CN209726676U - 一种固体接触传热的烘烤装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种固体接触传热的烘烤装置，包括烘烤箱体、温度控制模块以及至少一个能够导热的夹具单元，烘烤箱体内部设置有内腔，夹具单元设置在内腔中并且用于夹持待烘烤物品，温度控制模块与夹具单元连接，温度控制模块、夹具单元以及待烘烤物品之间以固体接触的方式实现热量传导，从而温度控制模块能够对待烘烤物品加热和/或降温；本设计直接采用固体接触热量传导的对待烘烤物品加热的方式，加热速率相较于对流式空气加热更快，同时减少能耗，无论是加热时间还是降温时间，都能够缩短，从而提高生产效率。

Description

一种固体接触传热的烘烤装置

技术领域

本实用新型涉及烘烤领域，特别是一种烘烤装置。

背景技术

现有的烘烤装置，尤其是用于对锂离子电池进行烘烤干燥的烘烤装置，主要为高温真空烘烤箱，即在烘烤过程中保持真空，同时对烤箱内部施加对流式气体进行加热，达到去除水分的目的，此处采用的对流式气体加热的方式，一般来说，加热烘烤时间在12-36h左右，同时加热效果并不理想，要使流动的气体上升到一定的温度，需要的能耗成本高，由于烘烤需求的温度较高(一般温度在85℃以上)，在温度较高时取出电芯物料又容易造成电芯吸水而导致烘烤效果大打折扣，因此必须待电芯物料完全冷却之后才能取出，但是烘烤后的降温过程持续时间较长，电芯烘烤后降至常温的时间一般需要1-2h，烘箱的降温时间过长又直接延长了锂离子电池的生产周期，影响了生产效率。

由此可见，此类使用对流式空气加热的烘烤装置始终不能满足现今产业的需求，不单止是应用于锂离子电池烘烤的烤箱中，对其他其他产品的烘烤处理中也会遇到相应的问题。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种利用固体接触来热量传导，实现快速加热和降温的烘烤装置。

本实用新型采用的技术方案是：

一种固体接触传热的烘烤装置，包括：

烘烤箱体，烘烤箱体内部设置有内腔；

温度控制模块以及至少一个能够导热的夹具单元，夹具单元设置在内腔中并且用于夹持待烘烤物品，温度控制模块与夹具单元连接，温度控制模块、夹具单元以及待烘烤物品之间以固体接触的方式实现热量传导，从而温度控制模块能够对待烘烤物品加热和/或降温。

还包括真空干燥模块，真空干燥模块与内腔连通以对待烘烤物品进行真空干燥处理。

所述真空干燥模块包括抽真空部件以及惰性气体输出部件，该抽真空部件与内腔连通以能够抽取内腔的空气；该惰性气体输出部件与内腔连通以能够往内腔充入惰性气体。

所述夹具单元包括导热底板、至少一个动夹、至少一个与动夹配对的定夹以及夹持驱动部件，该定夹与夹持驱动部件设置在导热底板上，导热底板能够对动夹和/或定夹加热，动夹与定夹之间存在能够容置待烘烤物品的空间，夹持驱动部件与动夹连接并且能够驱使动夹朝向定夹移动以夹持待烘烤物品。

所述夹具单元还包括能够驱使待烘烤物品相对于导热底板上下移动的高度调节部件。

所述高度调节部件包括定位座、插销孔组以及定位销，插销孔组包括若干个从上至下依次排布的插销孔，插销孔组设置在定夹上，定位销设置在定位座上，定位座能够与待烘烤物品接触以带动待烘烤物品移动。

还包括至少一层导热层板，温度控制模块与导热层板导热连接，所述导热底板可拆卸地设置在导热层板上并与导热层板导热接触。

所述导热层板上设置有锁紧部件，所述锁紧部件能够抵压在导热底板上以使导热底板紧贴并固定在导热层板上。

所述导热层板上设置有至少一个置物凹槽，所述导热底板能够安置于置物凹槽上。

还包括温度检测部件，温度检测部件用于检测导热层板的温度并反馈调节温度控制模块运行。

本实用新型的有益效果：

本实用新型烘烤装置，在烘烤箱体的内腔中，通过夹具单元固定待烘烤物品，温度控制模块、夹具单元以及待烘烤物品之间一直保持着固体接触，从而能够实现热量传导，温度控制模块通过夹具单元的传导作用能够对待烘烤物品加热或者降温，本设计直接采用固体接触热量传导的对待烘烤物品加热的方式，加热速率相较于对流式空气加热更快，同时减少能耗，无论是加热时间还是降温时间，都能够缩短，从而提高生产效率。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步的说明。

