CN103968652A - 一种水浴真空烤箱系统及其烘烤方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水浴真空烤箱系统，以及基于这种水浴真空烤箱系统的设备进行电池电芯的烘烤方法，其特征在于，包括控制装置、水浴真空烤箱、设置于所述水浴真空烤箱上的进水管和出水管，以及连接于进水管和出水管上的进水三通管和出水三通管，在进水三通管和出水三通管的另外两个通口之间分别连接有热水箱和冷水箱，所述出水三通管与热水箱和冷水箱的进水口之间分别设置有流体控制阀，所述进水三通管与热水箱和冷水箱出水口之间分别设置有球阀和水泵。以及基于这种水浴真空烤箱系统的设备进行电池电芯的烘烤流程，本发明专利的技术方案采用水加热烘烤，环保节能，烘烤温度均匀，能有效控制温度，保护产品，避免产品因温度过高损毁。

Description

一种水浴真空烤箱系统及其烘烤方法

技术领域

本发明涉及水浴真空烤箱系统及其烘烤方法，尤其是涉及一种用于制作锂电池时使用的节能环保型水温真空烤箱，并以此烤箱系统为设备进行的烘烤方法。

背景技术

传统的用于锂电池干燥的真空烤箱，一般包括烤箱主体，安装于烤箱主体内部的数个工作箱体、形成于工作箱体外围的外通道以及设置于外通道内的动力源。烘烤时，外通道采用外部环绕式热风循环方式对箱体内部进行加热或者散热，使得靠箱体内壁处的温度高、内部温度低，导致烘烤箱体内部的温度不均衡。若烘烤箱体内部处于真空时，烘烤箱体内部温度很难升高，导致传递温度速度比较慢，并且还存在不安全的隐患。

发明内容

本发明专利解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种水浴真空烤箱系统，包括控制装置，其特征在于，还包括水浴真空烤箱、设置于所述水浴真空烤箱上的进水管和出水管，以及连接于进水管和出水管上的进水三通管和出水三通管，在进水三通管和出水三通管的另外两个通口之间分别连接有热水箱和冷水箱，所述出水三通管与热水箱和冷水箱的进水口之间分别设置有流体控制阀，所述进水三通管与热水箱和冷水箱出水口之间分别设置有球阀和水泵。

所述水浴真空烤箱包括外箱体和设置在所述外箱体内的工作箱体，所述工作箱体由设置有产品放置槽的薄隔板隔开分成真空工作腔和循环水腔；所述循环水腔上连接有进水管和出水管；所述真空工作腔设置有真空防护门，在真空工作腔的腔体上设置有气管，所述气管通过电磁阀连接抽真空泵。

所述气管通过三通管分成两个气管管道，分别通过电磁阀连接有氮气充气装置和抽真空泵

所述产品放置槽的截面形状为圆型，四边形，三边型或者椭圆形。

所述外箱体和工作箱体之间设置有保温隔热层。

所述水浴真空烤箱与冷水箱及热水箱之间通过不锈钢波纹管连接，所述冷水箱和热水箱的进水口设置在水箱的侧边上部。

所述水浴真空烤箱、冷水箱和热水箱之间的波纹管之间的管路连接采用快速接头连接，接头间设置有密封硅胶垫。

一种基于以上水浴真空烤箱系统进行电池电芯烘烤的方法，其流程如下：

A、首先通过补水管向热水箱和冷水箱中加水，然后通过控制器开启热水箱加热按钮，给热水箱中的水加温；

B、通过控制装置的控制面板打开真空防护门，然后将待烘烤产品放置于产品放置槽中，再关闭真空防护门；

C、关闭冷水箱侧流体控制阀和球阀，打开热水箱侧流体控制阀和球阀，并启动热水箱侧水泵；

D、打开抽真空泵，抽空真空工作腔里的空气，将产品加热，直到达到要求条件的温度；

E、关闭热水箱侧流体控制阀和球阀，并关闭热水箱侧水泵，打开冷水箱侧流体控制阀和球阀，同时打开冷水箱侧水泵，给产品降温；

所述步骤D中还有向真空烘烤箱中注入氮气的流程。

实施本发明专利的的技术方案，具有以下优点或有益效果：达到同等调节安装目的效果前提下，缩小了安装空间，使安装调整方式更省时省力，节省了成本；整体结构更加科学全理，简洁清晰。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见，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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，附图中：

图1是本发明的水浴真空烤箱系统实施例一原理图；

图2是本发明的水浴真空烤箱系统实施例二的四箱并列设置原理图；

图3是本发明的水浴真空烤箱系统实施例二的布局结构图；

图4是实施例二中气动门的水浴真空烤箱的结构示意图；

图5是实施例二中平移门的水浴真空烤箱的结构示意图；

图6是本发明的工作箱示意图；

图7是图6中的A-A界面示意图；

图8是图7中I处局部放大图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下文将要描述的各种实施例将要参考相应的附图，这些附图构成了实施例的一部分，其中描述了实现本发明专利可能采用的各种实施例。应明白，还可使用其他的实施例，或者对本文列举的实施例进行结构和功能上的修改，而不会脱离本发明专利的范围和实质。

