CN219482951U - 一种多级粉碎系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多级粉碎系统，涉及气流粉碎技术领域，包括破碎箱和粉碎箱。在破碎箱中进行第一级破碎，然后运输到粉碎箱中，首先进行第二级破碎，之后在高压气体的带动下进行第三级的粉碎，得到微米的粉料。本实用新型公开的多级粉碎系统，设备简单紧凑，主要部件方便更换和维修，运行可靠，生产效率高，使用和生产成本低廉。同时，本实用新型公开的多级粉碎系统，适用范围广，可以根据需要确定主要部件的结构和成分，具有广阔的应用前景。

Description

一种多级粉碎系统

技术领域

本实用新型涉及气流粉碎技术领域，更具体地说，涉及一种多级粉碎系统。

背景技术

氧化亚硅，又称为一氧化硅，其化学式通常写作SiO，但实际上氧化亚硅是一种无定形化合物，目前普遍认为该材料是非晶态的纳米Si颗粒通过特殊的合成方法均匀地分散到无定形的SiO₂体相中形成的一种复合材料。

氧化亚硅的主要用途包括用于制备光学玻璃和半导体材料，做为精细陶瓷合成的原料，蒸发涂覆在光学仪器的金属反射镜面上做保护膜，以及目前得到广泛研究和关注的做为锂离子电池的高容量负极材料。

SiO的储锂容量来自于分散在SiO₂里面的纳米Si颗粒。相比于传统的石墨负极，Si的理论容量达到4200mA·h/g，并且具有低的脱锂电压，是一种非常具有发展潜力的锂离子电池负极材料。但是单质Si在充放电过程中体积变化可以达到310％，容易引起电极开裂等问题，因此不能作为负极材料。因此产业中以SiO的形式使用，同时复合一部分C形成SiO/C复合材料。

目前用于电极材料的SiO，主要是通过Si和SiO₂在气相条件下反应得到的，产物沉积在容器壁上形成大块的固体。但后续生产过程中需要使用微米级的产物进行碳的包覆等处理，因此需要对得到的大块SiO料进行粗碎、细碎、粉碎，得到D50在5-20μm的粉料，这个工艺过程不但工序多流程长，且需要在不同的设备之间多次转移，因而造成生产流程长、劳动强度大、能量消耗高、物料损失和被污染的程度增加。

但是目前，在电极材料用氧化亚硅生产装置领域，主要集中于反应及沉积设备的研究，对于研制开发一种能够高效方便的实现氧化亚硅破碎的设备则少有研究。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种多级粉碎系统，使用该系统破碎粉碎SiO物料，工艺流程短，集破碎与粉碎于一组设备中，生产效率高，成本低，可以将物料粉碎至微米级并收集。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案。

一种多级粉碎系统，包括破碎箱和粉碎箱，破碎箱顶部设置进料器，破碎箱底部设置出料管，破碎箱内部安装有第一转轴，第一转轴的一端与第一电机相连，第一转轴上可拆卸的安装有多组破碎叶片；

出料管底部连接于输送管的一端，输送管的另一端与所述粉碎箱相连接；

粉碎箱内设置有上下两个粉碎板，其中靠上部的所述粉碎板中间设置有圆形通孔，粉碎板的大小与粉碎箱的横截面积相等，粉碎板与设置在粉碎箱箱体上的若干个气缸相连；

粉碎箱下部设置有若干组高压喷嘴，粉碎箱的顶部有排料管，排料管的直径与通孔的直径相等，且排料管与靠上部的粉碎板相对自由运动，排料管中安装有过滤网。

其中破碎箱用于对SiO物料进行粗碎，将大块料破碎成小颗粒，直径在0.5-3cm之间；然后物料被输送至粉碎箱进一步破碎、粉碎，得到的产物粒径达到微米级。

具体的，破碎箱顶部设置进料器，底部设置出料管，内部安装有第一转轴，在第一转轴上均匀布置多组可以拆卸的破碎叶片。启动第一电机，带动第一转轴转动，破碎叶片对由进料器加入的SiO大块物料进行第一级破碎。破碎叶片可以拆卸，可以及时进行更换。