图1是本实用新型烘烤装置的立体示意图。

图2是本实用新型烘烤装置的原理结构示意图。

图3是本实用新型烘烤装置的的正视图。

图4是本实用新型烘烤装置的夹具单元的结构示意图。

图5是本实用新型烘烤装置的局部A的放大示意图。

图6是本实用新型烘烤装置的局部B的放大示意图。

具体实施方式

如图1-图6所示，本设计烘烤装置，包括烘烤箱体1，其中，烘烤箱体1可以内部设置有内腔11，烘烤箱体1包括壳体12与箱门，箱门13可通过转动或者平移的方式相对壳体12运动以打开内腔11，壳体1底部还设置有便于移动烘烤装置的滚轮部件13，或者是包括可以容纳烘烤箱体1的烘烤室，烘烤箱体1为一置物骨架，滚轮部件13设置在置物骨架上，烘烤室可进行真空干燥；

温度控制模块2以及至少一个能够导热的夹具单元3，夹具单元3设置在内腔11中并且用于夹持待烘烤物品，温度控制模块2与夹具单元3连接，温度控制模块2、夹具单元3以及待烘烤物品之间以固体接触的方式实现热量传导，从而温度控制模块2能够对待烘烤物品加热和/或降温。

此处的待烘烤物品可以是电池电芯等等，在烘烤箱体1的内腔11中，通过夹具单元3固定待烘烤物品，温度控制模块2、夹具单元3以及待烘烤物品之间一直保持着固体接触，从而能够实现热量传导，温度控制模块2通过夹具单元3的传导作用能够对待烘烤物品加热或者降温，本设计直接采用固体接触热量传导的对待烘烤物品加热的方式，加热速率相较于对流式空气加热更快，同时减少能耗，无论是加热时间还是降温时间，都能够缩短，从而提高生产效率。

在烘烤箱体1的内部结构中，为了能够一次性都对多个待烘烤物品进行烘烤，在内腔11中设置有至少一层导热层板4，此处导热层板4可从上至下设置有若干层，也可以从左至右设置有若干层，此处导热层板4的层数可以是一层、两层甚至五层、六层，而内腔11中也相应地设置有能够活动连接导热层板4的骨架。

温度控制模块2与导热层板4导热连接，在导热层板4上可以安置有若干个夹具单元3，夹具单元3与导热层板4固体接触导热。

本设计的夹具单元3有多种实现方式，例如夹具单元包括相互铰接的第一夹臂和第二夹壁，加装扭簧使第一夹臂和第二夹臂的夹持端相互靠近从而夹持待烘烤物品；

而作为优选实施例，如图1、图4所示，夹具单元3可以包括导热底板31、至少一个动夹32、至少一个与动夹32配对的定夹33以及夹持驱动部件34，该定夹33与夹持驱动部件34设置在导热底板31上，导热底板31能够对动夹32和/或定夹33加热，动夹32与定夹33之间存在能够容置待烘烤物品的空间，夹持驱动部件34与动夹32连接并且能够驱使动夹32朝向定夹33移动以夹持待烘烤物品，此处导热底板31与动夹32、定夹33均有接触，能够同时对其加热。

其中，动夹32、定夹33配合后的内侧形状可以为平面式的，适用于贴合方形电芯，也可以为圆形式的，适用于贴合圆柱电芯。

此处夹具单元3中的动夹32和定夹33可以以标准的行列式分布，每个动夹32对应一个定夹33，用于夹取一个待烘烤物品，而夹持驱动部件34则可以是一驱动杆配合弹性部件或者配合多级卡合部件，驱动杆可以与若干个动夹连接，一次性可以带动一行或者一列的动夹往对应的定夹靠近，此处的驱动方式可以是弹性部件进行靠近复位，也可以由人手通过多级卡合部件进行档位调节，从而调节动夹与定夹之间空间的多少，此处多级卡合部件可以在导热底板上沿进给方向设置若干个卡口，驱动杆上设置有卡扣，从而实现，或者通过滑轨以及扣件的配合，驱动杆能够在滑轨上移动，而移动到某个位置后，通过扣件与滑轨扣合固定，从而实现多级定位。

