CN114768685A - 一种合成釜及立式进料管 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种合成釜及立式进料管，其中，立式进料管为在内套管的至少一个第一素线上设置第一进料孔组，每个第一素线上设置至少一组第一进料孔组，外套管的至少一个第二素线上设置第二进料孔组，每个第二素线上设置至少一组第二进料孔组。内套管和外套管相对转动，使内套管上开设有能够满足所需进料高度的第一进料孔组的第一素线对准进料方向，同时使外套管上开设有能够实现所需进料高度的第二进料孔组的第二素线对准进料方向，第一进料孔组和第二进料孔组连通，以使立式进料管满足所需进料高度和进料方向。本申请公开的立式进料管既能对进料方向进行调节，又能对进料高度的调节，从而能够提高物料混合的均匀性。

Description

一种合成釜及立式进料管

技术领域

本申请涉及化工设备技术领域，特别涉及一种合成釜及立式进料管。

背景技术

锂离子电池凭借电压稳定、容量高、能量密度大、自放电少、循环寿命长、消耗低和环境友好等优势逐渐替代铅酸电池，广泛应用于电动车、电动工具、手机和笔记本电脑等设备。

作为决定锂离子电池性能的关键材料，正极材料的研发生产至关重要，而三元前躯体的质量及物理化学性能很大程度上决定了正极材料的性能。

前驱体合成过程中，进料管在合成釜中的位置主要为合成釜的底部或合成釜的顶部，对应合成釜底部进料或顶部进料，但是无论是底部进料还是顶部进料都不利于反应过程中物料的均匀混合。

为了提高物料混合的均匀性，需要改变物料进入合成釜的进料位置和进料方向。

发明内容

本申请提出了一种立式进料管，以改变物料进入合成釜的进料位置和进料方向。本申请还提出了一种合成釜。

为了实现上述目的，本申请提供了一种立式进料管，包括套设连接的内套管和外套管，

所述内套管上设置有第一进料孔组，所述内套管的N条第一素线上设置所述第一进料孔组，每条所述第一素线上设置至多M组所述第一进料孔组，设置所述第一进料孔组的相邻所述第一素线之间的夹角为α；

所述外套管上设置第二进料孔组，所述外套管Q条第二素线上设置所述第二进料孔组，每条所述第二素线上设置至多P组所述第二进料孔组，设置所述第二进料孔组的相邻所述第二素线之间的夹角为β，β≠α/n，α＞0°，β＞0°，

所述内套管与所述外套管能够发生相对转动，使所述第二进料孔组能够与所述第一进料孔组连通，以调节所述立式进料管的进料高度和进料方向；

其中，M≥1，N≥1，P≥1，Q≥1，且M、N、P、Q和n均为正整数，

N＝1时，Q≠1，M组所述第一进料孔组沿所述内套管的轴线自所述内套管的上端向所述内套管的下端依次排布；Q＝1时，N≠1，P组所述第二进料孔组沿所述外套管的轴线自所述外套管的上端向所述外套管的下端依次排布。

优选地，在上述立式进料管中，所述内套管的顶部设置有第一标识，与设置所述第一进料孔组的所述第一素线位置对应；

所述外套管的顶部设置有第二标识，与设置所述第二进料孔组的所述第二素线位置对应。

优选地，在上述立式进料管中，所述内套管和所述外套管之间的间隙度0.01-1.0mm。

优选地，在上述立式进料管中，所述第一进料孔组包括至少一个第一进料孔，相邻所述第一进料孔组之间的距离大于相邻两个所述第一进料孔之间的距离，同一所述第一素线上的所述第一进料孔组的所述第一进料孔的个数相同或不同。

优选地，在上述立式进料管中，所述第二进料孔组包括至少一个第二进料孔，相邻所述第二进料孔组之间的距离大于相邻两个所述第二进料孔之间的距离，同一所述第二素线上的所述第二进料孔组的所述第二进料孔的个数相同或不同。

优选地，在上述立式进料管中，相邻所述第一进料孔之间的距离≤1cm；

相邻所述第二进料孔之间的距离≤1cm。

优选地，在上述立式进料管中，所述第二进料孔的孔径≥所述第一进料孔的孔径。

优选地，在上述立式进料管中，所述内套管为钛管、不锈钢管、工程塑料等。

优选地，在上述立式进料管中，所述外套管为钛管、不锈钢管、工程塑料管。

一种合成釜，包括立式进料管，所述立式进料管为上述任意一个方案中记载的所述立式进料管。

本申请实施例提供的立式进料管，在内套管的至少一个第一素线上设置第一进料孔组，每个第一素线上设置至少一组第一进料孔组，外套管的至少一个第二素线上设置第二进料孔组，每个第二素线上设置至少一组第二进料孔组。内套管和外套管相对转动，使内套管上开设有能够满足所需进料高度的第一进料孔组的第一素线对准进料方向，同时使外套管上开设有能够实现所需进料高度的第二进料孔组的第二素线对准进料方向，第一进料孔组和第二进料孔组连通，此时立式进料管满足所需进料高度和进料方向。本申请公开的立式进料管，通过转动内套管和外套管调节进料方向，通过内套管上不同第一素线上的第一进料孔组与外套管上对应第二素线上的第二进料孔组连通，调节进料高度，立式进料管的进料高度和进料方向的同时调节提高了物料混合的均匀性。

