CN109509889B - 一种锌锰电池的正极粉环管制造装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及碱性锌锰电池制造领域，尤其涉及一种锌锰电池的正极粉环管制造装置，包括粉料桶、架体、挤压机构和加热器；粉料桶的上部开口，架体设置在粉料桶的上方，挤压机构安装在架体上；挤压套套设在内杆外部且可沿内杆的轴向上下移动，液压杆安装在挤压座上并通过连接叉连接挤压套；液压杆向下推动挤压套将粉末向下挤入挤出管中后被挤压成型，并在加热器的加热作用下将水分从排湿通道中排出，使正极粉环管连续挤出成型。通过挤出管将正极材料周期性连续挤出并形成指定硬度的管状，以便于切割形成正极粉环；此外，由于采用了加热排湿的结构，使得正极粉末在调配时能够使用更高的湿度，从而有助于减小正极粉环达到指定硬度时所需要的压力。

Description

一种锌锰电池的正极粉环管制造装置

技术领域

本发明涉及碱性锌锰电池制造领域，尤其涉及一种锌锰电池的正极粉环管制造装置。

背景技术

碱性电池亦称为碱性干电池、碱性锌锰电池、碱锰电池，是锌锰电池系列中性能最优的品种。适用于需放电量大及长时间使用。电池内阻较低，因此产生之电流较一般碳性电池更大，此类电池因不含汞，因此可随生活垃圾处理，无须刻意回收。碱性电池是以其碱性电解液而得名的，与所有干电池一样，碱性电池的结构主要由正极、负极和电解液组成，比较常见的碱性电池形状是圆筒形的。

正极粉环是碱性电池的重要组成部分，其设置在管状的电池壳体的内侧并呈空心环状，电解液和负极设置在正极粉环的内侧；该正极粉环是将一定粒度的碱锰电池的正极材料压制成直径、高度、重量、硬度达到一定要求的空心环，该环作为碱锰电池的正极，其高度、重量和硬度三个参数是其所制作的电池是否达标的重要影响因素。现有的正极粉环在制作前首先要将正极材料进行粉碎然后调配其湿度达到3％-4％；然后采用较高的压力和对应的模具压制形成正极粉环，但是，由于其湿度较低，需要采用很高的压力才能获得指定硬度的正极粉环。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种锌锰电池的正极粉环管制造装置，通过挤出管将正极材料周期性连续挤出并形成指定硬度的管状，以便于切割形成正极粉环；此外，由于本装置中采用了加热排湿的结构，能够使得正极粉末在调配时能够使用更高的湿度，从而有助于减小正极粉环达到指定硬度时所需要的压力。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种锌锰电池的正极粉环管制造装置，包括粉料桶、架体、挤压机构和加热器；

粉料桶的上部开口，架体设置在粉料桶的上方，挤压机构安装在架体上；

架体包括连接架、杆座和挤压座；杆座连接在连接架下部的一侧，挤压座连接在连接架的上部；

挤压机构包括液压杆、挤出管、内杆、连接叉和挤压套；挤出管设置在粉料桶的底部，内杆竖向布置且其上端连接到杆座上、下端伸入挤出管内并与其同轴；挤压套套设在内杆外部且可沿内杆的轴向上下移动，液压杆安装在挤压座上并通过连接叉连接挤压套；

