CN204365177U - 一种搅拌装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于锂离子电池生产设备技术领域，尤其涉及一种搅拌装置，包括加料机构和搅拌机构，所述加料机构与所述搅拌机构连接，还包括微波热融机构，所述搅拌机构和所述微波热融机构连接。相对于现有技术，本实用新型通过设置微波热融机构，充分利用微波的穿透性和热效应，可迅速提高反应釜内粉料的温度，使高粘度粉料分散速度更快，混合更均匀，克服了现有技术中采用水作为加热介质导致的粉料分散不均匀、粉料易凝结、混合时间长和搅拌效率低等不足，最终提高粉料搅拌质量的一致性和稳定性。

Description

一种搅拌装置

技术领域

本实用新型属于锂离子电池生产设备技术领域，尤其涉及一种搅拌装置。

背景技术

在锂离子电池的生产制造过程中，需要采用搅拌装置将多种粉料均匀混合以满足相应的工艺需求。但是在实际的生产过程中，有些待搅拌的粉料相互混合后会发生剧烈的黏合反应，生成的固态混合物粘度急剧增加，甚至可高达几百万厘泊，采用传统的搅拌设备搅拌时会存在以下问题：

第一，搅拌时，该设备会受到极大的粘滞阻力，造成粉料混合搅拌的时间长，工作效率低，同时还容易产生粉料混合不均匀的问题，甚至出现根本无法搅动的局面，大大缩短了搅拌轴的使用寿命，增加了生产成本；

第二，传统的搅拌设备加料时需打开加料口，这会破坏反应釜内的环境，造成高温粉料被氧化，使制得的固态浆料质量不能满足要求。

为了解决上述第二个问题，申请号为201120145190.8的中国专利申请公开了一种搅拌装置，其能够在不受外界环境干扰的密闭条件下，将两种粉料分批次分别加入搅拌机构中进行搅拌，从而实现不同粉料的高效、连续混合，但是，该装置还存在以下几个问题：

第一，该装置需要多个储料仓，体积大，管路复杂；

第二，该装置无法实时监控储料仓内的料位，因此加料时间无法判定；

第三，该装置无粉料过滤和清除装置，电动螺杆容易堵塞；

第四，该装置采用水作为加热介质，其所能达到的加热温度有限，而且升温慢，粉料易凝结；

第五，该装置中的搅拌机构无法实现高粘度粉料的搅拌。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对现有技术的不足而提供一种搅拌装置，其通过微波热融机构的设置，使得搅拌机构内的粉料在微波的作用下迅速处于热熔状态，升温速度快，从而提升了粉料在搅拌过程中的分散速度，克服了现有技术中采用水作为加热介质导致的粉料分散不均匀、粉料易凝结、混合时间长和搅拌效率低等不足，最终提高粉料搅拌质量的一致性和稳定性。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种搅拌装置，包括加料机构和搅拌机构，所述加料机构与所述搅拌机构连接，该搅拌装置还包括微波热融机构，所述搅拌机构和所述微波热融机构连接。

作为本实用新型搅拌装置的一种改进，所述加料机构包括储料仓、送料管和电动螺杆，所述储料仓包括由隔板隔开的第一储料仓和第二储料仓，所述送料管的入口与所述储料仓的底部连接，所述送料管的出口与所述搅拌机构连接，所述电动螺杆设置于所述送料管内。

作为本实用新型搅拌装置的一种改进，所述第一储料仓和所述第二储料仓均设置为密闭的腔体，并且所述第一储料仓的顶部设置有第一真空接口、第一加料口和第一保护气体接口，所述第二储料仓的顶部设置有第二真空接口、第二加料口和第二保护气体接口，所述送料管上设置有真空吸料口，所述储料仓与所述送料管密封连接。

作为本实用新型搅拌装置的一种改进，所述第一储料仓和所述第二储料仓的下端分别设置有第一控制阀门和第二控制阀门，所述真空吸料口内设置有常闭电控开关；所述第一控制阀门和所述第二控制阀门的下部均设置有重量传感器。

