专利名称：钠硫电池正极预制用环形全自动连续梯度环保加热系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及热处理和温控设备技术，尤其涉及在大气环境中实施电阻直热式的钠硫电池正极预制用环形全自动连续梯度环保加热系统。
背景技术：
钠硫电池由熔融液态电极和固体电解质组成的。构成负极的活性物质是熔融金属钠，构成正极的活性物质是硫和多硫化钠熔盐。陶瓷材料β" -Al2O3作为固体电解质兼隔膜。外壳则一般用不锈钢等金属材料。钠硫电池具有许多特色之处比能量高，其理论比能量为760W · h · kg—1，实际已大于100W · h · kg—1，是铅酸电池的3-4倍；可大电流、高功率放电。其放电电流密度一般可达200-300mA · cm_2，并瞬时间可放出其3倍的固有能量；充放电效率高。由于采用固体电解质，所以没有通常采用液体电解质二次电池的那种自放电及副反应，充放电电流效率几乎100%。在80年代末和90年代初开始，国外重点发展钠硫电池作为固定场合下(如电站储能)应用，并越来越显示其优越性，如日本东京电力公司(TEPCO)和NGK公司合作开发钠硫电池作为储能电池，其应用目标瞄准电站负荷调平(即起削峰平谷作用，将夜晚多余的电存储在电池里，到白天用电高峰时再从电池中释放出来)、UPS应急电源及瞬间补偿电源等，并于2002年开始进入商品化实施阶段，已建成世界上最大规模(34MW)的储能钠硫电池装置，截止2005年10月统计，年产钠硫电池电池量已超过100MW，同时开始向海外输出。梯度电阻直热式是指经变压器获得的低压大电流直接通过电阻发热元件发出的热量加热，加热温度呈梯度增加或减小。该方法的优点是加热及缓冷区域带长，可以使各个工件充分且均匀受热或者冷却，适合于工件的批量制备与生产。通过数显仪表与温感器的连接来控制温度，采用水平热风循环送风方式。经鼓风机运转经由电热器，将热风送至风道后进入烘箱炉体，且将使用后的空气吸入风道成为风源再度循环加热运用，如此可有效提高温度均匀性。磙子台输送使用不锈钢作为载体进行输送，具有耐重、安全、维护简单、不易腐蚀等优点。目前市场上的烘箱虽然能够实现温控，但高效率的环形全自动连续梯度环保加热烘箱在生产实践中并未有应用。在针对钠硫电池的正极预制，传统的技术处理的效率不高且不够环保。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题，提供了一种钠硫电池正极预制用环形全自动连续梯度环保加热系统，可应用于钠硫电池正极预制及各行业的烘干、干燥、保温、固化、烘焙、试验或其他热处理等用途，不仅可以提高产品的性能与质量，更可以大大提高产品的生产效率。本发明的技术方案为本发明揭示了一种钠硫电池正极预制用环形全自动连续梯度环保加热系统，由梯度加热系统、程控系统、梯度降温系统、传动输送系统以及排气净化系统联动组合而成，其中
梯度加热系统和梯度降温系统，包括进料过渡室、梯度加热室、保温室、梯度缓冷室，其中保温室位于梯度加热室和梯度缓冷室之间；程控系统，与上位机进行通信，在操作界面进行参数设定和查询，对所有机械动作进行自动控制，实现全自动运行；传动输送系统，由箱式缓冷室、磙子台输送区、电机组成，受到程控系统的控制；排气净化系统，包括风机、排气管道和空气过滤器。根据本发明的钠硫电池正极预制用环形全自动连续梯度环保加热系统的一实施例，进料过渡室由炉门、炉壳组成，炉壳、梯度加热室、保温室、梯度缓冷室、温度检测孔、鼓风机和加热器共同组成炉体，其中加热器位于炉体两侧，在炉体的一侧安装鼓风机以保证炉体温度的均匀性。