一種滾筒式的電池密封圈烘干輔助裝置

葉偉強(qiáng)，常 偉，胡曉麗，樓毅杰

（中銀（寧波）電池有限公司，浙江寧波 315040）

0 引言

在堿性鋅錳電池生產(chǎn)過程中，電池密封圈是影響堿性電池防漏性能的關(guān)鍵因素之一。尼龍具有良好的耐磨性、耐酸堿性、耐高溫性、耐老化性等優(yōu)點，因而在堿性電池行業(yè)中廣泛采用尼龍作為密封圈材料[1]。但尼龍密封圈在加工過程中容易產(chǎn)生應(yīng)力，制品成型后容易吸水，從而會對產(chǎn)品尺寸及性能造成一定影響。因此尼龍密封圈在使用前，應(yīng)進(jìn)行退火或調(diào)濕處理。

目前在電池行業(yè)中，主要采用以下方式對尼龍密封圈進(jìn)行處理，首先在溫度為（70～100）℃的水浴中浸泡一定時間軟化后，甩干，現(xiàn)有技術(shù)中電池密封圈的烘干處理方法為首先通過工作人員將電池密封圈分別攤開在多層烘干架上，然后將多層烘干架推進(jìn)烘爐內(nèi)，進(jìn)行烘干，如圖1 所示。然而通過工作人員將電池密封圈手動攤開放進(jìn)烘爐內(nèi)進(jìn)行烘干，由于烘爐的熱氣流是相對的，因此對于每層烘干架的效果是不同的，相同時間內(nèi)靠近烘爐烘干熱氣流的電池密封圈較為容易烘干，再加上每層烘干架上攤開的電池密封圈由于存在一定的厚度，所以下面層的電池密封圈的濕度和表面層的電池密封圈的濕度也不同，這樣烘干出來的電池密封圈，溫度不均勻，濕度差異性較大，不僅烘干效率差，而且對生產(chǎn)出來的電池的性能也有一定的影響。

特別是近幾年來，隨著堿錳電池產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，產(chǎn)品同質(zhì)化日益突出，國內(nèi)外產(chǎn)品競爭不斷加劇。各電池廠家為了突出自身產(chǎn)品的性能，紛紛在工藝及設(shè)備上投入大量資金進(jìn)行技術(shù)改造。但是，這些技改大都局限于對生產(chǎn)線進(jìn)行改進(jìn)，少有對生產(chǎn)線前道工序源頭進(jìn)行技術(shù)上的改造。隨著生產(chǎn)線上的改造潛力不斷枯竭，產(chǎn)品質(zhì)量也進(jìn)入到了瓶頸階段，很難再有提升，從而制約了國內(nèi)整個堿錳電池產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。為了打破堿錳電池質(zhì)量提升的瓶頸，需要重新分析和審視整個電池的生產(chǎn)工序，從源頭入手，尤其要關(guān)注堿錳電池生產(chǎn)過程的原材料環(huán)節(jié)。為此，從堿錳電池組裝的源頭入手，針對堿錳電池密封圈烘干的現(xiàn)有工藝及主要烘干設(shè)備，在兼容現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)上，研制了一種新型的滾筒式密封圈烘干輔助裝置，可以用于全系列堿錳電池的密封圈烘干生產(chǎn)，并且無需再額外投入資金改造現(xiàn)有的烘爐。

圖1 密封圈烘爐

1 組成及工作原理

密封圈烘干裝置是由烘爐和烘干輔助裝置組成的。烘爐是由鼓風(fēng)機(jī)將連續(xù)不斷的新風(fēng)通過加熱絲加熱后送至烘爐內(nèi)部，烘爐內(nèi)部的高濕度氣體由烘箱頂部的排氣管排除，由此形成一個循環(huán)。通過不斷地?zé)嵫h(huán)，將放置在內(nèi)部的密封圈進(jìn)行烘干。烘干輔助裝置現(xiàn)有的為多層平鋪式結(jié)構(gòu)的推車，依靠底部的4個小輪子，整體推入烘爐內(nèi)進(jìn)行加熱，如圖2 所示。

