CN111536767B - 一种制备包覆型镍钴锰酸锂正极材料的干燥冷却一体装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种制备包覆型镍钴锰酸锂正极材料的干燥冷却一体装置，涉及三元材料加工技术领域，包括保温隔热层，所述保温隔热层内设置有加热装置和冷却装置；所述保温隔热层内对称设置有两个弹性隔离层和两个弧形导热层。本发明采用可形变的料腔设计，通过料腔的伸展与收缩，料腔伸展后利于上下料，料腔收缩后便于三元材料的分散和干燥，且弧形导热层与三元材料相贴，导热效率更好，有效的解决了传统技术中热效率低，物料得不到分散，物料颗粒之间的停留时间差异较大等缺点。本发明采用干燥冷却一体设计，在三元材料干燥后，可以及时的对其进行降温处理，且降温处理时也可以通过料腔的伸展与收缩实现，物料的分散，实现更高的降温效率。
Description
技术领域
本发明涉及三元材料加工技术领域，尤其涉及一种制备包覆型镍钴锰酸锂正极材料的干燥冷却一体装置。
背景技术
三元材料在加工时，其洗涤干净的前驱体含有10％～50％的水分，需要将其除去以便后续工段使用。干燥是用加热的方法使固体物料中的水分或其他溶剂汽化，从而除去固体物料中湿分的过程，三元材料前驱体为变价金属的低价化合物，在空气中会被氧化，且干燥温度越高氧化程度越严重。但由于真空干燥和惰性气氛保护干燥成本高且干燥效率低，而在空气气氛下适当温度干燥出来的前驱体品质基本能满足要求，所以一般选择空气气氛干燥。
现有技术中根据传导方式的不同，干燥可分为传导干燥、对流干燥、辐射干燥、介电干燥和联合干燥，主要有一下几种设备：
1、热风循环烘箱，由风机产生的循环流动的热风，吹到潮湿物料的表面达到干燥目的，热空气反复循环通过物料，但是其主要有以下缺点：物料得不到分散，干燥不均匀，干燥时间长；装卸物料耗时、耗人工，劳动强度大，设备利用率低；卸物料时粉尘飞扬，环境污染严重；热效率低，一般在40％左右。
2、转筒干燥器，转筒干燥器的主体是略带倾斜并能回转的圆筒体，但是其主要有以下缺点：价格较高；安装、拆卸困难；热效率低；物料颗粒之间的停留时间差异较大，因此不适合于对温度有严格要求的物料。
通过上述介绍的干燥装置，可知市面上三元材料干燥主要有热效率低，物料得不到分散，物料颗粒之间的停留时间差异较大等缺点，且缺少冷却装置，造成干燥后温度还较高，加速材料氧化。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述的问题，而提出的一种制备包覆型镍钴锰酸锂正极材料的干燥冷却一体装置。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
包括保温隔热层，所述保温隔热层内设置有多个电热管和冷凝管；
所述保温隔热层内对称设置有两个弹性隔离层和两个弧形导热层，两个所述弹性隔离层相互靠近的一侧围成一个机腔，所述机腔内设置有凸轮；
所述弹性隔离层和弧形导热层之间围成封闭的料腔；
两个所述料腔的两侧均共同连通有料管，所述料管上设置有切换机构。
可选地，所述凸轮采用半球形结构，所述凸轮的切面处设置有永磁体，所述弹性隔离层与永磁体对应的位置有磁性相吸的缓冲件。
可选地，所述缓冲件包括由铁磁性材料制成的且可弯曲的板体，所述板体上设置有多个滚轮。
可选地，所述切换机构包括球形壳、转轴、凸起和挡板，所述球形壳上开设有三个开口分别与两个料腔和料管连通，所述球形壳的圆心处转动连接有转轴，所述挡板与转轴固定连接，所述凸起设置在靠近料管的开口两侧。
可选地，所述加热装置为电热管和所述冷却装置为冷凝管。
