CN103182265A

CN103182265A - 一种粉料高速精密混合机及其专用方法

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Publication number: CN103182265A
Application number: CN2011104529260A
Authority: CN
Inventors: 王叶滔; 胡东阁; 王张志
Original assignee: HANGZHOU GOLDEN HORSE ENERGY TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: HANGZHOU GOLDEN HORSE ENERGY TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2011-12-30
Filing date: 2011-12-30
Publication date: 2013-07-03
Anticipated expiration: 2031-12-30
Also published as: CN103182265B

Abstract

本发明涉及一种粉料混合机，尤其是涉及一种粉料高速精密混合机及其专用方法。其主要是解决现有技术所存在的混合机混合时要添加聚胺脂球，玛瑙球、不锈钢球、锆球等磨介才能混合均匀，但是在混合时无论使用哪种球，球与球相磨，球会磨损，磨下的掉粉会污染混料，影响混料的品质与性能等的技术问题。本发明包括底座，底座上设有立式圆筒，立式圆筒的上部设有进料口，立式圆筒的内部设有杯形转轮，杯形转轮与立式圆筒之间设有通道，杯形转轮的底部开有通孔，杯形转轮的下方设有风扇，立式圆筒上通过曲面柱体固定底座固定有朝向杯形转轮内壁的曲面柱体，曲面柱体与杯形转轮内表面留有间隙，立式圆筒底部的边缘处设有出料口。

Description

一种粉料高速精密混合机及其专用方法

技术领域

本发明涉及一种粉料混合机，尤其是涉及一种粉料高速精密混合机及其专用方法。

背景技术

在电子、化工、医药、食品、电池材料等行业生产中，大量需要对两种以上的粉体进行混合，广泛应用各种混合机，例如锥形双螺旋粉料混合机、斜式双锥混料机，多向运动锥形混合机等等，上述这些混合机虽都可以有效的将二种以上粉料混合。但都是有不足之处，譬如，锥形双螺旋混合机局部地区有死角，死角处粉体末混合，均匀度低，只能达到95%，至于斜式双锥混料机，多向运动混合机虽能达到较高混合均匀度，约99%，但这类混合机混合时要添加磨介——聚胺脂球，玛瑙球、不锈钢球、锆球等才能混合均匀，但是在混合时无论使用哪种球，球与球相磨，球会磨损，磨下的掉粉会污染混料，影响混料的品质与性能。迄今为止上述缺点现有技术尚未得到解决。

发明内容

本发明是提供一种粉料高速精密混合机及其专用方法，其主要是解决现有技术所存在的混合机混合时要添加聚胺脂球，玛瑙球、不锈钢球、锆球等磨介才能混合均匀，但是在混合时无论使用哪种球，球与球相磨，球会磨损，磨下的掉粉会污染混料，影响混料的品质与性能等的技术问题。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

本发明的一种粉料高速精密混合机，包括底座，底座上设有立式圆筒，所述的立式圆筒的上部设有进料口，立式圆筒的内部设有杯形转轮，杯形转轮与立式圆筒之间设有可让粉料通过的通道，杯形转轮的底部开有通孔，杯形转轮的下方设有风扇，杯形转轮、风扇通过传动装置连接电机，电机固定在底座上，立式圆筒上通过曲面柱体固定底座固定有朝向杯形转轮内壁的曲面柱体，曲面柱体与杯形转轮内表面留有间隙，立式圆筒底部的边缘处设有出料口。风动供料系统中的风扇固定于杯形转轮下，与杯形转轮一起高速旋转。精密混合机有一个立式圆筒，在其中心位置装有一个旋转的杯形转轮，设备开机，由电机通过传动装置带动杯形转轮高速旋转，打开进料口上的盖，将要混合的二种以上的粉料投入到杯形转轮的内腔中，当转轮高速旋转时，粉体受离心力作用，粉料从转轮内墙壁上的通孔甩出，甩出的粉体受到风动供料系统中的风扇吹扫，将粉体沿筒内壁吹向筒体上空，与立式圆筒的筒盖内壁相碰，下落到正在转动的杯形转轮的内腔中，如此N次重复，被混合的粉料实现三维无规则运动，从而达到混料均匀无死角。这种混合粉料的工作原理，是让被混合的粉料做三维无规则运动，使粉料混合均匀，而不像斜式双锥混合机，需借着于聚胺脂球等磨介，才能将二种以上粉料混合均匀，这样就避免了磨介的掉粉对混合粉料造成污染。为了消除混合粉料中有团聚的粉体，混合机中增添了产生强劲的分散剪切能力的机构，它是有旋转的杯形转轮与用耐磨材料制作的固定不转动的曲面柱体组成的机构实现。当被混合的粉料中带有团聚的粉体加到杯形轮转的内腔时，旋转的杯形转轮将带有团聚的粉体输送到曲面柱体与杯形转轮内表面之间的间隙即楔形区内，通过楔形区，团聚的粉体受到剪切力，将团聚粉体分散，再去混合，从而保证了混合的均匀度。

