PL234758B1

PL234758B1 - Urządzenie do osuszania proszków metali dla wytwarzania ogniwowych baterii akumulatorowych i sposób osuszania tych proszków metali

Info

Publication number: PL234758B1
Application number: PL422909A
Authority: PL
Inventors: Young Geun Son
Original assignee: Young Geun Son
Priority date: 2016-09-21
Filing date: 2017-09-20
Publication date: 2020-03-31
Also published as: CN107860186A; KR101777977B1; PL422909A1

Description

Dziedzina Wynalazku

Niniejszy wynalazek odnosi się do urządzenia do osuszania proszków metali, a w szczególności, do urządzenia do osuszania proszków metali dla wytwarzania ogniwowych baterii akumulatorowych i do sposobu osuszania tych proszków metali.

Tło stanu techniki

Ogniwowe baterie akumulatorowe, które nadają się do powtórnego ładowania, znajdują szerokie zastosowanie w rozmaitych urządzeniach przenośnych takich jak smartfony, laptopy, tablety, odtwarzacze MP3 i tak dalej. Ponadto, są one stosowane jako ważne źródło zasilania dla środków transportowych takich jak pojazdy elektryczne, rowery elektryczne i tak dalej.

Proszki metali obejmujących lit, nikiel, kobalt, glin i tak dalej są niezbędne dla wytwarzania ogniwowych baterii akumulatorowych. W szczególności, właściwości ogniwowych baterii akumulatorowych takie jak zdolność ich ponownego ładowania, zdolność rozładowywania i długość życia są bardzo mocno zależne od czystości proszków pierwiastków metalicznych i jest wiadomym, że im więcej zanieczyszczeń i wilgoci jest zawartych w ogniwowych bateriach akumulatorowych tym słabsze są ich właściwości.

W rezultacie, niezbędne jest skrupulatne zarządzanie jakością urządzeń wspomagających wytwarzanie ogniwowych baterii akumulatorowych po to, aby zapobiegać tak dalece jak jest to możliwe dostawaniu się i mieszaniu wilgoci, innych zanieczyszczeń i tak dalej do i z proszkami metali takich jak lit, nikiel, kobalt, glin i tak dalej.

W szczególności, w czasie transportu i podczas wytwarzania proszków pierwiastków metalicznych, niewielka ilość wilgoci (od 4 do 12% wagowych), która w sposób niezamierzony dostaje się do proszków pierwiastków metalicznych poprzez wchodzenie w kontakt z powietrzem, powinna być usunięta w etapie przetwarzania wstępnego przed etapem głównym wytwarzania ogniwowych baterii akumulatorowych.

W etapie osuszania polegającym na usuwaniu wilgoci, powinno unikać się tak bardzo jak jest to tylko możliwe, zetknięć mechanicznych pomiędzy proszkami pierwiastków metalicznych a urządzeniem do osuszania oraz zetknięć fizycznych w urządzeniu do osuszania pomiędzy jego częściami składowymi. Takie zetknięcia mogą spowodować to, że drobiny innego metalu zmieszają się z proszkami metali o wysokiej czystości.

PODSUMOWANIE WYNALAZKU

Problemy

W rezultacie, niniejszy wynalazek został opracowany po to aby rozwiązać wspomniane powyżej problemy. Pierwszym celem niniejszego wynalazku jest dostarczenie urządzenia do osuszania proszków metali dla wytwarzania ogniwowych baterii akumulatorowych i dostarczenie sposobu osuszania tych proszków metali, które to urządzenie i sposób są zdolne do usuwania wilgoci z proszków pierwiastków metalicznych zapobiegając jednocześnie, tak dalece jak jest to możliwe, mieszaniu zanieczyszczeń z proszkami pierwiastków metalicznych stosowanych do wytwarzania ogniwowych baterii akumulatorowych.

Drugim celem niniejszego wynalazku jest dostarczenie urządzenia do osuszania proszków metali dla wytwarzania ogniwowych baterii akumulatorowych i sposobu osuszania tych proszków metali, które to urządzenie i sposób umożliwiają uzyskanie oszczędności surowców i przyczyniają się do ochrony środowiska dzięki zapobieżeniu przedostawania się w etapie usuwania wilgoci proszków pierwiastków metalicznych do powietrza.

