CN114470853A - 一种高储能锂电池硫酸镍脱水结晶设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及结晶设备的技术领域，特别是涉及一种高储能锂电池硫酸镍脱水结晶设备，包括浓化筒、导料通道和结晶筒，并且浓化筒、导料通道和结晶筒依次竖向排列并连通；所述浓化筒外壁上安装有加热管，所述浓化筒顶部连通设置有排气管，所述浓化筒侧壁上连通安装有进料弯管；通过对硫酸镍溶液进行加热浓化和冷却结晶处理，可实现硫酸镍的快速结晶，有效缩短结晶所花费时间，提高工作效率。

Description

一种高储能锂电池硫酸镍脱水结晶设备

技术领域

本发明涉及结晶设备的技术领域，特别是涉及一种高储能锂电池硫酸镍脱水结晶设备。

背景技术

众所周知，硫酸镍是制作高储能锂电池的一种基本材料，硫酸镍在制备过程中需要对其进行脱水结晶处理，从而得到颗粒状硫酸镍，而传统的脱水结晶方式是对硫酸镍溶液直接进行持续加热，使溶液中的水分蒸发，从而得到硫酸镍结晶体，而采用此种方式时，溶液中的水分蒸发速度较慢，溶液完全蒸干需要花费大量时间，导致其制备效率较低。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种高储能锂电池硫酸镍脱水结晶设备。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

高储能锂电池硫酸镍脱水结晶设备，包括浓化筒、导料通道和结晶筒，并且浓化筒、导料通道和结晶筒依次竖向排列并连通；

所述浓化筒外壁上安装有加热管，所述浓化筒顶部连通设置有排气管，所述浓化筒侧壁上连通安装有进料弯管；

所述导料通道内设置有封堵结构；

所述结晶筒外壁上安装有冷却管，所述结晶筒外侧壁下侧边缘位置套装有环形收集槽板，所述环形收集槽板与所述结晶筒连通，并且所述环形收集槽板的底部设置为倾斜状态，所述环形收集槽板外壁开口上设置有盖板；

其中，所述结晶筒内设置有离心结构。

进一步地，所述封堵结构包括环形活塞板和封柱，所述环形活塞板位于所述结晶筒内，所述封柱位于所述导料通道内，并且所述封柱对所述导料通道进行封堵，所述封柱底部穿过所述环形活塞板中部开口，并且所述环形活塞板与所述封柱滑动连接，所述封柱的底部设置有封板；

所述环形活塞板中部开口侧壁上开设有导流通槽，所述封板顶部对所述导流通槽进行封堵；

所述封板底部安装有板簧，所述板簧的外端固定在所述环形活塞板底部；

其中，所述环形活塞板上安装有推动机构，所述推动机构用于推动环形活塞板进行上下移动。

进一步地，所述推动机构包括安装在所述环形活塞板顶部的多个推杆，所述推杆顶部穿过所述结晶筒顶部，并且所述推杆与所述结晶筒滑动连接，所述推杆顶部转动安装有转轮，所述转轮的外壁上设置有螺纹，所述转轮的外侧螺装套设有内螺纹筒，所述内螺纹筒底部转动安装在所述结晶筒顶部，所述内螺纹筒的外壁上开设有气孔，所述气孔位于所述转轮的上方；

所述内螺纹筒的外壁上安装有齿轮，所述结晶筒顶部转动安装有内齿环，所述内齿环套设在多个齿轮的外侧，并且所述内齿环与所述齿轮啮合连接。

进一步地，所述离心结构包括转动安装在所述结晶筒内壁底部中间位置的多边形滤筒，所述多边形滤筒的外侧滑动套设有多边形隔罩，所述多边形隔罩底部与所述结晶筒内壁底部接触，所述多边形隔罩的外壁上安装有多个离心板；

所述结晶筒底部转动安装有空心轴，所述空心轴顶部穿过所述结晶筒底部和所述多边形滤筒并与所述多边形隔罩连接；

所述结晶筒底部安装有排料管，所述排料管与所述多边形滤筒内部连通。

进一步地，所述结晶筒底部安装有电机，所述电机的输出端安装有第一锥齿轮，所述第一锥齿轮上啮合设置有第二锥齿轮，所述第二锥齿轮滑动套设在所述空心轴的外壁上；

所述第二锥齿轮底部边缘位置转动安装有支撑环，所述支撑环上安装有支撑架，所述支撑架的外端固定在所述结晶筒的底部；

所述第二锥齿轮的底部设置有多边形套内滑动套设有多边形桶，所述空心轴的底部固定在所述多边形桶内壁底部，所述多边形桶的底部安装有移动板，所述移动板与所述多边形桶转动连接，所述移动板上安装有气缸，所述气缸的固定端安装在所述结晶筒底部。

