CN114082712B - 非接触式除尘设备、系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种非接触式除尘设备、系统及方法，涉及电池极片除尘技术领域，所述非接触式除尘设备包括风机、吹气管、除尘工装、吸气管、收尘系统、进风管，所述风机的输出端通过所述吹气管连接所述除尘工装的进气端，所述除尘工装的吸气端通过所述吸气管连接所述收尘系统的输入端，所述收尘系统的输出端通过所述进风管连接所述风机的输入端。本发明的优点在于：该装置避免了因为负压吸尘问题导致车间二次污染，结构简单，体积小巧，减少了空间占用，可直接放置于车间的原工艺设备旁。

Description

非接触式除尘设备、系统及方法

技术领域

本发明涉及电池极片除尘技术领域，尤其涉及一种非接触式除尘设备、系统及方法。

背景技术

锂离子动力电池生产过程中在极片上附着有粉尘或者金属颗粒，其中粉尘被誉为锂电池制作过程中的三大危害之一，恰恰对粉尘的管控是很多锂电池制作企业较为头痛的事，粉尘控制不好，会造成后续锂电池短路率高，自放电大，模组存在较大安全风险等问题。目前很多电池企业生产过程中，还都采用较为传统的毛刷刷粉加真空吸尘的除尘方式，这种方式除尘效果较差，而且除尘不彻底，容易造成二次污染。

公告号为CN207887589U的专利文献公开了一种超声波风刀综合除尘装置，包括两个相向设置的除尘机构，除尘机构包括底封板、活动设于底封板上端的除尘组件以及设于底封板下端的抽风槽，抽风槽与真空泵连接。该除尘装置通过风刀通入高压气体对极片进行吹风，通过真空泵工作在抽风槽产生负压形成吸力，使气流带动尘埃颗粒抽出设备之外，抽出设备之外的气体排到车间外部，势必会造成车间微负压的状态，容易因为负压吸尘问题导致车间二次污染。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种能够避免车间二次污染的非接触式除尘设备、系统及方法。

本发明是通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：非接触式除尘设备，包括风机、吹气管、除尘工装、吸气管、收尘系统、进风管，所述风机的输出端通过所述吹气管连接所述除尘工装的进气端，所述除尘工装的吸气端通过所述吸气管连接所述收尘系统的输入端，所述收尘系统的输出端通过所述进风管连接所述风机的输入端。风机产生正负压循环风，由于进行的是内循环，不消耗车间空气，避免了因为负压吸尘问题导致车间二次污染。

作为优化的技术方案，所述收尘系统包括过滤箱、第一过滤腔、第二过滤腔、第一过滤器、布袋过滤器、第二过滤器；所述过滤箱的内部设有第一过滤腔和第二过滤腔，所述收尘系统的输入端通过所述第一过滤器连通所述第一过滤腔，所述第一过滤腔通过所述布袋过滤器连通所述第二过滤腔，所述第二过滤腔通过所述第二过滤器连通所述收尘系统的输出端。通过第一过滤器、布袋过滤器和第二过滤器实现了三级过滤，提高了粉尘过滤效果。

作为优化的技术方案，所述收尘系统还包括灰尘收集盒，所述第一过滤腔位于所述第二过滤腔的下方，所述灰尘收集盒安装在所述第一过滤腔的内部并位于所述布袋过滤器的下方。

作为优化的技术方案，所述过滤箱通过弹簧锁扣进行门板密封；所述非接触式除尘设备还包括主机箱，所述风机、收尘系统、进风管均安装在所述主机箱的内部，所述主机箱通过弹簧锁扣进行门板密封。

作为优化的技术方案，所述除尘工装包括除尘头，两个除尘头对称设置并设有间隙，极片从两个除尘头之间穿过；所述除尘头包括除尘盒，所述除尘盒的内部设有相互隔离的吹气腔和吸气腔，所述除尘盒的进气端连通吹气腔，所述除尘盒的吸气端连通吸气腔；所述除尘盒上朝向极片的一侧设有连通所述吹气腔的风刀组件和连通所述吸气腔的吸尘口；所述吹气管包括吹气主管和两个吹气支管，所述吹气主管的一端连接所述风机的输出端，另一端通过两个吹气支管分别连接两个除尘头的进气端；所述吸气管包括吸气主管和两个吸气支管，所述吸气主管的一端通过两个吸气支管分别连接两个除尘头的吸气端，另一端连接所述收尘系统的输入端。