Rozwiązania Problemów

Aby osiągnąć wspomniane powyżej cele, dostarczone jest urządzenie do osuszania proszków metali dla wytwarzania ogniwowych baterii akumulatorowych zawierające suszarnię 110, do której po jej jednej stronie jest wstrzykiwanych wiele proszków pierwiastków metalicznych 60 stosowanych do wytwarzania ogniwowych baterii akumulatorowych; urządzenie mieszające 520 do mieszania proszków pierwiastków metalicznych 60 w suszarni 110; komorę nagrzewania i chłodzenia 120 dookoła suszarni 110, umieszczoną poza suszarnią 110, do nagrzewania lub chłodzenia suszarni 110; parownik 300 i chłodnicę 400 do zaopatrywania komory nagrzewania i chłodzenia 120 w parę lub w chłodne powietrze; oraz filtr workowy 200, dostarczony po drugiej stronie suszarni 110, do wypuszczania powietrza i wilgoci i do ponownego zrzutu proszków pierwiastków metalicznych 60 do suszarni 110.

PL 234 758 B1

Dodatkowo, proszki pierwiastków metalicznych 60 mogą zawierać co najmniej jeden z metali obejmujących lit, nikiel, kobalt i glin.

Urządzenie do osuszania proszków metali dla wytwarzania ogniwowych baterii akumulatorowych może dodatkowo, zawierać czujnik temperatury 170 zainstalowany w suszarni 110; i urządzenie sterujące 10 do sterowania parownikiem 300 i chłodnicą 400 na podstawie sygnałów o temperaturze wykrytych przez czujnik temperatury 170.

Urządzenie do osuszania proszków metali dla wytwarzania ogniwowych baterii akumulatorowych może dodatkowo, zawierać czujnik wilgoci 160 zainstalowany w suszarni 110; urządzenie wyładowcze 500 dostarczone po drugiej stronie suszarni 110; i urządzenie sterujące 10 do sterowania urządzeniem wyładowczym 500 na podstawie sygnałów dotyczących wilgoci wykrytych przez czujnik wilgoci 160.

Urządzenie do osuszania proszków metali dla wytwarzania ogniwowych baterii akumulatorowych może dodatkowo, zawierać przenośnik wibracyjny 600 do przenoszenia zmieszanych proszków metali 650 wyrzucanych z urządzenia wyładowczego 500.

Urządzenie do osuszania proszków metali dla wytwarzania ogniwowych baterii akumulatorowych może dodatkowo, zawierać wtryskiwacz materiału 50 do wtryskiwania proszków pierwiastków metalicznych 60 do suszarni 110; czujnik ciężaru 150 zainstalowany poniżej suszarni 110; oraz urządzenie sterujące 10 do sterowania wtryskiwaczem materiału 50 na podstawie sygnałów dotyczących ciężaru wykrytych przez czujnik ciężaru 150.

Komora nagrzewania i chłodzenia 120 może, dodatkowo, zawierać otwór wylotowy 450 do wypuszczania pary lub chłodnego powietrza.

Aby osiągnąć wspomniane powyżej cele, jako kolejny przedmiot niniejszego wynalazku, dostarczony jest sposób osuszania proszków metali, dla wytwarzania ogniwowych baterii akumulatorowych wykorzystujący wyżej wspomniane urządzenie do osuszania, obejmujący etapy wstrzykiwania (S100), po jednej stronie suszarni 110 i poprzez wtryskiwacz materiału 50, wielu proszków pierwiastków metalicznych 60, stosowanych do wytwarzania ogniwowych baterii akumulatorowych; zaopatrywania (S125) komory nagrzewania i chłodzenia 120 dookoła suszarni 110 w parę a następnie nagrzewania i osuszania (S120) w czasie gdy urządzenie mieszające 520 realizuje mieszanie w suszarni 110; etap zatrzymania osuszania gdy czujnik wilgoci 160 określi, że zawartość wilgoci w proszkach metali 60 wynosi 600 ppm; zaopatrywania (S145) komory nagrzewania i chłodzenia 120 dookoła suszarni 110 w chłodne powietrze a następnie chłodzenia (S140) kiedy urządzenie mieszające 520 realizuje mieszanie w suszarni 110; oraz etap wyładowania (S160) zmieszanych proszków metali poprzez urządzenie wyładowcze 500 kiedy czujnik temperatury 170 określi, że temperatura proszków metali 60 dochodzi do temperatury niższej lub równej temperaturze standardowej.

Dodatkowo, proszki pierwiastków metalicznych 60, wstrzykiwane w etapie wstrzykiwania (S100) mogą zawierać od 4 do 12% wagowych wilgoci.

Dodatkowo, suszarnia 110 w etapie nagrzewania jest nagrzewana do temperatury w zakresie od 120°C do 180°C, a temperatura standardowa wynosi 50°C w etapie chłodzenia.

