CN115342666A - 一种碱金属工质高质量精确充装设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种碱金属工质高质量精确充装设备，包括气体填充舱、气体抽取舱、定温封装舱以及碱金属工质充装罐、传送机构，本申请通过设置了流水线形式的充装设备，使碱金属工质充装罐可以依次经过气体填充舱、气体抽取舱以及定温封装舱进行系统的工质充装，在充装的整个过程中不需要停机等待上一步骤完成，高度集成化提高工作效率；通过气体抽取舱对碱金属工质充装罐内气体进行定量抽取，通过气体抽取舱对碱金属工质充装罐内气体进行定量抽取进行碱金属工质充装质量保证，不仅可以保证填充的精确度还可以保证填充的效率。

Description

一种碱金属工质高质量精确充装设备

技术领域

本申请涉及碱金属充装技术领域，具体涉及一种碱金属工质高质量精确充装设备。

背景技术

碱金属是指在元素周期表中同属一族的六个金属元素：锂、钠、钾、铷、铯、钫。碱金属有很多相似的性质；它们都是银白色的金属，密度小，熔点和沸点都比较低，标准状况下有很高的反应活性。高温热管的工质为液态的碱金属，其属于活泼金属，它充分利用了热传导原理与相变介质的快速热传递性质，透过热管将发热物体的热量迅速传递到热源外，其导热能力超过任何已知金属。

由于碱金属易被氧化，现有技术中的碱金属充装技术通常是将充装罐和待充装系统抽真空后充入惰性气体，并将充装罐内放入固态工质加热，将液态的碱金属工质充装到工件中，现有技术中通过放入充装罐内的固态工质的量控制充装到工件中最后的碱金属工质的质量，一次仅能充装一个工件，需要时刻对充装罐和待充装系统抽真空，在此过程中管路内的液态碱金属工质部分固化后不仅影响充装碱金属工质的质量而且需要进行管路清洗，导致现有技术中不能高效以及高精确度对碱金属工质进行充装。

发明内容

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种碱金属工质高质量精确充装设备，包括气体填充舱、气体抽取舱、定温封装舱以及碱金属工质充装罐、传送机构，所述碱金属工质充装罐设置在所述传送机构上，并可以沿所述传送机构依次经过所述气体填充舱、气体抽取舱、定温封装舱，所述气体填充舱包括第一水平位置调整结构、第一垂直位置调整结构、第一机械手以及气体填充机构，所述气体填充结构设置在所述第一垂直位置调整结构上，所述碱金属工质充装罐内的初始状态为真空状态，所述气体填充结构可以向所述碱金属工质充装罐内填充气体，并将所述碱金属工质充装罐内气体气压填充至X1Pa；所述气体抽取舱包括第二水平位置调整结构、第二垂直位置调整结构以及工质填充机构，所述工质填充机构设置在所述第二垂直位置调整结构上，所述工质填充机构包括物吸气嘴、抽气阀以及料存放罐、物料填充嘴、物料填充阀，所述料存放罐内填充过程中气压维持X1Pa恒定。

进一步的，所述气体填充机构包括填充嘴、填充阀、第一通讯模块以及可以与惰性气体填充气源连通的连接接口，第一通讯模块可以与所述碱金属工质充装罐上的压力传感器无线通讯连接，并通过信号控制所述填充阀的开启以及关闭。

进一步的，所述第一水平位置调整结构与第一机械手连接并可以调整第一机械手的水平位置，所述第一垂直位置调整结构设置在所述第一水平位置调整结构上并可以通过所述第一水平位置调整结构的移动改变所述第一垂直位置调整结构的水平位置。

进一步的，所述第二垂直位置调整结构设置在所述第二水平位置调整结构上并可以通过所述第二水平位置调整结构的移动改变所述第二垂直位置调整结构的水平位置，所述工质填充机构设置在所述第二垂直位置调整结构上。

进一步的，所述工质填充机构还包括第二通讯模块，所述第二通讯模块可以与所述碱金属工质充装罐上的压力传感器无线通讯连接，并通过信号控制所述抽气阀以及物料填充阀的开启以及关闭。

