CN116329015A - 一种多进料口涂布装置及流量控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多进料口涂布流量控制方法，包括以下步骤：S1：根据各个膜区的目标面密度确定多个进料口的流量配比；S2：根据流量配比分别调节各个进料口的流量进度；S3：根据各个膜区的目标面密度调节涂布开口的流量开度；S4：根据流量进度和流量开度进行上料、涂布工作，将各个膜区的面密度调整至目标面密度；S5：获取各个膜区的实时面密度，并判断实时面密度是否与其对应的目标面密度相等。本发明的有益效果是：定向调节进料口的流量，减小各膜区的流量差异和极差，提高涂布均匀性。

Description

一种多进料口涂布装置及流量控制方法

技术领域

本发明涉及涂布控制技术领域，特别涉及一种多进料口涂布装置及流量控制方法。

背景技术

常见的极片制作工艺有转移式和狭缝挤压式，转移式涂布窗口比较窄，工艺参数范围小，涂布过程中浆料容易吸收水分和引入杂质，容易出现各种缺陷，一致性较差；狭缝挤压式涂布是指一定流量的浆料从挤压头进料口进入模头内部型腔，并形成稳定的压力，浆料最后在模头狭缝出口喷出并涂覆在箔材上。涂布的关键指标是涂布面密度的均匀性，而涂布面密度主要由涂布机模头的唇口流量的分布决定。现有的狭缝式涂布机主要有模头本体(上、下模)、阻流块和推拉杆以及其它附件构成，唇口横向流量分布主要由阻流块及推拉杆来调节。但是在涂布机开始涂布时，由于涂布横向重量分布的差异(极差)较大，给阻流块及推拉杆的调节带来难度，并且增加了调节时间，从而造成资源的浪费。

目前的狭缝挤压式涂布模头，浆料从进料口进入，先进入混合腔体，实现浆料在腔体内的横向分布，然后经过狭缝通道流至模头唇口，在背辊作用下形成涂膜并被带走。对于涂布横向重量分布不均匀这一问题，当前的狭缝式涂布模头一般在混合腔与唇口之间设置阻流块调节流量分布，同时设置推拉杆结构通过调节唇口的变形量来调节流量。但是，当前涂布模头横向流量分布调节的问题还在于混合腔内流量和压力分布不均匀，在涂布横向位置的最大值和最小值差异(极差)较大，经常超出阻流块及推拉杆的调节能力范围，或者需要频繁的调节和更长的时间来达到预期的效果，会浪费更多的资源和时间等。

例如，一种在中国专利文献上公开的“可调节流量的涂布器”，其公告号：CN103894320A，其申请日：2012年12月28日，该发明通过第一调节螺栓和第二调节螺栓微调上涂布器和下涂布器的唇口之间的缝隙，从而控制胶状物的流量，流量控制方便，容易操作，调节速度快，但是存在不能定向调节进料口的流量、减小各膜区的流量差异和极差的问题。

发明内容

针对现有技术不能定向调节进料口的流量、减小各膜区的流量差异和极差的不足，本发明提出了一种多进料口涂布装置及流量控制方法，能定向调节进料口的流量，减小各膜区的流量差异和极差，提高涂布均匀性。

以下是本发明的技术方案，一种多进料口涂布流量控制方法，包括以下步骤：

S1：根据各个膜区的目标面密度确定多个进料口的流量配比；

S2：根据所述流量配比分别调节各个所述进料口的流量进度；

S3：根据各个膜区的目标面密度调节涂布开口的流量开度；

S4：根据所述流量进度和所述流量开度进行上料、涂布工作，将所述各个膜区的面密度调整至目标面密度；

S5：获取各个膜区的实时面密度，并判断所述实时面密度是否与其对应的目标面密度相等。

作为优选，步骤S5之后，还包括：若否，返回执行步骤S3。

作为优选，步骤S5之后，还包括：若否，优化各个所述进料口的流量配比，并更新覆盖各个所述进料口的流量配比为优化后的流量配比，返回执行步骤S2。

作为优选，其特征在于，优化各个所述进料口的流量配比，具体包括：

确定各个所述膜区的实时面密度与其对应的目标面密度的差值；

根据所述差值以及各个所述膜区与进料口的位置，优化各个所述进料口的流量配比。

作为优选，一种多进料口涂布装置，包括：背辊组件、涂布模头以及与所述涂布模头信号连接的控制组件；

所述背辊组件用于带动卷绕于其上的基材运动；

所述涂布模头用于涂布浆料至所述背辊组件上的基材，具体包括上模头、下模头、分流结构、限流结构以及测量组件，所述上模头和所述下模头连接固定且所述上模头和所述下模头之间夹设有垫片，所述垫片的前端设有用于挤出浆料的涂布开口，所述下模头的顶面设有与所述涂布开口相连通的储料腔；