Korzystne rezultaty

Zgodnie z korzystnym przykładem realizacji niniejszego wynalazku, wilgoć zawarta w proszkach pierwiastków metalicznych może być doprowadzona poprzez jej usuwanie do bardzo niskiego poziomu wilgoci podczas gdy powstrzymuje się, tak dalece jak jest to możliwe, przed mieszaniem się zanieczyszczeń z proszkami pierwiastków metalicznych. Umożliwia to wytwarzanie baterii ogniwowych baterii akumulatorowych o wysokiej jakości.

Dodatkowo, w etapie usuwania wilgoci, można uniknąć strat surowców poprzez zapobieganie przedostawaniu się proszków pierwiastków metalicznych do powietrza, a powietrze zawierające wilgoć jest usuwane, co przekłada się na ochronę środowiska.

SKRÓCONY OPIS RYSUNKÓW

Jako że rysunki dołączone do niniejszego opisu ilustrują preferowany z korzystnych przykładów wykonania i realizacji niniejszego wynalazku i razem ze szczegółowym opisem niniejszego wynalazku są pomocne w lepszym zrozumieniu idei technicznych niniejszego wynalazku, to niniejszy wynalazek nie powinien być rozumiany jako ograniczony wyłącznie do tego co zaprezentowano na załączonych rysunkach.

Fig. 1 jest widokiem schematycznym urządzenia do osuszania proszków metali dla wytwarzania ogniwowych baterii akumulatorowych jako całości, według korzystnego przykładu wykonania niniejszego wynalazku.

PL 234 758 B1

Fig. 2 jest powiększonym widokiem przekroju urządzenia do osuszania 100 z Fig. 1 i jego otaczających części składowych z Fig. 1.

Fig. 3 jest widokiem z góry urządzenia do osuszania 100 zaprezentowanego na Fig. 1.

Fig. 4 jest schematycznym diagramem blokowym urządzenia do osuszania zaprezentowanego na Fig. 1.

Fig. 5 jest schematem blokowym prezentującym sposób osuszania proszków metali dla wytwarzania ogniwowych baterii akumulatorowych według korzystnego przykładu realizacji niniejszego wynalazku.

SZCZEGÓŁOWY OPIS PREFEROWANEGO Z KORZYSTNYCH PRZYKŁADÓW WYKONANIA I REALIZACJI

Od tego miejsca, bardziej szczegółowo zostaną opisane części składowe niniejszego wynalazku poprzez odniesienie do dołączonych rysunków. Jako, że niniejszy wynalazek może być modyfikowany na wiele sposobów i może przybierać różne postaci, to specyficzne korzystne przykłady wykonania czy realizacji zostaną zaprezentowane na rysunkach i będą szczegółowo opisane w treści niniejszego opisu.

Musi być zrozumiałym, że z niniejszego opisu określenie „zawierać lub „mieć wskazuje na występowanie cech, liczb, etapów, działań, elementów, części składowych lub ich kombinacji ale nie wyklucza z góry możliwości występowania lub dodania jednej lub większej liczby cech, liczb, etapów, działań, elementów, części składowych lub ich kombinacji.

O ile nie zdefiniowano inaczej, to wszystkie określenia zawierające techniczne lub naukowe pojęcia użyte w niniejszym opisie mają takie samo znaczenia jak te ogólnie zrozumiałe przez znającego stan techniki, którego dotyczy niniejszy wynalazek. Określenia identyczne z tymi zdefiniowanymi w ogólnie stosowanym słowniku powinny być rozumiane w zgodzie ze znaczeniem zależnym od kontekstu i odpowiadającym stanowi techniki chyba, że zostanie wyraźnie określone inaczej i nie powinny być rozumiane teoretycznie dosłownie lub zbyt formalnie.

Części składowe korzystnych przykładów wykonania

Fig. 1 jest widokiem schematycznym urządzenia do osuszania proszków metali dla wytwarzania ogniwowych baterii akumulatorowych w całości, według korzystnego przykładu wykonania niniejszego wynalazku. Jak zaprezentowano na Fig. 1, wtryskiwacz materiału 50, urządzenie wyładowcze 500, filtr workowy 200, urządzenie mieszające 520, parownik 300, chłodnica 400, przenośnik 600 i tak dalej są dostarczone dookoła urządzenia do osuszania 100.

Urządzenie do osuszania 100 jest komorą cylindryczną, a urządzenie mieszające 520 jest dostarczone wewnątrz urządzenia do osuszania 100. Urządzenie do osuszania 100 osusza wstrzykiwane proszki pierwiastków metalicznych 60 poprzez ich równomierne mieszanie w czasie nagrzewania proszków pierwiastków metalicznych w wysokiej temperaturze.

