三通阀和一个二通阀，所述三通阀第一端为进料端，第二端与回流口连接，第三端与所述二通阀的一端相连接，二通阀的另一端与挤压头相连接， 所述三通阀的第二端内设有回流阀芯和回流开闭闸，回流开闭闸设置在回流阀芯上，回流阀芯与其驱动装置相连接，所述二通阀内设有进料阀芯和进料开闭闸，所述进料开闭闸设置在进料阀芯上，进料阀芯与其驱动装置相连接，回流阀芯的驱动装置和进料阀芯的驱动装置与控制系统电连接。
其中，所述进料开闭闸与二通阀的管壁形成相适配的活塞结构。
其中，所述挤压头上设有出料端，所述出料端处设有供料压力表，所述三通阀的第二端与回流口之间还设有回流节流阀，回流节流阀的进料端设有回流压力表。
其中，所述控制系统为可编程PLC控制系统。
本发明的有益效果是：由于本发明所述控制阀的阀体包括一个三通阀和一个二通阀，在三通阀内设置了回流阀芯和回流开闭闸，在二通阀内设置了进料阀芯和进料开闭闸，通过控制进料开闭闸和回流开闭闸的开闭实现了间隙涂布，由于控制阀是机械阀，其阀体、接口的腔体大小恒定不变，不会对进料流量的大小产生影响，提高挤压涂布机的间隙涂布质量；控制阀安装在进料管路上直接与挤压头相连，有效地缩短了进料距离，使控制阀对涂布间隙质量的控制更直接，效果更好，而且阀体清洗方便，只需要用清洗液循环流经阀体即可，不需要拆卸清洗；进料开闭闸和回流开闭闸分别由其驱动装置来控制，结构简单，控制方便，可实现进料和回流的快速通断，更换产品品种时不需要对阀体进行变更，对锂离子电池的工艺适应性相当好。采用本发明所述涂面系统的挤压涂布机结构简单、控制方便，对锂离子电池的工艺适应性相当好。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。
图1是本发明所述挤压涂布机的涂布系统的外部结构示意图；
图2是本发明所述挤压涂布机的涂布系统的内部结构示意图；
图3是图2中A处放大图。
其中，1、挤压头；2、控制阀；21、三通阀；211、三通阀第一端； 212、三通阀第二端；213、三通阀第三端；22、二通阀；221、二通阀第一端；222、二通阀第二端；23、进料阀芯；24、进料开闭闸；25、回流阀芯；26、回流开闭闸；3、进料开闭控制气缸；4、回流开闭控制气缸；5、进料口；6、回流口；7、供料压力表；8、回流压力表；9、回流节流阀；10、密封圈。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
作为本发明挤压涂布机的涂布系统的实施例，请参阅图1和图2，包括挤压头1、控制阀2和控制系统，所述控制阀2的阀体包括一个三通阀21和一个二通阀22，所述三通阀第一端211为进料端，与进料口5连接，三通阀第二端212与回流口6连接，三通阀第三端213与所述二通阀的第一端221相连接，二通阀第二端222与挤压头1相连接，所述三通阀第二端212内设有回流阀芯25和回流开闭闸26，回流开闭闸26设置在回流阀芯25上，回流阀芯25与其驱动装置相连接，所述二通阀22内设有进料阀芯23和进料开闭闸24，所述进料开闭闸24设置在进料阀芯23上，进料阀芯23与其驱动装置相连接，本实施例中回流阀芯25的驱动装置为回流开闭控制气缸4，进料阀芯23的驱动装置为进料开闭控制气缸3，本实施例中进料阀芯23和回流阀芯25上均套设有密封圈10，本实施例控制系统为可编程PLC控制系统，进料开闭控制气缸3和回流开闭控制气缸4与PLC控制系统电连接，并由可编程PLC控制系统编程控制。
