CN207932096U - 下料头及具有该下料头的自动装钵机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种下料头及具有该下料头的自动装钵机，下料头包括下料头本体，下料头本体具有导料腔以及与导料腔相通的进料口，下料头本体的一端具有若干与导料腔相通的出料口，所有出料口位于下料头本体上的同一固定平面上，若干出料口绕一垂直于固定平面的固定轴线均匀间隔布置，导料腔内设有用于将导料腔中物料导流至各出料口的导料圆锥，导料圆锥的轴线与固定轴线重合。自动装钵机包括下料装置、固定装置和由三维空间位移驱动装置驱动的装料输送线，下料装置采用上述下料头。本实用新型具有出料均匀、利于提高装钵效率和装钵质量等优点。

Description

下料头及具有该下料头的自动装钵机

技术领域

本实用新型涉及粉体装钵设备技术领域，具体涉及一种下料头及具有该下料头的自动装钵机。

背景技术

在生产锂离子电池正极材料等粉体材料的过程中，需将待烧结的物料先装入匣钵，随后在窑炉内进行高温烧结。为保证物料烧结后的一致性，对装钵量、物料装钵的松装密度以及匣钵内物料表面平整度都需要进行精确控制。

现有装钵设备都是采用振动器或者压平机构来使匣钵内物料表面保持平整。然而，对于有松装密度要求的物料，采用振动器或者压平机构进行整平会挤出粉料间的空气，提高物料的密度，不能满足产品质量管控要求，并且对于流动性差的物料，振动摇匀也难以实现物料表面的平整度要求。同时，现有装钵机对物料进行装钵和表面整平是分两个工序分别进行，存在效率低、设备结构复杂、占用空间大、调试难度大、成本高的问题。此外，为控制装钵量，现有装钵设备都是采用下料装置将物料以掉落形式直接加入到匣钵中，通过承载匣钵的称重组件进行称重以控制装钵量，为保证称重的精准性，需要控制物料的下料速度，且需要将匣钵固定到位后才能进行下料和称重，这会大大影响装钵效率。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种出料均匀、利于提高装钵效率和装钵质量的下料头，还相应提供一种具有该下料头的自动装钵机。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种下料头，包括下料头本体，所述下料头本体具有导料腔以及与导料腔相通的进料口，所述下料头本体的一端具有若干与导料腔相通的出料口，所有出料口位于下料头本体上的同一固定平面上，若干出料口绕一垂直于所述固定平面的固定轴线均匀间隔布置，所述导料腔内设有用于将导料腔中物料导流至各出料口的导料圆锥，所述导料圆锥的轴线与所述固定轴线重合。

上述的下料头，优选的，所述导料腔为一锥形腔，所述锥形腔的轴线与所述固定轴线重合，且锥形腔的横截面沿靠近出料口的方向逐渐减小。

上述的下料头，优选的，所述导料圆锥的锥角为30～40°，所述锥形腔的锥角为15～20°。

上述的下料头，优选的，所述下料头本体连接有若干向外延伸的管状部，若干管状部绕所述固定轴线间隔布置，每个管状部的延伸端开口为一个出料口，各管状部的壁厚小于0.2cm，所有出料口的开口面积之和为10～15cm²。

上述的下料头，优选的，所述下料头本体共连接有四个所述管状部。

一种自动装钵机，包括机架和用于承载输送匣钵的装料输送线，所述装料输送线上设有能松开或固定匣钵的固定装置，所述装料输送线通过一三维空间位移驱动装置安装在机架上并能由三维空间位移驱动装置驱动水平和竖直平移运动，所述机架上安装有用于与装料输送线输入端对接的进钵输送线和用于与装料输送线输出端对接的出钵输送线，所述装料输送线的上方安装有依靠物料自重作用进行下料的下料装置，所述下料装置具有能伸入匣钵中的下料头，所述下料头为上述的下料头，各出料口所在的所述固定平面位于下料头的下端且与水平面平行。

上述的自动装钵机，优选的，所述机架上安装有在下料头伸入匣钵时遮盖匣钵上端开口的盖板；所述装料输送线、三维空间位移驱动装置和和盖板安装在一密封箱壳内，所述密封箱壳设有用于供装料输送线分别与进钵输送线和出钵输送线对接的两个进出口，所述自动装钵机还设有与所述密封箱壳相连的吸尘组件。

