CN114749074A - 一种连续化石墨包覆生产系统空间布置结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及石墨包覆设备领域，尤其涉及一种连续化石墨包覆生产系统空间布置结构，其特征在于，包括H形框架、真空混料机、真空上料装置、低温釜、高温釜、冷却釜和旋风除尘装置，H形框架的左右两侧各设有一个四层门型架，两个四层门型架之间通过一个两层门型架连接成一体；一个所述四层门型架上由上到下依次设有真空上料装置、低温釜、高温釜和冷却釜，两层门型架上设有真空混料机和旋风除尘装置；上料管为V形管，交叉处设有三通阀，实现左右两路交替进料，交替排料。与现有技术相比，本发明的有益效果是：1）采用对称的生产系统空间布置结构，交替上料，交替排料；2）可实现连续作业；3）增加旋风除尘设备，降低成品料的浪费。
Description
技术领域
本发明涉及石墨包覆设备领域，尤其涉及一种连续化石墨包覆生产系统空间布置结构。
背景技术
石墨具有许多良好的性能，尤其在生活和军事领域获得广泛的应用。为了实现国家碳达峰和碳中和的伟大目标，就必须需要新的能源和材料，石墨正在引领新能源电池的未来。现有的石墨包覆设备都是采用两炉式结构，一个加热釜，一个冷却釜。加热釜工作时加热温度为800℃左右，均匀加热后再冷却釜中进行冷却，当再次往加热釜填料时，此时温度过高无法完成填料，需要冷却2个小时以上才能进行再次上料，由于加热釜需要反复的冷却和加热对能源是一种浪费，再次上料前的冷却时间导致工作效率低下，从加热到成品料大约需要8-9个小时，同时反复的升温降温也降低的釜的使用寿命。
申请号为202120270537.5的中国实用新型专利公开了一种用于制造锂电池负极材料包覆造粒及碳化阶段生产工艺线，包括机架以及固定在机架上由上而下设置的计量罐、高温包覆造粒釜、高温炭化釜、冷却釜、出料装置，计量罐的顶部连接有真空上料机，计量罐、高温包覆造粒釜、高温炭化釜、冷却釜、出料装置依次连接，计量罐的一侧设有计量罐电子称重模块，冷却釜的一侧设有冷却釜电子称重模块。该方案中，计量罐、高温包覆造粒釜、高温炭化釜、冷却釜、出料装置从上到下依次设置在门形架上，物料依次经高温包覆造粒釜、高温炭化釜、冷却釜处理后排出，但未提及三个釜中的温度控制机制，仍然存在高温致使无法完成填料的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种连续化石墨包覆生产系统空间布置结构，克服现有技术的不足，采用生产系统空间布置对称结构，使石墨包覆材料在连续化生产方面更高效，从生产流程和整体结构布局考虑，解决高温釜放料结束后炉温过高无法再次填料的问题，同时在冷却釜排气口处增加旋风除尘设备，对成品料起到回收作用，降低成品料的浪费。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种连续化石墨包覆生产系统空间布置结构，其特征在于，包括H形框架、真空混料机、真空上料装置、低温釜、高温釜、冷却釜和旋风除尘装置，所述H形框架的左右两侧各设有一个四层门型架，两个四层门型架之间通过一个两层门型架连接成一体；一个所述四层门型架上由上到下依次设有真空上料装置、低温釜、高温釜和冷却釜，所述两层门型架上设有真空混料机和旋风除尘装置，所述真空混料机的出口通过上料管与真空上料装置的进料口相连接，真空上料装置的出口与低温釜的进料口通过螺旋推料器相连接，旋风除尘装置的进料口与冷却釜的出料口相连接；所述上料管为V形管，交叉处设有三通阀，实现左右两路交替进料，交替排料。
所述低温釜、高温釜和冷却釜中的最少一个为卧式釜体结构。
所述真空上料装置为真空自动式吸料机、连续真空上料机、粉体真空加料机、负压粉体输送上料机、气动真空上料机中的任一种。
所述真空混料机为逆流混料机、螺带混料机、轮辗混料机、球磨混料机、双锅混料机中的任一种。
所述三通阀为三通物料输送阀、三通粉体分路阀、粉料输送三通换向阀中的任一种。
