一种滚筒式的电池密封圈烘干辅助装置

2019-10-26叶伟强胡晓丽楼毅杰

设备管理与维修 2019年17期

叶伟强，常伟，胡晓丽，楼毅杰

（中银（宁波）电池有限公司，浙江宁波 315040）

0 引言

在碱性锌锰电池生产过程中，电池密封圈是影响碱性电池防漏性能的关键因素之一。尼龙具有良好的耐磨性、耐酸碱性、耐高温性、耐老化性等优点，因而在碱性电池行业中广泛采用尼龙作为密封圈材料[1]。但尼龙密封圈在加工过程中容易产生应力，制品成型后容易吸水，从而会对产品尺寸及性能造成一定影响。因此尼龙密封圈在使用前，应进行退火或调湿处理。

目前在电池行业中，主要采用以下方式对尼龙密封圈进行处理，首先在温度为（70～100）℃的水浴中浸泡一定时间软化后，甩干，现有技术中电池密封圈的烘干处理方法为首先通过工作人员将电池密封圈分别摊开在多层烘干架上，然后将多层烘干架推进烘炉内，进行烘干，如图1 所示。然而通过工作人员将电池密封圈手动摊开放进烘炉内进行烘干，由于烘炉的热气流是相对的，因此对于每层烘干架的效果是不同的，相同时间内靠近烘炉烘干热气流的电池密封圈较为容易烘干，再加上每层烘干架上摊开的电池密封圈由于存在一定的厚度，所以下面层的电池密封圈的湿度和表面层的电池密封圈的湿度也不同，这样烘干出来的电池密封圈，温度不均匀，湿度差异性较大，不仅烘干效率差，而且对生产出来的电池的性能也有一定的影响。

特别是近几年来，随着碱锰电池产业的不断发展，产品同质化日益突出，国内外产品竞争不断加剧。各电池厂家为了突出自身产品的性能，纷纷在工艺及设备上投入大量资金进行技术改造。但是，这些技改大都局限于对生产线进行改进，少有对生产线前道工序源头进行技术上的改造。随着生产线上的改造潜力不断枯竭，产品质量也进入到了瓶颈阶段，很难再有提升，从而制约了国内整个碱锰电池产业的进一步发展。为了打破碱锰电池质量提升的瓶颈，需要重新分析和审视整个电池的生产工序，从源头入手，尤其要关注碱锰电池生产过程的原材料环节。为此，从碱锰电池组装的源头入手，针对碱锰电池密封圈烘干的现有工艺及主要烘干设备，在兼容现有设备的基础上，研制了一种新型的滚筒式密封圈烘干辅助装置，可以用于全系列碱锰电池的密封圈烘干生产，并且无需再额外投入资金改造现有的烘炉。

图1 密封圈烘炉

1 组成及工作原理

密封圈烘干装置是由烘炉和烘干辅助装置组成的。烘炉是由鼓风机将连续不断的新风通过加热丝加热后送至烘炉内部，烘炉内部的高湿度气体由烘箱顶部的排气管排除，由此形成一个循环。通过不断地热循环，将放置在内部的密封圈进行烘干。烘干辅助装置现有的为多层平铺式结构的推车，依靠底部的4个小轮子，整体推入烘炉内进行加热，如图2 所示。

平铺式结构是由多层筛网框组成，每层筛网框可以整体拉进拉出，密封圈需要通过手工的方式在筛网上平铺开，再推入图1 的烘炉进行烘干。由于每层筛网上的密封圈并不能保证单层平铺，而是互相堆积起来。因此，就造成了在烘干过程中，表层密封圈的水分挥发速度与底层密封圈的水分挥发速度不一致。同时，由于烘炉内的热气流是相对的，因此对于每层筛网的烘干效果也是不同的，相同时间内靠近热气流的电池密封圈较为容易烘干，中间层筛网上的密封圈则较难烘干。这样就导致最后烘干完成后的密封圈含水率不一致，直接影响到电池的产品质量。

图2 平铺式装置

本文新研制的烘干辅助装置如图3 所示，为滚筒式结构，主要包括框架和滚筒；滚筒两端分别通过滚筒轴A8 和滚筒轴B11固定在带座轴承上，带座轴承固定在框架上。框架上安装有通过链条连接的链轮A2 和链轮B6；气动马达通过链轮链条驱动滚筒运转，滚筒的转速控制在较低的转速，以防止密封圈相互挤压变形。同时，滚筒内部设置有扰流板，扰流板的一端和滚筒固定连接；滚筒的侧面设置有锥形进出料口，当需要加料时，将出料口转到正上方，需要出料时，则将出料口转到正下方。同样框架底部也设置有4个脚轮，方便推进和推出烘炉。

该装置滚筒通过气动马达驱动，带动密封圈在滚动烘干过程中受热均匀，效率提高。并且滚筒中设置有扰流板，能够进一步地，将盛放在滚筒内的电池密封圈进行搅拌，防止密封圈堆积，进一步地保证了电池密封圈的均匀受热。同时，滚筒上设置有均匀排布的圆形孔，不仅能接收烘干箱的热气流还能将电池密封圈烘干过程的水蒸气排出，提高了烘干效率。考虑到烘炉内为高温高湿环境，马达采用气动马达，能够避免漏电的风险，提高了烘干装置的安全性。

图3 滚筒式装置

2 试验结果分析

为了验证滚筒式烘干辅助装置与传统平铺式烘干辅助装置的优劣，进行了试验，试验选取了同种规格，相同量的密封圈，分别加入到两个机构中，并且将他们放到同一台烘炉中，同样的加热时间后取出，随后抽取上、中、下3 层密封圈样品进行含水率测试。测试结果如图4 所示，其中，横坐标1，2，3 表示上中下密封圈抽样序号。