CN218142222U - 一种锂电池正负极粉体材料包装装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种锂电池正负极粉体材料包装装置，包括进料组件、下料组件和收料组件，所述下料组件包括下料管组件和用于控制下料管下料流量以及下料通断的阀体组件，进料组件、下料管组件、收料组件依次连通设置；该包装装置实现了整套包装系统流程的设计，设备投入成本低，也加强了微粉物料的收集以及包装上部掉落部件的收集，有利于保障包装质量，同时提高包装装载能力，具有高效、稳定、全自动等优点。

Description

一种锂电池正负极粉体材料包装装置

技术领域

本实用新型涉及锂电池制备技术领域，尤其涉及一种锂电池正负极粉体材料包装装置。

背景技术

为提升锂电池正负极材料的包装效率，降低包装辅材成本，使用吨包袋进行物料包装成为行业趋势。而吨包包装设备为提高包装效率通常依靠螺杆旋转来实现物料输送，为提高物料输送效率以及输送精度，常采用双螺杆推送方式。两根螺杆置于同根水平输送管内高速旋转，收尾阶段降速可高效推动物料输送。或采用一主一辅两根螺杆输送，主螺杆负责主要进料，当达到设定前阶目标重量时主螺杆停转，辅助螺杆启动少量供给至包装袋内控制包装精度。

采用螺杆输送物料的整个过程中都会使用到主螺杆或快速螺杆，螺杆转动速度快才能提高物料输送效率。而锂电池正负极材料粒径小且物料含水率通常低于500ppm，极其干燥的细粉存在较大的表面力易出现微团聚现象，在高速螺杆推送下团聚物料一旦出现输送堵塞卡顿，极有被螺杆片挤压的可能，进一步出现物料板结成块甚至含碳材料高温氧化导致物料失效，吨包包装过程中极难发现有板结块进入到袋内，从而影响电芯制程。

实用新型内容

基于背景技术存在的技术问题，本实用新型提出了一种锂电池正负极粉体材料包装装置，避免了螺杆输送料的挤压团聚风险，能够实现物料的快速输送，同时能管控包装重量精度。

本实用新型提出的一种锂电池正负极粉体材料包装装置，包括进料组件、下料组件和收料组件，所述下料组件包括下料管组件和用于控制下料管下料流量以及下料通断的阀体组件，进料组件、下料管组件、收料组件依次连通设置。

进一步地，所述下料管组件包括竖管和软管，进料组件、竖管、软管、收料组件依次连通设置。

进一步地，阀体组件包括气动蝶阀和星型阀，气动蝶阀设置于竖管上部分、并靠近进料组件的出料口设置，星型阀设置于竖管下部分、并靠近软管上部分设置。

进一步地，所述进料组件包括料仓和用于对料仓进行振动的振动器，振动器固定设置于料仓外壁，料仓的下端出料口与竖管上端连通；料仓上端设置有用于对料仓中腔体进行透气的透气帽和用于检测料仓中物料高度的料位计。

进一步地，所述收料组件包括套管、料袋和用于对料袋进行处理的防护组件，套管的一端与软管连通、另一端插入料袋中设置，防护组件设置于套管外侧。

进一步地，所述收料组件还包括接物罩，接物罩环状固定于套管外周；所述防护组件包括防护罩、用于向防护罩中充氮气的第一管道和用于向防护罩中提供负压条件的第二管道，防护罩环状设置于套管外周，防护罩的一端与接物罩固定连接、另一端与料袋开口接触设置，套管、接物罩、防护罩形成通道，第一管道和第二管道分别穿过接物罩伸入接物罩中与所述通道连通。

进一步地，所述包装装置还包括用于对料袋进行称重的称重组件。

进一步地，称重组件包括支撑架、用于承载料袋的载物台、用于对载物台以及载物台上设置的料袋进行称重的称重模块和用于对载物台进行升降振动的振动组件，套管固定于支撑架上。

进一步地，支撑架上设置有挂扣，挂扣与支撑架滑动连接，挂扣与料袋上的挂绳拆卸连接。

进一步地，振动组件包括顶升气囊和振动电机，顶升气囊的顶升端与载物台抵接，振动电机设置于载物台上。

本实用新型提供的一种锂电池正负极粉体材料包装装置的优点在于：本实用新型结构中提供的一种锂电池正负极粉体材料包装装置，实现了整套包装系统流程的设计，设备投入成本低，也加强了微粉物料的收集以及包装上部掉落部件的收集，有利于保障包装质量，同时提高包装装载能力，具有高效、稳定、全自动等优点；采用物料自重下料以及阀体组件控制物料下料流量方式，能够实现物料的快速输送，同时能管控包装重量精度，避免了螺杆输送料的挤压团聚风险。对于锂电池正负极材料能够尽可能的利用重力输送减少机械挤压，避免干燥细粉物料局部堵塞后形成团聚体甚至硬块给后端客户造成影响。同时兼具收集处理生产过程中产生的微粉物料以及提升包装能力。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1另一个视图方向的结构示意图；

