用于涂覆系統(tǒng)的可切換槽閥、涂覆系統(tǒng)和涂覆方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于涂覆設(shè)備的可切換出口閥，用于控制漿狀涂料的輸送。此外，本發(fā)明還涉及具有可切換槽閥的涂覆設(shè)備和用于涂覆表面的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中已知用于涂覆設(shè)備的普通的可切換槽閥。這個(gè)類型的閥具有閥孔，排列在閥長(zhǎng)度方向上，其在閥主體中且供應(yīng)管道通向其，噴嘴管道從其引出，從而連接到涂覆設(shè)備的槽式噴嘴。布置在已知槽閥的閥孔中的是閥控制桿，其安裝在閥孔中，從而圍繞在閥長(zhǎng)度方向上延伸的旋轉(zhuǎn)軸線可旋轉(zhuǎn)并且被閥管道穿入，該閥管道設(shè)置有沿著閥控制桿的外側(cè)沿軸向延伸的管道入口和同樣的相對(duì)的管道出口，前者和后者通過(guò)穿過(guò)閥控制桿的閥管道互相連接。
[0003]在這些已知的槽閥的情況下，通過(guò)電機(jī)，閥控制桿能夠在通過(guò)位置與關(guān)閉位置之間旋轉(zhuǎn)。在通過(guò)位置時(shí)，閥控制桿布置成使得通過(guò)供應(yīng)管道供應(yīng)的涂覆材料能夠行進(jìn)通過(guò)管道入口到閥管道中，并且從那里通過(guò)管道出口到噴嘴管道中，從這按照對(duì)涂覆設(shè)備的槽式噴嘴的預(yù)期使用進(jìn)行供應(yīng)。相反地，在關(guān)閉位置時(shí)，通過(guò)閥控制桿，噴嘴管道與供應(yīng)管道隔離，這樣，就中斷了涂覆材料的配置。
[0004]為了支撐閥控制桿支撐在閥孔的圓周面上的支承面設(shè)在閥控制桿上，在兩個(gè)外圓周局部面的區(qū)域中，在槽狀管道入口與槽狀管道出口之間。因?yàn)殚y控制桿是可旋轉(zhuǎn)的，在支承區(qū)域中仍然有在這些支承面與閥孔的內(nèi)圓周面之間的最大為100微米的支承間隙。
[0005]普通的槽閥用作以目標(biāo)方式控制涂覆材料通過(guò)槽式噴嘴的輸送。為此目的，它們?cè)诓凼絿娮斓纳嫌?，并且，通過(guò)閥控制桿的旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)涂覆材料向槽式噴嘴供應(yīng)的暫時(shí)中斷。具體地，這用來(lái)通過(guò)槽式噴嘴輸送涂覆材料并且用來(lái)以替代方式中斷輸送。
[0006]具體地，具有普通槽閥的普通涂覆設(shè)備用在電池的制造中。在這個(gè)內(nèi)容中，它們用于配置漿狀涂覆材料，其具體包含電化學(xué)活性粒子，例如石墨粒子，例如薄層形式的。具體地，該層可以用作電極層，直接在電池的適當(dāng)集電極上。然而，在本發(fā)明的內(nèi)容中，涂層還可以理解成暫時(shí)應(yīng)用到支撐基底上，例如輥?zhàn)踊蚱教沟闹位咨希?，按照預(yù)期用途，由涂覆材料形成的層在稍后的生產(chǎn)步驟中再次被去除，例如，可設(shè)想然后應(yīng)用到集電極條上。
[0007]除了配置具有電化學(xué)活性粒子的涂覆材料用于電池的制造，這個(gè)類型的涂覆設(shè)備也可以用于以這種方式制造燃料電池的電催化層。在這種情況下，具體地，包含催化劑粒子(貴金屬、拉內(nèi)鎳、碳化鎢、硫化鉬、硫化鎢或類似的合適材料)作為電化學(xué)活性粒子且可以催化燃料例如氫或甲醇的低溫燃燒的涂覆材料可以被處理。