进一步地，还包括转轴，所述转轴竖向位于所述浓化筒内，所述转轴的底部穿过封柱和封板并插入所述空心轴内，封柱、封板和空心轴均与转轴滑动连接，所述转轴外壁上开设有滑槽，所述滑槽内设置有滑棱，所述滑棱安装在所述空心轴内；

所述转轴顶部安装有顶板，所述顶板固定在所述浓化筒内壁上；

所述浓化筒内的所述转轴外壁上设置有多个螺旋叶。

进一步地，所述浓化筒内的所述转轴外壁上安装有多个弧形刮板，所述弧形刮板底部与所述浓化筒内壁底部接触。

进一步地，所述移动板底部开设有导气口，所述导气口与所述空心轴内部连通。

与现有技术相比本发明的有益效果为：通过浓化筒对硫酸镍溶液进行浓化处理，通过结晶筒对硫酸镍溶液进行冷却加压结晶处理，从而加速硫酸镍结晶处理速度，提高硫酸镍的生产效率。

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中记载的一些实施例，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。

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中结晶筒仰视结构示意图；

图3是图1中浓化筒剖视结构示意图；

图4是图2中A处局部放大结构示意图；

图5是图3中B处局部放大结构示意图；

图6是图3中C处局部放大结构示意图；

图7是图3中环形活塞板放大结构示意图；

图8是图6中多边形滤筒放大结构示意图；

附图中标记：1、浓化筒；2、导料通道；3、结晶筒；4、加热管；5、排气管；6、进料弯管；7、冷却管；8、环形收集槽板；9、环形活塞板；10、封柱；11、封板；12、板簧；13、推杆；14、转轮；15、内螺纹筒；16、齿轮；17、内齿环；18、多边形滤筒；19、多边形隔罩；20、离心板；21、空心轴；22、排料管；23、电机；24、第一锥齿轮；25、第二锥齿轮；26、支撑环；27、支撑架；28、多边形套；29、多边形桶；30、移动板；31、气缸；32、转轴；33、顶板；34、螺旋叶；35、弧形刮板；36、导气口。

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。

在本发明的描述中，需要说明的是，属于“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，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。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。本实施例采用递进的方式撰写。

如图1至图8所示，本发明的一种高储能锂电池硫酸镍脱水结晶设备，包括浓化筒1、导料通道2和结晶筒3，并且浓化筒1、导料通道2和结晶筒3依次竖向排列并连通；

所述浓化筒1外壁上安装有加热管4，所述浓化筒1顶部连通设置有排气管5，所述浓化筒1侧壁上连通安装有进料弯管6；

所述导料通道2内设置有封堵结构；

所述结晶筒3外壁上安装有冷却管7，所述结晶筒3外侧壁下侧边缘位置套装有环形收集槽板8，所述环形收集槽板8与所述结晶筒3连通，并且所述环形收集槽板8的底部设置为倾斜状态，所述环形收集槽板8外壁开口上设置有盖板；

其中，所述结晶筒3内设置有离心结构。

本实施例中，硫酸镍溶液通过进料弯管6导入浓化筒1内，由于进料弯管6的形状为弯曲性，进料弯管6内部的溶液可形成水封状态，加热管4对浓化筒1和浓化筒1内的溶液进行加热处理，溶液温度升高，溶液中的水分蒸发，同时溶液中的硫酸镍的溶解度身高，从而使溶液得到浓化处理，溶液蒸发的水蒸气可通过排气管5排出，打开封堵结构，浓化筒1内经过浓化处理的溶液通过导料通道2流入结晶筒3内，封堵结构重新对导料通道2进行封堵，冷却管7对结晶筒3内的溶液进行冷却处理，从而使溶液的溶解度降低，溶液中的硫酸镍快速结晶析出，离心结构推动结晶筒3内的溶液可结晶体旋转运动，从而使结晶体进入环形收集槽板8内，从而实现硫酸液的脱水结晶工作，通过对硫酸镍溶液进行加热浓化和冷却结晶处理，可实现硫酸镍的快速结晶，有效缩短结晶所花费时间，提高工作效率。

