CN109676105A - 用于制造蓄电池板连续栅格带的铅合金连铸机 - Google Patents

用于制造蓄电池板连续栅格带的铅合金连铸机 Download PDF

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Abstract

用于制造蓄电池板栅格的铅合金的连铸机(1)，包括一个具有外周表面(7)的旋转滚筒(4)，在此外周表面上根据要实现的栅格的设计设置多个凹槽(32)，以及一个以滑动比率耦合到旋转滚筒(4)外表面(7)的滑道(11)，其上还带有一根用于将熔融铅引入多个凹槽(32)中的分配导管(15)。多个凹槽(32)包括圆周凹口(8)和在相应顶点(18)处相交的横向凹口(9)。与顶点(18)相对应并且在圆周凹口(8)内部放置多个用于塑造栅格相应钝角的垫子(19)。

Description

用于制造蓄电池板连续栅格带的铅合金连铸机
技术领域
本发明涉及一种用于制造蓄电池板栅格的铅合金连铸机。
所述机器旨在用于蓄电池的生产过程，以便生产连续铅栅带，然后将其切割成片从而形成蓄电池中用于正极或负极的各个栅格。
栅格有电导体的功能，也有机械支撑电化学反应所需的活性物质的功能。它们在电解液浴中以两种不同的极性插入蓄电池盒中，以实现产生电能所必需的氧化还原反应。
背景技术
众所周知，铅栅格的工业生产必须满足高生产率和高机械及化学性能的要求。特别是，栅格必须具有高机械性能以便支撑活性材料，而不被拉伸或者更通常地在各种使用条件下不变形。此外，栅格还必须具有防止缩短寿命的腐蚀现象的化学性能，特别是对正极性栅格。
为了在机械和化学性质方面达到所需标准，获得尽可能均匀的结构很重要。
已知用于工业生产铅栅格的技术不止一种，它们的特点是通过熔铅连铸机连续成形(连续栅格制造)。
特别是，例如专利US 4,544,014中就描述了连续栅格成形技术，并且提供了在旋转滚筒上使用熔融铅合金连铸机，根据要实现的蓄电池栅格的设计在滚筒外周表面上分布多个凹槽。更详细地说，熔融铅合金通过一个固定在机器上具有薄狭缝的滑道被分布到滚筒的凹槽中，从而密封平行于滚筒旋转轴线Y的滚筒表面。
更具体地说，滑道通过螺丝与滚筒表面保持接触并对其加压，螺丝与预设的称重传感器协同作用以便按照本行业技术人员所知的方式正确分配压力。因此，根据固定术语，必须理解的是，滑道被安装在机器的支撑结构上，以便相对于旋转的滚筒是静止的。
滑道具有一个相对于旋转滚筒的拱形表面，并且与滚筒的外周表面同形。薄狭缝与一根在滑道中纵向形成的分配管连通并连续地供给熔融铅，熔融铅借助泵从熔炉中被抽出。
因此，熔融铅从薄狭缝进入并被分布到旋转滚筒的凹槽内，而滑道在限定凹槽的滚筒部分上实现一次刮擦。过量的熔融铅通过滑道上的一根输出管返回到熔炉中。
滑道由电阻器加热以使铅保持液态，从而完全到达旋转滚筒上各个方向的所有形成栅格的凹槽以及形成栅格加宽边缘的凹槽。
滑道将被保持在受控温度下，例如通过吹入空气使凹槽内的铅固化。
固化的连续栅格带被从滚筒分离并被发送到一台卷绕机上。卷绕机配备有旋转刀，在每次更换卷轴时刮削材料。
此机器用于生产铅栅格带，可以达到显著的生产速度，从而大大提高生产力。
因此，已知的这种类型机器能够以高生产率(例如约40米/分钟)和良好的机械特性来连续生产铅栅格。