可选地，所述弧形导热层的外侧设置有光滑隔离层，且二者之间围成气腔，所述气腔的两侧均连通有气管，位于同一侧的两个气管，其中一个与所述涡流管的热气输出口连通；其中另一个与所述涡流管的冷气输出口连通。
与现有技术相比，本发明具备以下优点：
本发明采用可形变的料腔设计，通过料腔的伸展与收缩，料腔伸展后利于上下料，料腔收缩后便于三元材料的分散和干燥，且弧形导热层与三元材料相贴，导热效率更好，有效的解决了传统技术中热效率低，物料得不到分散，物料颗粒之间的停留时间差异较大等缺点。
本发明采用干燥冷却一体设计，在三元材料干燥后，可以及时的对其进行降温处理，且降温处理时也可以通过料腔的伸展与收缩实现，物料的分散，实现更高的降温效率。
附图说明
图1为本发明实施例一整体结构示意图；
图2为本发明中缓冲件示意图；
图3为本发明切换机构示意图；
图4为本发明实施例二整体结构示意图。
图中：1保温隔热层、2电热管、3料管、4切换机构、41球形壳、42转轴、43凸起、44挡板、5机腔、6料腔、7弹性隔离层、8弧形导热层、9凸轮、10永磁体、11缓冲件、111滚轮、112板体、12气管、13光滑隔离层、14气腔、15涡流管、16冷凝管、17隔离网。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例一
参照图1到图3，包括保温隔热层1，保温隔热层1内设置有加热装置和冷却装置；
在本实施例中，加热装置为电热管2和冷却装置为冷凝管16，且二者均与弧形导热层8的外表面相贴。
保温隔热层1内对称设置有两个弹性隔离层7和两个弧形导热层8，两个弹性隔离层7相互靠近的一侧围成一个机腔5，弹性隔离层7和弧形导热层8上的某一段可开设微孔(图中未画出)，此微孔用于透气但是孔径小于三元材料，从而可以阻隔三元材料，仅用于平衡内外气压。
机腔5内设置有凸轮9，在本实施例中，凸轮9采用半球形结构，凸轮9的切面处设置有永磁体10，弹性隔离层7与永磁体10对应的位置有磁性相吸的缓冲件11。
在本实施例中，缓冲件11包括由铁磁性材料制成的且可弯曲的板体112，例如铁制材料，板体112上设置有多个滚轮111，滚珠111通过其中心轴转动连接在板体112上。
缓冲件11起到两方面的作用，一方面与永磁体10配合磁性相吸，另一方面，由于其上滚轮111的设置，可避免凸轮9对弹性隔离层7的磨损。
弹性隔离层7和弧形导热层8之间围成封闭的料腔6。
两个料腔6的两侧均共同连通有料管3，料管3上设置有切换机构4，两侧的料管3均连接有真空泵送料机，用于送料出料。
切换机构4包括球形壳41、转轴42、凸起43和挡板44，球形壳41上开设有三个开口分别与两个料腔6和料管3连通，球形壳41的圆心处转动连接有转轴42，挡板44与转轴42固定连接，凸起43设置在靠近料管3的开口两侧。
在本实施例中，转轴42和凸轮9均连接有独立的电机，从而驱动二者旋转，更具体的，可以是减速电机。
驱动电机带动凸轮9旋转，使得凸轮9的切面侧朝向加热装置一侧，由于永磁体10与由铁磁性材料制成的板体111磁性相吸，因而板体111带动弧形导热层8伸展，此时上侧的料腔6位于伸展的半球状态。三元材料从一侧的料管3进入，此时开启转轴42对应的电机使得料管13的与加热装置一侧的料腔6连通，从而实现送料，三元材料送入伸展后的料腔6内，直至完成送料，此时通过切换机构4封闭装载有物料两侧料腔6的开口，接着通过电机带动凸轮9旋转，使得装载三元材料的料腔6由半球状压成月牙状，如图1所示，此时其内的空气通过微孔排出，而物料与弹性隔离层7和弧形导热层8相贴，从而实现较为紧密的加热干燥。
