CN221017017U - 挤压式内循环涂布头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种挤压式内循环涂布头，包括相配合的上模、下模，以及设置在上模与下模之间的垫片；其中，上模设有千分尺均流调节机构，下模设有料腔以及与料腔连通的浆料入口，上模与下模之间形成有涂布狭缝和涂布口，涂布口通过涂布狭缝与料腔连通；下模两端均设有与料腔连通的料腔侧孔，下模底部中间设有与料腔连通的料腔下孔；还包括浆料泵送机构，浆料泵送机构的进料口与料腔下孔连通，浆料泵送机构的出料口通过三通管与下模两端的料腔侧孔连通。本实用新型能通过浆料泵送机构使浆料在料腔内循环流动，以产生剪切效应使浆料粘度降低、流动性变好，进而解决高粘度浆料不易涂布的问题。
Description
技术领域
本实用新型属于锂离子电池挤压式涂布技术领域，具体涉及一种挤压式内循环涂布头。
背景技术
涂布工艺是生产锂离子电池的重要工序段，其目的是将锂离子电池的正负极材料制作成浆料后均匀涂布于集流体上。涂布质量的好坏直接影响电池的性能。
目前，涂布工艺中使用的挤压式涂布头，其结构主要包括上模、下模、垫片三部分。下模设有特殊型腔（例如梯度式、衣架式、单腔式和双腔式等），上模设有千分尺均流调节机构实现对浆料出口流量的微调以保证涂布的均匀和稳定；垫片位于上下模之间，可根据不同的涂布形式进行选择（例如斑马线、全涂等）。
随着锂离子电池的发展，更高粘度的浆料被要求应用到涂布工艺中。高粘度浆料为非牛顿流体，粘度大、流动性差，浆料沿程压力损失大，使用上述传统的挤压式涂布头进行涂布时，型腔内浆料在浆料入口处的流速大于横向其它位置的流速，导致浆料出口处的横向流量不均匀，进而难以保证涂布的均匀和稳定。
实用新型内容
本实用新型提供了一种挤压式内循环涂布头，旨在解决高粘度浆料不易涂布的难点。
为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：一种挤压式内循环涂布头，包括相配合的上模、下模，以及设置在上模与下模之间的垫片；其中，上模设有千分尺均流调节机构，下模设有料腔以及与料腔连通的浆料入口，上模与下模之间形成有涂布狭缝和涂布口，涂布口通过涂布狭缝与料腔连通；下模两端均设有与料腔连通的料腔侧孔，下模底部中间设有与料腔连通的料腔下孔；
还包括浆料泵送机构，浆料泵送机构的进料口与料腔下孔连通，浆料泵送机构的出料口通过三通管与下模两端的料腔侧孔连通。
作为本实用新型的限定，下模上还设有缓冲槽，缓冲槽位于料腔和涂布口之间，并通过涂布狭缝与料腔、涂布口连通。
作为本实用新型的进一步限定，千分尺均流调节机构包括沿上模长度方向等间隔设置在上模中的若干个千分尺均流调节单体；若干个千分尺均流调节单体的截流工作端共线，并位于缓冲槽和涂布口之间。
作为本实用新型的其它限定，上模上固设有用于监测料腔内浆料压力的压力传感器。
由于采用了上述的技术方案，本实用新型与现有技术相比，所取得的有益效果是：
（1）高粘度浆料为非牛顿流体，具有剪切变稀的流体特性。本实用新型利用该特性，使料腔内的浆料通过浆料泵送机构进行循环，浆料循环流动产生剪切效应使浆料粘度降低、流动性变好，进而能够解决因粘度大、沿程压力损失大而导致的浆料出口（涂布口）处横向的流速和流量不稳定、不均匀，难以保证涂布的均匀和稳定的问题。
本实用新型能够实现粘度为300～10000P的浆料涂布，解决了高粘度浆料不易涂布的难点。
（2）本实用新型腔体整体的设计具有多次均流作用，能够大大增加浆料出口处横向流速及流量的稳定性，进而能保证涂布的均匀和稳定。
具体的：通过浆料泵送机构使浆料循环流动产生剪切效应以降低流体粘度的同时，也可以使浆料在料腔内横向分散开来进行均流；被初步均流后的浆料由料腔流入涂布狭缝时，流道突变为狭窄缝隙，使浆料流动阻力变大，进而实现二次均流；被二次均流后的浆料流入缓冲槽，并配合后方突变为狭窄缝隙的涂布狭缝，可以对浆料进行三次缓冲均流；千分尺均流调节机构调节涂布狭缝的高度，可以对浆料四次均流。
（3）本实用新型中设置有用于对料腔内浆料压力实时监控的压力传感器，使能够根据监测数值进行负反馈调整供料压力，以保证涂布的平稳性。
附图说明
下面结合附图及具体实施例对本实用新型作更进一步详细说明。
图1为本实用新型实施例的结构示意图（未连接浆料泵送机构）；
图2为本实用新型实施例的拆分结构示意图（未连接浆料泵送机构）；
图3为本实用新型实施例的纵剖结构示意图（未连接浆料泵送机构）；
图4为本实用新型实施例中下模的结构示意图；
图5为本实用新型实施例的浆料循环流动示意图；
图中：1、上模；2、下模；3、垫片；4、千分尺均流调节机构；5、浆料入口；6、料腔；7、涂布狭缝；8、涂布口；9、缓冲槽；10、料腔侧孔；11、料腔下孔；12、千分尺调节旋钮；13、T块；14、浆料泵送机构；15、三通管；16、压力传感器。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明。应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和理解本实用新型，并不用于限定本实用新型。
