一种螺杆泵定子寿命监控涂布系统装置的制作方法

1.本实用新型属于电池生产制造技术领域，尤其涉及一种螺杆泵定子寿命监控涂布系统装置。


背景技术：

2.涂布是电池制备过程中的关键工序之一，电池浆料在箔片表面上涂膜的质量直接影响电池的电化学性能和安全性能。而除了电池浆料自身会对涂布质量造成影响外，涂布系统中浆料的输送方式以及浆料输送的稳定性也会影响电池浆料的涂布质量。目前，在电池浆料的涂布过程中通常采用螺杆泵为涂布装置提供浆料，然而在使用过程中螺杆泵的定子会逐渐出现冲蚀磨损、疲劳磨损以及摩擦磨损等问题，导致稳定转速下螺杆泵流量产生波动，从而导致涂布单元的涂布面密度波动，对电池极片表面涂覆浆料的一致性造成较大影响。
3.当螺杆泵的定子磨损时，涂布单元的涂布面密度一定会发生波动，目前判断螺杆泵定子的寿命是否到期的主要方法是：在涂布面密度波动时，拆开螺杆泵检查定子是否有明显磨损，如有明显磨损则更换。然而引起涂布面密度波动的因素有很多种，例如：如涂布钢辊跳动过大或模头腔体漏料，当螺杆泵定子磨损较为均匀，但无明显破损特征时，不易判定螺杆泵定子是否寿命到期。
4.cn214320762u公开了一种提升螺杆泵的供给浆料稳定性和寿命的涂布系统，所述涂布系统包括：缓存罐、螺杆泵、过滤装置，过滤装置设于缓存罐和螺杆泵之间，缓存罐中的涂布浆料经过滤装置过滤后输送到螺杆泵中。该装置通过设置过滤装置防止大颗粒的浆料对螺杆泵的转子和定子造成磨损。
5.cn206509181u公开了一种锂离子电池电极浆料的涂布系统，包括将中转缸中的电极浆料输送到储料罐的隔膜泵，以及将储料罐中的电极浆料输送到涂布机模头的螺杆泵，所述隔膜泵和储料罐之间设有刮刀过滤器，所述螺杆泵和涂布机模头之间设有静态过滤器。该装置采用双重过滤处理有效地保护螺杆泵定子不被磨损。
6.cn211275094u公开了一种挤压涂布机的涂布面密度一致性提升装置，包括缓冲罐、螺杆泵、气压缓冲机构、高效过滤器、喷头，所述的螺杆泵的一端通过管路与所述的缓冲罐相连，另一端与所述的气压缓冲机构相连，所述的气压缓冲机构通过管路与所述的高效过滤器相连，所述的高效过滤器通过管道与所述的喷头相连。该装置通过增设气压缓冲机构，确保螺杆泵定子或转子磨损，时极片涂布面密度的一致性。
7.上述文献中的涂布系统均从如何缓解螺杆泵定子和转子磨损的角度出发来保证电池极片表面涂覆浆料的一致性，并未解决如何能够及时准确地发现螺杆泵定子出现磨损的问题。因此，急需一种能够及时准确判断螺杆泵定子的寿命是否到期的电池涂布系统。


技术实现要素：

8.针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种螺杆泵定子寿命监控
涂布系统装置，能够实现对螺杆泵定子的磨损程度进行监控，并将磨损程度数据化，可以更加直观准确地判断螺杆泵定子的磨损程度，避免误判造成定子报废的损失以及可以提前预警更换螺杆泵定子，避免产生不良涂布极片；此外，本实用新型提供的螺杆泵定子寿命监控涂布系统装置对现有涂布系统改动不大，操作简单。
9.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
10.本实用新型提供了一种螺杆泵定子寿命监控涂布系统装置，所述螺杆泵定子寿命监控涂布系统装置包括沿浆料流动方向依次连接的储料装置、螺杆泵和涂布装置，所述螺杆泵与涂布装置之间的管道上外接有回流管道，所述回流管道的另一端接入所述储料装置，所述储料装置、螺杆泵和回流管道构成循环回路，所述储料装置与螺杆泵之间的管道上设置有第一压力表，所述螺杆泵和涂布装置之间，且靠近所述螺杆泵出口的管道上设置有第二压力表，浆料在所述储料装置、螺杆泵和回流管道构成的循环回路内流动，通过所述第一压力表和第二压力表的示数差值监判断所述螺杆泵的定子寿命。
11.本实用新型根据螺杆泵进料和出料的压力差值来判定螺杆泵定子的寿命(螺杆泵定子的磨损程度)，其原理为：泊肃叶定律公式为(poiseuilelaw)q＝π
×
r4×