非接触式除尘系统，包括所述非接触式除尘设备，还包括电控系统，所述电控系统包括压差检测装置、温度检测装置；所述收尘系统的输入端安装有压差检测输入端，所述收尘系统的输出端安装有压差检测输出端，所述压差检测输入端和所述压差检测输出端分别连接所述压差检测装置；所述温度检测装置安装在所述进风管上；所述电控系统能够所述风机运行或停止。

压差检测装置能够检测收尘系统的输入端与输出端的压差，通过压差可以判断收尘系统是否堵塞，从而提醒用户进行粉尘清理和更换滤袋；温度检测装置能够检测进风管中的温度；当压差过多或者温度超高时，电控系统能够自动停止风机。

作为优化的技术方案，所述电控系统还包括风速检测装置，所述吹气管和所述吸气管上分别安装有风速检测装置，所述电控系统通过变频器连接所述风机。通过风速检测装置能够实时显示吹气管和吸气管的风速，通过变频器可以调整风机风量，方便参数化调试和验证。

作为优化的技术方案，所述非接触式除尘系统还包括机械控制系统，所述机械控制系统包括排风管、新风管、流量调节阀门，所述吹气管上连接有通往外部的排风管，所述吸气管上连接有通往外部的新风管，所述排风管和所述新风管上均安装有流量调节阀门。

通过调节排风管上的流量调节阀门可以同时调节排风管和吹气管的流量，以此调节进入除尘工装的风速，同时可以控制排风量；通过调节新风管上的流量调节阀门可以同时调节新风管和吸气管的流量，以此调节进入收尘系统的流量，同时可以控制引入的新风量；通过控制排风量和引入的新风量可以为内循环平衡风量，同时由于收尘系统为三级过滤阻力较大，通过控制进入收尘系统的流量亦可为风机降低负载，实现为风机降温，并且可以在风机不停机的工况下关闭除尘工装进出风方便换带。

作为优化的技术方案，所述排风管和所述新风管上均安装有消音器。

非接触式除尘方法，采用所述非接触式除尘系统，包括以下步骤：

步骤A，电控系统通过变频器控制风机运行或停止，风机运行后通过吹气管将正压气体吹向除尘工装的进气端；

步骤B，气体经过除尘工装作用到极片上清除灰尘，带有灰尘的气体通过吸气管进入收尘系统进行过滤；

步骤C，过滤后的气体通过进风管重新进入风机中进行循环；

步骤D，在步骤A至步骤C的气体循环过程中，压差检测装置检测收尘系统的输入端与输出端的压差，温度检测装置检测进风管中的温度，当压差过多或者温度超高时，电控系统自动停止风机；

步骤E，在步骤A至步骤C的气体循环过程中，通过电控系统的变频器自动调节风机的输出风量来控制系统流量，或者通过手动调节排风管和新风管上的流量调节阀门来控制系统流量。

本发明的优点在于：

1、该装置避免了因为负压吸尘问题导致车间二次污染，结构简单，体积小巧，减少了空间占用，可直接放置于车间的原工艺设备旁。

2、收尘系统为三级过滤，提高了粉尘过滤效果。

3、通过压差检测装置可以判断收尘系统是否堵塞，从而提醒用户进行粉尘清理和更换滤袋。

4、通过控制排风量和引入的新风量可以为内循环平衡风量，同时由于收尘系统为三级过滤阻力较大，通过控制进入收尘系统的流量亦可为风机降低负载，实现为风机降温，并且可以在风机不停机的工况下关闭除尘工装进出风方便换带；本发明只需通过机械阀门即可同时控制风机温度及进出风风量，结构简单，成本低。

5、通过风速检测装置能够实时显示吹气管和吸气管的风速，通过变频器可以调整风机风量，方便参数化调试和验证。

附图说明

图1是本发明实施例非接触式除尘设备的轴侧示意图。

图2是本发明实施例风机和收尘系统的轴测示意图。

图3是本发明实施例除尘工装的轴测示意图。

图4是本发明实施例除尘工装的主视示意图。

图5是本发明实施例除尘工装的剖面示意图。

图6是本发明实施例收尘系统的剖面示意图。

图7是本发明实施例非接触式除尘系统的原理框图。

图8是本发明实施例电控系统的原理框图。

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，对本发明实施例中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一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。

