CN116140161A - 一种内循环气浮烘箱、涂布设备及其pid控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电芯极片涂布领域，更具体地，涉及一种内循环气浮烘箱、涂布设备及其PID控制方法。内循环气浮烘箱包括箱体，箱体的两侧外壁分别开设有开口，箱体的内部设有第一送风风箱和第二送风风箱；还提供一种涂布设备；还提供一种PID控制方法，用于上述的涂布设备，包括以下步骤：气浮平衡压差调节、烘干温度调节。本发明中的内循环烘箱能够保证极片在无任何物理接触的情况下气浮烘干，保证涂布的品质，同时减少了对生产提速的制约；并且烘箱整体为内循环设计，极大地降低了能耗，保持能量的有效循环利用。本发明中的自动PID控制方法，可实现气浮与温度平衡的整体自动控制，有效地解决了烘箱生产效率低、节能减排、降低投入成本和运行成本的难题。

Description

一种内循环气浮烘箱、涂布设备及其PID控制方法
技术领域
本发明涉及电芯极片涂布领域，更具体地，涉及一种内循环气浮烘箱、涂布设备及其PID控制方法。
背景技术
在当前的锂电池极片涂布生产工艺中，主要采用的是湿法涂布方式，湿法涂布工艺中，是将正极或负极材料涂布在正极或负极集流体表面后，经过烘干贴合在一起，而烘干工序的主要设备为烘箱，对极片的生产效率和涂层的质量起到了至关重要的作用，尤其是在一次性双面涂布工艺中，基材在进入烘箱之前双面皆已经完成涂布，无法进行物理接触，故气浮烘箱是其必然形式，同时烘箱也是能耗最高的锂电池生产设备之一；
目前技术手段中大多锂电池极片烘箱主要为带过辊支撑的非气浮烘箱，其特点是经过单面涂布的基材，在烘箱内通过过辊对另一面的支撑完成输送和烘干，由于输送面为物理支撑，故无法支持双面一次性涂布工艺，另外由于烘箱内温度较高，使基材的粘度增大，与过辊之间的摩擦力增大，又使基材的屈服强度降低，致使基材很容易发生断带，尤其是增大生产速度的时候，故而不利于提高生产效率；
当然也有一些技术方案是气浮形式，但其空气循环方式为外循环，其特点为烘箱配置的风机把加热后的空气输送进风箱和风嘴然后吹入烘箱内部对涂布后的基材进行加热和烘干，经过对流换热的空气再被抽离烘箱，然后将其集中冷却或经过热交换器预热新风后排出，此种方式的缺点非常明显，如对排出的高温空气进行冷却造成能耗提高，即使是经过热交换器预热新风，在一定程度上起到部分热量回收利用的作用，但热交换效率有限，无法避免大量热能的浪费，造成整体生产效率低、运行成本高，烘箱两端极片进出口没有有效的密封装置，导致烘箱热量外泄损失。
发明内容
本发明为克服上述背景技术中所述的大多锂电池极片烘箱主要为带过辊支撑的非气浮烘箱而无法支持双面一次性涂布工艺的问题，提供一种内循环气浮烘箱、涂布设备及其PID控制方法。本发明能够满足对双面一次性涂布工艺的极片进行气浮烘干，并且采用内循环设计，能够防止能量外泄损失。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种内循环气浮烘箱，包括箱体，所述箱体的两侧外壁分别开设有开口，两侧的所述开口之间形成极片烘干通道，所述箱体的内部在所述极片烘干通道的相对两侧分别设有第一送风风箱和第二送风风箱；所述第一送风风箱包括第一热风循环机构、若干与所述第一热风循环机构连通的第一风嘴以及第一回风风箱，所述第一回风风箱与所述第一热风循环机构连接，所述第二送风风箱包括第二热风循环机构、若干与所述第二热风循环机构连通的第二风嘴以及第二回风风箱，所述第二回风风箱与所述第二热风循环机构连接，所述第一风嘴和第二风嘴均正对所述极片烘干通道以能够使被输送的极片悬浮，所述开口的相对两侧均分别设有用于控制所述开口启闭的气刀密封装置，所述气刀密封装置与所述箱体外壁上设有的气刀风机连接。