δp/(8ηl)，其中r是管道半径，δp是管道两端的压力差，η是流体粘度系数，l是管道长度；该公式是描述不可压缩的粘性流体在水平圆管中作定常流动，且雷诺数不大，流动的形态是层流时，流量q与管道两端的压力差δp、管道半径r、管道长度l及流体粘度系数η的关系。当管道半径r、管道长度l及流体粘度系数η不变时，流量q的波动主要来自管道两端的压力差δp，而电池挤压涂布过程中，同种浆料配方，同种温度下的流体粘度系数η差异不大，供料管道半径r、管道长度l不变，同等泵数下流量则由管道两端的压力差δp决定。而在螺杆泵定子磨损后，即使在稳定的转速下也会导致螺杆泵的流量产生波动，因此，螺杆泵的流量可以近似代表螺杆泵定子的磨损程度，进而可以根据螺杆泵管道两端的压力差δp来监控螺杆泵定子的磨损程度。
12.螺杆泵定子磨损程度的检测过程为：切断螺杆泵与涂布装置之间的浆料流动，使得储料装置内的浆料在储料装置、螺杆泵和回流管道构成的循环回路内流动，从而浆料由储料装置流出经过第一压力表后进入螺杆泵，随后由螺杆泵流出经过第二压力表，再通过回流管道回到储料装置中；在该过程中分别记录第一压力表的示数p1和第二压力表的示数p2，根据压力差值δp＝p
2-p1判断螺杆泵定子的磨损程度。
13.本实用新型提供的螺杆泵定子寿命监控涂布系统装置，能够实现对螺杆泵定子的磨损程度进行监控，并将磨损程度数据化，可以更加直观准确地判断螺杆泵定子的磨损程度，避免误判造成定子报废的损失以及可以提前预警更换螺杆泵定子，避免产生不良涂布极片；此外，本实用新型提供的螺杆泵定子寿命监控涂布系统装置对现有涂布系统改动不大，操作简单。
14.作为本实用新型一种优选的技术方案，所述储料装置和螺杆泵之间的管道上还设置有第一阀件。
15.作为本实用新型一种优选的技术方案，所述回流管道上设置有回流阀件。
16.需要说明的是，本实用新型对第一阀件和回流阀件的种类、尺寸、材质和形状不作具体要求和特殊限定，本领域的技术人员可以根据实际生产条件和需要对第一阀件和回流阀件的种类、尺寸、材质和形状进行选择或改进。
17.作为本实用新型一种优选的技术方案，所述回流管道通过转换件、焊接或法兰中的任意一种外接于所述螺杆泵与涂布装置之间的管道上。
18.作为本实用新型一种优选的技术方案，所述转换件包括转换头。
19.作为本实用新型一种优选的技术方案，所述螺杆泵和涂布装置之间的管道上还设置有第二阀件，所述螺杆泵与涂布装置之间的管道上外接所述回流管道的位置记为外接点，所述外接点在所述第二压力表和第二阀件之间。
20.需要说明的是，本实用新型对第二阀件的种类、尺寸、材质和形状不作具体要求和特殊限定，本领域的技术人员可以根据实际生产条件和需要对第二阀件的种类、尺寸、材质和形状进行选择或改进。
21.本实用新型中，也可以在外接点处安装三通阀，不仅可以实现将回流管道外接在螺杆泵和涂布装置之间的管道上，还可以在省去回流阀件和第二阀件的条件下，实现对电池浆料流向的控制。
22.作为本实用新型一种优选的技术方案，所述螺杆泵定子寿命监控涂布系统装置还包括与所述螺杆泵驱动连接的伺服电机，所述伺服电机用于控制所述螺杆泵的开启或关闭。
23.作为本实用新型一种优选的技术方案，所述储料装置内设置有搅拌机构。
24.本实用新型中，在储料装置中设置搅拌机构，维持浆料的流动，能够有效避免浆料因静止而发生沉降和团聚，保证了浆料的稳定性。
25.作为本实用新型一种优选的技术方案，所述涂布装置和储料装置之间还设置有回收管道，所述回收管道用于将所述涂布装置剩余的浆料回收至所述储料装置内。
26.涂布结束后涂布模头的腔体内往往会留有剩余的电池浆料，本实用新型中可以通过回收管道将剩余的电池浆料回收至储料管道内。
27.作为本实用新型一种优选的技术方案，所述回收管道上设置有回收阀件。
28.需要说明的是，本实用新型对回收阀件的种类、尺寸、材质和形状不作具体要求和特殊限定，本领域的技术人员可以根据实际生产条件和需要对回收阀件的种类、尺寸、材质和形状进行选择或改进。
29.所述系统是指设备系统、装置系统或生产装置。
