CN113893767A - 配料过滤装置及前驱体生产系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种配料过滤装置及前驱体生产系统，其包括：配料槽；升降调节机构，所述升降调节机构设置于所述配料槽上；以及过滤单元，所述过滤单元设置于所述配料槽的槽腔中并与所述升降调节机构连接，所述升降调节机构用于驱动所述过滤单元在所述配料槽的槽腔中升降移动。工作时，首先操作升降调节机构将过滤单元下降至配料槽的槽底，再加入定量混合溶液后，再次操作升降调节机构，驱动过滤单元从配料槽的槽底逐步向上移动，直至高出配料槽内的液位以上，在该上升过程中过滤单元能够将硫酸盐溶液中的异物过滤、清理干净，防止溶液遭受污染，防止异物缠绕搅拌桨而引发安全问题，保证整个配料工序安全、可靠运行。
Description
技术领域
本发明涉及三元前驱体生产技术领域，尤其涉及一种配料过滤装置及前驱体生产系统。
背景技术
前驱体生产工艺中配料是首个加工工序，准确的盐溶液配比、纯净无污染的硫酸镍钴锰溶液对后续沉淀、洗涤、除杂等工序的完成质量起到至关重要的作用，影响着前驱体的表面形貌、粒径分布、杂质含量及其他物化指标。目前，在车间实际生产中，常需要往配料槽中投入吨袋包装的硫酸盐晶体，这个过程容易往配料槽中引入包装袋内膜等异物，异物对硫酸盐溶液会造成污染，缠绕搅拌桨上也容易发生危险，影响配料工序的稳定、可靠运行。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种配料过滤装置及前驱体生产系统，用于解决现有技术中异物对溶液造成污染，缠绕搅拌桨引发危险，影响配料工序稳定可靠运行的问题。
为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本发明提出一种配料过滤装置，其包括：
配料槽的升降调节机构，所述升降调节机构设置于所述配料槽上；以及
过滤单元，所述过滤单元设置于所述配料槽的槽腔中并与所述升降调节机构连接，所述升降调节机构用于驱动所述过滤单元在所述配料槽的槽腔中升降移动。
在其中一个实施例中，所述过滤单元包括第一滤网、第二滤网和连接体，所述第一滤网与所述第二滤网上下层叠布置，且所述第一滤网与所述第二滤网通过所述连接体连接固定。
在其中一个实施例中，所述过滤单元还包括支撑体，所述支撑体设置于所述第一滤网和所述第二滤网的外周缘处。
在其中一个实施例中，所述配料过滤装置还包括孔径调节机构，所述连接体设置为弹簧，且所述弹簧为多个，多个所述弹簧均匀连接于所述第一滤网与所述第二滤网之间，位于上层的所述第一滤网与所述孔径调节机构驱动连接并能够相对所述第二滤网运动。
在其中一个实施例中，所述孔径调节机构包括孔径调节手轮、孔径调节钢丝绳和第一定滑轮，所述孔径调节钢丝绳绕装于所述第一定滑轮的外部，且所述孔径调节钢丝绳的一端与所述孔径调节手轮连接，另一端与所述第一滤网的边缘连接。
在其中一个实施例中，所述升降调节机构包括升降调节手轮、升降调节钢丝绳、第二定滑轮、传动组件和导轨，所述升降调节钢丝绳绕装于所述第二定滑轮的外部，且所述升降调节钢丝绳的一端与所述升降调节手轮连接，另一端与所述传动组件连接，所述导轨设置于所述配料槽的槽壁上并沿高度方向延伸设置，所述传动组件移动设置于所述导轨上并与所述过滤单元连接。
在其中一个实施例中，所述传动组件包括连接钢丝绳和滑动体，所述连接钢丝绳的两端分别连接所述过滤单元和所述滑动体，所述滑动体滑动设置于所述导轨上，所述连接钢丝绳与所述升降调节钢丝绳连接。
在其中一个实施例中，所述传动组件还包括连接搭扣，所述过滤单元通过所述连接搭扣与所述连接钢丝绳的一端连接；
所述滑动体设置为滚轮，所述滚轮滚动设置于所述导轨上。
在其中一个实施例中，所述导轨设置为四个，且沿水平周向间隔设置于所述配料槽的槽壁上，所述传动组件设置为四个并与所述导轨一一对应组装配合。
一种前驱体生产系统，其包括如上所述的配料过滤装置。
实施本发明实施例，将具有如下有益效果：