作为本实用新型搅拌装置的一种改进，所述送料管里还设置有超声波筛网，所述超声波筛网设置于所述储料仓和所述电动螺杆之间，以所述超声波筛网所在平面为分界面，位于所述分界面的两侧的所述送料管上均设置有所述真空吸料口；所述超声波筛网上设置有时间定时器，并且所述超声波筛网与所述时间定时器电连接。

作为本实用新型搅拌装置的一种改进，所述搅拌机构包括反应釜、公转轴、自转轴、驱动电机和行星架；

所述反应釜包括反应釜上部和反应釜下部，所述反应釜上部和所述反应釜下部通过固定条密封连接，所述反应釜上部与所述送料管的出口连接；

所述公转轴和所述自转轴均设置于所述反应釜内，所述公转轴的顶部依次经过所述反应釜上部的顶盖和所述行星架后与所述驱动电机的输出轴连接；所述自转轴设置于所述公转轴的两侧，并且所述自转轴的顶部依次经过所述反应釜上部的顶盖和所述行星架后与所述驱动电机的输出轴连接；所述公转轴和所述自转轴均与所述行星架密封连接；

所述反应釜上设置有溃能口，所述反应釜通过所述溃能口与所述微波热融机构连接。

作为本实用新型搅拌装置的一种改进，所述溃能口设置于所述反应釜下部的侧壁上。

作为本实用新型搅拌装置的一种改进，所述反应釜上部的顶盖上设置有热电偶和红外料位传感器；所述反应釜上部设置有观察窗。

作为本实用新型搅拌装置的一种改进，所述公转轴设置为双行星搅拌桨，所述自转轴的下部设置有锯齿形分散盘。

作为本实用新型搅拌装置的一种改进，所述微波热熔机构包括微波仓和磁控管微波发生器，所述磁控管微波发生器设置于所述微波仓的内部，并且所述微波仓与所述溃能口密封连接。

相对于现有技术，本实用新型通过设置微波热融机构，充分利用微波的穿透性和热效应，可迅速提高反应釜内粉料的温度，使高粘度粉料分散速度更快，混合更均匀，克服了现有技术中采用水作为加热介质导致的粉料分散不均匀、粉料易凝结、混合时间长和搅拌效率低等不足，最终提高粉料搅拌质量的一致性和稳定性。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型中加料机构的结构示意图。

其中：

1-加料机构；

   11-储料仓；

      111-第一储料仓，112-第二储料仓，113-隔板，114-第一真空接口，115-第一加料口，116-第一保护气体接口，117-第二真空接口，118-第二加料口，119-第二保护气体接口；

   12-送料管；

       120-真空吸料口，121-常闭电控开关；

   13-电动螺杆；

   14-第一控制阀门；

   15-第二控制阀门；

16-重量传感器；

17-超声波筛网；

18-时间定时器；

2-搅拌机构；

   21-反应釜；

      211-反应釜上部，212-反应釜下部，213-固定条，214-溃能口；

   22-公转轴；

23-自转轴；

24-驱动电机；

25-行星架；

26-热电偶；

27-红外料位传感器；

28-观察窗；

29-锯齿形分散盘；

3-微波热融机构；

  31-微波仓；

32-磁控管微波发生器；

4-第一粉料；

5-第二粉料。

具体实施方式

如图1和图2所示，本实用新型提供的一种搅拌装置，包括加料机构1和搅拌机构2，加料机构1与搅拌机构2连接，该搅拌装置还包括微波热融机构3，搅拌机构2和微波热融机构3连接。