进一步的，所述第一热风循环机构包括第一循环风机以及所述第一送风风箱内部形成的第一送风静压室，第一送风静压室能够使所述第一循环风机与所述第一风嘴导通，所述第二热风循环机构包括第二循环风机以及所述第二送风风箱内部形成的第二送风静压室，第二送风静压室能够使所述第二循环风机与所述第二风嘴导通。
进一步的，所述第一回风风箱位于所述第一送风风箱内部，所述第一回风风箱内部设有第一加热单元，所述第一循环风机连接在所述第一回风风箱远离所述极片烘干通道的一侧，所述第一循环风机的引风端与所述第一回风风箱的内部气路导通，所述第二回风风箱位于所述第二送风风箱内部，所述第二回风风箱内部设有第二加热单元，所述第二循环风机连接在所述第二回风风箱远离所述极片烘干通道的一侧，所述第二循环风机的引风端与所述第二回风风箱的内部导通，所述第一回风风箱和第二回风风箱的箱体外壁上均开设有热风回风口。
进一步的，所述箱体的内壁与所述第一回风风箱和第二回风风箱正对所述开口一侧的外侧壁上之间均存在气流通道，所述箱体外壁上设有用于检测所述气流通道中压力的气刀压力表。
进一步的，所述第一风嘴和第二风嘴均包括风嘴外罩、设于所述风嘴外罩内部远离所述极片烘干通道一侧的均流板，所述风嘴外罩靠近所述极片烘干通道的一侧外壁上开设有喷嘴缝隙。
进一步的，所述第一风嘴的外壁上分别开设有第一检测口和第二检测口，所述第一检测口中设置有用于监测第一风嘴温度的第一热电偶，所述第二检测口中连接有用于检测第一风嘴压力的第一风嘴压力表，所述第二风嘴的外壁上分别开设有第三检测口和第四检测口，所述第三检测口中设置有用于监测第二风嘴温度的第二热电偶，所述第四检测口中连接有用于检测第二风嘴压力的第二风嘴压力表。
进一步的，所述极片烘干通道中还连接有用于检测极片烘干通道中压力的内部压力表，所述箱体的外侧壁上还设有用于检测所述开口中所输送出的极片温度的红外测温仪。
还提供一种涂布设备，包括控制系统及沿工序依次设置的：
光箔测厚仪，用于检测输送的基材的光箔面密度。
第一面涂布机构，用于对极片的第一面进行涂布；
第一面测厚仪，用于对极片涂布后的第一面进行面密度检测；
第二面涂布机构，用于对极片的第二面进行涂布；
气浮转向辊，用于将双面涂布完的极片悬浮输送至下一工位；
以及权利要求9所述的内循环气浮烘箱，用于对经过所述气浮转向辊输送过来的极片进行烘干；
第二面测厚仪，用于对烘干后的第二面进行面密度检测；
所述控制系统分别与所述光箔测厚仪、第一面涂布机构、第一面测厚仪、第二面涂布机构、气浮转向辊、内循环气浮烘箱和第二面测厚仪独立控制连接。
进一步的，所述第一面涂布机构包括与外部进料通道连接的第一涂布模头、设于所述第一涂布模头进料通道上的第一浆料流量计和第一浆料调节阀；所述第二面涂布机构包括与外部进料通道连接的第二涂布模头、设于所述第二涂布模头进料通道上的第二浆料流量计和第二浆料调节阀。
进一步的，还包括CCD检测仪，所述CCD检测仪设于所述第二面测厚仪的工序后端。
还提供一种PID控制方法，用于上述的涂布设备，该控制方法包括以下步骤：
气浮平衡压差调节：获取第一风嘴压力表检测到的压力值Y1和所述第二风嘴压力表检测到的压力值Y2,进而根据第一循环风机设定的输出功率P1实时调节第二循环风机的输出功率P2，以使Y1、Y2满足：
Y1＞Y2，且Y1-Y2＝Ya，
其中，Ya为使所述极片悬浮所需的平衡压差；
烘干温度调节：获取所述第一热电偶检测到的温度值T1和所述第二热电偶检测到的温度T2，进而调节所述第一加热单元的输出功率W1和所述第二加热单元的的输出功率W2，获取所述红外测温仪检测到的温度T3以使T1、T2、T3满足：
T1＜Tb、T2＜Tb、T3＜Tb，
其中，所述Tb为系统设定控制温度。
进一步的，还包括：
