CN103658073A - 锂电池极片碾压机压辊清洁机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锂电池极片碾压机压辊清洁机构，包括两个清洁单元，分别用于清洁上下两个压辊，其特征是，所述清洁单元包括与压辊平行设置且可移动的随动辊、用于收放清洁卷材的卷材输送装置、以及用于浸润清洁卷材的浸润装置，卷材输送装置具有一个卷材送出端和一个卷材收纳端，设于卷材送出端和卷材收纳端之间的清洁卷材依次经过浸润装置和随动辊，所述随动辊具有一个压紧压辊的工作位置和一个远离压辊的待机位置。本发明可在线连续清洁，避免因停机影响生产效率；便于实现自动清洁，降低人力成本；清洁的一致性高，整体效果好。

Description

锂电池极片碾压机压辊清洁机构

本申请是对申请号为201110413650.5的发明专利申请的分案申请，原申请的申请日：2011年12月13日，原申请的发明名称：一种压辊自动清洁装置。

技术领域

本发明涉及锂电池极片碾压设备，尤其是涉及一种锂电池极片碾压机的连续全自动压辊清洁装置。

 

背景技术

在用于电动汽车的锂电池极片碾压过程中，压辊作业过程中，由于需要有高压实密度和压缩率，因此，碾压过程中粉尘和材料颗粒极易粘结在碾压机的上、下压辊上，从而导致加工产品产生印痕甚至破损等不良现象，人们通常是采用下列二种方式清洁上、下压辊以确保产品的质量：

第一种是间隙性清洁方式，先让设备停机，然后通过无尘布和清洁溶剂人工对压辊进行清洁。这种方式虽然可以达到压辊清洁的效果，但是需要频繁的停机以确保压辊的清洁，从而极大的影响设备的使用效率，不利于生产率的提高。

第二种是在线清洁方式，即在压辊旁设置刮刀，压辊在转动过程中刮刀将压辊表面的颗粒物去除。这种方式适合去除大的颗粒状粘结物，为了避免刮刀对压辊表面的损伤，刮刀和压辊之间难免会有小的缝隙，因而很难去除压辊表面细微的粉尘粘结物。

中国专利文献上公开了一种“梳棉机大压辊清洁装置”，公告日为2007 年12 月5 日，授权公告号为CN 200985378Y，其在机架一侧安装梳棉机大压辊清洁装置，粘贴有绒布的清洁装置与上下大压辊紧密相接，当上下大压辊旋转工作时，利用清洁装置粘贴的绒布可在线实时对上下大压辊上的棉腊及糖分物质等污物进行清除，减少污物对上下大压辊缠绕，有利于提高产品质量和生产效率。但是该技术方案中清洁装置的绒布在经过一段时间的后起表面会粘上很多污物，因而会降低其清洁的效果。如果要保证其清洁效果，仍然需要停机更换绒布，进而难以实现连续的自动清洁以提高机器的效率。

 

发明内容

本发明是为了克服现有技术的压辊清洁方式所存在的清洁效果不理想以及效率低的问题，提供一种可实现连续清洁的高效自动压辊清洁装置

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种锂电池极片碾压机压辊清洁机构，包括两个清洁单元，分别用于清洁上下两个压辊，所述清洁单元包括与压辊平行设置且可移动的随动辊、用于收放清洁卷材的卷材输送装置、以及用于浸润清洁卷材的浸润装置，卷材输送装置具有一个卷材送出端和一个卷材收纳端，设于卷材送出端和卷材收纳端之间的清洁卷材依次经过浸润装置和随动辊，所述随动辊具有一个压紧压辊的工作位置和一个远离压辊的待机位置，所述浸润装置包括一个平行于压辊并位于和清洁卷材的随动辊相反一侧的浸润辊、位于清洁卷材的随动辊一侧且紧贴浸润辊的夹紧辊、以及向浸润辊输送清洁液的清洁液输送系统，所述浸润辊包括两端封闭且与清洁液输送系统相连的储液筒以及设于储液筒外侧有弹性的渗液层，储液筒的圆周面上设有若干均匀分布的渗液孔，在储液桶和渗液层之间还设有弹性的阻尼层，阻尼层由内层和外层构成，在内层的圆周面上设有若干直线状的横向切缝，所述横向切缝沿圆周方向和储液桶的轴向等间距排列，且在轴向上相邻两排横向切缝之间错位排列；相对应地，在外层的圆周面上设置与横向切缝呈十字交叉的纵向切缝，阻尼层的两端与储液桶之间形成密封连接。

