CN218465032U - 一种移动式石墨化坩埚料位测量系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种移动式石墨化坩埚料位测量系统，属于坩埚装料技术领域。包括固定架和升降杆，所述升降杆沿固定架移动，还包括螺旋装料机、料位计和安装在固定架上位置检测开关，所述料位计安装在螺旋装料机出料口处；所述螺旋装料机安装在升降杆上并与升降杆一起上下运动；所述位置检测开关用于检测升降杆的位置，所述料位计用于检测料层高度，所述位置检测开关包括原点位限位开关、完成位限位开关和装料位限位开关，以间隔一定距离的方式安装在固定架上。本实用新型的主要用途是通过料位计实时检测石墨坩埚的料层高度，能够自动调节螺旋装料机的给料速度，提高石墨坩埚的装填量，并减少粉尘污染。

Description

一种移动式石墨化坩埚料位测量系统

技术领域

本实用新型涉及坩埚装料技术领域，更具体地说，涉及一种移动式石墨化坩埚料位测量系统。

背景技术

目前商品化锂离子电池的负极材料仍然是石墨类材料占主导地位，作为负极材料的石墨类材料在制备过程中，需要先将块状或大颗粒状的天然石墨或者人造石墨前驱体粉碎成粒径适宜的粉末状颗粒，然后再进行炭化和石墨化处理，可以提高其容量和循环性能，以制备出合格的石墨类负极材料。石墨化负极材料装埚工序是将预碳化后的负极材料在艾奇逊石墨化前，装入石墨坩埚中，是人造石墨负极材料工艺流程中的一道重要的工序。

经检索，中国专利CN211393126U，公开了一种电池材料石墨化坩埚自动装料装置，包括称重传感器、给料筒、搅轴、防尘罩以及压料盘，该装置采用感应重量的方式检测自动装料量，为了避免粉尘污染以及输送足够的石墨，该装置采用多个结构来实现，结构复杂。

同时目前也存在一些采用传统的装埚工序，人工将预碳化后的负极材料装入石墨坩埚中，效率低下，装填量不高，且由于物料比重小，易产生粉尘污染，给操作工带来职业危害。因此，需设计一款自动坩埚装料设备替代人工操作，并能实时测量坩埚装料，并提高石墨坩埚的装填量，同时降低环境污染。

发明内容

1.实用新型要解决的技术问题

针对于现有技术中存在的至少一些问题，本实用新型采用一种移动式石墨化坩埚料位测量系统，实现石墨化负极材料自动装埚。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

一种移动式石墨化坩埚料位测量系统，包括固定架和升降杆，所述升降杆沿固定架移动，包括螺旋装料机、料位计和安装在固定架上的位置检测开关，所述料位计安装在螺旋装料机出料口处；所述螺旋装料机安装在升降杆上并与升降杆一起上下运动；所述位置检测开关用于检测升降杆的位置，所述料位计用于检测料层高度。

进一步，所述位置检测开关包括原点位限位开关、完成位限位开关和装料位限位开关，以间隔一定距离的方式安装在固定架上。

进一步，所述料位计通过螺栓固定连接在螺旋装料机出料口。

进一步，所述螺旋装料机连接设置在升降杆上的料仓，螺旋装料机出料口位于坩埚上方。

进一步，所述升降杆下端靠近位置检测开关的一边设有触碰位置检测开关的触碰杆。

进一步，所述坩埚上设有密封罩，所述密封罩上设有开口，所述螺旋装料机从开口穿过。

进一步，所述螺旋装料机上设有限位装置，所述限位装置位于密封罩的下方。

进一步，所述料位计为音叉料位计。

进一步，所述螺旋装料机、料位计、升降电机和位置检测开关均与控制模块电连接。

进一步，所述升降杆通过齿轮驱动，沿固定架移动，所述固定架安装在支撑架上。

3.有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下有益效果：

(1)本实用新型的一种移动式石墨化坩埚料位测量系统，料位计安装在螺旋装料机出料口处，螺旋装料机安装在升降杆上并与升降杆一起上下运动，料位计可随螺旋装料机一起移动，实时检测坩埚内料位高度，控制装料速度，提高坩埚装填率。

(2)本实用新型的一种移动式石墨化坩埚料位测量系统，螺旋装料机在装料的同时可以上下移动，螺旋装料机起始装料时从坩埚中下部开始装料，同时慢速上升，而且采用螺旋装料的输送方式，对物料起到预挤压作用，提高坩埚装料的填充率，而且降低落料高度，减少扬尘。

(3)本实用新型的一种移动式石墨化坩埚料位测量系统，螺旋装料机从密封罩的开口穿过，螺旋装料机上设有限位装置，限位装置位于密封罩下方，用于螺旋装料机装料完成后将密封罩从坩埚上移开，螺旋装料机本身可以带动密封罩的移动，无需另外设置驱动密封罩移动的装置，装料时密封罩始终位于坩埚上，有效防止落料时的扬尘，避免粉尘污染，提高设备运行环境的清洁度。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型控制原理图。

