CN103072709B - 全自动微粉填装压实机 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种全自动微粉填装压实机，包括用于盛装微粉的料罐、入罐轨道、与所述入罐轨道相连接的入罐输送带、与所述入罐输送带垂直设置的入罐气缸、填料压实装置、与所述入罐轨道相平行的出罐轨道、与所述出罐轨道在同一水平线上的取罐气缸，其特征在于：所述填料压实装置位于所述入罐轨道与所述出罐轨道之间；所述填料压实装置包括设有横梁和侧梁的主体框架、固定在所述主体框架第一横梁上的托罐机构、设于所述托罐机构上端的料罐定位机构、固定在所述主体框架第二横梁上的料罐止动板、固定在所述料罐止动板上表面的定量填料机构、固定在所述主体框架第三横梁上的压实机构，本发明完全代替人工进行微粉的填装压实，提高了工作效率。

Description

全自动微粉填装压实机

技术领域

本发明涉及压实微粉的机械，特别是指全自动微粉填装压实机。

背景技术

由于我国的锂离子电池负极材料是2000年后才开始正式投产的新型技术，其生产工艺及设备存在很大的调整性和稀缺性，装罐工序就是将混配后的高纯碳微粉填装入一定形状(圆柱或方形)的陶瓷或石墨材质容器中并将微粉压实。微粉必须装填紧实尽量排除微粉堆中空气(微粉中空气含量对锂离子负极材生产品质起到决定性作用，一般要求氧含量小于10ppm)，微粉堆中空气含量由压实密度系数表示，压实密度系数要求要大于1.4，且填装过程中不得有异物混入，特别是金属、有机盐等杂质。

目前锂离子电池负极材料生产过程的装罐工序完全由人手工完成。具体操作方法为：先用勺子等容器将微粉盛入陶瓷或石墨材质容器中，再用人力将其压实。该技术方案存在缺点如下：

a.物料损失大，人工操作难免会洒落物料；b.物料污染不可控，如夏天人的汗水(有机盐)、灰尘等；c.紧实度不可控，因人力差异较大；d.效率低下；e.环境污染大，由于填装与压实的物料为微粉，人工操作容易造成微粉喷洒污染工作空气环境。

发明内容

本发明提出一种全自动微粉填装压实机，解决了现有技术中微粉装罐效率低的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：包括用于盛装微粉的料罐、入罐轨道、与所述入罐轨道相连接的入罐输送带、与所述入罐输送带垂直设置的入罐气缸、填料压实装置、与所述入罐轨道相平行的出罐轨道、与所述出罐轨道在同一水平线上的取罐气缸，其特征在于：所述填料压实装置位于所述入罐轨道与所述出罐轨道之间；所述填料压实装置包括设有横梁和侧梁的主体框架、固定在所述主体框架第一横梁上的托罐机构、设于所述托罐机构上端的料罐定位机构、固定在所述主体框架第二横梁上的料罐止动板、固定在所述料罐止动板上表面的定量填料机构、固定在所述主体框架第三横梁上的压实机构。

作为优选的技术方案，还包括与所述填料压实装置相连接的电控系统，所述电控系统包括液压自动控制电路、液压手动控制电路、气动元件自动或手动控制电路、报警电路。

作为优选的技术方案，所述托罐机构包括托罐液压缸，所述托罐液压缸通过螺丝固定在所述主体框架第一横梁上；托罐盘基座，所述托罐盘基座固定在所述托罐液压缸活塞杆头上；导向杆座，所述导向杆座通过螺栓固定在所述主体框架第一横梁上；固定在所述导向杆座上的第一导向杆，所述第一导向杆的一端固定在托罐盘基座上；托罐活动盘，所述托罐活动盘固定在托罐盘基座上。

作为优选的技术方案，所述料罐定位机构包括定位圈基座，所述定位圈基座通过螺栓固定在所述料罐止动板的背面；定位圈，所述定位圈固定在所述定位圈基座上；定位气缸，所述定位气缸固定在所述定位圈上，用于带动所述定位圈正转或反转。