作为优选，所述的立式圆筒上通过贴壁刮刀固定座固定有可将粉料刮下的贴壁刮刀。如果混合的干燥粉体受潮，在混合时粉料会在杯形转轮的内腔壁上粘料，堵塞转轮腔壁上的通孔，如果腔内壁上粘料，贴壁刮刀会将粘在腔壁上的粉料刮下，继续进行混合。

作为优选，所述的曲面柱体固定底座与曲面柱体之间设有调整垫片，间隙的宽度为2-10mm。由于要求被混合料的物性不变，即是要求粉料的颗粒形貌不变，颗粒粒径不变，因此根据物料物性的软硬设计了一套可调节楔形间隙的调整垫片，就能达到上述物性不变的要求。

作为优选，所述的立式圆筒外部设有水套，水套上开有冷却水进口、冷却水出口。水套内的冷却水可以对立式圆筒内部的粉料进行冷却，防止杯形转轮高速旋转时产生的大量热量对物料进行加热从而使粉料改性。

作为优选，所述的立式圆筒内设有吹扫系统，吹扫系统设在杯形转轮的上方。为了防止未完全混合好的粉料在混合机筒体中静止物件的顶面上堆积，出料是参杂于混合好的粉料中，影响混合均匀度的精度，为此，在混合机立式圆筒顶盖上设计了一套定时吹扫系统，将堆积的粉料吹落于转轮内腔中进行再混合。故本发明的混合机混合均匀度很高，达到99.8%以上。

作为优选，所述的立式圆筒底部的边缘为圆弧面，出料口设在圆弧面上，出料口设有出料漏斗，出料漏斗内设有可封闭出料口的翻板，翻板连接出料操作手柄。

作为优选，所述的传动装置包括有与电机连接的皮带轮，皮带轮通过皮带传动转轴，转轴连接杯形转轮，转轴上设有轴承。皮带轮装置也可以替换成齿轮传动等其它能够传动转轴转动的装置。

一种粉料高速精密混合机的专用方法，其特征在于所述的方法包括：

a．将粉料从进料口处投入到杯形转轮内，杯形转轮高速转动后，粉料由于离心作用被甩到杯形转轮内壁，而团聚的粉体被杯形转轮输送到杯形转轮与曲面柱体形成的楔形区域处，将团聚的粉体分散、再混合，然后粉料从杯形转轮内腔底部的通孔中甩出；

b．甩出的粉料受到风扇的吹扫，将粉料沿杯形转轮与立式圆筒之间通道吹向立式圆筒上空，与立式圆筒的筒盖的内壁相碰而下落，吹扫系统将静止物体上积留的粉料扫落，所有粉料又返回到正在高速旋转的杯形转轮内腔中，如此N次重复，被混合的粉料实现三维无规则的运动，从而达到混料均匀无死角；

c．通过出料操作手柄打开出料口，即可将混合后的粉料排出混合机。

作为优选，所述的杯形转轮的转速为500-1400转/分钟。

作为优选，所述的吹扫系统中通入的气体为氮气，流量为0.2-1.0m³/小时。

因此，本发明使得粉料在混合时实现三维无规则运动，从而达到混料无死角，混合的粉料中若有团聚粉体，混合时能将其分散，用吹扫去除漂落在静止物上积留的粉料，以防止这些粉料得不到混合，而影响混合均匀度的精度，混合时不需要聚胺脂球火玛瑙球等的磨介，混合是靠粉料无规则运动实现混合均匀，防止因此产生的磨介掉粉对粉体进行污染。

