专利名称：浓差扩散法涂布机干燥系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种锂离子电池制造装备技术，特别是浓差扩散法涂布机干燥系统。
背景技术：
锂离子电池制造技术系统中，涂布机干燥箱技术合理化与否对涂布极片涂层的干燥工序影响十分突出，干燥的目的是把涂层浆料中的有机溶剂N-甲基吡咯烷酮蒸发转移出去，极片涂层达到干燥的目的，并回收N-甲基吡咯烷酮，以免造成对环境的破坏，干燥过程温度不能太高，温度太高会引起极片涂层中粘合剂高分子材料变性，影响锂离子电池性能，温度太低则干燥速度慢，极片移动速度慢，造成产能低。现有的涂布机干燥技术，采用大流量加热空气与极片涂层的浆料进行热交换，使极片涂层浆料中的有机溶剂蒸发，实现极片涂层干燥的目的，其问题是，存在空气流量大，干燥箱内气流组织不稳定，引起极片晃动，形成集流体铝箔、铜箔抗拉效应，在这种抗拉效应作用下，引起集流体延伸变形现象，这种延伸性变形，能引起涂层附着不牢，引起脱粉，厚度不均等问题。现有的涂布机干燥技术，采取直接从环境中抽取空气加热后送入涂布机干燥箱与极片涂层的浆料进行热交换，其问题是，把空气中的水分一同抽取送入了涂布机干燥箱与极片涂层的浆料进行热交换，带进的水分越多，干燥的速度就会越慢，消耗能源就会越多。现有的涂布机干燥技术，排出空气中的有机溶剂回收技术方案是，采用串片排管表冷器冷凝凝结，当含有有机溶剂空气通过其串片排管表冷器表面时，有机溶剂被冷凝分离，但是，这种串片排管表冷器空气流程深度小，含有有机溶剂的空气通过串片排管表冷器时间短，造成混合空气中的有机溶剂不能充分被冷凝，溶剂损失大，使产品成本增加，含有较多的有机溶剂排放至大气环境，还会对环境造成破坏。现有的涂布机干燥技术，采用了大流量空气电加热方式，这种空气加热方式其问题是，热量耗散大，能源利用率低，通常每小时回收有机溶剂IOKG的系统，其配套鼓风机空气流量达到I万立方米/每小时，电加热功率达到90KW以上。现有的涂布机干燥技术，热能回收采用错流换热器的方式，使新风与涂布机干燥箱排出的湿蒸气热交换，其缺陷是，这种错流换热器接触面积小，传热换热时间短，热量回收效率低。
发明内容
针对现有涂布机干燥技术，采用大流量热空气与极片涂层的浆料进行对流换热，达到浆料中的有机溶剂获得热量产生温升，使有机溶剂蒸发达到极片涂层干燥的目的技术方案，存在空气流量大，干燥箱内气流组织不稳定，引起极片晃动，形成集流体铝箔、铜箔抗拉效应，在这种抗拉效应作用下，引起集流体延伸变形问题，这种延伸性变形，能引起涂层附着不牢，引起脱粉，厚度不均等问题，采取降低空气流量，改进气流组织形式，通过箱内安装贯流风机，由贯流风机提供平行流气流与极片涂层进行热交换，使涂布机片移动平稳。
针对现有涂布机干燥技术，采用直接从环境中抽取空气，直接加热后与极片涂层的浆料进行对流换热，空气中的水分同时与极片涂层的浆料进行对流换热的形式，存在水分带入极片涂层浆料中的问题，采用输送至干燥箱内的空气，经过冷冻除湿后，通过热回收装置温升后进入涂布机干燥箱，再与极片涂层浆料进行热交换，避免空气中的水分带入极片涂层楽■料中。针对现有涂布机干燥技术，采用大流量空气电加热方式造成的热量耗散大，浪费能源的问题，采用干燥箱内安装散热波纹管，通过电加热导热油提供热量的方式，使散热面积大为减小，减少了能源消耗。针对现有涂布机干燥技术，热能回收采用错流换热器的方式，错流换热器接触面积小，传热换热时间短，热量回收效率低的问题，采用螺旋板气汽换热器，延长了传热换热时间，提闻了热回收效率。针对现有涂布机干燥技术，有机溶剂回收技术方案采用串片排管表冷器冷凝凝结，这种串片排管表冷器空气流程深度小，含有有机溶剂的空气通过串片排管表冷器时间短的问题，采用螺旋板汽水两相换热器，改进了表冷器空气流程深度，延长了空气通过的时间，使含有有机溶剂的空气能有充分冷凝时间，提高了有机溶剂的冷凝分离效率。本技术方案利用低湿的空气与极片涂层的浆料进行对流换热，在低湿的空气与极片涂层的浆料进行对流换热过程，不仅具有热作用产生的溶剂蒸发，还提供了浓差扩散条
