CN116637382A - 一种用于磷酸锰铁锂的干燥装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及磷酸锰铁锂生产技术领域，且公开了一种用于磷酸锰铁锂的干燥装置，包括通道式雾化机构、导向式排气机构以及气体式控压结构。该用于磷酸锰铁锂的干燥装置，利用热风机输送的热风通过通道式雾化机构，能够利用热风形成的快速流动气体带动周围的磷酸锰铁锂液浆产生向上的排放，在与高速流动气体结合时，会使得磷酸锰铁锂液浆形成雾化状态，雾化后的微小液体颗粒又能够在高温气体作用下被干燥，液滴迅速汽化，形成粉状或颗粒状干制品，由于其利用热风机产生的动能便能够实现液体和气体的混合、雾化以及汽化，从而有效降低对控制设备的依赖程度，降低使用成本以及多组设备之间的事故发生率。
Description
技术领域
本发明涉及磷酸锰铁锂生产技术领域，具体为一种用于磷酸锰铁锂的干燥装置。
背景技术
磷酸铁锂有着高的能量密度，其理论比容量为170mAh/g，高安全性，是目前最安全的锂离子电池正极材料，不含对人体有害的金属元素；寿命长，在100％DOD下，可以充放电2000次以上；充电性能良好，价格低廉，环保。在制备磷酸铁锂时，需要对磨好的磷酸铁锂前驱体进行喷雾干燥，然后进行烧结。喷雾干燥是利用雾化器的作用，将溶液，乳浊液，悬浮液或膏糊状物料喷洒成极细的雾状液滴，在干燥介质中液滴迅速汽化，形成粉状或颗粒状干制品的一种干燥方法。
例如我国专利公告号CN217311963U公布了一种制备磷酸铁锂的喷雾干燥装，其主要结构包括干燥室主体、用于向干燥室主体的内部通热风的热风管道、用于将物料分散成细小雾滴的雾化器、用于排气的回收管、均匀设置在干燥室主体外侧壁上的支撑腿和安装在干燥室主体底端出料口的回转阀，所述干燥室主体的内部设置有滤网，所述滤网的下方设置有用于将物料打散的搅拌机构，且搅拌机构上设置有驱动机构，干燥效果好，效率高，可以避免物料结团，影响下料。
通过上述描述能够得知：上述制备磷酸铁锂的喷雾干燥装在进行干燥时，需要将磷酸锰铁锂液浆通过泵机按照一定速度打入到喷雾机中，而热风需要使用热风机打入到干燥室中，在工作时，需要控制器控制两者之间的混入比例，因此，其需要多个控制设备共同配合才能够实现定比例原料的干燥，使用成本以及事故发生率也会随之增加。
发明内容
（一）解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于磷酸锰铁锂的干燥装置，利用热风机输送的热风通过通道式雾化机构，能够利用热风形成的快速流动气体带动周围的磷酸锰铁锂液浆产生向上的排放，在与高速流动气体结合时，会使得磷酸锰铁锂液浆形成雾化状态，雾化后的微小液体颗粒又能够在高温气体作用下被干燥，液滴迅速汽化，形成粉状或颗粒状干制品，由于其利用热风机产生的动能便能够实现液体和气体的混合、雾化以及汽化，从而有效降低对控制设备的依赖程度，降低使用成本以及多组设备之间的事故发生率，解决了上述技术问题。
（二）技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于磷酸锰铁锂的干燥装置，包括底部安装有支腿的底部筒体、套放式卡在底部筒体顶端的顶部筒体、对应设置于底部筒体和顶部筒体内部的下干燥腔和上干燥腔、设置于底部筒体侧面且在打开后可向下干燥腔内部注入磷酸锰铁锂液浆的液浆注入口、设置于底部筒体底端中心的第一部件安装孔、设置于顶部筒体顶端中心的第二部件安装孔以及设置于底部筒体侧面的第三部件安装孔，还包括通道式雾化机构，贯通第一部件安装孔并延伸至下干燥腔内部，其内部设置有可对进入气体形成压缩，造成高压流动气体的锥形通气孔以及位于锥形通气孔外围的液体引流管道孔；导向式排气机构，固定安装于第二部件安装孔内部且底部结构延伸至上干燥腔内部，其内部设置有排放上干燥腔内部气体的总气体排放通道以及引导雾化混合物朝向外围运动的下锥形体；以及气体式控压结构，部分结构贯通第三部件安装孔，其内部设置有将下干燥腔一分为二的隔板以及利用螺旋弹簧控制位于下方的下干燥腔中液浆压力的阀板。
