CN213084745U - 一种锂电池用粉料连续式上料系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种锂电池用粉料连续式上料系统，包括：上料装置，用于实现粉料连续上料的装置，上料装置至少并联设置有两组；每组上料装置包括用于粉料上料的上料控制装置、用于集料的料气分离器、用于辅助供给压缩气体的压缩气供给装置以及用于实现负压供给的负压控制装置；料气分离器内部设置有用于分离粉料和气体且为料气分离器提供正压的探入式反吹装置；探入式反吹装置包括过滤器和探入式反吹管组；可编程控制器；并联设置的上料装置共用同一套上料总管、负压总管和压缩气总管。该连续式上料系统，采用两套上料装置并联交替工作，实现了连续式生产，探入式反吹方式能够更有效清理过滤器表面粘附的细粉，提升有效过滤面积。

Description

一种锂电池用粉料连续式上料系统

技术领域

本实用新型涉及粉料输送系统技术领域，具体地说是一种改进的锂电池电用粉料连续式上料系统，用于锂电池粉料自动化生产流水线上反应釜、料仓、混料机和其他容器等设备的前道上料工序。

背景技术

锂离子电池由正极、负极、隔膜、电解液四大主要部分组成，四大主材的性能直接决定了锂离子电池的电性能和一致性。锂离子电池所用的正负极材料都为粉料状态，在生产过程中粉料的正常输送是确保产品批次之间性能稳定的重中之重。

目前，锂电池电极粉料系统主要由单套上料装置和反应釜等容器串联而成，工作时先将料气分离器抽至负压，使粉料通过负压吸入料气分离器后，再采用常规方式反吹，利用重力和反吹气体的作用使粉料进入反应釜等容器内。但是这种装置只能间歇式工作且反吹效果一般，存在工序产能瓶颈，生产效率低下等缺点。

近期，市面上也出现改进过的上料装置，能够实现连续式上料。

如公告号为CN210285951U的实用新型专利，公开了一种粉体负压上料装置。该上料装置工作时先将料气分离器抽至负压，使粉料通过负压吸入料气分离器内，通过料气分离器底部的关风机旋转和物料自身重力，将物料输送至反应釜等容器内。但此类装置由于持续处于负压状态下工作，当反应釜或其他容器存在高温或物料挥发份较高时，关风机叶片上易粘附粉料堵塞，导致下料效率低下，维修清理工作频繁，严重影响生产效率。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足，而提供一种改进的锂电池电用粉料连续式上料系统，用于锂电池粉料自动化生产流水线上反应釜、料仓、混料机和其他容器等设备的前道上料工序。通过并联的上料装置交替工作，实现粉料的连续式高效上料。此外，通过采用探入式反吹管，改善过滤器清理效果，进而降低设备维修清理频次，提高生产效率。

本实用新型实现其发明目的所采用的技术方案为：一种锂电池用粉料连续式上料系统，包括：

上料装置，设置在锂电池粉料自动化生产流水线的前部工序，用于实现粉料连续上料的装置，所述的上料装置至少并联设置有两组；

每组上料装置包括用于粉料上料的上料控制装置、用于集料的料气分离器、用于辅助供给压缩气体的压缩气供给装置以及用于实现负压供给的负压控制装置；所述的料气分离器内部设置有用于分离粉料和气体且为料气分离器提供正压的探入式反吹装置；所述的探入式反吹装置包括过滤器和探入式反吹管组；还包括

可编程控制器，与上料装置连接用于实现上料装置交替工作连续上料的控制器；

其中，并联设置的上料装置共用同一套上料总管、负压总管和压缩气总管。

该锂电池用粉料连续式上料系统，通过设置至少两组并联设置的上料装置，并通过可编程控制器对上料装置进行交替控制，使上料装置交替运行，实现了连续式生产，且能够降低设备清理维修频次，提高生产效率。其中该上料系统采用探入式反吹装置，通过反吹方式能够更有效地清理过滤器表面粘附的细粉，提升有效过滤面积，产能大大提高。该连续式上料系统采用为物理分离方法，利用压缩气供给装置、负压控制装置以及探入式反吹装置，使得整个上料分离过程中无废料、废气产生，对环境无污染。当该连续式上料系统运行时，其中一组上料装置进入上料状态，开启负压控制装置，使该组上料装置中的料气分离器内部形成负压状态，同时开启上料控制装置，使粉料通过负压吸入料气分离器内。此时，另一组上料装置处于放料状态。当处于放料状态的上料装置放料结束后通过可编程控制器对其进行切换，使其切换成上料状态，而原上料状态的上料装置进入放料状态，此时关闭原上料状态的上料装置的上料控制装置和负压控制装置，开启压缩气供给装置和开启上料装置的放料口，再开启探入式反吹装置，采用探入式反吹的方式，利用重力和反吹气体的作用使粉料进入反应釜等后续容器内。通过控制并联的的上料装置的交替工作，同时采用探入式高效反吹，实现此工序连续生产。