本发明的压辊自动清洁装置采用的是连续在线清洁方式，卷材输送装置的卷材收纳端拉动并收纳清洁卷材，相应地，卷材送出端则将清洁卷材送出，清洁卷材在经过浸润装置后被清洁液均匀地浸润，然后被随动辊压到压辊的表面，随着压辊的转动，浸润有清洁液的清洁卷材即可对压辊的表面进行连续的实时清洁。并且，对压辊进行清洁后沾有污物的清洁卷材被卷材收纳端逐步拉离压辊，最终被收纳到卷材收纳端，因此，可始终保持用于清洁压辊的清洁卷材的清洁无污染，确保清洁效果的一致性，特别地，连续的清洁免除了停机的不便，提高了生产效率。另外，清洁液是通过浸润的方式被均匀地吸附在用于清洁压辊的清洁卷材上的，因此，在确保清洁效果的同时，有利于减少清洁液的使用量。此外，由于清洁卷材的移动速度是比较缓慢的，和一般的间隙式喷射等方式不同，本发明中的清洁液是从储液筒中逐步渗透到渗液层外表面，然后再去浸润清洁卷材的，因而既可确保清洁卷材上清洁液的均匀涂覆，并且有效地控制清洁液的使用量，避免清洁液的浪费。由于浸润辊设置在清洁卷材的外侧，因而浸润辊中的清洁液可直接浸润与压辊直接接触的清洁卷材的外表面，从而有利于降低清洁液的使用量。并且在清洁卷材的内侧相应地设置夹紧辊，夹紧辊与浸润辊之间相互挤压并形成对滚，使浸润辊表层的渗液层中吸附的清洁液能快速、充分、均匀地浸润清洁卷材。阻尼层的设置可减缓清洁液的渗透速度，有利于确保储液桶中的清洁液均匀地渗透到渗液层内。由于阻尼层上很难开设极其细微的可增加阻尼的通孔，而且，通过通孔渗出清洁液还会造成清洁液渗出的不均匀，进而使渗液层吸收的清洁液不够均匀。本发明的阻尼层上不是直接开设通孔让清洁液渗出，而是设置对应的横向切缝和纵向切缝，弹性的阻尼层的横向切缝和纵向切缝在不受力时是闭合的，因此储液筒内的清洁液无法通过阻尼层而渗出。当清洁液输送系统开始工作时，输送进储液桶的清洁液达到一定的压力时，阻尼层受到清洁液的挤压力而向外膨胀，从而使横向切缝和纵向切缝受力而开口，相交呈十字形的横向切缝和纵向切缝的开口所形成的重合点即构成一个极为细小的渗液出口，此时，外层的纵向切缝就形成一个狭缝状的出口，因而有利于提高清洁液渗出的均匀性。尤其是，弹性的阻尼层在受到清洁液的压力向外膨胀时，其中间的膨胀会大于两端的膨胀，从而自然地形成鼓形，进而使阻尼层中间的横向切缝和纵向切缝的开口大于两端的横向切缝和纵向切缝的开口，最终使清洁卷材中间浸润的清洁液会多于两侧的清洁液。由于清洁卷材在进行压辊的清洁时，会受到压辊和随动辊施加的压力，清洁卷材内的清洁液会产生一个挤出效应，因此，其中间较多的清洁液会自然地被挤向两侧，使清洁卷材在实施清洁时能确保清洁液在整个压辊上的均匀一致，并避免两侧过多的清洁液因挤压而滴落浪费。

