CN112840173A - 用于粉末混合物的热处理的容器、炉和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在炉中进行热处理过程中储藏粉末混合物的容器。本发明还涉及一种用于粉末混合物的热处理的炉和方法。本发明的目的在于提供一种容器，借助于所述容器特别地可以提高单位时间的生产量并简化容器的自动拆卸。该目的根据本发明通过多个用于可拆卸地紧固间隔件的容纳部实现，所述容纳部在组装状态下允许多个容器无接触地上下重叠地堆叠。

Description

用于粉末混合物的热处理的容器、炉和方法

技术领域

本发明涉及一种用于在炉中的热处理过程中储藏粉末混合物的容器。本发明还涉及一种用于粉末混合物的热处理的炉和方法。

背景技术

在粉末化学的许多领域中，尤其是在电池的阴极材料的生产中，粉末混合物在开头提到的容器(也称为烧箱)中进行热处理。在此情况下，容器由陶瓷或莫来石材料制成，因为这些材料具有良好的耐热性，并且容器在炉中暴露于较大的温度梯度下。但是，莫来石容器的耐化学性和机械强度低，因此这些容器特别是在化学侵蚀性气氛中以及与反应性材料接触时是敏感的，因此是不利的。

图1示出了由现有技术已知的三个容器1的典型布置，在每个容器中布置由粉末混合物组成的粉末床4，并且在炉中在烧制过程中将它们直接竖直堆叠，以增加生产量，因此在容器1的下边缘和上边缘出现接触点2。因此，一方面，可以将反应所需的工艺气体输送至粉末混合物中，另一方面，可以排放所述容器1内产生的废气，并且在热处理后可以自动夹持每个单独的容器1，容器1具有凹部3，所述凹部3将所述容器1的内部空间向炉敞开。

容器竖直堆叠在导致下部容器中的高机械压缩应力，并且由于容器变形并偶尔破裂而导致其使用寿命有限。因此，每个容器的粉末量以及由此的每单位时间的生产量受到限制。此外，压力，温度和化学作用对容器的组合影响有时导致在接触点处至少部分地粘附，这尤其在用机器人移除容器时成为主要问题。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种容器、炉和方法，利用所述容器、炉和方法可以至少部分地消除上述问题。特别地，本发明旨在增加每单位时间的生产量，并且简化容器的自动移除。此外，本发明旨在提高容器的使用寿命和粉末混合物的热处理效率。

所述目的通过根据权利要求1的容器、根据权利要求11的炉和根据权利要求12的方法来实现。根据本发明，为此提供用于可拆卸地固定间隔件的多个容纳部，所述容纳部在组装状态下允许多个容器上下重叠地无接触地堆叠。“无接触地堆叠”应理解为意指上下重叠布置的两个容器互不接触，也不形成任何直接接触点，从而避免了在炉内烧制过程中发生粘附的风险。相反地，彼此接触的间隔件由化学上比容器更稳定的材料制成，因此在接触点处不发生粘附。由于物接触堆叠，容器的质量不再由下部容器支撑，而是由间隔件承担承载功能，因此每个容器必须承载的质量减小到其自身质量和粉末混合物的质量。这使得每个容器容纳的粉末混合物的量显著增加，从而导致每单位时间的生产量显著增加。此外，容器必须承载的较低的总质量导致较低的机械负荷，并因此导致容器的使用寿命显著增加。最后，容器相对于彼此的间隔开的安装在每个容器的对之间产生相对较大的间隙，通过所述间隙可以更有效地排出由于反应产生的废气，并且可以使工艺气体更有效地输送到粉末混合物中。所述间隙还允许炉内更有效的热传递。在炉外，容器和间隔件之间的可拆卸连接保持不变，直到容器或间隔件损坏或磨损。在这种情况下，可以通过可拆卸的连接进行简单的手动或自动更换。

在下文中和从属权利要求中描述了本发明的优选的实施例。

根据本发明的第一优选实施例，提供一种容器，所述容器由具有下边缘和上边缘的侧向的壁界定，所述壁具有用于容纳间隔件的多个容纳部，所述容纳部从所述壁的下边缘穿过直至上边缘，其中所述容器优选地设计成一件式。在此情况下，一件式设计应被理解为意指所述容器不是由底部元件和松散的壁元件或能够从彼此拆卸的壁元件组成，而是具有壁和底部的容器以一件式制造。所述容器的横截面优选地为矩形，并且所述容纳部插入在所述壁的拐角处。在此情况下，主要上提供两种不同类型的容纳部。首先，所述容纳部可以在径向方向上封闭，从而使所述容纳部完全插入所述容器的壁中，并且所述壁仅在上边缘和下边缘处敞开。替代地，所述容纳部可以在径向方向上具有侧面开口，所述侧面开口具有开口宽度。所述容纳部可以基本上具有任何横截面，特别是角形(eckigen)，矩形或圆形的横截面。如果将容纳部设计为具有圆形横截面的孔，则所述侧面开口的开口宽度小于所述孔的内径。