所述分流结构设置于所述下模头，包括一个上料口和与所述上料口连通的多个分流管，所述下模头还具有多个分别与所述分流管连通的进料口，且所述进料口与所述储料腔连通，所述分流结构用于调节所述进料口的流量进度；

所述限流结构用于调节所述涂布开口的流量开度；

所述测量组件用于测量各个膜区的实时面密度；

所述控制组件用于根据各个膜区的目标面密度确定多个进料口的流量配比，并根据所述流量配比控制所述分流结构调节各个所述进料口的流量进度，并根据各个所述进料口的流量进度控制所述限流结构调节涂布开口的流量开度，并根据所述流量进度和所述流量开度控制所述涂布模头进行上料、涂布工作，将所述各个膜区的面密度调整至目标面密度，并获取各个膜区的实时面密度，并判断所述实时面密度是否与其对应的目标面密度相等。

作为优选，所述分流结构还包括多个流量控制阀，每个所述分流管上设置有一个或多个流量控制阀，用于控制其对应连通的进料口的流量进度。

作为优选，所述限流结构包括多个限流块和多个推拉杆；

所述上模头的底面于所述涂布开口的上方设有沿涂布宽度方向延伸的调整长槽，多个所述限流块在所述调整长槽内沿其长度方向均匀分布，且所述限流块底面与所述垫片相平行，所述限流块的顶部连接有用于驱动限流块竖向移动的调整件，用于调节所述涂布开口的流量开度；所述推拉杆平行排设于所述下模头的底部，用于调节所述涂布开口的流量开度。

作为优选，所述储料腔包括连通的第一腔体和第二腔体，所述第一腔体和所述第二腔体的截面均呈半圆形状，且所述第一腔体的截面半径大于所述第二腔体的截面半径。

作为优选，所述涂布模头还包括压条，所述压条呈长条状，平行设置于所述第一腔体内，且所述压条的前、后端面均为与所述第一腔体的内壁相适应的圆弧面。

作为优选，所述测量组件包括多个面密度测量仪，所述面密度均靠近所述背辊组件的下游设置，用于测量各个膜区的实时面密度。

本发明的有益效果是：定向调节进料口的流量，减小各膜区的流量差异和极差，提高涂布均匀性。

附图说明

图1本发明一种多进料口涂布流量控制方法的流程图。

图2本发明一种多进料口涂布装置的涂布模头示意图。

图3本发明一种多进料口涂布装置的分流结构示意图。

图4本发明一种多进料口涂布流量控制方法的现有技术效果对比图。

图5本发明一种多进料口涂布流量控制方法的流量配比优化图。

图中1：下模头；2：上模头；3：垫片；4：涂布开口；5：储料腔；6：上料口；7：分流管；8：进料口；9：流量控制阀；10：调整长槽；11：推拉杆；12：压条。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：如图1所示，一种多进料口涂布流量控制方法，包括以下步骤：

S1：根据各个膜区的目标面密度确定多个进料口的流量配比。

具体的，在进行涂布工作前，根据待涂布基材上各个膜区的目标面密度分别设定与各个膜区对应位置处的进料口的流量配比。需要说明的是，本实施例中，基材上膜区的划分数量与进料口的设置数量可以相同也可以不相同，在实际操作时，按照就近原则，对应对各个膜区面密度影响最大的进料口的流量配比进行设置。另外，需要说明的是，本实施例中各个膜区的目标面密度一致。

S2：根据流量配比分别调节各个进料口的流量进度。

具体应用时，将涂布浆料单次上料的总流量根据流量配比分别分流到各个进料口处，以调节各个进料口的流量进度。本实施例中，各个进料口的初始流量配比相同，每个进料口处的浆料流量均相同，使得涂布浆料通过各个进料口进入腔体内能在腔体内分布均匀，以保证后续各个膜区的涂布面密度均匀一致。