根据本发明的钠硫电池正极预制用环形全自动连续梯度环保加热系统的一实施例，箱式缓冷室由炉门、炉壳和冷水机组成。根据本发明的钠硫电池正极预制用环形全自动连续梯度环保加热系统的一实施例，梯度加热系统和梯度降温系统通过双层矩形外壳以防止炉壳变形，梯度加热系统的升温和梯度降温系统的降温都呈梯度变化。根据本发明的钠硫电池正极预制用环形全自动连续梯度环保加热系统的一实施例，程控系统具有包括超温保护、过流保护、超压保护或过载保护的多种出错报警保护类型，具有专家库功能以自动显示出错信息解决方案，具有历史记录查询功能。根据本发明的钠硫电池正极预制用环形全自动连续梯度环保加热系统的一实施例，传动输送系统受到程控系统的PLC编辑控制。根据本发明的钠硫电池正极预制用环形全自动连续梯度环保加热系统的一实施例，空气过滤器包括碱性过滤器，吸附排除钠硫电池正极预制产生的硫蒸汽。根据本发明的钠硫电池正极预制用环形全自动连续梯度环保加热系统的一实施例，空气过滤器包括高效空气过滤器网，过滤空气中的微粒。根据本发明的钠硫电池正极预制用环形全自动连续梯度环保加热系统的一实施例，空气过滤器包括活性炭，过滤吸附空气中的细菌以及有害气体。根据本发明的钠硫电池正极预制用环形全自动连续梯度环保加热系统的一实施例，空气过滤器包括催化分解装置，通过冷触媒在常温条件下对有害气体起催化反应将其分解成无害无味物质。根据本发明的钠硫电池正极预制用环形全自动连续梯度环保加热系统的一实施例，梯度加热系统采用直热式加热棒的加热方式。根据本发明的钠硫电池正极预制用环形全自动连续梯度环保加热系统的一实施例，梯度加热系统采用中频感应加热方式。本发明对比现有技术有如下的有益效果本发明的系统可以将工件通过一个过渡室进入到一个具有温度梯度分布的工作环境，然后通过传动运输进行加热保温操作。之后又进入降温梯度区，实现连续性操作。该设备整个流程不会破坏炉体环境，操作简单大大降低了劳动强度。且经过排气净化系统，将空气中的微粒子、有害空气等污染物排除，保证室内洁净度与室外环保。
图I示例性的示出了本发明的钠硫电池正极预制用环形全自动连续梯度环保加热系统的实施例的立体示意图。图2示例性的示出了本发明的钠硫电池正极预制用环形全自动连续梯度环保加热系统的实施例的立面结构示意图。图3示例性的示出了系统中的空气过滤器的局部放大图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。图I示出了本发明的钠硫电池正极预制用环形全自动连续梯度环保加热系统的实施例的立体结构，图2示出了本发明的钠硫电池正极预制用环形全自动连续梯度环保加热系统的实施例的立面结构，请同时参见图I和图2，本实施例的钠硫电池正极预制用环形全自动连续梯度环保加热系统由梯度加热系统、程控系统、梯度降温系统、传动输送系统以及排气净化系统联动组合而成。梯度加热系统和梯度降温系统采用直热式加热棒的加热方式，也可以采用中频感应加热方式，中频感应加热方式属于非接触感应外热式加热，适合于中型及大型对称工件感应加热，利于均匀温场分布。梯度加热系统和梯度降温系统包括进料过渡室I、梯度加热室2、保温室3、梯度缓冷室4组成，其中保温室3位于梯度加热室2和梯度缓冷室4之间。 进料过渡室I由炉门16、炉壳15组成。炉壳15、梯度加热室2、保温室3、梯度缓冷室4、温度检测孔13、鼓风机8和加热器共同组成炉体14，其中加热器位于炉体14两侧，在炉体14 的一侧安装鼓风机8以保证炉体温度的均匀性。梯度加热系统和梯度降温系统通过双层矩形外壳以防止炉壳15变形，梯度加热系统的升温和梯度降温系统的降温都呈梯度变化，保证样品的充分受热和冷却，防止样品因温度升降剧烈带来的各种问题。