作为优选，所述清洁卷材由抗拉基带和表层的吸附层构成。抗拉基带可确保清洁卷材由足够的抗拉强度，而表层的吸附层则具有良好的吸收清洁液的特性，既有利于提高其对压辊的清洁效果，又可避免因清洁液输送系统在输送清洁液时的波动造成清洁卷材浸润的不均匀。

作为优选，外层的纵向切缝的长度为3-5毫米，并在纵向切缝的两端分别设有抗裂圆孔。在确保清洁液渗出均匀性的同时，避免因纵向切缝过长而造成受压时的开口过大，而纵向切缝两端的抗裂圆孔则可消除两端的应力集中现象，避免纵向切缝被撕裂。

作为优选，所述清洁液输送系统包括一个密封的储液罐，储液罐的上部设有压缩空气进气口，储液罐的底部设有出液口，出液口通过管道依次与流量控制阀及储液筒相连接。本发明的清洁液是通过压缩空气输送的，和常规的泵输送方式比，可大大简化清洁液输送系统的整体结构和能耗。流量控制阀则可控制清洁液的输送时间的长短和流量的大小，从而实现清洁液的精确输送，避免造成浪费。

作为优选，在压辊的转动方向上位于随动辊的前方设有平行地紧贴于压辊的清洁辊，所述清洁辊内部中空，其外侧圆周面上等间距地设有若干螺旋状排列、弹性的刮棱，并在刮棱之间设有吸附孔，清洁辊的一端通过管道与真空泵相连，清洁辊的转动方向与相应压辊的转动方向相反。设有刮棱的清洁辊可刮除压辊表面较大的颗粒状污物，由于刮棱呈螺旋状排列，因而，可极大地减少刮棱与压辊的接触长度，从而确保刮棱与压辊之间能够可靠地接触，避免因刮棱与压辊之间的接触不可靠可能造成的刮除不完全、效果差的问题。特别地，由于压辊表面始终有多条刮棱连续地对压辊进行刮除清洁，因此，可有效地避免因刮棱的间隙式非连续刮除所造成的压辊表面污物的残留。而通过真空泵将刮除的污物吸出，可避免刮除物对产品造成二次污染。

作为优选，所述随动辊的两端分别与一轴承座可转动连接，轴承座通过弹簧与气缸的活塞杆端部弹性连接。随动辊通过设于两端的气缸推动压紧压辊，可确保随动辊与压辊之间的紧密贴合，而轴承座通过弹簧与气缸的活塞杆端部弹性连接，避免刚性连接容易产生的行程的微小变化引起压力的突变，便于气缸的活塞杆行程以及随动辊对压辊的压力大小的控制。

因此，本发明具有如下有益效果：可在线连续清洁，避免因停机影响生产效率；便于实现自动清洁，降低人力成本；清洁的一致性高，整体效果好。

 

附图说明

图1是本发明实施例一的结构示意图。

图2是实施例一的浸润辊的结构示意图。

图3是图2中浸润辊的阻尼层展开后的结构示意图。

图4是实施例一中清洁辊的结构示意图。

图5是实施例一的整体布置示意图。

图6是本发明实施例二的结构示意图。

图7是实施例二的浸润辊的结构示意图。

 

1、压辊  2、随动辊  21、气缸  3、卷材输送装置  31、清洁卷材  32、卷拉轴  

33、释放轴  4、浸润装置  41、浸润辊  42、储液筒  43、渗液孔  44、阻尼层  

441、内层  442、外层  443、渗液圆柱  444、出液孔  445、分流槽  

45、横向切缝  46、纵向切缝  47、抗裂圆孔  48、渗液出口  49、渗液层  

5、清洁液输送系统  51、储液罐  52、压缩空气进气口  53、出液口  

54、流量控制阀  6、清洁辊  61、刮棱  62、吸附孔  7、夹紧辊。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。