如图1至图8所示，本发明提供一种非接触式除尘系统，包括非接触式除尘设备、电控系统和机械控制系统。

如图1、图2所示，所述非接触式除尘设备包括风机1、吹气管2、除尘工装3、吸气管4、收尘系统5、进风管(图未示)、主机箱6。

风机1的输出端通过吹气管2连接除尘工装3的进气端，除尘工装3的吸气端通过吸气管4连接收尘系统5的输入端，收尘系统5的输出端通过所述进风管连接风机1的输入端；风机1产生正负压循环风，由于进行的是内循环，不消耗车间空气，所以不会因为负压吸尘问题导致车间二次污染。

吹气管2和吸气管4均采用聚氨酯钢丝软管；风机1、收尘系统5和进风管均安装在主机箱6的内部，主机箱6通过弹簧锁扣进行门板密封；该装置结构简单，体积小巧，减少了空间占用，可直接放置于车间的原工艺设备旁。

如图3至图5所示，除尘工装3包括除尘头31、底板32、第一安装板33、第二安装板34、导轨35、锁扣36、离子棒37、极耳挡片38。

两个除尘头31对称设置并设有间隙，极片15从两个除尘头31之间穿过；除尘头31包括除尘盒311、吹气腔312、吸气腔313、吸尘口317、风刀组件，所述风刀组件包括固定板314、移动板315、风刀316；除尘盒311的内部设有相互隔离的吹气腔312和吸气腔313，除尘盒311的进气端连通吹气腔312，除尘盒311的吸气端连通吸气腔313；除尘盒311上朝向极片15的一侧设有连通吹气腔312的风刀组件和连通吸气腔313的吸尘口317；参阅图1，吹气管2包括吹气主管21和两个吹气支管22，吹气主管21的一端连接风机1的输出端，另一端通过两个吹气支管22分别连接两个除尘头31的进气端；吸气管4包括吸气主管41和两个吸气支管42，吸气主管41的一端通过两个吸气支管42分别连接两个除尘头31的吸气端，另一端连接收尘系统5的输入端。

每个除尘头31上设有多个上下间隔排成一行的风刀组件，两个除尘头31上的风刀组件位置相互交错，两个除尘头31的气流能够相互交替作用到极片15上，使极片15产生短辐震荡，提高了极片15表面灰尘清除效率。

固定板314与除尘盒311固定连接，移动板315位于同一风刀组件的固定板314的下方并能够沿靠近或远离固定板314的方向移动，移动板315的移动范围为1～3mm；固定板314与移动板315的间隙形成风刀316，通过移动板315的移动使得风刀316的大小可以调整，从而可以调节吹向极片15的作用力，防止作用力过大导致极片15变形严重以及风刀316过小导致风噪过大。

风刀316从靠近极片15的一端到靠近吹气腔312的一端形成倾斜的角度，风刀316的角度可以更有效地使粉尘从极片15上剥离，同时可以防止粉尘从两个除尘头31之间的顶部和底部溢出。

每个除尘头31上相邻的两个风刀组件的间隙形成吸尘口317，吸尘口317为喇叭口，其靠近极片15一端的尺寸大于靠近吸气腔313一端的尺寸，每个吸尘口317连通一个吸气腔313；风刀316和吸尘口317的结构通过有限元仿真优化，能够最大程度减少气流通过吹气腔312和吸气腔313的损失，提高了能量利用率，减少了成本。

第一安装板33固定连接在底板32的上方，第二安装板34通过导轨35活动连接在底板32的上方，第二安装板34能够沿靠近或远离第一安装板33的方向移动，两个除尘头31分别安装在第一安装板33和第二安装板34的上方，两个除尘头31通过锁扣36锁定；通过第二安装板34的移动可以带动其中一个除尘头31靠近或远离另一个除尘头31，从而可以调整两个除尘头31的间隙，方便穿料带。

两个离子棒37分别位于极片15的两侧并固定连接在底板32的下方，离子棒37的长度方向沿除尘盒311上朝向极片15的一侧的长度方向，离子棒37可以去除极片15的粉尘静电。

极耳挡片38固定连接在除尘盒311上朝向极片的一侧并从除尘盒311的上方延伸到下方，极耳挡片38能够沿除尘盒311上朝向极片的一侧的长度方向调整安装位置；通过调整极耳挡片38的安装位置，以应对不同幅度的极片15，使其对应极片15的极耳位置，极耳挡片38能够阻挡风刀组件的气流，防止极耳产生变形。