通过上述技术方案：利用热风机输送的热风通过通道式雾化机构，能够利用热风形成的快速流动气体带动周围的磷酸锰铁锂液浆产生向上的排放，在与高速流动气体结合时，会使得磷酸锰铁锂液浆形成雾化状态，雾化后的微小液体颗粒又能够在高温气体作用下被干燥，液滴迅速汽化，形成粉状或颗粒状干制品，由于其利用热风机产生的动能便能够实现液体和气体的混合、雾化以及汽化，从而有效降低对控制设备的依赖程度，降低使用成本以及多组设备之间的事故发生率。
优选的，所述通道式雾化机构包括贯通第一部件安装孔的柱状管道体，柱状管道体的外围通过一体式设计的安装板和螺栓固定安装于底部筒体底部，柱状管道体的顶部设置有锥形凸起结构，锥形凸起结构的外围设置有多个环形阵列式的斜向管道，柱状管道体的内部设置有底端开口的热风对接端口，锥形凸起结构的内部设置有锥形通气孔，斜向管道的内部设置有顶端与锥形通气孔顶部齐平的液体引流管道孔，所述锥形凸起结构和锥形通气孔由下而上的结构半径逐渐降低、且两者之间的倾斜角度一致，所述液体引流管道孔的底端与下干燥腔的底端之间存在一定间隙、且该间隙足以使得磷酸锰铁锂液浆随其进入至液体引流管道孔内部。
通过上述技术方案：使用时，需要将热风对接端口和用于产生高温气体的热风机的排放口对接，当热风机启动后，高温气体经过锥形通气孔的空间压缩效果，会使得气体在锥形通气孔的顶端形成高速流动的气体，此外，位于液体引流管道孔内部的液浆在高速流动气体周围形成的负压区域影响下，会向上流动，最后液浆会与高速流动气体相遇，形成液体的雾化，雾化后的微小液体颗粒又能够在高温气体作用下被干燥，液滴迅速汽化，形成粉状或颗粒状干制品。
优选的，所述导向式排气机构包括顶部结构贯通且固定于第二部件安装孔内部的空心管道体，空心管道体的底部延伸至上干燥腔内部且设置有由上而下半径逐步增加的上锥形体，上锥形体的底部设置有由上而下半径逐步降低的下锥形体，空心管道体的内部设置有上端开口的总气体排放通道，空心管道体的圆周面设置有多个分支气体排放通道，所述下锥形体的底部与锥形通气孔的顶端存在一定距离、且两者之间的中心线处于同一个垂线上，所述分支气体排放通道的孔径符合当其过滤固体颗粒物后使得气体向总气体排放通道内部排放。
通过上述技术方案：上干燥腔内部的高速流动气体能够沿分支气体排放通道和总气体排放通道实现及时排放，而当粉状或颗粒状干制品在重力作用下落在上锥形体表面后，能够沿表面向下滑落至锥形通气孔的周边结构表面，实现集中收集，当然，当雾化混合物流动至下锥形体部位时，会沿下锥形体的斜面而斜向上流动，从而降低粉状或颗粒状干制品反流至锥形通气孔内部的现象的发生。
优选的，所述气体式控压结构包括隔板，所述隔板的中心设置有可对应卡放在锥形凸起结构中部区域的套孔，隔板的一侧设置有贯通第三部件安装孔的连接体，连接体的端部设置有向外延伸的延伸管道体，所述隔板的内部设置有位于套孔外围的环形气体流动腔，环形气体流动腔的底部通过多个排气孔连通隔板的下方空间，延伸管道体的中部设置有向环形气体流动腔中注入气体的气体流动孔，气体流动孔的一个水平端部设置有部件活动腔，部件活动腔的内部安放有可沿其轴向活动的阀板，部件活动腔的尾部设置有用于排放气体流动孔中气体的气体外放孔，阀板的一端安放有对其产生以一定压力堵塞在气体流动孔端部结构的螺旋弹簧，阀板的板体中设置有多个用于气体流动的气体转移孔，所述气体转移孔位于气体流动孔和阀板边缘部位之间的区域中，所述螺旋弹簧的弹性强度使得进入至下干燥腔内部的气压对位于该部位的液浆产生的压力足以使得液浆运动至液体引流管道孔顶端附近结构中。
通过上述技术方案：当磷酸锰铁锂的液浆注入到下干燥腔对应区域内部后，可将气体流动孔的进气端口与一个鼓风机的排气口对接，当鼓风机产生的高压气体进入至下干燥腔内部后，会产生压力使得液浆能够在该压力的作用下流动至液体引流管道孔顶端附近结构中，而鼓风机持续产生的高压气体一旦大于该压力，会使得阀板向一侧移动，多余气体能够沿气体转移孔和气体外放孔向外排放，由于液浆大多都是流动阻力比较大的介质，利用该方式能够降低对高速流动气体的高压区间要求，使得液浆的雾化更加简单快捷，从而降低雾化难度。