而为了便于在烘烤过后能够对待烘烤物品进行后续操作，导热底板31可拆卸地设置在导热层板4上并与导热层板4导热接触，从而能够股直接将夹具单元3连通待烘烤物品从导热层板4上拆卸下来。

而安装时，如图3、图5所示，导热层板4上设置有锁紧部件5，所述锁紧部件5能够抵压在导热底板31上以使导热底板31紧贴并固定在导热层板4上，在烘烤完成后则通过对锁紧部件5进行解锁来实现可拆卸的功能。

此处的锁紧部件5可以是螺钉、设置在导热层板4上的倒扣，而本设计优选实施例中，则在壳体12内腔11的骨架上设置有导轨以及压条，压条能够沿导轨移动，并且导轨上设置有卡扣或者卡口，对应的压条上设置有匹配的卡口或者卡扣，压条沿导轨移动到导热底板上并抵压导热底板，通过卡扣和卡口扣合，则使夹具单元固定在导热层板上。

而进一步地，导热层板4上设置有至少一个置物凹槽6，导热底板31能够安置于置物凹槽6上，从而配合锁紧部件5使得导热底板31陷在置物凹槽6上，进而从多个方位固定导热底板31，防止夹具单元3松动。

进一步地，夹具单元3还包括能够驱使待烘烤物品相对于导热底板31上下移动的高度调节部件7。

高度调节部件7包括定位座71、插销孔组72以及定位销(图中未视出)，插销孔组72包括若干个从上至下依次排布的插销孔，插销孔组72设置在定夹32上，定位销设置在定位座71上，定位座7能够与待烘烤物品接触以带动待烘烤物品移动，此处高度调节部件7还可以是伸缩杆，通过抵接待烘烤物品的底部，从而使其上升下降。

通过夹持驱动部件34，将作为待烘烤物品的电芯夹紧；以上提到的动夹、定夹、导热层板、导热底板均为高导热系数并且具有一定硬度的金属或非金属材料，例如铜以及铜合金、陶瓷等等，从而实现固体导热。

进一步地，如图2所示，在加热烘烤的过程中，还对待烘烤物品干燥，还包括真空干燥模块8，真空干燥模块8与内腔11连通以对待烘烤物品进行真空干燥处理，将内腔11形成真空环境，从而实现干燥。

真空干燥模块8包括抽真空部件81以及惰性气体输出部件82，该抽真空部件81与内腔11连通以能够抽取内腔11的空气；该惰性气体输出部件82与内腔11连通以能够往内腔11充入惰性气体。

抽真空部件82通过管道与内腔11连接，同样的，惰性气体输出部件82也通过管道与内腔连接。

在进行烘烤操作时，关闭箱门，开启真空干燥，抽真空部件81对内腔11进行抽真空处理，同时给加热信号到温度控制模块2对夹具单元3进行加热，最终对夹具单元3上的待烘烤物品进行加热烘烤，烘烤时间达到后，停止加热，输入降温信号到温度控制模块2，同样通过固体导热将待烘烤物品的温度降至室温，然后关闭抽真空部件81，开启惰性气体输出部件82往内腔中输出惰性气体，使得箱体内外气压达到平衡，此时才将箱门打开，取出夹具单元3，打开夹具单元2的锁紧部件5，为其解锁，从而取出所有的夹具单元3，对于待烘烤物品是电芯的，可以转至自动注液工序。

在箱体上还可设置有处理器以及均与处理器连接的操作面板以及界面显示屏，处理器可以由CPU或者MCU及其外围电路构成，处理器分别与抽真空部件、惰性气体输出部件以及温度控制模块连接。

还包括温度检测部件9，温度检测部件9用于检测导热层板的温度并反馈调节温度控制模块2运行，此处温度检测部件2可以是温度探头或者温敏电阻丝，检测导热层板的温度，间接检测出待烘烤物品的温度，反馈信息可以直接给到温度控制模块来调节温度，或者给到处理器，再控制温度控制模块2。

如图3、图6所示，温度控制模块2包括信号输入输出端、若干个温度控制线以及若干个温度实时监测线，温度控制线分别与各个导热层板连接以升温或者降温，温度实施监测线与温度检测部件连接，此处的温度控制模块可采用压缩机冷凝器和蒸发器配合换热管道实现快速加热以及冷却，并通过温度控制线控制各个导热层板的温度，升降温度速率极高，此处温度控制线材料为高导热系数的铜线，外面包裹一层绝缘耐高温的高分子材料。