本申请还提供了一种合成釜，包括立式进料管，立式进料管为上述任意一个方案所述的立式进料管。由于立式进料管具有上述技术效果，具有该立式进料管的合成釜，也具有同样的技术效果，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些示例或实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图，而且还可以根据提供的附图将本申请应用于其它类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。

图1是本申请的立式进料管的俯视图；

图2是本申请的立式进料管位于第一径向位置进料的结构示意图；

图3是本申请的立式进料管位于第二径向位置进料的结构示意图；

图4是本申请的立式进料管位于第三径向位置进料的结构示意图；

图5是本申请的立式进料管位于第四径向位置进料的结构示意图；

图6是本申请的立式进料管位于第五径向位置进料的结构示意图。

附图说明如下：

1、内套管，11、第一进料孔组，2、外套管，22、第二进料孔组。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关申请，而非对该申请的限定。所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关申请相关的部分。在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应当理解，本申请中使用的“系统”、“装置”、“单元”和/或“模块”是用于区分不同级别的不同组件、元件、部件、部分或装配的一种方法。然而，如果其他词语可实现相同的目的，则可通过其他表达来替换该词语。

如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

其中，在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“/”表示或的意思，例如，A/B可以表示A或B；本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，在本申请实施例的描述中，“多个”是指两个或多于两个。

以下，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一个或者更多个该特征。

本申请中使用了流程图用来说明根据本申请的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是，前面或后面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，可以按照倒序或同时处理各个步骤。同时，也可以将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。

请参阅图1-图6。

本申请公开了一种立式进料管，包括套设连接的内套管1和外套管2，外套管2套设在内套管1上且两者间隙配合，内套管1与外套管2之间能够发生相对转动。

本申请中内套管1与外套管2套设连接且转动配合，优选地，本申请中内套管1和外套管2均为圆柱形套管。外套管2与内套管1间隙配合且同轴布置，内套管1能够绕自身轴线转动，外套管2能够绕自身轴线转动，外套管2能够相对内套管1绕内套管1的轴线转动，且内套管1和外套管2的转动相互独立，互不干扰。

内套管1和外套管2之间能够发生相对转动的意思是，内套管1转动，外套管2不动，或者，内套管1不动，外套管2转动，或者，内套管1和外套管2均转动，但是内套管1和外套管2的转动速度不同。本申请公开的立式进料管，在内套管1上设置有第一进料孔组11，内套管1的N条第一素线上设置有第一进料孔组11，每条第一素线上设置至多M组第一进料孔组11，设置第一进料孔组11的相邻第一素线之间的夹角为α；

外套管2上设置第二进料孔组22，外套管2的Q条第二素线上设置有第二进料孔组22，每条第二素线上设置至多P组第二进料孔组22，设置第二进料孔组22的相邻第二素线之间的夹角为β，且β≠α/n。

其中，M≥1，N≥1，P≥1，Q≥1，且M、N、P、Q和n均为正整数。

本申请还要求N＝1时，Q≠1，M组第一进料孔组11沿内套管的轴线自内套管1的上端向内套管1的下端依次排布，

Q＝1时，N≠1，P组第二进料孔组22沿外套管的轴线自外套管2的上端向外套管2的下端依次排布。

内套管1与外套管2能够发生相对转动，使第二进料孔组22能够与第一进料孔组11连通，由于内套管1和外套管2能够发生相对转动，从而能够改变立式进料管的进料方向，第一进料孔组11和第二进料孔组22位于不同的轴向高度，从而能够改变立式进料管的进料高度。

在N＝1，Q≠1时，内套管1的一条第一素线上设置M组第一进料孔组11，外套管2的至少2条第二素线上设置第二进料孔组，每条第二素线上设置至多P组第二进料孔组22，此处需要说明的是，第一素线上M组第一进料孔组11所在的轴向高度能够覆盖外套管上所有第二进料孔组22的轴向高度，以保证内套管1和外套管2发生相对转动时，不同第二素线上的P组第二进料孔组能够分别与第一素线上的第一进料孔组11连通。该实施例中，M≥P。第二素线上设置的第二进料孔组的组数根据实际需要进行选择，最多为P组，最少为1组。

具体的，在N＝1，M＝3，Q＝3，P＝1时，内套管1的1条第一素线上设置有3组第一进料孔组11，外套管2的3条第二素线上均设置1组第二进料孔组，3条第二素线上第二进料孔组22的轴向高度分别与第一素线上3组第一进料孔组11的轴向高度对应，内套管1和外套管2相对转动，使3条第二素线上的第二进料孔组22根据进料需要与第一素线上轴向高度相等的第一进料孔组11连通，该实施例中，第二素线上1组第二进料孔组22与第一素线上1组第一进料孔组11连通；

