CN113428653A - 一种石墨坩埚无尘自动出料装置 - Google Patents

一种石墨坩埚无尘自动出料装置 Download PDF

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Abstract

一种石墨坩埚无尘自动出料装置，包括相互连接的吸料破碎机构和集料过滤机构，所述吸料破碎机构包括若干吸料管，所述吸料管的下方设置有破碎器，当所述吸料管插入相应的坩埚中，所述破碎器将坩埚中的石墨破开并破碎，所述吸料管中的负压将破碎的石墨吸入并传递至集料过滤机构；所述破碎器包括搅拌杆，所述搅拌杆的顶部与动力机构连接，底部穿过吸料管后位于吸料管的下方，所述搅拌杆的底部设置有破碎刀片，所述动力机构带动搅拌杆和破碎刀片转动以破碎石墨。本发明的吸料效率较高，且产品的质量稳定。

Description

一种石墨坩埚无尘自动出料装置
技术领域
本发明涉及坩埚出料领域，尤其涉及一种石墨坩埚无尘自动出料装置。
背景技术
目前商品化锂离子电池的负极材料仍然是石墨类材料占主导地位，作为负极材料的石墨类材料在制备过程中，需要先将块状或大颗粒状的天然石墨或者人造石墨前驱体(石油焦、针状焦、沥青焦等)破碎成粒径适宜的粉末状颗粒，然后再进行炭化和石墨化处理，例如将天然石墨进行石墨化处理，去除天然石墨内部的杂质元素，将C的纯度提高到99％以上，又例如将石油焦、针状焦、沥青焦先进行炭化后，再进行石墨化处理，可以提高其容量和循环性能，以制备出合格的石墨类负极材料。
在大规模炭化和石墨化过程中，需要将天然石墨、石油焦、针状焦或沥青焦装入大型坩埚内(直径0.4-0.6米，高度为1.2米)，再将坩埚放入炭化炉或石墨化炉中进行炭化或石墨化处理。
炭化或石墨化处理完成后，要将碳化后的材料从坩埚内取出，石墨碳化后为石墨粉，目前主要通过真空吸料的方式吸出，但是真空吸料的效率较低；同时，石油焦、针状焦或沥青焦细粉炭化后会结块，现有的真空吸料技术很难将结块的物料从大坩埚取出，形成技术困扰。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种石墨坩埚无尘自动出料装置，包括相互连接的吸料破碎机构和集料过滤机构，所述吸料破碎机构包括若干吸料管，所述吸料管的下方设置有破碎器，当所述吸料管插入相应的坩埚中，所述破碎器将坩埚中的石墨破开并破碎，所述吸料管中的负压将破碎的石墨吸入并传递至集料过滤机构。
根据本发明，所述破碎器包括搅拌杆，所述搅拌杆的顶部与动力机构连接，底部穿过吸料管后位于吸料管的下方，所述搅拌杆的底部设置有破碎刀片，所述动力机构带动搅拌杆和破碎刀片转动以破碎石墨。
根据本发明，所述破碎刀片的顶部与吸料管底部之间的距离为10mm，所述搅拌杆的底部与吸料管底部之间的距离为40mm。
所述吸料管的直径小于坩埚的内径，且差值为3-6cm，优选为4-5cm，例如5cm。
根据本发明，所述吸料管的底部设置有压力传感器和距离传感器，所述距离传感器用于测量吸料管底部与坩埚顶部物料之间的距离；所述压力传感器用于检测吸料管底部的压力。
根据本发明，所述吸料破碎机构上若干吸料管并排设置，相邻所述吸料管之间的距离为565mm；所述吸料管道的数量根据坩埚的排列方式设置，可以为3-8个，例如5个。
根据本发明，所述集料过滤机构包括顺次连接的旋风集料器和除尘器，所有所述吸料管均通过旋风集料器与除尘器连接。
根据本发明，所述吸料管上连接有吸料支管道，所有所述吸料支管道均通过一吸料主管道与旋风集料器连通。
优选地，所述除尘器通过一风管道与风机连接；优选地，所述旋风集料器选用刹克龙，所述除尘器选用布袋脉冲除尘器。
