用于涂覆系统的可切换槽阀、涂覆系统和涂覆方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于涂覆设备的可切换出口阀，用于控制浆状涂料的输送。此外，本发明还涉及具有可切换槽阀的涂覆设备和用于涂覆表面的方法。
【背景技术】
[0002]现有技术中已知用于涂覆设备的普通的可切换槽阀。这个类型的阀具有阀孔，在阀延伸方向上对齐，位于阀主体中，并且供应通道通入其而喷嘴通道从其引出，从而连接到涂覆设备的槽式喷嘴。布置在已知槽阀的阀孔中的是阀控制杆，其安装在阀孔中，从而围绕旋转轴可旋转，该旋转轴在阀延伸方向上延伸并且被阀通道穿入，该阀通道设置有沿着阀控制杆的外侧沿轴向延伸的通道入口和同样的相对的通道出口，前者和后者通过穿过阀控制杆的阀通道互相连接。
[0003]在这些已知的槽阀的情况下，通过电机，阀控制杆能够在通过位置与关闭位置之间旋转。在通过位置时，阀控制杆布置成使得通过供应通道供应的涂覆材料能够行进通过通道入口到阀通道中，并且从那里通过通道出口到喷嘴通道中，从这按照对涂覆设备的槽式喷嘴的预期使用进行供应。相反地，在关闭位置时，通过阀控制杆，喷嘴通道与供应通道隔离，这样就中断了涂覆材料的配置。
[0004]为了安装阀控制杆在阀孔中，阀控制杆在其外侧上具有支承面，用于安装在阀控制杆的两个部分圆周的区域中，在通道入口与通道出口之间，支撑在阀孔的圆周面上。因为阀控制杆是可旋转的，在支承区域中仍然有在这些支承面与阀孔的内圆周面之间的最大为100微米的支承间隙。
[0005]普通的槽阀用于以目标方式控制涂覆材料通过槽式喷嘴的输送。为此目的，它们在槽式喷嘴的上游，并且，通过阀控制杆的旋转，实现涂覆材料向槽式喷嘴供应的暂时中断。具体地，这用来通过槽式喷嘴输送涂覆材料并且用来以替代方式中断输送。
[0006]具体地，具有普通槽阀的普通涂覆设备用在电池的制造中。在这个内容中，它们用作配置浆状涂覆材料，其具体包含电化学活性粒子，例如石墨粒子，例如薄层形式的。具体地，该层可以用作电极层，直接在电池的适当集电极上。然而，在本发明的情境中，涂覆还可以理解成暂时应用到支撑基底上，例如辊子或平坦的支撑基底上，例如，按照预期用途，由涂覆材料形成的层在稍后的生产步骤中从该基底被再次去除，例如，可以设想用于然后应用到集电极条上。
[0007]除了配置具有电化学活性粒子的涂覆材料用于电池的制造，这个类型的涂覆设备也可以用于以这种方式制造燃料电池的电催化层。在这种情况下，具体地，包含催化剂粒子(贵金属、拉内镍、碳化钨、硫化钼、硫化钨或类似的合适材料)作为电化学活性粒子且可以催化燃料例如氢或甲醇的低温燃烧的涂覆材料可以被处理。
[0008]在普通涂覆设备的情况中，浆料贮存槽通常安置在槽式喷嘴的上游，涂覆材料从浆料贮存槽供应给槽阀和下游的槽式喷嘴。这里能想得到两种结构设计，其中浆料贮存槽自身受压力冲击以把涂覆材料压向槽阀的方向的设计以及其中独立的电机驱动的输送装置(例如泵)安置在浆料贮存槽与槽阀之间的设计。
[0009]在本发明的情境中，槽阀被理解成这样的阀，其中，供应通道、喷嘴通道和阀通道穿过阀控制杆，在横向于输送方向的维度中呈现比在相对于其以垂直方式延伸且同样横向于输送方向的维度中大得多的长度。根据本发明的槽阀的定义，各个通道在阀长度方向上的长度至少比横向于阀长度方向的长度大4的因数。对于阀控制杆，假设它在阀长度方向上的长度呈现为至少是阀控制杆的平均半径的4倍，沿着该阀长度方向，阀通道穿过所述阀控制杆。优选且最普遍地，阀控制杆的长度(沿着其被阀通道穿过)比阀控制杆的半径大更大的因数，优选大至少为10的因数。
[0010]阀控制杆的半径与一方面是直径之间，另一方面是与长度之间的所提相关性实际上引起难题。例如，已经显现出来，随着工作时段增长，进入阀孔的内圆周与阀控制杆的支承面之间的狭窄空隙的涂覆材料引起重新调整槽阀所需的动量波动。
[0011]这是由许多涂覆材料特别是在电池制造环境中使用的涂覆材料在高剪切载荷下粘度增大的趋势所引起的，取决于剪切的程度和持续时间(抗流变形态)。涂覆材料保持在阀孔的内圆周面与支承面之间的残余越久，它们的粘度就越大。实际上，在一定的工作时段之后，设在普通槽阀上的用于切换该槽阀的致动器不再能够实现可靠的阀切换操作，从而，必须中断涂覆设备的使用并且必须清理阀孔。
【发明内容】
[0012]本发明的目的是改进普通类型的可切换槽阀，从而，所述槽阀以免维护的方式更长时段地工作。
[0013]根据本发明实现这个目的，为了从支承面与阀孔内圆周面之间的支承间隙接收涂覆材料，在供应通道与喷嘴通道之间在阀孔内圆周面中结合有至少一个接收空间。
