CN116199028B - 一种隔膜分切用宽幅调整监测装置 - Google Patents

一种隔膜分切用宽幅调整监测装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及隔膜分切机技术领域，具体公开了一种隔膜分切用宽幅调整监测装置，包括机箱，沿机箱中隔膜牵引方向依次设置有张力检测调节机构、膜宽调节单元和膜端在线检测单元，张力检测调节机构、膜宽调节单元和膜端在线检测单元均电性连接有控制柜；本发明公开的宽幅调整监测装置能够对入料的隔膜进行张力大小动态调节和检测，并根据反馈信号来启动固定轴两端的固定组件，使得延展套筒能够在隔膜牵引过程中在固定轴上进行转动，并通过延展套筒上螺纹筋条的作用从而将隔膜两端向外推动，以此消除拉伸变形过程中隔膜向内收缩的变形量，有效保证隔膜在分切过程中沿宽幅方向上的尺寸精度。

Description

一种隔膜分切用宽幅调整监测装置
技术领域
本发明涉及隔膜分切机技术领域，具体公开了一种隔膜分切用宽幅调整监测装置。
背景技术
目前，国内外电池隔膜的制备工艺主要分为湿法和干法两大类，其中干法相比较于湿法制备电池隔膜而言，其工序简单，制造成本更低。但是干法制备的电池隔膜厚度更大，使得后续在对干法制备的电池隔膜进行分切时，其隔膜受张力影响而导致拉伸变形的程度更大，一旦因隔膜拉伸变形程度过大则会使得隔膜两端向中间收缩，进而使得隔膜的宽幅尺寸发生变化，最终导致分切后的隔膜宽幅尺寸不精准。
申请号为2018221138180的实用新型专利公开了一种隔膜分切机，包括放卷机构、分切机构及收卷机构，放卷机构具有用于释放隔膜基材给分切机构的料卷，收卷机构包括用于承接、收卷隔膜条形成多组隔膜料卷的收卷轴、用于传输隔膜条给收卷轴的导向辊、驱动收卷轴自转的收卷驱动装置及多组靠辊组件，各组靠辊组件与各组隔膜料卷一一对应，靠辊组件包括抵靠隔膜料卷的靠辊，通过靠辊抵靠隔膜料卷；该隔膜分切机能够使得各组隔膜料卷分别具有压力单独控制，提高收卷的品质。但是该隔膜分切机在对干法制备的电池隔膜进行分切时，无法实现对隔膜牵引过程中的张力进行有效控制。当隔膜张力较小时会发生松卷、褶皱，影响分切和收卷过程；当隔膜张力过大时则会使其沿牵引方向发生拉伸变形，在拉伸变形过程中隔膜两端会向中间收缩，使得隔膜宽幅尺寸发生变化，进而导致分切后隔膜的宽幅精度较低，无法完成电池隔膜的高精度分切加工。因此，针对现有隔膜分切机无法实现对分切过程中的隔膜张力及宽幅状态进行动态控制和调节的不足，本申请提出了一种能够有效解决上述技术问题的隔膜分切用宽幅调整监测装置。
发明内容
本发明旨在于提供了一种隔膜分切用宽幅调整监测装置，以解决现有隔膜分切机无法实现对分切过程中的隔膜张力及宽幅状态进行动态控制和调节的不足。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种隔膜分切用宽幅调整监测装置，包括机箱，沿所述机箱中隔膜牵引方向依次设置有张力检测调节机构、膜宽调节单元和膜端在线检测单元，所述张力检测调节机构、膜宽调节单元和膜端在线检测单元均电性连接有控制柜；
所述膜宽调节单元包括固定设置在机箱中的固定轴，所述固定轴的中间位置处转动套设有导向套筒，固定轴的两端位置处均转动套设有延展套筒，所述延展套筒的外圆面设置有光滑的螺纹筋条，且两个延展套筒上的螺纹筋条方向相反设置，所述固定轴的两端均设置有将延展套筒与固定轴进行固定的固定组件；
所述膜端在线检测单元包括第一横条和第二横条，所述第一横条的两端均设置有对准隔膜宽幅方向的端部设置的平行光源，所述第二横条上设置有两个分别与对应平行光源相对齐的光强传感器。