[0008]在普通涂覆設(shè)備的情況中，漿料貯存槽通常安置在槽式噴嘴的上游，涂覆材料從漿料貯存槽供應(yīng)給槽閥和下游的槽式噴嘴。這里想得到兩種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其中漿料貯存槽自身受壓力沖擊從而把涂覆材料壓向槽閥的方向的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及獨(dú)立的電機(jī)驅(qū)動(dòng)的輸送裝置例如泵安置在漿料貯存槽與槽閥之間的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
[0009]在本發(fā)明的情境中，槽閥被理解成這樣的閥，其中，供應(yīng)管道、噴嘴管道和穿過(guò)閥控制桿的閥管道，在橫向于輸送方向的維度中呈現(xiàn)比在相對(duì)于其以垂直方式延伸且同樣橫向于輸送方向的維度中大得多的長(zhǎng)度。根據(jù)本發(fā)明的槽閥的定義，各個(gè)管道在閥長(zhǎng)度方向上的長(zhǎng)度至少比橫向于閥長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度大4的因數(shù)。對(duì)于閥控制桿，假設(shè)它在閥長(zhǎng)度方向上的長(zhǎng)度呈現(xiàn)為至少是閥控制桿的平均半徑的4倍，沿著該閥長(zhǎng)度方向，閥管道穿過(guò)所述閥控制桿。優(yōu)選且最普遍地，閥控制桿的長(zhǎng)度(沿著其被閥管道穿過(guò))比閥控制桿的半徑大更大的因數(shù)，優(yōu)選大至少為10的因數(shù)。
[0010]閥控制桿的半徑與一方面是直徑之間，另一方面是與長(zhǎng)度之間的所提相關(guān)性實(shí)際上引起難題。例如，已經(jīng)顯現(xiàn)出來(lái)，隨著工作時(shí)段增長(zhǎng)，進(jìn)入閥孔的內(nèi)圓周與閥控制桿的支承面之間的狹窄空隙的涂覆材料引起重新調(diào)整槽閥所需的動(dòng)量波動(dòng)。
[0011]這是由許多涂覆材料特別是在電池制造環(huán)境中使用的涂覆材料在高剪切載荷下粘度增大的趨勢(shì)所引起的，取決于剪切的程度和持續(xù)時(shí)間(抗流變形態(tài))。涂覆材料保持在閥孔的內(nèi)圓周面與支承面之間的殘余越久，它們的粘度就越大。實(shí)際上，在一定的工作時(shí)段之后，設(shè)在普通槽閥上的用于切換該槽閥的致動(dòng)器不再能夠?qū)崿F(xiàn)可靠的閥切換操作，從而，必須中斷涂覆設(shè)備的使用并且必須清理閥孔。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明的目的是改進(jìn)普通類型的可切換槽閥，從而，所述槽閥以免維護(hù)的方式更長(zhǎng)時(shí)段地工作。
[0013]根據(jù)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，在相應(yīng)外圓周局部面上設(shè)置凹陷區(qū)域，在這個(gè)區(qū)域中，相應(yīng)外圓周局部面沒(méi)有支撐在閥孔的內(nèi)圓周面上。該凹陷區(qū)域的底部與閥孔的內(nèi)圓周面之間的間距至少為0.5毫米。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的槽閥呈現(xiàn)普通槽閥的上述特征。閥主體本身優(yōu)選為金屬主體，閥孔具體使用金屬切削加工而結(jié)合于其中。閥孔自身是旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的，并且優(yōu)選為圓柱形空隙，其長(zhǎng)度是平均半徑的至少4倍。閥孔不是不可避免地必須呈現(xiàn)圓柱形狀，而是也可以是例如錐形。