实施例 一种挤压式内循环涂布头
本实施例是一种针对高粘度浆料的具有内循环功能的挤压式涂布头，可以通过浆料泵送机构14使浆料在料腔6内循环流动，以产生剪切效应使浆料粘度降低、流动性变好，进而增强浆料的涂布特性。
如图1至图3所示，本实施例包括上模1、下模2和垫片3，上模1与下模2对合设置，垫片3位于上模1和下模2之间。其中，上模1设置有千分尺均流调节机构4，下模2设置有料腔6以及与料腔6连通的浆料入口5。上模1与下模2对合后，两者之间形成有用于浆料通过的涂布狭缝7和涂布口8，涂布口8为涂布狭缝7的末端结构，并且涂布口8通过涂布狭缝7与料腔6连通。
如图4所示，下模2的上表面还沿长度方向开设有缓冲槽9，缓冲槽9位于料腔6和涂布口8之间，并且通过涂布狭缝7连通在料腔6和涂布口8之间。料腔6内的浆料，通过涂布狭缝7流经缓冲槽9均流后，再经涂布口8均匀涂布于集流体上。
进一步的，下模2的两端均设有与料腔6连通的料腔侧孔10，下模2底部的中间设有与料腔6连通的料腔下孔11。
此处补充说明，上述的浆料入口5开设在下模2侧面的中间位置处，具体如图4所示。
上模1中设置的千分尺均流调节机构4通过截流方式实现对浆料流速的调整。如图2、图3所示，千分尺均流调节机构4包括沿上模1长度方向等间距设置在上模1中的若干个千分尺均流调节单体，所有千分尺均流调节单体的截流工作端共线，并且截流工作端均位于缓冲槽9和涂布口8之间的涂布狭缝7上方。
本实施例中的千分尺均流调节单体均为现有结构，如图2所示，千分尺均流调节单体包括设置在上模1顶部的千分尺调节旋钮12以及设置在上模1底部并由下向上贯穿上模1的T块13，T块13顶部与千分尺调节旋钮12螺纹连接。使用时，通过千分尺调节旋钮12可以调节T块13底部距离下模2顶面的距离，以改变涂布狭缝7高度实现对浆料流速的调整。
最重要的，本实施例中设置了用于使浆料在料腔6内循环流动的浆料泵送机构14。如图5所示，浆料泵送机构14的进料口通过管路与下模2的料腔下孔11连通，浆料泵送机构14的出料口通过三通管15以及相应管路与下模2两端的料腔侧孔10连通。浆料泵送机构可以是凸轮转子泵或者自吸螺杆泵，本实施例中选用自吸螺杆泵。
当然根据实际情况，也可以采用能够实现高粘度物料循环的其他类型的泵，并不局限于本实施例所述的凸轮转子泵、自吸螺杆泵。
利用浆料泵送机构14实现浆料在料腔6内的循环过程如下：
浆料入口5设在正中心，浆料流入料腔6后因粘度大、流动性差最先在中间堆积。因此，开机等浆料没过料腔6底部的料腔下孔11后，启动浆料泵送机构14，控制其正转，并调节使浆料泵送机构14流量小于浆料入口5流量。此时，浆料由料腔下孔11吸入浆料泵送机构14中，再经浆料泵送机构14挤出，流经三通管15后分流，由两端的料腔侧孔10回流到料腔6内。如图5中箭头所示，料腔6外浆料由中间出、由两侧回流（料腔6内浆料流动方向为由两侧向中间），循环往复直至涂布口8观察到有浆料溢出。这一过程的目的是为了排空浆料泵送机构14内的空气，防止涂布过程中产生气泡。
然后，控制浆料泵送机构14反转，改变浆料的循环方向，使浆料由两侧排出、由中间回流（料腔6内浆料流动方向为由中间向两侧），同时加大浆料泵送机构14的流量以增加循环流速，进而增大浆料间的剪切效应，降低浆料粘度，改善浆料横向流动阻力大的问题。
另外，为了对料腔6内浆料压力进行实时监控，本实施例中在上模1的中间位置处设有压力传感器16，该压力传感器16的工作端伸入料腔6内。
需要说明的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域技术人员来说，其依然可以对上述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种挤压式内循环涂布头，包括相配合的上模、下模，以及设置在上模与下模之间的垫片；其中，上模设有千分尺均流调节机构，下模设有料腔以及与料腔连通的浆料入口，上模与下模之间形成有涂布狭缝和涂布口，涂布口通过涂布狭缝与料腔连通；其特征在于：下模两端均设有与料腔连通的料腔侧孔，下模底部中间设有与料腔连通的料腔下孔；
还包括浆料泵送机构，浆料泵送机构的进料口与料腔下孔连通，浆料泵送机构的出料口通过三通管与下模两端的料腔侧孔连通。
2.根据权利要求1所述的挤压式内循环涂布头，其特征在于：下模上还设有缓冲槽，缓冲槽位于料腔和涂布口之间，并通过涂布狭缝与料腔、涂布口连通。
3.根据权利要求2所述的挤压式内循环涂布头，其特征在于：千分尺均流调节机构包括沿上模长度方向等间隔设置在上模中的若干个千分尺均流调节单体；若干个千分尺均流调节单体的截流工作端共线，并位于缓冲槽和涂布口之间。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的挤压式内循环涂布头，其特征在于：上模上固设有用于监测料腔内浆料压力的压力传感器。
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