Wtryskiwacz materiału 50 wtryskuje stałą ilość proszków pierwiastków metalicznych 60 do wewnątrz urządzenia do osuszania 100 zgodnie z poleceniem sterującym urządzenia sterującego 10. W tym celu, wtryskiwacz materiału 50 jest podłączony do części górnej urządzenia do osuszania 100. Wtryskiwacz materiału 50 może działać z podajnikami ślimakowymi, podajnikami obrotowymi i podajnikami wibracyjnymi.

Urządzenie wyładowcze 500 jest umieszczone po stronie dolnej urządzenia do osuszania 100 i wyrzuca zmieszane proszki metali 650 po zakończeniu osuszania. Urządzenie wyładowcze 500 może być otwarte lub zamknięte po stronie dolnej urządzenia do osuszania 100. Urządzenie wyładowcze 500 ma taką konstrukcję, że proszki metali, popychane w kierunku obwodu zewnętrznego za pomocą skrzydeł mieszających 525 kiedy strona dolna urządzenia do osuszania 100 jest otwarta, są rozładowywane poprzez zrzut z urządzenia wyładowczego 500. Urządzenie wyładowcze 500 działa zgodnie z poleceniem sterującym urządzenia sterującego 10.

Filtr workowy 200 jest zainstalowany prostopadle do powierzchni górnej urządzenia do osuszania 100. Filtr workowy 200 wyrzuca parę o wysokiej temperaturze i wilgoci, wytwarzaną w urządzeniu do osuszania 100, razem z powietrzem na zewnątrz i upuszcza drobiny proszków metali zmieszane z powietrzem aby zawrócić je do urządzenia do osuszania 100. Jakiekolwiek szczegółowe opisy wewnętrznych części składowych filtra workowego 200 zostaną pominięte, ponieważ te części składowe są dobrze znane ze stanu techniki.

Urządzenie mieszające 520 jest zainstalowane powyżej środka części górnej urządzenia do osuszania 100. Skrzydła mieszające 525, umieszczone w nieznacznym oddaleniu od wewnętrznego dna urządzenia do osuszania 100, mieszają równomiernie wstrzykiwane proszki metali. W szczególności,

PL 234 758 B1 kąt nachylenia skrzydeł mieszających 525, korzystnie, podczas obrotu skrzydeł mieszających prowadzi do wypychania proszków metali w kierunku obwodu zewnętrznego. Wał osiowy 522 urządzenia mieszającego jest zainstalowany prostopadle wewnątrz urządzenia do osuszania 100 i ma skrzydła mieszające 525 przy jego końcu dolnym i koło pasowe przy jego końcu górnym tak, że mogą one obracać się integralnie. Silnik napędowy 527 urządzenia mieszającego jest zainstalowany prostopadle z boku urządzenia do osuszania 100, a pas napędowy 529 urządzenia mieszającego dostarcza moc obrotową silnika napędowego 527 urządzenia mieszającego do wału osiowego 522 urządzenia mieszającego. Dodatkowo, skrzydła mieszające są pokryte wolframem aby zmniejszyć ich zużywanie się podczas obracania.

Parownik 300 jest dostarczony oddzielnie od urządzenia do osuszania 100 i jest połączony z urządzeniem do osuszania 100 poprzez rurę, przez którą dostarczana jest para. Typowym przykładem parownika 300 jest kocioł.

Chłodnica 400 jest dostarczona oddzielnie od urządzenia do osuszania 100 i jest połączona z urządzeniem do osuszania 100 poprzez rurę, przez którą dostarczana jest woda chłodząca. Typowym przykładem chłodnicy 300 jest klimatyzator powietrza. Chłodne powietrze jest cieczą chłodzącą.

W szczególności, parownik 300 i chłodnica 400 połączone z urządzeniem do osuszania 100 zawierają zawór konwersyjny (niewidoczny) sterowany przez urządzenie sterujące 10 dla selektywnego zaopatrywania urządzenia do osuszania 100 w parę lub w chłodne powietrze.

Przenośnik 600 połączony z urządzeniem wyładowczym 500 przenosi zmieszane proszki metali 650 zrzucane na potrzeby następnego etapu. Kiedy zastosowane są podajniki ślimakowe, to jest bardzo prawdopodobne, że są dodawane zanieczyszczenia z powodu tarcia pomiędzy śrubami metalowymi a proszkami metali. W rezultacie, preferowane są podajniki wibracyjne, umożliwiające unikanie zetknięć z metalem tak dalece jak jest to możliwe. Taki przenośnik 600 może przenosić trzy baryłki na godzinę (US barrel [US-bbl]; 1 US-bbl = 1,5898-10³l = 1,5898m³; baryłka (beczka) amerykańska).

