CN219433615U - 一种超细多孔碳粉的自动化干燥系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种超细多孔碳粉的自动化干燥系统，包括浆料罐、输送泵、烛式过滤器、中间料仓、真空桨叶干燥机、干粉储罐、PLC控制器、工控机，浆料罐包含有浆料罐出料电磁阀；浆料罐料位计；浆料罐搅拌杆。本实用新型系统首先将浆料罐内的浆料通过泵送入烛式过滤器内脱出碳粉部分水分，再通过传送装置将经过一次脱水的物料送入真空桨叶干燥机内将碳粉含水率降低到1％，通过组合式的脱水方式，比采用热风循环烘箱、微波干燥和闪蒸干燥等干燥方式的能耗都低，降低了运行和设备成本，实现完全自动化连续生产，适用于大规模工业化生产，具有一定的社会效益和经济效益。

Description

一种超细多孔碳粉的自动化干燥系统

技术领域

本实用新型涉及粉体干燥领域，特别涉及一种超细多孔碳粉的自动化干燥系统。

背景技术

随着新能源汽车行业的快速发展，锂电池的需求量也迅速增加，导致锂电池负极材料超细碳粉的需求量也大大增加。另外，随着技术水平的进步，超细碳粉应用领域越来越广泛。

碳粉的生产工艺分为干法研磨和湿法研磨工艺两种，干法研磨以空气作为分散介质，粉体粒径大于8μm；而湿法研磨以水作为分散介质，碳粉的分散效果更好，所以湿法研磨效率更高，研磨的碳粉粒度更细，小于3μm，因此湿磨工艺被越来越多的碳粉企业用来生产超细碳粉。

但湿法研磨成的浆料中水含量往往大于90％，而且碳粉属于多孔结构，颗粒越小，相对空隙率越高，空隙内部的水分越难蒸发出来，无法通过闪蒸干燥处理，干燥耗时越久，往往采用循环风向干燥，干燥需要24～48个小时，能耗高，而且烘干后产品的含水率难以控制，往往存在水分偏高的问题。

随着超细碳粉需求量不断增大，超细碳粉生产企业的生产能耗越来越高，如何降低超细多孔碳粉干燥能耗问题已经成为企业首要解决的问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种超细多孔碳粉的自动化干燥系统，能够有效降低超细多孔碳粉干燥能耗。

本实用新型提供了如下的技术方案：

本实用新型提供一种超细多孔碳粉的自动化干燥系统，包括浆料罐、输送泵、烛式过滤器、中间料仓、真空桨叶干燥机、干粉储罐、PLC控制器、工控机，所述浆料罐包含有浆料罐出料电磁阀；浆料罐液位计；浆料罐搅拌杆；

所述烛式过滤器包含有烛式过滤器进料电磁阀、烛式过滤器出料电磁阀、烛式过滤器高温气体进气阀、烛式过滤器排液阀和烛式过滤器压力传感器；

所述中间料仓包含有中间料仓进料电磁阀、中间料仓出料电磁阀、中间料仓料位计、中间料仓称重传感器、中间料仓搅拌杆；

所述真空桨叶干燥机包含有真空桨叶干燥机进料电磁阀、真空桨叶干燥机出料电磁阀、真空桨叶干燥机真空系统和真空桨叶干燥机桨叶；

所述干粉储罐包含有干粉储罐进料电磁阀和干粉储罐料位计。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述浆料罐的一侧安装有浆料罐液位计，监控罐内浆料的实时液位；所述浆料罐内部安装有浆料罐搅拌杆，防止浆料沉淀，确保料液均匀；装配有压力传感器，通过增压实现物料的脱水，浆料罐的底部出料口通过浆料罐出料电磁阀控制浆料罐的出料，所述浆料罐的底端部通过管路连接输送泵的入口，所述输送泵的出口通过管路连接到烛式过滤器的进料入口。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述烛式过滤器进料电磁阀安装于烛式过滤器的浆料进料口处，所述烛式过滤器出料电磁阀安装于烛式过滤器的干燥物料排出口处，所述烛式过滤器高温气体进气阀安装于烛式过滤器的热气流入口处，所述烛式过滤器排液阀安装于烛式过滤器的排液口处；所述烛式过滤器压力传感器安装于烛式过滤器的内部顶面处。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述中间料仓搅拌杆安装于中间料仓的内部中央处，所述中间料仓进料电磁阀安装于中间料仓的顶端进料口处，所述中间料仓出料电磁阀安装于中间料仓的底部出料口处，所述中间料仓料位计安装于中间料仓的外壁一侧，所述中间料仓称重传感器安装于中间料仓的底端面外侧处。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述空桨叶干燥机桨叶横向转动安装于真空桨叶干燥机的内部，所述真空桨叶干燥机真空系统连接于真空桨叶干燥机的顶端部，所述真空桨叶干燥机出料电磁阀设置于真空桨叶干燥机的底端面一侧处，所述真空桨叶干燥机进料电磁阀设置于真空桨叶干燥机的顶面进料口处。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述浆料罐液位计的I/O信号输出接点连接至PLC控制器的I/O信号输入接点，PLC控制器的I/O信号输出接点连接至浆料罐出料电磁阀；所述烛式过滤器压力传感器的I/O信号输出接点连接至PLC控制器的I/O信号输入接点，所述PLC控制器的I/O信号输出接点连接至烛式过滤器进料电磁阀、烛式过滤器出料电磁阀；所述中间料仓料位计和中间料仓称重传感器的I/O信号输出接点连接至PLC控制器的I/O信号输入接点，所述PLC控制器的I/O信号输出接点连接至中间料仓搅拌杆外接的搅拌电机、中间料仓进料电磁阀和中间料仓出料电磁阀；所述粉储罐料位计的电路装置输出信号通过信号线连接至该PLC控制器的I/O信号输入；该PLC控制器的RS232信号输出通过RS232串口线连接至工控机的RS232信号输入接点。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述PLC控制器的信号输出接点通过串口线连接至所述工控机，最后在工控机配套的显示器上显示出来。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