内循环控制：获取所述内部压力表检测到的压力值Y3以及所述气刀压力表检测到的压力值Y4，调节所述气刀风机输出功率P3，以使所述Y3和Y4满足：
Y3-Y4＝Yb
其中，所述Yb为使所述箱体内气体不外溢所需的微正压。
与现有技术相比，有益效果是：
1、本发明中的内循环烘箱在其极片烘干通道中，由于下方的第一风嘴的风压会比第二风嘴的风压动态大一个平衡压差，使得极片可以在烘箱内稳定的气浮输送，能够在烘箱中无任何物理接触的情况下气浮烘干，保证涂布的品质，同时减少了对生产提速的制约。
2、本发明中的内循环烘箱中，气刀密封装置在气刀风机的作用下，能够实现对开口的封闭，使得内部的热空气不会从开口外溢，保持能量的有效循环利用；并且烘箱整体为内循环设计，第一加热单元和第二加热单元加热的是已经有一定温度的热空气，整个循环过程中加热单元补偿的热量，仅为热空气与极片及其涂层有效对流换热而损失的热量，使经对流换热后的热空气达到近似百分之百的余热利用率，并且完全在烘箱的内部保温结构以内进行，没有热空气携带热量外排，从而极大的降低了能耗，同时结构紧凑，提高了空间利用率，避免了结构上有外部通道带来的散热热量损失。
3、本发明中的提供自动控制的PID，根据各个参数指标之间环环相扣的关联性，通过程序设计、在线检测与反馈，即可达成气浮与温度平衡的整体自动控制，从而有效的解决了烘箱生产效率低、节能减排、降低投入成本和运行成本的难题。
附图说明
图1是实施例1中送风的气路示意图。
图2是实施例1中回风的气路示意图。
图3是实施例1中第二送风风箱的结构示意图。
图4是实施例1中第一风嘴的结构示意图。
图5是实施例1中第一风嘴的内部结构示意图。
图6是实施例2的结构示意图。
图7是实施例3的原理框图。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。另外，也应理解，附图示出的本申请实施例中的各种部件的厚度、长宽等尺寸，以及集成装置的整体厚度、长宽等尺寸仅为示例性说明，而不应对本申请构成任何限定。
除非另有定义，本申请所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本申请中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”“长”“短”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本申请的描述中，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”、“附接”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，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。在本申请实施例的描述中，技术术语“厚度”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。
本申请的实施例所提到的极片为电池单体的组成部分，如本领域技术人员所悉，电池单体主要依靠金属离子在正极极片和负极极片之间移动来工作。
下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
实施例1