作为优选，所述的上料控制装置包括上料管道和上料控制阀，所述的上料管道一端连通上料总管，另一端连通料气分离器并且上料管道的进口设置在过滤器的下方，所述的上料控制阀设置在靠近料气分离器处的上料管道上且其进口设置在过滤器的上方。上料控制装置设置有上料管道和上料控制阀，通过上料管道连通上料总管，实现一套管路，多个上料装置共用，使得控制更加方便，结构更加简单。而上料控制阀是为了控制粉料进入或切断进入料气分离器，从而实现不同上料装置之间的交替切换，以实现连续式工作。上料管管道的进口设置在过滤器的下方，是为了保证粉料进入料气分离器后能够向下运动，而通过滤器防止粉料进入到压缩气供给装置以及负压控制装置，过滤器能够有效阻止粉料，而粉料吸附到过滤器的外筒壁上则可以通过压缩气供给装置吹落到料气分离器内部进而通过放料阀放出。

作为优选，所述的压缩气供给装置包括压缩气管道、缓冲罐和反吹阀，所述的压缩气管道一端连通压缩气总管，另一端连通探入式反吹装置，所述的缓冲罐设置在压缩气管道中，所述的反吹阀设置在缓冲罐与探入式反吹装置之间的压缩气管道上。压缩气供给装置设置有压缩气管道、缓冲罐和反吹阀，压缩气管道连通压缩气总管，将压缩气总管输送过来的压缩气输送到缓冲罐，经缓冲罐进行缓冲，进而通过反阀控制气体进入料气分离器或切断气体向料气分离器，从而实现上料装置的上料或放料功能。

作为优选，所述的负压控制装置包括负压管道和负压阀，所述的负压管道一端与负压总管连通，另一端与料气分离器的上部连通且其进口设置在探入式反吹装置上方；所述的负压阀设置在靠近料气分离器的负压管道上。负压管道与负压总管连通，以方便与抽负压装置连通，设置负压阀通过可编程控制器控制气压阀的通断，进而实现对料气分离器内部抽负压或断开抽负压，从而实现上料装置的反冲和停止反冲。

作为优选，所述的过滤器设置在料气分离器的上部，包括带有插孔的固定隔板和多个过滤筒，所述的固定隔板上的插孔以固定隔板的圆心为中心呈辐射状间隔布设置，所述的过滤筒设置在固定隔板的下板面上并且与插孔连通。过滤器的上述结构一是为了方便对粉料的有效过滤，另一方面是为了方便探入式反吹装置的设置，以实现对过滤器的有效反吹。

作为优选，所述的探入式反吹管组包括带有反吹气腔的固定盘和若干反吹管，所述的反吹管以固定盘的圆心为中心呈辐射状间隔布设在固定盘的下方并且与反吹气腔连通。固定盘是通过反吹气腔连通外部的压缩气体，从而通过开启压缩气供给装置实现对粉料的反吹，进而保证过滤器表面的细粉能够有效清理。

作为优选，所述的反吹管插入到过滤器内部，并且插入过滤器内部的长度为过滤器高度的1/2~3/4。反吹管插入到过滤器内部超过一半是为了更好的清理过滤器表面的细粉以及料气分离器内部的粉料，保证反吹效果，提升有效过滤面积。

作为优选，所述的探入式反吹装置采用脉冲式反吹，脉冲时间为0.1～1s。采用脉冲方式反吹，能够清理过滤器表面细粉，且能够为料气分离器提供正压环境。

作为优选，所述的料气分离器包括筒体、筒盖以及下部连接法兰，所述的筒体为不锈钢一次冲压成型构件，所述的筒体内壁为抛光筒壁，所述的筒体的下部设置有锥形放料缩口。

作为优选，所述的料气分离器的下端设置有放料阀。

本实用新型与现有技术相比其有益效果是：该锂电池用粉料连续式上料系统，采用两套上料装置并联和交替工作，能够实现连续式生产，且能够降低设备清理维修频次，提高生产效率。其中采用探入式反吹方式与传统反吹方式相比，能够更有效清理过滤器表面粘附的细粉，提升有效过滤面积，产能大大提高。该连续式上料系统为物理分离方法，在整个分离过程中无废料、废气产生，对环境无污染。维护成本低，体积小，造价低，结构简单，利于产业化应用。