S3：根据各个膜区的目标面密度调节涂布开口的流量开度。

具体应用时，例如，本实施例中各个膜区的目标面密度一致，且各个进料口的初始流量配比均设置相等，对应的，调节涂布开口的流量开度，保证各个膜区的涂布均匀性。

S4：根据流量进度和流量开度进行上料、涂布工作，将各个膜区的面密度调整至目标面密度。

具体应用时，各个进料口的流量进度以及涂布开口的流量开度调节确定后，启动涂布设备根据流量进度和流量开度进行上料、涂布工作，以将各个膜区的面密度调整至目标面密度。

S5：获取各个膜区的实时面密度，并判断实时面密度是否与其对应的目标面密度相等。

示例性的，在步骤S5之后，还包括：

若否，返回执行步骤S3。

具体的，当检测到基材上各个膜区的实时面密度与其对应的目标面密度不相等且差距较小时，此时，根据各个膜区的目标面密度调节涂布开口的流量开度，直至后续对基材进行涂布时，各个膜区的实时面密度能与目标面密度保持一致。具体调节时，先确定各个膜区的实时面密度与其对应的目标面密度的差值，然后根据差值对应调节与该膜区对应位置处的涂布开口的流量开度。例如，确定一膜区的实时面密度小于其目标面密度，则增大与该膜区对应位置处的涂布开口的流量开度；再例如，确定另一膜区的实时面密度大于其目标面密度，则减小与该膜区对应位置处的涂布开口的流量开度。

示例性的，在步骤S5之后，还包括：

若否，优化各个进料口的流量配比，并更新覆盖各个进料口的流量配比为优化后的流量配比，返回执行步骤S2。

具体的，当检测到基材上各个膜区的实时面密度与其对应的目标面密度不相等且差距较大时，此时，先优化各个进料口的流量配比，并更新覆盖各个进料口的流量配比为优化后的流量配比，然后再根据流量配比分别调节各个进料口的流量进度，并根据各个膜区的目标面密度调节涂布开口的流量开度，直至各个膜区的实时面密度能与目标面密度保持一致。具体优化时，先确定各个膜区的实时面密度与其对应的目标面密度的差值，再根据差值以及各个膜区与进料口的位置，优化各个进料口的流量配比。例如，确定一膜区的实时面密度小于其目标面密度，则增大与该膜区对应位置处的进料口的流量进度；再例如，确定另一膜区的实时面密度大于其目标面密度，则减小与该膜区对应位置处的进料口的流量进度。

可见，本实施例中，先根据各个膜区的目标面密度设置多个进料口的流量配比，以使得涂布浆料进入腔体后，沿腔体的横向能均匀分布或者沿腔体的横向分布差异很小，减小从进料口流入膜区的流量差异，提高涂布的均匀性，相当于对涂布浆料的流量分布进行一个粗调，然后再根据各个膜区的目标面密度调节涂布开口的进度，以使得涂布浆料进行涂布时，以合理的流量速度对各个膜区进行涂布，从而保证各个膜区的面密度与对应的目标面密度保持一致，相当于对涂布浆料的流量分布进行一个细调。这样，可以减少流量调节频率和时间，提高涂布工作效率。另外，本实施例中还增设了流量反馈调节的功能，当检测到各个膜区的实时面密度与其对应的目标面密度不相等时，返回调节涂布开口的流量开度，或返回调节各个进料口的流量配比和涂布开口的流量开度，直至各个膜区的实时面密度与其对应的目标面密度相等或者差距极其小。

另外，本实施例还提供一种多进料口涂布装置，请参阅图2和图3，多进料口涂布装置包括背辊组件、涂布模头以及与涂布模头信号连接的控制组件。其中，背辊组件用于带动卷绕于其上的基材运动；涂布模头用于涂布浆料至背辊组件上的基材，涂布模头具体包括上模头2、下模头1、分流结构、限流结构以及测量组件，上模头2和下模头1连接固定且上模头2和下模头1之间夹设有垫片3，垫片3的前端设有用于挤出浆料的涂布开口4，下模头1的顶面设有与涂布开口4相连通的储料腔5，分流结构设置于下模头1，分流结构包括一个上料口6和与上料口6连通的多个分流管7，下模头1还具有多个分别与分流管7连通的进料口8，且进料口8与储料腔5连通，分流结构用于调节进料口8的流量进度，限流结构用于调节涂布开口4的流量开度，测量组件用于测量各个膜区的实时面密度；控制组件用于根据各个膜区的目标面密度确定多个进料口8的流量配比，并根据流量配比控制分流结构调节各个进料口8的流量进度，并根据各个进料口8的流量进度控制限流结构调节涂布开口4的流量开度，并根据流量进度和流量开度控制涂布模头进行上料、涂布工作，将各个膜区的面密度调整至目标面密度，并获取各个膜区的实时面密度，并判断实时面密度是否与其对应的目标面密度相等。