如图1和图2所示，为一种内循环气浮烘箱，包括箱体1，箱体1的两侧外壁分别开设有开口2，两侧的开口2之间形成极片烘干通道3，箱体1的内部在极片烘干通道3的相对两侧分别设有第一送风风箱10和第二送风风箱20；第一送风风箱10包括第一热风循环机构、若干与第一热风循环机构连通的第一风嘴11以及第一回风风箱14，第一回风风箱14与第一热风循环机构连接，第二送风风箱20包括第二热风循环机构、若干与第二热风循环机构连通的第二风嘴21以及第二回风风箱24，第二回风风箱24与第二热风循环机构连接，第一风嘴11和第二风嘴21均正对极片烘干通道3以能够使被输送的极片悬浮，开口2的相对两侧均分别设有用于控制开口2启闭的气刀密封装置4，气刀密封装置4与箱体1外壁上设有的气刀风机5连接。这样，该内循环气浮烘箱呈上下基本对称的设计，第一送风风箱10和第二送风风箱20的作用原理也基本相同，只是实际作用参数会有不同。对于双面一次性涂布的极片，极片从图中左侧的开口2输送进入烘箱内，沿着极片烘干通道3后到达右侧的开口2中输出，在极片烘干通道3中，由于下方的第一风嘴11的风压会比第二风嘴21的风压动态大一个平衡压差，使得极片可以在烘箱内稳定的气浮输送，能够在本实施例的烘箱中无任何物理接触的情况下气浮烘干，保证涂布的品质，同时减少了对生产提速的制约；另外的，第一热风循环机构将热风输出后，经过第一风嘴11往极片处吹出，第二热风循环机构将热风输出后，经过第二风嘴21往极片处吹出，对极片进行热风加热烘干，加热的气体由于两端开口2通过气刀密封装置4密封住，其不会从开口2溢出，而最终进入到第一回风风箱14和第二回风风箱24中，加热后分别重新输送回第一热风循环机构和第二热风循环机构，以实现热空气的循环利用。
本实施例中，第一热风循环机构包括第一循环风机13以及第一送风风箱10内部形成的第一送风静压室12，第一送风静压室12能够使第一循环风机13与第一风嘴11导通，第二热风循环机构包括第二循环风机23以及第二送风风箱20内部形成的第二送风静压室22，第二送风静压室22能够使第二循环风机23与第二风嘴21导通。这样，第一循环风机13的鼓风端将热空气吹出至第一送风静压室12中，后经过第一风嘴11往极片处吹出，而第一循环风机13的引风端与第一送风风箱10连接，将第一回风风箱14中的气体吸入后再吹出；第二热风循环机构的原理相同，就不再赘述。
参考图1、图2和图3所示，所述第一回风风箱14位于所述第一送风风箱10内部，所述第一回风风箱14内部设有第一加热单元15，所述第一循环风机13连接在所述第一回风风箱14远离所述极片烘干通道3的一侧，所述第一循环风机13的引风端与所述第一回风风箱14的内部气路导通，所述第二回风风箱24位于所述第二送风风箱20内部，所述第二回风风箱24内部设有第二加热单元25，所述第二循环风机23连接在所述第二回风风箱24远离所述极片烘干通道3的一侧，所述第二循环风机23的引风端与所述第二回风风箱24的内部气路导通，所述第一回风风箱14和第二回风风箱24的箱体外壁上均开设有热风回风口241；热风回风口241设于第一回风风箱14和第二回风风箱24与开口2相邻的侧壁上。这样，第一回风风箱14和第二回风风箱24主要用于与极片接触后的热空气回用以实现内循环，第一回风风箱14和第二回风风箱24的原理相同，具体的，以第二回风风箱24为例，热空气从第二风嘴21吹出后，吹至极片上会发生折返，折返后从两侧的通道中回流至第二回风风箱24外壁上的热风回风口241中，进入第二回风风箱24内部的回风静压室242中，回风静压室242中设置有第二加热单元25，能够对热空气进行再次加热，使其温度保持在能有效烘干的温度值，后由于第二循环风机13的引风端连接在第二回风风箱24箱体上的引封端连接口231并与第二回风风箱24的内部气路导通的，第二循环风机23吸的鼓风端连接在第二送风风箱20外壁上设有的鼓风端连接口上，热空气被第二循环风机23吸出后再次从吹出，经过送风静压室22后，再次从第二风嘴21吹出，整个气路流动实现加热气体的内循环，并且由于箱体1两个开口2的相对两侧均分别设有用于控制开口2启闭的气刀密封装置4，气刀密封装置4与箱体1外壁上设有的气刀风机5连接，气刀密封装置4在气刀风机5的作用下，能够实现对开口2的封闭，使得内部的热空气不会从开口2外溢，保持能量的有效循环利用；并且第一加热单元15加热的是已经有一定温度的热空气，整个循环过程中加热单元补偿的热量，仅为热空气与极片及其涂层有效对流换热而损失的热量，使经对流换热后的热空气达到近似百分之百的余热利用率，并且完全在烘箱的内部保温结构以内进行，没有热空气携带热量外排，从而极大的降低了能耗，同时结构紧凑，提高了空间利用率，避免了结构上有外部通道带来的散热热量损失。