作为上述实施例的优选，所述封堵结构包括环形活塞板9和封柱10，所述环形活塞板9位于所述结晶筒3内，所述封柱10位于所述导料通道2内，并且所述封柱10对所述导料通道2进行封堵，所述封柱10底部穿过所述环形活塞板9中部开口，并且所述环形活塞板9与所述封柱10滑动连接，所述封柱10的底部设置有封板11；

所述环形活塞板9中部开口侧壁上开设有导流通槽，所述封板11顶部对所述导流通槽进行封堵；

所述封板11底部安装有板簧12，所述板簧12的外端固定在所述环形活塞板9底部；

其中，所述环形活塞板9上安装有推动机构，所述推动机构用于推动环形活塞板9进行上下移动。

本实施例中，当浓化筒1内溶液浓化处理完成后，推动机构推动环形活塞板9向下移动，环形活塞板9通过封板11带动封柱10同步向下移动，当封柱10与导料通道2分离时，浓化筒1内的溶液通过导料通道2流至环形活塞板9上，推动结构反向带动环形活塞板9向上移动，封柱10重新进入导料通道2内并对导料通道2进行封堵，此时环形活塞板9上的溶液通过环形活塞板9上的导流通槽对封板11产生向下推力，封板11与环形活塞板9分离，封板11停止对导流通槽的封堵工作，环形活塞板9上的溶液通过导流通槽下落至结晶筒3内，当环形活塞板9上的溶液排出完成后，板簧12推动封板11重新对导流通槽进行封堵。

在本实施例中，当环形活塞板9向下移动时，环形活塞板9和封板11同步对结晶筒3内的空气和溶液进行挤压，从而使结晶筒3内溶液压力增大，溶液中空气的溶解度升高，溶液中水分子之间的空气分子量增多，从而将溶解于溶液中的硫酸镍分子挤出，提高硫酸镍的析出量，从而提高硫酸镍的结晶效果。

作为上述实施例的优选，所述推动机构包括安装在所述环形活塞板9顶部的多个推杆13，所述推杆13顶部穿过所述结晶筒3顶部，并且所述推杆13与所述结晶筒3滑动连接，所述推杆13顶部转动安装有转轮14，所述转轮14的外壁上设置有螺纹，所述转轮14的外侧螺装套设有内螺纹筒15，所述内螺纹筒15底部转动安装在所述结晶筒3顶部，所述内螺纹筒15的外壁上开设有气孔，所述气孔位于所述转轮14的上方；

所述内螺纹筒15的外壁上安装有齿轮16，所述结晶筒3顶部转动安装有内齿环17，所述内齿环17套设在多个齿轮16的外侧，并且所述内齿环17与所述齿轮16啮合连接。

本实施例中，转动内齿环17，内齿环17通过齿轮16带动内螺纹筒15转动，内螺纹筒15推动转轮14进行上下移动，转轮14通过推杆13推动环形活塞板9进行上下移动。

作为上述实施例的优选，所述离心结构包括转动安装在所述结晶筒3内壁底部中间位置的多边形滤筒18，所述多边形滤筒18的外侧滑动套设有多边形隔罩19，所述多边形隔罩19底部与所述结晶筒3内壁底部接触，所述多边形隔罩19的外壁上安装有多个离心板20；

所述结晶筒3底部转动安装有空心轴21，所述空心轴21顶部穿过所述结晶筒3底部和所述多边形滤筒18并与所述多边形隔罩19连接；

所述结晶筒3底部安装有排料管22，所述排料管22与所述多边形滤筒18内部连通。

本实施例中，转动空心轴21，空心轴21通过多边形隔罩19带动多边形滤筒18和离心板20同步转动，离心板20对结晶筒3内的溶液进行搅动，从而使溶液可析出的结晶体进行旋转流动，方便使结晶体进入环形收集槽板8内，当结晶筒3内的溶液结晶完成后，推动空心轴21向上移动，空心轴21推动多边形隔罩19向上移动，此时结晶筒3内的溶液可穿过多边形滤筒18外壁进入多边形滤筒18内，多边形滤筒18内的溶液通过排料管22排出，同时外界空气可通过排料管22补充入结晶筒3内。

在本实施例中，当多边形隔罩19向上移动时，多边形隔罩19始终与多边形滤筒18保持接触状态，并且多边形隔罩19与多边形滤筒18保持转动状态，从而方便使多边形滤筒18外壁连接的结晶体旋转脱离多边形滤筒18外壁，避免结晶体对多边形滤筒18造成堵塞。