其中，加料机构1用于加入不同粉料，搅拌机构2用于分散和混合粉料，微波热融机构3用于迅速提升高粘度粉料的温度。

本实施例中，加料机构1设置为密闭分步式加料机构，其包括储料仓11、送料管12和电动螺杆13，储料仓11包括由隔板113隔开的相互独立的第一储料仓111和第二储料仓112，送料管12的入口与储料仓11（即第一储料仓111和第二储料仓112）的底部连接，送料管12的出口与搅拌机构2连接，电动螺杆13设置于送料管12内，电动螺杆13用于定量传输粉料。隔板113将储料仓11一分为二，可节约空间和成本。隔板113的形状为T字形，其横部位于储料仓11的出料口处，该横部的移动由下述的第一控制阀门14和第二控制阀门15控制。

第一储料仓111和第二储料仓112均设置为密闭的腔体，并且第一储料仓111的顶部设置有第一真空接口114、第一加料口115和第一保护气体接口116，第二储料仓112的顶部设置有第二真空接口117、第二加料口118和第二保护气体接口119，送料管12上设置有真空吸料口120，储料仓11与送料管12密封连接，即储料仓11与送料管12的连接处是密封的，以防止外界空气从该连接处进入。

其中，第一真空接口114和第二真空接口117用于与抽真空装置连接，以实现对整个搅拌装置的抽真空，第一加料口115和第二加料口118分别用于向第一储料仓111和第二储料仓112中加入粉料，第一保护气体接口116和第二保护气体接口119用于连接保护气体供应设备，以实现向整个搅拌装置注入保护气体（如惰性气体）。第一真空接口114、第二真空接口117、第一保护气体接口116和第二保护气体接口119的设置能够为密闭分步式加料机构提供适宜的气体氛围，避免易被氧化的粉料与空气接触造成的被氧化等不利后果。通过与真空吸料口120连接的吸附装置可以将送料管12内的残余粉料及时吸出，避免了不同粉料分别通过送料管12时发生的黏合反应而造成的送料管12堵塞的情况的发生。

第一储料仓111和第二储料仓112的下端分别设置有第一控制阀门14和第二控制阀门15，分别用于控制第一储料仓111和第二储料仓112向送料管12送料；送料管12则用于传输粉料。真空吸料口120内设置有常闭电控开关121，用于控制真空吸料口120的开启和关闭。第一控制阀门14和第二控制阀门15的下部均设置有重量传感器16，用于实时反馈第一储料仓111和第二储料仓112内的粉料重量，视用料情况对第一储料仓111或第二储料仓112补充粉料，此外还可以对每次加入送料管12的粉料重量进行监控。

送料管12里还设置有超声波筛网17，超声波筛网17设置于储料仓11和电动螺杆13之间，以超声波筛网17所在平面为分界面，位于分界面的两侧的送料管12上均设置有真空吸料口120；超声波筛网17上设置有时间定时器18，并且超声波筛网17与时间定时器18电连接，时间定时器18用于控制超声波筛网17的定时开启和关闭。超声波筛网17用于过滤粉料，以防止大颗粒粉料进入电动螺杆13后堵塞电动螺杆13。位于分界面的两侧的送料管12上均设置有真空吸料口120是因为设置超声波筛网17之后，如果仅仅在储料仓11和超声波筛网17之间的送料管12设置真空吸料口120，则残留在电动螺杆13内的粉料很难通过超声波筛网17被真空吸料口120清除；同理，如果仅仅在电动螺杆13和超声波筛网17之间的送料管12设置真空吸料口120，则残留在送料管12的位于储料仓11和超声波筛网17之间区域内的粉料很难通过超声波筛网17被真空吸料口120清除。

本实施例中，送料管12的截面形状为L形，超声波筛网17设置于L形的送料管12的横部上，电动螺杆13则设置于L形的送料管12的竖部上，并且超声波筛网17所在平面与电动螺杆13的长和宽所在的平面平行。

