CN110238406A - 气雾化制粉设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及太阳能电池制备技术领域，提供了一种用于制备太阳能电池的光吸收层的气雾化制粉设备，能够自动检测中间包是否堵塞，且可以自动更换中间包，气雾化制粉设备包括：相互连通的熔炼腔和气雾化腔，气雾化腔包括通口，熔炼腔包括安装口，安装口位于通口的上方且与通口连通，熔炼腔内设有：至少两个中间包，每个中间包包括导流管，导流管用于从安装口插入通口内以使中间包与气雾化腔连通；倾斜炉，倾斜炉用于向与通口连通的中间包倒料；移动机构，移动机构用于移动中间包以更换与通口连通的中间包；检测器，检测器用于检测导流管的流量值；控制器，与检测器电连接，根据接收到的流量值小于预设流量值时，控制移动机构更换中间包。

Description

气雾化制粉设备

技术领域

本发明涉及太阳能电池制备技术领域，尤其涉及一种用于制备太阳能电池的光吸收层的气雾化制粉设备。

背景技术

CIGS薄膜太阳能电池是以CuInSe2(CIS)半导体薄膜材料为吸收层的薄膜太阳能电池，用金属镓(Ga)取代部分铟(In)所以称为CIGS薄膜太阳能电池。CIGS薄膜太阳能电池具有相对效率较高、抗辐射、弱光性好、重量轻便可作为移动能源使用等优点。

其中CIG粉末一般由雾化制粉设备制作，雾化制粉设备包括：熔炼腔和雾化腔。熔炼腔又包含倾斜炉、中间包。雾化时，倾斜炉内的熔融液态CIG通过浇筑口浇筑到中间包，然后通过中间包底部的导流管导流到雾化腔进行气雾化。因为倾斜炉内熔炼的CIG合金含有回炉的粉末，回炉的粉末存在一定的氧化现象，所以熔炼时易产生炉渣，当倾斜炉内的CIG合金(含炉渣时)通过浇筑口倾倒到中间包内时，炉渣可能会将中间包底部的导流管堵塞，此外若中间包温度控制过低，也容易使得熔融液态CIG固化，堵塞导流管，当导流管发生堵塞时，导流管就无法将熔融的液体CIG合金导流至雾化室，导致雾化失败。

现有技术中，如果雾化失败，需要将倾斜炉内的CIG合金自然冷却至500-600℃后，人工用类似耙子的工具将处于高温下的CIG合金一点一点的取出来，结束雾化操作。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种气雾化制粉设备，能够自动检测中间包是否堵塞，且可以自动更换中间包，具有较高的雾化效率。

本发明提供了一种气雾化制粉设备，包括：熔炼腔和气雾化腔，所述熔炼腔和所述气雾化腔相互连通，所述气雾化腔包括通口，所述熔炼腔包括安装口，所述安装口位于所述通口的上方且与所述通口连通，所述熔炼腔内设有：

至少两个中间包，每个所述中间包包括导流管，所述导流管用于从所述安装口插入所述通口内以使所述中间包与所述气雾化腔连通；

倾斜炉，所述倾斜炉用于向与所述通口连通的所述中间包倒料；

移动机构，所述移动机构用于移动所述中间包以更换与所述通口连通的中间包；

检测器，所述检测器用于检测导流管的流量值；

控制器，与所述检测器电连接，根据接收到的所述流量值小于预设流量值时，控制所述移动机构更换所述中间包。

本发明提供的气雾化制粉设备，在制粉时，先通过移动机构将中间包放置在安装口上，使得中间包的导流管与气雾化腔连通，倾斜炉将其内料倒入与通口连通的中间包内，物料通过中间包进入气雾化腔内进行气雾化，检测器会实时检测导流管的流量值，控制器根据接收到的检测器检测到的流量值与预先存储的预设流量值对比，当接收到的流量值小于预设流量值时，说明目前的中间包发生堵塞，此时操作人员可以控制倾斜炉停止倒料，控制器输出控制信号，控制移动机构将目前的中间包移至到其它位置，将新的中间包移至到安装口上，这样可以用新的中间包继续进行雾化。