其中，1-进料组件，2-下料组件，3-收料组件，4-称重组件，11-料仓，12-振动器，13-透气帽，14-料位计，21-下料管组件，22-阀体组件，31-套管，32-料袋，33-防护组件，34-接物罩，41-支撑架，42-载物台，43-称重模块，44-振动组件，45-挂扣，46-挂绳，211-竖管，212-软管，221-气动蝶阀，222-星型阀，331-防护罩，332-第一管道，333-第二管道，334-包装袋夹紧口，441-顶升气囊，442-振动电机。

具体实施方式

下面，通过具体实施例对本实用新型的技术方案进行详细说明，在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。

如图1至2所示，本实用新型提出的一种锂电池正负极粉体材料包装装置，包括进料组件1、下料组件2和收料组件3，所述下料组件2包括下料管组件21和用于控制下料管下料流量以及下料通断的阀体组件22，进料组件1、下料管组件21、收料组件3依次连通设置。

采用物料自重下料以及阀体组件22控制物料下料流量方式，能够实现物料的快速输送，同时能管控包装重量精度。对于锂电池正负极材料能够尽可能的利用重力输送减少机械挤压，避免干燥细粉局部堵塞后形成团聚体甚至硬块给后端客户造成影响。同时兼具收集处理生产过程中产生的微粉物料以及提升包装能力。

在本实施例中，下料管组件21包括竖管211和软管212，进料组件1、竖管211、软管212、收料组件3依次连通设置，阀体组件22包括气动蝶阀221和星型阀222，气动蝶阀221设置于竖管211上部分、并靠近进料组件1的出料口设置，星型阀222设置于竖管211下部分、并靠近软管212上部分设置。

竖管211中的物料总量和竖管中的物料下落流量通过气动蝶阀221和星型阀222双阀控制。快速加料阶段气动蝶阀221开启状态，保障了上端物料的持续供应，星型阀222控频运转下料，此过程物料以重力下降为主，有效避免了传统中采用横向螺杆输送方式存在物料挤压情况，以及螺杆高速旋转期间造成物料摩擦生热，增加物料流动阻力甚至堵塞情况，极大降低了包装输送期间的风险，实现了无堆积挤压顺畅下料。达到阶段性目标重量后，气动蝶阀221关闭进入减速加料阶段，在此阶段星型阀222控频减速运转，通过变频可有效管控尾料向收料组件3的加入量，此时通过竖管211内物料进行包装精度修正缓冲。气动蝶阀221和星型阀222之间的竖管211长度可根据包装要求精度、单位体积物料重量来确定，同时在包装结束时段竖管211内基本不残留物料，减少了物料堆压对星型阀222运转下料重量精度的影响，有效提高了物料包装精度。

其中，物料通过星型阀222旋转流入下端软管212中，软管212与收料组件3相连，可减少上部设备对下部物料称重的影响，同时称重组件4中设置了振动组件44，在振动组件44振动过程中，通过软管212对上部结构进行软连接缓冲，避免了刚连接中随着振动组件44振动而发生振动变形的缺陷。

另外，气动蝶阀221与星型阀222双阀控制，对于下星型阀222及收料组件3包装下料口的检修、包装下料口换模等提供了极大便利。对于正常生产的设备，上部料仓满料需要维修星型阀222时，仅需要关闭气动蝶221，下部即可完成拆卸，避免了进料组件1的料仓11内物料浪费或清空料仓11等相关工作量，即气动蝶阀221的关闭可以有效降低竖管211的下料压力，提高了包装物料重量精度以及极大方便了下端设备部件的拆卸维修与保养。

在本实施例中，进料组件1包括料仓11和用于对料仓11进行振动的振动器12，振动器12固定设置于料仓11外壁，料仓11的下端出料口与竖管211上端连通。料仓11呈上大下小的喇叭状，方便粉体物料收集与流出，料仓11下部安装振动器12，通过设定压缩气压力、气动振动频率控制振动器的振动强度和频次，高效解决极其干燥细粉物料在料仓内容易堆积与架桥的问题，提高物料流动效率。也可以在竖管211上也设置振动器12，以对竖管211中物料进行振动处理，避免物料粘附竖管211造成物料下料堆积的缺陷。