件，依据菲克斯定律= 浓度梯度越大，扩散通量越大，式中:D称为扩散系数(m2/s)，C为扩散物质的体积浓度，dC/dx为浓度梯度，dC——为涂层浆料中的溶剂浓度；dX——为加热空气中湿含量浓度；扩散系数D，是描述扩散速度的重要物理量，它相当于浓度梯度为I时的扩散通量，D值越大则扩散越快。极片涂层的浆料中除去有机溶剂的基本原理是，对于极片涂层的浆料进行加热使有机溶剂蒸发，实质是气体对液体的处理，当液体条件一定时，有机溶剂蒸发速率的关键是气体的特性，气体中含湿量对液体中有机溶剂扩散速率成正比,气体中的含湿量越低,液体中的有机溶剂扩散速率就越大，现有涂布机干燥箱每小时处理10升有机溶剂，所匹配风量达到IOOOOm2/小时，这些空气通常为环境湿度下直接抽取，当环境湿度为80%，环境温度35°C时，每KG空气含水量达到29g，每立方米空气按照1.29KG计算，每小时带入涂布机干燥箱内的绝对水分是374.1KG，采用冷冻除湿机处理后的空气含湿量显著降低，冷冻除湿机出风温度5°C时，相对湿度控制在45%，空气绝对含湿量为2.45g/KG，IOOOOm2风量的含水量仅为31.65KG，与现有的直接抽取环境空气进入涂布机干燥箱相比，减少进入涂布机干燥箱内的水分达342.5KG，涂布机干燥箱内水分减少11.8倍，显然，空气与极片涂层的浆料的dC/dx浓度梯度显著增大,这就大大的增加了液体分子对气体的扩散速率,也就增快了极片涂层的干燥速度。依据吸附理论，气体与液体接触的界面，总是气相优先溶解于液相，此时，气相的水分也就进入了液相，液相因获得气体分子、水分分子，同时获得高温能量，引起温度升高，液相温度升高之后形成蒸发效应，液相的有机溶剂就是在这种热动力条件下从极片涂层浆料中转移，使极片涂层得于干燥。显然，气体与液体接触的界面，气相溶解于液相时，气相的含湿量高低，是有机溶剂在热力动力条件下从极片涂层中转移速率的重要条件，显然，通过除湿后的空气用于极片涂层的干燥改善了干燥效果。实现本发明的技术方案涂布极片进入干燥箱之后，由滚动套承托移动，干燥箱内安装散热波纹管，散热波纹管内循环被加热的导热油，散热波纹管散发的热量加热干燥箱内循环的空气，被加热的空气与极片涂层的浆料发生热交换，使涂布极片上的浆料中的溶剂蒸发，蒸发的溶剂与热空气混合形成湿蒸气，湿蒸气进入螺旋板气汽换热器，在螺旋板气汽换热器内与来自冷冻除湿机的新风进行热交换，从干燥箱出来的湿蒸气的热量与来自冷冻除湿机的新风热交换过程，使新风获得热量，新风温度升高，温度升高的新风进入干燥箱循环。而干燥箱出来的湿蒸气的温度得于降温，干燥箱出来的湿蒸气降温之后，进入螺旋板汽水两相换热器，经降温的湿蒸气在螺旋板汽水两相换热器进一步冷却，使湿蒸气中有机溶剂冷凝凝结，凝结之后的有机溶剂进入溶剂收集罐，湿蒸气中有机溶剂被冷凝凝结分离，其中的不凝性气体由排风机排出。螺旋板汽水两相换热器的冷源，由螺旋板汽水两相换热器通过冷冻水循环泵从冷冻水机提供。干燥箱内安装贯流风机，贯流风机的气流特性具有平行流的特点，平行流气流有助于干燥箱内的气流组织稳定，避免了现有涂布机干燥箱上排风，下进风的气流容易形成喘流振动现象，由于贯流风机的平行流气流风压方向朝上，使得涂布极片在向上的气流压强作用下，具有升浮效应，涂布极片的升浮效应，可以减轻与滚动导套的接触磨檫，涂布极片与滚动导套的接触磨檫减轻之后，可以改善涂布极片的质量。散热波纹管管内导热油通过电加热油箱加热、由热油循环泵输送至散热波纹管管内，导热油通过散热波纹管散热，由于散热波纹管的波纹作用，起到对热油流体的扰动效应，这种扰动效应增大了导热油在散热波纹管管内的放热系数，由于散热波纹管具有较大的管壁面积，与直管相比显著增大了散热面积，有助于提高传热效果。