进一步的，所述定温封装舱包括推板机构以及焊接封装机构，所述推板机构可以将封装板推动至合适位置，所述焊接封装机构可以对封装板上的开口进行焊接封装。

进一步的，所述碱金属工质充装罐为多个并可以排列设置在传送框内，所述传送框包括卡接槽，所述碱金属工质充装罐的底部可以与所述卡接槽配合保证碱金属工质充装罐竖直固定在所述传送框内。

进一步的，所述充装设备还包括推框机构，所述推框机构包括伸缩电机以及与所述伸缩电机的伸缩杆固定设置的滑动板，所述滑动板上设置有传送框，通过伸缩电机的伸缩可以将滑动板运送至指定位置供第一机械手抓取。

进一步的，碱金属工质充装罐上设置有气体填充口、气体抽取口、安全泄压阀以及压力传感器、通讯模块，所述气体填充口与气体抽取口内均设置有气体单向阀，所述压力传感器与通讯模块电连接。

进一步的，所述充装设备工作时需要先向所述气体填充舱、气体抽取舱、定温封装舱内冲入保护气体，所述气体填充舱、气体抽取舱、定温封装舱工作时均为气体密封状态，当所述传送框进入或离开所述气体填充舱、气体抽取舱或定温封装舱的密封空间后，所述气体填充舱、气体抽取舱、定温封装舱内先停止工作，气体传感器开启检测空间内气体成分以及浓度合格后所述气体填充舱、气体抽取舱、定温封装舱开始工作。

有益效果

(1)本申请通过设置了流水线形式的充装设备，使碱金属工质充装罐可以依次经过气体填充舱、气体抽取舱以及定温封装舱进行系统的工质充装，在充装的整个过程中不需要停机等待上一步骤完成，高度集成化提高工作效率，避免了现有技术中碱金属工质充装时需要在同一工位进行多个充装步骤每一步骤需要等待上一步骤完成后频繁调整连接的操作，提高了碱金属工质充装的时间效率；本申请还通过气体抽取舱对碱金属工质充装罐内气体进行定量抽取，通过气体抽取舱对碱金属工质充装罐内气体进行定量抽取进行碱金属工质充装质量保证，不仅可以保证填充的精确度还可以保证填充的效率。

(2)本申请通过对碱金属工质充装罐的设计，时其上设置压力传感器以及相应的通讯结构可以将碱金属工质充装罐内的气体压力与外界进行实时信号传递，通过压力传感器的数值操控气体填充机构的填充过程，保证碱金属工质充装罐内的气压相同，进一步提高了后续充装过程中的精确度，同时对碱金属工质充装罐内气压的实时监控可以保证碱金属工质充装罐的密封性，避免生产过程中碱金属被氧化的可能性。

