CN118729782A - 一种包覆碳化炉的保护气气罐装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及保护气气罐技术领域，具体为一种包覆碳化炉的保护气气罐装置，包括有设置在稳定支架上的第一储气罐和第二储气罐，而压力平衡组件包括有压力平衡罐、设置在压力平衡罐内部的储水皮囊以及注水组件，压力平衡罐与储水皮囊之间形成一个压力空腔，注水组件用于向储水皮囊内注入液体，并通过改变压力空腔容积来对第一储气罐和第二储气罐内的压力进行调节，当第一储气罐和第二储气罐内的保护气体逐渐减少而导致二者内部压力降低时，可定量地向储水皮囊内注入液体，来对第一储气罐和第二储气罐内的压力进行调节，确保第一储气罐和第二储气罐内的压力始终保持稳定，从而能够确保输送到包覆碳化炉内的保护气体的流量稳定，以保证产品质量。

Description

一种包覆碳化炉的保护气气罐装置

技术领域

本发明涉及保护气气罐技术领域，具体为一种包覆碳化炉的保护气气罐装置。

背景技术

在制备锂电池的负极材料时，通常会采用包覆碳化炉来对人造石墨、有机硅源和氧化石墨烯的前驱体混合物进行放电等离子烧结，这一过程中还会使用尘积仓（2个或多个）以及真空泵等，其主要目的是在包覆碳化炉内实现反应生成均匀性良好的氧化硅前驱体后经管道输送至尘积仓在一定条件下实现均匀包覆碳的包碳硅氧产品。

而在通过包覆碳化炉对前驱体混合物进行放电等离子烧结的过程中，需要利用保护气气罐装置来向包覆碳化炉供应保护气体，而保护气体的目主要是防止硅碳负极材料在烧结过程中与空气中的氧气、水分等发生反应，从而保证材料的性能和质量。

而现有的提供保护气体的气罐装置通常都是单个的储气罐，可储存和运输保护气体，而硅碳负极材料生产中的保护气体的供应若出现不稳定时，就会导致局部氧化或化学反应不均匀，影响硅碳负极材料的成分和结构均匀性。其材料表面会形成不均匀的氧化层，降低其电化学性能，因此，适用于这类包覆碳化炉的保护气气罐装置对于保护气的供应需要尽可能的稳定；

例如专利号为CN106764398A的一种工业氮气存储中转容器，其包含一储气罐，储气罐的顶部设有一盖体，储气罐上设有一进气管接口和一出气管接口，储气罐的罐体外壁还设有一压力比较器，压力比较器与进气管接口间通过一进气导管相连接，该发明专利中进气管路的压力和出气管路的压力通过两根导管传入压力比较器，从压力比较器的读数可以清楚看出进气管与出气管的氮气压力差，从而能对管路的氮气流量及时作出调整，保证了氮气的稳定持续供应。

然而，以该专利为代表的现有技术，虽然能够通过比较进气管与出气管的压力差，来对管路的氮气流量及时作出调整，但是随着保护气气罐装置内保护气的不断消耗，保护气气罐装置内的压力会快速下降，这就使得在保护气气罐装置内的压力过低时，从保护气气罐装置内排出的保护气体的供应压力也会降低，这就使得输送到包覆碳化炉内的保护气体的供应会出现流量不稳定的现象，影响产品质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种包覆碳化炉的保护气气罐装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种包覆碳化炉的保护气气罐装置，包括稳定支架，还包括有设置在稳定支架上的第一储气罐和第二储气罐，所述第一储气罐和第二储气罐之间通过导通管道相连通，所述导通管道上连通设置有出气管道，所述出气管道远离导通管道的一端设置有恒压排气阀；

压力平衡组件，所述压力平衡组件设置在所述稳定支架上，所述压力平衡组件包括有压力平衡罐、设置在所述压力平衡罐内部的储水皮囊以及注水组件，所述压力平衡罐与储水皮囊之间形成一个压力空腔，且第一储气罐和第二储气罐均通过一个平衡导气管与压力空腔相连通，所述注水组件用于向储水皮囊内注入液体，并通过改变压力空腔容积来对第一储气罐和第二储气罐内的压力进行调节。