可以通过固化后在下游设备中进行的切割与剪切操作来从连续铅栅格带分离单个铅栅格，这类设备在行业技术术语中被称为分离器。这种机器的缺点在于，由此获得的铅栅格具有带尖锐边缘的矩形外边，因此难以正确实现后续的栅格包装操作，因为在放入栅格期间尖锐的边缘可能会割伤封套，并且在后续使用蓄电池期间导致电桥的形成。
另一个缺点在于，要消除这些尖锐边缘需要在栅格上进行进一步的剪切加工，这将削弱生产力提高生产成本。
发明内容
因此，在这种情况下，本发明所要解决的问题是通过提供一种用于制造蓄电池板连续栅格带的铅合金连铸机来克服已知机器的缺点，获得具有高机械性能的栅格，同时保持高生产力。
本发明的另一个目的是提供一种机器，用于生产在预期的后续包装阶段不会损坏封套的适合栅格。
本发明的另一个目的是能够让连续栅格带固化，而不会在形成期间导致栅格丝氧化和/或多元化固化。
本发明的另一个目的是提供一种结构简单且操作完全可靠的机器。
特别是，这种机器，可以生产连续铅栅格带，保持很高的生产速度，同时生产已经具有圆角的印刷栅格。
此外，本发明所述的机器还将结构简单并且在操作上完全可靠。
附图说明
根据上述目的，本发明的技术特点及其优点大致体现在下面的详细描述中，并附图以便参考，这些图纸表示一个纯粹用于示例并且没有界定的实现形式，其中：
图1展示了本发明所述的用于制造蓄电池板连续栅格带的铅合金连铸机的第一示例的侧视图；
图2展示了图1机器的平面图；
图3结合熔融铅的供应装置展示了本发明所述的机器；
图4展示了图3所述的机器及其具有隐藏壳体的某些部分，以便更好地突出用于在本发明所述机器的旋转滚筒上分配熔融铅合金的滑道；
图5展示了一个本发明所述的机器有关于旋转滚筒的细节透视图；
图6展示了一个本发明所述的机器有关于用于分配熔融合金的滑道的细节透视图；
图7展示了图6所述用于分配熔融合金的滑道的正面图；
图8展示了图7所述滑道沿图7中C-C线的剖视图；
图9展示了图8中有关于分配熔融铅的工具的细节放大图；
图10展示了从本发明所述的机器获得的连续栅格带的一部分；
图11展示了本发明所述的机器的旋转滚筒的第二实例，并示出了照片；
图12展示了本发明所述的机器的滑道，及其照片和进一步的透视图；
图13展示了图12所述的滑道并附上进一步的照片和透视图；
图14展示了本发明所述的铸造机的第三实例的侧视图。
图15展示了图14所示机器中滚筒在图14XV区域内的一个细节；
图16和17展示了图14所示机器的滑道的两个视图，分别是透视图和前视图；
图18展示了图17所示滑道沿图17中XVIII-XVIII线的剖视图；
图19展示了图17所示滑道在图17XIX区域内的一个细节。
具体实施方式
组合设计图整体示出作为本发明对象的用于制造蓄电池板连续栅格带30的铅合金连铸机1。
下文中，为了简化，将参考一台适用于处理生产蓄电池板连续铅栅格带30的熔融铅的熔炉的机器1，意图在于填充熔炉和制造栅格的材料可以是适用于制造蓄电池栅格的任何铅合金。
具体地参考附图，机器包括一个地面支撑结构2，一根被同心固定在旋转滚筒4上的承重轴3通过两个带轴承的支撑体20被可旋转地安装在其上。旋转滚筒通过机动装置5驱动围绕其水平设置的旋转轴Y旋转，机动装置，例如由一台带有减速电机40的电动机构成，通过皮带或链条41将其动力传递给键接在旋转滚筒4轴3上的齿轮6。
