CN107084611A - 一种螺旋拌料气流干燥器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种螺旋拌料气流干燥器，其特征在于该干燥器包括磁力联轴器、抽真空与氮气出气口、密封装置、上筒体、筛网、取样装置、螺旋空心轴、中筒体、压力传感器、底架、下筒体、圆锥下料板、花形支撑板、气缸、卸料圆锥筒、卸料筒、螺旋输送器、进料口、热氮气进气口和气浮轴承；所述磁力联轴器包括第一磁体、分隔板和第二磁体。该干燥器采用真空干燥、热风对流干燥和热辐射传导干燥三种方法相结合的方式对粉料进行干燥；在螺旋空心轴的搅拌作用下，使热风与粉料充分接触，干燥效率高；流过螺旋空心轴内部的热氮气使螺旋空心轴温度升高，高温的螺旋空心轴对粉料进行辐射传热，从而实现对粉料的均匀干燥。

Description

一种螺旋拌料气流干燥器
技术领域
本发明涉及气流干燥领域，具体是一种螺旋拌料气流干燥器。
背景技术
随着社会的发展，锂离子电池的应用越来越广泛。锂离子电池生产过程中，水分的控制尤其重要，而锂离子电池原料的干燥程度直接影响着锂离子电池的性能和一致性。因锂离子电池原材料粒径小，易粘连，干燥过程中因粉料团聚导致粉料干燥不均匀。
气流干燥，也称瞬间干燥，是一种连续式高效固体流态化干燥方法。它把呈泥状、粉粒状或块状的湿物料送入热气流中，与之并流，在对流传热传质的过程中，高速热气流使湿物料分散，在气固并流流动过程中，使得水蒸气被蒸发，从而得到分散成粒状的干燥产品。干燥的目的是除去某些原料和半成品中的水分或溶剂。
目前管式气流干燥器分为长管式气流干燥器和短管式气流干燥器。其中长管式气流干燥器(如申请号201310313792.3)有十五米至二十米高，制造检修不方便，清洗困难，对厂房高度要求较高，气流阻力大，动力消耗大，操作费用高。短管式气流干燥器主要为螺旋管式气流干燥器(如申请号200820237769.5)其高度较低，但内部结构复杂，制造安装困难，清洗不方便，需要另外配备旋风分离器，制造成本高。
另外，在有些行业产品中，粉料的清洁程度是相当高的，不允许有杂质(如油污等)侵入，因此要求运动零件不能和原料在同一密闭空间工作，必须采用有效的隔离和密封结构，以免造成原材料在工作环境下的设备污染。如申请号201320588533.7公开了大颗粒粘性褐煤干燥分级气流干燥器，其搅拌机构安装在筒体内部，解决了粉料的粘连现象，但并为考虑干燥器内粉料的清洁问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种螺旋拌料气流干燥器。该干燥器采用真空干燥、热风对流干燥和热辐射传导干燥三种方法相结合的方式对粉料进行干燥；一方面，在螺旋空心轴的搅拌作用下，使热风与粉料充分接触，干燥效率高；另一方面，流过螺旋空心轴内部的热氮气使螺旋空心轴温度升高，高温的螺旋空心轴对粉料进行辐射传热，从而实现对粉料的均匀干燥；此干燥器的密封效果较现有的干燥器有很大程度的改善，对于粒径较小容易产生团聚现象的颗粒效果更为明显。
本发明解决所述技术问题的技术方案是，提供一种螺旋拌料气流干燥器，其特征在于该干燥器包括磁力联轴器、抽真空与氮气出气口、密封装置、上筒体、筛网、取样装置、螺旋空心轴、中筒体、压力传感器、底架、下筒体、圆锥下料板、花形支撑板、气缸、卸料圆锥筒、卸料筒、螺旋输送器、进料口、热氮气进气口和气浮轴承；所述磁力联轴器包括第一磁体、分隔板和第二磁体；
所述上筒体与中筒体连接；所述上筒体与中筒体之间安装有筛网；所述中筒体与下筒体连接；所述下筒体与卸料筒连接；所述压力传感器的一端安装在底架上，另一端与中筒体连接；所述中筒体上设置有进料口；所述中筒体上设置有取样装置；