故，本发明提供的气雾化制粉设备，能够自动检测中间包是否堵塞，且可以自动更换中间包，具有较高的雾化效率。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。

图1为本发明提供的气雾化制粉设备的立体示意图；

图2为图1所示的气雾化制粉设备的A向示意图；

图3为图2所示的气雾化制粉设备的B-B向截面示意图；

图4为图3所示的气雾化制粉设备的C处局部放大图。

附图标记：1-熔炼腔 11-安装口 2-气雾化腔 21-通口 3-中间包 31-导流管 32-中间包本体 33-第一加热线圈 34-壳体 35-安装座 351-安装支撑盘 352-凹陷部 36-加热装置 37-喷盘 38-支撑块 4-倾斜炉 41-浇筑口 5-移动机构 51-抓取装置 511-气动夹爪52-第一驱动装置 521-无杆气缸 5211-导轨 5212-活塞 53-第二驱动装置 531-伸缩气缸 6-支撑座 7-检测器 8-控制器 X-第一方向 Y-第二方向

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

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”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，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中的具体含义。

如图1和图2所示，本发明提供了一种气雾化制粉设备，包括：熔炼腔1和气雾化腔2，所述熔炼腔1和所述气雾化腔2相互连通，所述气雾化腔2包括通口21，所述熔炼腔1包括安装口11，所述安装口11位于所述通口21的上方且与所述通口21连通，所述熔炼腔1内设有：

至少两个中间包3，每个所述中间包3包括导流管31，所述导流管31用于从所述安装口11插入所述通口21内以使所述中间包3与所述气雾化腔2连通；

倾斜炉4，所述倾斜炉4用于向与所述通口21连通的所述中间包3倒料；可选的该料可以为液态的CIG(铜铟镓)；

移动机构5，所述移动机构5用于移动所述中间包3以更换与所述通口21连通的中间包3；

检测器7，所述检测器7用于检测导流管31的流量值；

控制器8，与所述检测器7电连接，根据接收到的所述流量值小于预设流量值时，控制所述移动机构5更换所述中间包3。

本发明提供的气雾化制粉设备，在制粉时，先通过移动机构5将中间包3放置在安装口11上，使得中间包3的导流管31与气雾化腔2连通，倾斜炉4将其内料倒入与通口21连通的中间包3内，通过中间包3进入气雾化腔2内进行气雾化，检测器7会实时检测导流管31的流量值，控制器8根据接收到的检测器7检测到的流量值与预先存储的预设流量值对比，当接收到的流量值小于预设流量值时，说明目前的中间包3发生堵塞，此时操作人员可以控制倾斜炉停止倒料，控制器8输出控制信号，控制移动机构5将目前的中间包3移至到其它位置，将新的中间包3移至到安装口11上，这样可以用新的中间包3继续进行雾化。

故，本发明提供的气雾化制粉设备，能够自动检测中间包3是否堵塞，且可以自动更换中间包3，具有较高的雾化效率。

上述熔炼腔1内还可以包括倾倒机构，该倾倒机构用于驱动倾斜炉4倾倒料，可选的倾倒机构可以为伸缩气缸，该伸缩气缸倾斜设置在熔炼腔1内，倾斜的角度本领域技术人员可以根据经验设定。

上述操作人员控制倾斜炉4停止倒料和开始倒料，可以通过观察移动机构5是否开始移动以及移动机构5移动位置控制倾斜炉停止倾倒和开启倾倒，或者可以在气雾化制粉设备上设置报警装置，当控制器判断接收到的所述流量值小于预设流量值时，输出告警信号给报警装置，报警装置提醒操作人员操控倾斜炉停止倒料。

一种可选的实施方式中，倾倒机构与控制器8连接，当控制器8控制所述移动机构5更换所述中间包3时，同时控制倾倒机构停止工作，当控制器8控制所述移动机构5更换完中间包3后，控制倾倒机构开始工作。

上述预设流量值本领域技术人员可以根据实际经验设定，上述检测器7可以为流量计，该流量计可以设置在导流管31上，也可以设置在气雾化腔2的通口21上，只要可以实现对导流管31的流量值进行检测即可。