如图1所示是本发明的水浴真空烤箱系统原理图，如图在水浴真空烤箱1上连接的的进水管和出水管，一般情况是进水管连接在底部，出水管从顶部接出；以及连接于进水管的进水三通管7，连接于出水管上的出水三通管4，在出水三通管4的另外两个通口分别通过流体控制阀（5、6）连接有热水箱2和冷水箱3，在进水三通管7的第二个通口通过螺纹管分别连接有流体控制阀8、高温水泵10，及球阀12与热水箱2，进水三通管7第三个通口通过螺纹管分别依次连接有流体控制阀9、高温水泵11、球阀13和冷水箱3出水口及冷水箱3。

图2为本发明的水浴真空烤箱系统方案二的四箱并列设置原理图，如图中所示在水浴真空烤箱1上连接的进水三通管7，及在出水三通管4的另外两个通口分别通过流体控制阀（5、6）连接有热水箱2和冷水箱3，在进水三通管7的另外两个通口与热水箱2和冷水箱3之间通过螺纹管分别连接有流体控制阀、高温水泵，及球阀，与单个水浴真空烤箱系统不同的是：还与每个串联的流体控制阀、高温水泵及球阀之间还通过两个三通管并联了一个流体控制阀，起到控制回流的作用；四个水浴真空烤箱同时并联在同一个热水箱2和冷水箱3上。

如图3为本发明的水浴真空烤箱系统实施例二的布局结构图，即为图2的具体方案布局结构图，如图所示：在本实施例中，四个水浴真空烤箱中，操作面板15设置在水浴真空烤箱1的箱体上，水浴真空烤箱1与水浴真空烤箱18设置在并列设置的水浴真空烤箱16和水浴真空烤箱17的两侧前端，热水箱2和冷水箱3并排一起设置在水浴真空烤箱16和水浴真空烤箱17的后面，如图3所示，所述循环水箱、冷水箱和热水箱之间的波纹管之间的管路连接采用快速接头连接14，接头间设置有密封硅胶垫。同时还设置有排热水管23，当水浴真空烤箱系统中的水汽压过高时就会将热水排出，补热水管22是用来直接给热水箱2进行热水输入，当水温不够要求的温度时，热水箱中设置的发热管、热电偶通过控制面板15控制工作，实现水的加热和温度补偿，两管都位于热水箱侧面。补冷水管21是用于给冷水箱直接补充冷水的，冷水溢流管19用于浴真空烤箱系统中的冷水过多时收集溢流的冷水用的。

图3中，本实施例中所述工作箱体由设置有产品放置槽的薄隔板隔开分成真空工作腔25和循环水腔32所述真空工作腔设置有真空防护门，在真空工作腔的腔体上设置有气管20，所述气管接头通过电磁阀连接有氮气充气装置和抽真空泵，抽真空管、充氮气管与真空腔间由气管、三通管及两个电磁阀连接为Y型结构，通过电磁阀的开、关配合实现抽真空和充氮气；除了本实施例中气管20由三通管分成两个关口分别接抽真空泵和充氮气泵外，还可以根据实际直接接抽真空泵，而不用再分接充氮气泵。其中进水管接在循环水腔的底部，出水管接在循环水腔的顶部。在本实施例中，所述产品放置槽的截面形状可以根据具体烘烤产品的形状可以制作成多种形状，例如可以为圆型，四边形，三边型或者椭圆形等等。进水管通过外部的螺纹管通过三通管连接有流体控制阀、高温水泵、球阀、热水箱和冷水箱，来实现热水的循环加热和冷水的循环降温，同时所述外箱体和工作箱体之间还设置有保温隔热层

图3中四个水浴真空烤箱均由包括外箱体和设置在所述外箱体内的工作箱体构成，工作箱体又被薄隔板形成的产品放置槽隔开分成真空工作腔和循环水腔，如图4所示为实施例二中气动门的水浴真空烤箱17的结构示意图，包括工作箱体和真空工作腔25和用来密封真空工作腔的气动门24；如图5为实施例二中平移门的水浴真空烤箱的结构示意图，平移门28通过开门气缸26和门支撑杆27控制平移门28的关、闭，平移式开门节省设备安装的摆放空间，开门平稳。 如图6所示在工作箱体底部连接有进水管30，在工作箱体顶部连接有出水管29，还连接有气管20。

如图7所示为图6中A-A面的截面图，此实施例中所有相通的产品放置槽构成了真空工作腔，真空工作腔的内壁隔开构成循环水腔，底部设置有进水管30，顶部设置有出水管29，为了清楚的描述循环水腔的结构，图7中标注了局部位置I，I处的放大图为图8，如图8所示，循环水腔32由真空工作腔25的腔壁31与工作箱壁33之间的空间构成，用于加热电池等的产品的热传送介质为水。

基于以上实施例方案的水浴真空烤箱系统我们还提供了一种电池电芯的烘烤方法流程，其特征如下：首先通过补水管向热水箱和冷水箱中加水，然后通过控制器开启热水箱加热按钮，给热水箱中的水加温；其次，通过控制装置的控制面板打开真空防护门，然后将待烘烤产品放置于产品放置槽中，再关闭真空防护门；