作为进一步的优选，所述定位圈轴向断面上均匀安装有12根轴承杆螺丝；所述轴承杆螺丝上端安装有滚动轴承；所述滚动轴承嵌装于所述定位圈基座上。

作为优选的技术方案，所述定量填料机构包括定量液压缸，所述定量液压缸通过螺栓固定在所述主体框架第一侧梁上；插板，所述插板与所述定量液压缸相连接；通过螺丝固定在所述料罐止动板正面的定量圈，所述定量圈上设有便于所述插板往复直线运动的滑动轨道；插板下盖板，通过螺丝固定在所述主体框架第二横梁上；插板上盖板，与所述插板下盖板对应设置，通过螺丝固定在所述主体框架第二横梁上。

作为进一步的优选，所述插板上盖板与所述插板下盖板之间的空腔高度为所述插板厚度；所述空腔与所述滑动轨道相连通。

作为优选的技术方案，所述压实机构包括主液压缸，所述主液压缸通过螺丝固定在所述主体框架第三横梁上；压料块，所述压料块与所述主液压缸相连接；料桶，所述料桶通过螺丝固定在所述定量圈上；气锤，所述气锤固定在所述料桶的侧壁上；通过螺丝固定在所述料桶上的料桶盖板，所述料桶盖板上设有排气孔和进料口。

作为优选的技术方案，所述托罐活动盘的上表面粘接有减少所述料罐与所述托罐活动盘之间硬接触的硅胶板。

本发明采用机械部件、液压机构、气压机构、电器电路相配合制作完成，克服了现有技术方案的所有缺点，具体优点如下：

1、操作灵活方便、节省人工。

(1)本设备不但可以完全替代人工进行微粉的填装压实，还大大提高了工作效率。人工完成1个料罐的微粉填装压实操作，熟练工一般需要7-8分钟，该发明设备完成同样大小料罐的微粉填装压实只需4-5分钟即可。

(2)本设备操作灵活方便，适用范围广。本设备的填料量、压实次数、压实紧密度(压实力)能任意调节，可满足不同特性微粉的填装压实要求。对本设备进行调节时，只需在直接在显示直观的相关电器上调节即可，操作十分方便灵活。该发明设备经过试验对粒度D50小于0.5毫米，自由堆积度小于40度的粉料均可有效填装压实，适用范围广。

(3)本设备安全可靠。该发明设备对各运动部件均设置有超限报警和超限报警提示。本设备还对料桶内微粉装料量设置有报警提示。每次报警时不但红色旋转报警灯不停旋转同时发出警报声，能有效提醒操作人员；还能通过相关电器有效切断设备电源，保障设备运行安全。

2、产品品质得到有效保障。

(1)使用该发明设备能有效减少人接触物料，避免人汗等人为污染及其它杂物污染。

(2)该发明设备与微粉接触的部件采用非金属或不锈钢制作，有效的减少了在填料压实过程中微量金属的参入，保证了微粉对金属微含量的要求。

(3)该发明设备各填料压实参数调定后，产品的填装压实效果保持一致，保证了产品填装压实品质的一致性。

3、改善工作环境。

本设备填料压实动作是在料罐、料桶、定量圈等部件构成的密闭空间内完成，且产生的少量气体经滤器布袋过滤后排出，不会对环境造成任何污染，与目前工作环境相比有了很大的改善。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明全自动微粉填装压实机立体示意图；