本发明公开的隔膜分切用宽幅调整监测装置是安装在隔膜分切机的机箱中，在隔膜分切牵引过程中，利用张力检测调节机构实现对隔膜张力的动态调节和检测，避免隔膜张力过小出现松卷和褶皱，同时还能够在隔膜张力过大时进行调节和检测。
当隔膜张力大于设定时后，控制柜会发出控制指令撤除固定组件对延展套筒的固定作用，然后在隔膜牵引过程中，其导向套筒和两端的延展套筒在固定轴上随着隔膜的牵引发生转动，而由于延展套筒外表面螺纹筋条的设置，使得在延展套筒转动的过程中能够将隔膜宽幅方向上的两端向外延展推动，从而将原本拉伸内缩的隔膜侧端向外铺开，消除了原本拉伸变形过程中隔膜向内收缩的变形量，有效保证隔膜宽幅上的尺寸不受拉伸变形的影响。
经过膜宽调节单元调整后的隔膜还在分切前经过膜端在线检测单元中的光电检测，若膜宽调节单元没有将拉伸收缩的隔膜侧端进行调整时，此时隔膜在牵引过程中对平行光线的遮挡作用消失，然后通过光强传感器进行检测判断，最终由控制柜内部的控制系统自动暂停整个分切机的运行并发出警报提醒作业人员。
作为上述方案的具体设置，所述固定轴的两端均开设有柱状空腔，所述固定组件包括设置在柱状空腔中的推动块，所述推动块上滑动连接有伸出固定轴上径向条形槽的定位键块，所述固定轴的两端均设置有用于驱动推动块在柱状空腔中轴向移动的伸缩驱动装置，所述定位键块在推动块的轴向移动下向外移动并与延展套筒的内壁固定。
作为上述方案的具体设置，所述推动块的形状为圆台状，所述定位键块的内端设置有与推动块斜面上的限位滑条相匹配的限位滑槽，所述定位键块的外端设置有齿面，所述延展套筒的内壁上设置有与齿面相匹配的环形齿槽。
作为上述方案的具体设置，所述推动块上滑动连接的定位键块设置有多个，且多个定位键块均匀连接在推动块的斜面上。
作为上述方案的进一步设置，所述固定轴的中间和两端分别开设有第一环形转动槽和第二环形转动槽，所述导向套筒、延展套筒分别转动套设在第一环形转动槽、第二环形转动槽中，且导向套筒、延展套筒的外径均与固定轴的外径相同设置。
作为上述方案的进一步设置，所述第一横条和第二横条上均开设有移动槽，所述移动槽中均设置有双向丝杆，所述双向丝杆的两端均螺纹连接有位于移动槽中的移动块，且双向丝杆的端部均连接有丝杆电机，两个所述平行光源与第一横条中的两个移动块相连接，两个所述光强传感器与第二横条中的两个移动块相连接。
作为上述方案的具体设置，所述张力检测调节机构包括前后两个平行设置的摆杆，两个所述摆杆的两端之间均转动连接有转动辊，每个所述摆杆上均通过弹簧连接有力传感器。
作为上述方案的具体设置，所述机箱的前后内壁上均固定设置有安装块，两个所述力传感器分别设置在对应的安装块上。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明公开的宽幅调整监测装置能够通过张力检测调节机构对入料的隔膜进行张力大小动态调节，避免因隔膜牵引速度的变化而导致隔膜牵引张力超过上下临界值，保证了整个隔膜分切过程中的稳定牵引，提高了对隔膜的分切质量。
本发明中膜宽调节单元的运行是根据隔膜牵引张力大小来实现运行，当张力检测调节机构反馈该隔膜张力超过临界值时，则启动固定轴两端的固定组件，使其撤出对延展套筒的固定作用，使得延展套筒能够在隔膜牵引过程中在固定轴上进行转动，然后通过延展套筒上螺纹筋条的作用从而将隔膜两端向外推动，以此消除拉伸变形过程中隔膜向内收缩的变形量，有效保证隔膜在分切过程中沿宽幅方向上的尺寸精度。