Otwór wylotowy 450 jest dostarczony na powierzchni dolnej komory nagrzewania i chłodzenia 120 urządzenia do osuszania 100. Otwór wylotowy 450 wyrzuca na zewnątrz parę lub chłodne powietrze z komory nagrzewania i chłodzenia 120. W tym celu, otwór wylotowy 450 może być skonstruowany jako rury lub zawory, przy czym takie zawory działają zgodnie z poleceniem sterującym urządzenia sterującego 10.

Fig. 2 jest powiększonym widokiem przekroju urządzenia do osuszania 100 z Fig. 1 i otaczających go części składowych z Fig. 1. Jak zaprezentowano na Fig. 2, urządzenie do osuszania 100 ma konstrukcję dwuwarstwową. To jest, wewnątrz urządzenia do osuszania jest dostarczona suszarnia 110, która jest zaopatrywana w proszki pierwiastków metalicznych 60, a poza suszarnią 110, jako umieszczona dookoła i na zewnątrz suszarni 110, jest dostarczona komora nagrzewania i chłodzenia 120. W rezultacie, para lub chłodne powietrze w komorze nagrzewania i chłodzenia 120 nagrzewa lub chłodzi suszarnię 110 poprzez wymianę ciepła ale para lub chłodne powietrze nie stykają się bezpośrednio z proszkami pierwiastków metalicznych 60.

Część dolna urządzenia do osuszania 100 jest podpierana przez podparcie 140, a czujnik ciężaru 150 jest zainstalowany z jednej strony podparcia 140 aby wykrywać zmiany ciężaru na podstawie ilości wstrzykiwanych proszków pierwiastków metalicznych 60. Sygnały dotyczące ciężaru wykrywane przez czujnik ciężaru 150 są wysyłane do urządzenia sterującego 10. Typowym przykładem czujnika ciężaru 150 jest ogniwo obciążnikowe.

Czujnik wilgoci 160 jest zainstalowany po jednej stronie wewnątrz suszarni 110 aby wykrywać ilości wilgoci w suszarni 110. Sygnały dotyczące wilgoci wykrywane przez czujnik wilgoci 160 są wysyłane do urządzenia sterującego 10 tak, że urządzenie sterujące 10, na podstawie mierzonej ilości wilgoci, może decydować czy kontynuować czy też zakończyć etap osuszania.

Czujnik temperatury 170 jest zainstalowany po jednej stronie wewnątrz suszarni 110 aby wykrywać temperaturę wewnątrz suszarni 110. Sygnały dotyczące temperatury wykrywane przez czujnik temperatury 170 są wysłane do urządzenia sterującego 10 tak, że urządzenie sterujące 10, na podstawie mierzonych temperatur, może sterować ilością pary dostarczanej przez parownik 300 lub ilością chłodnego powietrza dostarczanego przez chłodnicę 400.

Wilgoć i powietrze 250 w filtrze workowym 200 przepływają w kierunku części górnej i są wypuszczane na zewnątrz w kierunku wskazanym przez strzałki zaprezentowane na Fig. 2, a proszki pierwiastków metalicznych 60 zawarte w wilgoci i powietrzu są filtrowane przez filtr workowy 200, są zrzucane do części dolnej i zwracane do suszarni 110.

PL 234 758 B1

Wlot wtryskujący 130 jest dostarczony z jednej strony komory nagrzewania i chłodzenia 120 aby wprowadzać parę lub chłodne powietrze, a urządzenie wyładowcze 500 połączone z suszarnią 110 może wyrzucać proszki metali na zewnątrz. Dodatkowo, otwór wylotowy 450 jest dostarczony w części dolnej komory nagrzewania i chłodzenia 120 aby wyrzucać parę lub chłodne powietrze na zewnątrz.

Fig. 3 jest widokiem z góry urządzenia do osuszania 100 zaprezentowanego na Fig. 1. Jak zaprezentowano na Fig. 3, komora nagrzewania i chłodzenia 120 jest umieszczona dookoła cylindrycznej suszarni 110. Wał osiowy 522 urządzenia mieszającego jest zainstalowany w środku suszarni 110, a cztery otwory wylotowe 450 są dostarczone dla realizacji szybkiego zrzutu.

Wtryskiwacz materiału 50 z kołowym przekrojem poprzecznym jest połączony z powierzchnią górną suszarni 110. Dookoła suszarni 110 są zainstalowane trzy lub cztery czujniki temperatury 170 do mierzenia temperatur w różnych punktach. Takie czujniki temperatury 170 mogą być zainstalowane w suszarni 110 lub w komorze nagrzewania i chłodzenia 120.

Urządzenie wyładowcze 500 zawiera cylinder i tłok poziomo zainstalowane po stronie dolnej suszarni 110. Strona dolna suszarni 110 może być otwarta lub zamknięta w zależności od położenia tłoka w jego ruchu posuwisto-zwrotnym.

