阅读说明：本技术 一种连续式碳纤维蓄电池注液设备 (Continuous carbon fiber storage battery liquid injection equipment ) 是由 何幸华 黎少伟 李政文 何可立 马俊 于 2018-08-30 设计创作，主要内容包括：本发明属于电池加工领域,具体公开了一种连续式碳纤维蓄电池注液设备,包括机架,机架上固定有真空仓,机架上位于传送机构的进料端上方设有进料机构,机架上位于传送机构的出料端下方设有出料机构,机架上设有用于驱动进料机构运行的第一驱动机构以及用于驱动出料机构运行的第二驱动机构；机架上还设有用于向电池内注液的注液机构,注液机构包括固定在机架上的用于储存电解液的储液罐；进料机构包括转动连接在机架上的第一转盘,第一转盘上沿周向均布有三个相同的进料区域,出料机构包括转动连接在机架上的第二转盘,第二转盘上沿周向均布有三个相同的出料区域。采用本发明的方案,可以解决人工注液工作效率较低的问题。(The invention belongs to the field of battery processing, and particularly discloses continuous carbon fiber storage battery liquid injection equipment which comprises a rack, wherein a vacuum bin is fixed on the rack, a feeding mechanism is arranged above the feeding end of a conveying mechanism on the rack, a discharging mechanism is arranged below the discharging end of the conveying mechanism on the rack, and a first driving mechanism for driving the feeding mechanism to operate and a second driving mechanism for driving the discharging mechanism to operate are arranged on the rack; the frame is also provided with a liquid injection mechanism for injecting liquid into the battery, and the liquid injection mechanism comprises a liquid storage tank which is fixed on the frame and is used for storing electrolyte; the feeding mechanism comprises a first rotary table which is rotatably connected to the rack, three same feeding areas are uniformly distributed on the first rotary table in the circumferential direction, the discharging mechanism comprises a second rotary table which is rotatably connected to the rack, and three same discharging areas are uniformly distributed on the second rotary table in the circumferential direction. By adopting the scheme of the invention, the problem of low working efficiency of manual liquid injection can be solved.)

一种连续式碳纤维蓄电池注液设备

技术领域

本发明属于碳纤维蓄电池加工领域，具体涉及了一种连续式碳纤维蓄电池注液设备。

背景技术

现有的蓄电池极板基体主要采用金属或合金材料制作，基板的要求是导电性好，耐腐蚀性好，如铅酸蓄电池采用铅锑合金，阀控密封铅酸电池采用铅钙锡铝合金或者铅锑镉合金，以上电池合金都需要接触40％的硫酸水溶液(即电解液)才能正常工作，而酸对以上材料有腐蚀作用，而因腐蚀使蓄电池失效是限制蓄电池寿命的重要因素。

为解决上述问题，碳纤维蓄电池应运而生。碳纤维蓄电池采用AGM(即玻璃纤维隔板)隔膜作为极板基体，AGM隔膜可以吸附电解液，使得蓄电池内部没有流动的电解液，一方面减少电解液的用量，另一方面减少电解液对电池内部材料的腐蚀作用。

传统的电池注液(即将电解液注入电池内部)工作，通常采用人工注液的方式，进行一对一的注液加工，生产效率较低。同时对于碳纤维蓄电池，待注液的电池上设有进液孔以及出液孔，电解液从进液孔注入电池内，AGM隔膜吸附电解液后，多余的电解液从出液孔流出。利用传统的注液方式将电解液注入电池内后，由于电池内部化学材料过多，AGM隔膜吸收电解液较为困难，导致电解液仍在电池内流动。