出料管的底部连接于输送管的一端，输送管的另一端与粉碎箱相连接。物料完成第一级破碎后进入输送管，被运送至粉碎箱进行下一级的破碎和粉碎。

粉碎箱内设置有上下两个粉碎板，其面积相等或者略小于粉碎箱的截面。粉碎板与气缸相连，气缸固定在粉碎箱的箱体上。气缸带动粉碎板往返振动，从而带动经过初级破碎的SiO小颗粒在两块粉碎板之间振动弹跳，强烈的碰撞实现第二级的破碎。经过该级破碎，SiO物料基本达到毫米级别的细小颗粒。

另外，靠上的粉碎板中间设置有圆形的通孔，在粉碎箱顶部中间位置还设置有与该圆形通孔大小相互配合的排料管，排料管与靠上的粉碎板处于可以自由相对运动的状态。

在粉碎箱下部设置有若干组高压喷嘴，例如3组或者4组，喷嘴与箱体成一定角度，从而喷出的高压气体在粉碎箱内呈旋风状。

当粉碎板完成对物料的第二级破碎后，粉碎板的振动停止，靠下的粉碎板向下移动至高压喷嘴的下方。高压喷嘴喷出气体，SiO物料在旋风的作用下在粉碎箱内碰撞，实现第三级粉碎。粉末在旋风的作用下向上移动，对于粒度达到一定级别的粉末，可以通过设置在排料管中的过滤网，经收集即为达到粒径要求的SiO粉末。过滤网的孔径大小可以根据实际需求来设置，从而收集到不同粒度的粉末。

优选地，破碎箱安装在支架上，粉碎箱安装在垫块上，且出料管的底部，高于输送管与粉碎箱的连接处。

破碎箱安装在支架上，从而抬高破碎箱的位置，方便的输送管的设置。将粉碎箱安装在垫块上，垫块可以采用具有一定弹性，如橡胶一类的材质，可以有效减少粉碎箱的振动噪音。同时，破碎箱和粉碎箱的高度差，有助于物料在输送管中的顺利移动。例如输送管为直管且在破碎箱一段位置较高，物料进入后依靠重力即可自由下移；也可以采用下述的优选方案安装输送叶片实现物料的移动。

优选地，输送管固定在固定板上，固定板连接在破碎箱的底部。这种设计，输送管的固定更为牢靠，也为第二电机的安装提供方便。

优选地，输送管靠近出料管的一段水平布置，输送管靠近粉碎箱的一段倾斜向下安装。

优选地，输送管水平布置的一段内部安装有第二转轴和输送叶片，输送叶片可拆卸的安装于第二转轴上，第二转轴与第二电机相连。螺旋型的输送叶片在转动中，带动SiO物料向粉碎箱的移动。该方式相比于依靠重力的自由移动，不易堵塞输送管道，生产效率更高。

优选地，第二电机安装在固定板上。

优选地，输送管上安装有止回阀，避免物料受到旋风的影响再次返回至输送管中。

优选地，粉碎箱下部开设有多个凹槽，高压喷嘴安装于凹槽中。

优选地，排料管中安装有闭合板，闭合板在过滤网的下部。在振动时关闭闭合板，此时粒度仍然较大的物料不会进入到排料管中破坏过滤网；而在振动停止并喷入高压旋风以后，打开闭合板，经过过滤网的筛选，粒径符合要求的粉末穿过过滤网并被收集。

优选地，闭合板通过电动转轴安装在排料管内。

将闭合板通过电动转轴安装在排料管内部，设备的整体结构更为紧凑，也不会影响粉碎板的移动。

与现有技术相比，本实用新型具备以下有益效果：

1.本实用新型公开的多级粉碎系统，主要包括破碎箱和粉碎箱两组主要部件，实现了三级破(粉)碎，设备简单紧凑，运行可靠，可以将较大块的SiO物料通过两次破碎和一次旋风粉碎得到微米级的粉末料，生产效率高。

2.本实用新型公开的多级粉碎系统，主要破碎和粉碎部件可以方便的拆卸，方便更换和维修，设备使用成本低廉，且整个系统使用寿命长。

3.本实用新型公开的多级粉碎系统，适用范围广，同样适合于其它块状物料的制粉，并可以根据需要确定主要部件的结构和成分。对于作为锂电池负极原材料的SiO，通过选用不含Fe成分的超硬材料作为破碎和粉碎的主要部件，可以避免杂质Fe的引入，提高锂电池的品质。