通过上述技术方案，第一储气罐和第二储气罐相连通，均可储存保护气体，可在利用包覆碳化炉对前驱体混合物进行放电等离子烧结的过程中，持续向包覆碳化炉内输送保护气体，防止硅碳负极材料在烧结过程中与空气中的氧气、水分等发生反应，且当第一储气罐和第二储气罐内的保护气体逐渐减少而导致二者内部压力降低时，压力平衡组件中的注水组件可根据压力的变化，定量地向储水皮囊内注入液体，并通过改变压力空腔容积，以此来对第一储气罐和第二储气罐内的压力进行调节，确保第一储气罐和第二储气罐内的压力始终保持稳定，从而能够更好地确保输送到包覆碳化炉内的保护气体的流量供应稳定，以保证产品质量。

进一步的，所述第一储气罐和第二储气罐均与一个进气管道相连通，压力传感器。

通过上述技术方案，进气管道用于向第一储气罐和第二储气罐中注入保护气体，而压力传感器可用于实时监测压力空腔内的压力，从而对注水组件的工作状态进行调节。

进一步的，所述稳定支架的顶部设置有横梁，所述横梁上设置有双层支架，所述压力平衡罐设置在所述双层支架的上层。

进一步的，所述第一储气罐和第二储气罐与导通管道的连接处均设置有第一电磁阀，两个所述平衡导气管内均设置有第二电磁阀。

进一步的，所述注水组件包括有双向泵以及储水罐，所述双向泵以及储水罐均设置在所述双层支架的下层，所述双向泵的第一端口通过抽水管道与所述储水罐相连通，所述双向泵的第二端口通过注水管道与所述储水皮囊的底部开口相连通。

通过上述技术方案，双向泵可双向作用，既能够将储水罐中的液体输送到储水皮囊中，使得储水皮囊膨胀，也能够将储水皮囊中的液体输送到储水罐中，使得储水皮囊收缩。

进一步的，所述稳定支架顶部的四角均设置有悬吊支点。

通过上述技术方案，当需要将本装置转移和搬运时，可通过多个悬吊支点进行快速的悬吊固定，对本装置进行快速的整体搬运。

进一步的，所述压力平衡罐的底部设置有第一法兰，所述第一法兰的底部通过多个紧固螺栓安装连接有第二法兰，所述储水皮囊的底部开口处设置有下突出部，所述第一法兰上开设有容放下突出部的容纳槽。

进一步的，所述注水管道靠近所述储水皮囊的一侧设置有凸缘，所述注水管道通过所述凸缘与所述第二法兰的顶部相连接，所述第二法兰的顶部设置有多个封闭垫圈。

通过上述技术方案，可以通过第一法兰和第二法兰将注水管道与储水皮囊的底部开口进行连通，通过设置多个封闭垫圈，且多个封闭垫圈在多个紧固螺栓的压紧作用下，可以确保注水管道与储水皮囊的底部开口完全密封，避免由于储水皮囊内部压力过大而导致液体泄漏，从而有效保证了储水皮囊使用的耐久性和稳定性。

进一步的，所述压力平衡罐的顶部设置有内封闭套管，所述储水皮囊的顶部贯穿所述内封闭套管，所述储水皮囊的顶部设置有上突出部，所述内封闭套管的外部开设有内螺纹部，所述内封闭套管通过所述内螺纹部螺纹连接有外封闭套管，所述外封闭套管的外部开设有外螺纹部，所述外封闭套管通过所述外螺纹部螺纹连接有封闭盖，所述封闭盖的内部开设有密封槽，所述密封槽与所述储水皮囊顶部的上突出部紧密配合，所述外封闭套管与内封闭套管之间设置有柔性密封垫圈，所述封闭盖外边缘设置有多个拆装倒角。

通过设置内封闭套管、外封闭套管、柔性密封垫圈以及封闭盖的多层密封和连接结构，能够确保压力平衡罐以及储水皮囊的密封性，确保二者不会由于压力过高而发生漏气和漏液现象，确保本装置使用时的稳定性。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