振动器12通过调节气压设定物料在料仓11、竖管211内的流动状态，解决料仓11内部出现堵塞、架桥以及过度振实影响流动的问题。优选的，通过PLC程序控制，根据物料流动性动作频率以及动作逻辑，物料在重力影响下实现顺畅流动减少物料堆积、振实情况。

料仓11顶部安装透气帽13，透气帽13可以为普通滤筒定期进行清理，也可根据粉体处理量配置具备压缩气包反吹功能，防止料仓11正压排气堵塞透气帽13造成料仓11长时间呈现正压影响料仓11接料和前段设备正常供料，优选的，透气帽13垂直于料仓11顶部，反吹后物料自然下落至料仓11内供正常使用。料仓11上部位安装料位计12，料位计12可采用音叉式或阻旋式等，检测料仓11内部物料高度给前段设备输送料位信号和需料信号，确保料仓11内物料量适宜，保持后端物料正常供给。

在本实施例中，收料组件3包括套管31、料袋32和用于对料袋32进行处理的防护组件33，套管31的一端与软管212连通、另一端插入料袋32中设置，防护组件33设置于套管31外侧。物料从料仓11依次经过竖管211、软管212、套管31进入料袋32中，实现物料的输送包装。

其中，收料组件3还包括接物罩34，接物罩34环状固定于套管31外周，接物罩34半径大于上部设备部件的安装垂直位置，可有效拦截包装下料口以上设备零部件掉落料袋32内的风险。套管31保持与软管212同尺寸，并向下伸出部分可有效将粉料传输到料袋32内，同时阻挡第二管道333收集正常粉料。

所述防护组件33包括防护罩331、用于向防护罩331中充氮气的第一管道332和用于向防护罩331中提供负压条件的第二管道333，防护罩331环状设置于套管31外周，防护罩331的一端与接物罩34固定连接、另一端与料袋32开口接触设置，套管31、接物罩34、防护罩331形成通道，第一管道332和第二管道333分别穿过接物罩34伸入接物罩34中与所述通道连通。

第一管道332与氮气充入设备连接，通过第一管道332通入氮气可快速将料袋32吹至膨胀状态，实现料袋32顺利胀开，避免了料袋32因褶皱影响局部装载效果，并保持料袋32内处于干燥状态，第二管道333与负压集尘器相连，可以作为负压集尘管路，通过向第二管道333控制引风压力，收集粉体物料下落至料袋32时飘出的浮尘，降低环境粉尘浓度，同时避免物料直接与第二管道333的端口近距离干扰而将产品抽走造成浪费。防护罩331下端设置的包装袋夹紧口334可将料袋32的包装口夹住避免出现粉料洒落。

在本实施例中，包装装置还包括用于对料袋32进行称重的称重组件4，称重组件4包括支撑架41、用于承载料袋32的载物台42、用于对载物台42以及载物台42上设置的料袋32进行称重的称重模块43和用于对载物台42进行升降振动的振动组件44，套管31固定于支撑架41上。

料袋32设置于载物台42上，物料在进入料袋32后，通过称重模块43进行称重，称重模块43可以采用称重传感器，

为了料袋32尽可能装填更多物料，支撑架41上设置有挂扣45，挂扣45与支撑架41滑动连接，挂扣45与料袋32上的挂绳46拆卸连接，挂扣45上可以设置安全扣，主要是为了将料袋32挂起，避免料袋32因内部物料不稳定而发生侧翻的状况。

另外，振动组件44包括顶升气囊441和振动电机442，顶升气囊441的顶升端与载物台42抵接，振动电机442设置于载物台42上；根据设定的程序，顶升气囊441缓慢抬升载物台42，将料袋32与称重组件(4)中的称重模块43分离，振动电机442由设定的时间和强度开启控制振动效果，完成阶段性振动后，顶升气囊441将载物台42缓慢放下，进行接下来的持续加料操作。

一般振动组件44在料袋32加料过程中是阶段性工作的，即在间隔设定时间后，振动组件44中的顶升气囊441抬升载物台42，以使得载物台42脱离称重模块43，此时通过振动电机442进行振动，避免了振动电机442在载物台42与称重模块43未分离时振动，造成称重模块43所称重量时刻发生变化，最终损耗了称重模块43的寿命和称重精度。