程控系统与上位机10进行通信，采用PLC编程控制系统9，在操作界面进行参数设定和查询，对所有机械动作进行自动控制，实现全自动运行。程控系统具有包括超温保护、 过流保护、超压保护或过载保护的多种出错报警保护类型，实现设备的安全运行，同时程控系统具有专家库功能以自动显示出错信息解决方案，并且满足历史记录查询的功能。传动输送系统由箱式缓冷室5、磙子台输送区6、电机7组成，受到程控系统的控制，例如PLC编辑控制。传动输送系统的传输速度一般固定，但可以根据情况需要进行调节。箱式缓冷室5由炉门16、炉壳15和冷水机12组成。排气净化系统包括风机18、排气管道11和空气过滤器19，用于滤去尘埃，消除异味及有害气体，改善空气质量。由于不同的生产过程将会产生不同的污染，因此应选用不同的净化方式。空气过滤器19包括碱性过滤器、高效空气过滤器网(High efficiency particulate air Filter,HEPA网)、活性炭以及催化分解装置。对于钠硫电池正极预制产生的硫蒸汽，通过碱性过滤器来吸附排除。具有机械性过滤的高效空气过滤器网，空气可以通过，但细小的微粒却无法通过，可以高效率过滤空气中的微粒。过滤性吸附的活性炭，具有高度发达的空隙构造，能与气体杂质充分接触，可用于吸附甲醛、苯系物、氨、氡等所有对人体有害的气体及空气中的浮游细菌。催化分解装置利用冷触媒能在常温条件下起催化反应，在常温常压下使多种有害有味气体分解成无害无味物质，由单纯的物理吸附转变为化学吸附，边吸附边分解，祛除甲醛、苯、二甲苯、甲苯、TVOV等有害气体，生成水和二氧化碳。 净化方式的合理选择保证了生产过程中的有害气体的排除。本实施例的系统的工作过程如下首先打开加热开关，梯度设置加热过渡室I及炉体14。待温度稳定后，进入自动运行界面，设备将进入自动运行状态。自动运行过程如下将工件置于进料过渡室1，由磙子台输送区6输送自动进入炉体14。工件根据程控系统预设的时间和温度，经梯度加热室2、保温室3、梯度缓冷室4到达箱式缓冷室5，最后进入大气环境，工作人员在操作区17进行操作。一个循环结束。期间任何有害气体经排气净化系统净化排除，风机18使室内空气循环流动，污染的空气通过空气过滤器19的两次过滤后将各种污染物清除或吸附，保证室内洁净度与室外环保。本发明可应用于钠硫电池的正极预制，也可广泛应用于电子、电机、通讯、电镀、塑料、五金化工、食品、印刷、制药、PC板、粉体、含浸、喷涂、玻璃、陶瓷、木器建材等的精密烘烤、烘干、回火、预热、定型、加工等。不仅可以提高产品的性能与质量，更可以大大提高产品的生产效率。而且该系统装备可持续全自动运行，操作简便，效率高，可以大大降低产品生产的成本。上述实施例是提供给本领域普通技术人员来实现和使用本发明的，本领域普通技术人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明的发明范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书所提到的创新性特征的最大范围。
权利要求
1.一种钠硫电池正极预制用环形全自动连续梯度环保加热系统，由梯度加热系统、程控系统、梯度降温系统、传动输送系统以及排气净化系统联动组合而成，其中梯度加热系统和梯度降温系统，包括进料过渡室(I)、梯度加热室(2)、保温室(3)、梯度缓冷室(4)，其中保温室(3)位于梯度加热室(2)和梯度缓冷室(4)之间；程控系统，与上位机(10)进行通信，在操作界面进行参数设定和查询，对所有机械动作进行自动控制，实现全自动运行；传动输送系统，由箱式缓冷室(5)、磙子台输送区￠)、电机(7)组成，受到程控系统的控制；排气净化系统，包括风机(18)、排气管道(11)和空气过滤器(19)。