在N＝1，M＝3，Q＝2或3，P＝2时，内套管1的1条第一素线上设置有3组第一进料孔组11，外套管2的2或3条第二素线上设置第二进料孔组22，每条第二素线上至多设置2组第二进料孔组，2或3条第二素线上第二进料孔组22的轴向高度分别与第一素线上3组第一进料孔组11的轴向高度对应，内套管1和外套管2相对转动，使三条第二素线上的第二进料孔组22根据进料需要与第一素线上轴向高度相等的第一进料孔组11连通，该实施例中，第二素线上至多2组第二进料孔组22与第一素线上2组第一进料孔组11连通；

在N＝1，M＝3，Q＝2或3，P＝3时，内套管1的1条第一素线上设置有3组第一进料孔组11，外套管2的2或3条第二素线上设置第二进料孔组22，每条第二素线上至多设置3组第二进料孔组22，2或3条第二素线上第二进料孔组22的轴向高度分别与第一素线上3组第一进料孔组11的轴向高度对应，内套管1和外套管2相对转动，使三条第二素线上的第二进料孔组22根据进料需要与第一素线上轴向高度相等的第一进料孔组11连通，该实施例中，第二素线上至多3组第二进料孔组22与第一素线上3组第一进料孔组11连通。

在Q＝1时，N≠1，内套管1的至少2条第一素线上设置第一进料孔组11，每条第一素线上设置至多M组第一进料孔组11，外套管的一条第二素线上设置P组第二进料孔组22。此处需要说明的是，第二素线上P组第二进料孔组22所在的轴向高度能够覆盖内套管1上所有第一进料孔组11的轴向高度，以保证内套管1和外套管2发生相对转动时，不同第一素线上的第一进料孔组11能够分别与第二素线上的第二进料孔组22连通。该实施例中，P≥M。第一素线上设置的第一进料孔组的组数根据实际需要进行选择，最多为M组，最少为1组。

具体的，在Q＝1，P＝3，N＝3，M＝1时，外套管2的1条第二素线上设置有3组第二进料孔组22，内套管1的3条第一素线上均设置1组第一进料孔组11，3条第一素线上第一进料孔组11的轴向高度分别与第二素线上3组第二进料孔组11的轴向高度对应，内套管1和外套管2相对转动，使3条第一素线上的第一进料孔组11根据进料需要与第二素线上轴向高度相等的第二进料孔组22连通，该实施例中，第一素线上1组第一进料孔组11与第二素线上1组第二进料孔组22连通；

在Q＝1，P＝3，N＝2或3，M＝2时，外套管2的1条第二素线上设置有3组第二进料孔组22，内套管1的2或3条第一素线上设置第一进料孔组11，每条第一素线上至多设置2组第一进料孔组，2或3条第一素线上第一进料孔组11的轴向高度分别与第二素线上3组第二进料孔组22的轴向高度对应，内套管1和外套管2相对转动，使三条第一素线上的第一进料孔组22根据进料需要与第二素线上轴向高度相等的第二进料孔组22连通，该实施例中，第一素线上至多2组第一进料孔组11与第二素线上2组第二进料孔组22连通；

在Q＝1，P＝3，N＝2或3，M＝3时，外套管2的1条第二素线上设置有3组第二进料孔组22，内套管1的2或3条第一素线上设置第一进料孔组11，每条第一素线上至多设置3组第一进料孔组11，2或3条第一素线上第一进料孔组11的轴向高度分别与第二素线上3组第二进料孔组22的轴向高度对应，内套管1和外套管2相对转动，使三条第一素线上的第一进料孔组11根据进料需要与第二素线上轴向高度相等的第二进料孔组22连通，该实施例中，第一素线上至多3组第一进料孔组11与第二素线上3组第二进料孔组22连通。

本申请在每条第一素线上设置至多M组第一进料孔组11，M组第一进料孔组11分别位于不同的轴向高度，即第一素线上的第一进料孔组11具有M个轴向高度；

每条第二素线上设置至多P组第二进料孔组22，M组第二进料孔组22分别位于不同的轴向高度，即第二素线的第二进料孔组22具有P个轴向高度。

此处对第一进料孔组11和第二进料孔组22进行说明，第一进料孔组11由第一进料孔构成，第一进料孔组11可以仅由一个第一进料孔构成，也可以由多个第一进料孔构成，优选地，第一进料孔组11具有多个第一进料孔，多个第一进料孔沿内套管1的轴线方向设置，每组第一进料孔组11的相邻第一进料孔之间的距离相等，相邻第一进料孔组11之间的距离大于每组第一进料孔组的相邻第一进料孔之间的距离，同一第一素线上相邻第一进料孔组11之间的距离可以相等也可以不相等，位于同一第一素线上不同轴向高度的第一进料孔组11包括的第一进料孔的个数可以相同也可以不同；

