CN116409633B - 真空粉体输送系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及能够定量供给小容量到大容量的粉体的真空粉体输送系统，其包括储存部，储存粉体；一个以上的腔体部，容纳从储存部输送的粉体；料斗部，以与一个以上的腔体部相互限制流体连通的方式配置，容纳从储存部输送的粉体；以及真空压力产生部，向一个以上的腔体部提供真空压力，其中，粉体能够以分流方式供给到一个以上的腔体部或料斗部。并且，本发明可包括利用所述真空粉体输送系统的真空粉体输送方法。

Description

真空粉体输送系统及其方法

技术领域

本发明涉及真空粉体输送系统，更详细地，涉及通过真空压力能够输送小容量到大容量的二次电池的粉体状活性物质的系统。

另外，本发明包括通过真空粉体输送系统连续且定量供给粉体的输送方法。

背景技术

二次电池(secondary battery)作为能够实施充电及放电的电池，包括涂敷有正极活性物质的正极、涂敷有负极活性物质的负极、介于正极与负极之间的隔离膜及电解质。

如本发明所属技术领域的普通技术人员已知，在二次电池的制备工序中，需要输送并混合包括上述正极活性物质或负极活性物质的粉体状电极活性物质。

粉体输送相关的专利文献1作为与本发明相同的申请人于2019年3月6日申请的专利，其公开了“利用真空输送机的粉体自动输送系统”，其通过真空吸入方式将用于产品生产的粉体能够精确地调节粉体输送量并输送至后续设备。

在通常情况下，由于现有的粉体输送系统能够在填充粉体储存部的规定容积的量之后向下游排出，因此在连续且大容量供给的方面存在局限性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：韩国公开专利公报第10-2020-0107146号

发明内容

本发明是为了解决如上所述的问题而完成的，其目的在于，提供可通过真空压力供给小容量到大容量的粉体的真空粉体输送系统。

并且，本发明还包括利用真空粉体输送系统的真空粉体输送方法。

为了实现上述目的，本发明提供能够定量供给小容量到大容量的粉体的真空粉体输送系统，其包括：储存部，储存粉体；一个以上的腔体部，容纳从储存部输送的粉体；料斗部，以与所述一个以上的腔体部相互限制流体连通的方式配置，容纳从储存部输送的粉体；以及真空压力产生部，向一个以上的腔体部提供真空压力，其中，粉体能够以分流方式连续供给到一个以上的腔体部或料斗部。

本发明可包括：共同输送管线，与储存部连接；第一输送管线，与一个以上的腔体部连接；第二输送管线，与料斗部连接；以及支管，与共同输送管线连接，通过切至换第一输送管线或第二输送管线供给粉体。

在本发明实施例中，料斗部还可包括防磨损板，设置于在料斗部内壁沿切线方向引入的第二输送管线的排出端前方。

并且，防磨损板可将虚拟轴线配置在防磨损板的近端部与远端部之间，所述虚拟轴线为从第二输送管线的排出端外周面的内侧向料斗部的内壁延伸的虚拟轴线。

优选地，料斗部可配置在一个以上的腔体部的下方。

并且，料斗部的储存容量可大于腔体部的储存容量。

本发明提供可通过所述真空粉体输送系统定量供给小容量到大容量的粉体的真空粉体输送方法，其可包括：向储存部提供粉体的步骤；判断粉体供给量的步骤；第一输送步骤，当粉体供给量小于腔体部的储存容量时，粉体从储存部吸入到一个以上的腔体部；第二输送步骤，当粉体供给量大于腔体部的储存容量时，粉体从储存部吸入到料斗部；以及将料斗部所容纳的粉体向后续设备排出的步骤。

在第一输送步骤之后，本发明还可包括从一个以上的腔体部向料斗部排送所述粉体的步骤。

在本发明实施例中，第二输送步骤还可包括使腔体部与料斗部相互流体连通，通过真空压力产生部向腔体部和料斗部提供真空压力的步骤。

在第二输送步骤中，可吸入并引导粉体沿料斗部的内壁回旋流动。

并且，粉体可被引向选自由第一输送步骤、第二输送步骤或它们的组合组成的组中的粉体输送路径。

本发明的特征及优点可通过基于附图的下述详细说明变得更加明确。

因此，本说明书及权利要求书所使用的术语或词语不应解释为通常使用的词典中的含义，而应当基于本发明人为了以最佳方式说明其自身发明而适当定义术语概念的原则，以符合本发明技术思想的含义及概念进行解释。