上述的自动装钵机，优选的，所述三维空间位移驱动装置包括沿水平方向滑动安装在机架上的第一水平滑台、沿与第一水平滑台滑动方向垂直的水平方向滑动安装在第一水平滑台上的第二水平滑台以及沿竖直方向滑动安装在第二水平滑台上的升降平台，所述第一水平滑台连接有第一滑移驱动机构，所述第二水平滑台连接有第二滑移驱动机构，所述升降平台连接有升降驱动机构，所述装料输送线安装在升降平台上。

上述的自动装钵机，优选的，所述下料装置包括通过称重机构固定安装在机架上的中间称重斗以及用于将物料加入中间称重斗的物料输送装置，所述下料头连接于中间称重斗上，且下料头的进料口与中间称重斗的底部出口连通，所述中间称重斗的底部出口还设有通断控制阀。

一种上述自动装钵机的装钵方法，包括以下步骤：

（A）三维空间位移驱动装置驱使装料输送线与进钵输送线对接，进钵输送线将空的匣钵输送到装料输送线上，由装料输送线上的固定装置将匣钵固定；

（B）三维空间位移驱动装置驱使装料输送线上升运动至使下料头伸入匣钵中，并且下料头的出料口与匣钵的底面之间的间距达到预设值；

（C）使下料装置中设定量的物料在自重作用下装入匣钵，且从物料开始装入到物料装料完成依次分为一个以上装料过程，第一个装料过程为在出料口与匣钵底面之间的竖向间距为所述预设值情况下，三维空间位移驱动装置驱使装料输送线带着匣钵相对于下料头水平移动，使所有出料口相对于匣钵的运动轨迹之和至少覆盖一次最大下料可覆盖面，所述最大下料可覆盖面为下料头在匣钵内水平移动时所有出料口能够覆盖的最大面积；后续每一个装料过程是在前一个装料过程完成后，三维空间位移驱动装置先驱使装料输送线下降，使各出料口与匣钵底面之间的竖向间距大于前一个装料过程中出料口与匣钵底面之间的竖向间距，然后三维空间位移驱动装置驱使装料输送线在水平面内平移运动，使所有出料口相对于匣钵的运动轨迹之和至少覆盖一次所述最大下料可覆盖面，直至所有装料过程结束后刚好将物料全部装入匣钵；

（D）物料装钵完成后，固定装置松开匣钵，三维空间位移驱动装置驱使装料输送线与出钵输送线对接，装料输送线将装入物料的匣钵输送到出钵输送线上。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型的下料头可安装在相配套的物料装钵设备上实现同步进行物料的装料和整平，安装后使出料口所在固定平面与水平面平行且位于下料头本体下端，由物料装钵设备驱动下料头本体伸入位于下方的匣钵，再将物料以自重落料方式进行下料，在下料过程中使下料头本体相对于匣钵在水平面内运动，即可实现同步进行装料和整平。由于出料口位于下料头本体与水平面平行的下端的固定平面上，装入匣钵中的物料高度会与出料口的高度平齐，可保证转入匣钵内的物料上表面位于同一水平面内，并且由于物料装料和整平是同步进行的，下料头不会对物料形成压实作用，不会影响物料的松装密度，进而保证后续烧结质量。同时，设置多个出料口，在相同下料速度的情况下，各出料口的开口面积小，由于在物料结束时出料口内可能存在一定量的物料堆积，而下料头设置多个出料口，每个出料口的开口面积都相应减小，在物料下料结束时堆积在各出料口内的物料堆积量少，物料堆积高度也小，利于提高装钵后物料的平整度。此外，在导料腔内设置导料圆锥，在输出物料尤其是依靠物料自重作用输出物料时，该导料圆锥可均匀的将物料导流至各出料口，能够保证各出料口出料的均匀性，提高下料后匣钵中物料表面的平整性，进而提高后续烧结产品的品质和一致性，便于品质管控。该下料头尤其适用于流动性差的粉料的下料和装钵。