箱体1的内壁与第一回风风箱14和第二回风风箱24正对开口2一侧的外侧壁上之间均存在气流通道，箱体1外壁上设有用于检测气流通道中压力的气刀压力表7；极片烘干通道3中还连接有用于检测极片烘干通道3中压力的内部压力表8，箱体1的外侧壁上还设有用于检测开口2中所输送出的极片温度的红外测温仪6。这样的，可根据气刀压力表7检测到的压力值，调节气刀风机5的输出功率；红外测温仪6检测极片刚从烘箱中输出时的温度。
本实施例中，第一风嘴11和第二风嘴21结构相同，参考图4和图5所示，均包括风嘴外罩113、设于风嘴外罩113内部远离极片烘干通道3一侧的均流板114，风嘴外罩113靠近极片烘干通道3的一侧外壁上开设有喷嘴缝隙115；第一风嘴11和第二风嘴21错位相对设置；第一风嘴11的外壁上分别开设有第一检测口117和第二检测口，第一检测口117中设置有用于监测第一风嘴11温度的第一热电偶111，第二检测口中连接有用于检测第一风嘴11压力的第一风嘴压力表112，第二风嘴21的外壁上分别开设有第三检测口和第四检测口，第三检测口中设置有用于监测第二风嘴21温度的第二热电偶211，第四检测口中连接有用于检测第二风嘴21压力的第二风嘴压力表212。这样，热空气从送风静压室进入到风嘴内部后，流经均流板114后，均匀地从喷嘴缝隙115中吹出，在风嘴外罩113外壁是上的静压组件116上表面与基材之间形成局部静压区域，从而对基材提供浮力，进行气浮输送和涂层烘干。第一热电偶111和第二热电偶211分别用于检测第一风嘴11和第二风嘴21吹出气体的温度，第一风嘴压力表112和第二风嘴压力表212分别用于第一风嘴11和第二风嘴21吹出气体的压力。
实施例2
本实施例提供一种涂布设备，如图6所示，包括控制系统及沿工序依次设置的：
光箔测厚仪200，用于检测输送的基材100的光箔面密度。
第一面涂布机构300，用于对极片的第一面进行涂布；
第一面测厚仪400，用于对极片涂布后的第一面进行面密度检测；
第二面涂布机构500，用于对极片的第二面进行涂布；
气浮转向辊601，用于将双面涂布完的极片悬浮输送至下一工位；
以及上述的内循环气浮烘箱600，用于对经过气浮转向辊601输送过来的极片进行烘干；
第二面测厚仪700，用于对烘干后的第二面进行面密度检测；
控制系统分别与光箔测厚仪200、第一面涂布机构300、第一面测厚仪400、第二面涂布机构500、内循环气浮烘箱600和第二面测厚仪700独立控制连接。
还包括CCD检测仪800，所述CCD检测仪800设于所述第二面测厚仪700的工序后端。
第一面涂布机构300包括与外部进料通道连接的第一涂布模头301、设于第一涂布模头进料通道上的第一浆料流量计302和第一浆料调节阀303；第二面涂布机构500包括与外部进料通道连接的第二涂布模头501、设于第二涂布模头进料通道上的第二浆料流量计502和第二浆料调节阀503。
这样，基材输送端输送过来的基材经过光箔测厚仪测量基材厚度t/基，然后经过第一涂布模头对第一面(本实施例称为A面)进行涂布，第一涂布模头的涂布量由第一浆料调节阀进行调节，第一浆料流量计对浆料流量Q/A进行测量，然后在线经过第一面测厚仪对A面的涂层厚度t/A和质量进行测量，用以调整第一浆料调节阀的开度α，从而达到实时调整A面涂布量的目的，完成A面涂布的基材进行第二面(本实施例称为B面)涂布，第二涂布模头的涂布量由第二浆料调节阀进行调节，第二浆料流量计对浆料流量Q/B进行测量，完成双面涂布的基材进入气浮烘箱进行气浮输送和涂层烘干，烘干后的基材在线经过第二面测厚仪对B面的涂层厚度t/B和质量进行测量，用以调整第二浆料调节阀的开度β，从而达到实时调整B面涂布量的目的；然后基材经过在线CCD检测仪对涂层位置精度及表面缺陷进行测量，同时测量基材宽幅B，至此通过程序运算可得到气浮的平衡压差Y/衡。