作为上述实施例的优选，所述结晶筒3底部安装有电机23，所述电机23的输出端安装有第一锥齿轮24，所述第一锥齿轮24上啮合设置有第二锥齿轮25，所述第二锥齿轮25滑动套设在所述空心轴21的外壁上；

所述第二锥齿轮25底部边缘位置转动安装有支撑环26，所述支撑环26上安装有支撑架27，所述支撑架27的外端固定在所述结晶筒3的底部；

所述第二锥齿轮25的底部设置有多边形套28内滑动套设有多边形桶29，所述空心轴21的底部固定在所述多边形桶29内壁底部，所述多边形桶29的底部安装有移动板30，所述移动板30与所述多边形桶29转动连接，所述移动板30上安装有气缸31，所述气缸31的固定端安装在所述结晶筒3底部。

本实施例中，电机23通过第一锥齿轮24、第二锥齿轮25、多边形套28和多边形桶29带动空心轴21转动，气缸31推动移动板30进行上下移动，移动板30带动多边形桶29在多边形套28内滑动，同时多边形桶29通过空心轴21推动多边形隔罩19进行上下移动，通过设置支撑环26和支撑架27，可方便对第二锥齿轮25进行支撑。

作为上述实施例的优选，还包括转轴32，所述转轴32竖向位于所述浓化筒1内，所述转轴32的底部穿过封柱10和封板11并插入所述空心轴21内，封柱10、封板11和空心轴21均与转轴32滑动连接，所述转轴32外壁上开设有滑槽，所述滑槽内设置有滑棱，所述滑棱安装在所述空心轴21内；

所述转轴32顶部安装有顶板33，所述顶板33固定在所述浓化筒1内壁上；

所述浓化筒1内的所述转轴32外壁上设置有多个螺旋叶34。

本实施例中，当空心轴21转动时，空心轴21通过滑棱和滑槽带动转轴32同步转动，当空心轴21上下移动时，空心轴21带动滑棱在滑槽内滑动，转动状态的转轴32带动螺旋叶34转动，螺旋叶34可推动浓化筒1中部的溶液向上流动，从而使浓化筒1内溶液处于翻转流动状态，从而方便使浓化筒1内溶液的温度保持均匀，避免溶液温差过大，同时浓化筒1内壁底部附近的溶液向浓化筒1中部流动，从而方便推动浓化筒1内壁底部析处的少量晶体向导料通道2内移动。

作为上述实施例的优选，所述浓化筒1内的所述转轴32外壁上安装有多个弧形刮板35，所述弧形刮板35底部与所述浓化筒1内壁底部接触。

本实施例中，通过设置弧形刮板35，可方便对浓化筒1底部析出的少量晶体进行刮除推动处理，从而方便使晶体进入导料通道2内。

作为上述实施例的优选，所述移动板30底部开设有导气口36，所述导气口36与所述空心轴21内部连通。

本实施例中，通过设置导气口36，可方便在空心轴21与转轴32相对移动时，空心轴21内的空气可通过导气口36排出。

本发明的一种高储能锂电池硫酸镍脱水结晶设备，其安装方式、连接方式或设置方式均为常见机械方式，只要能够达成其有益效果的均可进行实施。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种高储能锂电池硫酸镍脱水结晶设备，其特征在于，包括浓化筒（1）、导料通道（2）和结晶筒（3），并且浓化筒（1）、导料通道（2）和结晶筒（3）依次竖向排列并连通；

所述浓化筒（1）外壁上安装有加热管（4），所述浓化筒（1）顶部连通设置有排气管（5），所述浓化筒（1）侧壁上连通安装有进料弯管（6）；

所述导料通道（2）内设置有封堵结构；

所述结晶筒（3）外壁上安装有冷却管（7），所述结晶筒（3）外侧壁下侧边缘位置套装有环形收集槽板（8），所述环形收集槽板（8）与所述结晶筒（3）连通，并且所述环形收集槽板（8）的底部设置为倾斜状态，所述环形收集槽板（8）外壁开口上设置有盖板；

其中，所述结晶筒（3）内设置有离心结构。

2.根据权利要求1所述的一种高储能锂电池硫酸镍脱水结晶设备，其特征在于，所述封堵结构包括环形活塞板（9）和封柱（10），所述环形活塞板（9）位于所述结晶筒（3）内，所述封柱（10）位于所述导料通道（2）内，并且所述封柱（10）对所述导料通道（2）进行封堵，所述封柱（10）底部穿过所述环形活塞板（9）中部开口，并且所述环形活塞板（9）与所述封柱（10）滑动连接，所述封柱（10）的底部设置有封板（11）；