附图说明

图1 是本实用新型锂电池用粉料连续式上料系统的一种结构示意图；

图 2 是本实用新型中料气分离器的一种结构示意图；

图 3 是本实用新型中探入式反吹装置的一种结构示意图；

图中：1、上料装置，2、可编程控制器，3、上料总管，4、负压总管，5、压缩气总管，6、上料控制装置，61、上料管道，62、上料控制阀， 7、过滤器，71、插孔，72、固定隔板，73、过滤筒，8、料气分离器，81、筒体，82、筒盖，83、连接法兰，84、锥形放料缩口，9、压缩气供给装置，91、压缩气管道，92、缓冲罐，93、反吹阀，10、负压控制装置，101、负压管道，102、负压阀，103、进口，11、探入式反吹管组，110、反吹气腔，111、固定盘，112、反吹管，12、放料阀，13、热反应釜，上料装置A、B。

具体实施方式

下面通过具体实施例并结合附图对本实用新型的技术方案作进一步详细的说明。

实施例1：

在图1、图2所示的实施例中，一种锂电池用粉料连续式上料系统，包括：

上料装置1，设置在锂电池粉料自动化生产流水线的前部工序，用于实现粉料连续上料的装置，所述的上料装置1至少并联设置有两组；

每组上料装置1包括用于粉料上料的上料控制装置6、用于集料的料气分离器8、用于辅助供给压缩气体的压缩气供给装置9以及用于实现负压供给的负压控制装置10；所述的料气分离器8内部设置有用于分离粉料和气体且为料气分离器提供正压的探入式反吹装置；所述的探入式反吹装置包括过滤器7和探入式反吹管组11，还包括

可编程控制器2，与上料装置1连接用于实现上料装置交替工作连续上料的控制器；

其中，并联设置的上料装置1共用同一套上料总管3、负压总管4和压缩气总管5。

上料控制装置6包括上料管道61和上料控制阀62，所述的上料管道61一端连通上料总管3，另一端连通料气分离器8并且上料管道61的进口设置在过滤器7的下方，所述的上料控制阀62设置在靠近料气分离器8处的上料管道上。

压缩气供给装置9包括压缩气管道91、缓冲罐92和反吹阀93，所述的压缩气管道91一端连通压缩气总管5，另一端连通探入式反吹装置，所述的缓冲罐92设置在压缩气管道91中，所述的反吹阀93设置在缓冲罐92与探入式反吹装置之间的压缩气管道91上。

负压控制装置10包括负压管道101和负压阀102，所述的负压管道101一端与负压总管4连通，另一端与料气分离器8的上部连通；所述的负压阀102设置在靠近料气分离器8的负压管道101上，且其进口103设置在过滤器7的上方。

过滤器7设置在料气分离器8内部的上部，包括带有插孔71的固定隔板72和多个过滤筒73，所述的固定隔板72上的插孔71以固定隔板72的圆心为中心呈辐射状间隔布设置，所述的过滤筒73设置在固定隔板72的下板面上并且与插孔71连通；过滤器的设置是为了防止使用过程中细粉会进入到压缩气供给装置9以及负压控制装置10内部，而影响其正常使用。

如图3所示，探入式反吹管组11包括带有反吹气腔110的固定盘111和若干反吹管112，所述的反吹管112以固定盘111的圆心为中心呈辐射状间隔布设在固定盘11的下方并且与反吹气腔110连通。

反吹管112插入到过滤器7内部，并且插入过滤器7内部的长度为过滤器7高度的1/2~3/4。

探入式反吹装置采用脉冲式反吹，脉冲时间为0.1～1s。

料气分离器8包括筒体81、筒盖82以及下部连接法兰83，所述的筒体81为不锈钢一次冲压成型构件，所述的筒体81内壁为抛光筒壁，所述的筒体81的下部设置有锥形放料缩口84。