实施例3
本实施例提供一种PID控制方法，用于上述的涂布设备，该控制方法包括以下步骤：
气浮平衡压差调节：获取第一风嘴压力表112检测到的压力值Y1和第二风嘴压力表212检测到的压力值Y2,进而根据第一循环风机13设定的输出功率P1实时调节第二循环风机23的输出功率P2，以使Y1、Y2满足：
Y1＞Y2，且Y1-Y2＝Ya，
其中，Ya为使极片悬浮所需的平衡压差；
烘干温度调节：获取第一热电偶111检测到的温度值T1和第二热电偶211检测到的温度T2，进而调节第一加热单元15的输出功率W1和第二加热单元25的的输出功率W2，获取红外测温仪6检测到的温度T3以使T1、T2、T3满足：
T1＜Tb、T2＜Tb、T3＜Tb，
其中，Tb为系统设定控制温度。
内循环控制：获取内部压力表8检测到的压力值Y3以及气刀压力表7检测到的压力值Y4，调节气刀风机5输出功率P3，以使Y3和Y4满足：
Y3-Y4＝Yb
其中，Yb为使箱体1内气体不外溢所需的微正压。
具体的，参考图7所示，该PID控制方法用于涂布设备时，初始时先设定控制稳定T、设定生产线速度V、设定浆料密度ρ浆、设定极片基材密度ρ基、设定第一循环风机13输出功率P1，通过第一面测厚仪测试极片第一面(即A面)涂布浆料厚度tA，从而通过调节第一浆料调节阀调节A阀开度α，并通过浆料流量计记录第一面浆料涂布流量QA；通过第二面测厚仪测试极片第二面(即B面)涂布浆料厚度tB、从而通过调节第二浆料调节阀调节B阀开度β，并通过浆料流量计记录第二面浆料涂布流量QB，通过设定生产线速度V、设定浆料密度ρ浆、第一面浆料涂布流量QA和第二面浆料涂布流量QB运算获取极片涂层重量G涂。通过光箔测厚仪测量极片基材厚度t基、CCD检测仪6测试极片基材的宽幅B，结合设定基材密度ρ/基运算获取极片基材重量G基，通过涂层重量G涂和极片基材重量G基运算获取使极片悬浮所需的平衡压差Ya。
进而在烘箱控制中，通过第一风嘴压力表112检测到的压力值Y1和第二风嘴压力表212检测到的压力值Y2以及平衡压差Ya之间的动态关系实时调节第一循环风机13的第一循环风机13的输出功率P1和第二循环风机23的输出功率P2，使得Y1和Y2动态满足Y1-Y2＝Ya，以使得极片悬浮在气浮烘箱内。
根据设定系统控制温度Tb、第一热电偶111检测到的温度值T1、第二热电偶211检测到的温度T2和红外测温仪6检测到的温度T3，实时调节第一加热单元15的输出功率W1和第二加热单元25的的输出功率W2，使得T1＜Tb、T2＜Tb、T3＜Tb。使热空气的温度和基材温度都不会超过设定控制温度Tb，防止过热，从而既可保护基材和涂层质量，又可以在受控范围内对流换热及烘干效率达到最高，当上、下的第一循环风机13和第二循环风机23的输出功率变化时，第一加热单元15和第二加热单元25的输出功率也会动态调整，从而保证第一风嘴11、第二风嘴21输出的热空气携带相同的热量，有效地保证极片烘干的质量。
另外的，在防止烘箱的能量外溢方面，参阅图7，初始时，设置能够使箱体1内气体不外溢所需的微正压Yb，通过内部压力表8检测到的气浮烘箱内部的空气压力值Y3以及气刀压力表7检测到的压力值Y4，实时反馈调节气刀风机5的输出功率P3，从而保证烘箱内的热空气不会泄露到外界环境，避免气浮烘箱内部能量的损失，高效地利用能量。