[0014]根据本发明的槽阀呈现普通槽阀的上述特征。阀主体优选为金属主体，阀孔具体使用金属切削加工而结合于其中。阀孔自身是旋转对称的，并且优选为圆柱形空隙，其长度是平均半径的至少4倍。阀孔不是不可避免地必须呈现圆柱形状，而是也可以是例如锥形。供应通道通向阀孔，喷嘴通道从阀孔开始，其中，这两个通道经由槽型孔口连接到阀孔，该孔口基本上在阀长度方向上延伸。阀孔的绝对长度以及供应通道和喷嘴通道在阀孔和阀通道圆周面的区域中的大致相同的宽度是至少30毫米，优选为至少100毫米。取决于应用的目的，阀孔的长度或者各个通道的宽度分别可以高达2000毫米和更大。阀孔的平均直径特别是圆柱形阀孔的直径优选为小于30毫米。供应通道的口和通入喷嘴通道的出口的宽度优选为分别超过或者至少是相应的口或出口的高度的4倍。
[0015]按照本发明提供的该至少一个接收空间设置为阀孔圆周面区域中的凹陷，并且因此从支承间隙和阀控制杆的外支承面向外延伸。虽然支承间隙优选地显示出小于100微米的平均宽度，特别优选为小于50微米，但是它在至少一个接收空间的区域中扩大了该接收空间的深度。该接收空间优选地显示出在径向方向上的至少I毫米的深度，优选为至少3毫米。
[0016]由于该至少一个接收空间，在阀孔内圆周面上设置至少另一个点，在供应通道的孔口与喷嘴通道的孔口之间，在此，阀孔的内圆周面被中断。这里，该接收空间优选地由在阀长度方向延伸且具有所提深度的接收凹槽形成。作为替代，也可以在阀孔内圆周面上设置多个接收空间，它们互相对齐或者布置成沿着圆周方向相互偏置。优选地，一个接收空间或多个接收空间延伸经过阀长度方向上的支承面长度的至少80%的长度，在这种意义上讲，当从阀长度方向看时，支承面被看做仅仅是设置在阀通道的互相对立的端部之间的面。
[0017]在实践中，该至少一个接收空间或多个接收空间具有的效果是，最开始描述的由于阀控制杆的剪切和由此导致的刚性移动而引起的涂覆材料变僵硬的问题不出现或者不会相同程度地出现。该接收空间或多个接收空间允许先前受大剪切应力的涂覆材料得以接收并且由此从支承间隙中被去除。
[0018]防止或缓解目前所提问题的接收空间的存在的理由不能明确地陈述。在不受到下面将陈述的有关效率的考虑的限制的情况下，本发明的作用方式部分地可以暂时地解释成先前受特别大的剪切应力作用的涂覆材料能够转移到接收空间。这个效果还能够部分地解释成，特别地，积聚在接收空间中的弹性涂覆材料在槽阀的通过位置和关闭位置上不同地受压缩和/或加压，从而，由于以固定的暂时循环发生的接收空间中的涂覆材料的松弛，也引起涂覆材料在支承间隙中的移动，归因于此，先前受大的剪切应力作用的涂覆材料被压回到涂覆材料的流动通路中。
[0019]已经证明，几乎不受接收空间布置在阀孔内圆周上的位置的限制可实现有利效果，该接收空间优选地构造成连续的接收凹槽。通过这种方式，本发明包括结构实施例，它们具有总是仅仅可连通地连接支承间隙的接收空间，与阀位置无关。然而，还包括这样的结构实施例，其中在关闭位置或通过位置中的至少一个接收空间连通地连接到阀控制杆的通道入口或通道出口。在这些结构实施例的情形中，所提的积极效果大概至少可以解释成，在槽阀的各个其它位置中，在两侧连通地仅仅连接到支承间隙的接收空间在关闭位置或通过位置中直接连接到通道入口或通道出口并且由此可以被流入通过位置的涂覆材料冲洗。这可能导致涂覆材料的先前受大剪切应力作用的部分重新加入到涂覆材料流中并因此被带走。
[0020]其中至少一个接收空间的配置和阀通道的通道入口的结构实施例构造且相互适应成是的在阀控制杆的关闭位置中在所提接收空间与供应通道之间存在连通连接的结构实施例由于特别有效而显现出来。在实验中，这类配置正好已经引起切换阀所需的动量随着运行时段增长仅仅稍微增大，并且因此能够实现涂覆设备的长期无中断操作。
[0021]为了实现这个连通连接，特别是在供应通道与接收空间之间，阀控制杆上的圆周方向上的槽状通道入口的高度优选为大于阀控制杆上的槽状通道出口的高度。阀通道因此优选为呈现逐渐变小的截面面积。
[0022]本发明此外还涉及以连续方法用浆状涂覆材料涂覆表面的涂覆设备。这个设备包括用于经由供应通道供应涂覆材料的供应单元，这个供应单元优选为包括增压的浆料贮存槽或无压力的浆料贮存槽和泵装置。这样的涂覆设备还包括可切换阀、喷嘴通道和槽式喷嘴，该喷嘴通道在槽阀的下游，该槽式喷嘴在喷嘴通道的下游用于姜涂覆材料配置到要涂覆的表面上或有时到要涂覆的基底上。槽阀以上面描述的方式配置。
[0023]该供应单元优选为包括浆料贮存槽，在其中保持准