发明内容

本发明的目的在于提供一种连续式碳纤维蓄电池注液设备，以解决人工注液工作效率较低的问题。

为达到上述目的，本发明的基础方案为：一种连续式碳纤维蓄电池注液设备，包括机架，机架上固定有真空仓，真空仓内设有用于传送电池的传送机构，机架上设有位于传送机构进料端上方的进料机构，机架上设有位于传送机构出料端下方的出料机构，机架上设有用于驱动进料机构运行的第一驱动机构以及用于驱动出料机构运行的第二驱动机构；机架上还设有用于向电池内注液的注液机构，注液机构包括固定在机架上的用于储存电解液的储液罐；进料机构包括转动连接在机架上的第一转盘，第一转盘上沿周向均布有三个相同的进料区域，进料区域包括设置在第一转盘上的第一通孔；第一转盘贯穿真空仓的侧壁，其中一个进料区域位于真空仓内；真空仓外壁上位于第一转盘上方固定有第一盖板，第一盖板可覆盖一个进料区域，第一盖板下端和第一转盘上端相抵；真空仓外壁上位于第一转盘下方固定有第一支板，第一支板可覆盖两个进料区域，第一支板上端和第一转盘下端相抵；第一支板下端位于第一盖板的正下方设有第一抽气筒，第一支板上设有与第一抽气筒连通的第一出气孔，第一出气孔内连通有第一出气单向阀；第一驱动机构用于驱动第一转盘间歇转动以及驱动第一抽气筒运行；出料机构包括转动连接在机架上的第二转盘，第二转盘上沿周向均布有三个相同的出料区域，出料区域包括设置在第二转盘上的第二通孔；第二转盘贯穿真空仓的侧壁，其中一个出料区域位于真空仓内；真空仓外壁上位于第二转盘下方固定有第二支板，第二支板贯穿真空仓侧壁并延伸至真空仓内，第二支板可覆盖真空仓内的出料区域以及一个真空仓外的出料区域，第二支板上端和第二转盘下端相抵；真空仓外壁上位于第二转盘上方固定有第二盖板，第二盖板位于第二支板正上方，第二盖板可覆盖一个出料区域，第二盖板下端和第二转盘上端相抵；第二支板位于真空仓外的下端设有第二抽气筒，第二支板上设有与第二抽气筒连通的第二出气孔，第二出气孔内连通有第二出气单向阀；第二驱动机构用于驱动第二转盘间歇转动以及驱动第二抽气筒运行。

本基础方案的工作原理在于：

进料机构的工作原理：第一转盘转动过程中，待注液的电池放至第一通孔内，第一支板对电池进行支撑。第一通孔转动至第一盖板和第一支板之间时，第一盖板、第一通孔以及第一支板之间形成密封区域，第一抽气筒将该密封区域内的气体抽出，使得电池处于真空环境内。第一通孔继续转动将电池带入真空舱内，电池受重力作用从第一通孔内掉落到传送机构上。上述过程中，电池被送入真空仓内，不会将外界空气待到真空仓内。

电池在传送机构上被向出料机构方向传送，传送过程中，注液机构向电池内完成注液。

出料机构的工作原理：电池从传送带的出料端掉落至第二通孔内。第二转盘转动，将电池带出真空仓。电池取出后，第二通孔继续转动至第二盖板和第二支板之间，第二抽气筒抽出第二盖板、第二支板之间的空气。第二通孔再次转入真空仓内时，不会将外界空气带到真空仓内。

本基础方案的有益效果在于：

1、通过进料机构、传送机构、注液机构以及出料机构的配合，完成全自动机械化的注液工作，相比人工注液，提高工作效率，适用于电池批量加工。

2、在真空仓内完成注液，储液罐设置在真空仓外，利用储液罐和真空仓内的负压差，使得电解液自动受压力影响流出到电池内，被AGM隔膜充分吸收，克服AGM隔膜对电解液吸收困难的问题。

3、进料过程和出料过程均不会将外界的空气带入到真空仓内，不破坏真空仓的真空状态，则不会影响真空仓内其他电池的注液工作，并通过传送机构的传送，实现了电池的连续注液工作，提高了加工效率，适用于电池批量加工。

进一步，第一通孔和第二通孔的尺寸均等于电池的尺寸。

有益效果：电池可以完全位于第一通孔、第二通孔内，在电池转入或转出真空仓时，电池的上、下端和真空仓侧壁完全接触，避免电池在第一通孔、第二通孔内凸起或凹陷，影响密封效果。