图2为本发明入罐轨道结构示意图；

图3为本发明入罐输送带结构示意图；

图4为本发明入罐气缸结构示意图；

图5为本发明托罐机构结构示意图；

图6为本发明料罐定位机构组装示意图；

图7为本发明定量填料机构和压实机构组装示意图；

图8为本发明定量填料机构和压实机构结构示意图；

图9为本发明取罐所需设备示意图。

图中：1-入罐轨道；101-凹形轨道槽；102-滚动万向球；103-轨道支架；104-撑脚；2-入罐输送带；201-支撑架；202-调速电机；203-输送皮带；204-提升块；205-缓冲块；3-入罐气缸；301-气缸；302-行程撞块；303-导向定位杆；304-推头；305-导向定位杆支撑座；306-行程开关；307-气缸支架；4-主体框架；401-主体框架第一横梁；402-主体框架第二横梁；403-主体框架第三横梁；404-主体框架第一侧梁；501-托罐液压缸；502-第一导向杆；503-导向杆座；504-托罐盘基座；505-第一弹簧；506-调节螺母；507-第二导向杆；508-托罐活动盘；509-硅胶板；510-弹簧定位杆；601-定位气缸；602-杆头弹簧座；603-螺杆；604-定位圈；605-导杆固定套支座；606-导杆固定套；607-导杆支座；608-导杆；609-第二弹簧；610-弹簧座；611-轴承杆螺丝；612-定位圈基座；7-料罐止动板；801-插板下盖板；802-定量液压缸；803-插板；804-定量圈；805-插板上盖板；806-料桶；807-气锤；808-压料块；809-料桶盖板；810-排气滤袋；811-进料口；812-主液压缸；9-料罐；10-取罐气缸；11-出罐轨道。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1、2所示，全自动微粉填装压实机包括用于盛装高纯碳微粉的料罐9、入罐轨道1、与入罐轨道1相连接的入罐输送带2、与入罐输送带2垂直设置的入罐气缸3、填料压实装置、与入罐轨道1相平行的出罐轨道11、与出罐轨道11在同一水平线上的取罐气缸10，填料压实装置位于入罐轨道1与出罐轨道11之间；填料压实装置包括设有横梁和侧梁的主体框架4、固定在主体框架第一横梁401上的托罐机构、设于托罐机构上端的料罐定位机构、固定在主体框架第二横梁402上的料罐止动板7、固定在料罐止动板7上表面的定量填料机构、固定在主体框架第三横梁403上的压实机构。入罐轨道1用于放置和输送空料罐9，入罐轨道1包括凹形轨道槽101、固定在凹形轨道槽101上的万向滚动球102、固定在凹形轨道槽101下端的轨道支架103，凹形轨道槽101与水平地面成一定角度，这种设置便于料罐9滑向入罐输送带2，万向滚动球102对料罐9起支撑作用，使料罐9在球面滑动时阻力小，轨道支架103的下端安装了用于调节高低的可调撑脚104。

如图3所示，入罐输送带2包括支撑架201、固定在支撑架201上端的输送皮带203、用于将料罐9提升到输送皮带203上表面的提升块204、调速电机202，提升块204固定在输送皮带203的外表面上，调速电机202固定在支撑架201的侧端，与入罐气缸3在同一侧，入罐输送带2与入罐轨道1相连接的端部设有缓冲块205，用于减少料罐9从入罐轨道1滑下所产生的冲击力，保护料罐9不损坏，并对提升到输送皮带203上表面的料罐9个数起到限制作用。

如图4所示，入罐气缸3包括气缸支架307、固定在气缸支架307上端的气缸301、圆弧状叉形推头304、导向定位杆303，推头304通过螺丝固定在气缸301的活塞杆头上，本发明导向定位杆303有2根，固定在推头304两侧，防止推头304转动。导向定位杆303上套有导向定位杆支撑座305，导向定位杆支撑座305通过螺丝固定在气缸支架307上，入罐气缸3还包括控制推头3运动位移的行程开关306、行程撞块302，行程开关306固定在气缸支架307的侧端上，行程撞块302通过螺丝固定在与行程开关306相邻侧的导向定位杆303上。