从整体涂布设备的控制来看，通过程序输入设定控制温度Tb、生产线速度V、浆料密度ρ/浆、基材密度ρ/基、第一循环风机13输出功率P1和风刀微正压Ya，其中的巧妙之处在于，极片气浮所需的平衡压差Ya通过生产线速度V、浆料密度ρ/浆、基材密度ρ/基等参数计算得出，而不同极片要达到所需的生产线速度V、浆料密度ρ/浆，根据第一面测厚仪和第二面测厚仪的检测数值，通过第一浆料流量计、第二浆料流量计、第一浆料调节阀和第二浆料调节阀进行实时反馈调节，而在烘箱中，为了达到所需的平衡压差Ya，可以根据第一循环风机13设定的输出功率P1实时调节第二循环风机23的输出功率P2；该PID控制方法根据各个参数指标之间环环相扣的关联性，通过程序设计、在线检测与反馈，即可达成气浮与温度平衡的整体自动控制，从而有效的解决了烘箱生产效率低、节能减排、降低投入成本和运行成本的难题。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种内循环气浮烘箱，其特征在于，包括箱体(1)，所述箱体(1)的两侧外壁分别开设有开口(2)，两侧的所述开口(2)之间形成极片烘干通道(3)，所述箱体(1)的内部在所述极片烘干通道(3)的相对两侧分别设有第一送风风箱(10)和第二送风风箱(20)；所述第一送风风箱(10)包括第一热风循环机构、若干与所述第一热风循环机构连通的第一风嘴(11)以及第一回风风箱(14)，所述第一回风风箱(14)与所述第一热风循环机构连接，所述第二送风风箱(20)包括第二热风循环机构、若干与所述第二热风循环机构连通的第二风嘴(21)以及第二回风风箱(24)，所述第二回风风箱(24)与所述第二热风循环机构连接，所述第一风嘴(11)和第二风嘴(21)均正对所述极片烘干通道(3)以能够使被输送的极片悬浮，所述开口(2)的相对两侧均分别设有用于控制所述开口(2)启闭的气刀密封装置(4)，所述气刀密封装置(4)与所述箱体(1)外壁上设有的气刀风机(5)连接。
2.根据权利要求1所述的内循环气浮烘箱，其特征在于，所述第一热风循环机构包括第一循环风机(13)以及所述第一送风风箱(10)内部形成的第一送风静压室(12)，第一送风静压室(12)能够使所述第一循环风机(13)与所述第一风嘴(11)导通，所述第二热风循环机构包括第二循环风机(23)以及所述第二送风风箱(20)内部形成的第二送风静压室(22)，第二送风静压室(22)能够使所述第二循环风机(23)与所述第二风嘴(21)导通。
3.根据权利要求2所述的内循环气浮烘箱，其特征在于，所述第一回风风箱(14)位于所述第一送风风箱(10)内部，所述第一回风风箱(14)内部设有第一加热单元(15)，所述第一循环风机(13)连接在所述第一回风风箱(14)远离所述极片烘干通道(3)的一侧，所述第一循环风机(13)的引风端与所述第一回风风箱(14)体的内部气路导通，所述第二回风风箱(24)位于所述第二送风风箱(20)内部，所述第二回风风箱(24)内部设有第二加热单元(25)，所述第二循环风机(23)连接在所述第二回风风箱(24)远离所述极片烘干通道(3)的一侧，所述第二循环风机(23)的引风端与所述第二回风风箱(24)的内部导通，所述第一回风风箱(14)和第二回风风箱(24)的箱体外壁上均开设有热风回风口(241)。
4.根据权利要求3所述的内循环气浮烘箱，其特征在于，所述箱体(1)的内壁与所述第一回风风箱(14)和第二回风风箱(24)正对所述开口(2)一侧的外侧壁上之间均存在气流通道，所述箱体(1)外壁上设有用于检测所述气流通道中压力的气刀压力表(7)。
5.根据权利要求3所述的内循环气浮烘箱，其特征在于，所述第一风嘴(11)和第二风嘴(21)均包括风嘴外罩(113)、设于所述风嘴外罩(113)内部远离所述极片烘干通道(3)一侧的均流板(114)，所述风嘴外罩(113)靠近所述极片烘干通道(3)的一侧外壁上开设有喷嘴缝隙(115)。