Fig. 4 jest schematycznym diagramem blokowym urządzenia do osuszania zaprezentowanego na Fig. 1. Jak zaprezentowano na Fig. 4, wtryskiwacz materiału 50, urządzenie mieszające 520, parownik 300, chłodnica 400, czujnik temperatury 170, czujnik wilgoci 160, czujnik ciężaru 150, filtr workowy 200, otwór wylotowy 500 i przenośnik 600 są połączone dookoła urządzenia sterującego 10. Przenośnik 600 może być bezpośrednio połączony z urządzeniem sterującym 10 i może być dołączony do urządzenia wyładowczego 500. Typowymi przykładami urządzeń sterujących 10 mogą być mikrokomputery, jednostki centralne procesorowe i tak dalej, przy czym preferowane są komputery zawierające mikrokomputery, jednostki centralne procesorowe i tak dalej.

Działanie korzystnych przykładów wykonania

Od tego miejsca, zostaną szczegółowo opisane sposoby realizowane podczas działania korzystnych przykładów wykonania niniejszego wynalazku mających wspomniane powyżej części składowe, poprzez odniesienie do dołączonych rysunków. Po pierwsze, Fig. 5 jest schematem blokowym prezentującym sposób osuszania proszków metali dla wytwarzania ogniwowych baterii akumulatorowych według korzystnego przykładu realizacji niniejszego wynalazku. Jak zaprezentowano na Fig. 5, po jednej stronie suszarni 110, poprzez wtryskiwacz materiału 50, wstrzykuje się (S100) wiele proszków pierwiastków metalicznych 60, stosowanych do wytwarzania ogniwowych baterii akumulatorowych. Wiele proszków pierwiastków metalicznych 60 stanowią proszki metali takich jak lit, nikiel, kobalt, glin i tak dalej, a w ogólności proszki, które w procesie wytwarzania zawierają od 4 do 12 % wagowych wilgoci. Jeżeli zawierają one dużą ilość wilgoci, to więcej czasu jest potrzebne na etap osuszania, aby w ten sposób zapewnić płynny przebieg całego procesu.

Ciężar suszarni 110 wzrasta na skutek wstrzykiwania proszków pierwiastków metalicznych 60 do suszarni 110 a, następnie, czujnik ciężaru 150 wykrywa ciężar i wysyła wykryte sygnały dotyczące ciężaru do urządzenia sterującego 10. Urządzenie sterujące 10 wstrzymuje wtryskiwanie materiałów poprzez zatrzymanie wtryskiwacza materiału 50 kiedy ciężar suszarni 110 przekracza ciężar standardowy.

Następnie, kiedy urządzenie mieszające 520 realizuje mieszanie w suszarni 110, do komory nagrzewania i chłodzenia 120 dookoła suszarni 110 dostarcza się (S125) parę a proszki pierwiastków metalicznych nagrzewa się i osusza się (S 120). To jest, obrót silnika napędowego 527 urządzenia mieszającego prowadzi do obrotu skrzydeł mieszających 525 poprzez pas napędowy 529 urządzenia mieszającego i wał osiowy 522 urządzenia mieszającego. Skrzydła mieszające 525 wypychają proszki pierwiastków metalicznych 60 równomiernie w kierunku obwodu zewnętrznego w trakcie obracania skrzydeł mieszających. W tym samym czasie, przez parownik 300 jest wytwarzana para mająca temperaturę w zakresie od 120°C do 180°C i jest dostarczana do wewnątrz komory nagrzewania i chłodzenia 120 poprzez wlot wtryskujący 130. Przy temperaturach niższych niż 120°C, czas potrzebny na etap osuszania zwiększa się, podczas gdy przy temperaturach przekraczających 180°C, dostarczane są nadmierne ilości pary lub pary wraz z nadmiernie wysokim ciśnieniem, powodując w ten sposób wzrost ryzyka eksplozji i zmian własności fizycznych. W rezultacie, temperatury w zakresie od 130°C do 150°C są bardziej preferowane od tych w zakresie od 120°C do 180°C gdy osuszane proszki metali są suszone przez trzy godziny. Takie temperatury mogą być utrzymywane poprzez wysyłanie do urządzenia sterującego 10 sygnałów dotyczących temperatury wykrytych przez czujnik temperatury 170.

PL 234 758 B1

Ciepło o wysokiej temperaturze z komory nagrzewania i chłodzenia 120 jest dostarczane do suszarni poprzez ścianę suszarni 110 i nagrzewa proszki pierwiastków metalicznych 60. Czystość proszków pierwiastków metalicznych 60 może być zachowywana, ponieważ nie są one bezpośrednio wystawione na ciepło.