内杆由上至下分为空余段、挤压段和排湿段；排湿段的内杆的中部设置有排湿通道，在排湿段的内杆上设置有若干排湿细孔，排湿细孔与排湿通道连通；

加热器套设在挤出管下部的外侧并对应位于排湿段的径向外侧；

液压杆向下推动挤压套将粉末向下挤入挤出管中后被挤压成型，并在加热器的加热作用下将水分从排湿通道中排出，使正极粉环管连续挤出成型。

进一步：在连接架上安装有拨料电机，拨料电机的转轴上连接有拨料叶片，拨料叶片呈弧形并用于将粉料桶中的粉料推入挤出管中。

进一步：加热器包括壳体、保温层和加热丝；加热丝呈螺旋状缠绕在挤出管外，壳体套设在加热丝外并固定在挤出管的外侧壁上，保温层设置在壳体的内侧并具有耐高温性和绝缘性。

进一步：排湿通道的半径为内杆半径的三分之一；排湿细孔的孔径不大于0.05mm，在内杆上的排湿段设置有100-200个排湿细孔；挤出管的长度为40-80cm。

进一步：在粉料桶的底部四周设置有多个挤出管，每个挤出管内均设置有一个内杆，每个内杆上都套设有挤压套，各个挤压套分别由对应的液压杆连接并控制其升降。

进一步：正极粉环的制作方法，包括以下步骤：

步骤1：将多个正极粉环从挤出管下部逆向放入到挤出管中，直至正极粉环到达粉料桶处，然后采用螺纹帽将挤出管的下部盖紧；

步骤2：在粉料桶中放入粉料，然后控制液压杆周期性升降，以使挤压套沿内杆上下滑动；

步骤3：粉料被逐渐压入到挤出管中，并在此过程中，逐个取出正极粉环，直至正极粉环被全部取出；

步骤4：粉料沿挤出管挤出过程中形成管状，当粉料到达内杆的排湿段时候，加热器将粉料加热至400℃-500℃，使粉料中的部分水分沿着排湿细孔进入排湿通道；并最终形成正极粉环管；

步骤5：正极粉环管按需要长度进行切断，并制成正极粉环。

由于采用了上述技术方案，本发明具有如下的优点：

1、本装置中，能够利用挤出管内侧壁的摩擦力和挤出管的长度决定所挤出的正极粉管的硬度，从而实现所需要获得的正极粉环在硬度上的可控；

2、装置利用液压杆作用挤出动力，其具有压力可控性好，易于压力观察等优点；此外，由于采用挤出的方式获得正极粉环，使得其具有正极粉环管的产品输出具有连续性；

3、由于在挤出管外设置有加热器，并且在内杆的下部设置有排湿通道，因此能够将正极粉环管的湿度降低，因此，本装置中能够在预先准备正极材料的粉末时，可以将粉末的湿度控制到4％-6％，然后再利用加热器将湿度降低1％-2％，达到使用要求；由于粉末的湿度更高，粉末的聚合性更好，使得正极粉环管达到指定硬度所需要的压力更低，从而有利于使正极粉环的制造设备轻量化；

4、正极粉环管被挤出后，可采用切断装置将粉环管按照指定的长度进行切断，从而能够使得粉环管所需的重量和高度具有更高的灵活性。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书和权利要求书来实现和获得。

附图说明

图1为本制造装置的结构图；

图2为连接叉和挤压套的结构图；

图3为图1中局部I的放大图；

图4为内杆的排湿段的结构图。

附图标记：1-挤压座，2-液压杆，3-连接叉，4-挤压套，5-拨料叶片，6-挤出管，7-加热器，8-内杆，9-杆座，10-连接架，11-拨料电机，12-排湿通道，13-排湿细孔，14-壳体，15-保温层，16-加热丝，17-粉料桶，18-螺纹帽。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

实施例1

如附图所示：一种锌锰电池的正极粉环管制造装置，包括粉料桶17、架体、挤压机构、拨料机构和加热器7；

粉料桶17的上部开口，架体设置在粉料桶17的上方，挤压机构安装在架体上；

架体包括连接架10、杆座9和挤压座1；杆座9连接在连接架10下部的一侧，挤压座1连接在连接架10的上部；

挤压机构包括液压杆2、挤出管6、内杆8、连接叉3和挤压套4；挤出管6设置在粉料桶17的底部，内杆8竖向布置且其上端连接到杆座9上、下端伸入挤出管6内并与其同轴；挤压套4套设在内杆8外部且可沿内杆8的轴向上下移动，液压杆2安装在挤压座1上并通过连接叉3连接挤压套4；