需要说明的是，本实用新型提供的搅拌装置中也可以不设置超声波筛网17，此时则可在送料管12上只设置一个真空吸料口120（当然也可以设置多个）。

搅拌机构2包括反应釜21、公转轴22、自转轴23、驱动电机24和行星架25；

反应釜21包括反应釜上部211和反应釜下部212，反应釜上部211和反应釜212下部通过固定条213密封连接，反应釜上部211与送料管12的出口连接，并且送料管12与反应釜上部211接触的部分进行了密封处理，以防止外界空气从该接触部分进入反应釜21中。

公转轴22和自转轴23均设置于反应釜21内，公转轴22的顶部依次经过反应釜上部211的顶盖和行星架25后与驱动电机24的输出轴连接；本实施例中，自转轴23设置为两个，并且两个自转轴23以公转轴22的中心线为对称轴对称地设置于公转轴22的两侧，自转轴23的顶部依次经过反应釜上部211的顶盖和行星架25后与驱动电机24的输出轴连接；公转轴22和自转轴23均与行星架25密封连接，即公转轴22和行星架25的接触部分进行了密封处理，以防止外界空气从该接触部分进入反应釜21中，且自转轴23和行星架25的接触部分也进行了密封处理，以防止外界空气从该接触部分进入反应釜21中。

反应釜21上设置有溃能口214，反应釜21通过溃能口214与微波热融机构3连接。

溃能口214设置于反应釜下部212的侧壁上，这是优选的方式，因为粉料进入反应釜21后，由于重力作用，基本沉降在反应釜下部212，因此与微波热熔机构3连接的溃能口214设置在反应釜下部212时，微波热熔机构3可以直接对粉料加热，而溃能口214设置在其他位置，则只能通过热辐射，加热不够直接。

公转轴22和自转轴23的设置更有利于高粘度浆料的搅拌。

反应釜上部211的顶盖上设置有热电偶26和红外料位传感器27；反应釜上部211设置有观察窗28。热电偶26用于监测反应釜21内的温度，观察窗28为观察反应釜21内的反应状况提供了窗口，红外料位传感器27则用于监测反应釜21内的料位高度。

公转轴22设置为双行星搅拌桨，自转轴23的下部设置有锯齿形分散盘29，这些结构提供的剪切力和捏合力更大，从而实现更好的分散效果。

微波热熔机构3包括微波仓31和磁控管微波发生器32，磁控管微波发生器32设置于微波仓31的内部，并且微波仓31与溃能口214密封连接，即微波仓31与溃能口214的连接处是密封的，以防止外界的空气从该连接处进入到反应釜21中，使得反应釜21内的物质被氧化。磁控管微波发生器32用于发射微波以加热反应釜21内的粉料，利用微波的穿透性和热效应，可迅速提高反应釜21内粉料的温度，使高粘度粉料分散速度更快，混合更均匀。

本实用新型的具体工作过程如下：

第一步，将第一粉料4和第二粉料5分别通过第一加料口115和第二加料口118加入第一储料仓111和第二储料仓112内，将抽真空装置与第一真空接口114和第二真空接口117分别连接后，对第一储料仓111和第二储料仓112进行抽真空处理，然后，通过第一保护气体接口116和第二保护气体接口119分别向第一储料仓111和第二储料仓112内通入保护气体，以避免运行时空气进入搅拌机构2，造成高温熔融粉料氧化。然后，打开第一控制阀门14，此时第二控制阀门15处于关闭状态，第一粉料4进入送料管12中，通过重量传感器16控制加料量。启动超声波筛网17和时间定时器18，经预设时间的振动，过滤后的第一粉料4由电动螺杆13传送至搅拌机构2中的反应釜21内；