根据对于本发明的上述说明，本发明提供可通过真空输送机连续且定量供给粉体的简单结构的粉体输送系统。

本发明被设计成将粉体单独吸入到一个以上的小容量的腔体部和大容量的料斗部，由此，可在小容量到大容量的大范围内输送粉体。

并且，本发明具有如下优点，即，首先将预设供给量中的大部分(约95％)粉体输送到大容量的料斗部后，将预设供给量中的剩余(约5％)粉体输送到一个以上的小容量的腔体部，由此，可按照预设供给量快速准确地向后续设备(混合部)供给粉体。

附图说明

图1为简要示出本发明的真空粉体输送系统的结构图。

图2a为简要示出料斗部与第二输送管线的结合部分的部分剖切图。

图2b为简要示出料斗部与第二输送管线的结合部分的横向剖视图。

图3为简要示出用于料斗部的防磨损板的另一例的图。

图4为示出利用本发明的真空粉体输送系统的粉体输送方法的流程图。

具体实施方式

本发明的目的、特定优点及新特征可通过基于附图的下述详细说明及实施例变得更加明确。在本说明书中，对各个附图的结构赋予附图标记的过程中，应当注意的是，即使表示在不同的附图上，对于相同的结构要素也尽可能地赋予相同的附图标记。并且，在说明本发明的过程中，当判断公知技术相关的具体说明有可能不必要地混淆本发明的主旨时，将省略其详细说明。在本说明书中，“第一”或“第二”等术语用于对一个结构要素与其他结构要素进行区分，该结构要素并不受限于上述术语。在附图中，虽然部分结构要素被放大、省略或简要示出，但是，各个结构要素的尺寸无法完全反映实际尺寸。

以下，参照附图详细说明本发明的实施例。

本发明涉及可通过真空吸入方式吸入用于产品生产的粉体并输送到后续设备的粉体输送系统，其结构包括储存部、腔体部、料斗部及真空压力产生部。其中，粉体可以为制造成二次电池所需的粒状或粉体状的电极活性物质，电极活性物质包括正极活性物质或负极活性物质。

参照图1，本发明的真空粉体输送系统包括储存部100，储存粉体；一个以上的腔体部200，容纳从储存部供给的粉体；料斗部300，配置在一个以上的腔体部的下方；以及真空压力产生部400，对一个以上的腔体部的内部提供真空状态。

如上所述，储存部100构成储存粉体并将粉体引导至下游的结构。

尤其，本发明可选择性地向一个以上的腔体部200或料斗部300引导粉体。换言之，本发明可通过支管Y沿从储存部100到一个以上的腔体部200或料斗部300的粉体输送路径吸入并引导粉体。支管可以为能够将共同输送管线分为两个输送管线的任何切换装置。

具体地，本发明可通过Y字型支管Y连接与储存部100连接的共同输送管线L、与一个以上的腔体部200连接的第一输送管线L₁及与料斗部300连接的第二输送管线L₂。可选择性地，共同输送管线、第一输送管线、第二输送管线可由即使与粉体状的电极活性物质碰撞或接触也能够维持机械物性、耐磨性、耐化学性的材料，例如，可以为由聚氨酯材料制成的可挠性管。

如图所示，Y字型支管Y使共同输送管线L分为第一输送管线L₁和第二输送管线L₂这两支线，结果，可通过分流方式向一个以上的腔体部200或料斗部300供给粉体。

并且，本发明还可以选择性地将粉体输送路径切换至腔体部和料斗部及/或通过阀控制粉体的供给量。为此，本发明可包括主阀V，开闭共同输送管线，以限制从储存部100向下游供给的粉体的流动；以及第一阀V₁，开闭第一输送管线L₁，以限制供给到一个以上的腔体部200的粉体的流动。与此相对应地，本发明可包括第二阀V₂，开闭第二输送管线L₂，以限制供给到料斗部300的粉体的流动。如图所示，主阀V使共同输送管线的排出端与Y字型支管Y的流入端之间延伸结合，第一阀V₁使Y字型支管Y的一侧排出端与第一输送管线L₁的流入端之间延伸结合，第二阀V₂使Y字型支管Y的另一侧排出端与第二输送管线L₂的流入端之间延伸结合。由此，本发明可通过操作者选择第一阀和第二阀的开闭来从储存部100向一个以上的腔体部200或从储存部100向料斗部300引导粉体。在本发明实施例中，主阀V、第一阀V₁、第二阀V₂可以为能够精确地控制粉体的输送路径和供给量的电磁阀。

并且，支管Y还可在内部流路设置防磨损用衬里(lining)，优选地，可以为陶瓷衬里。输送粉体时，支管可通过上述衬里在支管内部向第一输送管线或第二输送管线切换粉体的方向，并且可通过防止因与支管的内部流路碰撞而引起的内部流路磨损，以此延长支管的使用寿命。