附图说明

附图1是本发明的一种结构示意图；

附图2是曲面柱体及贴壁刮刀的结构示意图；

附图3是前躯体的SEM图；

附图4是球化机混料后的SEM图；

附图5是研钵研磨后的SEM图。

图中零部件、部位及编号：底座1、立式圆筒2、进料口3、杯形转轮4、通道5、通孔6、风扇7、电机8、曲面柱体固定底座9、曲面柱体10、出料口11、贴壁刮刀固定座12、贴壁刮刀13、调整垫片14、水套15、冷却水进口16、冷却水出口17、吹扫系统18、出料漏斗19、翻板20、出料操作手柄21、皮带轮22、皮带23、转轴24、轴承25、筒盖26。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：本例的一种粉料高速精密混合机，如图1，有一个底座1，底座上设有立式圆筒2，立式圆筒外部设有水套15，水套上开有冷却水进口16、冷却水出口17。立式圆筒的上部设有进料口3，立式圆筒的内部设有杯形转轮4，立式圆筒内设有吹扫系统18，吹扫系统设在杯形转轮的上方。杯形转轮与立式圆筒之间设有可让粉料通过的通道5，杯形转轮的底部开有通孔6，杯形转轮的下方设有风扇7，杯形转轮、风扇通过转轴24、皮带轮22、皮带23连接电机8，电机固定在底座上。如图2，立式圆筒上通过曲面柱体固定底座9固定有朝向杯形转轮内壁的曲面柱体10，曲面柱体与杯形转轮内表面留有间隙E，曲面柱体固定底座与曲面柱体之间设有调整垫片14。立式圆筒上通过贴壁刮刀固定座12固定有可将粉料刮下的贴壁刮刀13。立式圆筒底部的边缘为圆弧面，出料口11设在圆弧面上，出料口设有出料漏斗19，出料漏斗内设有可封闭出料口的翻板20，翻板连接出料操作手柄21。混合机的立式圆筒内径380mm、杯形转轮内径300mm高100mm，在杯形转轮内腔圆弧面底部，设有8个10mm通孔，均匀分布，曲面柱体是半径为40mm的圆弧面，弧面柱高100mm。固定曲面柱体与杯形转轮内弧面之间间隙E为6mm，贴壁刮刀刀角为30°杯形转轮下焊接一个S型风扇，曲面柱体2套，贴壁刮刀2付都固定于筒盖上。

本例的一种粉料高速精密混合机专用方法，是对三元电池正极材料的前驱体粉料：镍、钴、锰酸锂进行混合，用于做锂电子电池正极活性物质。本例混合机的容积为5L。其步骤为：

a．混合机内外清洗干净，没有异物会对混合的粉料造成污染，调整杯形转轮4内腔圆弧面与曲面柱体10之间间隙E等于6mm，将粉料从进料口3处投入到杯形转轮4内，杯形转轮进行高速转动，转速为800转/分，粉料由于离心作用被甩到杯形转轮内壁，而团聚的粉体被杯形转轮输送到杯形转轮与曲面柱体10形成的楔形区域处，将团聚的粉体分散、再混合，然后粉料从杯形转轮内腔底部的通孔6中甩出；

b．甩出的粉料受到风扇7的吹扫，将粉料沿杯形转轮4与立式圆筒2之间通道5吹向立式圆筒上空，与立式圆筒的筒盖26的内壁相碰而下落，吹扫系统18将静止物体上积留的粉料扫落，吹扫系统中进入氮气P=0.5巴，流量Q=0.5m³/小时，所有粉料又返回到正在高速旋转的杯形转轮内腔中，如此N次重复，被混合的粉料实现三维无规则的运动，从而达到混料均匀无死角；

c．开机混合1.5小时后，通过出料操作手柄21打开出料口11，即可将混合后的粉料排出混合机。

取样检测混合均匀度：

混合完成后随即取5处样品检测

①锰含量

检测方法：采用原子吸收光谱仪，测量锰含量与锰的理论含量进行对比，理论含量用理论计算得出，对比结果差值应小于0.2%

②锂含量

检测方法：采用原子吸收光谱仪，测量锂含量与锂的理论含量进行对比，锂的理论含量仍用理论计算得出，对比结果其差值应小于0.2% 。

对混合粉料的物质变化的检测

（1）检测内容：测定①粉体的形貌变化②颗粒粒径的变化

（2）检测方法: ①对以下三种粉体，进行粉体的外貌及颗粒粒径的检测：

ⅰ甘肃金川公司购到的三元正极材料（镍、钴、锰酸锂）的前躯体粉料

ⅱ手工研混得前驱体粉料

ⅲ本发明的混合机混合前驱体粉料

②采用扫面电镜（SEM）的照片，直观比较其粉体形貌有无变化

③用激光粒径测量仪，检测粉体颗粒的粒径，来分析原始粒径经混合后粉体颗粒粒径有无变化

（3）检测结果

颗粒粒径

	前驱体原始粒径（μm）	手工研混后粉体粒径（μm）	混合机混合后粉体粒径（μm）
				D10	2.767	2.240	2.130
D50	5.707	5.612	5.732
				D90	10.308	10.937	12.566

