CN105135863A - 适合于隧道式烘烤线的升温箱的压变式升温方法及其升温箱 - Google Patents

Abstract

一种适合于隧道式烘烤线的升温箱的压变式升温方法及其升温箱，其中方法包括如下步骤，（1）在具有内循环通道的隧道式升温箱上，设置一与压力气源相通的进气阀，以及与回气管路相通的回气阀，所述进气阀和所述回气阀均与所述内循环通道相通；（2）在隧道式升温箱的一个物料传输周期内，升温箱内的气压至少要有一个压变周期时间；（3）气压变化时，其气压的高压值在0.05Mpa至0.8Mpa之间选择，气压的低压值在-0.1Mpa至0.1Mpa之间选择；且每一个压变周期的时间在大于等于3分钟至小于等于60分钟之间选择。使用本发明方法的升温箱与传统的常压升温法相比，可缩短30%左右的升温时间；与传统的高压升温法相比，可缩短15%左右的升温时间。

Description

适合于隧道式烘烤线的升温箱的压变式升温方法及其升温箱

技术领域

本发明涉及一种适合于隧道式烘烤线的升温箱的压变式升温方法及其升温箱。

背景技术

目前，许多产品如锂电池、锂电池极片，以及其它的新能源材料都需有一个深度烘干的过程，以达到在材料中尽可能少的水份存在。

现有的用于烘烤新能源材料的烘烤箱，最常见的是单箱法，即在一个箱体内实现升温、真空干燥，以及冷却三个基本工序，这种方法不适合于连续化生产，正在逐渐被淘汰。取代单箱法烘烤的是连续隧道式烘烤线，这种连续隧道式烘烤线将原单箱法的几个基本步骤分成一个一个的单元步骤，当前面的步骤完成后，然后，进入下一工序进行另外的步骤，直至完成整个烘烤过程。这种连续隧道式烘烤线可以与涂布线或电池生产线完全对接，实现电池或电极完全连续自动化，深受客户的欢迎。

连接隧道式烘烤线中每一步生产速度，都会影响到整个生产线的生产速度，现有连续隧道式烘烤线中的升温箱，其升温过程一般采用两种方式，一种是常压升温法，即升温箱内的气压为大气压，采用内置或外置加热源对箱内的物料进行升温，这种方式最普遍，但是，这种升温方式，其物料的升温速度相对较慢，影响了整条连续隧道式烘烤线的生产速度，人们不得不用多个串联的升温箱来完成速个升温过程，这样会增加设备的投资，间接增加了使用厂家的成本；另一种方式是高压升温法，就是在升温箱在开始工作时，就对温体内充压，达到预定压后，保持该压力，直至物料温度达到所需要求，这种升温法相对于常压升温法可以提高适当的升温速度。那么有没有更好的办法，还可以提高升温箱内的物料升温速度呢，这是该行业的技术人员长期没有解决的问题。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，向社会提供一种升温速度更快的适合于隧道式烘烤线的升温箱的压变式升温方法。

本发明的技术方案是：提供一种适合于隧道式烘烤线的升温箱的压变式升温方法，包括如下步骤，

（11）、在具有内循环通道的隧道式升温箱上，设置一与压力气源相通的进气阀，以及与回气管路相通的回气阀，所述进气阀和所述回气阀均与所述内循环通道相通；

（12）、在隧道式升温箱的一个物料传输周期内，升温箱内的气压至少要有一个压变周期时间；

（13）、气压变化时，其气压的高压值在0.05Mpa至0.8Mpa之间选择，气压的低压值在-0.1Mpa至0.1Mpa之间选择；且每一个压变周期的时间在大于等于3分钟至小于等于60分钟之间选择。

作为对本发明的改进，在每一个所述的压变周期时间内，在压力变化到峰值时，在该峰值有一个维持时间。

作为对本发明的改进，所述维持时间在1分钟至40分钟内选择。

作为对本发明的改进，所述的进气阀和回气阀可用一个三通阀代替。

作为对本发明的改进，所述的隧道式升温箱包括两端开口的外箱体和两端开口的内箱体，所述内箱体设在所述外箱体内，在所述内箱体与所述外箱体之间设有间隔空间，在所述间隔空间内设有加热源和循环用风机，在所述内箱体的前后内壁上设有循环孔，所述循环孔与所述间隔空间相通并构成循环通道。

