CN217155024U - 窑炉氧气浓度调节装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种窑炉氧气浓度调节装置，所述窑炉包括升温区、恒温区、降温区，所述氧气浓度调节装置包括至少三组分支调节机构；其中，至少一组所述分支调节机构单独与所述升温区对应相连，至少一组所述分支调节机构单独与所述恒温区对应相连，至少一组所述分支调节机构单独与所述降温区对应相连。解决了现有技术中在电池材料的窑炉烧结工序中，难以准确控制好窑炉氧气浓度的技术问题。

Description

窑炉氧气浓度调节装置

技术领域

本实用新型涉及窑炉烧结供氧设备技术领域，具体而言，涉及一种窑炉氧气浓度调节装置。

背景技术

目前，随着现代科学技术的飞速发展，锂离子电池技术日益重要，相应锂离子电池新材料的开发已成为全球材料科学领域最重要的研究领域之一。

烧结窑炉作为锂电池材料的重要工序，窑炉内部的氧气浓度是产品能否合格的关键参数，控制好窑炉的氧气浓度对于保证电池安全产品质量尤为重要。根据当前工艺要求，窑炉一般分为升温区、恒温区、降温区，每个温区所需消耗的氧气不一样，但是现有技术中，仍采用常规的统一供氧方式，窑炉内每个分区的氧气浓度均难以在所需浓度控制达到稳定，影响产品生产质量。

实用新型内容

为此，本实用新型提供了一种窑炉氧气浓度调节装置，以解决现有技术中在电池材料的窑炉烧结工序中，难以准确控制好窑炉氧气浓度的技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种窑炉氧气浓度调节装置，所述窑炉包括升温区、恒温区、降温区，所述氧气浓度调节装置包括至少三组分支调节机构；

其中，至少一组所述分支调节机构单独与所述升温区对应相连，至少一组所述分支调节机构单独与所述恒温区对应相连，至少一组所述分支调节机构单独与所述降温区对应相连。

在上述技术方案的基础上，对本实用新型做如下进一步说明：

作为本实用新型的进一步方案，所述至少三组分支调节机构共设有六组，其中所述升温区对应连接有三组所述分支调节机构，所述恒温区对应连接有两组所述分支调节机构，所述降温区对应连接有一组所述分支调节机构，通过六组分支调节机构分别调节控制整个窑炉内部在升温区、恒温区和降温区的氧浓度。

作为本实用新型的进一步方案，还包括稳压阀和氧气总管。

外部氧气源通过总氧气管道与所述稳压阀的入口端连通设置，所述稳压阀的出口端通过总氧气管道与所述氧气总管的入口端之间连通设置，所述氧气总管的出口端与所述分支调节机构的数量相同，且所述氧气总管的出口端分别通过分组氧气管道与至少三组所述分支调节机构的输入端一一对应连通设置。

作为本实用新型的进一步方案，所述分支调节机构包括测氧仪、过滤器、分组流量计、调节阀和氧气气包。

所述测氧仪对应设于所述升温区或所述恒温区或所述降温区。

所述过滤器的入口端作为所述分支调节机构的输入端与所述氧气总管的出口端之间通过所述分组氧气管道连通设置，所述过滤器的出口端通过所述分组氧气管道与所述分组流量计的入口端之间连通设置，所述分组流量计的出口端通过所述分组氧气管道与所述调节阀的入口端之间连通设置，所述调节阀的出口端通过所述分组氧气管道与所述氧气气包的入口端之间连通设置，所述氧气气包的出口端与所述升温区或所述恒温区或所述降温区之间连通设置。

作为本实用新型的进一步方案，所述氧气气包设有若干个分支出口作为其出口端，且所述若干个分支出口均连通设有分支氧气管道，所述分支出口通过所述分支氧气管道与所述升温区或所述恒温区或所述降温区的进气口之间连通设置。

作为本实用新型的进一步方案，所述分支氧气管道设有分支流量计。

所述分支出口通过所述分支氧气管道与所述分支流量计的入口端之间连通设置，所述分支流量计的出口端通过所述分支氧气管道与所述升温区或所述恒温区或所述降温区的进气口相连。

作为本实用新型的进一步方案，还包括控制模块。

所述测氧仪、所述分组流量计和所述分支流量计分别与所述控制模块的控制输入端之间通过电路相连，所述调节阀分别与所述控制模块的控制输出端之间通过电路相连。

作为本实用新型的进一步方案，所述氧气气包还连通设有压力变送器。

作为本实用新型的进一步方案，所述分支调节机构在对应所述调节阀的分组氧气管道位置还并列设有旁通管道，所述旁通管道设有手动阀门。

本实用新型具有如下有益效果：

该装置通过若干组分支调节机构分别调节控制整个窑炉内部在升温区、恒温区、降温区不同分区的氧浓度，以此能够在每个分区内快速响应至所需氧气浓度并保持稳定，有助于达到窑炉氧气通氧量的最优方案，提升了产品加工效果，并防止了通氧浓度过高，有效节约了能源。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对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，本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明实施例提供的窑炉氧气浓度调节装置的结构示意图。