附图说明

图1为本发明碱金属工质高质量精确充装设备整体结构带外壳图；

图2为本发明碱金属工质高质量精确充装设备整体结构示意图(为了方便展示去除了外部罩壳结构)；

图3为本发明碱金属工质高质量精确充装设备气体填充舱示意图一；

图4为本发明碱金属工质高质量精确充装设备气体填充舱示意图二；

图5为本发明碱金属工质高质量精确充装设备传送机构局部放大图；

图6为本发明碱金属工质高质量精确充装设备气体抽取舱局部放大图；

图7为本发明碱金属工质高质量精确充装设备定温封装舱局部放大图；

图8为本发明推框机构局部放大图；

图9本发明去除气体填充舱、气体抽取舱、定温封装舱的部分结构后整体结构示意图。

具体实施方式

以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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1-9，一种碱金属工质高质量精确充装设备，包括气体填充舱1、气体抽取舱2、定温封装舱3以及碱金属工质充装罐4、传送机构5，所述碱金属工质充装罐4设置在所述传送机构5上，并可以沿所述传送机构依次经过所述气体填充舱1、气体抽取舱2、定温封装舱3，所述气体填充舱1包括第一水平位置调整结构101、第一垂直位置调整结构102、第一机械手103以及气体填充机构104，所述气体填充结构104设置在所述第一垂直位置调整结构102上，所述碱金属工质充装罐4内的初始状态为真空状态，所述气体填充结构104可以向所述碱金属工质充装罐4内填充气体，并将所述碱金属工质充装罐4内气体气压填充至X1Pa；所述气体抽取舱2包括第二水平位置调整结构201、第二垂直位置调整结构202以及工质填充机构204，所述工质填充机构204设置在所述第二垂直位置调整结构202上，所述工质填充机构204包括物吸气嘴2041、抽气阀2042以及料存放罐2043、物料填充嘴2044、物料填充阀2045，所述料存放罐2043内填充过程中气压维持X1Pa恒定。

本申请在传统的碱金属工质充装结构的基础上，设置了流水线形式的充装设备，使碱金属工质充装罐4可以依次经过气体填充舱1、气体抽取舱2以及定温封装舱3进行系统的工质充装，通过气体抽取舱2对碱金属工质充装罐4内气体进行定量抽取使碱金属工质可以在料存放罐2043内气压与碱金属工质充装罐4内填充后气压相同均为X1Pa的情况下，通过气体抽取舱2对碱金属工质充装罐4内气体进行定量抽取进行碱金属工质充装质量保证，不仅可以保证填充的精确度还可以保证填充的效率；同时本申请在每一个操作工位上进行不同的充装，高度集成化提高工作效率，避免了现有技术中碱金属工质充装时需要在同一工位进行多个充装步骤每一步骤需要等待上一步骤完成后频繁调整连接的操作，提高了碱金属工质充装的时间效率。

进一步的，所述气体填充机构104包括填充嘴1041、填充阀1042、第一通讯模块1044以及可以与惰性气体填充气源连通的连接接口1043，第一通讯模块1044可以与所述碱金属工质充装罐4上的压力传感器404无线通讯连接，并通过信号控制所述填充阀1042的开启以及关闭。本申请通过在碱金属工质充装罐4上设置压力传感器404以及相应的通讯结构可以将碱金属工质充装罐4内的气体压力与外界进行实时信号传递，通过压力传感器404的数值操控气体填充机构104的填充过程，保证碱金属工质充装罐4内的气压相同，进一步提高了后续充装过程中的精确度，同时对碱金属工质充装罐4内气压的实时监控可以保证碱金属工质充装罐4的密封性，避免生产过程中碱金属被氧化的可能性。

优选的，所述第一水平位置调整结构101与第一机械手103连接并可以调整第一机械手103的水平位置，所述第一垂直位置调整结构102设置在所述第一水平位置调整结构101上并可以通过所述第一水平位置调整结构101的移动改变所述第一垂直位置调整结构102的水平位置。

进一步的，所述第二垂直位置调整结构202设置在所述第二水平位置调整结构201上并可以通过所述第二水平位置调整结构201的移动改变所述第二垂直位置调整结构202的水平位置，所述工质填充机构204设置在所述第二垂直位置调整结构202上。

优选的，所述工质填充机构204还包括第二通讯模块2046，所述第二通讯模块2046可以与所述碱金属工质充装罐4上的压力传感器404无线通讯连接，并通过信号控制所述抽气阀2042以及物料填充阀2045的开启以及关闭；通过压力传感器404的前后数值变化控制调整也可以实现额定量以外的充装，保证设备工质充装可定量调整，增加了本发明填充灵活度。

进一步的，所述定温封装舱3包括推板机构301以及焊接封装机构302，所述推板机构301可以将封装板303推动至合适位置，所述焊接封装机构302可以对封装板303上的开口进行焊接封装。

进一步的，所述碱金属工质充装罐4为多个并可以排列设置在传送框6内，所述传送框6包括卡接槽601，所述碱金属工质充装罐4的底部可以与所述卡接槽601配合保证碱金属工质充装罐4竖直固定在所述传送框6内。

进一步的，所述传送框6还包括抓耳602以及定位卡接装置603，所述抓耳602设置在所述传送框6的上端部，并突出于所述传送框6的外壁向外凸起，所述抓耳602的底端面设置有卡槽，所述卡槽可以与所述第一机械手103的端板1032配合；通过抓耳602的设置使第一机械手103可以将所述传送框6从放置架7上抓取并放置在传送机构5上，使碱金属工质充装罐4可以沿着传送机构5的方向进行多工位移动。