按照安全原则，N-甲基吡咯烷酮与空气混合工况系统中，安全浓度有严格的限制，N-甲基吡咯烷酮在空气中的浓度，Iatm大气压下环境温度20°C其比质量含量必须小于0.5%，否则存在爆炸危险，为了稀释N-甲基吡咯烷酮，实现干燥箱工作安全目的，需要不断补充新风，在现有的涂布机干燥系统中，补充新风不仅增加加热负荷，能耗增加，还会因补充的空气中带入较多的水分，使得干燥箱内含湿量增大，干燥箱内湿度越大，越不利于涂布极片的涂层浆料中有机溶剂扩散，为了减少补充新风带入水分，新风进入干燥箱之前通过冷冻除湿机处理，冷冻除湿处理后的新风，再进入螺旋板气汽换热器，通过螺旋板气汽换热器与干燥箱出来的湿蒸气进行热交换，这样就避免了补充新风带来的湿度影响，同时还回收了热量。冷冻除湿机除湿处理后的新风在螺旋板气汽换热器内与湿蒸气传热热交换获得热量，除湿处理后的新风温度升高，温度升高后新风进入干燥箱，在干燥箱内循环，与湿蒸气产生对流混合，由于新风不含有机溶剂，使得干燥箱内的湿蒸气中有机溶剂浓度得于稀释，保证了安全生产的要求，根据浓差扩散机理，干燥箱内的湿蒸气中有机溶剂浓度越低，干燥箱内的涂布极片的涂层浆料中有机溶剂就扩散越快，经冷冻除湿机处理新风进入干燥箱内的流量越大，干燥箱内的湿蒸气中有机溶剂浓度得于稀释的效果就越显著，由于从冷冻除湿机给出的新风进入干燥箱之前经过了螺旋板气汽换热器与干燥箱内的排出的高温湿蒸气的热交换的能量回收作用，使得新风进入干燥箱内不会形成降温效应，保证了涂布极片的涂层浆料中有机溶剂在适当的蒸发温度同时，具有更大的浓差蒸发效果。干燥箱箱内上方安装控制工作温度的温度传感器，温度传感获取的温度信号用于控制电加热油箱的工作温度。干燥箱箱外上方安装两个出风管，两个出风管排出干燥箱内出来的湿蒸气，出风管管内安装出风风量调节阀，通过风量调节阀调节箱内空气流速，和调节干燥箱内压强，使箱内压强稍低于大气压，这样可以保证干燥箱内含有机溶剂气体不会逸出至工作环境。两个出风管上方出口连接汇流出风管，汇流管将干燥箱排出的气体汇集进入螺旋板气汽换热器。干燥箱箱外下方安装热电加热油箱，将散热波纹管内导热油加热，被加热的导热油通过油循环泵、热油循环管、散热波纹管循环，在干燥箱内散热。电加热油箱一端与热油循环泵连接，热油循环泵出口是油路连通管，油路连通管连接干燥箱箱内的散热波纹管，散热波纹管的另一端与热油循环管连接，热油循环管连接电加热油箱形成闭路循环。螺旋板气汽换热器与螺旋板汽水两相换热器连接安装，使经过螺旋板气汽换热器换热降温之后的干燥箱内出来的湿蒸气，在螺旋板汽水两相换热器冷凝分离有机溶剂。螺旋板汽水两相换热器与排风机连接安装，湿蒸气在螺旋板汽水两相换热器冷凝分离有机溶剂后，不凝性气体经过排风机排出。螺旋板气汽换热器与冷冻除湿机连接安装，冷冻除湿机处理之后的新风直接进入螺旋板气汽换热器与来自干燥箱内出来的湿蒸气进行热交换，达到回收热能的目的。螺旋板气汽换热器一端的端口连接回风管，通过回风管连接在干燥箱箱外下方中央位置的入口，将通过热交换后的新风送入干燥箱内循环。为了涂布极片在箱内移动平稳，箱内安装多根滚动套，多根滚动套平行安装在干燥箱内的水平中心线位置，滚动套的两端分别安装轴承座、轴承座支架，保证滚动套与移动的涂布极片保持水平托垫的作用。干燥箱内安装四台贯流风机，贯流风机平行安装在干燥箱内的中心线以下，贯流风机由安装在干燥箱外的贯流风机驱动电机驱动。螺旋板汽水两相换热器的冷源由冷冻水机提供，冷冻水入口管通过进水分管与螺旋板汽水两相换热器的螺旋板管相通连接，冷冻水在螺旋板管内循环，冷冻水从冷冻水入口管进入，经螺旋板管循环后通过回水分管从冷冻水出口法兰流出，回流至冷冻水机。