当需要连续涂布时，可编程PLC控制系统使回流开闭控制气缸4工作，拉动回流阀芯25，回流阀芯25带动回流开闭闸26使回流口6封闭，同时进料开闭控制气缸3工作，推动进料阀芯23，进料阀芯23推动进料开闭闸24，使二通阀22打开，浆料经进料口5和二通阀22连续地被挤入挤压头1，从而实现连接涂布工作。
当需要间隙涂布时，可编程PLC控制系统使回流开闭控制气缸4工 作，拉动回流阀芯25，回流阀芯25带动回流开闭闸26使回流口6关闭，同时进料开闭控制气缸3工作，推动进料阀芯23，进料阀芯23推动进料开闭闸24，使二通阀22打开，浆料经进料口5和二通阀22被挤入挤压头1，完成一定涂布距离后，PLC控制系统使回流开闭控制气缸4工作，推动回流阀芯25，回流阀芯25带动回流开闭闸26使回流口6打开，同时进料开闭控制气缸3工作，拉动进料阀芯23，进料阀芯23拉动进料开闭闸24，使二通阀22关闭，浆料经三通阀的第二端212流出回流口6，并通过回流管道，流回到浆料储存罐，此时挤压头1没有浆料挤出，涂布停止，不断地重复上述二个过程，就实现了间隙涂布。
由于本发明所述控制阀的阀体包括一个三通阀21和一个二通阀22，在三通阀21内设置了回流阀芯25和回流开闭闸26，在二通阀22内设置了进料阀芯23和进料开闭闸24，通过控制进料开闭闸24和回流开闭闸26的开闭实现了间隙涂布，由于控制阀2是机械阀，其阀体、接口的腔体大小恒定不变，不会对进料流量的大小产生影响，提高挤压涂布机的间隙涂布质量，而且控制阀2安装在进料管路上直接与挤压头1相连，有效地缩短了进料距离，使控制阀2对涂布间隙质量的控制更直接，效果更好，而且阀体清洗方便，只需要用清洗液循环流经阀体即可，不需要拆卸清洗；进料开闭闸24和回流开闭闸26分别由进料开闭控制气缸3和回流开闭控制气缸4来控制，结构简单，控制方便，可实现进料和回流的快速通断，更换产品品种时不需要对阀体进行变更，对锂离子电池的工艺适应性相当好。
上述实施例中，挤压头1上设有出料端，所述出料端处还可以设置供料压力表7，三通阀的第二端212与回流口6之间还可以设置回流节流阀9，回流节流阀9的进料端设置回流压力表8，供料压力表7用于显示进料压力，回流压力表8用于显示回流压力，设置供料压力表7、回流压力表8的目的在于能够直观地了解进料压力和回流压力，方便操作人员调节，而设置回流节流阀9的目的在于通过调节回流节流阀9流量的大小，使回流压力与进料压力达到一致，保证在间隙涂布进料和回流交替时整个管路的压力能够保持平衡。
上述实施例中，回流阀芯25和进料阀芯23的驱动装置为也可以为电磁阀、直线电机等结构。
作为本发明挤压涂布机的涂布系统的另一个实施例，如图3所示，所述进料开闭闸24的直径与二通阀22的管壁内径相适配，使进料开闭闸24与二通阀22的管壁形成活塞结构。由于进料开闭闸24与二通阀22的管壁形成相适配的活塞结构，在进料开闭闸24被拉动过程中，活塞装置可以将挤压头1中的浆料吸回一部分，使挤压头1喷嘴处的浆料能瞬时回流，形成干净、直线、无拖尾的间隙涂布效果；在开始涂布时，进料开闭闸24被推出过程中，活塞装置可以把浆料瞬间压出，保证挤压头1的喷嘴处供料及时，形成直线、无拖尾的涂布起始效果。