上述方案的配料过滤装置装备于前驱体生产系统的配料工序中，例如对硫酸盐溶液进行定量配置。工作时，首先操作升降调节机构将过滤单元下降至配料槽的槽底，然后向配料槽中注入指定体积的硫酸盐溶液，开启搅拌桨旋转对硫酸盐溶液进行搅拌，之后按照工艺要求补配晶体，在向配料槽内投入晶体后，再次操作升降调节机构，驱动过滤单元从配料槽的槽底逐步向上移动，直至高出配料槽内的液位以上，在该上升过程中过滤单元能够将硫酸盐溶液中的异物过滤、清理干净，防止溶液遭受污染，防止异物缠绕搅拌桨而引发安全问题，保证整个配料工序安全、可靠运行。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
其中：
图1为本发明一实施例所述的配料过滤装置的结构简图；
图2为本发明中过滤单元安装后的俯视结构图；
图3为升降调节机构的局部结构图；
图4为过滤单元与孔径调节机构的装配结构示意图。
附图标记说明：
10、配料槽；20、升降调节机构；21、升降调节手轮；22、升降调节钢丝绳；23、第二定滑轮；24、导轨；25、连接钢丝绳；26、连接搭扣；27、滚轮；28、支撑体；30、过滤单元；31、第一滤网；32、第二滤网；33、连接体；40、孔径调节机构；41、孔径调节手轮；42、孔径调节钢丝绳；43、第一定滑轮。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本申请提供一种前驱体生产系统，其用于制备三元前驱体。“前驱体”是用来合成、制备其他物质的经过特殊处理的配合料。例如共沉淀法、溶胶-凝胶法可以制备粒度较小、且分布均匀、组分均匀、表面能比较大、因而活性很高的前驱体。通过这些方法得到的前驱体可以有很多用途，例如由于三元前驱体的优异性能，锂电行业广泛使用前驱体掺锂烧结做为电池正极材料。
值得注意的是，前驱体不是初始原料，而可能是某些中间产物。例如：我们要获得Fe2O3，首先将FeCl3溶液和NaOH溶液混合反应生成Fe(OH)3，然后将Fe(OH)3煅烧得到Fe2O3，这里我们习惯称Fe(OH)3是Fe2O3前驱体，而不是FeCl3溶液和NaOH溶液。
再如，溶胶凝胶法将反应物溶解在水中，经一系列步骤先形成溶胶，通过蒸发等手段将溶胶转化成具有一定结构凝胶。这里的溶胶即为目标产物的前驱体。
目前，市场上使用较多的为三元前驱体。三元前驱体材料则是镍钴锰氢氧化物NixCoyMn(1-x-y)(OH)2，三元复合正极材料前驱体产品，是以镍盐、钴盐、锰盐为原料，里面镍钴锰的比例(x:y:z)可以根据实际需要调整。常规的电池正极材料是钴酸锂LiCoO2，三元材料做正极的电池相对于钴酸锂电池安全性高。
示例性地，前驱体生产系统主要由反应设备(如反应釜)、固液分离设备(如离心机)、干燥设备(如热风循环烘箱)、混料设备构成，反应设备、固液分离设备、干燥设备和混料设备依次连通，构成完整的生产工艺线。
其中，混料设备包括配料过滤装置，配料过滤装置用于过滤混合料中的异物。
如图1所示，为本申请一实施例的一种配料过滤装置，其包括：配料槽10、升降调节机构20以及过滤单元30。其中，配料槽10为混合溶液配置的场所。例如本实施例中配料槽10为立式、圆桶形的结构，可采用PPH等耐酸碱材料制成，使用寿命长，制造简单且成本低。配料槽10的上端开口方便向槽腔内添加各种配料。并且配料槽10也可以是封闭结构，通过连接外设导料管向槽腔内部添加各种配料。
所述升降调节机构20设置于所述配料槽10上；所述过滤单元30设置于所述配料槽10的槽腔中并与所述升降调节机构20连接，所述升降调节机构20用于驱动所述过滤单元30在所述配料槽10的槽腔中升降移动。
综上，实施本实施例技术方案将具有如下有益效果：上述方案的配料过滤装置装备于前驱体生产系统的配料工序中，例如对硫酸盐溶液进行定量配置。工作时，首先操作升降调节机构20将过滤单元30下降至配料槽10的槽底，然后向配料槽10中注入指定体积的硫酸盐溶液，开启搅拌桨旋转对硫酸盐溶液进行搅拌，之后按照工艺要求补配晶体，在向配料槽10内投入晶体后，再次操作升降调节机构20，驱动过滤单元30从配料槽10的槽底逐步向上移动，直至高出配料槽10内的液位以上，在该上升过程中过滤单元30能够将硫酸盐溶液中的异物过滤、清理干净，防止溶液遭受污染，防止异物缠绕搅拌桨而引发安全问题，保证整个配料工序安全、可靠运行。