附图说明

图1为下料头的立体结构示意图。

图2为下料头的主视结构示意图。

图3为下料头的俯视结构示意图。

图4为下料头的剖视结构示意图。

图5为自动装钵机的主视结构示意图。

图6为下料头装料时的局部剖视结构示意图。

图例说明：

1、机架；2、装料输送线；21、固定装置；3、三维空间位移驱动装置；31、第一水平滑台；32、第二水平滑台；33、升降平台；34、第一滑移驱动机构；35、第二滑移驱动机构；36、升降驱动机构；4、下料装置；40、下料头；400、下料头本体；401、出料口；402、导料腔；403、进料口；404、导料圆锥；405、管状部；41、中间称重斗；42、物料输送装置；43、通断控制阀；5、进钵输送线；6、出钵输送线；7、盖板；8、密封箱壳；81、进出口；9、吸尘组件；100、匣钵；101、装料腔。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

如图1至图4所示，本实施例的下料头，包括下料头本体400，下料头本体400具有导料腔402以及与导料腔402相通的进料口403，下料头本体400的一端具有若干与导料腔402相通的用于输出物料的出料口401，所有出料口401位于下料头本体400上的同一固定平面上，若干出料口401绕一垂直于固定平面的固定轴线均匀间隔布置，导料腔402内设有用于将导料腔402中物料导流至各出料口401的导料圆锥404，导料圆锥404的轴线与固定轴线重合，导料圆锥404的横截面积沿靠近出料口401的方向逐渐增大。该下料头可安装在相配套的物料装钵设备上实现同步进行物料的装料和整平，安装后使出料口401所在固定平面与水平面平行且位于下料头本体400下端，由物料装钵设备驱动下料头本体400伸入位于下方的匣钵100，再将物料以自重落料方式进行下料，在下料过程中使下料头本体400相对于匣钵100在水平面内运动，即可实现同步进行装料和整平。由于出料口401位于下料头本体400与水平面平行的下端的固定平面上，装入匣钵100中的物料高度会与出料口401的高度平齐，可保证转入匣钵100内的物料上表面位于同一水平面内，并且由于物料装料和整平是同步进行的，下料头40不会对物料形成压实作用，不会影响物料的松装密度，进而保证后续烧结质量。同时，设置多个出料口401，在相同下料速度的情况下，各出料口401的开口面积小，由于在物料结束时出料口401内可能存在一定量的物料堆积，而下料头40设置多个出料口401，每个出料口401的开口面积都相应减小，在物料下料结束时堆积在各出料口401内的物料堆积量少，物料堆积高度也小，利于提高装钵后物料的平整度。此外，在导料腔402内设置导料圆锥404，在输出物料尤其是依靠物料自重作用输出物料时，该导料圆锥404可均匀的将物料导流至各出料口401，能够保证各出料口401出料的均匀性，提高下料后匣钵100中物料表面的平整性，进而提高后续烧结产品的品质和一致性，便于品质管控。该下料头尤其适用于流动性差的粉料的下料和装钵。

本实施例中，导料腔402为一锥形腔，锥形腔的轴线与固定轴线重合，且锥形腔的横截面沿靠近出料口401的方向逐渐减小。导料腔402内壁与导料圆锥404表面均向出料口401中心轴线倾斜延伸，使物料在自重作用下料时不会出现断开，利于保证物料下料的连续性，且能减少导料腔402中物料对已装入匣钵100中物料的压实作用。优选的，导料圆锥404的锥角为30~40°，锥形腔的锥角为15~20°，经实践验证，上述形式的导料圆锥404和锥形腔组合能够使下料的顺畅性及均匀性达到最佳。

本实施例中，下料头本体400连接有若干向外延伸的管状部405，若干管状部405绕固定轴线间隔布置，每个管状部405的延伸端开口为一个出料口401，各管状部405的壁厚小于0.2cm，所有出料口401的开口面积之和为10~15cm²。采用管状部405的形式，且管状部405的壁厚小于0.2cm，管状部405贴合匣钵100的内壁时，出料口401边缘与匣钵100内壁之间的距离为管状部405的壁厚（小于0.2cm），在该间距范围下，从出料口401流出的物料能够较好的填满出料口401边缘与匣钵100内壁之间的区域，使该区域内的物料高度基本与出料口401的高度一致，避免在该区域出现过深的凹陷，这样可提高装钵后匣钵100内物料表面的整体平整度。