上述中间包3的具体个数可以根据实际需要设定，可以为两个、三个、四个等，这里就不再一一赘述。

本发明提供的实施方式中，移动机构5的具体结构可以有多种：

一种可选的实施方式中，移动机构5可以为现有技术中的机械手，机械手可以抓取以及移动、更换中间包3。

一种可选的实施方式中，如图1和图2所示，多个所述中间包3和所述安装口11沿第一方向X排列，所述移动机构5包括：

抓取装置51；

与所述抓取装置51连接的第一驱动装置52，用于驱动所述抓取装置51沿第二方向Y往复移动以拾取或放下所述中间包3；

与所述第一驱动装置52传动连接、用于驱动所述第一驱动装置52沿第一方向X往复移动的第二驱动装置53，其中所述第一方向X和所述第二方向Y垂直。

通过第一驱动装置52的驱动，抓取装置51可以下降抓取中间包3或放下中间包3，通过第二驱动装置53可以带动抓取装置51沿着第一方向X移动，以将堵塞的中间包3从安装口11上取下，放置到其他位置，抓取新的中间包3放置在安装口11，继续进行雾化。

上述抓取装置51的具体结构可以有多种，可以为如人手一样的结构，也可以包括：一根安装绳子和一根杆，安装绳子的一端与杆的中心处连接，另一端与第一驱动装置连接，将杆插入中间包3内，通过调整杆竖直和水平实现对中间包3的拾取和放下，本发明提供的一种实施方式中，所述抓取装置51包括：气动夹爪511，所述气动夹爪511能够伸入所述中间包3内。气动夹爪511可以插入中间包3内，通过调整夹爪之间的间距，实现拾取和放下中间包3。当然为了提高抓取稳定性，可以在气动夹爪511上设置延长爪，以增大气动夹爪插入中间包内的长度。

上述第一驱动装置52和第二驱动装置53的具体结构可以有多种：

一种可选的实施方式中，所述第一驱动装置为伸缩气缸，所述伸缩气缸的缸体与第二驱动装置连接，所述缸体沿所述第二方向Y延伸，所述伸缩气缸的活塞杆与所述抓取装置固定连接，伸缩气缸的活塞杆可以沿着第二方向Y移动，实现抓取装置沿第二方向Y移动；第二驱动装置的具体结构可以为丝杠副结构，伸缩气缸的缸体与螺母连接，螺杆沿着第一方向X延伸，通过螺母在螺杆上的转动，实现抓取装置沿第一方向X的移动。

又一种可选的实施方式中，所述第一驱动装置为伸缩气缸，所述伸缩气缸的缸体与第二驱动装置连接，所述缸体沿所述第二方向Y延伸，所述伸缩气缸的活塞杆与所述抓取装置固定连接，伸缩气缸的活塞杆可以沿着第二方向Y移动，实现抓取装置沿第二方向Y移动；所述第二驱动装置可以包括：齿条和齿轮结构，齿条沿第一方向延伸，通过齿轮在齿条上移动，实现抓取装置沿第一方向X移动。

又一种可选的实施方式中，如图1和图2所示，所述第一驱动装置52为伸缩气缸531，所述伸缩气缸531的缸体与第二驱动装置53连接，所述缸体沿所述第二方向Y延伸，所述伸缩气缸531的活塞杆与所述抓取装置51固定连接，伸缩气缸531的活塞杆可以沿着第二方向Y移动，实现抓取装置51沿第二方向Y移动；

所述第二驱动装置53为无杆气缸521，所述无杆气缸521的导轨5211沿所述第一方向X延伸；通过无杆气缸521的活塞5212在导轨5211上滑动，实现第一方向X上的移动，伸缩气缸531的缸体与无杆气缸521的活塞5212固定，通过活塞5212沿着导轨5211移动，实现抓取装置51沿第一方向X的移动。