如图6所示，收尘系统5包括过滤箱51、第一过滤腔52、第二过滤腔53、第一过滤器54、布袋过滤器55、第二过滤器56、灰尘收集盒57；过滤箱51通过弹簧锁扣进行门板密封，过滤箱51的内部设有第一过滤腔52和第二过滤腔53，第一过滤腔52位于第二过滤腔53的下方；收尘系统5的输入端通过第一过滤器54连通第一过滤腔52，第一过滤腔52通过布袋过滤器55连通第二过滤腔53，第二过滤腔53通过第二过滤器56连通收尘系统5的输出端；灰尘收集盒57安装在第一过滤腔52的内部并位于布袋过滤器55的下方，用于收集布袋过滤器55过滤后的灰尘；通过第一过滤器54、布袋过滤器55和第二过滤器56实现了三级过滤，提高了粉尘过滤效果，1um粉尘过滤效率达99.99％。

如图6至图8所示，所述电控系统包括压差检测装置、温度检测装置、风速检测装置；收尘系统5的输入端安装有压差检测输入端71，收尘系统5的输出端安装有压差检测输出端72，压差检测输入端71和压差检测输出端72分别连接所述压差检测装置；压差检测装置能够检测收尘系统5的输入端与输出端的压差，通过压差可以判断收尘系统5是否堵塞，从而提醒用户进行粉尘清理和更换滤袋；所述温度检测装置安装在所述进风管上，所述温度检测装置采用温度变送器，能够检测进风管中的温度；吹气主管21和吸气主管41上分别安装有风速检测装置，所述风速检测装置采用风速变送器，能够实时显示吹气主管21和吸气主管41中的风速；所述电控系统通过变频器连接风机1，通过变频器可以控制风机1运行或停止以及调整风机1的风量，方便参数化调试和验证；所述电控系统具有手动模式和自动模式。

如图7所示，所述机械控制系统包括排风管、新风管、流量调节阀门、消音器；吹气管2的吹气主管21上连接有通往外部的排风管，吸气管4的吸气主管41上连接有通往外部的新风管，所述排风管和所述新风管上均安装有流量调节阀门和消音器，流量调节阀门采用球阀；通过调节排风管上的流量调节阀门可以同时调节排风管和吹气主管21的流量，以此调节进入除尘工装3的风速，同时可以控制排风量；通过调节新风管上的流量调节阀门可以同时调节新风管和吸气主管41的流量，以此调节进入收尘系统5的流量，同时可以控制引入的新风量；通过控制排风量和引入的新风量可以为内循环平衡风量，同时由于收尘系统5为三级过滤阻力较大，通过控制进入收尘系统5的流量亦可为风机1降低负载，实现为风机1降温，并且可以在风机1不停机的工况下关闭除尘工装3进出风方便换带。

非接触式除尘方法，采用所述非接触式除尘系统，包括以下步骤：

步骤A，电控系统通过变频器控制风机1运行或停止，风机1运行后通过吹气管2将正压气体吹向除尘工装3的进气端；

步骤B，气体从两个除尘头31的进气端依次经过吹气腔312和风刀316后相互交替作用到极片15上，使极片15产生短辐震荡清除灰尘，清除效率高；带有灰尘的气体依次经过两个除尘头31的吸尘口317和吸气腔313后从两个除尘头31的吸气端被吸走；带有灰尘的气体通过吸气管4进入收尘系统5，在收尘系统5中依次经过第一过滤器54、布袋过滤器55、第二过滤器56进行过滤，过滤后的灰尘掉落在灰尘收集盒57中收集；

步骤C，过滤后的气体通过进风管重新进入风机1中进行循环；

步骤D，在步骤A至步骤C的气体循环过程中，压差检测装置检测收尘系统5的输入端与输出端的压差，温度检测装置检测进风管中的温度，当压差过多或者温度超高时，电控系统自动停止风机；

步骤E，在步骤A至步骤C的气体循环过程中，通过电控系统的变频器自动调节风机1的输出风量来控制系统流量，或者通过手动调节排风管和新风管上的流量调节阀门来控制系统流量。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种非接触式除尘设备，其特征在于：包括风机、吹气管、除尘工装、吸气管、收尘系统、进风管，所述风机的输出端通过所述吹气管连接所述除尘工装的进气端，所述除尘工装的吸气端通过所述吸气管连接所述收尘系统的输入端，所述收尘系统的输出端通过所述进风管连接所述风机的输入端；