进一步，进料机构还包括固定在机架上的进料筒，进料筒的轴线垂直于第一转盘的上表面，进料筒位于一个进料区域上方，进料筒下端和第一转盘上端相抵。

有益效果：电池在进料筒内竖直排列，电池受到向下的重力作用。当第一通孔转动至进料筒下方时，电池掉落至第一通孔内。第一转盘继续转动时，进料筒内的电池下表面和第一转盘上表面相抵，无法掉落。

进一步，传送机构包括传送带，传送带上沿传送方向均布有若干隔板，相邻隔板之间组成放置腔。

有益效果：电池放置在放置腔内，随传送带运动，运动至出料机构处时，传送带翻转，电池先落在隔板上，再沿着隔板的表面滑落到第二转盘上，避免电池直接掉落导致的损坏，隔板可以给予电池一定缓冲作用。同时设置放置腔，使得电池在传送带上规则排列，避免电池堆积。

进一步，注液机构包括设置在放置腔内的出液管以及固定在放置腔内的液压缸，液压缸的推杆固定在出液管上，出液管的端部密封，出液管上连通有出液喷头，出液喷头的出液方向和出液管的轴线垂直，出液管内滑动连接有用于挡住出液喷头的进液孔的插板，插板下端固定连接有滑杆，滑杆下端贯穿出液管的侧壁并延伸至出液管外；所有出液管交汇于一处并在该处连通形成总管，总管贯穿真空仓的侧壁并延伸至真空仓外，总管位于真空仓外的部分转动连接在储液罐上。

有益效果：总管转动连接在储液罐上，总管可以相对储液罐转动，避免出液管随传送带运动时发生缠绕。传动带转动过程中，上部的放置腔可以防止电池进行注液，但下部的放置腔不能放置电池，因此设置插板，当出液管随传送带转动至下部时，插板受重力作用挡住出液喷头，减少电解液的流出以及浪费。当出液管随传送带转动至上部时，插板受重力作用打开出液喷头，电解液流出对电池进行注液。

进一步，第一驱动机构包括转动连接在机架上的转轴，转轴上固定有不完全齿轮，第一转盘下端固定有齿轮，不完全齿轮和齿轮的传动比为3:1；第二驱动机构和第一驱动机构设置一致。

有益效果：通过不完全齿轮机构驱动第一转盘间歇性转动。且不完全齿轮和齿轮的传动比为3:1，则不完全齿轮随转轴转动一圈，带动齿轮转动三分之一圈，第一转盘随齿轮转动一个进料区域。留出将电池放至第一通孔内和第一抽气筒抽气的时间，避免第一转盘持续转动导致的进料效果不好。

进一步，第一抽气筒侧壁上部设有排气孔，排气孔内设有排气单向阀，第一抽气筒内滑动连接有滑板，滑板下端固定有支杆，支杆上固定有导向杆，转轴侧壁上开设有供导向杆滑动的凸轮槽；第二抽气筒和第一抽气筒设置一致。

有益效果：凸轮槽是指与标准件凸轮的曲线轮廓形状一致的凹槽。转轴转动过程中实现第一转盘、第二转盘的转动，完成进料、出料。同时，凸轮槽随转轴转动，导向杆在螺旋槽内滑动，导向杆和螺旋槽组成凸轮结构，根据凸轮结构的运动特性，导向杆带动支杆做竖向往复直线运动，实现第一抽气筒的抽气。

进一步，插板上端固定有上限位块，支杆位于出液管外的部分固定有下限位块，出液管上位于和支杆的连接处安装有密封圈。

有益效果：设置上限位块和下限位块，避免插板滑动过程中和出液管脱离。设置密封圈，避免受真空影响，出液管上位于和支杆的连接处发生漏液现象。

附图说明

图1为本发明实施例的示意图；

图2为图1中进料机构的仰视图；

图3为图1中进料机构的俯视图；

图4为图1中A部分的放大图；

图5为图1中B部分的放大图；

图6为图1中注液机构和传送机构的俯视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：真空仓1、传送带2、隔板3、电池4、第一转盘5、第一盖板6、第一通孔7、第一支板8、连接轴9、进料筒10、转轴11、第一抽气筒12、支杆13、导向杆14、凸轮槽15、第二转盘16、第二通孔17、第二盖板18、第二支板19、第二抽气筒20、不完全齿轮21、齿轮22、出液管23、出液喷头24、插板25、总管26、储液罐27。