又一种可选的实施方式中，第一驱动装置的具体结构可以为丝杠副结构，抓取装置与螺母连接，螺杆沿第二方向Y延伸，通过螺母在螺杆上的转动，实现抓取装置沿第二方向Y的移动。所述第二驱动装置为无杆气缸，所述无杆气缸的导轨沿所述第一方向X延伸；通过无杆气缸的活塞在导轨上滑动，实现第一方向X上的移动，丝杠副的螺杆与无杆气缸的活塞固定，通过活塞沿着导轨移动，实现抓取装置沿第一方向X的移动。

又一种可选的实施方式中，第一驱动装置的具体结构可以为齿轮齿条结构，抓取装置与齿轮连接，齿条沿第二方向Y延伸，通过齿轮在齿条上的转动，实现抓取装置沿第二方向Y的移动。所述第二驱动装置为无杆气缸，所述无杆气缸的导轨沿所述第一方向X延伸；通过无杆气缸的活塞在导轨上滑动，实现第一方向X上的移动，齿条与无杆气缸的活塞固定，通过活塞沿着导轨移动，实现抓取装置沿第一方向X的移动。

再一种可选的实施方式中，所述第一驱动装置包括：第一驱动电机，沿第二方向Y延伸的第一导轨，与所述第一导轨滑动连接的第一滑块，所述第一驱动电机与所述第一滑块传动连接，用于驱动所述第一滑块沿所述第一导轨滑动，所述第一滑块与所述抓取装置连接；

所述第二驱动装置包括：第二驱动电机，沿第一方向X延伸的第二导轨，与所述第二导轨滑动连接的第二滑块，所述第二驱动电机与所述第二滑块传动连接，用于驱动所述第二滑块沿所述第二导轨滑动，所述第一驱动装置与所述第二滑块连接。

为了防止中间包3内的料再次凝固，如图3和图4所示，所述中间包3包括：中间包本体32，套设在所述中间包本体32外的第一加热线圈33，包裹在所述第一加热线圈33外的壳体34，所述中间包3的出口与所述导流管31连通。第一加热线圈33可以对中间包本体32进行加热，可选的，在第一加热线圈33和壳体34之间可以设置保温层，上述中间包本体32具体结构可以有多种，可以如图3和图4所示的U型，倾斜炉4具有浇筑口41，便于将内部的料倒入中间包3中。

为了便于中间包3安装在安装口11处，如图4所示，所述中间包3还包括：设置于所述壳体34上的安装座35，所述安装座35包括：安装支撑盘351和设置于所述安装支撑盘351的底部、且能够插入所述安装口11内的凹陷部352，所述导流管31的出口穿过所述凹陷部352的底部。

一种可选的实施方式中，如图2所示，所述中间包3还包括：

套设在所述导流管31外的加热装置36；

支撑块38，所述支撑块38设有开口，所述导流管31穿过所述开口，所述支撑块38抵接在所述中间包本体32和所述凹陷部352的底部之间。

上述加热装置36可以为电加热线圈，也可以具体包括加热套管和第二加热线圈，所述加热套管套设在所述导流管31的外壁，所述第二加热线圈被固定在支撑块38内，对所述第二加热线圈通电使得加热套管与第二加热线圈产生磁感应，从而对所述导流管31进行加热。当感应圈中通过一定频率的交流电时，在其内外将产生与电流变化频率相同的交变磁场。在磁场作用下，工件内就会产生与感应圈频率相同而方向相反的感应电流。由于感应电流沿工件表面形成封闭回路，通常称为涡流。此涡流将电能变成热能，将工件的表面迅速加热。感应加热就是依靠电流热效应把工件表面迅速加热。

可以理解地，本实施方式通过控制加热功率以控制加热温度，可以通过设置不同的加热功率以获取不同的加热温度，在不同的加热温度下进行气雾化制粉，然后通过采集不同加热温度下所制得的粉末，以符合要求的粉末为目的确定制造该种粉末的加热温度，从而确定需要的加热功率。

如图4所示，所述中间包3还包括：

喷盘37，所述导流管31穿出所述凹陷部352的部分穿过所述喷盘37且与所述喷盘37固定连接，所述喷盘37卡接在所述气雾化腔2的通口21处。

如图1所示，为了便于放置中间包3，气雾化制粉设备，还包括：设置于所述熔炼腔1内支撑座6，所述支撑座6用于支撑未与所述通口21连通的中间包3，所述支撑座6设有用于至少容纳所述中间包3的导流管31的凹槽。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种气雾化制粉设备，其特征在于，包括：熔炼腔和气雾化腔，所述熔炼腔和所述气雾化腔相互连通，所述气雾化腔包括通口，所述熔炼腔包括安装口，所述安装口位于所述通口的上方且与所述通口连通，所述熔炼腔内设有：