进一步的，所述传送机构5包括传送辊501以及传送链502，所述传送辊501滚动设置在所述传送机构5上，并可以支撑所述传送框6沿着所述传送机构5移动，所述传送链502上固定设置有固定板503，所述固定板503对应设置有多组，每组包括两块所述固定板503，每块所述固定板503上设置有固定夹504，每组所述固定板503上的固定夹504对称设置，当所述传送框6被放置与与一组所述固定板503之间的位置上方时，所述固定夹504与所述定位卡接装置603抵接，此时第一机械手103放开所述传送框6使其在自身重力作用下自由下降，所述固定夹504被所述定位卡接装置603压住向下运动时，所述固定夹504上的滚子505可以沿着所述定位卡接装置603的边缘滚动，并通过压簧将所述定位卡接装置603压在所述固定夹504下方。

进一步的，所述充装设备还包括推框机构7，所述推框机构7包括伸缩电机701以及与所述伸缩电机701的伸缩杆固定设置的滑动板702，所述滑动板702上设置有传送框6，通过伸缩电机701的伸缩可以将滑动板702运送至指定位置供第一机械手103抓取。

优选的，碱金属工质充装罐4上设置有气体填充口401、气体抽取口402、安全泄压阀403以及压力传感器404、通讯模块，所述气体填充口401与气体抽取口402内均设置有气体单向阀，所述压力传感器404与通讯模块电连接。

优选的，所述充装设备工作时需要先向所述气体填充舱1、气体抽取舱2、定温封装舱3内冲入保护气体，所述气体填充舱1、气体抽取舱2、定温封装舱3工作时均为气体密封状态，当所述传送框6进入或离开所述气体填充舱1、气体抽取舱2或定温封装舱3的密封空间后，所述气体填充舱1、气体抽取舱2、定温封装舱3内先停止工作，气体传感器开启检测空间内气体成分以及浓度合格后所述气体填充舱1、气体抽取舱2、定温封装舱3开始工作。

传统的碱金属充装技术一次仅能充装一个工件，需要时刻对充装罐和待充装系统抽真空，在此过程中管路内的液态碱金属工质部分固化后不仅影响充装碱金属工质的质量而且需要进行管路清洗，导致现有技术中不能高效以及高精确度对碱金属工质进行充装，本申请通过设置了流水线形式的充装设备，使碱金属工质充装罐可以依次经过气体填充舱、气体抽取舱以及定温封装舱进行系统的工质充装，在充装的整个过程中不需要停机等待上一步骤完成，高度集成化提高工作效率，避免了现有技术中碱金属工质充装时需要在同一工位进行多个充装步骤每一步骤需要等待上一步骤完成后频繁调整连接的操作，提高了碱金属工质充装的时间效率；本申请还通过气体抽取舱对碱金属工质充装罐内气体进行定量抽取，通过气体抽取舱对碱金属工质充装罐内气体进行定量抽取进行碱金属工质充装质量保证，不仅可以保证填充的精确度还可以保证填充的效率；本申请通过对碱金属工质充装罐的设计，时其上设置压力传感器以及相应的通讯结构可以将碱金属工质充装罐内的气体压力与外界进行实时信号传递，通过压力传感器404的数值操控气体填充机构104的填充过程，保证碱金属工质充装罐内的气压相同，进一步提高了后续充装过程中的精确度，同时对碱金属工质充装罐内气压的实时监控可以保证碱金属工质充装罐的密封性，避免生产过程中碱金属被氧化的可能性。