(1)液体料干燥首先采用烛式过滤器干燥，物理方式脱水，能耗最低，同时引入感温气流，提高干燥速率；

(2)真空桨叶干燥机的真空系统可以降低水蒸发的沸点，同时快速将水分抽走，真空桨叶干燥机桨叶为双轴桨叶，能够增加加热接触面积，提高干燥速率；真空桨叶干燥机外壳为PVC材质制成，热量损失小，相比于闪蒸等设备能耗最低；

(3)本系统采用烛式过滤器+真空桨叶干燥机的组合，充分发挥两者的优势，同时克服了烛式过滤器本身受压力限制只能实现部分脱水的缺点；通过组合式的脱水方式，比之前采用热风循环烘箱的方式缩短了20个小时，提高了碳粉脱水效率，降低了运行和设备成本，实现完全自动化连续生产，适用于大规模工业化生产，具有一定的社会效益和经济效益。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型的结构图；

图中：1、浆料罐；2、输送泵；3、烛式过滤器；4、中间料仓；5、真空桨叶干燥机；6、干粉储罐；7、PLC控制器；8、工控机；

1-1、浆料罐出料电磁阀；1-2、浆料罐液位计；1-3、浆料罐搅拌杆；

3-1、烛式过滤器进料电磁阀；3-2、烛式过滤器出料电磁阀；3-3、烛式过滤器高温气体进气阀；3-4、烛式过滤器排液阀；3-5、烛式过滤器压力传感器；

4-1、中间料仓进料电磁阀；4-2、中间料仓出料电磁阀；4-3、中间料仓料位计；4-4、中间料仓称重传感器；4-5、中间料仓搅拌杆；

5-1、真空桨叶干燥机进料电磁阀；5-2、真空桨叶干燥机出料电磁阀；5-3、真空桨叶干燥机真空系统；5-4、真空桨叶干燥机桨叶；

6-1、干粉储罐进料电磁阀；6-2、干粉储罐料位计。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。其中附图中相同的标号全部指的是相同的部件。

此外，如果已知技术的详细描述对于示出本实用新型的特征是不必要的，则将其省略。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

实施例1

如图1，本实施例公开了一种超细多孔碳粉的自动化干燥系统，包括其中浆料罐1，浆料罐出料电磁阀1-1，浆料罐液位计1-2，浆料罐搅拌杆1-3；输送泵2；烛式过滤器3，烛式过滤器进料电磁阀3-1，烛式过滤器出料电磁阀3-2，烛式过滤器高温气体进气阀3-3，烛式过滤器排液阀3-4，烛式过滤器压力传感器3-5，中间料仓4，中间料仓进料电磁阀4-1，中间料仓出料电磁阀4-2，中间料仓料位计4-3，中间料仓称重传感器4-4，中间料仓搅拌杆4-5；真空桨叶干燥机5，真空桨叶干燥机进料电磁阀5-1，真空桨叶干燥机出料电磁阀5-2，真空桨叶干燥机真空系统5-3，真空桨叶干燥机桨叶5-4；干粉储罐6，干粉储罐进料电磁阀6-1，干粉储罐料位计6-2；PLC控制器7，工控机8，本系统中其容器内装配的搅拌杆或者桨叶均外接驱动电机的传动轴。