根据要实现的栅格的设计，旋转滚筒4设有一个具有多个凹槽32的外周表面7。该设计可根据蓄电池的具体应用或根据蓄电池制造商的设计选择而变化。根据附图实例，该设计从凹口8、9开始获得分别用于实现栅格成品的圆周丝和横向丝。有利的是，还可以设置倾斜槽10来实现栅格的倾斜填充细丝。凹槽的设计可能会根据不同的应用或生产选择而不同。上述多个凹槽32包括至少一组第一系列的圆周凹口8(或者甚至只是两个圆周凹口)，它们在旋转滚筒4的外表面7上延展，并且被设计成通过熔融铅的引入形成至少一个构成连续铅栅格带30的第一连续栅格33的两个第一纵向侧面。
所述多个凹槽还包括一个第二系列的横向凹口9，该凹口相对于旋转滚筒4横向延伸或基本平行于旋转轴线Y延伸。这些横向凹口9被设计为通过下文具体所述的铅铸造形成至少一个连续带的第一连续栅格33的两个第二横向侧面；实质上，每个栅格由两个圆周凹口8和两个横向凹口9限定。
特别是，根据本发明实例的附图，有利的是，存在两个连续栅格或上述第一连续栅格33以及一个侧面毗邻连续带的第一连续栅格33的第二连续栅格34。两个连续的栅格由一个中心圆周凹口8分开(在图10中被放大也用于形成栅格的标记55)。为了简化说明，在图1和2中，33和34不表示连续栅格，而表示对应的形成上述连续栅格的连续凹槽。
此外，圆周凹口8中的一个还设置有多个四边形凹陷31，以形成用于栅格焊接接触的常规标记55。
在图1、图2、图10、图14的实例情况下，这些标记55被设置在两个连续栅格之间，在图11的实例情况下，被设置为横向于两个连续的栅格33和34。
圆周凹口8和横向凹口9在多个顶点18处相遇，这些顶点被设计用于形成连续铅栅格带30的第一和第二连续栅格33和34的角。
此外，机器还包括一个固定到支撑结构2上的滑道11。滑道11由一个具有拱形内表面13的金属体构成，为了能够耦合，具有与旋转滚筒4外表面7的凸度匹配的凹面，从而与多个凹槽32共同界定用于容纳要以连续栅格带形式成型的熔融铅的模具。为此目的，提供调节装置，用于校准滑道11相对于旋转滚筒4的密封压力。
有利的是，滑道11通过加热装置来保持受控温度，并且优化的是同时通过冷却装置来保持。
更详细地说，加热装置由电阻器构成(其中用35表示图8和18剖视图中的基座)，用于将铅保持在具有所需粘度的液态并使其在旋转滚筒4外表面7上的凹槽32中实现最佳分布。冷却装置由多个用于制冷流体通过的管道36构成，该制冷流体更好地由空气和诸如氮气的惰性气体构成。
滑道11在操作和机械上带有相关的熔融铅分配装置50，它们被连接到用于分配的铅供给装置上。该供给装置，例如由一台铅熔炉组成，炉中有一个抽吸泵42，通过输送管道43将填充凹槽32所需的熔融铅发送到分配装置50上。更详细地说，分配装置50包括一根容纳在一个形成于滑道11上的纵向通道23中的平行于旋转轴Y的分配管22。分配管22设有能够让铅液离开并在压力下填充滑道11的纵向通道23的孔。这个通道23具有一个长狭缝24(尤其是在滑道11的内表面13上获得)，相对于旋转滚筒4的表面，其整个宽度大致平行于旋转滚筒的旋转轴，以便在旋转滚筒4表面上的凹槽32中引入熔融铅。特别的是，长狭缝24沿着平行于旋转滚筒4的旋转轴Y的一个发展方向Z扩展至少旋转滚筒中两个圆周凹口8之间的距离。通过长狭缝24，熔融铅易于被分配到旋转滚筒4的凹槽32中以便形成栅格。
在操作上，由此实现的熔融铅的分配装置50通过在旋转滚筒4旋转期间将熔融铅填充到滑道11前面的通道中来将熔融铅流引入旋转滚筒4外周表面7的凹槽32中。
滑道的纵向通道23中加压包含的过量熔融铅将通过一个返回管线44返回到铅的熔炉中。