所述第一磁体与外部动力源连接；所述第二磁体与第一磁体通过磁力连接；所述分隔板固定在上筒体顶部；所述第二磁体与气浮轴承的内圈连接，位于分隔板的内部空间中；所述密封装置的一端通过密封圈与分隔板连接，另一端与上筒体的下底板连接，形成密闭结构；所述螺旋空心轴通过密封装置固定；所述螺旋空心轴上部为实心轴，下部为带有螺旋杆的空心轴；所述螺旋空心轴贯穿密封装置、上筒体、中筒体和下筒体，其顶端与气浮轴承的内圈连接，末端位于下筒体内；所述第二磁体与螺旋空心轴通过气浮轴承连接；所述气浮轴承的外圈与密封装置的内壁配合；所述上筒体上开有抽真空与氮气出气口，用于外接出气管和抽真空管；所述热氮气进气管穿过上筒体和密封装置与螺旋空心轴下部的空心轴连通；
所述卸料圆锥筒安装在卸料筒的内部；所述卸料圆锥筒为倒置的圆台结构，其倾斜角为粉料的摩擦角；所述螺旋输送器安装在卸料圆锥筒的底端；所述花形支撑板固定在卸料圆锥筒的内部；所述花形支撑板为中间开孔的扇叶型结构，扇叶型结构的叶片顶角的角度为粉料的摩擦角；所述气缸固定在花形支撑板上，其输出端与圆锥下料板连接；所述圆锥下料板的锥角为粉料的摩擦角。
与现有技术相比，本发明有益效果在于：
(1)该干燥器采用真空干燥、热风对流干燥和热辐射传导干燥相结合的干燥方式；真空可以降低水的沸点，可以在低温下实现粉料的干燥，降低干燥温度，降低能耗；热风可以与粉料充分接触，实现均匀干燥；热辐射传导加快干燥速率。
(2)压力传感器可以随时测定干燥器的质量，通过质量的减少量来判定粉料的干燥程度，干燥程度可控。
(3)密封装置的设计，保证螺旋空心轴与干燥筒体之间的隔离，使粉料清洁、无杂质。
(4)取样装置的设计，使粉料干燥结果可以随时测得。
(5)卸料机构的设计，可以使干燥后的粉料在重力作用下掉入螺旋输送器，实现自动完全卸料，无残留，实现锂离子电池生产工艺的连续。
(6)上筒体与中筒体之间筛网的设计，改变了现有气流干燥器中螺旋分离器的使用，降低了成本。
(7)螺旋空心轴的设计可以均匀搅拌粉料，改善粉料的团聚现象；其空心的结构能够使热空气流过，使空心轴温度升高，对粉料进行辐射传热。
附图说明
图1是本发明螺旋拌料气流干燥器一种实施例的整体结构示意图；
图2是本发明螺旋拌料气流干燥器图1的局部放大示意图；
图3是本发明螺旋拌料气流干燥器一种实施例的花形支撑板整体结构示意图；(图中：1、第一磁体；2、分隔板；3、第二个磁体；4、抽真空与氮气出气口；5、密封装置；6、上筒体；7、筛网；8、取样装置；9、螺旋空心轴；10、中筒体；11、压力传感器；12、底架；13、下筒体；14、圆锥下料板、15、花形支撑板；16、气缸；17、卸料圆锥筒；18、卸料筒；19、螺旋输送器；20、进料口；21、热氮气进气口；22、气浮轴承)
具体实施方式
下面给出本发明的具体实施例。具体实施例仅用于进一步详细说明本发明，不限制本申请权利要求的保护范围。
本发明提供了一种螺旋拌料气流干燥器(参见图1-3，简称干燥器)，其特征在于该干燥器包括磁力联轴器、抽真空与氮气出气口4、密封装置5、上筒体6、筛网7、取样装置8、螺旋空心轴9、中筒体10、压力传感器11、底架12、下筒体13、圆锥下料板14、花形支撑板15、气缸16、卸料圆锥筒17、卸料筒18、螺旋输送器19、进料口20、热氮气进气口21和气浮轴承22；所述磁力联轴器包括第一磁体1、分隔板2和第二磁体3；
所述上筒体6通过法兰与中筒体10连接；所述上筒体6与中筒体10之间安装有筛网7并通过法兰连接固定，防止气流携带粉料进入抽真空与氮气出气口4；所述中筒体10通过法兰与下筒体13连接，保证整体干燥器的密封性；所述下筒体13通过法兰与卸料筒18连接；所述中筒体10为圆柱结构，上筒体6和下筒体13均为圆锥结构，中筒体10的直径与上筒体6的上部和下筒体13的下部直径相同；中筒体10和下筒体13是粉料干燥筒体，在热风的作用下将粉料在该筒体内呈现流化的状态，部分粉料在螺旋空心轴9的作用下，被输送到上部再落回到下筒体，使粉料与气流充分接触，以达到干燥的目的；所述压力传感器11的一端安装在底架12上，另一端与中筒体10连接，用于称量粉料干燥前后干燥器的重量，确定是否达到干燥标准；所述中筒体10上设置有进料口20，用于进料；所述中筒体10上设置有取样装置8，用于检测粉料的干燥程度；