实施例一：本发明的锂电池极片碾压机压辊清洁机构，包括两个清洁单元，分别用于清洁上下两个压辊，图1中仅示出了其中一个压辊和清洁单元，清洁单元包括与压辊1平行设置的随动辊2、用于收放清洁卷材31的卷材输送装置3、以及用于浸润清洁卷材的浸润装置4。

随动辊位于压辊的送出一侧，由位于两侧的两个气缸21推动平移，从而具有一个压紧压辊的工作位置和一个远离压辊的待机位置。为便于气缸活塞杆行程的控制，避免随动辊对压辊的冲击，气缸的活塞杆端部通过弹簧与一轴承座相连接（图中未示出），随动辊的两端分别与轴承座可转动连接，从而使随动辊与活塞杆之间构成弹性连接。通过适当地控制活塞杆的行程，即可方便地控制随动辊与压辊之间的压力，避免刚性连接时气缸的推力直接作用在随动辊上而造成压力调整的困难。

卷材输送装置3包括一个由电机驱动的卷拉轴32，其构成一个卷材收纳端；一个释放轴33，其构成一个卷材送出端。为了确保清洁卷材在输送过程中的平整不起皱，可将释放轴与卷拉轴联动，并使卷拉轴和释放轴转动时的线速度相同。具体可在卷拉轴和释放轴的旁侧分别设置一个紧压卷拉轴和释放轴的摆动轮，摆动轮上设有环形槽，两个摆动论之间通过设置在环形槽内的传动带联动。当卷拉轴转动卷拉清洁卷材时，两个摆动轮始终紧压卷拉轴和释放轴的清洁卷材外侧，因而，卷拉轴旁侧的摆动轮与卷拉轴表面的线速度保持相同，通过传动带的传动，释放轴旁侧的摆动轮也保持相同的线速度；与前同理，释放轴表面的线速度与摆动轮的线速度相同，因而使卷拉轴和释放轴的线速度保持相同。

浸润装置4包括一个平行于压辊并位于随动辊和释放轴之间的浸润辊41、以及向浸润辊输送清洁液的清洁液输送系统5。如图2、图3所示，浸润辊包括两端封闭的不锈钢制储液筒42，储液筒的圆周面上设有若干均匀分布的渗液孔43。在储液桶的外侧面上设置由硅胶制成的阻尼层44，阻尼层由内层441和外层442构成，在内层的圆周面上设有若干直线状的横向切缝45，所述横向切缝沿圆周方向和储液桶的轴向等间距排列，且在轴向上相邻两排横向切缝之间错位排列；相对应地，在外层的圆周面上设置与横向切缝呈十字交叉的纵向切缝46，横向切缝与纵向切缝的长度可在3-5毫米之间，本实施例中为4毫米，并在外层纵向切缝的两端分别设置抗裂圆孔47，横向切缝与纵向切缝的十字交叉处形成一个可开闭的细小的渗液出口48，阻尼层的两端与储液桶之间形成密封连接，从而可避免清洁液从阻尼层的两端流出。在浸润辊阻尼层的外侧还设置有弹性的渗液层49，渗液层可采用微孔橡胶制成。另外，浸润辊可固定不动，其两端也可采用转动连接，这样，当清洁卷材经过浸润辊时，浸润辊受到清洁卷材的牵拉而转动。

如图1所示，用于清洁压辊的清洁卷材卷绕在释放轴上，其端部依次绕过浸润装置的浸润辊外侧和随动辊外侧，最后卷绕在卷拉轴上，通过控制卷拉轴的电机的转速，即可方便地根据压辊的粘结情况调整清洁卷材的卷拉速度。如图5所示，用于清洁上部的压辊的卷材输送装置，其卷拉轴位于释放轴的上方；与此相反，用于清洁下部的压辊的卷材输送装置，其卷拉轴位于释放轴的下方，从而使随动辊与压辊贴合处的清洁卷材的移动方向与压辊的转动方向一致。清洁卷材的移动速度一般可控制在0.01-0.03m/min，具体可根据压辊表面污物的粘接程度而定，当粘接的污物较多时，可适当提高移动速度，以确保对压辊的清洁效果。由于压辊的转动速度要远高于清洁卷材的移动速度，因而，清洁卷材和压辊之间会产生一个相对的摩擦，以便将压辊表面的污物去除。清洁卷材可采用无纺布，或者由抗拉基带和表层的吸附层构成，抗拉基带可用抗拉强度高的化纤带或塑料薄膜带，而吸附层则可采用如毛毡一类的吸附性能良好的材料制成，其既有利于清洁液的浸润，又有利于对压辊上污物的吸附。