本发明还进一步配合膜端在线检测单元，利用两组光电检测仪器对隔膜宽幅上的两侧端进行在线检测，确保膜宽调节单元对隔膜牵引过程中隔膜的调节效果；另外该膜端在线检测单元还通过进一步设计能够调节两组光电检测仪器之间的距离，从而使其能够适用于不同宽幅的隔膜分切加工，具有更广的适用范围。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的平面结构示意图；
图2为本发明中张力检测调节机构的立体结构示意图；
图3为本发明中膜宽调节单元的立体结构示意图；
图4为本发明中膜宽调节单元的立体装配示意图；
图5为本发明中延展套筒的立体剖视结构示意图；
图6为本发明中固定轴的局部立体剖视结构示意图；
图7为本发明中推动块、伸缩驱动装置、定位键块等立体结构示意图；
图8为本发明中膜端在线检测单元的立体结构示意图；
图9为本发明中移动块、连接件、光强传感器的立体结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图1~9，并结合实施例来详细说明本申请。
实施例1
实施例1公开了一种隔膜分切用宽幅调整监测装置，下面结合整个隔膜分切机对其进行详细说明。参考附图1，隔膜分切机由机箱100、卸卷单元200、分切单元300以及收卷单元400构成，并在机箱100的内部设置有多个导料辊500，使得从卸卷单元200上卸下的隔膜在导料辊500的作用下先进入到机箱100内部，然后在分切单元300按设定宽幅分切后被收卷到收卷单元400上。
本实施例中的隔膜宽幅调整监测装置包括设置在机箱100内部沿隔膜牵引方向依次设置有张力检测调节机构600、膜宽调节单元700，膜端在线检测单元800、并在机箱100的旁侧设置有控制柜900。隔膜在牵引的过程中先进行张力动态自动调节和检测，当发现隔膜的张力超过预设值时，会因隔膜的拉伸变形导致隔膜两端会向中间收缩时，此时通过膜宽调节单元700对其进行调节保证隔膜宽幅拉伸变形处于合理范围内，然后再由膜端在线检测单元800对调节后的隔膜宽幅进行在线检测，保证隔膜宽幅拉伸变形量在合理范围内后再由分切单元300将其分切处理。
参考附图2，该张力检测调节机构600包括前后平行设置的两个摆杆601，两个摆杆601均通过外侧面上的凸轴转动连接在机箱100内壁上。在两个摆杆601的两端部之间各转动连接有一个转动辊602，隔膜在牵引过程中由外侧的转动辊602上端引入，然后从内侧的转动辊602下端引出。在机箱100的前后内壁上均固定设置有安装块603，并在安装块603上设置有朝向对应摆杆601设置的力传感器604，并将力传感器604与控制柜900内部的控制系统电性连接。在每个力传感器604与对应的摆杆601之间均连接有弹簧605，使得在弹簧605的作用下该摆杆601具有连接限位作用以及一定程度上具有摆动调节作用。
参考附图3和附图4，膜宽调节单元700包括固定设置在机箱100中的固定轴701，在固定轴701的中间段及两端的位置处分别开设有第一环形转动槽7011和第二环形转动槽7012。在第一环形转动槽7011中安装有导向套筒702，该导向套筒702通过两端部的内置轴承转动连接在第一环形转动槽7011上，并且导向套筒702的外径与固定轴701的外径相等。在每个第二环形转动槽7012中均安装有延展套筒703，该延展套筒703也通过两端部的内置轴承转动连接第二环形转动槽7012。延展套筒703的外径也与固定轴701的外径相等，并在延展套筒703的外圆面设置有螺纹筋条7031，两个延展套筒703上的螺纹筋条7031的方向相反设置，并且螺纹筋条7031的表面呈光滑设计。