与现有技术相比，本发明提供了一种用于磷酸锰铁锂的干燥装置，具备以下有益效果：
该用于磷酸锰铁锂的干燥装置，利用热风机输送的热风通过通道式雾化机构，能够利用热风形成的快速流动气体带动周围的磷酸锰铁锂液浆产生向上的排放，在与高速流动气体结合时，会使得磷酸锰铁锂液浆形成雾化状态，雾化后的微小液体颗粒又能够在高温气体作用下被干燥，液滴迅速汽化，形成粉状或颗粒状干制品，由于其利用热风机产生的动能便能够实现液体和气体的混合、雾化以及汽化，从而有效降低对控制设备的依赖程度，降低使用成本以及多组设备之间的事故发生率。
附图说明
图1为本发明的全剖结构示意图；
图2为本发明的立体图；
图3为本发明中通道式雾化机构的立体图；
图4为本发明中通道式雾化机构的全剖结构示意图；
图5为本发明中导向式排气机构的立体图；
图6为本发明中气体式控压结构的全剖结构示意图。
其中：1、底部筒体；2、支腿；3、顶部筒体；4、下干燥腔；5、上干燥腔；6、第一部件安装孔；7、第二部件安装孔；8、第三部件安装孔；9、液浆注入口；10、通道式雾化机构；101、柱状管道体；102、安装板；103、锥形凸起结构；104、斜向管道；105、热风对接端口；106、锥形通气孔；107、液体引流管道孔；11、导向式排气机构；111、空心管道体；112、上锥形体；113、下锥形体；114、总气体排放通道；115、分支气体排放通道；12、气体式控压结构；121、隔板；122、套孔；123、连接体；124、延伸管道体；125、气体流动孔；126、环形气体流动腔；127、排气孔；128、部件活动腔；129、阀板；1210、气体转移孔；1211、螺旋弹簧；1212、气体外放孔。
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。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1和图2，一种用于磷酸锰铁锂的干燥装置，包括底部安装有支腿2的底部筒体1、套放式卡在底部筒体1顶端的顶部筒体3、对应设置于底部筒体1和顶部筒体3内部的下干燥腔4和上干燥腔5、设置于底部筒体1侧面且在打开后可向下干燥腔4内部注入磷酸锰铁锂液浆的液浆注入口9、设置于底部筒体1底端中心的第一部件安装孔6、设置于顶部筒体3顶端中心的第二部件安装孔7以及设置于底部筒体1侧面的第三部件安装孔8，还包括通道式雾化机构10，贯通第一部件安装孔6并延伸至下干燥腔4内部，其内部设置有可对进入气体形成压缩，造成高压流动气体的锥形通气孔106以及位于锥形通气孔106外围的液体引流管道孔107；导向式排气机构11，固定安装于第二部件安装孔7内部且底部结构延伸至上干燥腔5内部，其内部设置有排放上干燥腔5内部气体的总气体排放通道114以及引导雾化混合物朝向外围运动的下锥形体113；以及气体式控压结构12，部分结构贯通第三部件安装孔8，其内部设置有将下干燥腔4一分为二的隔板121以及利用螺旋弹簧1211控制位于下方的下干燥腔4中液浆压力的阀板129。
请参阅图3和图4，所述通道式雾化机构10包括贯通第一部件安装孔6的柱状管道体101，柱状管道体101的外围通过一体式设计的安装板102和螺栓固定安装于底部筒体1底部，柱状管道体101的顶部设置有锥形凸起结构103，锥形凸起结构103的外围设置有多个环形阵列式的斜向管道104，柱状管道体101的内部设置有底端开口的热风对接端口105，锥形凸起结构103的内部设置有锥形通气孔106，斜向管道104的内部设置有顶端与锥形通气孔106顶部齐平的液体引流管道孔107，所述锥形凸起结构103和锥形通气孔106由下而上的结构半径逐渐降低、且两者之间的倾斜角度一致，所述液体引流管道孔107的底端与下干燥腔4的底端之间存在一定间隙、且该间隙足以使得磷酸锰铁锂液浆随其进入至液体引流管道孔107内部。