所述第一磁体1与外部动力源连接，本实施例的外部动力源为电机；所述第二磁体3与第一磁体1通过磁力连接，传递动力；所述分隔板2固定在上筒体6顶部，从而保证干燥筒内的密封；所述第二磁体3与气浮轴承22的内圈连接，位于分隔板2的内部空间中；所述密封装置5的一端通过密封圈与分隔板2连接，另一端与上筒体6的下底板连接，形成密闭结构，在保证上筒体6密封性的同时，实现了螺旋空心轴9与粉料的分离；所述螺旋空心轴9通过密封装置5固定；所述螺旋空心轴9上部为实心轴，下部为带有螺旋杆的空心轴；所述螺旋空心轴9贯穿密封装置5、上筒体6、中筒体10和下筒体13，其顶端与气浮轴承22的内圈连接，末端位于下筒体13内；所述第二磁体3与螺旋空心轴9通过气浮轴承22连接；气浮轴承22能够防止抽真空时轴承润滑油被抽出；所述气浮轴承22的外圈与密封装置5的内壁配合；所述上筒体6上开有抽真空与氮气出气口4，用于外接出气管和抽真空管，出气管通过气流阀外接氮气加热系统，出气管的作用是将进入干燥器的热风以及干燥过程中汽化的水蒸汽的排出；抽真空管通过气流阀外接抽真空系统，实现干燥器内抽真空，降低水的沸点，利于水分的汽化；所述热氮气进气管21穿过上筒体6和密封装置5与螺旋空心轴9下部的空心轴连通，热氮气进气管21通过气流阀外接氮气加热系统；
所述卸料圆锥筒17安装在卸料筒18的内部，防止落料时粉料刮壁；所述卸料圆锥筒17为倒置的圆台结构，其倾斜角为粉料的摩擦角，防止粉料滞留在卸料圆锥筒17的筒壁上；所述螺旋输送器19安装在卸料圆锥筒17的底端，干燥后的粉料在重力作用下掉入螺旋输送器19，输送出干燥器；所述花形支撑板15固定在卸料圆锥筒17的内部，以防出现存料的现象，实现完全卸料；所述花形支撑板15为中间开孔的扇叶型结构，中间的通孔用于气缸16的输出端穿过，扇叶型结构的叶片顶角的角度为粉料的摩擦角，防止粉料滞留在支撑板上，从而实现完全卸料；所述气缸16固定在花形支撑板15上，其输出端与圆锥下料板14连接；所述气缸16外部安装有保护罩，防止粉料的飞扬；所述圆锥下料板14的锥角为粉料的摩擦角，保证密封的同时，使粉料不刮壁，实现完全卸料，保证粉料的重量；干燥时，圆锥下料板14与下筒体13接触，实现密封干燥；卸料时，圆锥下料板14移动到卸料圆锥筒17内，粉料在重力作用下通过花形支撑板15落入螺旋输送器19内，实现完全卸料；干燥时，外部动力源工作，带动第一磁体1转动，在磁力的作用下带动第二磁体3转动，进而使螺旋空心轴9转动，粉料在螺旋空心轴9的搅拌下，沿着螺旋空心轴9传送到中筒体10的顶部，在重力和离心力的作用下滑落回下筒体13，在这一过程中，粉料与热氮气充分接触，实现均匀干燥。所述上筒体6、中筒体10、下筒体13和卸料筒18外侧均设置有真空保温层，一方面使粉料在干燥过程中实现保温，降低热量的损耗，另一方面保障工作安全，防止出现烫伤事故。
本发明螺旋拌料气流干燥器的工作原理和工作流程是：
1)加料：通过进料口20加料，打开热氮气进气口21连接的气流阀，在加料的同时向内吹热氮气，同时根据压力传感器11测出加料的质量，进而控制加料量，加料结束后，关闭进料口20。启动外部动力源，使螺旋空心轴9处于旋转状态，同时保持热氮气进气口21和与抽真空与氮气出气口4连接的出气管阀门打开。首先，热氮气经过螺旋空心轴9的内部到达下筒体13内，气流使部分粉料呈现悬浮状态，对粉料的干燥起一定作用；另外，部分粉料在螺旋空心轴9的旋转作用下被传动到中筒体10的顶部，在重力和离心力的作用下粉料滑落，使气流与粉料形成对流，而对粉料进行干燥；气流在流过螺旋空心轴9的内部时，使螺旋空心轴9的温度上升，通过辐射热传导对粉料起到干燥的作用，使粉料干燥更加均匀、高效。热风经螺旋空心轴9、下筒体13、中筒体10和上筒体6后进入出气管后进入氮气加热系统进行重新干燥利用，粉料被上筒体6与中筒体10之间的筛网7阻挡在中筒体10内，从而实现热风与粉料的充分接触且不会有粉料进入出气管。