本实施例中，下料头本体400共连接有四个管状部405，也即共具有四个出料口401，该数量的出料口401使物料在自重作用下下料时的流动效果最佳，且四个管状部405绕固定轴线均匀间隔布置能够更好的适应矩形的匣钵100，使出料口401能够更好的覆盖匣钵100。优选的，各管状部405为圆管，各出料口401的中心轴线到固定轴线的直线距离与出料口401的直径相等，进一步利于四个出料口401覆盖匣钵100。

如图5和图6所示，一种自动装钵机，包括机架1和用于承载输送匣钵100的装料输送线2，装料输送线2上设有能松开或固定匣钵100的固定装置21，装料输送线2通过一三维空间位移驱动装置3安装在机架1上，三维空间位移驱动装置3能驱动装料输送线2水平和竖直平移运动，机架1上安装有用于与装料输送线2输入端对接的进钵输送线5和用于与装料输送线2输出端对接的出钵输送线6，装料输送线2的上方机架1上安装有依靠物料自重作用进行下料的下料装置4，下料装置4具有能伸入匣钵100中的下料头40，该下料头40为本实施例所述的下料头，各出料口401所在的固定平面位于下料头40的下端且与水平面平行。

该自动装钵机工作时，可由进钵输送线5将空的匣钵100输送至装料输送线2，通过固定装置21将匣钵100固定后，由三维空间位移驱动装置3驱使装料输送线2及其上的匣钵100上升至预设高度，再使下料装置4中物料在自重作用下落入匣钵100，在下料过程中配合驱使匣钵100相对于下料头40在水平面内平移运动，可实现同步进行物料的装料和整平。由于所有出料口401位于下料头40的水平下端面上，且物料是在自重作用下掉落下料，装入匣钵100中的物料高度会与出料口401的高度平齐，可保证转入匣钵100内的物料上表面位于同一水平面内，并且由于物料装料和整平是同步进行的，下料头40不会对物料形成压实作用，不会影响物料的松装密度，进而保证后续烧结质量。该自动装钵机能够实现在同一工位自动完成物料的装钵和整平，其具有结构简单紧凑、装钵效率高、运行成本低、装钵质量好的优点。此外，该自动装钵机将作为运动机构的三维空间位移驱动装置3安装在下料装置4的下方，可避免运动部件因磨损等原因而导致杂物落到匣钵100中。

本实施例中，机架1上安装有盖板7，盖板7在下料头40伸入匣钵100时遮盖匣钵100上端开口，能够减少粉尘逸散，从而降低对环境的污染以及减少物料的浪费。优选的，盖板7与出料口401的竖向间距小于等于匣钵100的装料腔101的深度，使下料头40的出料口401能够在匣钵100内的不同高度下料，并能最大化的防止粉尘逸散。装料输送线2、三维空间位移驱动装置3和和盖板7安装在一密封箱壳8内，密封箱壳8设有用于供装料输送线2分别与进钵输送线5和出钵输送线6对接的两个进出口81，同时自动装钵机还设有与密封箱壳8相连的吸尘组件9，通过吸尘组件9将密封箱壳8内粉尘吸出，这样能够更好的防止粉尘逸散到外部环境中，避免污染环境。上述吸尘组件9可采用现有的吸尘设备。

本实施例中，三维空间位移驱动装置3包括沿水平方向滑动安装在机架1上的第一水平滑台31、沿与第一水平滑台31滑动方向垂直的水平方向滑动安装在第一水平滑台31上的第二水平滑台32以及沿竖直方向滑动安装在第二水平滑台32上的升降平台33，第一水平滑台31连接有第一滑移驱动机构34，第二水平滑台32连接有第二滑移驱动机构35，升降平台33连接有升降驱动机构36，装料输送线2安装在升降平台33上。驱使第一水平滑台31、第二水平滑台32和升降平台33相应运动，可实现装料输送线2水平和竖直平移运动，进而可带着匣钵100运动至不同高度并在不同高度的水平面内平移运动。该三维空间位移驱动装置3的结构简单、制作维护方便、易于控制。优选的，上述第一滑移驱动机构34、第二滑移驱动机构35和升降驱动机构36均采用旋转驱动件与丝杆机构的组合，其精度和稳定性好，能够保证下料精度，提高装钵质量。