然后关闭冷水箱侧流体控制阀和球阀，打开热水箱侧流体控制阀和球阀，并启动热水箱侧水泵，此时热水流入水浴真空烤箱的循环水腔中；

再打开抽真空泵，抽空真空工作腔里的空气并保持真空，将产品加热，直到达到要求条件的温度；

当加热满足产品的条件要求后，关闭热水箱侧流体控制阀和球阀，并关闭热水箱侧水泵，打开冷水箱侧流体控制阀和球阀，同时打开冷水箱侧水泵，给产品降温；其中当将真空工作腔里抽真空后，根据不同的产品要求还可以向真空工作腔中充入氮气，以满足保护产品的目的，防止产品因为加热过程被氧化或者受损。

以上流程中，要求的技术参数如下，加热功率一般为40kW，热补偿加热功率为20，这种情况下，将75℃的水加热到100℃，需要40分钟左右；

电池产品的烘烤时间保持在12个小时左右，具体根据不同种类的电池要求而定，冷却时间一般在0.5至1小时之间，抽真空度达到小于等于100 Pa，真空可保持时间24小时后下降小于等于3000Pa。

实施本发明专利的的技术方案，具有以下优点或有益效果：达到同等调节安装目的效果前提下，缩小了安装空间，使安装调整方式更省时省力，节省了成本；整体结构更加科学全理，简洁清晰。

水浴真空烤是为电芯烘烤定制的专用烤箱。主要作用是保证电芯绝对安全的条件下，高效干燥电芯达到工艺要求。主要特点是利用水的温度不超过100℃的物理特性，及其温度的均匀性，加上烘烤区域的高真空状态，这些特点都是电芯烘烤要求的最佳选择。

本发明专利的技术方案采用水加热烘烤，环保节能，烘烤温度均匀，能

有效控制温度，保护产品，避免产品因温度过高损毁。

以上所述仅为本发明专利的较佳的两个实施例而已，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明专利的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等同替换。另外，在本发明专利的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明专利的精神和范围。因此，本发明专利不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明专利的保护范围。

Claims (9)

1.一种水浴真空烤箱系统，包括控制装置、工作箱体、用于连接的管道，其特征在于，还包括水浴真空烤箱、设置于所述水浴真空烤箱上的进水管和出水管，以及连接于进水管和出水管上的进水三通管和出水三通管，在进水三通管和出水三通管的另外两个通口之间分别连接有热水箱和冷水箱，所述出水三通管与热水箱和冷水箱的进水口之间分别设置有流体控制阀，所述进水三通管与热水箱和冷水箱出水口之间分别设置有球阀和水泵。

2.根据权利要求1所述的一种水浴真空烤箱系统，其特征在于，所述水浴真空烤箱包括外箱体和设置在所述外箱体内的工作箱体，所述工作箱体由设置有产品放置槽的薄隔板隔开分成真空工作腔和循环水腔；所述进水管和出水管接在循环水腔上；所述真空工作腔设置有真空防护门，在真空工作腔的腔体上设置有气管，所述气管通过电磁阀连接抽真空泵。

3.根据权利要求2所述的一种水浴真空烤箱系统，其特征在于，所述气管通过三通管分成两个气管管道，分别通过电磁阀连接有氮气充气装置和抽真空泵。

4.根据权利要求1~3之一所述的一种水浴真空烤箱系统，其特征在于，所述产品放置槽的截面形状为圆型，四边形，三边型或者椭圆形。

5.根据权利要求1~3之一所述的一种水浴真空烤箱系统，其特征在于，所述外箱体和工作箱体之间设置有保温隔热层。

6.根据权利要求5所述的一种水浴真空烤箱系统，其特征在于，所述水浴真空烤箱与冷水箱及热水箱之间的管道为不锈钢波纹管，所述波纹管路间的连接采用快速接头连接，接头间设置有密封硅胶垫。

7.根据权利要求6所述的一种水浴真空烤箱系统，其特征在于，所述冷水箱和热水箱的进水口设置在水箱的侧边上部。

8.一种基于以上任一权利要求所述的设备进行电池电芯的烘烤方法，其特征如下：

A、首先通过补水管向热水箱和冷水箱中加水，然后通过控制器开启热水箱加热按钮，给热水箱中的水加温；

B、通过控制装置的控制面板打开真空防护门，然后将待烘烤产品放置于产品放置槽中，再关闭真空防护门；

C、关闭冷水箱侧流体控制阀和球阀，打开热水箱侧流体控制阀和球阀，并启动热水箱侧水泵；

D、打开抽真空泵，抽空真空工作腔里的空气，将产品加热，直到达到要求条件的温度；

E、关闭热水箱侧流体控制阀和球阀，并关闭热水箱侧水泵，打开冷水箱侧流体控制阀和球阀，同时打开冷水箱侧水泵，给产品降温。

9.根据权利要求7所述的一种电池电芯的烘烤流程，其特征是：所述步骤D中还有向真空烘烤箱中注入氮气的流程。