参考附图5、附图6和附图7，在每个延展套筒703的内壁上均设置有环形齿槽7032，同时在与环形齿槽7032同一位置处的第二环形转动槽7012上均匀开设有多个径向条形槽，并在固定轴701的两端均开设有与径向条形槽相连通的柱状空腔7013，然后在每个径向条形槽中设置有伸入到柱状空腔7013中的定位键块704，该定位键块704的外端设置有与环形齿槽7032相匹配的齿面，伸入柱状空腔7013的下端设置成斜面状，并在定位键块704的下端斜面上开设有限位滑槽7041。在每个柱状空腔7013中均设置有圆台状的推动块705，推动块705的斜面上设置有与限位滑槽7041相匹配的限位滑条706。然后还在固定轴701前后两侧的机箱100上均安装有伸缩驱动装置707，该伸缩驱动装置707具体可选用气缸或者液压伸缩杆其中的一种，并在伸缩驱动装置707的活动端与推动块705之间连接有轴向杆708。
本实施例通过上述延展套筒703的结构设计，利用伸缩驱动装置707的伸长或缩短来实现推动块705在柱状空腔7013中的轴向移动，然后在推动块轴向移动的过程中通过限位滑槽7041、限位滑条706之间的连接作用来实现多个定位键块704的径向伸缩。当多个定位键块704径向向外移动时，通过外端的齿面与环形齿槽7032之间的作用进而将延展套筒703固定，使得延展套筒703在隔膜牵引过程中不会使其发生旋转；而当多个定位键块704同步回缩后，定位键块704对延展套筒703的固定作用解除，然后在隔膜牵引过程中延展套筒703也会随之转动，并在延展套筒703转动的过程中通过其螺纹筋条7031的作用能够将隔膜的端部向外延展推动，避免因隔膜张力过大发生拉伸时其端部向中间收缩，从而保证了隔膜在宽幅上的尺寸精度。
参考附图1和附图8，膜端在线检测单元800包括第一横条801和第二横条802，在第一横条801的两端各设置有一个平行光源803，并且两个平行光源803正对着隔膜正常牵引状态下宽幅方向上的两端部设置，然后在第二横条802的两端部各设置有一个光强传感器804，并将两个光强传感器804与控制柜900内部的控制系统电性连接。在隔膜牵引分切过程中，两个平行光源803分别直射隔膜宽幅上的两端，由于隔膜的阻隔作用使得光强传感器804接收到的光线强度较低。而当光强传感器804接收到的光线强度瞬间变大时，则表示隔膜因张力拉伸作用向中间收缩的部分没有被膜宽调节单元700有效调整，此时控制柜900会发出控制指令将整个隔膜分切机暂停运行，并发出警报，经作业人员手动调整后再进行运行即可。
实施例2
实施例2公开了一种以实施例1中技术方案为基础，对膜端在线检测单元800进行改进设计的隔膜分切用宽幅调整监测装置，本实施例2与实施例1中相同之处不做再次说明，其不同之处参考附图8和附图9。
本实施例2在第一横条801和第二横条802上均开设有移动槽805，在每个移动槽805中均转动设置有双向螺杆806，并且双向螺杆806两端的外螺纹方向相反设置。在每个移动槽805的两端均设置有移动块809，并在移动块809上开设有与对应外螺纹相匹配的螺纹孔，然后在每个移动块809的均连接有伸出移动槽设置的连接件810，然后将两个平行光源803分别设置在第一横条801上的两个连接件810上，将两个光强传感器804分别设置在第二横条802上的两个连接件810上。最后，还在每个第一横条801和第二横条802的一端部均设置有丝杆电机807，并将丝杆电机807的电机轴与双向螺杆806相连接。