一个以上的腔体部200通过共同输送管线L和第一输送管线L₁接收粉体并临时储存在其内部。如图所示，一个以上的腔体部能够以相对于储存部为并联的配置结构位于料斗部的上方。

本发明通过真空压力产生部400的真空压力使粉体与空气一并从储存部100吸入至各个腔体部中，在重力影响下，粉体被捕集在腔体部200的下方，同时空气通过在真空压力产生部的驱动而使腔体部内部处于真空状态的过程排放到大气中。通过打开开闭阀V₃，小容量的各个腔体部200内部所容纳的粉体排送到大容量的料斗部300内部。当然，可通过依次打开开闭阀，从而从各个腔体部连续且定量地供给至作为后续设备的料斗部。

如本发明所属技术领域的普通技术人员已知，真空压力产生部400可以为真空输送机，通过真空泵的驱动，通过与各个腔体部相连通的真空软管(无附图标记)向外部排出空气来使腔体部处于真空状态。此时，粉体因储存部100与腔体部200之间的压力差而吸入到各个腔体部200并流动。真空压力产生部可具备阻止粉体向真空泵移动的过滤器。

一个以上的腔体部200可包括开闭阀V₃，限制从腔体部内部至料斗部300的粉体的输送；以及重量检测传感器(未图示)，检测供给到腔体部的粉体重量。本发明的粉体输送系统可通过比较配置在各个腔体部下方的重量检测传感器所检测到的粉体供给量和在各个腔体部预设的粉体的储存容量来阻止或恢复一个以上的腔体部对粉体的吸入。

本发明具备料斗部300，以能够流体连通的方式配置在一个以上的腔体部200下方，更具体地，以料斗部与一个以上的腔体部相互限制流体连通的方式配置。即，料斗部300可通过打开各个腔体部的开闭阀V₃来接收各个腔体部所容纳的粉体，而且，可通过共同输送管线L和第二输送管线L₂接收大容量的粉体。

并且，料斗部300包括重量检测传感器(未图示)，检测供给于料斗部的粉体重量，可通过比较配置在腔体部下方的重量检测传感器所检测到的粉体供给量和料斗部预设的粉体储存容量来阻止或恢复料斗部对粉体的吸入。

如上所述，料斗部300构成为可直接从储存部100接收粉体，而无需经过腔体部200。即，粉体可从储存部100经过共同输送管线L、Y字型支管Y、第二输送管线L₂吸入到料斗部300内。为此，本发明通过驱动真空压力产生部400来使料斗部300内部处于真空状态并允许粉体从储存部100向料斗部300内部流入，可通过打开限制腔体部200与料斗部300之间的流体连通的开闭阀V₃来吸入大容量的粉体。

优选地，在本发明中，如图2a及图2b所示，为了使通过第二输送管线L₂导入的粉体沿料斗部300内壁回旋，可将第二输送管线的排出端以对于料斗部的内壁沿切线方向连通的方式装入设置。因此，粉体在料斗部的内部空间，即，在回旋空间沿切线方向引入，在料斗部内壁沿圆周方向回旋流动，这有利于引导粉体在料斗部的内部空间以均匀的流速分布，可防止粉体积压在流速低的部分，同时，可提前防止粉体附着或凝聚在料斗部内部。而且，在本发明中通过使粉体在料斗部内回旋，有利于通过重力沉降的方式轻松地捕集在料斗部300的锥形下方。

如上所述，粉体通过第二输送管线沿切线方向引入到料斗部内壁，因与料斗部内壁的碰撞而导致产生内壁磨损，因此，在第二输送管线L₂的排出端前方配置防磨损板310。防磨损板310可由表面光滑的陶瓷材料制成，但并不限定于此，也可由表面光滑的金属材料制成。

如图所示，防磨损板310可沿料斗部内壁以弯曲形状延伸，使其紧贴在料斗部内壁上。防磨损板310包括近端部311以及远端部312，近端部311与第二输送管线L₂的排出端相邻，远端部312沿长度方向(或圆周方向)与近端部相向，使防磨损板沿长度方向延伸，以在第二输送管线L₂的排出端外周面的内侧使向料斗部300的内壁延伸的虚拟轴线D(在图2b以长短相隔的虚线表示)位于防磨损板的内部区域。换言之，虚拟轴线D配置在近端部与远端部之间。