根据本发明，所述旋风集料器上设置有第一进料口、第一出料口和除尘出风口，所述第一进料口与主管道连接，所述除尘出风口与除尘器连接；所述除尘器包括第二进料口、第二出料口和出风口，所述第二进料口与旋风集料器的除尘出风口连接，出风口语高压离心风机连接，第一出料口和第二出料口并联后接入成品自动化包装线，对所述石墨进行自动包装。
根据本发明，所述出料装置还包括一工作平台，所述工作平台包括上设置有机架和升降平台，所述吸料破碎机构设置在升降平台上，所述升降平台能够在机架上进行上下运动。
优选地，所述升降平台通过两相对设置的升降油压杆带动，进行上下运动。
优选地，所述机架上设置有位置传感器，其用于感应升降平台的运动高度，位置传感器通过模拟量输入将信号传递至PLC控制器，PLC控制器识别升降平台的升降高度，并根据具体情况对升降平台的高度进行实时调整，将升降平台的实时高度信号发送至相应的显示机构上显示，显示机构例如为触摸屏或PC机。
所述机架下部设置有行车轨道、行车齿条和行车控制系统，所述行车齿条设置在行车轨道上。
根据本发明，所述出料装置的下方设置有坩埚窑车机构，所述坩埚设置在坩埚窑车机构上，所述坩埚8呈阵列排布，每排4个、5个、6个或多个；所述坩埚窑车机构上还设置有水平驱动组件，所述水平驱动组件用于驱动坩埚平移至吸料破碎机构的下方。
优选地，所述坩埚窑车机构的底部设置有行走轮，所述行走轮与行车齿条啮合，在行车轨道上移动。
有益效果
(1)本发明的石墨坩埚无尘自动出料装置，通过吸料破碎机构将坩埚中因碳化结块的物料自上而下逐渐破碎成粒径较小的石墨粉，破碎过程中通过负压将破碎的物料(粒径较小的石墨粉)和粉尘吸取到吸料管中，避免粉尘污染空气，吸料管中的粉尘和粒径较小的石墨粉再依次通过吸料支管道、吸料主管道后进入旋风集料器进行收集，未收集的粒径较小的石墨粉通过除尘器后再次被捕获收集，收集后的物料通过成品自动化包装线包装，本发明使用气流的方式将石墨细粉用密闭的管道将物料输送到成品物料接收装置，从而将上述过程由原来的露空作业改为全密封作业，有效控制了上述过程中物料扬尘的产生，所得产品的质量稳定，无需人工值守，节约资源，提高产率，降低成本，环保无污染，零浪费。
(2)本发明与现有的真空吸料工艺相比，采用气流的方式进行集料，将劳动生产率提高了60～80％，大幅度降低负极材料的生产成本。
附图说明
图1为本发明实施例中石墨坩埚无尘自动出料装置的结构示意图；
图2为本发明实施例中吸料破碎机构的结构示意图。
图中：1-吸料破碎机构，2-集料过滤机构，3-吸料管，4-破碎器，5-坩埚，6-搅拌杆，7-动力机构，8-破碎刀片，9-旋风集料器，10-除尘器，11-吸料支管道，12-吸料主管道，13-风管道，14-风机，15-工作平台，16-机架，17-升降平台，18-升降油压杆，19-行车轨道，20-坩埚窑车机构。
具体实施方式
下文将结合附图和具体实施例对本发明的通式化合物及其制备方法和应用做更进一步的详细说明。应当理解，下列实施例仅为示例性地说明和解释本发明，而不应被解释为对本发明保护范围的限制。凡基于本发明上述内容所实现的技术均涵盖在本发明旨在保护的范围内。
实施例1
一种石墨坩埚无尘自动出料装置，包括工作平台15和集料过滤机构2，工作平台15包括上设置有机架16和升降平台17，升降平台17上设置有吸料破碎机构1，升降平台17能够在机架16上进行上下运动，其中，升降平台17通过两相对设置的升降油压杆18带动，进行上下运动；机架16的下部设置有行车轨道19、行车齿条和行车控制系统，行车齿条设置在行车轨道19上。
本实施例用于将烧制后坩埚内的块状石墨吸出，其中，带有坩埚5的坩埚窑车机构20可移动，坩埚5在坩埚窑车机构20呈阵列排布，每排4个、5个、6个或多个。