本实施例中，下料装置4包括通过称重机构固定安装在机架1上的中间称重斗41以及用于将物料加入中间称重斗41的物料输送装置42，下料头40连接于中间称重斗41上，且下料头40的进料口403与中间称重斗41的底部出口连通，中间称重斗41的底部出口还设有通断控制阀43。该下料装置4能够在匣钵100送出和送入装料输送线2的时间段内预先称量好物料，再在下料时将称量好的物料一次装入匣钵100，利于提高物料称量精度、提高工序的紧凑性，从而提高装钵质量和装钵效率。

本实施例中，进钵输送线5、装料输送线2和出钵输送线6采用辊式输送机构，均包括沿输送方向依次间隔安装的多个输送辊以及驱动输送辊转动的驱动机构。固定装置21包括安装在装料输送线2上的两个能相对运动夹持匣钵100或者相背运动松开匣钵100的夹爪以及驱动两个夹爪升降运动的升降机构，夹爪可采用现有气动夹爪。升降机构驱动两个夹爪上升，然后两个夹爪相对运动即可夹持固定匣钵100；两个夹爪相背运动脱离匣钵100，然后升降机构驱动两个夹爪下降，即可将匣钵100松开。在其他实施例中，进钵输送线5、装料输送线2和出钵输送线6也可采用带式输送机构等其他形式的输送机构。固定装置21也可采用现有其他形式的可松开或固定匣钵100的装置。

一种上述自动装钵机的装钵方法，包括以下步骤：

（A）三维空间位移驱动装置3驱使装料输送线2与进钵输送线5对接，进钵输送线5将空的匣钵100输送到装料输送线2上，由装料输送线2上的固定装置21将匣钵100固定；

（B）三维空间位移驱动装置3驱使装料输送线2上升运动至使下料头40伸入匣钵100中，并且下料头40的出料口401与匣钵100的底面之间的间距达到预设值；

（C）使下料装置4中设定量的物料在自重作用下装入匣钵100，且从物料开始装入到物料装料完成依次分为两个以上装料过程，第一个装料过程为在出料口401与匣钵100底面之间的竖向间距为预设值情况下，三维空间位移驱动装置3驱使装料输送线2带着匣钵100相对于下料头40水平移动，使所有出料口401相对于匣钵100的运动轨迹之和至少覆盖一次最大下料可覆盖面，该最大下料可覆盖面为下料头40在匣钵100内水平移动时所有出料口401的运动轨迹能够覆盖的最大面积；后续每一个装料过程是在前一个装料过程完成后，三维空间位移驱动装置3先驱使装料输送线2下降，使各出料口401与匣钵100底面之间的竖向间距大于前一个装料过程中出料口401与匣钵100底面之间的竖向间距，然后三维空间位移驱动装置3驱使装料输送线2在水平面内平移运动，使所有出料口401相对于匣钵100的运动轨迹之和至少覆盖一次最大下料可覆盖面，也即后一个装料过程是在前一个装料过程装入的物料上方再装一层物料，直至所有装料过程结束后刚好将物料全部装入匣钵100；

（D）物料装钵完成后，固定装置21松开匣钵100，三维空间位移驱动装置3驱使装料输送线2与出钵输送线6对接，装料输送线2将装入物料的匣钵100输送到出钵输送线6上，由出钵输送线6输出或输送至下一工位。