料气分离器8的下端设置有放料阀12。

本实施例中上料装置设置有两组，上料装置的设置数量根据生产的需要进行设置。该锂电池用粉料连续式上料系统由两套上料装置采用并联方式且交替工作；两套上料装置共用上料总管3、负压总管4和压缩气总管5；每套上料装置包含用于集料的料气分离器8，用于粉料上料的上料管道61和上料控制阀62，用于辅助供给压缩气体的压缩气管道91、缓冲罐92和反吹阀93，用于分离粉料和气体的探入式反吹管组11和过滤器7，控制负压供给的负压管道101和负压阀102，向反应釜等容器放料的放料阀12。该连续上料装置通过在料气分离器内部设置过滤器7，在过滤器7内部插入探入式反吹管组11，并且将负压控制装置10以及压缩气供给装置9分别设置在过滤器的上方与设置在过滤器下方的上料装置进口分开，使得在工作过程中，粉料通过下部料气分离器经放料阀放出，而在抽负压过程中由于负压的作用，部分细粉会被抽吸到过滤器的外表面，不会进入到负压管道或反吹管内部影响其正常使用，当负压结束后，通过压缩气供给装置9向下吹气，反吹管通过将过滤器表面的细粉以及料气分离器内壁上的粉料吹落，探入式反吹装置的设置能够增大工作面积，提升有效过滤面积。

本实施例中料气分离器8采用不锈钢材质、筒体81通过一次冲压成型，筒体内部抛光处理，外接上料管道61、压缩气管道91和负压管道101，下接放料阀12，通过放料阀连通后续热反应釜、料仓、混料机或其他容器。本实施例中连接的是热反应釜。

本实施例中两套上料装置分别为A和B，当连续式上料系统运行时，石墨前驱体原料通过上料总管3进入上料装置A所对应的上料管道61，上料装置A进入上料状态，开启上料装置A中的负压阀102，将上料装置A中的料气分离器8内部抽至负压状态，压力约-0.045Mpa，同时开启上料装置A中的上料控制阀62，使石墨前驱体原料通过负压吸入料气分离器8内。此时，上料装置B处于放料状态。当上料装置B放料结束通过可编程控制器2切换成上料状态时，上料装置A进入放料状态，关闭上料装置A中的上料控制阀62和负压阀102，开启上料装置A中的放料阀12和反吹阀93，再采用探入式反吹管112脉冲反吹0.3s，此时上料装置A中的料气分离器8内部压力达到正压状态，石墨前驱体原料利用重力和反吹气体的作用使粉料进入热反应釜13内。通过控制并联的两套上料装置的交替工作，同时采用探入式高效反吹，实现此工序连续生产。上料装置A处于上料状态时，上料装置B处于放料状态，两套装置交替运行，构成所连续式上料系统。

本实施例所含的两套上料装置上料管道61、压缩气管道91和负压管道101分别共用一个上料总管3、共用一个负压总管4和共用一个压缩气总管5，再通过PLC可编程控制器独立控制阀门开关。本实施例中缓冲罐设计压力0.5~1Mpa，一端连接压缩气管道91，另一端连接反吹阀93。

本实施例中上料装置交替工作采用PLC可编程控制器编辑参数控制，所述的PLC可编程控制器可通过远程通讯来读写控制器内的参数及控制运行状态。料气分离器下端与放料阀12连接，放料阀门12与后段热反应釜13等设备连接。上料阀、放料阀与其他所用阀门，采用电动阀门或气动阀门中的一种。过滤器7材质采用钛合金或不锈钢颗粒烧结而成，过滤精度0.05~1μm，过滤器通过不锈钢固定隔板72固定在料气分离器内部。

本实用新型涉及粉料输送领域，具体地说是一种改进的锂电池用粉料连续式上料系统，所述的上料系统由两套上料装置组成，采用并联方式且交替工作；用于锂电池正负极粉料的上料工序，通过并联的上料装置的交替工作，实现粉料的连续式上料。与传统间歇上料系统或连续上料系统相比，具有产量高、体积小、结构简易且造价较低等优点，具有较高的产业化应用价值。当连续式上料系统运行时，上料装置A进入上料状态，开启负压阀，使料气分离器内部形成负压状态，同时开启上料阀，使粉料通过负压吸入料气分离器内。此时，上料装置B处于放料状态。当上料装置B放料结束切换成上料状态，上料装置A进入放料状态，关闭上料阀和负压阀，开启放料阀和反吹阀，再采用探入式反吹，利用重力和反吹气体的作用使粉料进入反应釜等容器内。通过控制并联的两套上料装置的交替工作，同时采用探入式高效反吹，实现此工序连续生产。探入式反吹方式采用脉冲方式，脉冲时间0.1-1s，能够清理过滤器表面细粉，且能够为料气分离器提供正压环境。