在使用时，将坩埚窑车机构20移动至出料装置的下方，坩埚窑车机构20上设置有水平驱动组件，水平驱动组件用于驱动坩埚5平移至吸料破碎机构1的下方，具体地，坩埚窑车机构20的底部设置有行走轮，行走轮与行车齿条啮合，在行车轨道19上移动。
机架16上设置有位置传感器，其用于感应升降平台17的运动高度，位置传感器通过模拟量输入将信号传递至PLC控制器，PLC控制器识别升降平台17的升降高度，并根据具体情况对升降平台17的高度进行实时调整，将升降平台17的实时高度信号发送至相应的显示机构上显示，显示机构例如为触摸屏或PC机。
吸料破碎机构1包括若干吸料管3，吸料管3的下方设置有破碎器4，当吸料管3插入相应的坩埚5中，破碎器4将坩埚5中的石墨破开并破碎，吸料管3中的负压将破碎的石墨吸入并传递至集料过滤机构2。
本实施例中，破碎器4包括搅拌杆6，搅拌杆6的顶部与动力机构7连接，底部穿过吸料管3后位于吸料管3的下方，搅拌杆6的底部设置有破碎刀片8，动力机构7带动搅拌杆6和破碎刀片8转动以破碎石墨。
吸料管3的底部设置有压力传感器和距离传感器，距离传感器用于测量吸料管3底部与坩埚顶部物料之间的距离；压力传感器用于检测吸料管3底部的压力。
破碎刀片8的顶部与吸料管3底部之间的距离为10mm，搅拌杆6的底部与吸料管3底部之间的距离为40mm。
吸料管3的直径小于坩埚5的内径，且差值为3-6cm，优选为4-5cm，例如5cm。
吸料破碎机构1上若干吸料管3并排设置，相邻吸料管3之间的距离为565mm；吸料管道3的数量根据坩埚5的排列方式设置，可以为3-8个，例如5个。
集料过滤机构2包括顺次连接的旋风集料器9和除尘器10，所有吸料管3均通过旋风集料器9与除尘器10连接，吸料管3上连接有吸料支管道11，所有吸料支管道11均通过一吸料主管道12与旋风集料器9连通；除尘器10通过一风管道13与风机14连接；优选地，旋风集料器9选用刹克龙，除尘器10选用布袋脉冲除尘器。
旋风集料器9上设置有第一进料口、第一出料口和除尘出风口，第一进料口与主管道12连接，除尘出风口与除尘器10连接；除尘器10包括第二进料口、第二出料口和出风口，第二进料口与旋风集料器9的除尘出风口连接，出风口语高压离心风机连接，第一出料口和第二出料口并联后接入成品自动化包装线，对石墨进行自动包装。
本实施例在使用时，人工将坩埚窑车机构20放置到预备位置时，升降平台17带动吸料破碎机构1慢慢下降，当吸料管3底部的位置传感器和压力传感器检测到坩埚内物料高度和坩埚5内的压力均在工作条件时，动力机构7带动搅拌杆6转动，破碎刀片8将坩埚5内的物料破碎，同时，吸料管3对破碎后的物料进行抽吸，物料通过吸料支管道11、吸料主管道12后进入旋风集料器9进行收集，未收集的通过除尘器10后再次收集，收集后的物料通过成品自动化包装线包装。
以上，对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明不限定于上述实施方式。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种石墨坩埚无尘自动出料装置，其特征在于，包括相互连接的吸料破碎机构(1)和集料过滤机构(2)，所述吸料破碎机构(1)包括若干吸料管(3)，所述吸料管(3)的下方设置有破碎器(4)，当所述吸料管(3)插入相应的坩埚(5)中，所述破碎器(4)将坩埚(5)中的石墨破开并破碎，所述吸料管(3)中的负压将破碎的石墨吸入并传递至集料过滤机构(2)；
所述破碎器(4)包括搅拌杆(6)，所述搅拌杆(6)的顶部与动力机构(7)连接，底部穿过吸料管(3)后位于吸料管(3)的下方，所述搅拌杆(6)的底部设置有破碎刀片(8)，所述动力机构(7)带动搅拌杆(6)和破碎刀片(8)转动以破碎石墨。