其一，本发明中，第一储气罐和第二储气罐相连通，均可储存保护气体，可在利用包覆碳化炉对前驱体混合物进行放电等离子烧结的过程中，持续向包覆碳化炉内输送保护气体，防止硅碳负极材料在烧结过程中与空气中的氧气、水分等发生反应，且当第一储气罐和第二储气罐内的保护气体逐渐减少而导致二者内部压力降低时，压力平衡组件中的注水组件可根据压力的变化，定量地向储水皮囊内注入液体，并通过改变压力空腔容积，以此来对第一储气罐和第二储气罐内的压力进行调节，确保第一储气罐和第二储气罐内的压力始终保持稳定，从而能够更好地确保输送到包覆碳化炉内的保护气体的流量供应稳定，以保证产品质量。

其二，本发明中，当第一储气罐和第二储气罐其中一个出现故障或者需要检修时，此时由于关闭了一个储气罐，导致总体保护气急剧减少，此时压力空腔内的压力也会突然升高，此时，双向泵将储水皮囊中的液体输送到储水罐中，使得储水皮囊适应性收缩，仍旧能够保证压力空腔内的压力的恒定，从而能够更好地确保输送到包覆碳化炉内的保护气体的供应会流量稳定，以保证产品质量。

附图说明

图1是本发明的立体图。

图2是本发明的另一视角结构图。

图3是本发明中压力平衡罐的结构示意图。

图4是本发明中出气管道的结构示意图。

图5为图4中A处放大图。

图6是本发明中第一电磁阀的结构示意图。

图7为发明中储水皮囊的结构示意图。

图8为发明中内封闭套管的结构示意图。

图9为发明中外封闭套管的局部结构示意图。

图10为发明中双向泵的结构示意图。

图11为发明中封闭垫圈的结构示意图。

图12为发明中第二法兰的结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

稳定支架；2、第一储气罐；3、第二储气罐；4、横梁；5、双层支架；6、压力平衡罐；7、导通管道；8、出气管道；9、恒压排气阀；10、平衡导气管；11、储水罐；12、双向泵；13、注水管道；14、抽水管道；15、第一电磁阀；16、储水皮囊；17、第二电磁阀；18、封闭盖；19、拆装倒角；20、上突出部；21、密封槽；22、外封闭套管；23、外螺纹部；24、内封闭套管；25、内螺纹部；26、柔性密封垫圈；27、第一法兰；28、第二法兰；29、紧固螺栓；30、封闭垫圈；31、凸缘；32、下突出部；33、容纳槽；34、悬吊支点；35、进气管道；36、压力传感器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种技术方案：

如图1－图12所示的一种包覆碳化炉的保护气气罐装置，包括稳定支架1，还包括有设置在稳定支架1上的第一储气罐2和第二储气罐3，第一储气罐2和第二储气罐3之间通过导通管道7相连通，导通管道7上连通设置有出气管道8，出气管道8远离导通管道7的一端设置有恒压排气阀9；

压力平衡组件，压力平衡组件设置在稳定支架1上，压力平衡组件包括有压力平衡罐6、设置在压力平衡罐6内部的储水皮囊16以及注水组件，压力平衡罐6与储水皮囊16之间形成一个压力空腔，且第一储气罐2和第二储气罐3均通过一个平衡导气管10与压力空腔相连通，注水组件用于向储水皮囊16内注入液体，并通过改变压力空腔容积来对第一储气罐2和第二储气罐3内的压力进行调节。

本发明中，第一储气罐2和第二储气罐3相连通，均可储存保护气体，可在利用包覆碳化炉对前驱体混合物进行放电等离子烧结的过程中，持续向包覆碳化炉内输送保护气体，防止硅碳负极材料在烧结过程中与空气中的氧气、水分等发生反应，且当第一储气罐2和第二储气罐3内的保护气体逐渐减少而导致二者内部压力降低时，压力平衡组件中的注水组件可根据压力的变化，定量地向储水皮囊16内注入液体，并通过改变压力空腔容积，以此来对第一储气罐2和第二储气罐3内的压力进行调节，确保第一储气罐2和第二储气罐3内的压力始终保持稳定，从而能够更好地确保输送到包覆碳化炉内的保护气体的流量供应稳定，以保证产品质量。