具体的，系统受控装置包括：该PLC控制器7的I/O信号输出通过信号线连接至浆料罐出料电磁阀1-1、浆料罐搅拌杆1-3、输送泵2、烛式过滤器进料电磁阀3-1、烛式过滤器出料电磁阀3-2、烛式过滤器高温气体进气阀3-3、烛式过滤器排液阀3-4、烛式过滤器压力传感器3-5、中间料仓进料电磁阀4-1、中间料仓出料电磁阀4-2、中间料仓搅拌杆4-5、真空桨叶干燥机进料电磁阀5-1、真空桨叶干燥机出料电磁阀5-2、真空桨叶干燥机真空系统5-3、真空桨叶干燥机桨叶5-4、干粉储罐进料电磁阀6-1的电路控制装置；浆料罐液位计1-2、中间料仓料位计4-3、中间料仓称重传感器4-4、干粉储罐料位计6-2的电路装置输出信号通过信号线连接至该PLC控制器7的I/O信号输入；该PLC控制器7的RS232信号输出通过RS232串口线连接至工控机8的RS232信号输入接点。

在本实用新型的实施例中，上述PLC控制器7写入了控制程序，该控制程序可根据输入到PLC控制器7的I/O信号来输出相应I/O信号与RS232信号。输出的RS232信号传输至工控机8，用以同步工控软件界面的进样状态。

具体过程：(1)当系统处于工作状态，浆料罐液位计1-2会输出信号通过传输至PLC控制器7，PLC控制器7接收到信号后同步会输出信号至浆料罐出料电磁阀1-1、浆料罐搅拌杆1-3、输送泵2、烛式过滤器进料电磁阀3-1，即启动搅拌杆1-3，保证物料混合均匀，当料位计1-2检测到料位达到预定上料位时，打开出料电磁阀1-1、输送泵2、烛式过滤器进料电磁阀3-1，将浆料罐中的物料送入烛式过滤器3中，当料位计1-1检测到料位下降到预设值时，关闭出料电磁阀1-1、输送泵2、烛式过滤器进料电磁阀3-1；

(2)PLC控制器7输出信号至烛式过滤器出料电磁阀3-2、烛式过滤器高温气体进气阀3-3、烛式过滤器排液阀3-4，开始挤压过滤器内的浆料进行脱水，脱出的水从排液阀流出单独收集，同时烛式过滤器压力传感器3-5会输出信号传输至PLC控制器7，当压力达到设定值时候，关闭进气阀，打开排料阀，将物料输送进中间料仓4；

(3)PLC控制器7输出信号至中间料仓进料电磁阀4-1、中间料仓出料电磁阀4-2、中间料仓搅拌杆4-5，打开中间料仓进料电磁阀4-1，打开中间料仓搅拌杆4-5，同时中间料仓料位计4-3，中间料仓称重传感器4-4会输出信号传输至PLC控制器7，当料位和增加重量达到设定值时候，关闭中间料仓进料电磁阀4-1，打开中间料仓出料电磁阀4-2，将物料输送至真空桨叶干燥机5；

(4)PLC控制器7输出信号至真空桨叶干燥机进料电磁阀5-1、真空桨叶干燥机出料电磁阀5-2、真空桨叶干燥机真空系统5-3、真空桨叶干燥机桨叶5-4，打开真空桨叶干燥机进料电磁阀5-1，打开真空桨叶干燥机桨叶5-4搅拌，其真空桨叶干燥机桨叶5-4为双轴桨叶，当中间料仓出料电磁阀4-2关闭后，真空桨叶装置关闭真空桨叶干燥机进料电磁阀5-1，由真空桨叶干燥机真空系统5-3，对物料进行干燥，达到设定干燥时候后，关闭真空桨叶干燥机真空系统5-3，打开真空桨叶干燥机出料电磁阀5-2，将物料输送到干粉储罐6，真空桨叶干燥机出料电磁阀5-2打开时间达到设定值时，自动关闭真空桨叶干燥机出料电磁阀5-2和运动状态下的真空桨叶干燥机桨叶5-4；

(5)PLC控制器7输出信号至干粉储罐进料电磁阀6-1，打开进料阀，同时干粉储罐料位计6-2会输出信号传输至PLC控制器7，当料位达到设定值时候，打开干粉储罐6的底部排料端口。

该系统可实现超细多孔碳粉的连续化干燥，组合式的干燥设备比热风循环干燥、微波干燥、闪蒸等能耗低，干燥周期相对较短，运行成本低，干燥产品含水率可控，适合大规模工业化生产。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种超细多孔碳粉的自动化干燥系统，包括浆料罐(1)、输送泵(2)、烛式过滤器(3)、中间料仓(4)、真空桨叶干燥机(5)、干粉储罐(6)、PLC控制器(7)、工控机(8)，其特征在于，所述浆料罐(1)包含有浆料罐出料电磁阀(1-1)；浆料罐液位计(1-2)；浆料罐搅拌杆(1-3)；