如图1所示，本发明的清洁液输送系统5包括一个密封的储液罐51，储液罐中灌装有清洁液，清洁液可采用高挥发性的精冲油，储液罐的上部为可打开的密封盖，从而方便清洁液的添加，密封盖上设有压缩空气进气口52，储液罐的底部设有出液口53，压缩空气进气口通过管道与压缩空气泵（图中未示出）相连接，出液口则通过管道与流量控制阀54的输入口连接，流量控制阀的输出口通过管道与储液筒相连。储液罐中的清洁液在压缩空气的推动下从底部的出液口流出，经过流量控制阀后进入到储液筒内，通过调整流量控制阀的流量大小和开闭时间，可以精确地控制清洁液的输出量。当浸润辊固定不动时，如果浸润辊长度较长，为了使浸润辊上清洁液的渗出保持均匀，可设置多个流量控制阀，多个流量控制阀的输出口分别通过管道均匀地连接在储液筒的长度方向上。进入到储液筒内具有一定压力的清洁液使有弹性的阻尼层膨胀，阻尼层上呈十字形交叉的细小的渗液出口打开，清洁液即可通过细小的渗液出口被外表层的渗液层吸附，以用于对清洁卷材的浸润。

进一步地，在压辊的转动方向上位于随动辊的前方设置与压辊平行可自行转动的清洁辊6，清洁辊紧贴压辊。如图4所示，清洁辊内部中空，其外侧圆周面上等间距地设置四条螺旋状排列的刮棱61，刮棱可采用橡胶等弹性材料制成，清洁辊在刮棱之间的空隙处设有与中空的内部连通的吸附孔62，清洁辊的一端则通过管道与真空泵（图中未示出）相连，清洁辊的转动方向与相应压辊的转动方向相反。

本发明的压辊自动清洁装置在工作时，首先，清洁辊相对压辊作反向转动，紧贴在压辊上的清洁辊上的四条刮棱将压辊表面较大颗粒状污物刮除，脱离压辊的污物则通过吸附孔被吸走，避免其对产品造成二次污染。刮棱在压辊的圆周面上形成多条与压辊的轴线呈一定角度且并排相连的连续刮痕，从而可确保对污物的完全刮除。

经过清洁辊清洁后的压辊，其表面较大颗粒的污物被全部去除，紧跟在清洁辊后面的随动辊将清洁卷材紧压在压辊的表面，清洁卷材在经过浸润辊时，吸附了浸润辊上渗出的清洁液，吸附有清洁液的清洁卷材可将压辊上剩余的粉尘性污物擦除，同时，压辊上被均匀地涂覆上一层清洁液，使其在压制过程中不易粘接污物，还可大大降低压辊表面污物的粘接力，使污物变得更加容易被去除。进一步地，清洁卷材的移动方向和相应压辊的转动方向一致，有利于擦除的污物被远离产品一侧的清洁卷材带走，避免污物滴落到产品表面产生二次污染。