作为对本发明的改进，所述压力气源是干燥的氮气。

作为对本发明的改进，所述回气管路可与真空源相通或与第二储气罐相通。

本发明还提供一种升温箱的压变式升温方法，包括如下步骤，

（11）、在升温箱上，设置一与压力气源相通的进气阀，以及与回气管路相通的回气阀，所述进气阀和所述回气阀均与所述内循环通道相通；

（12）、在升温箱的一个物料传输周期内，升温箱内的气压至少要有一个压变周期时间；

（13）、气压变化时，其气压的高压值在0.05Mpa至0.8Mpa之间选择，气压的低压值在-0.1Mpa至0.1Mpa之间选择；且每一个压变周期的时间在大于等于3分钟至小于等于60分钟之间选择。

作为对本发明的改进，本发明还设计一气体暂存装置，所述气体暂存装置包括储气罐和压力泵，当需要所述升温箱内的压力下降时，所述压力泵将所述升温箱内的气体抽入所述储气罐内储存；当需要所述升温箱内的压力上升时，所述压力泵将所述储气罐内的气体抽入所述升温箱内；当需要所述升温箱内的压力回位时，将所述储气罐与所述升温箱内的气体直接导通。

本发明还提供一种压变式升温箱，包括升温箱主体，气体暂存装置，所述气体暂存装置包括储气罐和与所述储气罐串连的压力泵，所述储气罐通过储气罐阀门与所述升温箱主体的内部空间相通，所述压力泵通过压力泵阀门与所述升温箱主体的内部空间相通；当需要所述升温箱内的压力下降时，所述压力泵将所述升温箱内的气体抽入所述储气罐内储存；当需要所述升温箱内的压力上升时，所述压力泵将所述储气罐内的气体抽入所述升温箱内；当需要所述升温箱内的压力回位时，将所述储气罐与所述升温箱内的气体直接导通。

作为对本发明的改进，所述升温箱主体可以包括外箱体和内箱体，所述内箱体设在所述外箱体内，在所述内箱体与所述外箱体之间设有间隔空间，在所述间隔空间内设有加热源和循环用风机，在所述内箱体的前后内壁上设有循环孔，所述循环孔与所述间隔空间相通并构成循环通道。

本发明在物料升温过程中由于采用了压变升温的方法，即在带有压力的情况下，在物料升温期间使升温箱内的压力发生变化，有利于热能进入被升温物料内，或从被升温物料内带出热量，从而可以大大地加快升温速度，缩短了升温时间，提高了速条隧道式烘烤线的生产线的生产效率。使用本发明方法的升温箱与传统的常压升温法相比，可缩短30%左右的升温时间；与传统的高压升温法相比，可缩短15%左右的升温时间；本发明还设有气体暂存装置，通过气体暂存装置的储气罐和与所述储气罐串连的压力与升温箱主体的内容连接，当需要所述升温箱内的压力下降时，所述压力泵将所述升温箱内的气体抽入所述储气罐内储存；当需要所述升温箱内的压力上升时，所述压力泵将所述储气罐内的气体抽入所述升温箱内；当需要所述升温箱内的压力回位时，将所述储气罐与所述升温箱内的气体直接导通；这种结构具有如下优点，一是可以稳定升温箱的气体温度，以及节能降耗，因为，如果不设气体暂存装置，则势必在每次升压时需要外界气体的输入，会造成升温箱内的温度下降，在降压时，又会将热气体排出，造成能源及气体的浪费；二是安全，将升温箱体内的首次从进气阀进入升温箱内的气压达到预定压力后，就不需要另外再进入（适当补气除外），升温箱内的压力的变化完全靠气体暂存装置完成，升温箱内的气体总量基本不变，这样就达到了全安的目的；三是气体暂存装置不仅可以对升温箱降压，也可以实现升压及平压，可以在不依靠外界气体的情况下，独立地实现对升温箱内的压力改变。