同理，干燥完成后，通过电机带动凸轮9转动，实现装载有物料两侧料腔6伸展为半球状，并通过切换机构4开口，实现三元材料由另一侧真空泵送料机送出通过容器暂存，并在随后在此，通过电机带动凸轮9转动，实现底部料腔为半球形，通过切换机构4切换开口，通过真空泵送料机将容器内暂存的三元材料送入下侧料腔内，进行冷却。
实施例二
参照图4，本实施例在实施例一的区别在于加热装置和冷却装置的不同，并进一步如下设置：
弧形导热层8的外侧设置有光滑隔离层13，且二者之间围成气腔14，气腔14的两侧均连通有气管12，位于同一侧的两个气管12，其中一个与涡流管15的热气输出口连通；其中另一个与涡流管15的冷气输出口连通。
涡流管15的两个输出端均通过管道与气管12连通，管道上安装有阀门。
在本实施例中，采用涡流管15作为冷气和热气的输入源，热气段能输入高于100℃的温度用于三元材料的干燥，热气和冷气均通过气管12进入气腔14内，从而实现三元材料的干燥与冷却，配合实施例一中详尽解释的其他零部件使用。
尽管上述公开示出了本发明的解说性实施例，但是应当注意到，在其中可作出各种更换和改动而不会脱离如所附权利要求定义的本发明的范围。根据本文中所描述的本发明实施例的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不必按任何特定次序来执行。此外，尽管本发明的要素可能是以单数来描述或主张权利的，但是复数也是已料想了的，除非显式地声明了限定于单数。
Claims (6)
1.一种制备包覆型镍钴锰酸锂正极材料的干燥冷却一体装置，其特征在于：包括保温隔热层(1)，所述保温隔热层(1)内设置有加热装置和冷却装置；
所述保温隔热层(1)内对称设置有两个弹性隔离层(7)和两个弧形导热层(8)，两个所述弹性隔离层(7)相互靠近的一侧围成一个机腔(5)，所述机腔(5)内设置有凸轮(9)；
所述弹性隔离层(7)和弧形导热层(8)之间围成封闭的料腔(6)；
两个所述料腔(6)的两侧均共同连通有料管(3)，所述料管(3)上设置有切换机构(4)。
2.根据权利要求1所述的一种制备包覆型镍钴锰酸锂正极材料的干燥冷却一体装置，其特征在于，所述凸轮(9)采用半球形结构，所述凸轮(9)的切面处设置有永磁体(10)，所述弹性隔离层(7)与永磁体(10)对应的位置有磁性相吸的缓冲件(11)。
3.根据权利要求2所述的一种制备包覆型镍钴锰酸锂正极材料的干燥冷却一体装置，其特征在于，所述缓冲件(11)包括由铁磁性材料制成的且可弯曲的板体(112)，所述板体(112)上设置有多个滚轮(111)。
4.根据权利要求1所述的一种制备包覆型镍钴锰酸锂正极材料的干燥冷却一体装置，其特征在于，所述切换机构(4)包括球形壳(41)、转轴(42)、凸起(43)和挡板(44)，所述球形壳(41)上开设有三个开口分别与两个料腔(6)和料管(3)连通，所述球形壳(41)的圆心处转动连接有转轴(42)，所述挡板(44)与转轴(42)固定连接，所述凸起(43)设置在靠近料管(3)的开口两侧。
5.根据权利要求1所述的一种制备包覆型镍钴锰酸锂正极材料的干燥冷却一体装置，其特征在于，所述加热装置为电热管(2)和所述冷却装置为冷凝管(16)。
6.根据权利要求1所述的一种制备包覆型镍钴锰酸锂正极材料的干燥冷却一体装置，其特征在于，所述弧形导热层(8)的外侧设置有光滑隔离层(13)，且二者之间围成气腔(14)，所述气腔(14)的两侧均连通有气管(12)，位于同一侧的两个气管(12)，其中一个与涡流管(15)的热气输出口连通；其中另一个与所述涡流管(15)的冷气输出口连通。
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