如图5所示，托罐机构包括托罐液压缸501，托罐液压缸501通过螺丝固定在主体框架第一横梁401上；托罐盘基座504，托罐盘基座504固定在托罐液压缸501活塞杆头上；导向杆座503，导向杆座503通过螺栓固定在主体框架第一横梁401上；固定在导向杆座503上的第一导向杆502，第一导向杆502的一端固定在托罐盘基座504上；托罐活动盘508，托罐活动盘508固定在托罐盘基座504上。托罐活动盘508的上表面粘接有减少料罐9与托罐活动盘508之间硬接触的硅胶板509。托罐盘基座504还设有活动盘定位孔、弹簧座孔，托罐活动盘508通过第二导向杆507固定在托管盘基座504上。第二导向杆507可在活动盘定位孔中自由滑动，从而实现托罐活动盘508上下运动。托罐活动盘508上均匀安装有四根弹簧定位杆510，托罐盘基座504上设有与弹簧定导杆510相配合的四个弹簧孔，用于安装第一弹簧505，第一弹簧505的弹性位移由其底端的调节螺母506控制，托罐活动盘508向上的承重力由第一弹簧505的弹力决定。

如图6所示，料罐定位机构包括定位圈基座612，定位圈基座612通过螺栓固定在料罐止动板7的背面；定位圈604，定位圈604固定在所述定位圈基座612上；定位气缸601，定位气缸601固定在定位圈604上，用于带动定位圈604正转或反转。定位圈604轴向断面上均匀安装有12根轴承杆螺丝611；轴承杆螺丝611上端安装有滚动轴承；滚动轴承嵌装于定位圈基座612上，安装完成后定位圈基座612与定位圈604变成了两个在同一轴线上的同心圆。料罐定位机构用于料罐9在托罐活动盘508上定位，实现料罐口与料桶口对正。料罐定位机构还包括多根导杆608，本发明为四根导杆608，导杆608与紧邻导杆608设置的导杆支座607、导杆固定套606固定为传动整体，导杆固定套606的顶端通过轴承安装有导杆固定套支座605，导杆固定套支座605通过螺杆603固定在定位圈604的内侧，导杆支座607通过轴承固定在定位圈基座612上。定位圈604旋转时，四根导杆608同时滑动，将放置于托罐活动盘508上的圆形料罐9从四个象限节点推至托罐活动盘508正中心。定位圈604外侧以90°方向上的螺杆603分别固定有杆头弹簧座602、弹簧座610，杆头弹簧座602通过第二弹簧609与弹簧座610相连接，杆头弹簧座602与定位气缸601的活塞杆头相连接，定位圈604的正、反转由定位气缸601活塞杆推出或退回实现，定位圈604的正、反转可实现料罐9的夹紧和松开。

如图7、图8所示，定量填料机构包括定量液压缸802，定量液压缸802通过螺栓固定在主体框架第一侧梁404上；插板803，插板803与定量液压缸802相连接；通过螺丝固定在料罐止动板7正面的定量圈804，定量圈804上设有便于插板803往复直线运动的滑动轨道；插板下盖板801，通过螺丝固定在主体框架第二横梁402上；插板上盖板805，与插板下盖板801对应设置，通过螺丝固定在所述主体框架第二横梁402上。插板上盖板805与插板下盖板801之间的空腔高度为插板803厚度；空腔与滑动轨道相连通。

如图7、图8所示，压实机构包括主液压缸812，主液压缸812通过螺丝固定在主体框架第三横梁403上；压料块808，压料块808与主液压缸812相连接，通过主液压缸812活塞杆带动压料块808上下运动实现对微粉的压实；料桶806，料桶806通过螺丝固定在定量圈804上；气锤807，气锤807固定在料桶806的侧壁上；通过螺丝固定在料桶806上的料桶盖板809，料桶盖板809上设有排气孔和进料口811，排气孔上捆绑有排气滤袋810。

如图9所示，出罐轨道11的结构与入罐轨道1一样，但是出罐轨道11没有倾斜度，填料压实完成的料罐9由入罐气缸3将料罐9从托罐活动盘508上推离至出罐轨道11上，取罐气缸10顺着出罐轨道11方向推动料罐9至预定位置，以便为下一个进入出罐轨道11的料罐空出位置。