供應(yīng)管道通向閥孔，噴嘴管道從閥孔開(kāi)始，其中，這兩個(gè)管道經(jīng)由槽型孔口連接到閥孔，該孔口基本上在閥長(zhǎng)度方向上延伸。閥孔的絕對(duì)長(zhǎng)度以及供應(yīng)管道和噴嘴管道在閥孔和閥管道圓周面的區(qū)域中的大致相同的寬度是至少30毫米，優(yōu)選為至少100毫米。取決于應(yīng)用的目的，閥孔的長(zhǎng)度或者各個(gè)管道的寬度分別可以高達(dá)2000毫米和更大。閥孔的平均直徑特別是圓柱形閥孔的直徑優(yōu)選為小于30毫米。供應(yīng)管道的口和通入噴嘴管道的出口的寬度分別優(yōu)選為口或出口的高度的至少4倍。
[0015]本
【發(fā)明內(nèi)容】
中的外圓周局部面是兩個(gè)局部面，它們?cè)趫A周方向上延伸并且相反于圓周方向從閥管道的管道入口到管道出口。本
【發(fā)明內(nèi)容】
中的外圓周局部面的寬度對(duì)應(yīng)于閥長(zhǎng)度方向上的閥管道的最大寬度。
[0016]雖然在已知的槽閥中，這兩個(gè)外圓周局部面完全落在共同的假想圓柱面上，并且因此，在每種情況下，它們整體用作支承面，在按照本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中，設(shè)定至少一個(gè)凹陷區(qū)域優(yōu)選為多個(gè)凹陷區(qū)域設(shè)在外圓周局部面的區(qū)域中。雖然閥控制桿的外圓周局部面上的支承面適合于閥孔，從而，它們呈現(xiàn)相對(duì)于它們的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱內(nèi)圓周面的小于100微米的間距，該間距在凹陷區(qū)域中更大。本
【發(fā)明內(nèi)容】
中的凹陷區(qū)域理解成間距至少為0.5毫米的區(qū)域。這樣的間距足以極大地減少粘度增加的結(jié)果，在通常使用槽閥配置的涂覆材料的情況中。
[0017]按照本發(fā)明，槽閥的閥控制桿的外圓周局部面因此被細(xì)分成支承面和凹陷區(qū)域。為了確保對(duì)閥控制桿的自由運(yùn)動(dòng)的特別好的測(cè)量，顯現(xiàn)有利的是，閥控制桿的外圓周局部面上的凹陷區(qū)域的比例至少為20%。優(yōu)選地，這個(gè)比例甚至更高，具體為至少50%，特別優(yōu)選為 80%ο
[0018]支承面和凹陷區(qū)域可以以許多不同的方式分配?；旧?，支承面的特定配置不是獲得有利效果必須的。
[0019]然而，在每種情況中，已經(jīng)顯現(xiàn)有利的是，至少一個(gè)在閥管道的管道入口與管道出口之間的圓周方向上延伸的支承環(huán)部分設(shè)在外圓周局部面上。特別有利的是，在每種情況中，至少兩個(gè)支承環(huán)部分設(shè)在外圓周局部面上，在閥長(zhǎng)度方向和軸向上間隔開(kāi)的這至少兩個(gè)支承環(huán)部分一起圍繞布置在它們之間的凹陷區(qū)域。在此，第一和第二外圓周局部面上的支承環(huán)部分優(yōu)選地布置在相對(duì)于閥長(zhǎng)度方向上的相同高度上，這樣，它們形成至少幾乎環(huán)繞的支承面。然后，這樣的幾乎環(huán)繞的支承面可以可選地被與凹陷區(qū)域相關(guān)的凹槽中斷，這樣的支承面有助于閥控制桿在閥孔中的高穩(wěn)定性。
[0020]環(huán)繞的支承環(huán)設(shè)在閥控制桿上是特別有利的，該支承環(huán)的外表面形成環(huán)繞的支承面，其中這些支承環(huán)跨過(guò)管道入口和管道出口。在這樣的結(jié)構(gòu)的情況下，因此提供環(huán)繞的支承面，其即使在管道入口和管道出口的區(qū)域中也沒(méi)有被中斷，并且作為替代，其自身中斷槽狀管道入口和槽狀管道出口。這類環(huán)繞的支承面有效地降低涂覆材料量，使其在這個(gè)支承面區(qū)域中行進(jìn)在支承面與閥孔內(nèi)圓周面之間。