根据本发明的基本思想，旋转滚筒4的外周表面7包括多个位于两个圆周凹口8的至少其中之一内的垫子19，对应于顶点18处，并且阻断了凹口8的圆周连续性。这些垫子19将作为阻断这些圆周凹口8连续性的全部部分来截取圆周凹口8。它们被设计用于塑造连续铅栅格带30的至少一个第一连续栅格33(更优化的是附图示例中示出的两个连续栅格)的角，从而赋予这些角一个有利的钝角形。特别的是，垫子19至少被设置在一个限定栅格侧面的圆周凹口8中，栅格通过垫子被插入蓄电池封套中(例如，栅格一侧与标记55所在一侧相对)。显然，垫子19也可以被设置在两个圆周凹口8中，以便使所获得的栅格可以从任何一侧插入封套。
有利的是，每个垫子19具有至少一个圆形和凹形的成形边缘19'，这些边缘被配置用于形成栅格的相应圆角，以便于更好地插入封套而不会导致封套损坏。优化的是，参考图15示例，每个垫子19设置有两个彼此背对的成形边缘19'，以便形成连续栅格中两个相邻栅格的相应角度。
根据本发明的实例，如上所述，多个凹槽32还包括至少一个第三圆周凹口，横向毗邻前两个圆周凹口8的第一个凹口，旨在用于与第一圆周凹口一起形成连续铅栅格带30的至少一个第二连续栅格34的两个第二纵向侧面。在这种情况下，平行于旋转滚筒4旋转轴Y的多个横向凹口9也会延伸到第二连续栅格34上，以便形成上述第一和第二连续栅格33和34的各个栅格的两个第二横向侧面。圆周凹口8和横向凹口9在旋转滚筒4的外表面7上限定出多个对应于要形成栅格表面的区域，有利的是，在这些区域内部设有填充凹槽，形成每个栅格内部细丝的铅在其中固化。这些填充凹槽可包括圆周和/或横向和/或倾斜的凹口。
此外，滑道11还有利地与其中设置有垫子19的旋转滚筒4的圆周凹口8相对应，与沿与旋转滚筒4旋转相反的方向周向延伸的延伸部分25相对应。
有利的是，这些延伸部分25设置有附图中未详细示出的温度调节装置70，并且例如也有用于保持处于熔融状态的铅合金流动的电阻(在图8的示例中示意性地示出)构成。根据不同的实例，延伸部分25可能没有温度调节装置。
优化的是，延伸部分25从滑道11共用的一个基座26开始延伸，并且可以有利地通过插入空的空间60的梳理分开。显然，在不脱离本发明的保护的情况下，延伸部分25也可以以连续的方式相互连接(即，它们之间没有空的空间)，例如能够作为同一延伸基座的一部分，在滑道11的整个宽度上无缝扩展。
特别的是，延伸部分25有利地延伸了至少一段长度，当熔融铅在圆周凹口中以与旋转滚筒4旋转相反的方向上升时，用于在垫子19通过后立即覆盖由分配装置50在圆周凹口8内部引入的熔融铅的行进末端。
在操作上，在机器1运行期间，滑道11的长狭缝24被设置在与位于旋转滚筒4圆周凹口8内部的垫子19周期性地相对的地方。在这种配置下，当垫子19通过后，熔融铅立即以与旋转滚筒4旋转相反的方向沿着圆周凹口8上升。当在惯性力(促使上升的压力)与熔融铅和旋转滚筒4之间的粘性摩擦力(倾向于将熔融铅拖动到旋转滚筒4的旋转方向上)达到一个平衡配置时，流体的这种上升会停止。在附图所示的实例中，滑道11设有延伸部分25，这些部分具有一个有利地等于或大于旋转滚筒4上两个垫子19之间的圆周距离的圆周长度，以免在铅上升期间导致铅泄漏。
通常，延伸部分25是一些长度的突起，用于防止在旋转滚筒4的相应圆周凹口8的每个垫子19通过之后，在此圆周凹口8中上升的铅溢出滑道11。
有利的是，根据图16-19所示的实例，滑道11的长狭缝24设有至少一个加宽部分24'，该部分被设置在带垫子19的相应圆周凹口8的前面。特别的是，根据示例，长狭缝24设有两个上述的加宽部分24'，它们被放置在更优化地对应于长狭缝24两端的各个圆周凹口8的前面。