如图1所示，一种连续式碳纤维蓄电池注液设备，包括机架，机架上固定有真空仓1，真空仓1内设有用于传送电池4的传送机构，传送机构包括传送带2，传送带2上沿传送方向均布有若干隔板3，相邻隔板3之间形成放置腔。

结合图2、图3所示，机架上位于传送机构左端的上方设有进料机构，进料机构包括转动连接在机架上的第一转盘5，第一转盘5上设有沿周向均布有三个相同的进料区域，进料区域包括设置在第一转盘5上的第一通孔7，第一通孔7的尺寸等于电池4的尺寸。第一转盘5右端贯穿真空仓1的侧壁，其中一个进料区域位于真空仓1内。真空仓1外壁上位于第一转盘5下方固定有第一支板8，第一支板8可覆盖位于真空仓1外的两个进料区域，第一支板8上端和第一转盘5下端相抵。真空仓1外壁上位于第一转盘5上方固定有第一盖板6，第一盖板6下端和第一转盘5上端相抵，机架上位于第一转盘5上方固定有进料筒10，进料筒10下端和第一转盘5上端相抵。进料筒10位于真空仓1外的一个进料区域上方，第一盖板6位于真空仓1外的另一个进料区域上方，第一盖板6可覆盖该进料区域。

第一支板8下端位于第一盖板6的正下方固定有第一抽气筒12，第一支板8上设有与第一抽气筒12连通的第一出气孔，第一出气孔内连通有第一出气单向阀，第一抽气筒12抽气时，第一支板8上方的空气可以通过第一出气单向阀排出到第一抽气筒12内。第一抽气筒12内滑动连接有滑板，滑板下端固定有支杆13，支杆13下端固定有导向杆14。第一抽气筒12侧壁上部设有排气孔，排气孔内设有排气单向阀，当第一抽气筒12复位时，第一抽气筒12内的气体通过排气单向阀排出到外界。

机架上设有用于驱动进料机构运行的第一驱动机构，第一驱动机构包括转动连接在机架上的转轴11，转轴11上固定有不完全齿轮21，第一转盘5下端固定有连接轴9，连接轴9上固定有与不完全齿轮21啮合的齿轮22，不完全齿轮21和齿轮22的传动比为3:1。转轴11侧壁上开设有供导向杆14滑动的凸轮槽15，此处凸轮槽15是指与标准件凸轮的曲线轮廓形状一致的凹槽。

机架上位于传送机构的右端下方设有出料机构。出料机构包括转动连接在机架上的第二转盘16，第二转盘16上设有沿周向均布有三个相同的出料区域，出料区域包括设置在第二转盘16上的第二通孔17，第二通孔17的尺寸等于电池4的尺寸。

第二转盘16左端贯穿真空仓1的侧壁，其中一个出料区域位于真空仓1内。真空仓1侧壁上位于第二转盘16下方固定有第二支板19，第二支板19左端贯穿真空仓1的侧壁并延伸至真空仓1内，第二支板19可覆盖位于真空仓1内的一个出料区域以及位于真空仓1外的一个出料区域，第二支板19上端和第二转盘16下端相抵。真空仓1外壁上位于第二转盘16上方固定有第二盖板18，第二盖板18位于第二支板19的正上方，第二盖板18下端与第二转盘16上端相抵，第二盖板18可覆盖一个出料区域。机架上位于第二转盘16下方固定有送料台，送料台右端向下倾斜。

位于真空仓1外的第二支板19下端固定有第二抽气筒20，第二抽气筒20位于第二盖板18的正下方，第二支板19上设有与第二抽气筒20连通的第二出气孔，第二出气孔内连通有第二出气单向阀，第二抽气筒20抽气时，第二支板19上方的气体通过第二出气单向阀进入第二抽气筒20内。第二抽气筒20的结构和第一抽气筒12的设置一致。机架上设有用于驱动出料机构运行的第二驱动机构，第二驱动机构和第一驱动机构设置一致。