所述容纳部允许可拆卸地接收间隔件，每个间隔件都有支柱以及

a)脚部或脚部部段和/或

b)头部或头部部段，

其中，支柱在各种情况下均可以插入容器的容纳部中。间隔件的脚部和/或头部设计成比相对于相关的支柱更宽。相反，脚部部段和/或头部部段不设计成加宽的，并且优选地连续地转变到所述支柱中。在最简单的情况下，用于形成头部部段和/或脚部部段的支柱仅被设计成细长的。所述支柱基本上设计为圆柱形，并且在横截面和高度方面适合于所述容器内部的容纳部。特别地，设想间隔件在组装状态下在上边缘和下边缘处突出超过所述容器的壁，并且可以锁定在所述容器内。

脚部或脚部部段以及头部或头部部段布置在支柱的突出超过壁的部分上。由于间隔件/支柱延伸穿过整个壁，所述容器仅放置在所述间隔件上，因此最下面的间隔件可承载布置在上方的所有容器和间隔件的质量。

提供间隔件的各种优选实施例。第一优选实施例规定，间隔件的支柱设计成两件式，其具有下部支柱部分，所述下部支柱部分具有脚部并且可以在壁的下边缘处插入孔中。上部支柱部分具有头部，并且可以在壁的上边缘处插入孔中。所述下部支柱部分和所述上部支柱部分可在孔内可拆卸地彼此连接，以锁定间隔件。为了在孔内连接支柱部件，例如可以设置具有相应螺纹部分的螺纹连接或卡口连接。

作为间隔件的两件式构造的替代方案，所述间隔件的支柱可以设计成一件式，并且可以锁定在孔内。具有支柱、加宽的脚部和头部部段的间隔件或具有支柱、加宽的头部和脚部部段的间隔件可以在孔内锁定，优选地通过开口销、闩锁连接或类似的紧固装置在孔内锁定。

具有一件式支柱、头部和脚部的间隔件可以通过支柱上的相应的螺纹在头部和/或脚部上进行螺纹连接，以便可拆卸地并且同时防止丢失地安装在孔中。

所描述的所有实施例变体允许将支柱简单且无问题地插入孔中，并在其中简单地锁定。

已经提到，所述孔还可以具有平行于所述孔的纵向轴线延伸的侧向开口，并且连续地侧向打开所述孔的壁。这种孔用于间隔件的可拆卸连接，所述间隔件的支柱各自具有两个平行的引导面，所述引导面通过部分圆柱形的滑动面彼此连接，从而可以将所述支柱通过所述孔的侧向开口插入所述孔中，并在通过绕纵向轴线旋转所述支柱使支柱闭锁地安装在所述侧向开口。为此，所述孔的侧向开口的开口宽度适合于所述支柱的滑动面之间的距离。在组装状态下，所述支柱闭锁地安装在所述孔内，并且所述部分圆柱形的滑动面抵靠在所述孔的内壁。在这种紧固方式中也可以使用间隔件，所述间隔件的一件式的支柱不可拆卸地连接到脚部和头部。

为了有利于在堆叠状态下稳定地安装容器，本发明的优选实施例提供：

a)间隔件的头部或头部部段以及

b)间隔件的脚部或脚部部段

在端面上具有相应的凹口和凸起，从而在堆叠状态下阻止容器的横向移动。在最简单的情况下，这种凹口和凸起可以是环形的或圆形的凹槽和榫舌，其在彼此上下重叠布置的两个间隔件之间形成插接连接。

所述间隔件，特别是所述支柱和/或所述头部和/或所述脚部，优选由高强度和高密度的高性能陶瓷构成，特别地由氧化铝(Al₂O₃)构成，所述氧化铝的孔隙率优选地小于5％。因此，所述间隔件具有比由陶瓷或莫来石材料制成的容器在化学方面和机械方面更稳定的构造。