请参阅图2-图4以及图7，第一储气罐2和第二储气罐3均与一个进气管道35相连通，压力传感器36。

需要注意的是，进气管道35用于向第一储气罐2和第二储气罐3中注入保护气体，而压力传感器36可用于实时监测压力空腔内的压力，从而对注水组件的工作状态进行调节。

请参阅图2-图4，稳定支架1的顶部设置有横梁4，横梁4上设置有双层支架5，压力平衡罐6设置在双层支架5的上层，第一储气罐2和第二储气罐3与导通管道7的连接处均设置有第一电磁阀15，两个平衡导气管10内均设置有第二电磁阀17，需要注意的是，第一储气罐2和第二储气罐3与进气管道35内的连接处均设置有第三电磁阀（图中未显示），当第一储气罐2和第二储气罐3其中一个出现故障或者需要检修时，相对应的第一电磁阀15、第二电磁阀17以及第三电磁阀会自动将第一储气罐2和第二储气罐3切断，另一个储气罐则能够继续提供保护气体，不会由于故障而出现故障中断，确保了本装置使用的稳定性。

请参阅图3-图7，注水组件包括有双向泵12以及储水罐11，双向泵12以及储水罐11均设置在双层支架5的下层，双向泵12的第一端口通过抽水管道14与储水罐11相连通，双向泵12的第二端口通过注水管道13与储水皮囊16的底部开口相连通。

需要注意的是，双向泵12可双向作用，既能够将储水罐11中的液体输送到储水皮囊16中，使得储水皮囊16膨胀，也能够将储水皮囊16中的液体输送到储水罐11中，使得储水皮囊16收缩，而双向泵12可以根据压力传感器36实时监测到的压力空腔内的压力，自动对工作状态进行调节，可以根据压力空腔内的压力变化自动调节储水皮囊16的收缩或者膨胀程度；

例如，当保护气体不断消耗时，可定量地向储水皮囊16内注入液体，并通过改变压力空腔容积，以此来对第一储气罐2和第二储气罐3内的压力进行调节，确保第一储气罐2和第二储气罐3内的压力始终保持稳定；

而当第一储气罐2和第二储气罐3其中一个出现故障或者需要检修时，此时由于关闭了一个储气罐，导致总体保护气急剧减少，此时压力空腔内的压力也会突然升高，此时，双向泵12将储水皮囊16中的液体输送到储水罐11中，使得储水皮囊16适应性收缩，仍旧能够保证压力空腔内的压力的恒定，从而能够更好地确保输送到包覆碳化炉内的保护气体的供应会流量稳定，以保证产品质量。

请参阅图3，稳定支架1顶部的四角均设置有悬吊支点34，当需要将本装置转移和搬运时，可通过多个悬吊支点34进行快速的悬吊固定，对本装置进行快速的整体搬运。

请参阅图10-图12，压力平衡罐6的底部设置有第一法兰27，第一法兰27的底部通过多个紧固螺栓29安装连接有第二法兰28，储水皮囊16的底部开口处设置有下突出部32，第一法兰27上开设有容放下突出部32的容纳槽33，注水管道13靠近储水皮囊16的一侧设置有凸缘31，注水管道13通过凸缘31与第二法兰28的顶部相连接，第二法兰28的顶部设置有多个封闭垫圈30。

通过这样的设置，可以通过第一法兰27和第二法兰28将注水管道13与储水皮囊16的底部开口进行连通，通过设置多个封闭垫圈30，且多个封闭垫圈30在多个紧固螺栓29的压紧作用下，可以确保注水管道13与储水皮囊16的底部开口完全密封，避免由于储水皮囊16内部压力过大而导致液体泄漏，从而有效保证了储水皮囊16使用的耐久性和稳定性。

请参阅图7-图9，压力平衡罐6的顶部设置有内封闭套管24，储水皮囊16的顶部贯穿内封闭套管24，储水皮囊16的顶部设置有上突出部20，内封闭套管24的外部开设有内螺纹部25，内封闭套管24通过内螺纹部25螺纹连接有外封闭套管22，外封闭套管22的外部开设有外螺纹部23，外封闭套管22通过外螺纹部23螺纹连接有封闭盖18，封闭盖18的内部开设有密封槽21，密封槽21与储水皮囊16顶部的上突出部20紧密配合，外封闭套管22与内封闭套管24之间设置有柔性密封垫圈26，封闭盖18外边缘设置有多个拆装倒角19，通过设置内封闭套管24、外封闭套管22、柔性密封垫圈26以及封闭盖18的多层密封和连接结构，能够确保压力平衡罐6以及储水皮囊16的密封性，确保二者不会由于压力过高而发生漏气和漏液现象，确保本装置使用时的稳定性。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其它变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种包覆碳化炉的保护气气罐装置，包括稳定支架（1），其特征在于，还包括有设置在稳定支架（1）上的第一储气罐（2）和第二储气罐（3），所述第一储气罐（2）和第二储气罐（3）之间通过导通管道（7）相连通，所述导通管道（7）上连通设置有出气管道（8），所述出气管道（8）远离导通管道（7）的一端设置有恒压排气阀（9）；