全自动微粉填装压实机还包括与填料压实装置相连接的电控系统，电控系统包括液压自动控制电路、液压手动控制电路、气动元件自动或手动控制电路、报警电路。

全自动微粉填装压实机工作过程：先通过进料口811往料桶806中加满微粉，在入罐轨道1上放满空料罐9，由于入罐轨道1有一定倾斜度(前低后高)且凹形轨道槽101上安装有疏密度合适的滚动万向球102，空料罐9可由自身重量自上而下自由滑下并发出信号使输送带电机通电，实现空料罐9在输送皮带203上向前移动。空料罐9移动到预定位置触动相应行程开关使调速电机202断电空料罐9停止移动，实现空料罐9在输送皮带203上定位。空料罐9在输送皮带203上定位完成，发出信号使入罐气缸3的活塞杆向前推出实现气缸301活塞杆前推。气缸301活塞杆通过与之相连接的叉形推头304将空料罐9推离输送皮带203至托罐活动盘508上预定位置，实现空料罐9在托罐活动盘508上就位，空料罐9在托罐活动盘508上就位完成，发出信号到入罐气缸，实现气缸301活塞杆回退，退回完成后发出信号使托罐液压缸501活塞杆向上运动，空料罐9随着托罐活动盘508一起向上运动，实现空料罐9向上运动。当空料罐9上升到预定位置时发出信号使托罐液压缸501活塞杆停止向上运动，实现上罐暂停。托罐液压缸501活塞杆向上运动暂停完成后，发出信号使定位气缸601活塞杆向后运动，并通过联动装置使定位圈604组件将空料罐9固定在托罐活动盘508中心位置，实现空料罐9在托罐活动盘508上的中心定位，然后发出信号使托罐液压缸501活塞杆继续向上运动，空料罐9顶到定量圈804托板后托罐液压缸501活塞杆不动，油路压力升高，压力达到预定值后相应压力继电器发信使托罐液压缸501的油路断油并锁止油路，实现托罐液压缸501活塞杆向上运动完全停止，从而完成托罐液压缸501托罐动作。然后发出信号使定量液压缸802活塞杆向后回退运动并通过联动装置打开插板803，使定量圈804中的微粉调入空料罐9中，实现自动填料。自动填料完成，发出信号使主液压缸812活塞杆向下运动，通过安装在活塞杆上压料块808对料罐9内的微粉实现压实。随着压料块下降，油路压力升高，升高到预定压力值，相应压力继电器发出信号使主液压缸812活塞杆向上运动，实现主压油缸活塞杆回退。主液压缸812活塞杆回退至预定位置，回退完成，发出信号使定量液压缸802活塞杆向前推出并通过联动装置关闭插板803，实现料罐9填料锁闭。料罐9填料锁闭完成，发出信号使气锤807敲击料桶806(微粉流动性差)桶壁使桶内微粉受到振动掉入定量圈804内实现定量圈804内自动加料。气锤807敲击次数达到预定次数后气锤停止工作，定量圈804加料完成，发出信号托罐液压缸501活塞杆向下运动，料罐9下降到预定位置发出信号，使托罐液压缸501油路锁止，实现下罐暂停。下罐暂停完成，发出信号使定位气缸601活塞杆推出，并通过联动装置实现定量圈804松开料罐9。料罐9松开完成，发出信号使托罐液压缸501活塞杆继续向下运动，料罐9下降到最终预定位置发出信号，使托罐液压缸501油路再次锁止，完成最终下罐。最终下罐完成，发出信号使入罐气缸活塞杆再次向前推出，将料罐9从托罐活动盘508上推至出罐轨道11上，当料罐9推至预定位置时发出信号使入罐气缸3活塞杆停止运动，实现取罐。取罐完成，发出信号使入罐气缸3活塞杆回退。入罐气缸3活塞杆回退完成，发出信号使取罐气缸10活塞杆向前运动，实现出罐。料罐9被取罐气缸10推至预定位置完成出罐，出罐完成，发出信号使取罐气缸10活塞杆向后运动，实现取罐气缸10活塞杆回退。当取罐气缸回退完成后将发出信号使入罐输送带2上的调速电机202通电重新输送空料罐9并再次重复以上动作，实现周而复始自动填料压罐动作，直至入罐轨道1上再无空料罐9或出料轨道11放满料罐9或料桶806内无物料设备自动停机，并发出警报提醒操作人员前来处理。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.全自动微粉填装压实机，包括用于盛装微粉的料罐、入罐轨道、与所述入罐轨道相连接的入罐输送带、与所述入罐输送带垂直设置的入罐气缸、填料压实装置、与所述入罐轨道相平行的出罐轨道、与所述出罐轨道在同一水平线上的取罐气缸，其特征在于：