附图说明

图1是本发明的一种实施例的方框结构示意图。

图2是图1所示实施例的第一种升温压力曲线示意图。

图3是图1所示实施例的第二种升温压力曲线示意图。

图4是图1所示实施例的第三种升温压力曲线示意图。

图5是图1所示实施例的第四种升温压力曲线示意图。

图6是本发明中升温箱内部结构的第一种径向截面示意图。

图7是本发明中升温箱内部结构的第二种径向截面示意图。

图8是本发明的升温箱一种实施例的结构示意图。

图9是本发明的升温箱第一种实施例的结构示意图。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语中“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“相连”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”、“若干”的含义是两个或两个以上。

请参见图1，图1所揭示的是一种适合于隧道式烘烤线的升温箱的压变式升温方法，包括如下步骤，

（11）、在具有内循环通道的隧道式升温箱上，设置一与压力气源相通的进气阀，以及与回气管路相通的回气阀，所述进气阀和所述回气阀均与所述内循环通道相通；显然，所述的进气阀和回气阀可用一个三通阀代替，采用一个三通阀门时，当需要进入干燥压力气体时，可以旋转三通阀门的阀芯，使压力气源与隧道式升温箱上进气管相连通，进入干燥气体，当需要将隧道式升温箱内的气体排出时，再旋转三通阀门的使干燥气体排出，排出的干燥气体可以直接排入空间，也可以排回到储存罐，进行二次利用。

（12）、在隧道式升温箱的一个物料传输周期内，升温箱内的气压至少要有一个压变周期时间；本发明中的物料传输周期是指物料从进入到隧道式升温箱起到离开隧道式升温箱所需的在隧道式升温箱内的滞留时间；所述一个压变周期时间是指从压力的第一状态改变为另一状态后，再回到第一状态时所用的时间。将本方法用于在连续箱烤中的升温箱上对电池或电极升温，由于加压时可以快速将热空气压入电池（通过电池外壳上的孔）或电极（通过电极材料上的微孔）内，而减压时，又可以快速将冷气带走，从而可以加快被加温物料的升温速度。

（13）、气压变化时，其气压的高压值可在0.05Mpa至0.8Mpa之间选择，气压的低压值可在-0.1Mpa至0.1Mpa之间选择；且每一个压变周期的时间可在大于等于3分钟至小于等于60分钟之间选择；上述高压值、低压值，以及压变周期时间可以依据不同升温物料具体工艺要求而设定。

优选的，在每一个所述的压变周期时间内，在压力变化到峰值时，在该峰值有一个维持时间，可以更有利于被加温物料的热交换。

优选的，所述维持时间在1分钟至40分钟内选择。

优选的，所述压力气源是干燥的氮气。所述回气管路可与真空源相通或与第二储气罐相通。

上述实施例中的压变式升温方法不仅适合于隧道式升温箱，同样也适合于单体的升温箱，具体地说，可以由下述方式实现：

本发明提供的一种升温箱的压变式升温方法，包括如下步骤，

（11）、在升温箱上，设置一与压力气源相通的进气阀，以及与回气管路相通的回气阀，所述进气阀和所述回气阀均与所述内循环通道相通；

（12）、在升温箱的一个物料传输周期内，升温箱内的气压至少要有一个压变周期时间；

（13）、气压变化时，其气压的高压值在0.05Mpa至0.8Mpa之间选择，气压的低压值在-0.1Mpa至0.1Mpa之间选择；且每一个压变周期的时间在大于等于3分钟至小于等于60分钟之间选择。

优选的，本发明还设计一气体暂存装置，所述气体暂存装置包括储气罐和压力泵，当需要所述升温箱内的压力下降时，所述压力泵将所述升温箱内的气体抽入所述储气罐内储存；当需要所述升温箱内的压力上升时，所述压力泵将所述储气罐内的气体抽入所述升温箱内；当需要所述升温箱内的压力回位时，将所述储气罐与所述升温箱内的气体直接导通。