压力平衡组件，所述压力平衡组件设置在所述稳定支架（1）上，所述压力平衡组件包括有压力平衡罐（6）、设置在所述压力平衡罐（6）内部的储水皮囊（16）以及注水组件，所述压力平衡罐（6）与储水皮囊（16）之间形成一个压力空腔，且第一储气罐（2）和第二储气罐（3）均通过一个平衡导气管（10）与压力空腔相连通，所述注水组件用于向储水皮囊（16）内注入液体，并通过改变压力空腔容积来对第一储气罐（2）和第二储气罐（3）内的压力进行调节。

2.根据权利要求1所述的一种包覆碳化炉的保护气气罐装置，其特征在于，所述第一储气罐（2）和第二储气罐（3）均与一个进气管道（35）相连通，所述压力空腔内设置有压力传感器（36）。

3.根据权利要求1所述的一种包覆碳化炉的保护气气罐装置，其特征在于，所述稳定支架（1）的顶部设置有横梁（4），所述横梁（4）上设置有双层支架（5），所述压力平衡罐（6）设置在所述双层支架（5）的上层。

4.根据权利要求2所述的一种包覆碳化炉的保护气气罐装置，其特征在于，所述第一储气罐（2）和第二储气罐（3）与导通管道（7）的连接处均设置有第一电磁阀（15），两个所述平衡导气管（10）内均设置有第二电磁阀（17）。

5.根据权利要求3所述的一种包覆碳化炉的保护气气罐装置，其特征在于，所述注水组件包括有双向泵（12）以及储水罐（11），所述双向泵（12）以及储水罐（11）均设置在所述双层支架（5）的下层，所述双向泵（12）的第一端口通过抽水管道（14）与所述储水罐（11）相连通，所述双向泵（12）的第二端口通过注水管道（13）与所述储水皮囊（16）的底部开口相连通。

6.根据权利要求1所述的一种包覆碳化炉的保护气气罐装置，其特征在于：所述稳定支架（1）顶部的四角均设置有悬吊支点（34）。

7.根据权利要求5所述的一种包覆碳化炉的保护气气罐装置，其特征在于：所述压力平衡罐（6）的底部设置有第一法兰（27），所述第一法兰（27）的底部通过多个紧固螺栓（29）安装连接有第二法兰（28），所述储水皮囊（16）的底部开口处设置有下突出部（32），所述第一法兰（27）上开设有容放下突出部（32）的容纳槽（33）。

8.根据权利要求7所述的一种包覆碳化炉的保护气气罐装置，其特征在于：所述注水管道（13）靠近所述储水皮囊（16）的一侧设置有凸缘（31），所述注水管道（13）通过所述凸缘（31）与所述第二法兰（28）的顶部相连接，所述第二法兰（28）的顶部设置有多个封闭垫圈（30）。

9.根据权利要求1所述的一种包覆碳化炉的保护气气罐装置，其特征在于：所述压力平衡罐（6）的顶部设置有内封闭套管（24），所述储水皮囊（16）的顶部贯穿所述内封闭套管（24），所述储水皮囊（16）的顶部设置有上突出部（20），所述内封闭套管（24）的外部开设有内螺纹部（25），所述内封闭套管（24）通过所述内螺纹部（25）螺纹连接有外封闭套管（22），所述外封闭套管（22）的外部开设有外螺纹部（23），所述外封闭套管（22）通过所述外螺纹部（23）螺纹连接有封闭盖（18），所述封闭盖（18）的内部开设有密封槽（21），所述密封槽（21）与所述储水皮囊（16）顶部的上突出部（20）紧密配合，所述外封闭套管（22）与内封闭套管（24）之间设置有柔性密封垫圈（26），所述封闭盖（18）外边缘设置有多个拆装倒角（19）。