螺旋板汽水两相换热器的结构是，与螺旋板管相切是螺旋板，两层相切的螺旋板管和螺旋板之间的空间，是湿蒸气流道，湿蒸气从湿蒸气入口法兰进入，经过螺旋的两层相切的螺旋板管和螺旋板之间的空间之后从干空气出口排出，当湿蒸气通过两层相切的螺旋板管和螺旋板之间的空间时，混合在湿蒸气中的溶剂被冷凝分离，不凝性气体从干空气出口排出。螺旋板汽水两相换热器的密封结构是，两层相切的螺旋板管和螺旋板之间的空间其两端端头采用端头密封条密封，端头密封条可以采用高分子塑胶材质，或采用金属材质将其焊接。螺旋板气汽换热器密封结构是，两层传热螺旋板之间的空间其两端端头采用端头密封条密封，端头密封条可以采用高分子塑胶材质，或采用金属材质将其焊接。螺旋板气汽换热器的工作流程是，传热螺旋板的一侧是新风通道，另一侧是湿蒸气通道，新风在新风通道流动，湿蒸气在湿蒸气通道流动，湿蒸气从涂布机干燥箱出口温度通常为110°C，新风经过冷冻除湿机其出口温度通常高于环境温度101:，约351:，，传热螺旋板两侧温度温差达75°C，温差越大传热系数就越大，也就是说，新风获得热回收就越显著，节能效果就会越好，经冷冻除湿机处理的新风从新风入口进入，然后经第I新风通道、第2新风通道、第3新风通道、第4新风通道、第5新风通道；通过新风出豁口从新风出口进入螺旋板汽水两相换热器。螺旋板汽水两相换热器工作流程是，湿蒸气从湿热蒸汽入口进入，然后经第I湿热蒸汽通道、第2湿热蒸汽通道、第3湿热蒸汽通道、第4湿热蒸汽通道、第5湿热蒸汽通道，通过湿热蒸汽出豁口，从湿热蒸汽出口排出，湿蒸气中的有机溶剂冷凝凝结收集，不凝性气体通过排风机排放。本发明技术方案的积极意义本发明技术方案与现有的涂布机干燥技术相比，螺旋板气汽换热器比错流换热器具有更长的对流流道，具有充分换热效率。螺旋板汽水两相换热器与管片凝结器相比，螺旋板汽水两相换热器具有更大的凝结面积，湿蒸气在冷凝区停留的时间更长，捕液效率更高，能降低排至放空气中的有机溶剂浓度。导热油通散热波纹管散热方式与空气电热器加热相比，空气电热器加热技术是通过加热大流量空气送入干燥箱，空气容积大，需要较大空气管道，这些大管道不仅输送动力能耗大，还会因为管面积大耗散大量的热能，造成能耗大，而导热油通过电加热油箱加热、由热油循环泵输送至散热波纹管散热，具有较小的热质输送动能能耗，还可以降低管路的散热损失，温度控制也可以更精确。采用贯流风机技术方案，与现有的箱外鼓风机技术相比，现有的箱外鼓风机技术为大风量循环，需要较大鼓风机功率，造成耗能大，这种下进上出的气流组织，在箱内大风量循环，还会由于气流速度过大对涂布极片形成气流扰动，造成涂布极片不稳定，导致有的涂布极片卷边，皱纹等缺陷。而贯流风机技术气流流量相对较小，属于平行层流型气流组织，能使涂布极片移动更平稳，这样就可以提高涂布极片平整度。贯流风机技术，当其气流通过滚动套时，滚动套与涂布极片之间形成风喉效应，局部形成浮力，使涂布极片在气流浮力作用下浮起，从而减轻涂布极片与滚动套的接触磨檫，有利涂布极片的表面不受磨檫损伤。以下结合附图进一步详细说明
图1是本发明浓差扩散法涂布机干燥系统流程框图；图1中，排风机101、螺旋板汽水两相换热器102、螺旋板气汽换热器103、冷冻水循环泵104、冷冻除湿机105、冷冻水机106、凝结液收集罐107、涂布极片108、滚动套1、贯流风机10、电加热油箱13、热油循环泵12、散热波纹管15、干燥箱8 ；图2是现有涂布机干燥箱流程框图；图2中，排风机101a、管片凝结器11a、错流换热器112a、、冷冻水循环泵104a、冷冻水机106a、凝结液收集罐107a、涂布极片108、滚动套la、干燥箱8a、空气电热器110a、鼓风机Illa ；图3是本发明浓差扩散法涂布机干燥系统结构示意图；图3中，排风机101、螺旋板汽水两相换热器102、螺旋板气汽换热器103、冷冻除湿机105、回风管104、汇流出风管4-1、出风管4、干燥箱8、温度传感器11、热油循环泵12、电加热油箱13、热油循环管14 ;图4、是图3的俯视图；图4中，排风机101、螺旋板汽水两相换热器102、螺旋板气汽换热器103、回风管104、冷冻除湿机105、汇流出风管4-1、干燥箱8、温度传感器11、汇流出风管4_1 ；图5是图3的左视图；图5中，排风机101、螺旋板汽水两相换热器102、螺旋板气汽换热器103、回风管104、冷冻除湿机105、干燥箱8、温度传感器11 ；图6本发明浓差扩散法涂布机干燥系统滚动导套布置示意图；图6中，干燥箱8、温度传感器11、出风管4、出风风量调节阀5、滚动套1、轴承座1-2、轴承座支架1-3 ；图7是图6的A——A剖视图；图7中，滚动套1、轴承座1-2、干燥箱8 ；图8是图6左视图；图8中，出风管4、滚动套1、轴承座1-2、轴承座支架1_3、干燥箱8 ；图9是本发明浓差扩散法涂布机干燥系统贯流风机布置示意图；图9中，干燥箱8、温度传感器11、出风管4、出风风量调节阀5、贯流风机驱动电机
9、贯流风机10 ；图10是图9的B——B剖视图；图10中，干燥箱8、贯流风机驱动电机9、贯流风机10 ；图11是图9的左视图；图11中，出风管4、干燥箱8、贯流风机驱动电机9、贯流风机10 ；图12是本发明浓差扩散法涂布机干燥系统散热波纹管布置示意图；图12中，出风管4、出风风量调节阀5、干燥箱箱体8、热油循环泵12、电加热油箱13、热油循环管14、散热波纹管15、油路连通管16 ；图13是图12的左视图；图13中，出风管4、电加热油箱13、热油循环管14、散热波纹管15、干燥箱8 ；图14是本发明浓差扩散法涂布机干燥系统系统中的电加热油箱结构示意图；图14中，电加热管17、油箱18、出口法兰19、入口法兰20 ；图15是本发明浓差扩散法涂布机干燥系统系统中的螺旋板汽水两相换热器示意图；图15中，冷冻水入口管21、冷冻水出口法兰22、湿蒸气入口法兰23、干空气出口24 ；
图16是图15D-D剖视图；图16中，冷冻水入口管21、冷冻水出口法兰22、湿蒸气入口法兰23、干空气出口24、螺旋板102-1、螺旋板管102-2、回水分管102-5 ；图17是图15的C——C剖视图；冷冻水入口管21、冷冻水出口法兰22、湿蒸气入口法兰23、干空气出口 24、螺旋板102-1、螺旋板管102-2、端头密封条102-3、进水分管102-4、回水分管102-5 ；图18是本发明浓差扩散法涂布机干燥系统系统中的螺旋板气汽换热器示意图；图18中，新风入口 25、湿热蒸汽入口 28、湿热蒸汽出口 27、新风出口 26 ；图19是图18E-E剖视图；图19中，新风入口 25、湿热蒸汽入口 28、传热螺旋板103-1 ；第I新风通道25a、第2新风通道25b、第3新风通道25c、第4新风通道25d、第5新风通道25e ；第I湿热蒸汽通道28a、第2湿热蒸汽通道28b、第3湿热蒸汽通道28c、第4湿热蒸汽通道28d、第5湿热蒸汽通道28e ；新风通道与湿热蒸汽通道之间是传热螺旋板103-1 ；图20是图18的F——F剖视图；图20中，新风入口 25、新风出口 26、湿热蒸汽入口 28、湿热蒸汽出口 27、新风出豁口 29、湿热蒸汽出豁口 30、传热螺旋板103-1、端头密封条103-2 ；第一新风通道25a、第二新风通道25b、第三新风通道25c、第四新风通道25d、第五新风通道25e ；湿热蒸汽入口 28 ；第一湿热蒸汽通道28a、第二湿热蒸汽通道28b、第三湿热蒸汽通道28c、第四湿热蒸汽通道28d、第五湿热蒸汽通道28e ；新风通道与湿热蒸汽通道之间是传热螺旋板103-1 ；