2.根据权利要求1所述的石墨坩埚无尘自动出料装置，其特征在于，所述破碎刀片(8)的顶部与吸料管(3)底部之间的距离为10mm，所述搅拌杆(6)的底部与吸料管(3)底部之间的距离为40mm；
所述吸料管(3)的直径小于坩埚(5)的内径，且差值为3-6cm，优选为4-5cm，例如5cm。
3.根据权利要求1所述的石墨坩埚无尘自动出料装置，其特征在于，所述吸料管(3)的底部设置有压力传感器和距离传感器，所述距离传感器用于测量吸料管(3)底部与坩埚顶部物料之间的距离；所述压力传感器用于检测吸料管(3)底部的压力。
4.根据权利要求1所述的石墨坩埚无尘自动出料装置，其特征在于，所述吸料破碎机构(1)上若干吸料管(3)并排设置，相邻所述吸料管(3)之间的距离为565mm；所述吸料管道(3)的数量根据坩埚(5)的排列方式设置，可以为3-8个，例如5个。
5.根据权利要求1所述的石墨坩埚无尘自动出料装置，其特征在于，所述集料过滤机构(2)包括顺次连接的旋风集料器(9)和除尘器(10)，所有所述吸料管(3)均通过旋风集料器(9)与除尘器(10)连接。
6.根据权利要求1所述的石墨坩埚无尘自动出料装置，其特征在于，所述吸料管(3)上连接有吸料支管道(11)，所有所述吸料支管道(11)均通过一吸料主管道(12)与旋风集料器(9)连通；
优选地，所述除尘器(10)通过一风管道(13)与风机(14)连接；优选地，所述旋风集料器(9)选用刹克龙，所述除尘器(10)选用布袋脉冲除尘器。
7.根据权利要求1所述的石墨坩埚无尘自动出料装置，其特征在于，所述旋风集料器(9)上设置有第一进料口、第一出料口和除尘出风口，所述第一进料口与主管道(12)连接，所述除尘出风口与除尘器(10)连接；所述除尘器(10)包括第二进料口、第二出料口和出风口，所述第二进料口与旋风集料器(9)的除尘出风口连接，出风口语高压离心风机连接，第一出料口和第二出料口并联后接入成品自动化包装线，对所述石墨进行自动包装。
8.根据权利要求1所述的石墨坩埚无尘自动出料装置，其特征在于，所述出料装置还包括一工作平台(15)，所述工作平台(15)包括上设置有机架(16)和升降平台(17)，所述吸料破碎机构(1)设置在升降平台(17)上，所述升降平台(17)能够在机架(16)上进行上下运动；
优选地，所述升降平台(17)通过两相对设置的升降油压杆(18)带动，进行上下运动。
9.根据权利要求1所述的石墨坩埚无尘自动出料装置，其特征在于，所述机架(16)上设置有位置传感器，其用于感应升降平台(17)的运动高度，位置传感器通过模拟量输入将信号传递至PLC控制器，PLC控制器识别升降平台(17)的升降高度，并根据具体情况对升降平台(17)的高度进行实时调整，将升降平台(17)的实时高度信号发送至相应的显示机构上显示，显示机构例如为触摸屏或PC机；
所述机架(16)下部设置有行车轨道(19)、行车齿条和行车控制系统，所述行车齿条设置在行车轨道(19)上。
10.根据权利要求9所述的石墨坩埚无尘自动出料装置，其特征在于，所述出料装置的下方设置有坩埚窑车机构(20)，所述坩埚(5)设置在坩埚窑车机构(20)上，所述坩埚8呈阵列排布，每排4个、5个、6个或多个；所述坩埚窑车机构(20)上还设置有水平驱动组件，所述水平驱动组件用于驱动坩埚(5)平移至吸料破碎机构(1)的下方；
优选地，所述坩埚窑车机构(20)的底部设置有行走轮，所述行走轮与行车齿条啮合，在行车轨道(19)上移动。
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