有利的是，加宽部分24'在与长狭缝24的发展方向Z正交的突起中扩展，特别的是在与旋转滚筒4旋转相反的方向上扩展，或者更优化地是朝着滑道11的相应延伸部分25扩展。
在操作上，这些加宽部分24’易于被额外的熔融铅占据，这有利于形成一个更加坚固的固化铅结构来形成栅格。更详细地说，熔融铅的部分在旋转滚筒4的垫子19通过之后沿着旋转滚筒的相应纵向凹口8上升，并趋于冷却，从而降低流动性以形成更坚固的形态。当这部分冷却的铅随着旋转滚筒4的旋转返回到长狭缝24时，它们与刚从具有较高温度的分配装置50放出的熔融铅接触。刚刚从分配装置50放出的铅和提升的铅之间的温度差将易于在栅格的铅晶体结构中产生不连续点，与之对应的栅格将更容易被破坏。
长狭缝24的上述加宽部分24’能够在相应的圆周凹口8处积聚熔融铅储备，以便在足够高的温度下再次熔化已冷却的上升铅部分，从而使其返回到与从分配装置50放出的熔融铅相同的流动性和温度状态下，并因此确保在机器1的运行速度下(例如30米/分钟)栅格上的铅的均匀连续结构。
滑道11还有利地包括惰性气体(例如氮气)的吹入装置27，该装置配有第一开口28，该开口被设置在延伸部分25处并且有利地面向圆周凹口8。更详细的说，这些第一开口28被设置在延伸部分25的自由端区域内。
此外，吹气装置27还有利地包括第二开口29，它们被设置在基座26处，更优化地是被设置在滑道11的长狭缝24的区域内。这些第二开口29沿着滑道11的整个长度纵向对齐，并且更有利地面向旋转滚筒4的多个凹槽32。
旋转滚筒4通过本行业技术人员熟知的冷却装置冷却，因此不再详细描述。这种冷却装置例如可以包括一个用于循环冷却流体的回路，该回路通过使用泵送装置被送到由旋转滚筒4包围的内腔并从此内腔提取，从而形成闭合回路。优化的是，该回路用于将流体送入滚筒7并通过轴3的两端从滚筒中提取，为此目的，该轴是中空的。
本发明能够有利地避免铅氧化。事实上，在将熔融铅沉积到滚筒上的阶段期间，在某些点上，环境中的氧气与仍然熔化的材料之间可能存在接触。这种与氧气的直接接触会引起氧化现象，从而损害化学和机械性能。
因此该构思发明能够达到预期目的。

Claims (11)

1.用于制造蓄电池板连续栅格带(30)的铅合金连铸机(1)，包括：
-地面支撑结构(2)；
-一个旋转滚筒(4)，绕旋转轴(Y)可旋转地安装在所述支撑结构(2)上，设有根据要实现的栅格设计的一个带有多个凹槽(32)的外周表面(7)；
-固定在支撑结构(2)上的滑道(11)，具有一个拱形内表面(13)，适于与旋转滚筒(4)的外表面(7)以滑动比率耦合，并设有熔融铅的分配装置(50)用于接收来自供应装置的熔融铅流，适合于通过旋转滚筒(4)旋转期间填充凹槽(32)来将熔融铅引入外周表面(7)的凹槽(32)内，从而形成连续铅栅格带；所述多个凹槽(32)包括：
-至少两个彼此隔开的圆周凹口(8)，用于通过滑道(11)分配装置(50)上的铅形成连续铅栅格带(30)的至少一个第一连续栅格(33)的两个第一纵向侧面；
-至少多个平行于旋转滚筒(4)旋转轴(Y)的横向凹口(9)，彼此隔开，用于通过滑道(11)分配装置(50)上的铅形成至少一个第一连续栅格(33)的各个栅格的两个第二横向侧面；
其中所述的圆周凹口(8)和横向凹口(9)在多个顶点(18)处相遇，这些顶点被设计用于形成连续铅栅格带(30)的第一连续栅格(33)的角；