可以理解的，当过滤单元30由配料槽10的底部向上部开口方向上升的过程中，可以将溶液中的异物阻挡并分离出来，从而达到过滤溶液的目的。在一些实施例中，所述过滤单元30包括第一滤网31、第二滤网32和连接体33，所述第一滤网31与所述第二滤网32上下层叠布置从而可组成筛网孔径可调节的过滤系统。且所述第一滤网31与所述第二滤网32通过所述连接体33连接固定。
连接体33将第一滤网31和第二滤网32连为一体，提高了过滤单元30的结构稳定性。由于第一滤网31与第二滤网32是上下层叠布置的，因此可以对溶液形成先后两道过滤处理，大大提升了对溶液的过滤效果。
根据实际需要，第一滤网31和第二滤网32上的网孔直径可以设计为相同的，也可以设计为不同的。当设计为不同值时，可以对尺寸大小不一的异物实现逐级过滤，加强对溶液的过滤能力。
可选地，第一滤网31和第二滤网32上的网孔形状可以是圆形、三角形、方形、梯形、椭圆形等其中的任意一种。并且第一滤网31和第二滤网32的网孔形状可以是相同的、不相同的或者部分相同部分不同的。这些都可以根据实际需要进行选择。
较佳地，为了进一步提升对混合溶液的过滤能力，滤网的数量还可以是三个、四个或者更多个，多个滤网仍然采用层叠布置，以达到多级过滤的效果。
在上述实施例的基础上，所述过滤单元30还包括支撑体28，所述支撑体28设置于所述第一滤网31和所述第二滤网32的外周缘处。支撑体28采用硬质材料制成，例如本实施例中支撑体28选用1cm直径的硬质PVC塑料棒，其穿设在第一滤网31和第二滤网32的外周，起到支撑第一滤网31和第二滤网32，保证滤网形状和结构稳固，加强对异物的阻挡和承载能力的作用。
可以理解的，第一滤网31和第二滤网32的网框形成有环形的插孔，PVC塑料棒穿设在插孔中，安装方式和结构简单。
进一步地，在上述任一实施例的基础上，所述配料过滤装置还包括孔径调节机构40，所述连接体33设置为弹簧，且所述弹簧为多个，多个所述弹簧均匀连接于所述第一滤网31与所述第二滤网32之间，位于上层的所述第一滤网31与所述孔径调节机构40驱动连接并能够相对所述第二滤网32运动。
首先，采用弹簧将第一滤网31和第二滤网32连接，可实现第一滤网31与第二滤网32的弹性组装，两者具备一定的相对运动能力，当阻挡和承载异物较多后可通过一定的运动和形变进行适应，避免发生刚性结构损坏。此外，为了能够过滤掉不同尺寸的异物，要求层叠布置的第一滤网31的网孔与第二滤网32的网孔能够错位形成不同直径的错位滤孔。此时通过操作孔径调节机构40，便可带动第一滤网31相对第二滤网32运动，使第一滤网31的网孔与第二滤网32的网孔形成不同的叠加角度和位置，从而获得不同的错位滤孔直径。
例如，在一些实施例中，所述孔径调节机构40包括孔径调节手轮41、孔径调节钢丝绳42和第一定滑轮43，所述孔径调节钢丝绳42绕装于所述第一定滑轮43的外部，且所述孔径调节钢丝绳42的一端与所述孔径调节手轮41连接，另一端与所述第一滤网31的边缘连接。使用时，孔径调节手轮41可以安装在配料槽10的外壁或者周边其他物体上，保证转动良好即可。第一定滑轮43固定安装在距离配料槽10的上方预设高度位置。需要调节错位滤孔的直径时，转动孔径调节手轮41，收卷并拉动孔径调节钢丝绳42，孔径调节钢丝绳42便提上第一滤网31相对第二滤网32在周向发生转动，此时第一滤网31与第二滤网32的角度发生改变，也即第一滤网31的网孔与第二滤网32的网孔的错位角度发生了改变，即可达到调节错位滤孔直径的目的。该手动调节方式和结构简单，响应速度高，可调可控性佳。
当然，在其他实施例中错位滤孔的直径也可以采用自动调节方式进行调节，也在本申请的保护范围内。
在一些实施例中，所述升降调节机构20包括升降调节手轮21、升降调节钢丝绳22、第二定滑轮23、传动组件和导轨24，所述升降调节钢丝绳22绕装于所述第二定滑轮23的外部，且所述升降调节钢丝绳22的一端与所述升降调节手轮21连接，另一端与所述传动组件连接，所述导轨24设置于所述配料槽10的槽壁上并沿高度方向延伸设置，所述传动组件移动设置于所述导轨24上并与所述过滤单元30连接。
使用时，升降调节手轮21可以安装在配料槽10的外壁或者周边其他物体上，保证转动良好即可。第二定滑轮23固定安装在距离配料槽10的上方预设高度位置，对升降调节钢丝绳22起到支撑和导向作用。当需要上升或下降过滤单元30在配料槽10内的高度位置，以对混合溶液中的异物起到过滤效果时，操作升降调节手轮21转动，升降调节手轮21同步收卷或卷放升降调节钢丝绳22，传动组件同步在导轨24上上升或下降移动，达到驱动过滤单元30升降运动的目的。