至少两个中间包，每个所述中间包包括导流管，所述导流管用于从所述安装口插入所述通口内以使所述中间包与所述气雾化腔连通；

倾斜炉，所述倾斜炉用于向与所述通口连通的所述中间包倒料；

移动机构，所述移动机构用于移动所述中间包以更换与所述通口连通的中间包；

检测器，所述检测器用于检测导流管的流量值；

控制器，与所述检测器电连接，根据接收到的所述流量值小于预设流量值时，控制所述移动机构更换所述中间包。

2.根据权利要求1所述的气雾化制粉设备，其特征在于，多个所述中间包和所述安装口沿第一方向排列，所述移动机构包括：

抓取装置；

与所述抓取装置连接的第一驱动装置，用于驱动所述抓取装置沿第二方向往复移动以拾取或放下所述中间包；

与所述第一驱动装置传动连接、用于驱动所述第一驱动装置沿第一方向往复移动的第二驱动装置，其中所述第一方向和所述第二方向垂直。

3.根据权利要求2所述的气雾化制粉设备，其特征在于，所述抓取装置包括：气动夹爪，所述气动夹爪能够伸入所述中间包内。

4.根据权利要求2所述的气雾化制粉设备，其特征在于，所述第一驱动装置为伸缩气缸，所述伸缩气缸的缸体与第二驱动装置的连接，所述缸体沿所述第二方向延伸，所述伸缩气缸的活塞杆与所述抓取装置固定连接；和/或，

所述第二驱动装置为无杆气缸，所述无杆气缸的导轨沿所述第一方向延伸，所述第一驱动装置与所述无杆气缸的活塞连接。

5.根据权利要求2所述的气雾化制粉设备，其特征在于，所述第一驱动装置包括：第一驱动电机，沿所述第二方向延伸的第一导轨，与所述第一导轨滑动连接的第一滑块，所述第一驱动电机与所述第一滑块传动连接，用于驱动所述第一滑块沿所述第一导轨滑动，所述第一滑块与所述抓取装置连接；

所述第二驱动装置包括：第二驱动电机，沿第一方向延伸的第二导轨，与所述第二导轨滑动连接的第二滑块，所述第二驱动电机与所述第二滑块传动连接，用于驱动所述第二滑块沿所述第二导轨滑动，所述第一驱动装置与所述第二滑块连接。

6.根据权利要求1所述的气雾化制粉设备，其特征在于，所述中间包包括：中间包本体，套设在所述中间包本体外的第一加热线圈，包裹在所述第一加热线圈外的壳体，所述中间包的出口与所述导流管连通。

7.根据权利要求6所述的气雾化制粉设备，其特征在于，所述中间包还包括：设置于所述壳体上的安装座，所述安装座包括：安装支撑盘和设置于所述安装支撑盘的底部、且能够插入所述安装口内的凹陷部，所述导流管的出口穿过所述凹陷部的底部。

8.根据权利要求7所述的气雾化制粉设备，其特征在于，所述中间包还包括：

套设在所述导流管外的加热装置；

支撑块，所述支撑块设有开口，所述导流管穿过所述开口，所述支撑块抵接在所述中间包本体和所述凹陷部的底部之间。

9.根据权利要求8所述的气雾化制粉设备，其特征在于，所述中间包还包括：

喷盘，所述导流管穿出所述凹陷部的部分穿过所述喷盘且与所述喷盘固定连接，所述喷盘卡接在所述气雾化腔的通口处。

10.根据权利要求1～9任一项所述的气雾化制粉设备，其特征在于，还包括：设置于所述熔炼腔内支撑座，所述支撑座用于支撑未与所述通口连通的中间包，所述支撑座设有用于至少容纳所述中间包的导流管的凹槽。