上述装钵方法可实现同步进行物料的装料和整平，可保证转入匣钵100内的物料上表面位于同一水平面内，不会对物料形成压实作用，不会影响物料的松装密度，进而保证后续烧结质量。同时，从物料开始装入到物料装料完成依次分为两个以上装料过程，也即物料是分多层逐层装入匣钵100的，这样后一次装料过程装入物料时，能够对前一次装料过程中产生的出料口401边缘与匣钵100内壁之间的凹陷区域进行补充物料，从而在最终完成装料后大大减少靠近匣钵100内壁的凹陷区域的深度，进一步提高装钵后匣钵100内物料表面的整体平整度。该装钵方法的步骤简单、易于控制、装钵效率高。在其他实施例中，从物料开始装入到物料装料完成也可仅为一个装料过程。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例。对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型技术构思前提下所得到的改进和变换也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种下料头，其特征在于：包括下料头本体（400），所述下料头本体（400）具有导料腔（402）以及与导料腔（402）相通的进料口（403），所述下料头本体（400）的一端具有若干与导料腔（402）相通的出料口（401），所有出料口（401）位于下料头本体（400）上的同一固定平面上，若干出料口（401）绕一垂直于所述固定平面的固定轴线均匀间隔布置，所述导料腔（402）内设有用于将导料腔（402）中物料导流至各出料口（401）的导料圆锥（404），所述导料圆锥（404）的轴线与所述固定轴线重合。

2.根据权利要求1所述的下料头，其特征在于：所述导料腔（402）为一锥形腔，所述锥形腔的轴线与所述固定轴线重合，且锥形腔的横截面沿靠近出料口（401）的方向逐渐减小。

3.根据权利要求2所述的下料头，其特征在于：所述导料圆锥（404）的锥角为30~40°，所述锥形腔的锥角为15~20°。

4.根据权利要求1所述的下料头，其特征在于：所述下料头本体（400）连接有若干向外延伸的管状部（405），若干管状部（405）绕所述固定轴线间隔布置，每个管状部（405）的延伸端开口为一个出料口（401），各管状部（405）的壁厚小于0.2cm，所有出料口（401）的开口面积之和为10~15cm²。

5.根据权利要求4所述的下料头，其特征在于：所述下料头本体（400）共连接有四个所述管状部（405）。

6.一种自动装钵机，其特征在于：包括机架（1）和用于承载输送匣钵（100）的装料输送线（2），所述装料输送线（2）上设有能松开或固定匣钵（100）的固定装置（21），所述装料输送线（2）通过一三维空间位移驱动装置（3）安装在机架（1）上并能由三维空间位移驱动装置（3）驱动水平和竖直平移运动，所述机架（1）上安装有用于与装料输送线（2）输入端对接的进钵输送线（5）和用于与装料输送线（2）输出端对接的出钵输送线（6），所述装料输送线（2）的上方安装有依靠物料自重作用进行下料的下料装置（4），所述下料装置（4）具有能伸入匣钵（100）中的下料头（40），所述下料头（40）为权利要求1~5中任一项所述的下料头，各出料口（401）所在的所述固定平面位于下料头（40）的下端且与水平面平行。

7.根据权利要求6所述的自动装钵机，其特征在于：所述机架（1）上安装有在下料头（40）伸入匣钵（100）时遮盖匣钵（100）上端开口的盖板（7）；所述装料输送线（2）、三维空间位移驱动装置（3）和盖板（7）安装在一密封箱壳（8）内，所述密封箱壳（8）设有用于供装料输送线（2）分别与进钵输送线（5）和出钵输送线（6）对接的两个进出口（81），所述自动装钵机还设有与所述密封箱壳（8）相连的吸尘组件（9）。

8.根据权利要求6所述的自动装钵机，其特征在于：所述三维空间位移驱动装置（3）包括沿水平方向滑动安装在机架（1）上的第一水平滑台（31）、沿与第一水平滑台（31）滑动方向垂直的水平方向滑动安装在第一水平滑台（31）上的第二水平滑台（32）以及沿竖直方向滑动安装在第二水平滑台（32）上的升降平台（33），所述第一水平滑台（31）连接有第一滑移驱动机构（34），所述第二水平滑台（32）连接有第二滑移驱动机构（35），所述升降平台（33）连接有升降驱动机构（36），所述装料输送线（2）安装在升降平台（33）上。

9.根据权利要求6所述的自动装钵机，其特征在于：所述下料装置（4）包括通过称重机构固定安装在机架（1）上的中间称重斗（41）以及用于将物料加入中间称重斗（41）的物料输送装置（42），所述下料头（40）连接于中间称重斗（41）上，且下料头（40）的进料口（403）与中间称重斗（41）的底部出口连通，所述中间称重斗（41）的底部出口还设有通断控制阀（43）。