示意图中的标号说明：

1、螺旋装料机；2、密封罩；3、料位计；4、升降电机；51、原点位限位开关；52、完成位限位开关；53、装料位限位开关；6、控制模块；61、触摸屏；62、PLC控制器；7、升降杆；8、固定架；9、坩埚；10、料仓；11、齿轮；12、支撑架。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，下面结合附图和实施例对本实用新型作详细描述。

实施例一

本实施例中所涉及的上、下、左、右、前、后、顶、底等(如果存在)方位词是以附图中的结构位于图中的位置以及结构相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。

如图1所示，本实施例提供一种移动式石墨化坩埚料位测量系统，包括固定架8和升降杆7，固定架8固定安装在支撑架12上，支撑架12为“门”形结构并位于坩埚9上方，支撑架12两边均安装有固定架8。升降杆7设置在两个固定架8之间，升降杆7上设有升降电机4，用于驱动升降杆7沿固定架8上下移动。升降杆7和固定架8之间设有齿轮11，通过齿轮驱动装置传输动力，但是并不局限于齿轮驱动装置传输动力，其他任何能够实现传输动力的结构均可以，例如链条驱动装置等。

升降杆7上安装有螺旋装料机1，螺旋装料机1的出料口处安装有料位计3，用于检测坩埚9内装料料层高度，料位计3为音叉料位计。料位计3通过螺栓固定连接在螺旋装料机1 出料口，也可以通过其他任何固定方式安装。升降杆7上还安装料仓10，螺旋装料机1与料仓10连接，螺旋装料机1出料口位于坩埚9上方，将料仓10中的原料输送到坩埚9中。螺旋装料机1随着升降杆7一起运动，使螺旋装料机1在装料的同时可以上下移动，可以深入到坩埚9下部开始装料，同时利用螺旋装料的输送方式，对物料起到预挤压作用，能够提高物料的装填量，而且减少扬尘。

上述中其中一个固定架8上设置位置检测开关，用于检测升降杆7的上下移动的位置。位置检测开关包括原点位限位开关51、完成位限位开关52和装料位限位开关53，以间隔一定距离的方式安装在固定架上，具体地，从上到下依次安装在固定架8上，其中原点位限位开关51和装料位限位开关53为触碰机械式自复位行程开关，完成位接近开关52为PNP型金属感应接近开关。

升降杆7下端靠近位置检测开关的一边设有触碰位置检测开关的触碰杆，用于升降杆7 移动到不同位置时触发位置检测开关，以检测到升降杆7移动的位置。本实施例中，位置检测开关在固定架8上设置的位置，由螺旋装料机1出料口与坩埚9的相对位置而定。具体地，螺旋装料机1随升降杆7移动，其出料口距坩埚9顶部上方100mm处时，原点位限位开关51被触碰杆触碰并产生信号；出料口位于坩埚9顶部时，完成位接近开关52被触碰杆触碰并产生信号；出料口处于坩埚9内中部位置时，装料位限位开关53被触碰杆触碰并产生信号。

本实施例中，为避免螺旋装料机1往坩埚9中输送原料的过过程中，防止落料时的扬尘，避免粉尘污染，提高设备运行环境的清洁度，坩埚9上设有密封罩2，密封罩2上设有开口，螺旋装料机1从开口穿过，螺旋装料机1上设有限位装置，限位装置位于密封罩2的下方，螺旋装料机1在升降装料的过程中密封罩2始终罩在坩埚9上，装料完成后，螺旋装料机1 上升，限位装置带动密封罩2向上移动，从而将密封罩2从坩埚9上移开。当下一次装料时，螺旋装料机1下降，带动密封罩2下降，密封罩2接触到坩埚9上沿时，限位装置与密封罩 2脱离，密封罩2罩设在坩埚9上，将坩埚9封口。

实施例二

如图2所示，本实施例在实施例一的基础上，螺旋装料机1、料位计3、升降电机4和位置检测开关均与控制模块6电连接，升降电机4采用变频控制方式，可根据螺旋装料机1装料情况调节升降杆7的升降速度，控制模块6为PLC控制器62。位置检测开关中的原点位限位开关51、完成位限位开关52和装料位限位开关53被升降杆7上的触碰杆触碰后产生的信号，以及料位计3检测到料层高度的信号输入到PLC控制器62，PLC控制器62根据输入信号控制螺旋装料机1的开启和关闭，并能调节螺旋装料机1的工作频率，并控制升降电机4 的上升和下降。控制模块6上设有触摸屏61，用于设置以及显示螺旋装料机1、料位计3、升降电机4和位置检测开关参数状态。

触摸屏61的显示面板上设有螺旋装料机1装料频率、螺旋装料机1频率调节值、升降电机4下降频率、升降电机4上升频率、装料时间参数设置界面。具体地，本实施例中触摸屏 61选用昆仑10寸触摸屏，其显示面板上有螺旋装料机1和升降电机4的状态显示以及料位计3、原点位限位开关51、完成位限位开关52和装料位限位开关53的状态显示，并可设置螺旋装料机1装料频率、螺旋装料机1频率调节值、升降电机4下降频率、升降电机4上升频率和装料时间参数，能够输出电信号至控制模块6。

