CN109616675B - 一种碱锰电池的锰环压环装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及碱性锌锰电池制造领域，尤其涉及一种碱锰电池的锰环压环装置，包括成型器、粗坯环成型机构和挤压排湿机构；成型器呈筒状且其中部设置有中心柱；在中心柱的中部设置有排湿通道，在中心柱上设置有若干与排湿通道连通的细孔；挤压排湿机构包括第二安装座、第三液压器、连接杆、基座、加热座和挤压套；通过多次挤压，能够形成密度和硬度达标的锰环结构，并且由于采用多次挤压，能够减少粉料中的夹杂的气体对挤压的影响；另外，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

一种碱锰电池的锰环压环装置

技术领域

本发明涉及碱性锌锰电池制造领域，尤其涉及一种碱锰电池的锰环压环装置。

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，建电池的主要结构主要有正极、负极、和电解液，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碱锰电池的锰环压环装置，通过多次挤压，能够形成密度和硬度达标的锰环结构，并且由于采用多次挤压，能够减少粉料中的夹杂的气体对挤压的影响；另外，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。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种碱锰电池的锰环压环装置，包括成型器、粗坯环成型机构和挤压排湿机构；

成型器呈筒状且其中部设置有中心柱；在中心柱的中部设置有排湿通道，在中心柱上设置有若干与排湿通道连通的细孔；

粗坯环成型机构包括粉料斗、第一液压器、第一安装座、第二液压器、送料电机、送料螺杆、粗坯环抵座、转动盘、挤压筒和转动电机；粉料斗的出口连接在挤压筒的侧壁上并连通挤压筒，在粉料斗的出口设置有由送料电机驱动并用于向挤压筒内送入粉料的送料螺杆；第一液压器安装在第一安装座上且其活动端朝下伸入挤压筒内，转动盘设置在粗坯环抵座的上方并由安装在粗坯环抵座上的转动电机驱动，转动盘上设置有若干粗坯环成型腔，粗坯环成型腔随转动盘转动至挤压筒的下方时，第一液压器挤压所述挤压筒内的粉料至粗坯环成型腔中并压制形成粗坯环；成型器设置在粗坯环抵座一侧的下方，第二液压器安装在第一安装座上并用于将粗坯环成型腔中的粗坯环对应推入到成型器中；

挤压排湿机构包括第二安装座、第三液压器、连接杆、基座、加热座和挤压套；第二安装座通过多个连接杆固定连接在基座的正上方，在基座上设置可固定成型器的加热座，第三液压器固定在第二安装座上，挤压套连接在第三液压器上并由该第三液压器控制朝向挤压成型器中的粗坯环；加热座内具有将粗坯环加热至400-600℃的加热丝。

进一步：在加热座内还设置有用于隔热的真空层；在加热座的顶面中部设置有用于放置成型器的放置孔，加热丝嵌设在放置孔的孔壁内，真空层位于加热丝的外侧。

进一步：成型器还包括垫片、外套筒和十字形座，十字形座连接在中心柱的下部，垫片呈环状并套设在中心柱上，外套筒设置在中心柱外并呈圆管状。

进一步：粉料斗的出口采用锥形出口，该锥形出口用于将粉料聚集使密度增加。

进一步：排湿通道的半径为中心柱半径的三分之一；细孔的孔径不大于0.05mm，粗坯环成型腔的高度为4-5mm；成型器的高度为4-6cm。

进一步：其使用方法，包括以下步骤：

步骤1：在粉料斗中放入用于碱锰电池正极的粉料，粉料由送料螺杆聚集后送入到挤压筒内，第一液压器挤压粉料至粗坯环成型腔中，形成密度为0.5-0.7克每立方厘米的粗坯环；粗坯环的厚度为3-4mm；

步骤2：转动盘转动并将粗坯环携带至成型器的正上方，利用第一液压器将粗坯环推入到成型器中；

步骤3：当成型器装入多个粗坯环后，将粗坯环手动转移至加热座上，第三液压器推动挤压套挤压成型器中的粗坯环，同时，加热座对成型器和粗坯环加热至400-600℃；

步骤4：当第三液压器的挤压压力达到设定数值且持续超过5-10min时，粗坯环被挤压形成所需硬度的锰环；

步骤5：拆卸垫片、外套筒和中心柱，将锰环取出。

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，采用多次粉末聚集加压的方式，使得粉末的聚集度较好，并且有利于减少压环过程中的空气量的控制，能够形成密度和硬度达标的锰环结构；

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，由于采用堆叠的方式挤压粗坯环制成锰环，使得所获得的锰环结构内外密度更加均匀，具有较高的质量；

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.采用多个机构相互搭配使用的设计，使得多个环节自由度更高，能够在锰环制作过程中各个环节的达标情况，从而能够更有针对性的解决质量不到标的问题，从而易于改进和维护。