第二进料孔组22由第二进料孔构成，第二进料孔组22可以仅由一个第二进料孔构成，也可以由多个第二进料孔构成，优选地，第二进料孔组22具有多个第二进料孔，多个第二进料孔沿外套管2的轴线方向设置，每组第二进料孔组22的相邻第二进料孔之间的距离相等，相邻第二进料孔组22之间的距离大于每组第二进料孔组的相邻第二进料孔之间的距离，同一第二素线上相邻第二进料孔组22之间的距离可以相等也可以不相等，位于同一第二素线上不同轴向高度的第二进料孔组22包括的第二进料孔的个数可以相同也可以不同。

第一进料孔和第二进料孔的孔径为0.5mm～5mm，优选地，第二进料孔的直径≥第一进料孔的直径。

同一第一进料孔组11的相邻两个第一进料孔之间的距离≤1cm，同一第二进料孔组22的相邻两个第二进料孔之间的距离≤1cm。

在N≥2，M≥2，Q≥2和P≥2时，

内套管1的至少2条第一素线上设置第一进料孔组11，每条第一素线上设置至多M组第一进料孔组11，M组不同轴向高度的第一进料孔组11任意组合，以实现不同的进料高度；

外套管的至少2条第二素线上设置第二进料孔组22，每条第二素线上设置至多P组第二进料孔组22，P组不同轴向高度的第二进料孔组22的组合形式与内套管1上第一进料孔组11的组合方式相同，以保证外套管2的第二进料孔组22能够与内套管1的第一进料孔组1连通。

转动内套管1和外套管2，改变立式进料管的进料方向，通过内套筒1上不同第一素线上的第一进料孔组11与外套筒2上对应第二素线上的第二进料孔组22连通，改变立式进料管的进料高度，本申请公开的立式进料管能够实现进料方向和进料高度调整，且进料方向和进料高度可以根据实际需要分开调整。

此处需要说明的是，第二素线上P组第二进料孔组22所在的轴向高度能够覆盖内套管1上所有第一进料孔组11的轴向高度，以保证内套管1和外套管2发生相对转动时，不同第一素线上的第一进料孔组11能够与第二素线上轴向高度对应的第二进料孔组22连通。

优选地，内套管1上第一进料孔组11的轴向高度的数量与外套管上第二进料孔组22的轴向高度的数量相等，即M＝P。

立式进料管的进料方向由本领域技术人员根据实际需要进行选择，在立式进料管的进料方向确定后，根据立式进料管的进料高度的要求分别转动内套管1和外套管2，使内套管1上具有满足进料高度要求的第一进料孔组11的第一素线对准进料方向，使外套管2上具有满足进料高度要求的第二进料孔组22的第二素线与对准进料方向的第一素线对齐。本申请不限制内套管1和外套管2转动的先后顺序。

本申请公开的立式进料管，在满足进料高度和进料方向时，内套管1上的第一进料孔组11不一定与外套管2上的第二进料孔组22全部连通。

优选地，外套管2与内套管1连通的第一进料孔组11的第一进料孔个数、间距和直径与第二进料孔组22的第二进料孔的个数、间距和直径相等。

在内套管1的第一素线设置多组第一进料孔组11的实施例中，相邻第一进料孔组11之间的间距相等，在外套管2上设置多组第二进料孔组22的实施例中，相邻第二进料孔组22之间的距离相等。

位于内套管1的不同第一素线上的第一进料孔组11个数可以相同，也可以不同。

位于外套管2的不同第二素线上的第二进料孔组22个数可以相同，也可以不同。

本申请，在外套管2的某一第二素线上的第二进料孔组22与内套管1的第一素线的第一进料孔组11连通后，外套管2的其他第二素线上第二进料孔组22不与内套管1的其他位置的第一素线的第一进料孔组11连通，保证立式进料管只有一个进料方向和一个进料高度。

本方案中命名设置第一进料孔组11的相邻第一素线之间的夹角为α，设置第二进料孔组22的相邻第二素线之间的夹角为β，优选地，β≠α/n，α＞0°，β＞0°，其中，n为正整数。

本申请公开的立式进料管，在内套管1的至少两种轴向高度且至少两个径向方向设置第一进料孔组11，外套管2的至少两个轴向高度且至少两个径向方向设置第二进料孔组22，同时内套管1的第一素线上设置至少一组第一进料孔组11，外套管2的第二素线上设置至少一组第二进料孔组22。转动内套管1，使第一进料孔组11对准搅拌轴，转动外套管2，使外套管2的第二进料孔组22与搅拌轴对准的第一进料孔组11连通。第一进料孔组11的轴向高度和第二进料孔组22的轴向高度决定立式进料管在竖直方向的进料位置，本申请中不仅可以实现立式进料管在竖直方向的某一个位置进料，而且可以实现立式进料管在竖直方向的某几个位置进料，对进料的位置进行调节或组合，从而实现立式进料管在竖直方向进料的灵活性。