进一步的，分流结构还包括多个流量控制阀9，每个分流管7上设置有一个或多个流量控制阀9，用于控制其对应连通的进料口8的流量进度。

具体应用时，涂布浆料在进入储料腔5前，先进入分流结构进行分流，具体在分流结构的上料口6汇集流入，然后根据流量配比，通过控制各个分流管7上的一个或者多个流量控制阀9，涂布浆料可按照与流量配比对应的流量速度经各个进料口8流入储料腔5，使得涂布浆料在储料腔5的横向分布均匀，以保证后续涂布均匀性。

更进一步的，限流结构包括多个限流块和多个推拉杆11；其中，上模头2的底面于涂布开口4的上方设有沿涂布宽度方向延伸的调整长槽10，多个限流块在调整长槽10内沿其长度方向均匀分布，且限流块底面与垫片3相平行，限流块的顶部连接有用于驱动限流块竖向移动的调整件，用于调节涂布开口4的流量开度，具体应用时，通过调整件调整阻流块的竖直位置，改变阻流块对涂布开口4的遮挡面积，从而实现对涂布开口4流量开度的调节；推拉杆11平行排设于下模头1的底部，用于调节涂布开口4的流量开度，具体应用时，通过调节涂布开口4上待调节位置处对应的推拉杆11，在推拉杆11的作用下使涂布开口4上待调节位置变形，从而实现对涂布开口4流量开度的调节。从上述可知，本实时例中，通过分流结构的设置，初步实现了涂布浆料的流量分布均匀，从而可以降低阻流块和推拉杆11的调节频率及幅度，且可使阻流块和推拉杆11在较小运动位移内就可达到调节目的，避免超出阻流块及推拉杆11的调节能力范围，降低鼓筋和暗痕异常出现概率，减少达到预期效果所需要的时间，提高涂布系统的工作效率。

进一步的，储料腔5包括连通的第一腔体和第二腔体，第一腔体和第二腔体的截面均呈半圆形状，且第一腔体的截面半径大于第二腔体的截面半径。涂布浆料经多个进料口8先进入第一腔体，第一腔体充满后流向第二腔体，第二腔体充满后经涂布开口4喷挤到基材的各个膜区上。

进一步的，涂布模头还包括压条12，压条12呈长条状，平行设置于第一腔体内，且压条12的前、后端面均为与第一腔体的内壁相适应的圆弧面。压条12的设置，可增加第一腔体的压力，并可起到挡流的效果，使涂布浆料输出均匀，且压条12加工难度低、安装方便，不易与第一腔体发生磕碰。

进一步的，测量组件包括多个面密度测量仪，面密度均靠近背辊组件的下游设置，用于测量各个膜区的实时面密度，并将各个膜区的实时面密度反馈给控制组件。

研究人员经大量实验验证，基于本实施例提供的多进料口涂布装置及流量控制方法对基材进行涂布工作，当进料口8的数量或流量配比改变时，在涂布宽度方向上的涂布开口4的流速分布的形态会发生变化。请参阅图4，图示三种曲线分别为进料口8数量不同且各自的进料口8的流量配比均匀，在上料口6流量相同的前提下，涂布开口4的流速改善情况，相比于现有方案，涂布开口4的流速分布更均匀，差异更小，可更好地保证涂布均匀性，使各个膜区的面密度一致。请参阅图5，图示四种曲线(case1至case4)分别为进料口8数量相同(均为7个)但各自的流量配比不同，在上料口6流量相同的前提下，涂布开口4的流速改善情况，相比于现有方案，涂布开口4的流速分布更均匀，差异更小，可更好地保证涂布均匀性，使各个膜区的面密度一致。