图2为本发明实施例提供的窑炉氧气浓度调节装置的逻辑控制示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

测氧仪1、稳压阀2、氧气总管3、过滤器4、分组流量计5、调节阀6、氧气气包7、压力变送器8、分支流量计9。

窑炉M：升温区a、恒温区b、降温区c。

主调节器x、副调节器y。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本说明书所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图1所示，本实用新型实施例提供了一种窑炉氧气浓度调节装置，包括若干组分支调节机构，所述窑炉M包括升温区a、恒温区b、降温区c，所述若干组分支调节机构共设有六组，其中所述升温区a对应连接有三组所述分支调节机构，所述恒温区b对应连接有两组所述分支调节机构，所述降温区c对应连接有一组所述分支调节机构，用以通过六组分支调节机构分别调节控制整个窑炉M内部在不同分区的氧浓度，以此能够在每个分区内快速响应至所需氧气浓度并保持稳定，有助于达到窑炉氧气通氧量的最优方案，提升了产品加工效果，并防止了通氧浓度过高，有效节约了能源。具体设置如下：

每组所述分支调节机构均包括测氧仪1、过滤器4、分组流量计5、调节阀6、氧气气包7、压力变送器8和分支流量计9。

具体地，所述测氧仪1分别对应设于所述升温区a、所述恒温区b和所述降温区c，用以实时监测各个分区的氧气浓度。

外部氧气源通过总氧气管道经稳压阀2将氧气压力降到工艺要求后到达氧气总管3，所述稳压阀2为直通式，所述氧气总管3通过分组氧气管道分别与六组所述分支调节机构的输入端之间连通设置。

具体的是，以一组所述分支调节机构为例，所述氧气总管3的一个出口端与所述过滤器4的入口端之间通过所述分组氧气管道连通设置，所述过滤器4的出口端通过所述分组氧气管道与所述分组流量计5的入口端之间连通设置，用以利用分组流量计5实时监测对应组所述分支调节机构输入氧气的流量，所述分组流量计5的出口端通过所述分组氧气管道与所述调节阀6的入口端之间连通设置，所述调节阀6的出口端通过所述分组氧气管道与所述氧气气包7连通设置，用以通过调节阀6基于对应的测氧仪1所测得的分区氧气浓度以及对应的分组流量计5所测得的实时流量进行调整，改变对应分区的通氧量。

所述氧气气包7设有若干个分支出口，且所述若干个分支出口均连通设有分支氧气管道，用以使氧气气包7保持稳定分支供气；所述分支出口通过所述分支氧气管道与所述分支流量计9的入口端之间连通设置，用以利用分支流量计9实时监测对应所述分支氧气管道输入氧气的流量，所述分支流量计9的出口端通过所述分支氧气管道与窑炉M对应的不同分区的进气口相连。

优选地，所述氧气气包7还连通设有所述压力变送器8，用以通过压力变送器8实时监测氧气气包7对应的窑炉供气压力，在达到高低限工况时报警，由此使得有异常时能够及时提醒操作人员处理。

更为优选的是，所述分支调节机构在对应所述调节阀6的分组氧气管道位置还并列设有旁通管道，所述旁通管道设有手动阀门作为检修时使用，进一步提升了装置的灵活性及功能实用性。

进一步优选地，所述测氧仪1、所述分组流量计5和所述分支流量计9分别与控制模块的控制输入端通过电路相连，所述调节阀6和所述压力变送器8分别与控制模块的控制输出端通过电路相连，用以使分支调节机构能够自动调节控制整个窑炉的氧浓度，提升了自动化程度，确保窑炉氧气流量浓度稳定性。

其控制逻辑是：调节阀6的开度0～100％对应电流信号为4～20mA。

测氧仪1的0～100％对应电流信号为4～20mA。

分组流量计5的0～50m³/h对应电流信号为4～20mA。

压力变送器8的0-1000kPA对应电流信号4～20mA。

调节阀6的定位器输入、输出0～100％对应电流信号为4～20mA。

根据工艺要求炉内氧浓度设定值90％需要控制调节阀6开度设定分支氧气流量，通过PID功能块和前端手动阀控制调节阀6开度在50％,对应电流12mA。

测氧仪1在线测得的氧气浓度实际值上通过4～20mA信号上传到DCS,若浓度测的实际值大于或小于设定值，DCS通过运算得到新的目标值输出到调节阀6自动控制调节阀6开度大小已达到远程调节窑炉氧气使得氧气流量达到氧气浓度逐步增加或减少到目标值。