所述冷却釜为夹套式水冷却反应釜或内置冷却盘管的磁力反应冷却釜。
所述旋风除尘装置为高温旋风除尘器或旋风脉冲除尘器。
所述低温釜的加热温度为360~430℃，高温釜的加热温度为760~830℃，冷却釜的出料温度为40~45℃，物料在低温釜、高温釜、冷却釜中的停留时间一致，实现连续生产。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：1）采用对称的生产系统空间布置结构，使石墨包覆材料的生产实现连续化作业，交替上料，交替排料，更高效；2）在上料侧增加了一个低温釜，既能为高温釜的加热缩短了时间，又能解决了高温釜温差过大不能马上二次上料的问题，达到了现有两台设备的工作效率，解决了高温釜放料结束后炉温过高无法再次填料的问题，可实现连续作业，无需停工降温；3）在冷却釜排气口处增加旋风除尘设备，起到对成品料进行回收的作用，降低成品料的浪费，增加经济效益。
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。
图1是本发明实施例结构示意图。
图中：1-真空混料机；2-真空上料装置；3-低温釜；4-高温釜；5-冷却釜；6-旋风除尘装置；7-四层门型架；8-两层门型架；9-上料管；10-螺旋推料器；11-三通阀。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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。
通常在此处附图中描述和显示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。
见图1，是本发明一种连续化石墨包覆生产系统空间布置结构实施例结构示意图，包括，H形框架、真空混料机1、真空上料装置2、低温釜3、高温釜4、冷却釜5和旋风除尘装置6，H形框架的左右两侧各设有一个四层门型架7，两个四层门型架7之间通过一个两层门型架8连接成一体；一个四层门型架7上由上到下依次设有真空上料装置2、低温釜3、高温釜4和冷却釜5，两层门型架8上设有真空混料机1和旋风除尘装置6，真空混料机1的出口通过上料管9与真空上料装置2的进料口相连接，真空上料装置2的出口与低温釜3的进料口通过螺旋推料器10相连接，旋风除尘装置6的进料口与冷却釜5的出料口相连接；上料管9为V形管，交叉处设有三通阀11，实现左右两路交替进料，交替排料。
低温釜3、高温釜4和冷却釜5均为卧式釜体结构，冷却釜5与冷却水系统相连通。
实施例中，真空混料机1为螺旋混料机。真空上料装置2为连续真空上料机。三通阀11为三通粉体分路阀。冷却釜5为夹套式水冷却反应釜。旋风除尘装置6为高温旋风除尘器。
本发明中，通过制定三个釜中的温度控制机制，实现温度和倒料时间的最优化，其中低温釜3的加热温度为360~430℃，高温釜4的加热温度为760~830℃，冷却釜5的出料温度为40~45℃，物料在低温釜3、高温釜4、冷却釜5中的停留时间一致，从而实现连续生产。
本发明用一台真空混料机供应左右两套系统，具体的实施步骤如下：
1）从上料口将前期已经处理过的沥青粉末和石墨粉按照比例加入到螺旋混料机中，进行1个小时的充分混合，然后储存在下端的料仓当中；
2）将混合好的原料通过连续真空上料机输送到四层门型架7的顶部，打开球阀采用螺旋推料器10将材料加入低温釜3中进行搅拌加热，搅拌速度为20rmp左右，以2-5℃/min的速度升温至400℃；
3）经过3-4小时后，打开球阀将材料输送到高温釜4中进行二次加热，搅拌速度为30rmp左右，以2-5℃/min的速度升温至800℃。此时重复步骤2，使两个釜同时加热；
4）高温釜4达到800℃左右时的时间也是3-4小时，此时便能保证生产的连续性；