第二步，启动驱动电机24、自转轴23、公转轴22和磁控管微波发生器32，经第一步操作加入的第一粉料4在自转轴23和公转轴22的联合搅动下，将会受到强烈的剪切和捏合作用，同时，微波仓31内的磁控管微波发生器32辐射产生的高频振荡通过溃能口214对第一粉料4进行加热，从而提升分散速度，使得搅拌更加均匀。红外料位传感器27可以实时监测反应釜下部212内的料位高度。热电偶26可监控和反馈反应釜21内的温度，根据监测到的反应釜21的内部温度调节磁控管微波发生器32的能量。通过观察窗28可实时监测第一粉料4的状态，待首次加入的第一粉料4完全处于熔融状态后，再次重复第一步中的加料操作和本步骤中的热熔搅拌操作，依此类推，直至适量的第一粉料4全部加入搅拌机构2中的反应釜21中。第一粉料4的整个加料、搅拌及热熔操作均处于密闭状态；

第三步，待搅拌机构2中的反应釜21内的第一粉料4全部处于熔融状态后，开启常闭电控开关121，超声波筛网17、电动螺杆13及送料管12中残留的第一粉料4由真空吸料口120吸走，避免残留的第一粉料4与新加入的第二粉料5反应生成高粘度固态混合物造成堵塞。该过程完成后，关闭常闭电控开关121，启动第二控制阀门15，此时第一控制阀门14处于关闭状态，第二粉料5进入送料管12中，通过重量传感器16控制加料量。启动超声波筛网17和时间定时器18，使得第二粉料5经过电动螺杆13分批次的传送至搅拌机构2的反应釜21中。相比第二步中第一粉料4的热熔和搅拌操作，此步骤中需调大自转轴23和公转轴22的转速，加大磁控管微波发生器32的能量，使得加入的第二粉料5能与熔融的第一粉料4分散均匀。依此类推，直至第二储料仓112内的第二粉料5全部加入搅拌机构2的反应釜21中。整个第二粉料5的加料、搅拌及热熔操作均处于密闭状态。

由此可见，本实用新型可以实现密闭分步加料、热熔及搅拌操作。

总之，本实用新型具有如下优势：

第一，本实用新型的搅拌装置将第一储料仓111和第二储料仓112合二为一，体积较小，管路也较为简单，因此可节约空间和成本；

第二，本实用新型通过在分别位于第一储料仓111和第二储料仓112的下端的第一控制阀门14和第二控制阀门15的下部设置重量传感器16，当第一储料仓111或第二储料仓112内粉料重量降低至一定值时可自动加料，从而解决了现有技术中无法实时监控储料仓11内料位，加料时间无法判定的缺点；

第三，本实用新型通过设置超声波筛网17，其可过滤粉料，粉料中的大颗粒或杂质就无法进入电动螺杆13，此外送料管12中的残余粉料还可从真空吸料口120被吸附装置吸走，因此电动螺杆13不会被堵塞；

第四，也是最重要的一点，那就是，本实用新型采用微波加热，升温快，粉料能够迅速达到指定温度，从而提升了粉料在搅拌过程中的分散速度，并保证了公转轴和自转轴的使用寿命，实现了不同粉料的高效、连续混合，从而克服了现有技术中的粉料分散不均匀、混合时间长和搅拌效率低的不足，最终提高粉料搅拌质量的一致性和稳定性。

第五，本实用新型采用双行星搅拌桨可实现高粘度粉料的搅拌。

第六，本实用新型中的整个加料、搅拌及热熔操作均处于密闭状态，且经过抽真空和充入保护气体可以防止熔融粉料被氧化，使制得的固态浆料质量能满足要求。

总之，采用本实用新型可以实现密闭空间内不同粉料的分步加入，结合微波作用可使得粉料迅速处于热熔状态，提升了粉料在搅拌过程中的分散速度，克服了现有技术中的粉料分散不均匀、混合时间长、搅拌效率低及熔融粉料易被氧化的不足，最终提高粉料搅拌质量的一致性和稳定性。