2)抽真空：当压力传感器11的质量变化较低时，保持热氮气进气口21气流阀关闭，进料口20关闭，与抽真空与氮气出气口4连接的出气管阀门关闭，外部动力源关闭。打开与抽真空与氮气出气口4连接的抽真空管阀门。根据原料的不同，确定真空度，当真空度达到一定值时，抽真空管阀门关闭。真空下，水合物中的水更容易析出，水的沸点降低，容易汽化。保持一段时间后，打开出气管和热氮气进气口21的气流阀。
3)粉料循环干燥：外部动力源带动螺旋空心轴9转动，对粉料产生搅拌作用打破粉料团聚现象的同时，将粉料传送到中筒体10的顶部，实现粉料与气流的充分接触，进而干燥粉料。当压力传感器11的质量变化较低时，重复步骤2)进行重新抽真空处理，完成后再进行热风干燥。如此循环，直到根据压力传感器11测得粉料干燥质量接近要求时进行取样检测。
4)取样：干燥一定时间后，通过取样装置8将干燥中的粉料取出进行检测粉料含水量是否达到要求，未达到要求则继续干燥，达到要求时进行卸料。
本发明未述及之处适用于现有技术。

Claims (7)

1.一种螺旋拌料气流干燥器，其特征在于该干燥器包括磁力联轴器、抽真空与氮气出气口、密封装置、上筒体、筛网、取样装置、螺旋空心轴、中筒体、压力传感器、底架、下筒体、圆锥下料板、花形支撑板、气缸、卸料圆锥筒、卸料筒、螺旋输送器、进料口、热氮气进气口和气浮轴承；所述磁力联轴器包括第一磁体、分隔板和第二磁体；
所述上筒体与中筒体连接；所述上筒体与中筒体之间安装有筛网；所述中筒体与下筒体连接；所述下筒体与卸料筒连接；所述压力传感器的一端安装在底架上，另一端与中筒体连接；所述中筒体上设置有进料口；所述中筒体上设置有取样装置；
所述第一磁体与外部动力源连接；所述第二磁体与第一磁体通过磁力连接；所述分隔板固定在上筒体顶部；所述第二磁体与气浮轴承的内圈连接，位于分隔板的内部空间中；所述密封装置的一端通过密封圈与分隔板连接，另一端与上筒体的下底板连接，形成密闭结构；所述螺旋空心轴通过密封装置固定；所述螺旋空心轴上部为实心轴，下部为带有螺旋杆的空心轴；所述螺旋空心轴贯穿密封装置、上筒体、中筒体和下筒体，其顶端与气浮轴承的内圈连接，末端位于下筒体内；所述第二磁体与螺旋空心轴通过气浮轴承连接；所述气浮轴承的外圈与密封装置的内壁配合；所述上筒体上开有抽真空与氮气出气口，用于外接出气管和抽真空管；所述热氮气进气管穿过上筒体和密封装置与螺旋空心轴下部的空心轴连通；
所述卸料圆锥筒安装在卸料筒的内部；所述卸料圆锥筒为倒置的圆台结构，其倾斜角为粉料的摩擦角；所述螺旋输送器安装在卸料圆锥筒的底端；所述花形支撑板固定在卸料圆锥筒的内部；所述花形支撑板为中间开孔的扇叶型结构，扇叶型结构的叶片顶角的角度为粉料的摩擦角；所述气缸固定在花形支撑板上，其输出端与圆锥下料板连接；所述圆锥下料板的锥角为粉料的摩擦角。
2.根据权利要求1所述的螺旋拌料气流干燥器，其特征在于所述中筒体为圆柱结构，上筒体和下筒体均为圆锥结构，中筒体的直径与上筒体的上部和下筒体的下部直径相同。
3.根据权利要求1所述的螺旋拌料气流干燥器，其特征在于所述外部动力源为电机。
4.根据权利要求1所述的螺旋拌料气流干燥器，其特征在于出气管通过气流阀外接氮气加热系统；抽真空管通过气流阀外接抽真空系统。
5.根据权利要求1所述的螺旋拌料气流干燥器，其特征在于热氮气进气管通过气流阀外接氮气加热系统。
6.根据权利要求1所述的螺旋拌料气流干燥器，其特征在于所述上筒体、中筒体、下筒体和卸料筒外侧均设置有真空保温层。
7.根据权利要求1所述的螺旋拌料气流干燥器，其特征在于所述气缸外部安装有保护罩。
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