5）待高温釜4完成800℃的搅拌加热后，此时打开球阀将包覆好的材料输送给冷却釜5，由于冷却釜的温度较低，高温的材料进入之后会产生大量的热气，最终导致有一部分料在进入的过程中从排气孔跑掉，所以在冷却釜的排气口增加旋风除尘装置6，对溢出的成品料进行一次回收；
6）冷却釜5采用水冷方式冷却，从800℃降到40-50℃的时间基本控制在3-4小时之间；
7）由于从冷却釜排气口出来的成品料属于高温，所以增加的旋风除尘系统的冷却方式也是采用水冷，目前实施的结果一套除尘系统使成品料的产量提高了2%-3%。
本发明采用密闭式管道输送运输原料，利用气动把原料由真空混料机搅拌后，气提运送至真空上料装置2的原料仓，再以螺旋输送方式输送至低温釜3，低温釜3采用电阻带加热，温度是根据温控仪设定数值，温度达标后自行断电，低于温度时自动加热方式，设备原材料采用超级耐温钢制作，经过加温搅拌4小时沥青融化把石墨粉料完全包覆一层，待完成包覆好温度达到设定要求温度时，打开低温釜3出料门把料放到高温釜4里，进行二次加温，加温四小时左右，查看仪表及测温电偶的达到预期温度后，开启高温釜放料阀，放至冷却釜进行降温处理，降温方式为釜壁循环水冷却法，提高电机转速，快速冷却，经4-4.5小时，三个釜一直处于同时运转状态，物料50-60吨之间出料。整套生产流程都是在密闭的空间输送，达到了安全化生产的要求。从时间的分配和结构布局来看，由于混料机的混料时间远小于加热和出料时间，所以本发明采用一个混料机供应两套包覆系统，交替上料，交替出料。
本发明实现在原有劳动力不变的情况下，生产出高于正常产量2倍的产量，即节省了人力成本，也提高了生产销率。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种连续化石墨包覆生产系统空间布置结构，其特征在于，包括H形框架、真空混料机、真空上料装置、低温釜、高温釜、冷却釜和旋风除尘装置，所述H形框架的左右两侧各设有一个四层门型架，两个四层门型架之间通过一个两层门型架连接成一体；一个所述四层门型架上由上到下依次设有真空上料装置、低温釜、高温釜和冷却釜，所述两层门型架上设有真空混料机和旋风除尘装置，所述真空混料机的出口通过上料管与真空上料装置的进料口相连接，真空上料装置的出口与低温釜的进料口通过螺旋推料器相连接，旋风除尘装置的进料口与冷却釜的出料口相连接；所述上料管为V形管，交叉处设有三通阀，实现左右两路交替进料，交替排料。
2.根据权利要求1所述的一种连续化石墨包覆生产系统空间布置结构，其特征在于，所述低温釜、高温釜和冷却釜中的最少一个为卧式釜体结构。
3.根据权利要求1所述的一种连续化石墨包覆生产系统空间布置结构，其特征在于，所述真空上料装置为真空自动式吸料机、连续真空上料机、粉体真空加料机、负压粉体输送上料机、气动真空上料机中的任一种。
4.根据权利要求1所述的一种连续化石墨包覆生产系统空间布置结构，其特征在于，所述真空混料机为逆流混料机、螺带混料机、轮辗混料机、球磨混料机、双锅混料机中的任一种。
5.根据权利要求1所述的一种连续化石墨包覆生产系统空间布置结构，其特征在于，所述三通阀为三通物料输送阀、三通粉体分路阀、粉料输送三通换向阀中的任一种。
6.根据权利要求1所述的一种连续化石墨包覆生产系统空间布置结构，其特征在于，所述冷却釜为夹套式水冷却反应釜或内置冷却盘管的磁力反应冷却釜。
7.根据权利要求1所述的一种连续化石墨包覆生产系统空间布置结构，其特征在于，所述旋风除尘装置为高温旋风除尘器或旋风脉冲除尘器。
8.根据权利要求1所述的一种连续化石墨包覆生产系统空间布置结构，其特征在于，所述低温釜的加热温度为360~430℃，高温釜的加热温度为760~830℃，冷却釜的出料温度为40~45℃，物料在低温釜、高温釜、冷却釜中的停留时间一致，实现连续生产。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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