以一组所述分支调节机构为例，请参考图2，设定值窑炉氧气浓度为01C主调节器x的输入值，01C主调节器x运算后输出信号到F2C副调节器y串级接口,设定流量信号到F2C副调节器y输入接口，F2C副调节器y经过运算输出信号到调节阀6，OT1测氧仪1将测氧气浓度反馈给O1C主调节器x与设定值，当窑炉氧气浓度与设定值偏差大于或小于设定值时，O1C主调节器x进行调整行成闭环控制，FT1分组流量计5将实际流量信号反馈给F2C副调节器y，当氧气实时流量与设定流量偏差大于或小于设定值时F2C副调节器y进行调整行成闭环控制。位于氧气气包7的压力变送器8实时监测窑炉供气压力在中控DCS做高低限报警工况有异常时及时提醒操作人员处理，即可。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种窑炉氧气浓度调节装置，所述窑炉包括升温区、恒温区、降温区，其特征在于，所述氧气浓度调节装置包括至少三组分支调节机构；

其中，至少一组所述分支调节机构单独与所述升温区对应相连，至少一组所述分支调节机构单独与所述恒温区对应相连，至少一组所述分支调节机构单独与所述降温区对应相连。

2.根据权利要求1所述的窑炉氧气浓度调节装置，其特征在于，

所述至少三组分支调节机构共设有六组，其中所述升温区对应连接有三组所述分支调节机构，所述恒温区对应连接有两组所述分支调节机构，所述降温区对应连接有一组所述分支调节机构，通过六组分支调节机构分别调节控制整个窑炉内部在升温区、恒温区和降温区的氧浓度。

3.根据权利要求1所述的窑炉氧气浓度调节装置，其特征在于，还包括稳压阀和氧气总管；

外部氧气源通过总氧气管道与所述稳压阀的入口端连通设置，所述稳压阀的出口端通过总氧气管道与所述氧气总管的入口端之间连通设置，所述氧气总管的出口端与所述分支调节机构的数量相同，且所述氧气总管的出口端分别通过分组氧气管道与至少三组所述分支调节机构的输入端一一对应连通设置。

4.根据权利要求3所述的窑炉氧气浓度调节装置，其特征在于，

所述分支调节机构包括测氧仪、过滤器、分组流量计、调节阀和氧气气包；

所述测氧仪对应设于所述升温区或所述恒温区或所述降温区；

所述过滤器的入口端作为所述分支调节机构的输入端与所述氧气总管的出口端之间通过所述分组氧气管道连通设置，所述过滤器的出口端通过所述分组氧气管道与所述分组流量计的入口端之间连通设置，所述分组流量计的出口端通过所述分组氧气管道与所述调节阀的入口端之间连通设置，所述调节阀的出口端通过所述分组氧气管道与所述氧气气包的入口端之间连通设置，所述氧气气包的出口端与所述升温区或所述恒温区或所述降温区之间连通设置。

5.根据权利要求4所述的窑炉氧气浓度调节装置，其特征在于，

所述氧气气包设有若干个分支出口作为其出口端，且所述若干个分支出口均连通设有分支氧气管道，所述分支出口通过所述分支氧气管道与所述升温区或所述恒温区或所述降温区的进气口之间连通设置。

6.根据权利要求5所述的窑炉氧气浓度调节装置，其特征在于，

所述分支氧气管道设有分支流量计；

所述分支出口通过所述分支氧气管道与所述分支流量计的入口端之间连通设置，所述分支流量计的出口端通过所述分支氧气管道与所述升温区或所述恒温区或所述降温区的进气口相连。

7.根据权利要求6所述的窑炉氧气浓度调节装置，其特征在于，还包括控制模块；

所述测氧仪、所述分组流量计和所述分支流量计分别与所述控制模块的控制输入端之间通过电路相连，所述调节阀分别与所述控制模块的控制输出端之间通过电路相连。

8.根据权利要求4-6任一项所述的窑炉氧气浓度调节装置，其特征在于，

所述氧气气包还连通设有压力变送器。

9.根据权利要求4所述的窑炉氧气浓度调节装置，其特征在于，

所述分支调节机构在对应所述调节阀的分组氧气管道位置还并列设有旁通管道，所述旁通管道设有手动阀门。

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