附图说明

下面参考附图说明本发明的其他优选的设计和实施例。其示出：

图1根据现有技术的三个容器的堆叠，

图2a，、图2b具有两件式间隔件的容器，

图3a、图3b具有一件式间隔件的容器的详细视图，

图4a至图4e具有侧面敞开的容纳部的容器的详细视图，

图4f、图4g间隔件的横截面图，

图4h堆叠的容器的详细视图，以及

图5a、图5b具有容器的炉的横截面图。

具体实施方式

在图2a、图2b中示出了本发明的第一示例性实施例。此处所示的容器10均为一件式设计，并具有底部11和壁12，因此所述容器10被设计成碗状以容纳粉末混合物。所述壁12具有下边缘13和上边缘14，并且容纳部以孔15的形式在所述边缘之间穿过所述下边缘和上边缘。所述孔15用于接收间隔件16，所述间隔件在所示的实施例中设计为两件式，并且具有由下部支柱部分18和上部支柱部分19组成的支柱17。下部支柱部分18连接至脚部20，而上部支柱部分19连接至头部21。为了将所述间隔件16可拆卸地连接到所述容器10，所述下部支柱部分18从下方插入所述孔15中。所述上部支柱部分19在上边缘14处插入所述孔15中，直到所述上部支柱部分18和所述下部支柱部分19彼此邻接。在此，部支柱部分18、19可以通过合适的可拆卸的连接装置(例如通过螺纹连接或卡口连接)而可拆卸地彼此连接。在紧固所述间隔件16之后，可以将多个容器10上下重叠地堆叠，而所述容器10彼此不接触并且不形成接触点。

图2b示出了根据本发明的三个容器10的堆叠，与现有技术相比，在容器之间存在更大的间隙A，用于输入工艺气体并排出由反应产生的气体。此外，在图2b中已经清楚地看到，所有容器10的总质量由间隔件16承载，因为所述间隔件完全穿过所述容器10的孔15。因此，最下面的容器10仅承受其自身的质量，而不承受布置在其上方的容器10的质量。

图3a和图3b示出了具有间隔件16的容器10的另外的替代的实施例，所述间隔件16布置在侧向封闭的孔15中。在两个示例性实施例中，所述间隔件16在下边缘13处插入所述孔15中，直到布置在支柱17上的脚部20碰到所述容器10的底部11。在此位置，所述间隔件16的支柱17突出超过所述容器10的上边缘14，并因此形成头部部段22，因为支柱17在此并未与单独且加宽的头部连接。在此位置，间隔件16根据图3a通过开口销23固定，并且根据图3b通过闩锁连接24固定。在容器10的堆叠状态中，支柱17的头部部段22接合在脚部20中的凹口25中，由此通过闭锁的插接连接防止横向移位。在此布置中，用于将所述开口销23接收在壁12内和/或支柱17内的横向孔的尺寸设置成，使得在堆叠状态下没有力施加在容器10的壁上。当抬高容器10时，开口销23仅防止间隔件16或支柱17滑出容纳部。

作为根据图3a、图3b的实施例的替代方案，支柱17也可以在上边缘14处插入到容器10的孔15中，使得间隔件16具有头部21和脚部部段，该脚部部段突出于容器10的下边缘13。在其他方面，该替代方案的操作模式类似于根据图3a和图3b的操作模式。

图4a-图4h示出了相对于图2a、图2b和图3a、图3b的容器10的替代的实施例，其中具有被设计为孔15的容纳部的侧向开口35。图4a示出了容器10的俯视图，在容器的壁12中引入孔15。所述孔15向侧面敞开，并且具有小于孔15的直径D的开口宽度B。如图4f和图4g所示，间隔件16的支柱17可以侧向插入这种孔15中。所示的间隔件16具有头部21和脚部20，头部21和脚部20通过支柱17彼此连接。所述支柱17具有平行的引导面26，所述引导面通过部分圆柱形的滑动面27彼此连接。在此，所述引导面26彼此间隔开，使得它们允许将支柱17插入孔15中，这特别地在图4b和图4c中示出。一旦支柱17完全位于孔15内(图4c)，则通过使支柱17绕纵向轴线旋转(图4d、图4e)而将间隔件16锁定在孔15内。为了能够使间隔件16旋转，在头部21上形成平行的扳手接合面34，所述扳手接合面形成用于拧紧工具的接触面。使用侧向开口的孔15允许使用一件式间隔件16，该间隔件不仅具有一件式支柱17，而且还整体地连接至头部21和脚部20。