需要说明的是，以上只是简单的举例，对本实用新型没有任何的限定。因此，在其不脱离本实用新型的目的的情况下进行的变形和改进都属本实用新型的权利范围内。

例如，本实用新型并不限定粉料的具体类别，其目的是针对粘度属于高粘度范围的粉料进行热熔搅拌操作。

例如，本实用新型中超声波筛网17还可以采用其他具有丝网结构的形式，数量没有任何限制，其目的是以设定的速度过滤粉料。

例如，本实用新型中电动螺杆13还可以采用其他结构的送料方式，其目的是以设定的速度传送粉料。

例如，本实用新型中对于真空吸料口120的结构形式和数量没有任何限制，其目的是可以吸走残留的粉料。

例如，本实用新型对于自转轴23和公转轴22的数量没有任何限制，其目的是提升粉料搅拌的质量。

例如，储料仓11中通过隔板113分隔成的分仓的数量还可以是三个，四个，甚至更多，以适用于不同的加料要求。

Claims (10)

1.一种搅拌装置，包括加料机构和搅拌机构，所述加料机构与所述搅拌机构连接，其特征在于：还包括微波热融机构，所述搅拌机构和所述微波热融机构连接。

2.根据权利要求1所述的搅拌装置，其特征在于：所述加料机构包括储料仓、送料管和电动螺杆，所述储料仓包括由隔板隔开的第一储料仓和第二储料仓，所述送料管的入口与所述储料仓的底部连接，所述送料管的出口与所述搅拌机构连接，所述电动螺杆设置于所述送料管内。

3.根据权利要求2所述的搅拌装置，其特征在于：所述第一储料仓和所述第二储料仓均设置为密闭的腔体，并且所述第一储料仓的顶部设置有第一真空接口、第一加料口和第一保护气体接口，所述第二储料仓的顶部设置有第二真空接口、第二加料口和第二保护气体接口，所述送料管上设置有真空吸料口，所述储料仓与所述送料管密封连接。

4.根据权利要求3所述的搅拌装置，其特征在于：所述第一储料仓和所述第二储料仓的下端分别设置有第一控制阀门和第二控制阀门，所述真空吸料口内设置有常闭电控开关；所述第一控制阀门和所述第二控制阀门的下部均设置有重量传感器。

5.根据权利要求3所述的搅拌装置，其特征在于：所述送料管内还设置有超声波筛网，所述超声波筛网设置于所述储料仓和所述电动螺杆之间，以所述超声波筛网所在平面为分界面，位于所述分界面的两侧的所述送料管上均设置有所述真空吸料口；所述超声波筛网上设置有时间定时器，并且所述超声波筛网与所述时间定时器电连接。

6.根据权利要求2所述的搅拌装置，其特征在于：所述搅拌机构包括反应釜、公转轴、自转轴、驱动电机和行星架；

所述反应釜包括反应釜上部和反应釜下部，所述反应釜上部和所述反应釜下部通过固定条密封连接，所述反应釜上部与所述送料管的出口连接；

所述公转轴和所述自转轴均设置于所述反应釜内，所述公转轴的顶部依次经过所述反应釜上部的顶盖和所述行星架后与所述驱动电机的输出轴连接；所述自转轴的顶部依次经过所述反应釜上部的顶盖和所述行星架后与所述驱动电机的输出轴连接；所述公转轴和所述自转轴均与所述行星架密封连接；

所述反应釜上设置有溃能口，所述反应釜通过所述溃能口与所述微波热融机构连接。

7.根据权利要求6所述的搅拌装置，其特征在于：所述溃能口设置于所述反应釜下部的侧壁上。

8.根据权利要求6所述的搅拌装置，其特征在于：所述反应釜上部的顶盖上设置有热电偶和红外料位传感器；所述反应釜上部设置有观察窗。

9.根据权利要求6所述的搅拌装置，其特征在于：所述公转轴设置为双行星搅拌桨，所述自转轴的下部设置有锯齿形分散盘。

10.根据权利要求6所述的搅拌装置，其特征在于：所述微波热熔机构包括微波仓和磁控管微波发生器，所述磁控管微波发生器设置于所述微波仓的内部，并且所述微波仓与所述溃能口密封连接。