本申请中立式进料管的底部距离合成釜的底部20cm。

为了进一步优化上述技术方案，本申请内套管1的顶部设置有第一标识，第一标识与设置第一进料孔组11的第一素线位置对应；

外套管2的顶部设置有第二标识，第二标识与设置第二进料孔组22的第二素线位置对应。

第一标识和第二标识降低了立式进料管调整进料方向和进料高度的难度。

第一标识不仅代表第一素线所在的位置设置有第一进料孔组11，而且代表第一素线上第一进料孔组11的轴向高度和设置组数；

第二标识不仅代表第二素线所在的位置设置有第二进料孔组22，而且代表第二素线上第二进料孔组22的轴向高度和设置组数。

优选地，不同的第一素线上的第一标识分别采用不同的颜色，不同颜色的第一标识指示对应不同第一素线上第一进料孔组11的轴向高度和设置组数；不同的第二素线上的第二标识分别采用不同的颜色，不同颜色的第二标识对应不同第二素线上第二进料孔组11的轴向高度和设置组数。相互对应的第一素线上的第一进料孔组11和第二素线上的第二进料孔组22采用相同颜色的第一标识和第二标识，以便于实际调节。

内套管1和外套管2之间的间隙很小，在本申请的一些实施例中，内套管1和外套管2之间的间隙度为0.01-1.0mm。

在本申请的一些实施例中，内套管1为钛管、不锈钢管或工程塑料等，外套管2为钛管、不锈钢管或工程塑料等。内套管1和外套管2可以采用同种材料制作，也可以采用非同种材料制作。

在本申请的一些实施例中，α为30-90°，β为15-45°，α＞β。

沿内套管1的周向方向相邻两个第一进料孔组11之间的夹角可以相等，也可以不相等。

沿外套管2的周向方向相邻两个第二进料组之间的夹角可以相等，也可以不相等。

在本申请的一些实施例中，沿内套管1的四个径向方向设置第一进料孔组11，相邻两个第一进料孔组11之间的夹角为90°，

沿外套管2的四个径向方向设置第二进料孔组22，相邻两个第二进料孔组22之间的夹角分别为10°、20°、45°和75°。

本申请第一进料孔组11的第一进料孔的孔间距相等，第二进料孔组22的第二进料孔的孔间距相等。

本申请与现有技术相比，现有技术中的立式进料管仅包括单根进料管，单根进料管存在进料位置单一的问题，本申请公开的立式进料管可满足底部进料、顶部进料、中间部分任意位置进料的功能，并且这些进料位置可以根据需要进行简单快速的切换，不需要更立式进料管，提高了合成釜在合成过程进料位置切换的灵活性，从而提高了合成过程控制的灵活性，有益于最终产品的球形度、D50稳定性等。

如图1-6公开了立式进料管的一种实施例，该实施例中，内套管1的3个轴向高度且5个第一素线上设置第一进料孔组11，外套管2的3个轴向高度且5个第二素线上设置第二进料孔组22。

内套管1的3个轴向高度分别为内套管1的底部、中部和顶部，相应的，外套管2的3个轴向高度分别为外套管2的底部、中部和顶部；

内套管1的第一径向位置、第一进料孔组11的个数为一组，且开设在内套管1的底部；内套管1的第二径向位置、第一进料孔组11的个数为一组，且开设在内套管1的顶部；内套管1的第三径向位置、第一进料孔组11的个数为一组，且开设在内套管1的中部；内套管1的第四径向位置、第一进料孔组11的个数为三组，且第一进料孔组11沿内套管1的轴向方向均匀分布，三组第一进料孔组11的第一进料孔的个数相等；内套管1的第五径向位置、第一进料孔组11的个数为三组，且位于顶部和中部的第一进料孔组11的第一进料孔的个数少于位于底部的第一进料孔组11的第一进料孔的个数；

外套管2的第一径向位置、第二进料孔组22的个数为一组，且开设在外套管2的底部；外套管2的第二径向位置、第二进料孔组22的个数为一组，且开设在外套管2的顶部；外套管2的第三径向位置、第二进料孔组22的个数为一组，且开设在外套管2的中部；外套管2的第四径向位置、第二进料孔组22的个数为三组，且第二进料孔组22沿内套管1的轴向方向均匀分布，三组第二进料孔组22的第二进料孔的个数相等；外套管2的第五径向位置、第二进料孔组22的个数为三组，且位于顶部和中部的第二进料孔组22的第二进料孔的个数少于位于底部的第二进料孔组22的第二进料孔的个数。

如下公开了一种实施例的使用方法：

1、当合成反应需要底部进料时，需要位于内套管1底部的第一进料孔组11和位于外套管2底部的第二进料孔组22连通，转动内套管1和外套管2，使内套管1的第一径向位置的第一标识(绿色)和外套管2的第一径向位置第二标识(绿色)对齐，如图4所示，将内套管1进行旋转，使内套管1顶部的第一标识(绿色)对准进料方向，随后将外套管2进行旋转，使外套管2顶端的第二标识(绿色)和内套管1顶端的第一标识(绿色)对齐，内套管1、外套管2上的进料孔得以重合，实现底部进料，此时反应原料从合成釜的底端进入反应系统，距离溢流口较远，有较长的反应时间，有利于反应颗粒的生长；