所述除尘工装包括除尘头，两个除尘头对称设置并设有间隙，极片从两个除尘头之间穿过；所述除尘头包括除尘盒，所述除尘盒的内部设有相互隔离的吹气腔和吸气腔，所述除尘盒的进气端连通吹气腔，所述除尘盒的吸气端连通吸气腔；所述除尘盒上朝向极片的一侧设有连通所述吹气腔的风刀组件和连通所述吸气腔的吸尘口；所述吹气管包括吹气主管和两个吹气支管，所述吹气主管的一端连接所述风机的输出端，另一端通过两个吹气支管分别连接两个除尘头的进气端；所述吸气管包括吸气主管和两个吸气支管，所述吸气主管的一端通过两个吸气支管分别连接两个除尘头的吸气端，另一端连接所述收尘系统的输入端；

每个除尘头上设有多个上下间隔排成一行的风刀组件，两个除尘头上的风刀组件位置相互交错；

所述风刀组件包括固定板、移动板、风刀；所述固定板与所述除尘盒固定连接，所述移动板位于所述固定板的下方并能够沿靠近或远离所述固定板的方向移动；所述固定板与所述移动板的间隙形成所述风刀，每个除尘头上相邻的两个风刀组件的间隙形成所述吸尘口。

2.如权利要求1所述的非接触式除尘设备，其特征在于：所述收尘系统包括过滤箱、第一过滤腔、第二过滤腔、第一过滤器、布袋过滤器、第二过滤器；所述过滤箱的内部设有第一过滤腔和第二过滤腔，所述收尘系统的输入端通过所述第一过滤器连通所述第一过滤腔，所述第一过滤腔通过所述布袋过滤器连通所述第二过滤腔，所述第二过滤腔通过所述第二过滤器连通所述收尘系统的输出端。

3.如权利要求2所述的非接触式除尘设备，其特征在于：所述收尘系统还包括灰尘收集盒，所述第一过滤腔位于所述第二过滤腔的下方，所述灰尘收集盒安装在所述第一过滤腔的内部并位于所述布袋过滤器的下方。

4.如权利要求2所述的非接触式除尘设备，其特征在于：所述过滤箱通过弹簧锁扣进行门板密封；所述非接触式除尘设备还包括主机箱，所述风机、收尘系统、进风管均安装在所述主机箱的内部，所述主机箱通过弹簧锁扣进行门板密封。

5.一种非接触式除尘系统，其特征在于：包括如权利要求1-4任一项所述的非接触式除尘设备，还包括电控系统，所述电控系统包括压差检测装置、温度检测装置；所述收尘系统的输入端安装有压差检测输入端，所述收尘系统的输出端安装有压差检测输出端，所述压差检测输入端和所述压差检测输出端分别连接所述压差检测装置；所述温度检测装置安装在所述进风管上；所述电控系统能够所述风机运行或停止。

6.如权利要求5所述的非接触式除尘系统，其特征在于：所述电控系统还包括风速检测装置，所述吹气管和所述吸气管上分别安装有风速检测装置，所述电控系统通过变频器连接所述风机。

7.如权利要求6所述的非接触式除尘系统，其特征在于：所述非接触式除尘系统还包括机械控制系统，所述机械控制系统包括排风管、新风管、流量调节阀门，所述吹气管上连接有通往外部的排风管，所述吸气管上连接有通往外部的新风管，所述排风管和所述新风管上均安装有流量调节阀门。

8.如权利要求7所述的非接触式除尘系统，其特征在于：所述排风管和所述新风管上均安装有消音器。

9.一种非接触式除尘方法，其特征在于：采用如权利要求8所述的非接触式除尘系统，包括以下步骤：

步骤A，电控系统通过变频器控制风机运行或停止，风机运行后通过吹气管将正压气体吹向除尘工装的进气端；

步骤B，气体经过除尘工装作用到极片上清除灰尘，带有灰尘的气体通过吸气管进入收尘系统进行过滤；

步骤C，过滤后的气体通过进风管重新进入风机中进行循环；

步骤D，在步骤A至步骤C的气体循环过程中，压差检测装置检测收尘系统的输入端与输出端的压差，温度检测装置检测进风管中的温度，当压差过多或者温度超高时，电控系统自动停止风机；

步骤E，在步骤A至步骤C的气体循环过程中，通过电控系统的变频器自动调节风机的输出风量来控制系统流量，或者通过手动调节排风管和新风管上的流量调节阀门来控制系统流量。

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