所述烛式过滤器(3)包含有烛式过滤器进料电磁阀(3-1)、烛式过滤器出料电磁阀(3-2)、烛式过滤器高温气体进气阀(3-3)、烛式过滤器排液阀(3-4)和烛式过滤器压力传感器(3-5)；

所述中间料仓(4)包含有中间料仓进料电磁阀(4-1)、中间料仓出料电磁阀(4-2)、中间料仓料位计(4-3)、中间料仓称重传感器(4-4)、中间料仓搅拌杆(4-5)；

所述真空桨叶干燥机(5)包含有真空桨叶干燥机进料电磁阀(5-1)、真空桨叶干燥机出料电磁阀(5-2)、真空桨叶干燥机真空系统(5-3)和真空桨叶干燥机桨叶(5-4)；其真空桨叶干燥机(5)的外壳为PVC保温外壳制成；

所述干粉储罐(6)包含有干粉储罐进料电磁阀(6-1)和干粉储罐料位计(6-2)。

2.根据权利要求1所述的一种超细多孔碳粉的自动化干燥系统，其特征在于，所述浆料罐(1)的一侧安装有浆料罐液位计(1-2)，监控罐内浆料的实时液位；所述浆料罐(1)内部安装有浆料罐搅拌杆(1-3)，防止浆料沉淀，确保料液均匀；装配有压力传感器，通过增压实现物料的脱水，浆料罐(1)的底部出料口通过浆料罐出料电磁阀(1-1)控制浆料罐(1)的出料，所述浆料罐(1)的底端部通过管路连接输送泵(2)的入口，所述输送泵(2)的出口通过管路连接到烛式过滤器(3)的进料入口。

3.根据权利要求1所述的一种超细多孔碳粉的自动化干燥系统，其特征在于，所述烛式过滤器进料电磁阀(3-1)安装于烛式过滤器(3)的浆料进料口处，所述烛式过滤器出料电磁阀(3-2)安装于烛式过滤器(3)的干燥物料排出口处，所述烛式过滤器高温气体进气阀(3-3)安装于烛式过滤器(3)的热气流入口处，所述烛式过滤器排液阀(3-4)安装于烛式过滤器(3)的排液口处；所述烛式过滤器压力传感器(3-5)安装于烛式过滤器(3)的内部顶面处。

4.根据权利要求1所述的一种超细多孔碳粉的自动化干燥系统，其特征在于，所述中间料仓搅拌杆(4-5)安装于中间料仓(4)的内部中央处，所述中间料仓进料电磁阀(4-1)安装于中间料仓(4)的顶端进料口处，所述中间料仓出料电磁阀(4-2)安装于中间料仓(4)的底部出料口处，所述中间料仓料位计(4-3)安装于中间料仓(4)的外壁一侧，所述中间料仓称重传感器(4-4)安装于中间料仓(4)的底端面外侧处。

5.根据权利要求1所述的一种超细多孔碳粉的自动化干燥系统，其特征在于，所述空桨叶干燥机桨叶(5-4)横向转动安装于真空桨叶干燥机(5)的内部，所述真空桨叶干燥机真空系统(5-3)连接于真空桨叶干燥机(5)的顶端部，所述真空桨叶干燥机出料电磁阀(5-2)设置于真空桨叶干燥机(5)的底端面一侧处，所述真空桨叶干燥机进料电磁阀(5-1)设置于真空桨叶干燥机(5)的顶面进料口处。

6.根据权利要求1所述的一种超细多孔碳粉的自动化干燥系统，其特征在于，所述浆料罐液位计(1-2)的I/O信号输出接点连接至PLC控制器(7)的I/O信号输入接点，PLC控制器(7)的I/O信号输出接点连接至浆料罐出料电磁阀(1-1)；所述烛式过滤器压力传感器(3-5)的I/O信号输出接点连接至PLC控制器(7)的I/O信号输入接点，所述PLC控制器(7)的I/O信号输出接点连接至烛式过滤器进料电磁阀(3-1)、烛式过滤器出料电磁阀(3-2)；所述中间料仓料位计(4-3)和中间料仓称重传感器(4-4)的I/O信号输出接点连接至PLC控制器(7)的I/O信号输入接点，所述PLC控制器(7)的I/O信号输出接点连接至中间料仓搅拌杆(4-5)外接的搅拌电机、中间料仓进料电磁阀(4-1)和中间料仓出料电磁阀(4-2)；所述粉储罐料位计(6-2)的电路装置输出信号通过信号线连接至该PLC控制器(7)的I/O信号输入；该PLC控制器(7)的RS232信号输出通过RS232串口线连接至工控机(8)的RS232信号输入接点。

7.根据权利要求1所述的一种超细多孔碳粉的自动化干燥系统，其特征在于，所述PLC控制器(7)的信号输出接点通过串口线连接至所述工控机(8)，最后在工控机(8)配套的显示器上显示出来。