实施例二：如图6所示，本实施例的基本结构和清洁过程与实施例一相同，其不同之处在于，浸润装置增设一个平行且紧贴浸润辊的夹紧辊7，而清洁卷材则从浸润辊和夹紧辊之间的夹缝中穿过，浸润辊位于清洁卷材的外侧，而夹紧辊则和随动辊相同，位于清洁卷材的内侧。如图7所示，浸润辊中的阻尼层采用单层结构，阻尼层的圆周面上设有若干均匀分布外凸的渗液圆柱443，渗液圆柱嵌设在外表层的渗液层内，渗液圆柱内设有贯通阻尼层内表面的出液孔444，并在渗液圆柱的圆周面上均匀地设置若干与出液孔连通的切缝，阻尼层的内表面设有连通各出液孔的分流槽445。设置在渗液圆柱上的切缝可为4-6条，并沿着渗液圆柱的轴向设置，同时在渗液圆柱的圆周面上均匀分布，以使清洁液的渗出更为均匀。另外，渗液圆柱部分的壁厚可明显小于阻尼层的壁厚，一般可在1-1.5毫米之间，从而使清洁液易于渗出，有利于降低清洁液的渗出压力。

本实施例在工作时，由于浸润辊位于清洁卷材的外侧，因此，可直接对清洁卷材的外表面浸润，而夹紧辊的设置则有利于浸润辊中清洁液的渗出以及更加均匀地浸润清洁卷材，因而可减少清洁液的使用量，并提高清洁卷材的浸润效果。

Claims (6)

1.一种锂电池极片碾压机压辊清洁机构，包括两个清洁单元，分别用于清洁上下两个压辊，其特征是，所述清洁单元包括与压辊（1）平行设置且可移动的随动辊（2）、用于收放清洁卷材（31）的卷材输送装置（3）、以及用于浸润清洁卷材的浸润装置（4），卷材输送装置具有一个卷材送出端和一个卷材收纳端，设于卷材送出端和卷材收纳端之间的清洁卷材依次经过浸润装置和随动辊，所述随动辊具有一个压紧压辊的工作位置和一个远离压辊的待机位置，所述浸润装置包括一个平行于压辊并位于和清洁卷材的随动辊相反一侧的浸润辊、位于清洁卷材的随动辊一侧且紧贴浸润辊的夹紧辊（7）、以及向浸润辊输送清洁液的清洁液输送系统，所述浸润辊包括两端封闭且与清洁液输送系统相连的储液筒以及设于储液筒外侧有弹性的渗液层，储液筒的圆周面上设有若干均匀分布的渗液孔，在储液桶和渗液层之间还设有弹性的阻尼层（44），阻尼层由内层（441）和外层（442）构成，在内层的圆周面上设有若干直线状的横向切缝（45），所述横向切缝沿圆周方向和储液桶的轴向等间距排列，且在轴向上相邻两排横向切缝之间错位排列；相对应地，在外层的圆周面上设置与横向切缝呈十字交叉的纵向切缝（46），阻尼层的两端与储液桶之间形成密封连接。

2.根据权利要求1所述的锂电池极片碾压机压辊清洁机构，其特征是，所述清洁卷材由抗拉基带和表层的吸附层构成。

3.根据权利要求1所述的锂电池极片碾压机压辊清洁机构，其特征是，外层的纵向切缝的长度为3-5毫米，并在纵向切缝的两端分别设有抗裂圆孔（47）。

4.根据权利要求1所述的锂电池极片碾压机压辊清洁机构，其特征是，所述清洁液输送系统包括一个密封的储液罐（51），储液罐的上部设有压缩空气进气口（52），储液罐的底部设有出液口（53），出液口通过管道依次与流量控制阀（54）及储液筒相连接。

5.根据权利要求1所述的锂电池极片碾压机压辊清洁机构，其特征是，在压辊的转动方向上位于随动辊的前方设有平行地紧贴于压辊的清洁辊（6），所述清洁辊内部中空，其外侧圆周面上等间距地设有若干螺旋状排列、弹性的刮棱（61），并在刮棱之间设有吸附孔（62），清洁辊的一端通过管道与真空泵相连，清洁辊的转动方向与相应压辊的转动方向相反。

6.根据权利要求1所述的锂电池极片碾压机压辊清洁机构，其特征是，所述随动辊的两端分别与一轴承座可转动连接，轴承座通过弹簧与气缸（21）的活塞杆端部弹性连接。

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