以上所述为本发明最佳实施方式的举例，其中未详细述及的部分均为本领域普通技术人员的公知常识。本发明的保护范围以权利要求的内容为准，任何基于本发明的技术启示而进行的等效变换，也在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种碱金属工质高质量精确充装设备，其特征在于包括气体填充舱、气体抽取舱、定温封装舱以及碱金属工质充装罐、传送机构，所述碱金属工质充装罐设置在所述传送机构上，并可以沿所述传送机构依次经过所述气体填充舱、气体抽取舱、定温封装舱，所述气体填充舱包括第一水平位置调整结构、第一垂直位置调整结构、第一机械手以及气体填充机构，所述气体填充结构设置在所述第一垂直位置调整结构上，所述碱金属工质充装罐内的初始状态为真空状态，所述气体填充结构可以向所述碱金属工质充装罐内填充气体，并将所述碱金属工质充装罐内气体气压填充至X1Pa；所述气体抽取舱包括第二水平位置调整结构、第二垂直位置调整结构以及工质填充机构，所述工质填充机构设置在所述第二垂直位置调整结构上，所述工质填充机构包括物吸气嘴、抽气阀以及料存放罐、物料填充嘴、物料填充阀，所述料存放罐内填充过程中气压维持X1Pa恒定。

2.根据权利要求1所述的碱金属工质高质量精确充装设备，其特征在于：所述气体填充机构包括填充嘴、填充阀、第一通讯模块以及可以与惰性气体填充气源连通的连接接口，第一通讯模块可以与所述碱金属工质充装罐上的压力传感器无线通讯连接，并通过信号控制所述填充阀的开启以及关闭。

3.根据权利要求1所述的碱金属工质高质量精确充装设备，其特征在于：所述第一水平位置调整结构与第一机械手连接并可以调整第一机械手的水平位置，所述第一垂直位置调整结构设置在所述第一水平位置调整结构上并可以通过所述第一水平位置调整结构的移动改变所述第一垂直位置调整结构的水平位置。

4.根据权利要求1所述的碱金属工质高质量精确充装设备，其特征在于：所述第二垂直位置调整结构设置在所述第二水平位置调整结构上并可以通过所述第二水平位置调整结构的移动改变所述第二垂直位置调整结构的水平位置，所述工质填充机构设置在所述第二垂直位置调整结构上。

5.根据权利要求1所述的碱金属工质高质量精确充装设备，其特征在于：所述工质填充机构还包括第二通讯模块，所述第二通讯模块可以与所述碱金属工质充装罐上的压力传感器无线通讯连接，并通过信号控制所述抽气阀以及物料填充阀的开启以及关闭。

6.根据权利要求1所述的碱金属工质高质量精确充装设备，其特征在于，所述定温封装舱包括推板机构以及焊接封装机构，所述推板机构可以将封装板推动至合适位置，所述焊接封装机构可以对封装板上的开口进行焊接封装。

7.根据权利要求1所述的碱金属工质高质量精确充装设备，其特征在于，所述碱金属工质充装罐为多个并可以排列设置在传送框内，所述传送框包括卡接槽，所述碱金属工质充装罐的底部可以与所述卡接槽配合保证碱金属工质充装罐竖直固定在所述传送框内。

8.根据权利要求7所述的碱金属工质高质量精确充装设备，其特征在于，所述充装设备还包括推框机构，所述推框机构包括伸缩电机以及与所述伸缩电机的伸缩杆固定设置的滑动板，所述滑动板上设置有传送框，通过伸缩电机的伸缩可以将滑动板运送至指定位置供第一机械手抓取。

9.根据权利要求1所述的碱金属工质高质量精确充装设备，其特征在于，碱金属工质充装罐上设置有气体填充口、气体抽取口、安全泄压阀以及压力传感器、通讯模块，所述气体填充口与气体抽取口内均设置有气体单向阀，所述压力传感器与通讯模块电连接。

10.根据权利要求1所述的碱金属工质高质量精确充装设备，其特征在于，所述充装设备工作时需要先向所述气体填充舱、气体抽取舱、定温封装舱内冲入保护气体，所述气体填充舱、气体抽取舱、定温封装舱工作时均为气体密封状态，当所述传送框进入或离开所述气体填充舱、气体抽取舱或定温封装舱的密封空间后，所述气体填充舱、气体抽取舱、定温封装舱内先停止工作，气体传感器开启检测空间内气体成分以及浓度合格后所述气体填充舱、气体抽取舱、定温封装舱开始工作。

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