整个包装装置中，根据锂电池材料的特殊特性要求对生产过程中粉料与设备摩擦引入磁性杂质元素的管控，对与物料接触的内部结构中进行耐磨材质的喷涂或镶嵌，优选的，采用特氟龙喷涂、碳化钨涂层等。

工作过程：料带32与包装包装袋夹紧口334完成连接开始下料时，气动蝶阀221且快速转动星型阀222，粉料以较快速度输送到料带32内。当料带32内装填粉料量达到目标设定初步值时，关闭气动蝶阀221，竖管211内的粉料量相对固定且满足后续补重需求，根据称重组件4反馈的物料重量与目标值差距自动调节变频控制星型阀222转动，实现包装收尾精度管控。本实施例中的包装装置既能实现物料前段高速输送至包装袋内，也能控制包装尾料精度，同时需要兼备极其干燥细粉物料能正常输送不被挤压以及微粉收集防污染包装环境的功能。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种锂电池正负极粉体材料包装装置，其特征在于，包括进料组件(1)、下料组件(2)和收料组件(3)，所述下料组件(2)包括下料管组件(21)和用于控制下料管下料流量以及下料通断的阀体组件(22)，进料组件(1)、下料管组件(21)、收料组件(3)依次连通设置。

2.根据权利要求1所述的锂电池正负极粉体材料包装装置，其特征在于，所述下料管组件(21)包括竖管(211)和软管(212)，进料组件(1)、竖管(211)、软管(212)、收料组件(3)依次连通设置。

3.根据权利要求2所述的锂电池正负极粉体材料包装装置，其特征在于，阀体组件(22)包括气动蝶阀(221)和星型阀(222)，气动蝶阀(221)设置于竖管(211)上部分、并靠近进料组件(1)的出料口设置，星型阀(222)设置于竖管(211)下部分、并靠近软管(212)上部分设置。

4.根据权利要求2所述的锂电池正负极粉体材料包装装置，其特征在于，所述进料组件(1)包括料仓(11)和用于对料仓(11)进行振动的振动器(12)，振动器(12)固定设置于料仓(11)外壁，料仓(11)的下端出料口与竖管(211)上端连通；

料仓(11)上端设置有用于对料仓(11)中腔体进行透气的透气帽(13)和用于检测料仓(11)中物料高度的料位计(14)。

5.根据权利要求4所述的锂电池正负极粉体材料包装装置，其特征在于，所述收料组件(3)包括套管(31)、料袋(32)和用于对料袋(32)进行处理的防护组件(33)，套管(31)的一端与软管(212)连通、另一端插入料袋(32)中设置，防护组件(33)设置于套管(31)外侧。

6.根据权利要求5所述的锂电池正负极粉体材料包装装置，其特征在于，所述收料组件(3)还包括接物罩(34)，接物罩(34)环状固定于套管(31)外周；

所述防护组件(33)包括防护罩(331)、用于向防护罩(331)中充氮气的第一管道(332)和用于向防护罩(331)中提供负压条件的第二管道(333)，防护罩(331)环状设置于套管(31)外周，防护罩(331)的一端与接物罩(34)固定连接、另一端与料袋(32)开口接触设置，套管(31)、接物罩(34)、防护罩(331)形成通道，第一管道(332)和第二管道(333)分别穿过接物罩(34)伸入接物罩(34)中与所述通道连通。

7.根据权利要求6所述的锂电池正负极粉体材料包装装置，其特征在于，所述包装装置还包括用于对料袋(32)进行称重的称重组件(4)。

8.根据权利要求7所述的锂电池正负极粉体材料包装装置，其特征在于，称重组件(4)包括支撑架(41)、用于承载料袋(32)的载物台(42)、用于对载物台(42)以及载物台(42)上设置的料袋(32)进行称重的称重模块(43)和用于对载物台(42)进行升降振动的振动组件(44)，套管(31)固定于支撑架(41)上。

9.根据权利要求8所述的锂电池正负极粉体材料包装装置，其特征在于，支撑架(41)上设置有挂扣(45)，挂扣(45)与支撑架(41)滑动连接，挂扣(45)与料袋(32)上的挂绳(46)拆卸连接。

10.根据权利要求8所述的锂电池正负极粉体材料包装装置，其特征在于，振动组件(44)包括顶升气囊(441)和振动电机(442)，顶升气囊(441)的顶升端与载物台(42)抵接，振动电机(442)设置于载物台(42)上。

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