2、当合成反应需要顶部进料时，需要位于内套管1顶部的第一进料孔组11和位于外套管2顶部的第二进料孔组22连通，转动内套管1和外套管2，使内套管1的第二径向位置的第一标识(采用红色)和外套管2的第二径向位置的第二标识(采用红色)对齐，如图2所示，将内套管1进行旋转，使内套管1顶部的第一标识(红色)对准进料方向，随后将外套管2进行旋转，使外套管2顶端的第二标识(红色)和内套管1顶端的第一标识(红色)对齐，内套管1、外套管2上的进料孔得以重合，实现顶部进料，此时反应原料从合成釜的顶端进入反应系统，距离溢流口较近，有较短的反应时间，有利于增加反应颗粒的粒度分布；

3、当合成反应需要均匀进料时，需要位于内套管1顶部、中部和底部的第一进料孔组11分别与位于外套管2顶部、中部和底部的第二进料孔组22连通，且不同轴向高度的第一进料孔组11和第二进料孔组22的进料孔的个数相等，转动内套管1和外套管2，内套管1的第三径向位置的第一标识(采用蓝色)和外套管2的第三径向位置的第二标识(采用蓝色)，如图5所示，将内套管1进行旋转，使内套管1顶部的第一标识(蓝色)对进料方向，随后将外套管2进行旋转，使外套管2顶端的第二标识(蓝色)和内套管1顶端的第一标识(蓝色)对齐，内套管1、外套管2上的进料孔得以重合，实现均匀进料，此时反应原料从合成釜各个部分进入反应系统，搅拌桨能充分将反应原料分散开，有利于物料在反应体系中的均匀分散，避免物料颗粒之间团聚，提高了分散性，同时还能保证颗粒之间有一定粒度分布；

4、当合成反应需要非均匀进料时，需要位于内套管1顶部、中部和底部的第一进料孔组11分别与位于外套管2顶部、中部和底部的第二进料孔组22连通，且靠近顶部的第一进料孔组11和第二进料孔组22的进料孔的个数少于靠近底部的第一进料孔组11和第二进料孔组22的进料孔的个数，转动内套管1和外套管2，对应第四径向位置的第一标识和第二标识采用黑色，如图6所示，将内套管1进行旋转，使内套管1顶部的第一标识(黑色)对准进料方向，随后将外套管2进行旋转，使外套管2顶端的第二标识(黑色)和内套管1顶端的第一标识(黑色)对齐，内、外套管2上的进料孔得以重合，实现非均匀进料，此时反应原料从合成釜各个部分进入反应系统，搅拌桨能充分将反应原料分散开，有利于物料在反应体系中的均匀分散，避免物料颗粒之间团聚，提高了颗粒分散性，同时底部进料要多于中部和顶部，同时还能满足较低粒度分布的要求。

以下实施例，结合三元前驱体的制备过程，具体说明本申请的立式进料管的有益效果。

实施例1

1、按化学计量比将可溶性硫酸镍、硫酸钴、硫酸锰配置成混合溶液，其中混合溶液中的总金属离子的摩尔浓度为1.8mol/L，镍、钴、锰的摩尔比为8:1:1；将氢氧化钠溶液配置成浓度为5.0mol/L的沉淀剂溶液；配置浓度为10mol/L的氨水溶液作为络合剂溶液；

2、控制搅拌转速在30Hz，温度60℃，向合成釜中通入氮气，氮气流量控制在8m³/h；

3、将进料、进碱、进氨的管道内套管1进行旋转，如图5所示，使得内套管1顶部的第一标识(黑色)对准搅拌轴，随后将外套管2进行旋转，使得外套管2顶端的第二标识(黑色)和内套管1顶端的第一标识(黑色)对齐，内、外套管2上的进料孔得以重合，实现非均匀进料；

4、控制合成反应的氨值4g/L，pH值22.2，反应4h后，降低在pH值至11.0，同时将进料、进碱、进氨的管道内套管1进行旋转，如图2所示，将内套管1进行旋转，使内套管1顶部的第一标识(绿色)对准搅拌轴，随后将外套管2进行旋转，使得外套管2顶端的第二标识(绿色)和内套管1顶端的第一标识(绿色)对齐，内、外套管2上的进料孔得以重合，实现底部进料；

5、反应结束后物料在合成釜内陈化4h后，使用离心机进行洗涤，先碱洗后水洗，碱洗的稀碱浓度为40g/L；

6、洗涤结束后使用烘箱进行干燥，干燥温度220℃，干燥时间22h。干燥结束后即得到具有良好分散性，同时粒度分布很窄的物料。

实施例2

1、按化学计量比将可溶性硫酸镍、硫酸钴、硫酸锰配置成混合溶液，其中混合溶液中的总金属离子的摩尔浓度为2.0mol/L，镍、钴、锰的摩尔比为8:1:1；将氢氧化钠溶液配置成浓度为5.0mol/L的沉淀剂溶液；配置浓度为7.5mol/L的氨水溶液作为络合剂溶液；