而界面显示屏内容可包括：1.各个导热层板的温度设定值和实时监测值；2.真空度设定值和实时监测值；3.报警提示界面，并且在操作面板上设置有包括真空开关、卸压开关、复位开关、温度开关。

当待烘烤物品为电池电芯时，烘烤流程为：封装后的电芯可有序化、结构化的放置于夹具单元中，夹具单元可通过动夹和定夹施加一定的压力固定电芯，然后置入导热层板的置物凹槽，通过锁紧部件锁紧，使夹具单元的导热底板与导热层板紧密贴合，达到固体间迅速导热效果。内腔内可放置若干个导热层板，一个导热层板上可放置若干个夹具单元，夹具单元上可放置若干个锂离子电池电芯，将装满夹具单元的导热层板放入箱体内并连接好加热线路，通过温度控制模块对导热层板进行温度控制，进而对夹具单元的导热底板进行加热，导热底板将热量传递至定夹、动夹上，进而对电芯进行烘烤，烘烤同时进行抽真空干燥，烘烤后再通过温度控制模块对导热底板进行迅速降温，让电芯温度恢复至室温，打开夹具单元的卡扣装置，取出夹具单元，然后进行自动化注液。

本设计采用导热性能良好的材料对电芯进行固体导热、降温，对电芯的烘烤效果和烘烤效率有了大大的提升，同时也提高了后段工序的自动化程度。

相较传统的气体对流式导热效果更好，导热效率更高，能耗更低；

有利于提高烘烤-注液工序的生产效率，降低锂电池的生产周期和成本。

以上所述仅为本实用新型的优先实施方式，本实用新型并不限定于上述实施方式，只要以基本相同手段实现本实用新型目的的技术方案都属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种固体接触传热的烘烤装置，其特征在于,包括：

烘烤箱体，烘烤箱体内部设置有内腔；

温度控制模块以及至少一个能够导热的夹具单元，夹具单元设置在内腔中并且用于夹持待烘烤物品，温度控制模块与夹具单元连接，温度控制模块、夹具单元以及待烘烤物品之间以固体接触的方式实现热量传导，从而温度控制模块能够对待烘烤物品加热和/或降温。

2.根据权利要求1所述的一种固体接触传热的烘烤装置，其特征在于：还包括真空干燥模块，真空干燥模块与内腔连通以对待烘烤物品进行真空干燥处理。

3.根据权利要求2所述的一种固体接触传热的烘烤装置，其特征在于：所述真空干燥模块包括抽真空部件以及惰性气体输出部件，该抽真空部件与内腔连通以能够抽取内腔的空气；该惰性气体输出部件与内腔连通以能够往内腔充入惰性气体。

4.根据权利要求1所述的一种固体接触传热的烘烤装置，其特征在于：所述夹具单元包括导热底板、至少一个动夹、至少一个与动夹配对的定夹以及夹持驱动部件，该定夹与夹持驱动部件设置在导热底板上，导热底板能够对动夹和/或定夹加热，动夹与定夹之间存在能够容置待烘烤物品的空间，夹持驱动部件与动夹连接并且能够驱使动夹朝向定夹移动以夹持待烘烤物品。

5.根据权利要求4所述的一种固体接触传热的烘烤装置，其特征在于：所述夹具单元还包括能够驱使待烘烤物品相对于导热底板上下移动的高度调节部件。

6.根据权利要求5所述的一种固体接触传热的烘烤装置，其特征在于：所述高度调节部件包括定位座、插销孔组以及定位销，插销孔组包括若干个从上至下依次排布的插销孔，插销孔组设置在定夹上，定位销设置在定位座上，定位座能够与待烘烤物品接触以带动待烘烤物品移动。

7.根据权利要求4所述的一种固体接触传热的烘烤装置，其特征在于：还包括至少一层导热层板，温度控制模块与导热层板导热连接，所述导热底板可拆卸地设置在导热层板上并与导热层板导热接触。

8.根据权利要求7所述的一种固体接触传热的烘烤装置，其特征在于：所述导热层板上设置有锁紧部件，所述锁紧部件能够抵压在导热底板上以使导热底板紧贴并固定在导热层板上。

9.根据权利要求8所述的一种固体接触传热的烘烤装置，其特征在于：所述导热层板上设置有至少一个置物凹槽，所述导热底板能够安置于置物凹槽上。

10.根据权利要求7所述的一种固体接触传热的烘烤装置，其特征在于：还包括温度检测部件，温度检测部件用于检测导热层板的温度并反馈调节温度控制模块运行。