优选的，在每一个所述的压变周期时间内，在压力变化到峰值时，在该峰值有一个维持时间。

优选的，所述维持时间在1分钟至40分钟内选择。

优选的，所述的进气阀和回气阀可用一个三通阀代替。

优选的，所述压力泵是螺杆式压力泵。

请参见图2，图2是图1所示实施例的第一种升温压力曲线示意图。也就是升温时间T与升温压力P的关系图。从图2可以看出，物料进入升温箱后，在常压下升温第一时间T1后，开始加压，使升温箱内的压力从常压0逐渐升温到0.8Mpa（该高压值可在0.05Mpa至0.8Mpa之间选择），然后迅速减压到常压0，完成一个压变周期时间（即T2与T3之合），在这压力一升一降中，可以在升压的过程中将热能压入被升温物料中（如锂电池、锂电极等），在降压的过程中，可快速将冷能带出被升温物料，达到使被升温物料快速升温的目的，图2中，在一个物料传输周期T0内含有四个压变周期时间，当然，本发明中，在一个物料传输周期T0内可以包含一个以上的压变周期时间，这个根据具体工艺要求而定。

请见图3，图3是图1所示实施例的第二种升温压力曲线示意图。从图3可以看出，物料进入升温箱后，在常压下升温第一时间T1后，开始加压，使升温箱内的压力从常压0逐渐升温到0.8Mpa（该高压值可在0.05Mpa至0.8Mpa之间选择），然后保持一个维持时间T4，再减压到常压0，完成一个压变周期时间（即T2、T4和T3之合），在这压力一升一降中，可以在升压的过程中将热能压入被升温物料中（如锂电池、锂电极等），在保压的过程中进行充分的热交换，在降压的过程中，可快速将冷能带出被升温物料，达到使被升温物料快速升温的目的，图3中，在降压后，再保持一个延时T5，进入下一个压变周期时间。本实施例中，在一个物料传输周期T0内含有两个压变周期时间，当然，本发明中，在一个物料传输周期T0内可以包含一个以上的压变周期时间，这个根据具体工艺要求而定。

请参见图4，图4是图1所示实施例的第三种升温压力曲线示意图。图4所示曲线与图3所示曲线基本相同，所不同的是在升压箱预先有一定正压（如图中为0.1Mpa）后，再进行压力变化，使其形成了两个压力周期变化时间。

请参见图5，图5是图1所示实施例的第四种升温压力曲线示意图。图5所示曲线与图3所示曲线基本相同，所不同的是在升压箱预先有一定负压（如图中为-0.1Mpa）后，再进行压力变化，使其形成了两个压力周期变化时间。

为了耐压，本发明中的升温箱可以设计成耐压升温箱，如图6所示，图6是本发明中升温箱的第一种径向截面结构示意图。图6所述的隧道式升温箱包括两端开口的外箱体1和两端开口的内箱体2，所述内箱体2设在所述外箱体1内，在所述内箱体2与所述外箱体1之间设有间隔空间3，在所述间隔空间3内设有加热源4和循环用风机5，在所述内箱体的前后内壁6、7上设有循环孔（从图6中右、左，在实际产品中为前后），所述循环孔与所述间隔空间3相通并构成循环通道。热空气始终在循环通道与间隔空间3之间按箭头方向循环。

请参见图7，图7是本发明中升温箱的第二种径向截面结构示意图。图7与图6所示实施相比，其大体结构相同，所不同的是所述外箱体1的径向截面为方形，在外箱体的外壁上加上加强筋8。