内杆8由上至下分为空余段、挤压段和排湿段；排湿段的内杆8的中部设置有排湿通道12，在排湿段的内杆8上设置有若干排湿细孔13，排湿细孔13与排湿通道12连通；

加热器7套设在挤出管6下部的外侧并对应位于排湿段的径向外侧；

液压杆2向下推动挤压套4将粉末向下挤入挤出管6中后被挤压成型，并在加热器7的加热作用下将水分从排湿通道12中排出，使正极粉环管连续挤出成型。

拨料机构包括拨料电机11和拨料叶片5，拨料电机11安装在连接架10上，拨料叶片5连接在拨料电机11的转轴上，拨料叶片5呈弧形并用于将粉料桶17中的粉料推入挤出管6中。

加热器7包括壳体14、保温层15和加热丝16；加热丝16呈螺旋状缠绕在挤出管6外，壳体14套设在加热丝16外并固定在挤出管6的外侧壁上，保温层15设置在壳体14的内侧并具有耐高温性和绝缘性。

排湿通道12的半径为内杆8半径的三分之一；排湿细孔13的孔径不大于0.05mm，在内杆8上的排湿段设置有100-200个排湿细孔13；挤出管6的长度为40-80cm。

在粉料桶17的底部四周设置有多个挤出管6，每个挤出管6内均设置有一个内杆8，每个内杆8上都套设有挤压套4，各个挤压套4分别由对应的液压杆2连接并控制其升降。

本正极粉环管制造装置的工作原理为：

当粉料桶17中装设的正极粉末在拨动叶片的周期性转动过程中被推入到挤出管6中，在挤出管6中预先加入并被挤压的正极粉末在挤出管6摩擦力的作用下呈半堵塞状态，此时，当挤压套4在液压杆2的推动下沿着内杆8从其空余段移动至挤压段时，新加入密度较低的正极粉末被挤压聚集，多余的空气从挤压套4与挤出管6之间的缝隙处排出到粉料桶17中；由于拨料叶片5周期性的将正极粉末推入到挤出管6中，然后在挤压套4周期性的挤压过程中，正极粉末被逐渐加压到指定的硬度，从而使得被挤出产生的正极粉环管的硬度达到需要。

当正极粉环管被挤压排湿段的时候，加热器7对正极粉环管进行加热，使得正极粉环管的湿度从4-6％降低至3-4％；所产生的的水蒸汽从排湿细孔13中进入排湿通道12，然后排出；并且在此过程中，粉环管仍然处于持续加压的状态，使得正极粉环的硬度不会因为水分含量的降低而降低，最终能够获得连续性的有正极粉末材料加压形成的粉环管，该粉环管能够被切割并最终形成碱性电池所需要的正极粉环。

实施例2

使用实施例1中的正极粉环制造装置和现有的切断工具制作正极粉环的制作方法，包括以下步骤：

步骤1：将多个正极粉环从挤出管6下部逆向放入到挤出管6中，直至正极粉环到达粉料桶17处，然后采用螺纹帽18将挤出管6的下部盖紧；

步骤2：在粉料桶17中放入粉料，然后控制液压杆2周期性升降，以使挤压套4沿内杆8上下滑动；

步骤3：粉料被逐渐压入到挤出管6中，并在此过程中，逐个取出正极粉环，直至正极粉环被全部取出；

步骤4：粉料沿挤出管6挤出过程中形成管状，当粉料到达内杆8的排湿段时候，加热器7将粉料加热至400℃-500℃，使粉料中的部分水分沿着排湿细孔13进入排湿通道12；并最终形成正极粉环管；

步骤5：正极粉环管按需要长度进行切断，并制成正极粉环。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种锌锰电池的正极粉环管制造装置，其特征在于：包括粉料桶(17)、架体、挤压机构和加热器(7)；