通过上述对膜端在线检测单元800的改进设计，使得通过同步启动第一横条801和第二横条802上的丝杆电机807进而对光强传感器804以及平行光源803的位置进行移动调节，从而使得整个膜端在线检测单元800能够满足各种不同宽幅的隔膜检测，有效提高了其适用范围。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种隔膜分切用宽幅调整监测装置，包括机箱，其特征在于，沿所述机箱中隔膜牵引方向依次设置有张力检测调节机构、膜宽调节单元和膜端在线检测单元，所述张力检测调节机构、膜宽调节单元和膜端在线检测单元均电性连接有控制柜；
所述膜宽调节单元包括固定设置在机箱中的固定轴，所述固定轴的中间位置处转动套设有导向套筒，固定轴的两端位置处均转动套设有延展套筒，所述延展套筒的外圆面设置有光滑的螺纹筋条，且两个延展套筒上的螺纹筋条方向相反设置，所述固定轴的两端均设置有将延展套筒与固定轴进行固定的固定组件；
所述膜端在线检测单元包括第一横条和第二横条，所述第一横条的两端均设置有对准隔膜宽幅方向的端部设置的平行光源，所述第二横条上设置有两个分别与对应平行光源相对齐的光强传感器；
其中，所述固定轴的两端均开设有柱状空腔，所述固定组件包括设置在柱状空腔中的推动块，所述推动块上滑动连接有伸出固定轴上径向条形槽的定位键块，所述固定轴的两端均设置有用于驱动推动块在柱状空腔中轴向移动的伸缩驱动装置，所述定位键块在推动块的轴向移动下向外移动并与延展套筒的内壁固定；
隔膜在牵引的过程中先进行张力动态自动调节和检测，当发现隔膜的张力超过预设值时，通过膜宽调节单元进行调节保证隔膜宽幅拉伸变形处于合理范围内，然后再由膜端在线检测单元对调节后的隔膜宽幅进行在线检测；
当多个定位键块径向向外移动时，通过键块的作用将延展套筒固定，使得延展套筒在隔膜牵引过程中不会使其发生旋转；当多个定位键块同步回缩后，定位键块对延展套筒的固定作用解除，然后在隔膜牵引过程中延展套筒会随之转动，并在延展套筒转动的过程中通过螺纹筋条将隔膜的端部向外延展推动。
2.根据权利要求1所述的隔膜分切用宽幅调整监测装置，其特征在于，所述推动块的形状为圆台状，所述定位键块的内端设置有与推动块斜面上的限位滑条相匹配的限位滑槽，所述定位键块的外端设置有齿面，所述延展套筒的内壁上设置有与齿面相匹配的环形齿槽。
3.根据权利要求2所述的隔膜分切用宽幅调整监测装置，其特征在于，所述推动块上滑动连接的定位键块设置有多个，且多个定位键块均匀连接在推动块的斜面上。
4.根据权利要求1-3任选一所述的隔膜分切用宽幅调整监测装置，其特征在于，所述固定轴的中间和两端分别开设有第一环形转动槽和第二环形转动槽，所述导向套筒、延展套筒分别转动套设在第一环形转动槽、第二环形转动槽中，且导向套筒、延展套筒的外径均与固定轴的外径相同设置。
5.根据权利要求1所述的隔膜分切用宽幅调整监测装置，其特征在于，所述第一横条和第二横条上均开设有移动槽，所述移动槽中均设置有双向丝杆，所述双向丝杆的两端均螺纹连接有位于移动槽中的移动块，且双向丝杆的端部均连接有丝杆电机，两个所述平行光源与第一横条中的两个移动块相连接，两个所述光强传感器与第二横条中的两个移动块相连接。
6.根据权利要求1所述的隔膜分切用宽幅调整监测装置，其特征在于，所述张力检测调节机构包括前后两个平行设置的摆杆，两个所述摆杆的两端之间均转动连接有转动辊，每个所述摆杆上均通过弹簧连接有力传感器。
7.根据权利要求6所述的隔膜分切用宽幅调整监测装置，其特征在于，所述机箱的前后内壁上均固定设置有安装块，两个所述力传感器分别设置在对应的安装块上。
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