[0021]更有利的是，在入口管道的兩側(cè)和/或出口管道的兩側(cè)上，閥控制桿設(shè)有至少兩個(gè)支承輻板，這些支承輻板延伸成從而平行于閥長(zhǎng)度方向并且與支承面相關(guān)。在閥控制桿的關(guān)閉位置時(shí)，這些支承輻板與閥孔的內(nèi)圓周面合作中斷從供應(yīng)管道到噴嘴管道的通道，繞過(guò)閥管道。這些支承輻板優(yōu)選地設(shè)成緊鄰著管道入口和/或管道出口。凹陷區(qū)域優(yōu)選地相對(duì)于圓周方向在管道入口的支承輻板和管道出口的支承輻板之間延伸。
[0022]由于按照本發(fā)明的結(jié)構(gòu)具有凹陷區(qū)域，大區(qū)域和狹窄支承間隙的問(wèn)題實(shí)際上已經(jīng)大大減小了，從而，閥控制桿卡滯的趨勢(shì)同樣大大減小。為了另外減小卡滯的趨勢(shì)，然而可以有利的是，用于接收涂覆材料的接收空間容納在閥孔的內(nèi)圓周面中。這個(gè)接收空間優(yōu)選地可以在閥長(zhǎng)度方向上排列的凹槽形式延伸經(jīng)過(guò)閥孔的整個(gè)長(zhǎng)度或幾乎整個(gè)長(zhǎng)度(>80%)。然而，也可以提供沒(méi)有直接互連的多個(gè)接收空間。這個(gè)或這些接收空間相應(yīng)地允許由于其先前在支承間隙中的存在位置而已經(jīng)受到嚴(yán)重的剪切應(yīng)力并且因此已經(jīng)獲得高粘度的涂覆材料被接收。特別有利的是，這樣的接收空間設(shè)在已經(jīng)提到的支承環(huán)的區(qū)域中。
[0023]為了按照本發(fā)明制造可切換槽閥的閥控制桿，首先，便利的是，以整體方式生產(chǎn)閥控制桿，從而，所有支承面和形成閥管道的壁整體地互連。出自圓柱形坯，特別便利的是，合并槽狀閥管道并且從這個(gè)坯的外側(cè)移除材料，具體為通過(guò)金屬切削加工，從而由其形成凹陷區(qū)域。
[0024]然而，在替代結(jié)構(gòu)的情況中，還可以提供環(huán)繞的支承環(huán)，配置成獨(dú)立部件，特別熱收縮地安置在形成閥管道的公共部件上，或者以另一形式的配合或摩擦配合方式連接到所述公共部件。
[0025]本發(fā)明此外還涉及以連續(xù)方法用漿狀涂覆材料涂覆表面的涂覆設(shè)備，其中，該涂覆設(shè)備包括供應(yīng)單元、可切換槽閥、噴嘴管道和槽式噴嘴，該供應(yīng)單元用于經(jīng)由供應(yīng)管道供應(yīng)涂覆材料，該可切換槽閥在該供應(yīng)管道的下游，該噴嘴管道在槽閥的下游，該槽式噴嘴在噴嘴管道的下游。這里，槽閥以上面描述的方式配置。在按照本發(fā)明的這類涂覆設(shè)備的情況中，該供應(yīng)單元優(yōu)選為包括漿料貯存槽，在其中保持準(zhǔn)備適合于電池的制造的涂覆材料，也就是說(shuō)，具體為具有可用在電池電極制造中的電化學(xué)活性粒子的涂覆材料。
[0026]本發(fā)明此外還涉及一種涂覆表面的方法，在其中，使用所描述的涂覆設(shè)備。這是優(yōu)選為一種輸送形成電池電極的涂覆材料的方法。
【附圖說(shuō)明】
[0027]除權(quán)利要求之外，還從用附圖描述的兩個(gè)變形的優(yōu)選實(shí)施例的下列描述獲得本發(fā)明的更多方面和優(yōu)點(diǎn)，其中:
圖1示出按照本發(fā)明的涂覆設(shè)備，
圖2示出按照?qǐng)D1的涂覆設(shè)備的閥控制桿，和
圖3a至3c示出按照本發(fā)明的槽閥的剖面，使用圖1和2的實(shí)施例的例子及其兩個(gè)替代。