可选地，本发明使粉体沿料斗部300的内壁回旋的同时降落到料斗部的下方，可设计为强制性引导粉体的旋流沿料斗部的内壁圆周方向向下倾斜。为此，配置在第二输送管线L₂的排出端前方的防磨损板310具备细长的引导突起313，所述引导突起313沿防磨损板的长度方向向下倾斜(参照图3)。引导突起313从防磨损板的近端部311至远端部312形成逐渐向下倾斜的梯度，可通过向涡流引导粉体的降落来防止因粉体的飞散引起的料斗部内部的湍流。

如图所示，料斗部300的下方为圆锥形结构，有利于顺畅地向下移动。由此，本发明的料斗部300与未图示的后续设备，例如与混合部连通而排出粉体。

图4为简要示出利用本发明的真空粉体输送系统的粉体输送方法的流程图。

如上所述，本发明的真空粉体输送系统设计成可通过真空吸入方式定量供给小容量到大容量的粉体，通过图4的流程图进一步详细说明粉体输送方法。

本发明构成为可控制从储存部至后续设备的粉体供给量，首先包括向储存部100提供粉体的步骤S100。

其中，粉体可以为制造二次电池所需的粉体状电极活性物质，可通过本发明的真空粉体输送系统将粉体输送至作为后续设备的混合部来加工成具备特定性质的混合材料。

为了防止因向混合部加入了过少或过多的粉体而引起的问题，本发明构成为可按照预设的粉体供给量来定量供给。在完成粉体的准备之后，本发明包括利用真空输送系统(参照图1)，为了按照预设的粉体供给量进行输送而判断粉体的供给量的步骤S200。

本发明可通过判断粉体供给量的步骤S200，可选择性地定量供给小容量到大容量的大范围的粉体。

在本发明中，在料斗部300的上方具备一个以上的腔体部200，各个腔体部200与真空压力产生部400连接。如图所示，例如，腔体部200可分别为具有50kg的储存容量的较小容量的腔体，料斗部300可为具有50kg以上储存容量的较大容量的料斗。

粉体供给量设为腔体部的储存容量以下时(换言之，在粉体供给量为小容量的情况下)，本发明包括将粉体从储存部100吸入到一个以上的腔体部200的第一输送步骤S300。在第一输送步骤S300中，通过操作控制部(未图示)打开主阀V和第一阀V₁，通过真空压力产生部400的驱动来使腔体部内部处于真空状态，由此，使储存在储存部100的粉体沿由共同输送管线L、支管Y、第一输送管线L₁构成的第一粉体输送路径引入到一个以上的腔体部200内。此时，为了限制粉体输送至料斗部300而将第二阀V₂维持在关闭状态。可通过在腔体部与料斗部之间具备开闭阀V₃，从而使粉体定量储存在各个腔体部200。

通过第一输送步骤S300按照预设的粉体供给量向各个腔体部200内定量供给粉体后，本发明包括使粉体从腔体部200排送到料斗部300内部的步骤S310。在粉体的排送步骤S310中，可中断真空压力产生部的运行并打开开闭阀V₃，从而向大容量料斗部300内引导各个小容量腔体部200所容纳的粉体。

与此不同，粉体供给量设为腔体部的储存容量以上时(换言之，在粉体供给量为大容量的情况下)，包括将粉体从储存部100吸入到料斗部300的第二输送步骤S400。

在第二输送步骤S400中，通过控制部的操作打开主阀V、第二阀V₂及开闭阀V₃，基于真空压力产生部400的驱动来使腔体部与料斗部的内部一并处于真空状态，从而将储存在储存部100的粉体沿着由共同输送管线L、支管Y、第二输送管线L₂构成的第二粉体输送路径引入至料斗部300。此时，为了限制粉体向各个腔体部200输送而将第一阀V₁维持在关闭状态。

可选地，为了进一步迅速并准确地向混合部定量供给，首先可通过第二输送步骤S400向料斗部300供给粉体，直至重量检测传感器检测到的粉体供给量达到粉体的预设供给量的约95％，随后，终止第二输送步骤S400并实施第一输送步骤S300，向一个以上的腔体部200供给粉体的预设供给量的约5％(其中，5％为腔体部的储存容量以下)向混合部供给预设的粉体供给量。这不仅能够按照预设供给量准确地控制供给，而且与仅通过小容量的腔体部操作的情况相比，可显著减少粉体的输送速度。如此，本发明仅为在第二输送步骤S400之后经第一输送步骤S300来按照预设供给量供给粉体的一例，并不限定于此。为了定量供给小容量到大容量的粉体，本发明可选自第一输送步骤S300、第二输送步骤S400或它们的组合组成的组。