上述实施例仅是本实用新型其中的一部分实施例，而不是全部实施例。同时，基于本实用新型中所述的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下，在本申请的技术方案的基础上所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

Claims (10)

1.一种锂电池用粉料连续式上料系统，其特征在于包括：

上料装置（1），设置在锂电池粉料自动化生产流水线的前部工序，用于实现粉料连续上料的装置，所述的上料装置（1）至少并联设置有两组；

每组上料装置（1）包括用于粉料上料的上料控制装置（6）、用于集料的料气分离器（8）、用于辅助供给压缩气体的压缩气供给装置（9）以及用于实现负压供给的负压控制装置（10）；所述的料气分离器（8）内部设置有用于分离粉料和气体且为料气分离器（8）提供正压的探入式反吹装置；所述的探入式反吹装置包括过滤器（7）和探入式反吹管组（11）；还包括

可编程控制器（2），与上料装置（1）连接用于实现上料装置（1）交替工作连续上料的控制器；

其中，并联设置的上料装置（1）共用同一套上料总管（3）、负压总管（4）和压缩气总管（5）。

2.根据权利要求1所述的一种锂电池用粉料连续式上料系统，其特征在于：所述的上料控制装置（6）包括上料管道（61）和上料控制阀（62），所述的上料管道（61）一端连通上料总管（3），另一端连通料气分离器（8）并且上料管道（61）的进口设置在过滤器（7）的下方，所述的上料控制阀（62）设置在靠近料气分离器（8）处的上料管道（61）上。

3.根据权利要求1所述的一种锂电池用粉料连续式上料系统，其特征在于：所述的压缩气供给装置（9）包括压缩气管道（91）、缓冲罐（92）和反吹阀（93），所述的压缩气管道（91）一端连通压缩气总管（5），另一端连通探入式反吹装置，所述的缓冲罐（92）设置在压缩气管道（91）上，所述的反吹阀（93）设置在缓冲罐（92）与探入式反吹装置之间的压缩气管道（91）上。

4.根据权利要求1所述的一种锂电池用粉料连续式上料系统，其特征在于：所述的负压控制装置（10）包括负压管道（101）和负压阀（102），所述的负压管道（101）一端与负压总管（4）连通，另一端与料气分离器（8）的上部连通；所述的负压阀（102）设置在靠近料气分离器（8）的负压管道（101）上且其进口（103）设置在过滤器（7）的上方。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的一种锂电池用粉料连续式上料系统，其特征在于：所述的过滤器（7）设置在料气分离器（8）内部的上部，包括带有插孔（71）的固定隔板（72）和多个过滤筒（73），所述的固定隔板（72）上的插孔（71）以固定隔板（72）的圆心为中心呈辐射状间隔布设置，所述的过滤筒（73）设置在固定隔板（72）的下板面上并且与插孔（71）连通。

6.根据权利要求1至4任意一项所述的一种锂电池用粉料连续式上料系统，其特征在于：所述的探入式反吹管组（11）包括带有反吹气腔（110）的固定盘（111）和若干反吹管（112），所述的反吹管（112）以固定盘（111）的圆心为中心呈辐射状间隔布设在固定盘（111）的下方并且与反吹气腔（110）连通。

7.根据权利要求6所述的一种锂电池用粉料连续式上料系统，其特征在于：所述的反吹管（112）插入到过滤器（7）内部，并且插入过滤器（7）内部的长度为过滤器高度的1/2~3/4。

8.根据权利要求1至4任意一项所述的一种锂电池用粉料连续式上料系统，其特征在于：所述的探入式反吹装置采用脉冲式反吹，脉冲时间为0.1～1s。

9.根据权利要求1至4任意一项所述的一种锂电池用粉料连续式上料系统，其特征在于：所述的料气分离器（8）包括筒体（81）、筒盖（82）以及下部连接法兰（83），所述的筒体（81）为不锈钢一次冲压成型构件，所述的筒体（81）内壁为抛光筒壁，所述的筒体（81）的下部设置有锥形放料缩口（84）。

10.根据权利要求9所述的一种锂电池用粉料连续式上料系统，其特征在于：所述的料气分离器（8）的下端设置有放料阀（12）。

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