请参见图8，图8是本发明一种改进型的压变式升温箱100，包括升温箱主体110，气体暂存装置120，在所述升温箱主体110上设有进气阀130和回气阀140，所述气体暂存装置120包括储气罐121和与所述储气罐121串连的压力泵122，所述储气罐121通过储气罐阀门123与所述升温箱主体110的内部空间相通，所述压力泵122通过压力泵阀门124与所述升温箱主体110的内部空间相通；当需要所述升温箱主体110内的压力下降时，所述压力泵122将所述升温箱主体110内的气体抽入所述储气罐121内储存；当需要所述升温箱主体110内的压力上升时，所述压力泵122将所述储气罐121内的气体抽入所述升温箱主体110内（如果采用螺杆式压力泵，就可以直接反抽，如果是不能反抽的压力泵就必须采用旁路来改变气流方向，具体见图9）；当需要所述升温箱内的压力回位时，将所述储气罐与所述升温箱内的气体直接导通。

本发明采用上述结构后具有如下优点，一是可以稳定升温箱主体110内的气体温度，以及节能降耗，因为，如果不设气体暂存装置，则势必在每次升压时需要外界气体的输入，会造成升温箱主体110内的温度下降，在降压时，又会将热气体排出，造成能源及气体的浪费；二是安全，将升温箱体主体110内的首次从进气阀进入升温箱主体110内的气压达到预定压力后，就不需要另外再进入（适当补气除外），升温箱主体110内的压力的变化完全靠气体暂存装置完成，升温箱主体110内的气体总量基本不变，这样就达到了全安的目的；三是气体暂存装置不仅可以对升温箱主体110降压，也可以实现升压及平压，可以在不依靠外界气体的情况下，独立地实现对升温箱主体110内的压力改变。

请参见图9，图9是本发明第二种改进型的压变式升温箱100，包括升温箱主体110，气体暂存装置120，在所述升温箱主体110上设有进气阀130和回气阀140，所述气体暂存装置120包括储气罐121和与所述储气罐121串连的压力泵122，所述储气罐121通过储气罐阀门123与所述升温箱主体110的内部空间相通，所述压力泵122通过压力泵阀门124与所述升温箱主体110的内部空间相通；当需要所述升温箱主体110内的压力下降时，所述压力泵122将所述升温箱主体110内的气体抽入所述储气罐121内储存；当需要所述升温箱主体110内的压力上升时，所述压力泵122将所述储气罐121内的气体抽入所述升温箱主体110内，本实施例中，采用的压力泵是除螺杆式压力泵的其它压力泵，因为这类压力泵不能反抽气体，所以本实施例中在压力泵122中采用旁路装置125来改变气流方向，所述旁路装置125包括第一阀门1251及第一旁路管1252，第二阀门1253及第二旁路管1254，以及第三阀门1255；所述第三阀门1255串连在压力泵122与储气罐121之间，所述第一旁路管1252的一端与第三阀门1255和储气罐121之间的管路连接，所述第一旁路管1252的另一端与压力泵122和压力泵阀门124之间的管路连接；所述第二旁路管1254的一端与第三阀门1255和压力泵122之间的管路连接，所述第二旁路管1254的另一端与升温箱主体110的内部空间相通；本实施例中，当需要所述升温箱主体110内的压力回位时，将所述储气罐121与所述升温箱主体110内的气体直接导通。

本实施例在使用时，如果只是想把升温箱主体110内的压力下降，则开启压力泵阀门124和第三阀门1255，关闭第一阀门1251和第二阀门1253，压力泵122就可以把升温箱主体110内的气体抽入储气罐121内达到降低升温箱主体110内的压力的目的；

如果想将升温箱主体110内的压力上升，则关闭压力泵阀门124和第三阀门1255，开启第一阀门1251和第二阀门1253，压力泵122就可以把储气罐121内的气体抽入升温箱主体110内达到升高升温箱主体110的压力的目的；如果想使升温箱主体110和储气罐121的压力平衡，只需开启储气罐阀门123即可。

本发明中，所述升温箱主体110可以包括外箱体和内箱体，所述内箱体设在所述外箱体内，在所述内箱体与所述外箱体之间设有间隔空间，在所述间隔空间内设有加热源和循环用风机，在所述内箱体的前后内壁上设有循环孔，所述循环孔与所述间隔空间相通并构成循环通道（具体结构可以参见图6和图7）。

Claims (10)