具体实施例结合附图1，涂布极片108进入干燥箱8之后，在滚动导套Ia承托移动，干燥箱8安装的散热波纹管15的热量使涂布极片108上的浆料中的溶剂蒸发，蒸发的溶剂与热空气混合形成湿蒸气，蒸发的湿蒸气进入螺旋板气汽换热器103，在螺旋板气汽换热器103内与来自冷冻除湿机105的新风XF，进行热交换，使从干燥箱8出来的湿蒸气的热量向来自冷冻除湿机105的新风XF传递，使新风XF获得热量，温度升高，而干燥箱8出来的湿蒸气的温度得于降温，干燥箱8出来的湿蒸气降温之后，进入螺旋板汽水两相换热器102，经降温的湿蒸气在螺旋板汽水两相换热器102进一步冷却，使湿蒸气中有机溶剂冷凝凝结，凝结之后的有机溶剂进入溶剂收集罐107，湿蒸气中有机溶剂被冷凝凝结分离，其中的不凝性气体由排风机101排出。螺旋板汽水两相换热器102的冷源由螺旋板汽水两相换热器102通过冷冻水循环泵104提供。干燥箱8内的贯流风机10的平行流气流有助于干燥箱8内的温度均匀，由于，贯流风机10的平行流气流风压方向朝上，使得涂布极片108在向上压力下具有升浮效应，涂布极片108的升浮效应可以减轻与滚动导套I的接触磨檫，涂布极片108与滚动导套I的接触磨檫减轻之后可以改善涂布极片108的质量。散热波纹管15管内有导热油流动，导热油通过电加热油箱13加热、由热油循环泵12输送至散热波纹管15管内，导热油通过散热波纹管15散热，由于波纹管的波纹作用起到扰动效应，这种扰动效应增大了导热油在散热波纹管15管内的放热系数，由于散热波纹管15管具有较大的管壁面积，与直管相比显著增大了散热面积，有助于提高传热效果。为了实现干燥箱8内尽可能的有机溶剂含量低的目的，需要不断补充新风，在现有系统中，补充新风不仅增加加热负荷，是能耗增加，还会因补充的空气中带入较多的水分，使得干燥箱8内含湿量增大，干燥箱8内湿度越大，越不利于涂布极片108的涂层浆料中有机溶剂扩散，新风进入冷冻除湿机105，在冷冻除湿机105除湿处理，除湿处理后的新风XF，再进入螺旋板气汽换热器103，这样就避免了补充新风带来的湿度影响。来自冷冻除湿机105的新风XF在螺旋板气汽换热器103内获得热量，温度升高，升高后新风XF进入干燥箱8，在干燥箱8内循环，与湿蒸气产生对流混合，由于新风XF不含有机溶剂，使得干燥箱8内的湿蒸气中有机溶剂浓度得于稀释，根据浓差扩散机理，干燥箱8内的湿蒸气中有机溶剂浓度越低，干燥箱8内的涂布极片108的涂层浆料中有机溶剂就扩散越快，从冷冻除湿机105的新风XF进入干燥箱8内的流量越大，干燥箱8内的湿蒸气中有机溶剂浓度得于稀释的效果就越显著，由于从冷冻除湿机105的新风XF进入干燥箱8之前经过了螺旋板气汽换热器103与干燥箱8内的排出的高温湿蒸气的热交换的能量回收作用，使得新风XF进入干燥箱8内不会形成降温效应，保证了涂布极片108的涂层浆料中有机溶剂在适当的蒸发温度同时具有更大的浓差蒸发条件。参照图2涂布极片108a进入干燥箱8a之后，在滚动导套Ia承托移动，由空气电热器IlOa加热的空气通过鼓风机Illa鼓入干燥箱8a对其加热，涂布极片108a涂层中的有机溶剂被加热蒸发，从涂布极片108a涂层蒸发含有机溶剂的湿蒸气进入错流换热器102a，在错流换热器102a中于鼓风机Illa吸入新风XF热交换，在错流换热器102a中经热交换后新风XF获得从涂布极片108a涂层蒸发含有机溶剂的湿蒸气中的热量，新风XF获得回收能量产生温升，再进入鼓风机Illa吸入空气电热器IlOa加热，从而可以起到节能效果。从涂布极片108a涂层蒸发含有机溶剂的湿蒸气进入错流换热器102a，与新风FX形成热交换降温，降温之后进入管片凝结器11a，含有机溶剂的湿蒸气被冷却，冷却后其中的有机溶剂被凝结，凝结液化后进入凝结液收集罐107a被回收。管片凝结器Ila冷凝作用的冷冻水由冷冻水机106a通过冷冻水循环泵104a提供。