6.根据权利要求3所述的内循环气浮烘箱，其特征在于，所述第一风嘴(11)的外壁上分别开设有第一检测口(117)和第二检测口，所述第一检测口(117)中设置有用于监测第一风嘴(11)温度的第一热电偶(111)，所述第二检测口中连接有用于检测第一风嘴(11)压力的第一风嘴压力表(112)，所述第二风嘴(21)的外壁上分别开设有第三检测口和第四检测口，所述第三检测口中设置有用于监测第二风嘴(21)温度的第二热电偶(211)，所述第四检测口中连接有用于检测第二风嘴(21)压力的第二风嘴压力表(212)。
7.根据权利要求1或6所述的内循环气浮烘箱，其特征在于，所述极片烘干通道(3)中还连接有用于检测极片烘干通道(3)中压力的内部压力表(8)，所述箱体(1)的外侧壁上还设有用于检测所述开口(2)中所输送出的极片温度的红外测温仪(6)。
8.一种涂布设备，其特征在于，包括控制系统及沿工序依次设置的：
光箔测厚仪(200)，用于检测输送的基材(100)的光箔面密度；
第一面涂布机构(300)，用于对极片的第一面进行涂布；
第一面测厚仪(400)，用于对极片涂布后的第一面进行面密度检测；
第二面涂布机构(500)，用于对极片的第二面进行涂布；
气浮转向辊(601)，用于将双面涂布完的极片悬浮输送至下一工位；
以及权利要求1-7任一项所述的内循环气浮烘箱(600)，用于对经过所述气浮转向辊(601)输送过来的极片进行烘干；
第二面测厚仪(700)，用于对烘干后的第二面进行面密度检测；
所述控制系统分别与所述光箔测厚仪(200)、第一面涂布机构(300)、第一面测厚仪(400)、第二面涂布机构(500)、内循环气浮烘箱(600)和第二面测厚仪(700)独立控制连接。
9.根据权利要求8所述的涂布设备，其特征在于，所述第一面涂布机构(300)包括与外部进料通道连接的第一涂布模头(301)、设于所述第一涂布模头(301)进料通道上的第一浆料流量计(302)和第一浆料调节阀(303)；所述第二面涂布机构(500)包括与外部进料通道连接的第二涂布模头(501)、设于所述第二涂布模头进料通道上的第二浆料流量计(502)和第二浆料调节阀(503)。
10.根据权利要求8所述的涂布设备，其特征在于，还包括CCD检测仪(800)，所述CCD检测仪(800)设于所述第二面测厚仪(700)的工序后端。
11.一种PID控制方法，用于权利要求8至10任一所述的涂布设备，其特征在于，包括以下步骤：
气浮平衡压差调节：获取第一风嘴压力表(112)检测到的压力值Y1和所述第二风嘴压力表(212)检测到的压力值Y2,进而根据第一循环风机(13)设定的输出功率P1调节第二循环风机(23)的输出功率P2，以使Y1、Y2满足：
Y1＞Y2，且Y1-Y2＝Ya，
其中，Ya为使所述极片悬浮所需的平衡压差；
烘干温度调节：获取所述第一热电偶检测到的温度值T1和所述第二热电偶检测到的温度T2，进而调节所述第一加热单元(15)的输出功率W1和所述第二加热单元(25)的的输出功率W2，获取所述红外测温仪(6)检测到的温度T3以使T1、T2、T3满足：
T1＜Tb、T2＜Tb、T3＜Tb，
其中，所述Tb为系统设定控制温度。
12.根据权利要求11所述的PID控制方法，其特征在于，还包括：
内循环控制：获取所述内部压力表(8)检测到的压力值Y3以及所述气刀压力表(7)检测到的压力值Y4，调节所述气刀风机(5)输出功率P3，以使所述Y3和Y4满足：
Y3-Y4＝Yb
其中，所述Yb为使所述箱体(1)内气体不外溢所需的微正压。
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