[发明专利]一种带渐扩型孔板的静压箱组的设计方法

说明书

本发明一种带渐扩型孔板的静压箱组的设计方法属于同步双向拉伸机静压箱组的设计领域，涉及一种锂电池薄膜同步双向拉伸机中带渐扩型孔板的静压箱组的设计方法。该方法基于已有静压箱组孔口排布的方式，根据各区薄膜横向拉幅的变化预先设定各区孔板的开孔范围，随开孔区域宽度递增的方式对送风量进行预设。根据已有孔口排布和开孔范围，建立开孔面积和孔径的关系；根据孔口流量系数建立孔板送风面积和送风量之间的关系。由衰减公式得到其与孔径的关系，联立以上三组关系计算得到各区每组静压箱组孔板的孔径大小。该方法设计的带有渐扩型孔板的静压箱组能够使得热风的循环次数增加，大量减少送风量和补风量，实现节能减排的目的。

技术领域

本发明属于同步双向拉伸机静压箱组的设计领域，涉及一种锂电池薄膜同步双向拉伸机中带渐扩型孔板的静压箱组的设计方法。

背景技术

通过双向拉伸制取高端锂电池薄膜的生产工艺中，温度和速度均匀性对于薄膜的厚度均匀性和拉伸的连续性具有重要影响。静压箱作为一种常用的均匀分配气体的箱体，其合适的结构可以显著增强薄膜热定型性能，是保证热风加热系统出风口处温度均匀的关键生产设备。由于空间和机组结构的限制，静压箱体积不可以设计的过大，需要在其内部设置更多结构，例如均匀孔板、导流板、截面异型、喷口调节等，来保证喷风口速度的均匀。

2015年桂林电气科学研究院有限公司任小龙等人在公开号为CN205185295U的实用新型专利中公开了“一种狭缝式风口静压箱薄膜横向拉伸装置”，该装置所述狭缝式风口与薄膜前进方向呈20～80°夹角，角度随着各段聚酰胺酸薄膜所含待蒸发溶剂含量的减小而增大，该方法提高了受热处温度均匀性，改善了产品表面质量和膜卷平整度。大连伊科能源科技有限公司于长青等人于2016年在公开号为CN105936123A的发明专利中公开了“一种双向拉伸膜横拉机同组风箱双侧对吹装置”，在静压箱中间增加斜置隔板使两侧风机对吹的空气改变风向，较传统薄膜横拉机的单侧送风更能达到出风口各处压力均衡的作用。

在国外，Mohammadkhah等人2009年在PROCESS DESIGN AND CONTROL期刊发表的论文《Effect of Geometry of the Plenum Chamber on Gas Distribution in aFluidized Bed》中，使用CFD模拟方法，在孔板结构不变的基础上研究了包括送风方向、挡板结构、进口位置等八种不同结构的流化床静压箱方案对速度轮廓和压降的影响。HidekiNakamura等人于2011年在专利号为US7988031B2的美国专利“Reflow Furnace And HeaterFor Blowing Hot Air”中针对现有热风式回流熔炉中的预热区及主加热区中存在的热风和氧浓度的不均匀问题，分别设计了以孔径和孔个数为变量的三组孔板进行试验，发现当主加热区单元开孔面积是预热区的1.5-5倍时，既能改善各区热风和氧浓度的均匀性，也能满足预热区低温长时效加热和主加热区快速加热的要求。

从以上研究可知，静压箱中孔板是影响气体分布均匀的重要结构。传统静压箱组采用孔口满布孔板的送风方式，这种排布方式无疑会造成巨大的能量损耗，尤其在膜片拉幅还处在较小的范围内，膜片两侧孔口吹风并未对膜片进行加热只是逸散到保温房内，还会在膜边附近由上下静压箱孔口对吹，扰乱直接对膜片加热的冲击射流，从而影响整个保温房内流场的均匀性。

发明内容

本发明是为克服现有技术的缺陷，发明一种带有渐扩型孔板的静压箱组设计方法，该方法基于已有静压箱组孔口排布的方式，预先设定各区的送风量，避免了现场安装调试时对风机送风量的盲目试值，只在预设值范围内微调各区风机变频控制器，即可满足膜片对吹风速度的要求。采用带有渐扩型孔板的静压箱组克服了传统每组静压箱孔板采用孔口满布孔板的全面送风的结构，能够使得热风的循环次数增加，大量减少送风量和补风量，实现节能减排的目的。