所述填料压实装置位于所述入罐轨道与所述出罐轨道之间；

所述填料压实装置包括设有横梁和侧梁的主体框架、固定在所述主体框架第一横梁上的托罐机构、设于所述托罐机构上端的料罐定位机构、固定在所述主体框架第二横梁上的料罐止动板、固定在所述料罐止动板上表面的定量填料机构、固定在所述主体框架第三横梁上的压实机构。

2.如权利要求1所述的全自动微粉填装压实机，其特征在于：

还包括与所述填料压实装置相连接的电控系统；

所述电控系统包括液压自动控制电路、液压手动控制电路、气动元件自动或手动控制电路、报警电路。

3.如权利要求1所述的全自动微粉填装压实机，其特征在于：

所述托罐机构包括托罐液压缸，所述托罐液压缸通过螺丝固定在所述主体框架第一横梁上；

托罐盘基座，所述托罐盘基座固定在所述托罐液压缸活塞杆头上；

导向杆座，所述导向杆座通过螺栓固定在所述主体框架第一横梁上；

固定在所述导向杆座上的第一导向杆，所述第一导向杆的一端固定在托罐盘基座上；

托罐活动盘，所述托罐活动盘固定在托罐盘基座上。

4.如权利要求1所述的全自动微粉填装压实机，其特征在于：

所述料罐定位机构包括定位圈基座，所述定位圈基座通过螺栓固定在所述料罐止动板的背面；

定位圈，所述定位圈固定在所述定位圈基座上；

定位气缸，所述定位气缸固定在所述定位圈上，用于带动所述定位圈正转或反转。

5.如权利要求4所述的全自动微粉填装压实机，其特征在于：

所述定位圈轴向断面上均匀安装有12根轴承杆螺丝；

所述轴承杆螺丝上端安装有滚动轴承；

所述滚动轴承嵌装于所述定位圈基座上。

6.如权利要求1所述的全自动微粉填装压实机，其特征在于：

所述定量填料机构包括定量液压缸，所述定量液压缸通过螺栓固定在所述主体框架第一侧梁上；

插板，所述插板与所述定量液压缸相连接；

通过螺丝固定在所述料罐止动板正面的定量圈，所述定量圈上设有便于所述插板往复直线运动的滑动轨道；

插板下盖板，通过螺丝固定在所述主体框架第二横梁上；

插板上盖板，与所述插板下盖板对应设置，通过螺丝固定在所述主体框架第二横梁上。

7.如权利要求6所述的全自动微粉填装压实机，其特征在于：

所述插板上盖板与所述插板下盖板之间的空腔高度为所述插板厚度；

所述空腔与所述滑动轨道相连通。

8.如权利要求1所述的全自动微粉填装压实机，其特征在于：

所述压实机构包括主液压缸，所述主液压缸通过螺丝固定在所述主体框架第三横梁上；

压料块，所述压料块与所述主液压缸相连接；

料桶，所述料桶通过螺丝固定在所述定量圈上；

气锤，所述气锤固定在所述料桶的侧壁上；

通过螺丝固定在所述料桶上的料桶盖板，所述料桶盖板上设有排气孔和进料口。

9.如权利要求3所述的全自动微粉填装压实机，其特征在于：

所述托罐活动盘的上表面粘接有减少所述料罐与所述托罐活动盘之间硬接触的硅胶板。