请参阅图5，所述导向式排气机构11包括顶部结构贯通且固定于第二部件安装孔7内部的空心管道体111，空心管道体111的底部延伸至上干燥腔5内部且设置有由上而下半径逐步增加的上锥形体112，上锥形体112的底部设置有由上而下半径逐步降低的下锥形体113，空心管道体111的内部设置有上端开口的总气体排放通道114，空心管道体111的圆周面设置有多个分支气体排放通道115，所述下锥形体113的底部与锥形通气孔106的顶端存在一定距离、且两者之间的中心线处于同一个垂线上，所述分支气体排放通道115的孔径符合当其过滤固体颗粒物后使得气体向总气体排放通道114内部排放。
请参阅图6，所述气体式控压结构12包括隔板121，所述隔板121的中心设置有可对应卡放在锥形凸起结构103中部区域的套孔122，隔板121的一侧设置有贯通第三部件安装孔8的连接体123，连接体123的端部设置有向外延伸的延伸管道体124，所述隔板121的内部设置有位于套孔122外围的环形气体流动腔126，环形气体流动腔126的底部通过多个排气孔127连通隔板121的下方空间，延伸管道体124的中部设置有向环形气体流动腔126中注入气体的气体流动孔125，气体流动孔125的一个水平端部设置有部件活动腔128，部件活动腔128的内部安放有可沿其轴向活动的阀板129，部件活动腔128的尾部设置有用于排放气体流动孔125中气体的气体外放孔1212，阀板129的一端安放有对其产生以一定压力堵塞在气体流动孔125端部结构的螺旋弹簧1211，阀板129的板体中设置有多个用于气体流动的气体转移孔1210，所述气体转移孔1210位于气体流动孔125和阀板129边缘部位之间的区域中，所述螺旋弹簧1211的弹性强度使得进入至下干燥腔4内部的气压对位于该部位的液浆产生的压力足以使得液浆运动至液体引流管道孔107顶端附近结构中。
在使用时，将磷酸锰铁锂的液浆按照一定量注入到下干燥腔4内部，注入后，需要液浆淹没液体引流管道孔107的底部端口，同时需要低于排气孔127的高度，而后启动鼓风机，使得液浆能够流动至液体引流管道孔107顶部端口附近，再启动热风机，并控制热风的温度，高温气体经过锥形通气孔106的空间压缩效果，会使得气体在锥形通气孔106的顶端形成高速流动的气体，此外，位于液体引流管道孔107内部的液浆在高速流动气体周围形成的负压区域影响下，会向上流动，最后液浆会与高速流动气体相遇，形成液体的雾化，雾化后的微小液体颗粒又能够在高温气体作用下被干燥，液滴迅速汽化，形成粉状或颗粒状干制品，完毕后，关闭各组仪器，打开顶部筒体3，即可取出粉状或颗粒状干制品。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种用于磷酸锰铁锂的干燥装置，包括底部安装有支腿（2）的底部筒体（1）、套放式卡在底部筒体（1）顶端的顶部筒体（3）、对应设置于底部筒体（1）和顶部筒体（3）内部的下干燥腔（4）和上干燥腔（5）、设置于底部筒体（1）侧面且在打开后可向下干燥腔（4）内部注入磷酸锰铁锂液浆的液浆注入口（9）、设置于底部筒体（1）底端中心的第一部件安装孔（6）、设置于顶部筒体（3）顶端中心的第二部件安装孔（7）以及设置于底部筒体（1）侧面的第三部件安装孔（8），其特征在于：还包括
通道式雾化机构（10），贯通第一部件安装孔（6）并延伸至下干燥腔（4）内部，其内部设置有可对进入气体形成压缩，造成高压流动气体的锥形通气孔（106）以及位于锥形通气孔（106）外围的液体引流管道孔（107）；
导向式排气机构（11），固定安装于第二部件安装孔（7）内部且底部结构延伸至上干燥腔（5）内部，其内部设置有排放上干燥腔（5）内部气体的总气体排放通道（114）以及引导雾化混合物朝向外围运动的下锥形体（113）；