本发明技术方案与现有的涂布机干燥技术相比，螺旋板气汽换热器103比错流换热器102a具有更长的对流流道，具有充分换热效率；螺旋板汽水两相换热器102与管片凝结器Ila相比，螺旋板汽水两相换热器102具有更大的凝结面积，湿蒸气在冷凝区停留的时间更长，捕液效率更高，能降低排放空气中的有机溶剂浓度；导热油通过电加热油箱13加热、由热油循环泵12输送至散热波纹管15散热与空气电热器I IOa加热相比，空气电热器I IOa加热技术是通过加热的空气送入干燥箱8a，空气容积大，需要较大空气管道，这些大管道不仅输送动力能耗大，还会因为管面积大耗散大量的热能，造成能耗大，而导热油通过电加热油箱13加热、由热油循环泵12输送至散热波纹管15散热具有较小的热质输送动能能耗，还可以降低管路的散热损失，温度控制也可以更精确。采用贯流风机10技术方案，与现有的箱外鼓风机Illa技术相比，现有的箱外鼓风机Illa技术为大风量循环，需要较大鼓风机功率，造成耗能大，这种下进上出的气流组织，在箱内大风量循环，还会由于气流速度过大对涂布极片108a形成气流扰动，造成涂布极片108a不稳定，导致有的涂布极片108a卷边，皱纹等缺陷。而贯流风机10技术气流流量相对较小，属于平行层流型气流组织，能使涂布极片108移动更平稳，这样就可以提高涂布极片108平整度。采用贯流风机10技术，由于其气流平行层流方式，当通过滚动套I时，滚动套I与涂布极片108之间形成风喉效应，局部形成浮力，使涂布极片108在气流浮力作用下浮起，从而减轻涂布极片108与滚动套I的接触磨檫，有利涂布极片108的表面不受磨檫损伤。结合图3，干燥箱8箱内上方安装控制工作温度的温度传感器11 ；干燥箱8箱外上方安装两个出风管4，出风管4的管内安装出风风量调节阀5两个出风管4上方出口连接汇流出风管4-1 ；干燥箱8箱外下方安装热油循环泵12、电加热油箱13、热油循环管14 ；结合图5，汇流出风管4-1与螺旋板气汽换热器103连接安装，螺旋板气汽换热器103与螺旋板汽水两相换热器102连接安装；结合图3，螺旋板汽水两相换热器102与排风机101连接安装；结合图4螺旋板气汽换热器103与冷冻除湿机105连接安装；结合图3、图5螺旋板气汽换热器103端口连接的回风管104其另一端连接在干燥箱8箱外下方中央位置；结合图12，电加热油箱13—端与热油循环泵12连接，热油循环泵12出口是油路连通管16，油路连通管16连接干燥箱8箱内的散热波纹管15，散热波纹管15的另一端与热油循环管14，热油循环管14连接电加热油箱13形成闭路循环；结合图6、图7、图8，多根滚动套I平行安装在干燥箱8内的水平中心线位置，滚动套I的两端分别是轴承座1-2、轴承座支架1-3 ；结合图9、图10、图11，四台贯流风机10平行安装在干燥箱8内的中心线以下，贯流风机10 —端是安装在干燥箱8外的贯流风机驱动电机9 ；由贯流风机驱动电机9驱动贯流风机10。结合图14，电加热管17安装在油箱18内，油箱18 —端是导热油出口法兰19，一端是导热油的入口法兰20;结合图15、图16、图17，冷冻水入口管21通过进水分管102-4与螺旋板管102-2相通连接，冷冻水在螺旋板管102-2内循环,冷冻水从冷冻水入口管21进入径螺旋板管102-2经循环后通过回水分管102-5从冷冻水出口法兰22出口回流至冷冻水机106，与螺旋板管102-2相切是螺旋板102-1,两层相切的螺旋板管102-2和螺旋板102-1之间的空间，是湿蒸气流道，湿蒸气从湿蒸气入口法兰23进入，经过螺旋的两层相切的螺旋板管102-2和螺旋板102-1之间的空间之后从干空气出口 24排出，当湿蒸气通过两层相切的螺旋板管102-2和螺旋板102-1之间的空间时，混合在湿蒸气中的溶剂被冷凝分离，不凝性气体从干空气出口 24排出。参照图17，两层相切的螺旋板管102-2和螺旋板102_1之间的空间其两端端头采用端头密封条102-3密封，端头密封条102-3可以采用高分子塑胶材质，或采用金属材质将其焊接。