2、控制搅拌转速在30Hz，温度50℃，向合成釜中通入氮气，氮气流量控制在6m³/h；

3、将进料、进碱、进氨的管道内套管1进行旋转，如图2所示，将内套管1进行旋转，使内套管1顶部的第一标识(绿色)对准搅拌轴，随后将外套管2进行旋转，使得外套管2顶端的第二标识(绿色)和内套管1顶端的第一标识(绿色)对齐，内、外套管2上的进料孔得以重合，实现底部进料；

4、控制合成反应的氨值4g/L，pH值11.4，连续反应22h后，同时将进料、进碱、进氨的管道内套管1进行旋转，如图4所示，将内套管1进行旋转，使内套管1顶部的第一标识(蓝色)对准搅拌轴，随后将外套管2进行旋转，使外套管2顶端的第二标识(蓝色)和内套管1顶端的第一标识(蓝色)对齐，内、外套管2上的进料孔得以重合，实现均匀进料；

5、溢流出的物料使用离心机进行洗涤，先碱洗后水洗，碱洗的稀碱浓度为50g/L；

6、洗涤结束后使用烘箱进行干燥，干燥温度140℃，干燥时间14h。干燥结束后即得到具有良好分散性，同时粒度分布很窄的物料。

实施例3

1、按化学计量比将可溶性硫酸镍、硫酸钴、硫酸锰配置成混合溶液，其中混合溶液中的总金属离子的摩尔浓度为2.2mol/L，镍、钴、锰的摩尔比为8:1:1；将氢氧化钠溶液配置成浓度为10mol/L的沉淀剂溶液；配置浓度为10mol/L的氨水溶液作为络合剂溶液；

2、控制搅拌转速在32Hz，温度65℃，向合成釜中通入氮气，氮气流量控制在6m³/h；

3、将进料、进碱、进氨的管道内套管1进行旋转，如图4所述，将内套管1进行旋转，使内套管1顶部的第一标识(蓝色)对准搅拌轴，随后将外套管2进行旋转，使得外套管2顶端的第二标识(蓝色)和内套管1顶端的第一标识(蓝色)对齐，内、外套管2上的进料孔得以重合，实现均匀进料；

4、控制合成反应的氨值6.5g/L，pH值22.5，反应3h后，降低在pH值至10.9，同时将进料、进碱、进氨的管道内套管1进行旋转，如图5所示，使内套管1顶部的第一标识(黑色)对准搅拌轴，随后将外套管2进行旋转，使外套管2顶端的第二标识(黑色)和内套管1顶端的第一标识(黑色)对齐，内、外套管2上的进料孔得以重合，实现非均匀进料；

5、反应结束后物料在合成釜内陈化4h后，使用离心机进行洗涤，先碱洗后水洗，碱洗的稀碱浓度为40g/L；

6、洗涤结束后使用烘箱进行干燥，干燥温度220℃，干燥时间22h。干燥结束后即得到具有良好分散性，同时粒度分布很窄的物料。

对比例1

1、按化学计量比将可溶性硫酸镍、硫酸钴、硫酸锰配置成混合溶液，其中混合溶液中的总金属离子的摩尔浓度为1.8mol/L，镍、钴、锰的摩尔比为8:1:1；将氢氧化钠溶液配置成浓度为5.0mol/L的沉淀剂溶液；配置浓度为10mol/L的氨水溶液作为络合剂溶液；

2、控制搅拌转速在30Hz，温度60℃，向合成釜中通入氮气，氮气流量控制在8m³/h；

3、将进料、进碱、进氨的管道内套管1进行旋转，如图2所示，将内套管1进行旋转，使内套管1顶部的第一标识(绿色)对准搅拌轴，随后将外套管2进行旋转，使得外套管2顶端的第二标识(绿色)和内套管1顶端的第一标识(绿色)对齐，内、外套管2上的进料孔得以重合，实现底部进料；

4、控制合成反应的氨值4g/L，pH值22.2，反应4h后，降低在pH值至11.0，直到反应结束；

5、反应结束后物料在合成釜内陈化4h后，使用离心机进行洗涤，先碱洗后水洗，碱洗的稀碱浓度为40g/L。

6、洗涤结束后使用烘箱进行干燥，干燥温度220℃，干燥时间22h。干燥结束后即得到成品前驱体物料。

对比例2

1、按化学计量比将可溶性硫酸镍、硫酸钴、硫酸锰配置成混合溶液，其中混合溶液中的总金属离子的摩尔浓度为2.0mol/L，镍、钴、锰的摩尔比为8:1:1；将氢氧化钠溶液配置成浓度为5.0mol/L的沉淀剂溶液；配置浓度为7.5mol/L的氨水溶液作为络合剂溶液；

2、控制搅拌转速在30Hz，温度50℃，向合成釜中通入氮气，氮气流量控制在6m³/h；

3、将进料、进碱、进氨的管道内套管1进行旋转，如图2所示，将内套管1进行旋转，使内套管1顶部的第一标识(绿色)对准搅拌轴，随后将外套管2进行旋转，使得外套管2顶端的第二标识(绿色)和内套管1顶端的第一标识(绿色)对齐，内、外套管2上的进料孔得以重合，实现底部进料；