30.示例性地，采用本实用新型提供的螺杆泵定子寿命监控涂布系统装置时，首先打开第一阀件和回流阀件，关闭第二阀件，使得储料装置内的电池浆料在储料装置、螺杆泵和回流管道构成的循环回路内流动，从而浆料由储料装置流出经过第一压力表后进入螺杆泵，随后由螺杆泵流出经过第二压力表，再通过回流管道回到储料装置中；在该过程中分别记录第一压力表的示数p1和第二压力表的示数p2，根据压力差值δp＝p
2-p1判断螺杆泵定子的磨损程度，若无须更换螺杆泵定子，则关闭回流阀件，打开第二阀件，从而螺杆泵将电池浆料输送至涂布装置进行涂布，若需要更换螺杆泵定子，则关闭第一阀件，循环回路内的浆料均流入储料装置后，对螺杆泵定子进行更换，然后再关闭回流阀件，打开第一阀件和第二阀件，螺杆泵将电池浆料输送至涂布装置进行涂布；涂布结束后，关闭第一阀件和第二阀件，打开回收阀件，通过回收管道将涂布模头腔体内剩余的电池浆料回收至储料管道内。
31.与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
32.本实用新型提供的螺杆泵定子寿命监控涂布系统装置，能够实现对螺杆泵定子的
磨损程度进行监控，并将磨损程度数据化，可以更加直观准确地判断螺杆泵定子的磨损程度，避免误判造成定子报废的损失以及可以提前预警更换螺杆泵定子，避免产生不良涂布极片；此外，本实用新型提供的螺杆泵定子寿命监控涂布系统装置对现有涂布系统改动不大，操作简单。
附图说明
33.图1为本实用新型一个具体实施方式中提供的螺杆泵定子寿命监控涂布系统装置的结构示意图。
34.其中，1-储料装置；2-第一阀件；3-回流管道；4-第一压力表；5-螺杆泵；6-回流阀件；7-第二压力表；8-第二阀件；9-伺服电机；10-涂布装置。
具体实施方式
35.需要理解的是，在本实用新型的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
36.需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
37.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
38.在一个具体实施方式中，本实用新型提供了一种螺杆泵定子寿命监控涂布系统装置，如图1所示，所述螺杆泵定子寿命监控涂布系统装置包括沿浆料流动方向依次连接的储料装置1、螺杆泵5和涂布装置10，所述螺杆泵5与涂布装置10之间的管道上外接有回流管道3，所述回流管道3的另一端接入所述储料装置1，所述储料装置1、螺杆泵5和回流管道3构成循环回路，所述储料装置1与螺杆泵5之间的管道上设置有第一压力表4，所述螺杆泵5和涂布装置10之间，且靠近所述螺杆泵5出口的管道上设置有第二压力表7，浆料在所述储料装置1、螺杆泵5和回流管道3构成的循环回路内流动，通过所述第一压力表4和第二压力表7的示数差值监判断所述螺杆泵5的定子磨损程度。
39.本实用新型根据螺杆泵5进料和出料的压力差值来判定螺杆泵5定子的磨损程度(螺杆泵5定子寿命)，其原理为：泊肃叶定律公式为(poiseuilelaw)q＝π
×
r4×
δp/(8ηl)，其中r是管道半径，δp是管道两端的压力差，η是流体粘度系数，l是管道长度；该公式是描述不可压缩的粘性流体在水平圆管中作定常流动，且雷诺数不大，流动的形态是层流时，流量q与管道两端的压力差δp、管道半径r、管道长度l及流体粘度系数η的关系。当管道半径
r、管道长度l及流体粘度系数η不变时，流量q的波动主要来自管道两端的压力差δp，而电池挤压涂布过程中，同种浆料配方，同种温度下的流体粘度系数η差异不大，供料管道半径r、管道长度l不变，同等泵数下流量则由管道两端的压力差δp决定。而在螺杆泵5定子磨损后，即使在稳定的转速下也会导致螺杆泵5的流量产生波动，因此，螺杆泵5的流量可以近似代表螺杆泵5定子的磨损程度，进而可以根据螺杆泵5管道两端的压力差δp来监控螺杆泵5定子的磨损程度。