结合图18、图19、图20，传热螺旋板103_1的一侧是新风通道，另一侧是湿蒸气通道，新风XF在新风通道流动，湿蒸气在湿蒸气通道流动，湿蒸气从涂布机干燥箱8出口温度通常为110°C，新风XF经过冷冻除湿机105其出口温度通常高于环境温度10°C，约35°C，，传热螺旋板103-1两侧温度温差达75°C，温差越大传热系数就越大，也就是说，新风FX获得热回收就越显著，节能效果就会越好，新风XF从新风入口 25进入，然后经第I新风通道25a、第2新风通道25b、第3新风通道25c、第4新风通道25d、第5新风通道25e ;通过新风出豁口 29从新风出口 26参照图1、图3、图4、图5经回风管104进入干燥箱8 ;湿蒸气从湿热蒸汽入口 28进入，然后经第I湿热蒸汽通道28a、第2湿热蒸汽通道28b、第3湿热蒸汽通道28c、第4湿热蒸汽通道28d、第5湿热蒸汽通道28e，通过湿热蒸汽出豁口 30，从湿热蒸汽出口 27参照图1、图3、图4、图5进入螺旋板汽水两相换热器102，湿蒸气进入螺旋板汽水两相换热器102后湿蒸气中的有机溶剂冷凝凝结收集，不凝性气体通过排风机101排放。
权利要求
1.一种主要由排风机(101)、螺旋板汽水两相换热器(102)、螺旋板气汽换热器(103)、冷冻水循环泵(104)、冷冻除湿机(105)、冷冻水机(106)、涂布极片(108)、滚动套(I)、贯流风机(10)、电加热油箱(13)、热油循环泵(12)、散热波纹管(15)、干燥箱(8)组成的浓差扩散法涂布机干燥系统，其特征是:冷冻除湿机(105)、螺旋板气汽换热器(103)、回风管(104)干燥箱(8)顺序连接。
2.按权利要求1所述的浓差扩散法涂布机干燥系统，其特征是:贯流风机(10)与滚动套(I)平行布置于干燥箱(8)水平中心线以下。
3.按权利要求1所述的浓差扩散法涂布机干燥系统，其特征是:电加热油箱(13)连接热油循环泵(12)、热油循环泵(12)连接油路连通管(16)，油路连通管(16)连接散热波纹管(15)，散热波纹管(15)连接热油循环管(14)，热油循环管(14)连接电加热油箱(13)，散热波纹管(15)置于干燥箱内。
4.按权利要求1所述的浓差扩散法涂布机干燥系统，其特征是:排风机(101)、螺旋板汽水两相换热器(102)、螺旋板气汽换热器(103)顺序连接。
5.按权利要求1所述的浓差扩散法涂布机干燥系统，其特征是:螺旋板汽水两相换热器(102)，由冷冻水入口管(21)、冷冻水出口法兰(22)、湿蒸气入口法兰(23)、干空气出口(24)、螺旋板(102-1)、螺旋板管(102-2)、端头密封条(102-3)、进水分管(102-4)、回水分管(102-5)组成。
6.按权利要求1所述的浓差扩散法涂布机干燥系统，其特征是:螺旋板气汽换热器(103)由新风入口(25)、新风出口(26)、湿热蒸汽入口(28)、湿热蒸汽出口(27)、传热螺旋板(103-1)、端头密封条(103-2)组成。
全文摘要
本发明公开了一种由排风机、螺旋板汽水两相换热器、螺旋板气汽换热器、冷冻水循环泵、冷冻除湿机、冷冻水机、凝结液收集罐、涂布极片、滚动套、贯流风机、电加热油箱、热油循环泵、散热波纹管、干燥箱组成的浓差扩散法涂布机干燥系统，是通过冷冻除湿机处理新风，将除湿处理后的新风通过螺旋板气汽换热器加热之后进入干燥箱循环，通过低湿度的加热空气与涂布极片中的有机溶剂进行的浓差扩散传质方式转移涂布极片中有机溶剂达到干燥目的，同时改进了加热方式，将现有的箱外空气加热箱鼓风方式改进为箱内导热油工质电加热，波纹管散热方式加热空气，与现有的涂布机干燥技术相比具有更节能，极片干燥速度快且干燥条件温和，具有更高效率，更好的干燥质量。
文档编号F26B21/00GK103212526SQ20121001714
公开日2013年7月24日 申请日期2012年1月19日 优先权日2012年1月19日
发明者邓梁 申请人:邓梁