在实施粉体排送步骤S310和/或第二输送步骤S400后，本发明通过打开设置在料斗部下方的开闭单元(未图示)向后续设备排出粉体的步骤S500来完成粉体输送。

以上，虽然通过实施例详细说明了本发明，但是，这仅用于具体说明本发明，本发明的真空粉体输送系统及其方法并不限定于此，应当理解的是，本发明所属技术领域的普通技术人员可对其进行改变或改善。

对于本发明的简单改变至变更均属于本发明的领域，本发明的具体保护范围通过发明的权利要求书变得明确。

Claims (14)

1.一种真空粉体输送系统，其特征在于，包括：

储存部，被构造为储存粉体；

一个以上的腔体部，与所述储存部耦接以容纳从所述储存部输送的粉体；

料斗部，与所述一个以上的腔体部耦接以控制与所述一个以上的腔体部的流体连通，并且与所述储存部耦接以容纳不经过所述一个以上的腔体部从所述储存部输送的粉体；以及

真空压力产生部，与所述一个以上的腔体部耦接以向所述一个以上的腔体部提供真空压力，

其中，所述粉体以分流方式供给到所述一个以上的腔体部或所述料斗部。

2.根据权利要求1所述的真空粉体输送系统，其特征在于，还包括：

共同输送管线，与所述储存部连接并从所述储存部延伸；

第一输送管线，与所述一个以上的腔体部连接并从所述一个以上的腔体部延伸；

第二输送管线，与所述料斗部连接并从所述料斗部延伸；以及

支管，与所述共同输送管线、所述第一输送管线和所述第二输送管线连接，以通过将由所述共同输送管线携带的粉体的路径切换至所述第一输送管线或所述第二输送管线来将所述粉体供给到所述第一输送管线或所述第二输送管线中的至少一者。

3.根据权利要求1所述的真空粉体输送系统，其特征在于，所述料斗部还包括设置于与所述料斗部连接的第二输送管线的排出端前方的防磨损板，所述排出端沿切线方向插入所述料斗部的内壁。

4.根据权利要求3所述的真空粉体输送系统，其特征在于，所述防磨损板被配置为将虚拟轴线配置在所述防磨损板的近端部与远端部之间，所述虚拟轴线从所述第二输送管线的排出端外周面的内侧向所述料斗部的内壁延伸。

5.根据权利要求1所述的真空粉体输送系统，其特征在于，所述料斗部配置在所述一个以上的腔体部的下方。

6.根据权利要求1所述的真空粉体输送系统，其特征在于，所述料斗部的储存容量大于每一个所述腔体部的储存容量。

7.一种真空粉体输送方法，该方法利用真空粉体输送系统，其特征在于，该真空粉体输送方法包括：

向真空粉体输送系统的储存部提供粉体；

判断粉体供给量；

执行第一输送操作，所述粉体供给量为所述真空粉体输送系统的一个以上的腔体部中的每一个腔体部的储存容量以下时，粉体从所述储存部吸入到每一个所述腔体部；

执行第二输送操作，所述粉体供给量超过所述腔体部中的每一个所述腔体部的储存容量时，粉体从所述储存部吸入到所述真空粉体输送系统的料斗部；以及

将所述料斗部所容纳的粉体向后续设备排出。

8.根据权利要求7所述的真空粉体输送方法，其特征在于，在执行所述第一输送操作之后，还包括从所述一个以上的腔体部向所述料斗部排送所述粉体。

9.根据权利要求7所述的真空粉体输送方法，其特征在于，所述第二输送操作还包括使所述腔体部与所述料斗部相互流体连通，通过所述真空粉体输送系统的真空压力产生部向所述腔体部和所述料斗部中的每一者提供真空压力。

10.根据权利要求7所述的真空粉体输送方法，其特征在于，所述第二输送操作包括使所述粉体沿所述料斗部的内壁回旋流动。

11.根据权利要求7所述的真空粉体输送方法，其特征在于，所述粉体通过执行所述第一输送操作、所述第二输送操作或所述第一输送操作和所述第二输送操作两者被引向粉体输送路径。

12.根据权利要求7所述的真空粉体输送方法，其特征在于，所述一个以上的腔体部耦接到所述储存部以容纳从所述储存部输送的粉体。

13.根据权利要求7所述的真空粉体输送方法，其特征在于，所述料斗部耦接到所述一个以上的腔体部以控制与所述一个以上的腔体部的流体连通，并且耦接到所述储存部以容纳从所述储存部输送的粉体。

14.根据权利要求7所述的真空粉体输送方法，其特征在于，真空压力产生部耦接到所述一个以上的腔体部以向所述一个以上的腔体部提供真空压力。