Następnie, wilgoć zawarta w proszkach pierwiastków metalicznych 60 jest odparowywana i wypuszczana razem z powietrzem 250 poprzez filtr workowy 200. Drobiny proszków metali, które mogą być zawarte w powietrzu 250 wypuszczanym na zewnątrz są filtrowane przez filtr workowy, naturalnie zrzucane i zwracane do suszarni 110. W rezultacie, strata proszków metali w etapie osuszania może być zminimalizowana.

Następnie, czujnik wilgoci 160 określa, czy zawartość wilgoci w proszkach metali 60 jest mniejsza czy też równa 600 ppm, a urządzenie sterujące 10 zatrzymuje etap osuszania (S120). Gdy etap osuszania (S120) jest zatrzymany, to parownik 300 powoduje wstrzymanie etapu zaopatrywania w parę.

Następnie, w czasie gdy urządzenie mieszające 520 realizuje mieszanie w suszarni 110, to chłodne powietrze jest dostarczane (S145) do komory nagrzewania i chłodzenia 120 dookoła suszarni i chłodzi (S140) suszarnię. Urządzenie sterujące 10 zatrzymuje zaopatrywanie w parę i umożliwia dostarczenie chłodnego powietrza do wlotu wtryskującego 130 poprzez konwersję rurową. Dostarczone chłodne powietrze wypełnia wnętrze komory nagrzewania i chłodzenia 120 i obniża temperaturę wewnątrz suszarni 110.

Następnie, wtedy gdy czujnik temperatury 170 określa, czy temperatury proszków metali 60 są mniejsze czy też równe temperaturze standardowej (na przykład, 50°C), to urządzenie sterujące 10 steruje urządzeniem wyładowczym 500 tak aby wyrzucić (S160) zmieszane proszki metali. Gdy temperatura standardowa jest wyższa niż 50°C, to następne etapy nie przebiegają płynnie z powodu wysokiej temperatury. Z drugiej strony, wtedy gdy temperatura standardowa jest znacznie niższa niż 50°C, to na etap chłodzenia jest potrzebna większa ilość czasu i więcej energii jest zużywanej. W rezultacie, preferowane jest to aby ustalić temperaturę standardową jako temperaturę w zakresie od 40°C do 50°C .

Aby wyrzucić zmieszane proszki metali 650, urządzenie wyładowcze 500 jest otwarte a urządzenie mieszające 500 kontynuuje swoje działanie. Z kolei, proszki metali, które są wypychane dookoła obwodu w suszarni 110, są zrzucane i przenoszone do przenośnika 600 przez urządzenie wyładowcze 500.

Zmodyfikowane korzystne przykłady wykonania

Jako przykład modyfikacji wspomnianych powyżej preferowanych z korzystnych przykładów wykonania, może być dodawana pompa próżniowa dla nagrzewania i osuszania urządzenia do osuszania 100 w próżni.

Dodatkowo, czujnik ciśnienia może być dodawany w komorze nagrzewania i chłodzenia 120 aby zabezpieczać przed nadmiernym wzrostem ciśnienia pary lub chłodnego powietrza.

Dodatkowo, para lub chłodne powietrze z komory nagrzewania i chłodzenia 120, po ich wykorzystaniu, są wypuszczane na zewnątrz do powietrza ale, dla zwiększenia wydajności termicznej, mogą być odzyskiwane poprzez zainstalowanie rury powrotnej.

Chociaż niniejszy wynalazek został opisany w odniesieniu do wspomnianych powyżej preferowanych z korzystnych przykładów wykonania, to ktokolwiek znający stan techniki, którego dotyczy niniejszy wynalazek, może zrozumieć, że wiele różnych modyfikacji i zmian może być dokonanych bez odchodzenia od idei wynalazczej i zakresu niniejszego wynalazku. Dodatkowo, jest oczywistym, że wszystkie modyfikacje i zmiany mieszczą się w zakresie dołączonych zastrzeżeń.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Urządzenie do osuszania proszków metali dla wytwarzania ogniwowych baterii akumulatorowych, zawierające:

suszarnię (110), do której, z jej jednej strony, jest wstrzykiwanych wiele proszków pierwiastków metalicznych (60) stosowanych do wytwarzania ogniwowych baterii akumulatorowych;

urządzenie mieszające (520) do mieszania proszków pierwiastków metalicznych (60) w suszarni (110);

komorę nagrzewania i chłodzenia (120) dookoła suszarni (110), umieszczoną poza suszarnią (110), do nagrzewania i chłodzenia suszarni (110);