以及气体式控压结构（12），部分结构贯通第三部件安装孔（8），其内部设置有将下干燥腔（4）一分为二的隔板（121）以及利用螺旋弹簧（1211）控制位于下方的下干燥腔（4）中液浆压力的阀板（129）。
2.根据权利要求1所述的一种用于磷酸锰铁锂的干燥装置，其特征在于：所述通道式雾化机构（10）包括贯通第一部件安装孔（6）的柱状管道体（101），柱状管道体（101）的外围通过一体式设计的安装板（102）和螺栓固定安装于底部筒体（1）底部，柱状管道体（101）的顶部设置有锥形凸起结构（103），锥形凸起结构（103）的外围设置有多个环形阵列式的斜向管道（104），柱状管道体（101）的内部设置有底端开口的热风对接端口（105），锥形凸起结构（103）的内部设置有锥形通气孔（106），斜向管道（104）的内部设置有顶端与锥形通气孔（106）顶部齐平的液体引流管道孔（107）。
3.根据权利要求2所述的一种用于磷酸锰铁锂的干燥装置，其特征在于：所述锥形凸起结构（103）和锥形通气孔（106）由下而上的结构半径逐渐降低、且两者之间的倾斜角度一致。
4.根据权利要求3所述的一种用于磷酸锰铁锂的干燥装置，其特征在于：所述液体引流管道孔（107）的底端与下干燥腔（4）的底端之间存在一定间隙、且该间隙足以使得磷酸锰铁锂液浆随其进入至液体引流管道孔（107）内部。
5.根据权利要求4所述的一种用于磷酸锰铁锂的干燥装置，其特征在于：所述导向式排气机构（11）包括顶部结构贯通且固定于第二部件安装孔（7）内部的空心管道体（111），空心管道体（111）的底部延伸至上干燥腔（5）内部且设置有由上而下半径逐步增加的上锥形体（112），上锥形体（112）的底部设置有由上而下半径逐步降低的下锥形体（113），空心管道体（111）的内部设置有上端开口的总气体排放通道（114），空心管道体（111）的圆周面设置有多个分支气体排放通道（115）。
6.根据权利要求5所述的一种用于磷酸锰铁锂的干燥装置，其特征在于：所述下锥形体（113）的底部与锥形通气孔（106）的顶端存在一定距离、且两者之间的中心线处于同一个垂线上。
7.根据权利要求6所述的一种用于磷酸锰铁锂的干燥装置，其特征在于：所述分支气体排放通道（115）的孔径符合当其过滤固体颗粒物后使得气体向总气体排放通道（114）内部排放。
8.根据权利要求7所述的一种用于磷酸锰铁锂的干燥装置，其特征在于：所述气体式控压结构（12）包括隔板（121），所述隔板（121）的中心设置有可对应卡放在锥形凸起结构（103）中部区域的套孔（122），隔板（121）的一侧设置有贯通第三部件安装孔（8）的连接体（123），连接体（123）的端部设置有向外延伸的延伸管道体（124），所述隔板（121）的内部设置有位于套孔（122）外围的环形气体流动腔（126），环形气体流动腔（126）的底部通过多个排气孔（127）连通隔板（121）的下方空间，延伸管道体（124）的中部设置有向环形气体流动腔（126）中注入气体的气体流动孔（125），气体流动孔（125）的一个水平端部设置有部件活动腔（128），部件活动腔（128）的内部安放有可沿其轴向活动的阀板（129），部件活动腔（128）的尾部设置有用于排放气体流动孔（125）中气体的气体外放孔（1212），阀板（129）的一端安放有对其产生以一定压力堵塞在气体流动孔（125）端部结构的螺旋弹簧（1211），阀板（129）的板体中设置有多个用于气体流动的气体转移孔（1210）。
9.根据权利要求8所述的一种用于磷酸锰铁锂的干燥装置，其特征在于：所述气体转移孔（1210）位于气体流动孔（125）和阀板（129）边缘部位之间的区域中。
10.根据权利要求9所述的一种用于磷酸锰铁锂的干燥装置，其特征在于：所述螺旋弹簧（1211）的弹性强度使得进入至下干燥腔（4）内部的气压对位于该部位的液浆产生的压力足以使得液浆运动至液体引流管道孔（107）顶端附近结构中。
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