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为粗坯环成型机构的结构图；

图2为挤压排湿机构的结构图；

图3为成型器的结构图。

附图标记：1-粉料斗，2-第一液压器，3-第一安装座，4-第二液压器，5-送料电机，6-送料螺杆，7-锥形出口，8-粗坯环成型腔，9-粗坯环抵座，10-转动电机，11-成型器，12-转动盘，13-挤压筒，14-第二安装座，15-第三液压器，16-连接杆，17-基座，18-加热丝，19-真空层，20-加热座，21-挤压套，22-垫片，23-外套筒，24-细孔，25-中心柱，26-排湿通道。

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：一种碱锰电池的锰环压环装置，包括成型器11、粗坯环成型机构和挤压排湿机构；

成型器11包括中心柱25、垫片22、外套筒23和十字形座；中心柱25设置在外套筒23内，且在中心柱25的中部设置有排湿通道26，在中心柱25上设置有若干与排湿通道26连通的细孔24；十字形座连接在中心柱25的下部，垫片22呈环状并套设在中心柱25上，外套筒23设置在中心柱25外并呈圆管状。

粗坯环成型机构包括粉料斗1、第一液压器2、第一安装座3、第二液压器4、送料电机5、送料螺杆6、粗坯环抵座9、转动盘12、挤压筒13和转动电机10；粉料斗1的出口连接在挤压筒13的侧壁上并连通挤压筒13，在粉料斗1的出口设置有由送料电机5驱动并用于向挤压筒13内送入粉料的送料螺杆6；第一液压器2安装在第一安装座3上且其活动端朝下伸入挤压筒13内，转动盘12设置在粗坯环抵座9的上方并由安装在粗坯环抵座9上的转动电机10驱动，转动盘12上设置有若干粗坯环成型腔8，粗坯环成型腔8随转动盘12转动至挤压筒13的下方时，第一液压器2挤压所述挤压筒13内的粉料至粗坯环成型腔8中并压制形成粗坯环；成型器11设置在粗坯环抵座9一侧的下方，第二液压器4安装在第一安装座3上并用于将粗坯环成型腔8中的粗坯环对应推入到成型器11中；粉料斗1的出口采用锥形出口7，该锥形出口7用于将粉料聚集使密度增加。

挤压排湿机构包括第二安装座14、第三液压器15、连接杆16、基座17、加热座20和挤压套21；第二安装座14通过多个连接杆16固定连接在基座17的正上方，在基座17上设置可固定成型器11的加热座20，第三液压器15固定在第二安装座14上，挤压套21连接在第三液压器15上并由该第三液压器15控制朝向挤压成型器11中的粗坯环；加热座20内设置有将粗坯环加热至400-600℃的加热丝18和用于隔热的真空层19，在加热座20的顶面中部设置有用于放置成型器11的放置孔，加热丝18嵌设在放置孔的孔壁内，真空层19位于加热丝18的外侧。

排湿通道26的半径为中心柱25半径的三分之一；细孔24的孔径不大于0.05mm，粗坯环成型腔8的高度为4-5mm；成型器11的高度为4-6cm。

本碱锰电池的锰环压环装置的工作原理为：

当粉料斗1中装入碱锰电池正极材料的粉末后，粉料斗1中装设的正极粉末在送料螺杆6的推送力作用下从锥形出口7处被推入到挤压筒13中，同时由于送料螺杆6的推送作用，使得粉料被第一次聚集；利用第一液压器2将挤压筒13中粉料再次挤压，并使得挤压筒13中粉料挤压到粗坯环成型腔8中，由于第一液压器2的下端连接有相应的模具，并在粗坯环抵座9上具有相应的孔，使得粉料在粗坯环成型腔8中被第二次聚集，并形成粗坯环；此时的粗坯环具有一定的硬度，当转动盘12转动时，粗坯环随着转动盘12的转动被移动到成型器11的正上方，当第二液压器4推动粗坯环时，可以将粗坯环推入到成型器11中。

当粗坯环中装入了3-5个粗坯环后，手动将成型器11转移到加热座20上。

第三液压器15推动挤压套21挤压成型器11中的粗坯环，同时，加热座20对成型器11和粗坯环加热至400-600℃；加热器对粗坯环进行加热，使得正极粉环管的湿度从4-6％降低至3-4％；所产生的的水蒸汽部分从排湿细孔24中进入排湿通道26然后排出，部分从成型器11与挤压套21之间的缝隙处排出；并且在此过程中，粉环管仍然处于第三液压器15的持续加压的状态，使得粗坯环的硬度不会因为水分含量的降低而降低，并且随着第三液压器15的不断增压，使得最终能够获得所需硬度的锰环。

实施例2

使用实施例1中的结构制造锰环的方法，包括以下步骤：

步骤1：在粉料斗1中放入用于碱锰电池正极的粉料，粉料由送料螺杆6聚集后送入到挤压筒13内，第一液压器2挤压粉料至粗坯环成型腔8中，形成密度为0.5-0.7克每立方厘米的粗坯环；粗坯环的厚度为3-4mm；