本实施例的移动式石墨化坩埚料位测量系统正式投入使用前，需要根据手动调试时的装料频率、升降频率和装料时间设置触摸屏61上的螺旋装料机1装料频率、螺旋装料机1频率调节值、升降电机4下降频率、升降电机4上升频率和装料时间参数，相关参数设置完毕后，该系统即可投入运行。

该系统接收原点位限位开关51的输入信号，升降电机4启动并控制升降杆7下降，升降杆7下降到触碰杆触碰到装料位限位开关53的位置处时，控制模块6接收到装料位限位开关 53的输入信号，升降杆7停止下降，此时启动螺旋装料机1开始装料，延时一段时间后，升降电机4开始上升，若上升过程中料位计3检测到料位，说明螺旋装料机1的装料速度较快，控制模块6根据输入的料位计3的信号，降低螺旋装料机1的装料速度，直至螺旋装料机1出料口上升至坩埚口的位置时，当料位计3检测到料位，料位计3有输入信号或装料时间到，则停止螺旋装料机1装料。本实施例中，根据料位计3检测到料位的输入信号，实时调节螺旋装料机1的装料速度，并通过升降电机4带动螺旋装料机1上下移动，提高石墨化坩埚的装填率并减少粉尘泄漏对环境的污染。

本实施例具体装料过程如下：

S1：控制模块6通电后，在触摸屏61上设置螺旋装料机1装料频率、螺旋装料机1频率调节值、升降电机4下降频率、升降电机4上升频率和装料时间参数。

S2：上述所有参数设定完毕后，控制模块6进入工作等待状态，当控制模块6接收到启动指令后，PLC控制器62进入工作状态。

S3：当PLC控制器62接收到原点位限位开关51发出的信号时，控制升降电机4带动升降杆7下降，当升降杆7到达触碰到装料位限位开关53后，停止下降。

S4：启动螺旋装料机1开始装料，延时一段时间后，升降电机4带动升降杆7开始上升。

S5：在上升过程中，若料位计3检测到料位信号，则螺旋装料机1降低装料频率。

S6：当升降杆7到达完成位限位开关52后，停止上升。

S7：当料位计3检测到料位信号或者装料时间到后，停止螺旋装料机1装料。

S8：螺旋装料机1停止后，升降杆7继续上升，当到达并触碰原点位限位开关51有信号时，升降电机4停止，完成一个装料流程。

本实施例螺旋装料机1边装料边随升降杆7上升，螺旋装料机1出料口上安装的料位计 3在装料的同时检测坩埚9内的料位料层信号，控制模块6会根据料位计3的反馈信号自动控制螺旋装料机1的装料速度，实现石墨化坩埚装料的自动化操作并提高装料量。

以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种移动式石墨化坩埚料位测量系统，包括固定架(8)和升降杆(7)，所述升降杆(7)沿固定架(8)移动，其特征在于，包括螺旋装料机(1)、料位计(3)和安装在固定架(8)上的位置检测开关，所述料位计(3)安装在螺旋装料机(1)出料口处；

所述螺旋装料机(1)安装在升降杆(7)上并与升降杆(7)一起上下运动；

所述位置检测开关用于检测升降杆(7)的位置，所述料位计(3)用于检测料层高度。

2.根据权利要求1所述的一种移动式石墨化坩埚料位测量系统，其特征在于：所述位置检测开关包括原点位限位开关(51)、完成位限位开关(52)和装料位限位开关(53)，以间隔一定距离的方式安装在固定架(8)上。

3.根据权利要求2所述的一种移动式石墨化坩埚料位测量系统，其特征在于：所述料位计(3)通过螺栓固定连接在螺旋装料机(1)出料口。

4.根据权利要求3所述的一种移动式石墨化坩埚料位测量系统，其特征在于：所述螺旋装料机(1)连接设置在升降杆(7)上的料仓(10)，螺旋装料机(1)出料口位于坩埚(9)上方。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种移动式石墨化坩埚料位测量系统，其特征在于：所述升降杆(7)下端靠近位置检测开关的一边设有触碰位置检测开关的触碰杆。

6.根据权利要求1所述的一种移动式石墨化坩埚料位测量系统，其特征在于：所述坩埚(9)上设有密封罩(2)，所述密封罩(2)上设有开口，所述螺旋装料机(1)从开口穿过。

7.根据权利要求6所述的一种移动式石墨化坩埚料位测量系统，其特征在于：所述螺旋装料机(1)上设有限位装置，所述限位装置位于密封罩(2)的下方。

8.根据权利要求3所述的一种移动式石墨化坩埚料位测量系统，其特征在于：所述料位计(3)为音叉料位计。

9.根据权利要求8所述的一种移动式石墨化坩埚料位测量系统，其特征在于：所述螺旋装料机(1)、料位计(3)、升降电机(4)和位置检测开关均与控制模块(6)电连接。

10.根据权利要求1所述的一种移动式石墨化坩埚料位测量系统，其特征在于：所述升降杆(7)通过齿轮(11)驱动，沿固定架(8)移动，所述固定架(8)安装在支撑架(12)上。

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