40.螺杆泵5定子磨损程度的检测过程为：切断螺杆泵5与涂布装置10之间的浆料流动，使得储料装置1内的浆料在储料装置1、螺杆泵5和回流管道3构成的循环回路内流动，从而浆料由储料装置1流出经过第一压力表4后进入螺杆泵5，随后由螺杆泵5流出经过第二压力表7，再通过回流管道3回到储料装置1中；在该过程中分别记录第一压力表4的示数p1和第二压力表7的示数p2，根据压力差值δp＝p
2-p1判断螺杆泵5定子的磨损程度。
41.本实用新型提供的螺杆泵定子寿命监控涂布系统装置，能够实现对螺杆泵5定子的磨损程度进行监控，并将磨损程度数据化，可以更加直观准确地判断螺杆泵5定子的磨损程度，避免误判造成定子报废的损失以及可以提前预警更换螺杆泵5定子，避免产生不良涂布极片；此外，本实用新型提供的螺杆泵定子寿命监控涂布系统装置对现有涂布系统改动不大，操作简单。
42.进一步地，所述储料装置1和螺杆泵5之间的管道上还设置有第一阀件2。
43.进一步地，所述回流管道3上设置有回流阀件6。
44.需要说明的是，本实用新型对第一阀件2和回流阀件6的种类、尺寸、材质和形状不作具体要求和特殊限定，本领域的技术人员可以根据实际生产条件和需要对第一阀件2和回流阀件6的种类、尺寸、材质和形状进行选择或改进。
45.进一步地，所述回流管道3通过转换件、焊接或法兰中的任意一种外接于所述螺杆泵5与涂布装置10之间的管道上；所述转换件包括转换头。
46.进一步地，所述螺杆泵5和涂布装置10之间的管道上还设置有第二阀件8，所述螺杆泵5与涂布装置10之间的管道上外接所述回流管道3的位置记为外接点，所述外接点在所述第二压力表7和第二阀件8之间。
47.需要说明的是，本实用新型对第二阀件8的种类、尺寸、材质和形状不作具体要求和特殊限定，本领域的技术人员可以根据实际生产条件和需要对第二阀件8的种类、尺寸、材质和形状进行选择或改进。
48.本实用新型中，也可以在外接点处安装三通阀，不仅可以实现将回流管道3外接在螺杆泵5和涂布装置10之间的管道上，还可以在省去回流阀件6和第二阀件8的条件下，实现对电池浆料流向的控制。
49.进一步地，所述螺杆泵定子寿命监控涂布系统装置还包括与所述螺杆泵5驱动连接的伺服电机9，所述伺服电机9用于控制所述螺杆泵5的开启或关闭。
50.进一步地，所述储料装置1内设置有搅拌机构。
51.本实用新型中，在储料装置1中设置搅拌机构，维持浆料的流动，能够有效避免浆料因静止而发生沉降和团聚，保证了浆料的稳定性。
52.进一步地，所述涂布装置10和储料装置1之间还设置有回收管道，所述回收管道用于将所述涂布装置10剩余的浆料回收至所述储料装置1内。
53.涂布结束后涂布模头的腔体内往往会留有剩余的电池浆料，本实用新型中可以通过回收管道将剩余的电池浆料回收至储料管道内。
54.进一步地，所述回收管道上设置有回收阀件。
55.需要说明的是，本实用新型对回收阀件的种类、尺寸、材质和形状不作具体要求和特殊限定，本领域的技术人员可以根据实际生产条件和需要对回收阀件的种类、尺寸、材质和形状进行选择或改进。
56.示例性地，如图1所示，采用本实用新型提供的螺杆泵定子寿命监控涂布系统装置时，首先打开第一阀件2和回流阀件6，关闭第二阀件8，使得储料装置1内的电池浆料在储料装置1、螺杆泵5和回流管道3构成的循环回路内流动，从而浆料由储料装置1流出经过第一压力表4后进入螺杆泵5，随后由螺杆泵5流出经过第二压力表7，再通过回流管道3回到储料装置1中；在该过程中分别记录第一压力表4的示数p1和第二压力表7的示数p2，根据压力差值δp＝p
2-p1判断螺杆泵5定子的磨损程度，若无须更换螺杆泵5定子，则关闭回流阀件6，打开第二阀件8，从而螺杆泵5将电池浆料输送至涂布装置10进行涂布，若需要更换螺杆泵5定子，则关闭第一阀件2，循环回路内的浆料均流入储料装置1后，对螺杆泵5定子进行更换，然后再关闭回流阀件6，打开第一阀件2和第二阀件8，螺杆泵5将电池浆料输送至涂布装置10进行涂布；涂布结束后，关闭第一阀件2和第二阀件8，打开回收阀件，通过回收管道将涂布模头腔体内剩余的电池浆料回收至储料管道内。
57.申请人声明，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。