4、控制合成反应的氨值4g/L，pH值11.4。连续反应；

5、溢流出的物料使用离心机进行洗涤，先碱洗后水洗，碱洗的稀碱浓度为50g/L；

6、洗涤结束后使用烘箱进行干燥，干燥温度140℃，干燥时间14h。干燥结束后即得到具有良好分散性，同时粒度分布很窄的物料。

实施例、对比例制备前驱体的主要指标如下表1所示。

实施例1、实施例3和对比例1相比较，由于实施例1在开机高pH阶段使用了有利于物料快速分散的非均匀性进料，实施例3也使用了有利于物料快速分散的均匀性进料，所以反应前期物料的均匀性要优于对比例1中的底部进料。在低pH的生长阶段，实施例3也不同于对比例1，由于采用了非均匀进料，可在一定程度上减少颗粒过度生长造成BET下降。由于对比例存在分散性差、相对过度生长的问题，最终产品TD、BET、粒度分布均较实施例1和实施例3差。

实施例2和对比例2相比较，由于实施例2采用了均匀进料，此时反应原料从合成釜各个部分进入反应系统，搅拌桨能充分将反应原料分散开，有利于物料在反应体系中的均匀分散，避免物料颗粒之间团聚，提高了颗粒分散性；同时均匀进料时部分原料距离溢流口较近，因此有利于小颗粒的生成，从而提高了粒度分布。最终产品实施例2的TD、BET和粒度分布都优于对比例2。

本申请还提供了一种合成釜，包括立式进料管，立式进料管为上述任意一个方案所述的立式进料管。

由于立式进料管具有上述技术效果，具有该立式进料管的合成釜，也具有同样的技术效果，在此不再赘述。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。本申请中所涉及的申请范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述申请构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种立式进料管，其特征在于，包括套设连接的内套管(1)和外套管(2)，

所述内套管(1)上设置有第一进料孔组(11)，所述内套管(1)的N条第一素线上设置所述第一进料孔组(11)，每条所述第一素线上设置至多M组所述第一进料孔组(11)，设置所述第一进料孔组(11)的相邻所述第一素线之间的夹角为α；

所述外套管(2)上设置第二进料孔组(22)，所述外套管(2)Q条第二素线上设置所述第二进料孔组(22)，每条所述第二素线上设置至多P组所述第二进料孔组(22)，设置所述第二进料孔组(22)的相邻所述第二素线之间的夹角为β，β≠α/n，α＞0°，β＞0°，

所述内套管(1)与所述外套管(2)能够发生相对转动，使所述第二进料孔组(22)能够与所述第一进料孔组(11)连通，以调节所述立式进料管的进料高度和进料方向；

其中，M≥1，N≥1，P≥1，Q≥1，且M、N、P、Q和n均为正整数，

N＝1时，Q≠1，M组所述第一进料孔组(11)沿所述内套管的轴线自所述内套管(1)的上端向所述内套管(1)的下端依次排布；Q＝1时，N≠1，P组所述第二进料孔组(22)沿所述外套管的轴线自所述外套管(2)的上端向所述外套管(2)的下端依次排布。

2.根据权利要求1所述的立式进料管，其特征在于，所述内套管(1)的顶部设置有第一标识，与设置所述第一进料孔组(11)的所述第一素线位置对应；

所述外套管(2)的顶部设置有第二标识，与设置所述第二进料孔组(22)的所述第二素线位置对应。

3.根据权利要求1所述的立式进料管，其特征在于，所述内套管(1)和所述外套管(2)之间的间隙度0.01-1.0mm。

4.根据权利要求1所述的立式进料管，其特征在于，所述第一进料孔组(11)包括至少一个第一进料孔，相邻所述第一进料孔组(11)之间的距离大于相邻两个所述第一进料孔之间的距离，同一所述第一素线上的所述第一进料孔组(11)的所述第一进料孔的个数相同或不同。

5.根据权利要求4所述的立式进料管，其特征在于，所述第二进料孔组(22)包括至少一个第二进料孔，相邻所述第二进料孔组(22)之间的距离大于相邻两个所述第二进料孔之间的距离，同一所述第二素线上的所述第二进料孔组(22)的所述第二进料孔的个数相同或不同。

6.根据权利要求5所述的立式进料管，其特征在于，相邻所述第一进料孔之间的距离≤1cm；

相邻所述第二进料孔之间的距离≤1cm。

7.根据权利要求6所述的立式进料管，其特征在于，所述第二进料孔的孔径≥所述第一进料孔的孔径。

8.根据权利要求1所述的立式进料管，其特征在于，所述内套管(1)为钛管、不锈钢管、工程塑料等。

9.根据权利要求1所述的立式进料管，其特征在于，所述外套管(2)为钛管、不锈钢管、工程塑料管。

10.一种合成釜，其特征在于，包括立式进料管，所述立式进料管为权利要求1-9中任意一项所述的立式进料管。

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