所述机器(1)的特征在于，包括多个垫子(19)，它们位于顶点处(18)的至少两个圆周凹口(8)的至少一个内，阻断圆周凹口(8)的圆周连续性，用于将连续铅栅格带(30)的第一连续栅格(33)的角塑造为钝角形；
其中，所述滑道(11)包括至少一个延伸部分(25)，该部分被设置为对应于至少一个设置有垫子(19)的圆周凹口(8)，并且沿与旋转滚筒(4)旋转相反的方向周向延伸。
2.根据权利要求1所述的连铸机(1)的特征在于，所述多个凹槽(32)还包括至少一个第三圆周凹口(8)，侧面与所述两个圆周凹口(8)的一个第一圆周凹口毗邻，被设计用于与所述第一圆周凹口一起形成连续铅栅格带(30)的至少一个第二连续栅格(34)的两个第二纵向侧面；
平行于旋转滚筒(4)旋转轴(Y)的多个横向凹口(9)也会延伸到第二连续栅格(34)上，以便形成所述第一和第二连续栅格(33、34)的各个栅格的两个第二横向侧面。
3.根据权利要求1所述的连铸机(1)，其特征在于，所述延伸部分(25)具有相应的温度调节装置(70)，用于保持所述熔融铅合金的流动状态。
4.根据权利要求1所述的连铸机(1)，其特征在于，所述延伸部分(25)延伸出一段，易于在垫子(19)通过分配装置(50)时够拦截分配装置(50)在圆周凹口(8)中发出的熔融铅的行进路线。
5.根据权利要求1所述的连铸机(1)，其特征在于，所述滑道(11)包括更多个所述延伸部分(25)，它们从滑道(11)的一个共用基座(26)扩展并由空的空间(60)横向分离梳理。
6.根据权利要求1所述的连铸机(1)，其特征在于，包括惰性气体吹入装置(27)，该装置包括至少第一开口(28)，开口对应于所述延伸部分(25)设置，并面向所述圆周凹口(8)。
7.根据权利要求5和6所述的连铸机(1)，其特征在于，所述吹入装置(27)包括至少第一开口(29)，开口设置在底座(26)上并面向旋转滚筒(4)的多个凹槽(32)。
8.根据权利要求1所述的连铸机(1)，其特征在于，对应于所述延伸部分(25)的所述滑道(11)，具有一个至少等于沿着旋转滚筒(4)上相应圆周凹口(8)的两个连续垫子(19)之间的圆周距离的圆周长度。
9.根据权利要求1所述的连铸机(1)，其特征在于，所述垫子(19)具有至少一个圆形和凹形的形状边缘(19')，被配置用于塑造栅格的一个相应圆角。
10.根据权利要求1所述的连铸机(1)，其特征在于，所述分配装置(50)包括至少一个分配管(22)，该管被容纳在滑道(11)上获得的一个纵向通道(23)中，平行于旋转轴(Y)扩展并在滑道(11)的内表面(13)上设有一个长狭缝(24)，与旋转滚筒(4)的外周表面(7)相反，并且沿着一个平行于两个圆周凹口(8)之间的旋转轴(Y)的扩展方向(Z)延伸，通过该长狭缝(24)熔融铅更易于被分配在旋转滚筒(4)的凹槽(32)中；
其中所述长狭缝(24)设有至少一个加宽部分(24')，被放置在对应于至少一个设置有垫子(19)的圆周凹口(8)的地方，并且在至少与发展方向(Z)正交的突起中延伸。
11.根据权利要求1所述的连铸机(1)，其特征在于，对应于所述延伸部分(25)的所述滑道(11)，具有等于或大于旋转滚筒(4)上相应圆周凹口(8)的两个连续垫子(19)之间的圆周距离的圆周长度。
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