Claims (10)

1.一种多进料口涂布流量控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：根据各个膜区的目标面密度确定多个进料口的流量配比；

S2：根据所述流量配比分别调节各个所述进料口的流量进度；

S3：根据各个膜区的目标面密度调节涂布开口的流量开度；

S4：根据所述流量进度和所述流量开度进行上料、涂布工作，将所述各个膜区的面密度调整至目标面密度；

S5：获取各个膜区的实时面密度，并判断所述实时面密度是否与其对应的目标面密度相等。

2.根据权利要求1所述的多进料口涂布流量控制方法，其特征在于，步骤S5之后，还包括：若否，返回执行步骤S3。

3.根据权利要求1所述的多进料口涂布流量控制方法，其特征在于，步骤S5之后，还包括：若否，优化各个所述进料口的流量配比，并更新覆盖各个所述进料口的流量配比为优化后的流量配比，返回执行步骤S2。

4.根据权利要求3所述的多进料口涂布流量控制方法，其特征在于，优化各个所述进料口的流量配比，具体包括：

确定各个所述膜区的实时面密度与其对应的目标面密度的差值；

根据所述差值以及各个所述膜区与进料口的位置，优化各个所述进料口的流量配比。

5.一种多进料口涂布装置，适用于权利要求1-4任一项所述的一种多进料口涂布流量控制方法，其特征在于，包括：背辊组件、涂布模头以及与所述涂布模头信号连接的控制组件；

所述背辊组件用于带动卷绕于其上的基材运动；

所述涂布模头用于涂布浆料至所述背辊组件上的基材，具体包括上模头、下模头、分流结构、限流结构以及测量组件，所述上模头和所述下模头连接固定且所述上模头和所述下模头之间夹设有垫片，所述垫片的前端设有用于挤出浆料的涂布开口，所述下模头的顶面设有与所述涂布开口相连通的储料腔；

所述分流结构设置于所述下模头，包括一个上料口和与所述上料口连通的多个分流管，所述下模头还具有多个分别与所述分流管连通的进料口，且所述进料口与所述储料腔连通，所述分流结构用于调节所述进料口的流量进度；

所述限流结构用于调节所述涂布开口的流量开度；

所述测量组件用于测量各个膜区的实时面密度；

所述控制组件用于根据各个膜区的目标面密度确定多个进料口的流量配比，并根据所述流量配比控制所述分流结构调节各个所述进料口的流量进度，并根据各个所述进料口的流量进度控制所述限流结构调节涂布开口的流量开度，并根据所述流量进度和所述流量开度控制所述涂布模头进行上料、涂布工作，将所述各个膜区的面密度调整至目标面密度，并获取各个膜区的实时面密度，并判断所述实时面密度是否与其对应的目标面密度相等。

6.根据权利要求5所述的一种多进料口涂布装置，其特征在于，所述分流结构还包括多个流量控制阀，每个所述分流管上设置有一个或多个流量控制阀，用于控制其对应连通的进料口的流量进度。

7.根据权利要求5所述的一种多进料口涂布装置，其特征在于，所述限流结构包括多个限流块和多个推拉杆；

所述上模头的底面于所述涂布开口的上方设有沿涂布宽度方向延伸的调整长槽，多个所述限流块在所述调整长槽内沿其长度方向均匀分布，且所述限流块底面与所述垫片相平行，所述限流块的顶部连接有用于驱动限流块竖向移动的调整件，用于调节所述涂布开口的流量开度；所述推拉杆平行排设于所述下模头的底部，用于调节所述涂布开口的流量开度。

8.根据权利要求5所述的一种多进料口涂布装置，其特征在于，所述储料腔包括连通的第一腔体和第二腔体，所述第一腔体和所述第二腔体的截面均呈半圆形状，且所述第一腔体的截面半径大于所述第二腔体的截面半径。

9.根据权利要求8所述的一种多进料口涂布装置，其特征在于，所述涂布模头还包括压条，所述压条呈长条状，平行设置于所述第一腔体内，且所述压条的前、后端面均为与所述第一腔体的内壁相适应的圆弧面。

10.根据权利要求5所述的一种多进料口涂布装置，其特征在于，所述测量组件包括多个面密度测量仪，所述面密度均靠近所述背辊组件的下游设置，用于测量各个膜区的实时面密度。

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