步骤2：转动盘12转动并将粗坯环携带至成型器11的正上方，利用第一液压器2将粗坯环推入到成型器11中；

步骤3：当成型器11装入多个粗坯环后，将粗坯环手动转移至加热座20上，第三液压器15推动挤压套21挤压成型器11中的粗坯环，同时，加热座20对成型器11和粗坯环加热至400-600℃；

步骤4：当第三液压器15的挤压压力达到设定数值且持续超过5-10min时，粗坯环被挤压形成所需硬度的锰环；

步骤5：拆卸垫片22、外套筒23和中心柱25，将锰环取出。

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)

1.一种碱锰电池的锰环压环装置，其特征在于：包括成型器（11）、粗坯环成型机构和挤压排湿机构；

成型器（11）呈筒状且其中部设置有中心柱（25）；在中心柱（25）的中部设置有排湿通道（26），在中心柱（25）上设置有若干与排湿通道（26）连通的细孔（24）；

粗坯环成型机构包括粉料斗（1）、第一液压器（2）、第一安装座（3）、第二液压器（4）、送料电机（5）、送料螺杆（6）、粗坯环抵座（9）、转动盘（12）、挤压筒（13）和转动电机（10）；粉料斗（1）的出口连接在挤压筒（13）的侧壁上并连通挤压筒（13），在粉料斗（1）的出口设置有由送料电机（5）驱动并用于向挤压筒（13）内送入粉料的送料螺杆（6）；第一液压器（2）安装在第一安装座（3）上且其活动端朝下伸入挤压筒（13）内，转动盘（12）设置在粗坯环抵座（9）的上方并由安装在粗坯环抵座（9）上的转动电机（10）驱动，转动盘（12）上设置有若干粗坯环成型腔（8），粗坯环成型腔（8）随转动盘（12）转动至挤压筒（13）的下方时，第一液压器（2）挤压所述挤压筒（13）内的粉料至粗坯环成型腔（8）中并压制形成粗坯环；成型器（11）设置在粗坯环抵座（9）一侧的下方，第二液压器（4）安装在第一安装座（3）上并用于将粗坯环成型腔（8）中的粗坯环对应推入到成型器（11）中；

挤压排湿机构包括第二安装座（14）、第三液压器（15）、连接杆（16）、基座（17）、加热座（20）和挤压套（21）；第二安装座（14）通过多个连接杆（16）固定连接在基座（17）的正上方，在基座（17）上设置可固定成型器（11）的加热座（20），第三液压器（15）固定在第二安装座（14）上，挤压套（21）连接在第三液压器（15）上并由该第三液压器（15）控制朝向挤压成型器（11）中的粗坯环；加热座（20）内具有将粗坯环加热至400-600℃的加热丝（18）。

2.根据权利要求1所述的碱锰电池的锰环压环装置，其特征在于：在加热座（20）内还设置有用于隔热的真空层（19）；在加热座（20）的顶面中部设置有用于放置成型器（11）的放置孔，加热丝（18）嵌设在放置孔的孔壁内，真空层（19）位于加热丝（18）的外侧。

3.根据权利要求2所述的碱锰电池的锰环压环装置，其特征在于：成型器（11）还包括垫片（22）、外套筒（23）和十字形座，十字形座连接在中心柱（25）的下部，垫片（22）呈环状并套设在中心柱（25）上，外套筒（23）设置在中心柱（25）外并呈圆管状。

4.根据权利要求3所述的碱锰电池的锰环压环装置，其特征在于：粉料斗（1）的出口采用锥形出口（7），该锥形出口（7）用于将粉料聚集使密度增加。

5.根据权利要求4所述的碱锰电池的锰环压环装置，其特征在于：排湿通道（26）的半径为中心柱（25）半径的三分之一；细孔（24）的孔径不大于0.05mm，粗坯环成型腔（8）的高度为4-5mm；成型器（11）的高度为4-6cm。

6.根据权利要求5所述的碱锰电池的锰环压环装置，其特征在于：其使用方法，包括以下步骤：

步骤1：在粉料斗（1）中放入用于碱锰电池正极的粉料，粉料由送料螺杆（6）聚集后送入到挤压筒（13）内，第一液压器（2）挤压粉料至粗坯环成型腔（8）中，形成密度为0.5-0.7克每立方厘米的粗坯环；粗坯环的厚度为3-4mm；

步骤2：转动盘（12）转动并将粗坯环携带至成型器（11）的正上方，利用第一液压器（2）将粗坯环推入到成型器（11）中；

步骤3：当成型器（11）装入多个粗坯环后，将粗坯环手动转移至加热座（20）上，第三液压器（15）推动挤压套（21）挤压成型器（11）中的粗坯环，同时，加热座（20）对成型器（11）和粗坯环加热至400-600℃；

步骤4：当第三液压器（15）的挤压压力达到设定数值且持续超过5-10min时，粗坯环被挤压形成所需硬度的锰环；

步骤5：拆卸垫片（22）、外套筒（23）和中心柱（25），将锰环取出。

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