1.一种适合于隧道式烘烤线的升温箱的压变式升温方法，其特征在于：包括如下步骤，

（11）、在具有内循环通道的隧道式升温箱上，设置一与压力气源相通的进气阀，以及与回气管路相通的回气阀，所述进气阀和所述回气阀均与所述内循环通道相通；

（12）、在隧道式升温箱的一个物料传输周期内，升温箱内的气压至少要有一个压变周期时间；

（13）、气压变化时，其气压的高压值在0.05Mpa至0.8Mpa之间选择，气压的低压值在-0.1Mpa至0.1Mpa之间选择；且每一个压变周期的时间在大于等于3分钟至小于等于60分钟之间选择。

2.根据权利要求1所述的适合于隧道式烘烤线的升温箱的压变式升温方法，其特征在于，在每一个所述的压变周期时间内，在压力变化到峰值时，在该峰值有一个维持时间。

3.根据权利要求2所述的适合于隧道式烘烤线的升温箱的压变式升温方法，其特征在于，所述维持时间在1分钟至40分钟内选择。

4.根据权利要求1、2或3所述的适合于隧道式烘烤线的升温箱的压变式升温方法，其特征在于，设计一气体暂存装置，所述气体暂存装置包括储气罐和压力泵，当需要所述升温箱内的压力下降时，所述压力泵将所述升温箱内的气体抽入所述储气罐内储存；当需要所述升温箱内的压力上升时，所述压力泵将所述储气罐内的气体抽入所述升温箱内；当需要所述升温箱内的压力回位时，将所述储气罐与所述升温箱内的气体直接导通。

5.一种升温箱的压变式升温方法，其特征在于：包括如下步骤，

（11）、在升温箱上，设置一与压力气源相通的进气阀，以及与回气管路相通的回气阀，所述进气阀和所述回气阀均与所述内循环通道相通；

（12）、在升温箱的一个物料传输周期内，升温箱内的气压至少要有一个压变周期时间；

（13）、气压变化时，其气压的高压值在0.05Mpa至0.8Mpa之间选择，气压的低压值在-0.1Mpa至0.1Mpa之间选择；且每一个压变周期的时间在大于等于3分钟至小于等于60分钟之间选择。

6.根据权利要求1所述的升温箱的压变式升温方法，其特征在于，在每一个所述的压变周期时间内，在压力变化到峰值时，在该峰值有一个维持时间。

7.根据权利要求2所述的升温箱的压变式升温方法，其特征在于，所述维持时间在1分钟至40分钟内选择。

8.根据权利要求1、2或3所述的升温箱的压变式升温方法，其特征在于，设计一气体暂存装置，所述气体暂存装置包括储气罐和压力泵，当需要所述升温箱内的压力下降时，所述压力泵将所述升温箱内的气体抽入所述储气罐内储存；当需要所述升温箱内的压力上升时，所述压力泵将所述储气罐内的气体抽入所述升温箱内；当需要所述升温箱内的压力回位时，将所述储气罐与所述升温箱内的气体直接导通。

9.一种压变式升温箱，包括升温箱主体，其特征在于：还包括气体暂存装置，所述气体暂存装置包括储气罐和与所述储气罐串连的压力泵，所述储气罐通过储气罐阀门与所述升温箱主体的内部空间相通，所述压力泵通过压力泵阀门与所述升温箱主体的内部空间相通；当需要所述升温箱主体内的压力下降时，所述压力泵将所述升温箱主体内的气体抽入所述储气罐内储存；当需要所述升温箱主体内的压力上升时，所述压力泵将所述储气罐内的气体抽入所述升温箱主体内；当需要所述升温箱主体内的压力回位时，将所述储气罐与所述升温箱主体内的气体直接导通。

10.根据权利要求9所述的升温箱的压变式升温方法，其特征在于，所述升温箱主体包括外箱体和内箱体，所述内箱体设在所述外箱体内，在所述内箱体与所述外箱体之间设有间隔空间，在所述间隔空间内设有加热源和循环用风机，在所述内箱体的前后内壁上设有循环孔，所述循环孔与所述间隔空间相通并构成循环通道。