在一些实施例中，所述传动组件包括连接钢丝绳25和滑动体，所述连接钢丝绳25的两端分别连接所述过滤单元30和所述滑动体，所述滑动体滑动设置于所述导轨24上，所述连接钢丝绳25与所述升降调节钢丝绳22连接。连接钢丝绳25能够将过滤单元30与滑动体连为一体，从而传递升降调节手轮21和升降调节钢丝绳22的升降驱动力，达到带动过滤单元30在配料槽10内上升或下降的目的，快速且有效的过滤掉混合溶液中的异物。
较佳地，所述滑动体设置为滚轮27，所述滚轮27滚动设置于所述导轨24上。过滤单元30升降运动时滚轮27与导轨24之间为滚动接触，滚动摩擦阻力小，有助于减轻操作升降调节手轮21的施力大小，降低操作难度。
此外，所述传动组件还包括连接搭扣26，所述过滤单元30通过所述连接搭扣26与所述连接钢丝绳25的一端连接。连接搭扣26能够使过滤单元30与连接钢丝绳25快速组装或拆分，降低连接难度。
此外，在上述任一实施例的基础上，所述导轨24设置为四个，且沿水平周向间隔设置于所述配料槽10的槽壁上，所述传动组件设置为四个并与所述导轨24一一对应组装配合。如此一来，过滤单元30的整个外周形成四点均衡支撑，保证过滤单元30升降平稳、顺滑。
本方案中，配料槽10的高度4m，直径1.5m。搅拌桨为上下双层结构，其下层距槽底0.3m，上层距槽底2m。过滤单元30在垂直方向的可移动距离为0.5m，滑轨高度0.5m，4个滑轨均匀分布安装在配料槽10内部。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种配料过滤装置，其特征在于，包括：
配料槽；
升降调节机构，所述升降调节机构设置于所述配料槽上；以及
过滤单元，所述过滤单元设置于所述配料槽的槽腔中并与所述升降调节机构连接，所述升降调节机构用于驱动所述过滤单元在所述配料槽的槽腔中升降移动。
2.如权利要求1所述的配料过滤装置，其特征在于，所述过滤单元包括第一滤网、第二滤网和连接体，所述第一滤网与所述第二滤网上下层叠布置，且所述第一滤网与所述第二滤网通过所述连接体连接固定。
3.如权利要求2所述的配料过滤装置，其特征在于，所述过滤单元还包括支撑体，所述支撑体设置于所述第一滤网和所述第二滤网的外周缘处。
4.如权利要求2所述的配料过滤装置，其特征在于，所述配料过滤装置还包括孔径调节机构，所述连接体设置为弹簧，且所述弹簧为多个，多个所述弹簧均匀连接于所述第一滤网与所述第二滤网之间，位于上层的所述第一滤网与所述孔径调节机构驱动连接并能够相对所述第二滤网运动。
5.如权利要求4所述的配料过滤装置，其特征在于，所述孔径调节机构包括孔径调节手轮、孔径调节钢丝绳和第一定滑轮，所述孔径调节钢丝绳绕装于所述第一定滑轮的外部，且所述孔径调节钢丝绳的一端与所述孔径调节手轮连接，另一端与所述第一滤网的边缘连接。
6.如权利要求1所述的配料过滤装置，其特征在于，所述升降调节机构包括升降调节手轮、升降调节钢丝绳、第二定滑轮、传动组件和导轨，所述升降调节钢丝绳绕装于所述第二定滑轮的外部，且所述升降调节钢丝绳的一端与所述升降调节手轮连接，另一端与所述传动组件连接，所述导轨设置于所述配料槽的槽壁上并沿高度方向延伸设置，所述传动组件移动设置于所述导轨上并与所述过滤单元连接。
7.如权利要求6所述的配料过滤装置，其特征在于，所述传动组件包括连接钢丝绳和滑动体，所述连接钢丝绳的两端分别连接所述过滤单元和所述滑动体，所述滑动体滑动设置于所述导轨上，所述连接钢丝绳与所述升降调节钢丝绳连接。
8.如权利要求7所述的配料过滤装置，其特征在于，所述传动组件还包括连接搭扣，所述过滤单元通过所述连接搭扣与所述连接钢丝绳的一端连接；
所述滑动体设置为滚轮，所述滚轮滚动设置于所述导轨上。
9.如权利要求6所述的配料过滤装置，其特征在于，所述导轨设置为四个，且沿水平周向间隔设置于所述配料槽的槽壁上，所述传动组件设置为四个并与所述导轨一一对应组装配合。
10.一种前驱体生产系统，其特征在于，包括如上述权利要求1至9任一项所述的配料过滤装置。
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