2.根据权利要求I所述的钠硫电池正极预制用环形全自动连续梯度环保加热系统，其特征在于，进料过渡室⑴由炉门(16)、炉壳(15)组成，炉壳(15)、梯度加热室(2)、保温室(3)、梯度缓冷室(4)、温度检测孔(13)、鼓风机(8)和加热器共同组成炉体(14)，其中加热器位于炉体(14)两侧，在炉体(14)的一侧安装鼓风机⑶以保证炉体温度的均匀性。
3.根据权利要求2所述的钠硫电池正极预制用环形全自动连续梯度环保加热系统，其特征在于，箱式缓冷室(5)由炉门(16)、炉壳(15)和冷水机(12)组成。
4.根据权利要求3所述的钠硫电池正极预制用环形全自动连续梯度环保加热系统，其特征在于，梯度加热系统和梯度降温系统通过双层矩形外壳以防止炉壳(15)变形，梯度加热系统的升温和梯度降温系统的降温都呈梯度变化。
5.根据权利要求I所述的钠硫电池正极预制用环形全自动连续梯度环保加热系统，其特征在于，程控系统具有包括超温保护、过流保护、超压保护或过载保护的多种出错报警保护类型，具有专家库功能以自动显示出错信息解决方案，具有历史记录查询功能。
6.根据权利要求I所述的钠硫电池正极预制用环形全自动连续梯度环保加热系统，其特征在于，传动输送系统受到程控系统的PLC编辑控制。
7.根据权利要求I所述的钠硫电池正极预制用环形全自动连续梯度环保加热系统，其特征在于，空气过滤器(19)包括碱性过滤器，吸附排除钠硫电池正极预制产生的硫蒸汽。
8.根据权利要求I所述的钠硫电池正极预制用环形全自动连续梯度环保加热系统，其特征在于，空气过滤器(19)包括高效空气过滤器网，过滤空气中的微粒。
9.根据权利要求I所述的钠硫电池正极预制用环形全自动连续梯度环保加热系统，其特征在于，空气过滤器(19)包括活性炭，过滤吸附空气中的细菌以及有害气体。
10.根据权利要求I所述的钠硫电池正极预制用环形全自动连续梯度环保加热系统， 其特征在于，空气过滤器(19)包括催化分解装置，通过冷触媒在常温条件下对有害气体起催化反应将其分解成无害无味物质。
11.根据权利要求I所述的钠硫电池正极预制用环形全自动连续梯度环保加热系统， 其特征在于，梯度加热系统采用直热式加热棒的加热方式。
12.根据权利要求I所述的钠硫电池正极预制用环形全自动连续梯度环保加热系统， 其特征在于，梯度加热系统采用中频感应加热方式。
全文摘要
本发明公开了钠硫电池正极预制用环形全自动连续梯度环保加热系统，应用于钠硫电池正极预制及各行业的烘干、干燥、保温、固化、烘焙、试验或其他热处理等用途。其技术方案为系统由梯度加热系统、程控系统、梯度降温系统、传动输送系统以及排气净化系统联动组合而成，其中梯度加热系统和梯度降温系统包括进料过渡室、梯度加热室、保温室、梯度缓冷室，其中保温室位于梯度加热室和梯度缓冷室之间；程控系统与上位机进行通信，在操作界面进行参数设定和查询，对所有机械动作进行自动控制，实现全自动运行；传动输送系统，由箱式缓冷室、磙子台输送区、电机组成，受到程控系统的控制；排气净化系统包括风机、排气管道和空气过滤器。
文档编号H01M4/04GK102610785SQ20111002300
公开日2012年7月25日 申请日期2011年1月20日 优先权日2011年1月20日
发明者何维国, 张富利, 曹佳弟, 杨建华, 温兆银, 邹晓易, 韩金铎 申请人:上海市电力公司, 中国科学院上海硅酸盐研究所