所述环形活塞板（9）中部开口侧壁上开设有导流通槽，所述封板（11）顶部对所述导流通槽进行封堵；

所述封板（11）底部安装有板簧（12），所述板簧（12）的外端固定在所述环形活塞板（9）底部；

其中，所述环形活塞板（9）上安装有推动机构，所述推动机构用于推动环形活塞板（9）进行上下移动。

3.根据权利要求2所述的一种高储能锂电池硫酸镍脱水结晶设备，其特征在于，所述推动机构包括安装在所述环形活塞板（9）顶部的多个推杆（13），所述推杆（13）顶部穿过所述结晶筒（3）顶部，并且所述推杆（13）与所述结晶筒（3）滑动连接，所述推杆（13）顶部转动安装有转轮（14），所述转轮（14）的外壁上设置有螺纹，所述转轮（14）的外侧螺装套设有内螺纹筒（15），所述内螺纹筒（15）底部转动安装在所述结晶筒（3）顶部，所述内螺纹筒（15）的外壁上开设有气孔，所述气孔位于所述转轮（14）的上方；

所述内螺纹筒（15）的外壁上安装有齿轮（16），所述结晶筒（3）顶部转动安装有内齿环（17），所述内齿环（17）套设在多个齿轮（16）的外侧，并且所述内齿环（17）与所述齿轮（16）啮合连接。

4.根据权利要求3所述的一种高储能锂电池硫酸镍脱水结晶设备，其特征在于，所述离心结构包括转动安装在所述结晶筒（3）内壁底部中间位置的多边形滤筒（18），所述多边形滤筒（18）的外侧滑动套设有多边形隔罩（19），所述多边形隔罩（19）底部与所述结晶筒（3）内壁底部接触，所述多边形隔罩（19）的外壁上安装有多个离心板（20）；

所述结晶筒（3）底部转动安装有空心轴（21），所述空心轴（21）顶部穿过所述结晶筒（3）底部和所述多边形滤筒（18）并与所述多边形隔罩（19）连接；

所述结晶筒（3）底部安装有排料管（22），所述排料管（22）与所述多边形滤筒（18）内部连通。

5.根据权利要求4所述的一种高储能锂电池硫酸镍脱水结晶设备，其特征在于，所述结晶筒（3）底部安装有电机（23），所述电机（23）的输出端安装有第一锥齿轮（24），所述第一锥齿轮（24）上啮合设置有第二锥齿轮（25），所述第二锥齿轮（25）滑动套设在所述空心轴（21）的外壁上；

所述第二锥齿轮（25）底部边缘位置转动安装有支撑环（26），所述支撑环（26）上安装有支撑架（27），所述支撑架（27）的外端固定在所述结晶筒（3）的底部；

所述第二锥齿轮（25）的底部设置有多边形套（28）内滑动套设有多边形桶（29），所述空心轴（21）的底部固定在所述多边形桶（29）内壁底部，所述多边形桶（29）的底部安装有移动板（30），所述移动板（30）与所述多边形桶（29）转动连接，所述移动板（30）上安装有气缸（31），所述气缸（31）的固定端安装在所述结晶筒（3）底部。

6.根据权利要求5所述的一种高储能锂电池硫酸镍脱水结晶设备，其特征在于，还包括转轴（32），所述转轴（32）竖向位于所述浓化筒（1）内，所述转轴（32）的底部穿过封柱（10）和封板（11）并插入所述空心轴（21）内，封柱（10）、封板（11）和空心轴（21）均与转轴（32）滑动连接，所述转轴（32）外壁上开设有滑槽，所述滑槽内设置有滑棱，所述滑棱安装在所述空心轴（21）内；

所述转轴（32）顶部安装有顶板（33），所述顶板（33）固定在所述浓化筒（1）内壁上；

所述浓化筒（1）内的所述转轴（32）外壁上设置有多个螺旋叶（34）。

7.根据权利要求6所述的一种高储能锂电池硫酸镍脱水结晶设备，其特征在于，所述浓化筒（1）内的所述转轴（32）外壁上安装有多个弧形刮板（35），所述弧形刮板（35）底部与所述浓化筒（1）内壁底部接触。

8.根据权利要求7所述的一种高储能锂电池硫酸镍脱水结晶设备，其特征在于，所述移动板（30）底部开设有导气口（36），所述导气口（36）与所述空心轴（21）内部连通。

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