PL 234 758 B1 parownik (300) i chłodnicę (400) do zaopatrywania komory nagrzewania i chłodzenia (120) w parę lub w chłodne powietrze; oraz filtr workowy, dostarczony po drugiej stronie suszarni (110), do wypuszczania powietrza i wilgoci i do ponownego zrzutu proszków pierwiastków metalicznych (60) do suszarni (110).
2. Urządzenie do osuszania proszków metali dla wytwarzania ogniwowych baterii akumulatorowych według zastrz. 1, w którym proszki pierwiastków metalicznych zawierają co najmniej jeden z metali obejmujących lit, nikiel, kobalt, glin i tak dalej.
3. Urządzenie do osuszania proszków metali dla wytwarzania ogniwowych baterii akumulatorowych według zastrz. 1, dodatkowo, zawierające :

czujnik temperatury (170) zainstalowany w suszarni (110); oraz urządzenie sterujące (10) do sterowania parownikiem (300) i chłodnicą (400) na podstawie temperatur wykrytych przez czujnik temperatury (170).
4. Urządzenie do osuszania proszków metali dla wytwarzania ogniwowych baterii akumulatorowych według zastrz. 1, dodatkowo, zawierające:

czujnik wilgoci (160) zainstalowany w suszarni (110);

urządzenie wyładowcze (500) dostarczone po drugiej stronie suszarni (110); oraz urządzenie sterujące (10) do sterowania urządzeniem wyładowczym (500) na podstawie sygnałów dotyczących wilgoci wykrytych przez czujnik wilgoci (160).
5. Urządzenie do osuszania proszków metali dla wytwarzania ogniwowych baterii akumulatorowych według zastrz. 4, w którym urządzenie do osuszania proszków metali dla wytwarzania ogniwowych baterii akumulatorowych zawiera, dodatkowo, przenośnik wibracyjny (600) do przenoszenia zmieszanych proszków metali (650) zrzucanych przez urządzenie wyładowcze (500).
6. Urządzenie do osuszania proszków metali dla wytwarzania ogniwowych baterii akumulatorowych według zastrz. 1, dodatkowo, zawierające:

wtryskiwacz materiału (50) do wtryskiwania proszków pierwiastków metalicznych (60) do suszarni (110);

czujnik ciężaru (150) zainstalowany w części dolnej suszarni (110); oraz urządzenie sterujące (10) do sterowania wtryskiwaczem materiału (50) na podstawie sygnałów dotyczących ciężaru wykrytych przez czujnik ciężaru (150).
7. Urządzenie do osuszania proszków metali dla wytwarzania ogniwowych baterii akumulatorowych według zastrz. 1, w którym komora nagrzewania i chłodzenia (120) zawiera, dodatkowo, otwór wylotowy (450) do wypuszczania pary i chłodnego powietrza.
8. Sposób osuszania wykorzystujący urządzenie do osuszania proszków metali dla wytwarzania ogniwowych baterii akumulatorowych według któregokolwiek z zastrz. 1 do 7, obejmujący: etap wtryskiwania (S100), poprzez wtryskiwacz materiału (50) po jednej stronie suszarni (110), wielu proszków pierwiastków metalicznych (60), stosowanych do wytwarzania ogniwowych baterii akumulatorowych;

etap nagrzewania i osuszania (S120) przez zaopatrywanie w parę (S125) komory nagrzewania i chłodzenia (120) dookoła suszarni (110) w czasie gdy urządzenie mieszające (520) realizuje mieszanie w suszarni (110);

etap zatrzymania etapu osuszania gdy czujnik wilgoci (160) określi, że zawartość wilgoci w proszkach metali (60) jest mniejsza lub równa 600 ppm;

etap chłodzenia (S140) poprzez zaopatrywanie w chłodne powietrze (S145) komory nagrzewania i chłodzenia (120) dookoła suszarni (110) kiedy urządzenie mieszające (520) realizuje mieszanie w suszarni (110); oraz etap zrzucania (S160) wymieszanych proszków metali poprzez urządzenie wyładowcze (500) kiedy czujnik temperatury (170) określi, że temperatura proszków metali (60) jest mniejsza lub równa temperaturze standardowej.
9. Sposób osuszania wykorzystujący urządzenie do osuszania proszków metali dla wytwarzania ogniwowych baterii akumulatorowych według zastrz. 8, w którym proszki pierwiastków metalicznych ( 60) wtryskiwane w etapie wtryskiwania (S100) zawierają od 4 do 12% wagowych wilgoci.
10. Sposób osuszania wykorzystujący urządzenie do osuszania proszków metali dla wytwarzania ogniwowych baterii akumulatorowych według zastrz. 8, w którym suszarnia (110) w etapie osuszania (S120) jest nagrzewana do temperatury w zakresie od 120°C do 1800C; oraz w którym temperatura standardowa w etapie chłodzenia (S140) wynosi 50°C.