结合图6所示，机架上还设有用于向电池4内注液的注液机构，注液机构包括固定在机架上的用于储存电解液的储液罐27。注液机构包括设置在放置腔内的出液管23以及固定在放置腔内的液压缸，液压缸的推杆固定在出液管上，液压缸可以驱动出液管左、右运动。所有出液管23交汇于一处并在该处连通形成总管26，总管26贯穿真空仓1的侧壁并延伸至真空仓1外，总管26位于真空仓1外的部分转动连接在储液罐27上。

结合图4所示，出液管23的端部密封，出液管23上连通有出液喷头24，出液喷头24的出液方向和出液管23的轴线垂直，出液管23内滑动连接有插板25，插板25的尺寸大于出液喷头24的进液孔的尺寸。插板25上端固定有上限位块，插板25下端固定连接有滑杆，滑杆下端贯穿出液管23的侧壁并延伸至出液管23外，支杆13位于出液管23外的部分固定有下限位块，出液管23上位于和支杆13的连接处安装有密封圈。设置上限位块和下限位块，避免插板25滑动过程中和出液管23脱离。

具体工作时，待注液的电池4在进料筒内竖向排列。启动电机，电机驱动转轴11转动，不完全齿轮21和齿轮22的传动比为3:1，则不完全齿轮21随转轴11转动一圈，带动齿轮22转动三分之一圈，第一转盘5随齿轮22转动一个进料区域。第一通孔7转动至进料筒下方时，进料筒内的电池4受重力作用掉落入第一通孔7内，第一支板8对电池4提供支撑作用。第一转盘5继续转动时，进料筒内的电池4和第一转盘5上表面相抵，无法掉落。

第一通孔7转动至第一盖板6下方时，第一盖板6、第一通孔7以及第一支板8之间形成密封区域，即电池4位于该密封区域内。转轴11转动，导向杆14在凸轮槽15内滑动，导向杆14和凸轮槽15组成凸轮机构，根据凸轮机构的运动特性，导向杆14做竖向往复直线运动。导向杆14带动支杆13向下运动，第一抽气筒12上部空间增大，抽取该密封区域内的气体，使得该密封区域形成真空环境。

第一通孔7带动电池4转动至真空仓1内，电池4受重力作用从第一通孔7内掉落至传送带2上。由于电池4在转动过程中，第一抽气筒12抽走了电池4内以及第一通孔7内的气体。因此转动至真空仓1内时，电池4处于真空环境内。将电池4送入真空仓1的过程，不会破坏真空仓1内的真空状态，不会影响真空仓1内其他电池4的注液。

电池4掉落到放置腔内，随传送带2向右运动。电池4掉落至放置腔内的同时，启动该放置腔内的液压缸，液压缸向右推动出液管23，使得出液喷头24向右运动，卡入电池4的进液孔内。同时，结合图4所示，传动带上部的放置腔可以放置电池4进行注液，但下部的放置腔不能放置电池4，因此设置插板25，当出液管23随传送带2转动至上部时，插板25受重力作用向下滑动，不再阻挡出液喷头24的进液孔，出液喷头24打开，电解液受真空仓1的负压作用，流出到电池4内，对电池4进行注液。结合图5所示，当出液管23随传送带2转动至下部时，插板25受重力作用挡住出液喷头24，减少电解液的流出以及浪费。

电池4在传送带2的运输过程中完成注液，电池4随传送带2运输至右端时，电池4翻转掉落在隔板3上，传送带2继续运动，电池4掉落至第二通孔17内。第二驱动机构的工作过程和第一驱动机构一致，第二转盘16被驱动间歇性转动。第二通孔17从真空仓1内转出后，掉落在送料台上，沿送料台滑动，被送至下一道工序加工。第二通孔17继续转动至第二盖板18和第二支板19之间时，第二抽气筒20将第二通孔17内得气体抽出，使得第二通孔17内保持真空状态。第二通孔17继续转动至真空仓1内，接收掉落的电池4。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。