注：使用Mastersizer2000激光粒径测量仪测量

从上检测结果得知前驱体原始粒径经过混合机混合后，其粒径没有变化。

观察SEM片得知粉体原始颗粒圆形形貌，经混合机混合后颗粒圆形形貌未变。前躯体如图3所示，球化机混料后如图4所示，研钵研磨后如图5所示。

本发明混合机，混料时有分散团聚粉体功能的检测。

从甘肃金川公司购到三元正极材料（镍、钴、锰酸锂）的前驱体发现粉体中有团聚的粉体，我们以此有团聚的粉体的料做实验，去评判发明的混合机混合时，有无分散团聚粉体的功能。

评判方法：

（1）先将上述有团聚的粉料，用超声波处理。超声能将上述团聚粉体分散。前驱体原始颗粒粒径D50=9.002μm，经超声后，颗粒粒径D50=5.707μm，说明原始粉体有团聚，经超声后已将其分散，详见下表

（2）将有团聚的前躯体原始粉料，投入到本发明的混合机中去混合，工作1.5小时，取样进行检测颗粒粒径，数据如下：

从上表看出，此混合机混合后与超声波机一样，能将团聚的粉体分散。

以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的结构特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。

Claims

1.一种粉料高速精密混合机，包括底座（1），底座上设有立式圆筒（2），其特征在于所述的立式圆筒（2）的上部设有进料口（3），立式圆筒的内部设有杯形转轮（4），杯形转轮与立式圆筒之间设有可让粉料通过的通道（5），杯形转轮的底部开有通孔（6），杯形转轮的下方设有风扇（7），杯形转轮、风扇通过传动装置连接电机（8），电机固定在底座上，立式圆筒上通过曲面柱体固定底座（9）固定有朝向杯形转轮内壁的曲面柱体（10），曲面柱体与杯形转轮内表面留有间隙（E），立式圆筒底部的边缘处设有出料口（11）。

2.根据权利要求1所述的一种粉料高速精密混合机，其特征在于所述的立式圆筒（2）上通过贴壁刮刀固定座（12）固定有可将粉料刮下的贴壁刮刀（13）。

3.根据权利要求1或2所述的一种粉料高速精密混合机，其特征在于所述的曲面柱体固定底座（9）与曲面柱体（10）之间设有调整垫片（14），间隙（E）的宽度为2-10mm。

4.根据权利要求1或2所述的一种粉料高速精密混合机，其特征在于所述的立式圆筒（2）外部设有水套（15），水套上开有冷却水进口（16）、冷却水出口（17）。

5.根据权利要求1或2所述的一种粉料高速精密混合机，其特征在于所述的立式圆筒（2）内设有吹扫系统（18），吹扫系统设在杯形转轮（4）的上方。

6.根据权利要求1或2所述的一种粉料高速精密混合机，其特征在于所述的立式圆筒（2）底部的边缘为圆弧面，出料口（11）设在圆弧面上，出料口设有出料漏斗（19），出料漏斗内设有可封闭出料口的翻板（20），翻板连接出料操作手柄（21）。

7.根据权利要求1或2所述的一种粉料高速精密混合机，其特征在于所述的传动装置包括有与电机（8）连接的皮带轮（22），皮带轮通过皮带（23）传动转轴（24），转轴连接杯形转轮（4），转轴上设有轴承（25）。

8.一种粉料高速精密混合机的专用方法，其特征在于所述的方法包括：

a．将粉料从进料口（3）处投入到杯形转轮（4）内，杯形转轮高速转动后，粉料由于离心作用被甩到杯形转轮内壁，而团聚的粉体被杯形转轮输送到杯形转轮与曲面柱体（10）形成的楔形区域处，将团聚的粉体分散、再混合，然后粉料从杯形转轮内腔底部的通孔（6）中甩出；

b．甩出的粉料受到风扇（7）的吹扫，将粉料沿杯形转轮（4）与立式圆筒（2）之间通道（5）吹向立式圆筒上空，与立式圆筒的筒盖（26）的内壁相碰而下落，吹扫系统（18）将静止物体上积留的粉料扫落，所有粉料又返回到正在高速旋转的杯形转轮内腔中，如此N次重复，被混合的粉料实现三维无规则的运动，从而达到混料均匀无死角；

c．通过出料操作手柄（21）打开出料口（11），即可将混合后的粉料排出混合机。

9.根据权利要求8所述的一种粉料高速精密混合机的专用方法，其特征在于所述的杯形转轮（4）的转速为500-1400转/分钟。

10.根据权利要求8所述的一种粉料高速精密混合机的专用方法，其特征在于所述的吹扫系统（17）中通入的气体为氮气，流量为0.2-1.0m³/小时。