平鋪式結(jié)構(gòu)是由多層篩網(wǎng)框組成，每層篩網(wǎng)框可以整體拉進(jìn)拉出，密封圈需要通過手工的方式在篩網(wǎng)上平鋪開，再推入圖1 的烘爐進(jìn)行烘干。由于每層篩網(wǎng)上的密封圈并不能保證單層平鋪，而是互相堆積起來。因此，就造成了在烘干過程中，表層密封圈的水分揮發(fā)速度與底層密封圈的水分揮發(fā)速度不一致。同時，由于烘爐內(nèi)的熱氣流是相對的，因此對于每層篩網(wǎng)的烘干效果也是不同的，相同時間內(nèi)靠近熱氣流的電池密封圈較為容易烘干，中間層篩網(wǎng)上的密封圈則較難烘干。這樣就導(dǎo)致最后烘干完成后的密封圈含水率不一致，直接影響到電池的產(chǎn)品質(zhì)量。

圖2 平鋪式裝置

本文新研制的烘干輔助裝置如圖3 所示，為滾筒式結(jié)構(gòu)，主要包括框架和滾筒；滾筒兩端分別通過滾筒軸A8 和滾筒軸B11固定在帶座軸承上，帶座軸承固定在框架上。框架上安裝有通過鏈條連接的鏈輪A2 和鏈輪B6；氣動馬達(dá)通過鏈輪鏈條驅(qū)動滾筒運(yùn)轉(zhuǎn)，滾筒的轉(zhuǎn)速控制在較低的轉(zhuǎn)速，以防止密封圈相互擠壓變形。同時，滾筒內(nèi)部設(shè)置有擾流板，擾流板的一端和滾筒固定連接；滾筒的側(cè)面設(shè)置有錐形進(jìn)出料口，當(dāng)需要加料時，將出料口轉(zhuǎn)到正上方，需要出料時，則將出料口轉(zhuǎn)到正下方。同樣框架底部也設(shè)置有4個腳輪，方便推進(jìn)和推出烘爐。

該裝置滾筒通過氣動馬達(dá)驅(qū)動，帶動密封圈在滾動烘干過程中受熱均勻，效率提高。并且滾筒中設(shè)置有擾流板，能夠進(jìn)一步地，將盛放在滾筒內(nèi)的電池密封圈進(jìn)行攪拌，防止密封圈堆積，進(jìn)一步地保證了電池密封圈的均勻受熱。同時，滾筒上設(shè)置有均勻排布的圓形孔，不僅能接收烘干箱的熱氣流還能將電池密封圈烘干過程的水蒸氣排出，提高了烘干效率。考慮到烘爐內(nèi)為高溫高濕環(huán)境，馬達(dá)采用氣動馬達(dá)，能夠避免漏電的風(fēng)險，提高了烘干裝置的安全性。

圖3 滾筒式裝置

2 試驗結(jié)果分析

為了驗證滾筒式烘干輔助裝置與傳統(tǒng)平鋪式烘干輔助裝置的優(yōu)劣，進(jìn)行了試驗，試驗選取了同種規(guī)格，相同量的密封圈，分別加入到兩個機(jī)構(gòu)中，并且將他們放到同一臺烘爐中，同樣的加熱時間后取出，隨后抽取上、中、下3 層密封圈樣品進(jìn)行含水率測試。測試結(jié)果如圖4 所示，其中，橫坐標(biāo)1，2，3 表示上中下密封圈抽樣序號。

圖4 含水率對比試驗

從圖中可以看出，采用平鋪式裝置進(jìn)行烘干的密封圈，中間層的密封圈含水率明顯要高于上下兩層，密封圈烘干不均勻。而采用滾筒式裝置進(jìn)行烘干的密封圈，上、中、下3 層的密封圈含水率幾乎一致，沒有明顯的差別，密封圈烘干均勻。

3 結(jié)語

對比試驗結(jié)果表明，滾筒式密封圈烘干輔助裝置可以解決現(xiàn)有烘干方式所存在的烘干不均勻，產(chǎn)品質(zhì)量不一致等問題。并且該裝置整體外形與現(xiàn)有裝置相近，可以直接匹配現(xiàn)成的烘爐進(jìn)行烘干生產(chǎn)，無需額外投入設(shè)備改造，簡單實用，性價比高，有利于進(jìn)行快速、批量推廣。