粉料桶(17)的上部开口，架体设置在粉料桶(17)的上方，挤压机构安装在架体上；

架体包括连接架(10)、杆座(9)和挤压座(1)；杆座(9)连接在连接架(10)下部的一侧，挤压座(1)连接在连接架(10)的上部；

挤压机构包括液压杆(2)、挤出管(6)、内杆(8)、连接叉(3)和挤压套(4)；挤出管(6)设置在粉料桶(17)的底部，内杆(8)竖向布置且其上端连接到杆座(9)上、下端伸入挤出管(6)内并与其同轴；挤压套(4)套设在内杆(8)外部且可沿内杆(8)的轴向上下移动，液压杆(2)安装在挤压座(1)上并通过连接叉(3)连接挤压套(4)；

内杆(8)由上至下分为空余段、挤压段和排湿段；排湿段的内杆(8)的中部设置有排湿通道(12)，在排湿段的内杆(8)上设置有若干排湿细孔(13)，排湿细孔(13)与排湿通道(12)连通；

加热器(7)套设在挤出管(6)下部的外侧并对应位于排湿段的径向外侧；

液压杆(2)向下推动挤压套(4)将粉末向下挤入挤出管(6)中后被挤压成型，并在加热器(7)的加热作用下将水分从排湿通道(12)中排出，使正极粉环管连续挤出成型。

2.根据权利要求1所述的锌锰电池的正极粉环管制造装置，其特征在于：在连接架(10)上安装有拨料电机(11)，拨料电机(11)的转轴上连接有拨料叶片(5)，拨料叶片(5)呈弧形并用于将粉料桶(17)中的粉料推入挤出管(6)中。

3.根据权利要求2所述的锌锰电池的正极粉环管制造装置，其特征在于：加热器(7)包括壳体(14)、保温层(15)和加热丝(16)；加热丝(16)呈螺旋状缠绕在挤出管(6)外，壳体(14)套设在加热丝(16)外并固定在挤出管(6)的外侧壁上，保温层(15)设置在壳体(14)的内侧并具有耐高温性和绝缘性。

4.根据权利要求3所述的锌锰电池的正极粉环管制造装置，其特征在于：排湿通道(12)的半径为内杆(8)半径的三分之一；排湿细孔(13)的孔径不大于0.05mm，在内杆(8)上的排湿段设置有100-200个排湿细孔(13)；挤出管(6)的长度为40-80cm。

5.根据权利要求4所述的锌锰电池的正极粉环管制造装置，其特征在于：在粉料桶(17)的底部四周设置有多个挤出管(6)，每个挤出管(6)内均设置有一个内杆(8)，每个内杆(8)上都套设有挤压套(4)，各个挤压套(4)分别由对应的液压杆(2)连接并控制其升降。

6.根据权利要求4所述的锌锰电池的正极粉环管制造装置，其特征在于：正极粉环的制作方法，包括以下步骤：

步骤1：将多个正极粉环从挤出管(6)下部逆向放入到挤出管(6)中，直至正极粉环到达粉料桶(17)处，然后采用螺纹帽(18)将挤出管(6)的下部盖紧；

步骤2：在粉料桶(17)中放入粉料，然后控制液压杆(2)周期性升降，以使挤压套(4)沿内杆(8)上下滑动；

步骤3：粉料被逐渐压入到挤出管(6)中，并在此过程中，逐个取出正极粉环，直至正极粉环被全部取出；

步骤4：粉料沿挤出管(6)挤出过程中形成管状，当粉料到达内杆(8)的排湿段时候，加热器(7)将粉料加热至400℃-500℃，使粉料中的部分水分沿着排湿细孔(13)进入排湿通道(12)；并最终形成正极粉环管；

步骤5：正极粉环管按需要长度进行切断，并制成正极粉环。

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