作为本发明所述挤压涂布机的实施例，包括涂布系统，如图1至图3所示，所述涂布系统包括挤压头1、控制阀2和控制系统，所述控制阀2的阀体包括一个三通阀21和一个二通阀22，所述三通阀第一端211为进料端，与进料口5连接，三通阀第二端212与回流口6连接，三通阀第三端213与所述二通阀第一端221相连接，二通阀第二端222与挤压头1相连接，所述三通阀第二端212内设有回流阀芯25和回流开闭闸26，回流开闭闸26设置在回流阀芯25上，回流阀芯25与其驱动装置相连接，所述二通阀22内设有进料阀芯23和进料开闭闸24，所述进料开闭闸24设置在进料阀芯23上，进料阀芯23与其驱动装置相连接，本实施例中回流阀芯25的驱动装置为回流开闭控制气缸4，进料阀芯23的驱动装置为进料开闭控制气缸3，本实施例中进料阀芯23和回流阀芯25上均套设有密封圈10，本实施例控制系统为可编程PLC控制系统，进料开闭控制气缸3和回流开闭控制气缸4与可编程PLC控制系统电连接，并由PLC控制系统编程控制。
所述进料开闭闸24的直径与二通阀22的管壁内径相适配，使进料开闭闸24与二通阀22的管壁形成活塞结构；挤压头1上设有出料端，所述出料端处还设置供料压力表7，三通阀的第二端212与回流口6之间还设置回流节流阀9，回流节流阀9的进料端设置回流压力表8。
由于在上面涂布系统实施例已经讲明了其结构组成、工作过程及带来的有益效果，此处不再赘述。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种挤压涂布机的涂布系统，其特征在于：包括挤压头、控制阀和控制系统，所述控制阀的阀体包括一个三通阀和一个二通阀，所述三通阀第一端为进料端，第二端与回流口连接，第三端与所述二通阀的一端相连接，二通阀的另一端与挤压头相连接，所述三通阀的第二端内设有回流阀芯和回流开闭闸，回流开闭闸设置在回流阀芯上，回流阀芯与其驱动装置相连接，所述二通阀内设有进料阀芯和进料开闭闸，所述进料开闭闸设置在进料阀芯上，进料阀芯与其驱动装置相连接，回流阀芯的驱动装置和进料阀芯的驱动装置与控制系统电连接。
2.根据权利要求1所述的挤压涂布机的涂布系统，其特征在于：所述回流阀芯的驱动装置为回流开闭控制气缸，进料阀芯的驱动装置为进料开闭控制气缸。
3.根据权利要求1所述的挤压涂布机的涂布系统，其特征在于：所述进料开闭闸与二通阀的管壁形成相适配的活塞结构。
4.根据权利要求1所述的挤压涂布机的涂布系统，其特征在于：所述挤压头上设有出料端，所述出料端处设有供料压力表，所述三通阀的第二端与回流口之间还设有回流节流阀，回流节流阀的进料端设有回流压力表。
5.根据权利要求1所述的挤压涂布机的涂布系统，其特征在于：所述进料阀芯和回流阀芯上均套设有密封圈。
6.根据权利要求1至5任一项所述的挤压涂布机的涂布系统，其特征在于：所述控制系统为可编程PLC控制系统。
7.一种挤压涂布机，包括涂布系统，其特征在于：所述涂布系统包括挤压头、控制阀和控制系统，所述控制阀的阀体包括一个三通阀和一个二通阀，所述三通阀第一端为进料端，第二端与回流口连接，第三端与所述二通阀的一端相连接，二通阀的另一端与挤压头相连接，所述三通阀的第二端内设有回流阀芯和回流开闭闸，回流开闭闸设置在回流阀芯上，回流阀芯与其驱动装置相连接，所述二通阀内设有进料阀芯和进料开闭闸，所述进料开闭闸设置在进料阀芯上，进料阀芯与其驱动装置相连接，回流阀芯的驱动装置和进料阀芯的驱动装置与控制系统电连接。
8.根据权利要求7所述的挤压涂布机，其特征在于：所述进料开闭闸与二通阀的管壁形成相适配的活塞结构。
9.根据权利要求7所述的挤压涂布机，其特征在于：所述挤压头上设有出料端，所述出料端处设有供料压力表，所述三通阀的第二端与回流口之间还设有回流节流阀，回流节流阀的进料端设有回流压力表。
10.根据权利要求7至9任一项所述的挤压涂布机，其特征在于：所述控制系统为可编程PLC控制系统。
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