间隔件16可以手动地或通过机器人自动地插入到容纳部中并锁定在其中。

图4h示出了堆叠的容器10的详细视图，容器10各自连接至具有侧向引导面26的间隔件16，该引导面26放置在侧向开口的孔15中并且通过闭锁接合锁定在孔15中。

在图5a中示出炉28通过各自的机器人29、30对容器10的自动装载以及对容器10的自动移除。在炉28的左侧，存在第一机器人29，第一机器人将填充粉末混合物的容器10上下重叠地堆叠。然后分别通过合适的输送装置31沿输送方向32将三个叠置的容器10的组引入所述炉28中。在此，按照规定的程序对粉末混合物进行加热处理，然后在炉28的右侧由另一机器人30分别提起每个容器10，并进行进一步的运输。

图5b示出炉28沿输送方向32的横截面，并且示出了由于间隔件16在容器10之间存在更大的间隙A而使得容器10的间隔地安装的优点，因此可以有效地输入工艺气体，并且通过相应的开口33将任何反应气体从炉28的底部或壁中有效地排出。此外，相对较大的间隙A导致更有效的热处理。

附图标记列表

1 容器

2 凹口

3 接触点

4 粉末床

10 容器

11 底部

12 壁

13 下边缘

14 上边缘

15 孔

16 间隔件

17 支柱

18 下部支柱部分

19 上部支柱部分

20 脚部

21 头部

22 头部部段

23 开口销

24 闩锁连接

25 凹口

26 引导面

27 滑动面

28 炉

29 机器人

30 机器人

31 输送装置

32 输送方向

33 开口

34 扳手接合面

35 侧面开口

A 间隙

B 开口宽度

D 直径。

Claims (12)

1.一种用于在炉(28)中的热处理过程中储藏粉末混合物的容器，

其特征在于，

用于能够拆卸地紧固间隔件(16)的多个容纳部，所述多个容纳部在组装状态下允许使多个容器(10)上下重叠地无接触地堆叠。

2.根据权利要求1所述的容器，其特征在于，所述容器(10)由具有下边缘(13)和上边缘(14)的侧向的壁(12)界定，所述壁具有用于紧固所述间隔件(16)的多个容纳部，所述容纳部从所述壁(12)的下边缘(13)穿过直至上边缘(14)，其中，所述容器(10)优选地设计成一件式。

3.根据权利要求1或2所述的容器，其特征在于，所述容纳部被设计成在径向方向上是封闭的，或者具有在径向方向上的侧向开口(35)，所述侧向开口具有开口宽度B。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的容器，其特征在于，所述间隔件(16)各自具有支柱(17)和

a)脚部(20)或脚部部段和/或

b)头部(21)或头部部段(22)，

其中所述支柱(17)均能够插入所述容器(10)的容纳部中。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的容器，其特征在于，间隔件(16)在组装状态下在所述上边缘(14)和所述下边缘(13)处突出超过所述容器(10)的壁(12)，并且能够被锁定在所述容纳部中。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的容器，其特征在于，所述支柱(17)设计成两件式，并具有

a)具有脚部(20)的下部支柱部分(18)，所述下部支柱部分能够在所述壁(12)的下边缘(13)处插入所述容纳部中，并且

b)具有头部(21)的上部支柱部分(19)，所述上部支柱部分能够在所述壁(12)的上边缘(14)处插入所述容纳部中，

其中所述下部支柱部分(18)和所述上部支柱部分(19)能够在所述容纳部内可拆卸地彼此连接，以锁定所述间隔件(16)。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的容器，其特征在于，所述间隔件(16)的支柱(17)设计成一件式，并且能够被锁定在所述容纳部内，其中从所述支柱(17)到所述脚部(20)或头部(21)的锁定优选地设计成开口销(23)，闩锁连接(24)或螺纹连接。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的容器，其特征在于，所述支柱(17)各自具有两个平行的引导面(26)，所述引导面通过部分圆柱形的滑动面(27)彼此连接，使得所述支柱(17)能够插入所述容纳部的所述侧向开口(35)中，并且通过绕纵向轴线旋转所述支柱(17)使所述支柱闭锁地安装在所述侧向开口中。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的容器，其特征在于，

a)所述间隔件(16)的头部(21)或头部部段(22)，以及

b)所述间隔件(16)的脚部(20)或脚部部段

在端面上具有相应的凹口(25)和凸起，由此在堆叠状态下阻止所述容器(10)的侧向移位。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的容器，其特征在于，所述间隔件(16)，特别是所述支柱(17)和/或所述头部和/或所述脚部，由氧化铝构成，所述氧化铝优选地具有小于5％的孔隙率。

11.一种用于对容器(10)中的粉末混合物进行热处理的炉，其中所述容器(10)设计成根据权利要求1至10中任一项所述的容器。

12.一种用于对容器(10)中的粉末混合物进行热处理的方法，其中所述容器(10)设计成根据权利要求1至10中任一项所述的容器。

Images