附图说明

图1为实施例1中的一种多级粉碎系统的结构示意图；

图2为图1中A处的局部结构放大示意图；

图3为图1中B处的局部结构放大示意图；

图4为图1中C处的局部结构放大示意图；

图5为图1中D处的局部结构放大示意图。

附图标记说明：1、破碎箱；2、进料器；3、凹槽；4、高压喷嘴；5、出料管；6、支架；7、第一电机；8、第一转轴；9、破碎叶片；10、固定板；11、第二电机；12、输送管；13、第二转轴；14、输送叶片；15、止回阀；16、气缸；17、粉碎板；18、通孔；19、垫块；20、排料管；21、过滤网；22、粉碎箱；23、电动转轴；24、闭合板。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然所描述的实施例仅仅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的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。

实施例1

一种多级粉碎系统，用于对块状SiO物料进行破碎、粉碎，得到微米级粉末。

如图1所示，该多级粉碎系统包括破碎箱1，粉碎箱22。破碎箱1的顶部设置进料器2，用于将SiO块状物料投入到系统中。底部则设置出料管5，将在破碎箱1中完成第一级破碎的小颗粒输送至输送管，转运至粉碎箱22中。在破碎箱1的内部，安装有第一转轴8，在第一电机7的的带动下进行旋转，其上安装的7组破碎叶片9对SiO物料进行破碎。破碎箱安装在支架6上，其位置高于粉碎箱22。

出料管5的底部和输送管12的一端连接，同时输送管12通过固定在破碎箱1底部的固定板10进行牢靠固定，防止输送管承受重物而脱落。输送管12的另一端与粉碎箱22相连接。

如图2所示，输送管12呈两段，靠近出料管5的一段呈水平状态，与粉碎箱22相连接的一段向下倾斜。并且，在水平段的内部，安装有第二转轴13以及可拆卸的固定在第二转轴13上的输送叶片14，其中第二转轴13与第二电机11相连接，在其带动下而旋转。在向下倾斜段，安装一止回阀15，防止SiO物料从粉碎箱22返回到输送管12、破碎箱1中。

如图1，SiO物料完成第一级破碎后通过输送管12的运输，被运送至粉碎箱22进行下一级的破碎和粉碎。

粉碎箱22内设置有上下两个粉碎板17，其面积相等或者略小于粉碎箱22的截面。每个粉碎板17与4个气缸16相连，气缸16固定在粉碎箱22的箱体上。气缸16的轴强烈的往返振动，从而带动两块粉碎板17强烈的振动，经过初级破碎的SiO小颗粒在两块粉碎板17之间振动弹跳，完成第二级的破碎。粉碎箱安装在垫块19上，垫块19选用具有弹性的高分子材料，可以减缓在振动时的噪音。

其中，靠上的粉碎板17中间设置有圆形的通孔18，在粉碎箱22顶部中间位置还设置有与该圆形通孔18大小相互配合的排料管20，排料管20与靠上的粉碎板17处于可以自由相对运动的状态。

如图3，排料管20内部安装有过滤网21。

如图4，为了避免物料在振动过程中进入排料管20破坏，在排料管20内部设置一个闭合板24，其位置在过滤网21的下部，通过电动轴23旋转固定在排料管20的内部。

如图1和5，在粉碎箱22下部开有4个凹槽3，其内部各设置有1组高压喷嘴4，喷嘴4与粉碎箱22的箱体成一定角度，从而喷出的高压气体在粉碎箱22内呈旋风状。

实施例2

利用实施例1中的多级粉碎系统，对块状SiO进行粉碎。

从进料器2中加入大块状的SiO物料，启动第一电机7，破碎叶片9对块状物料进行第一级破碎。

破碎后的SiO颗粒粒径在0.5-3cm左右，汇入出料管5中，在第二电机11的动力下，输送叶片14缓慢旋转，将SiO颗粒运送到输送管12的向下倾斜段，自然下落进入到粉碎箱22中。

关闭输送管12的止回阀，关闭闭合板24，启动气缸16，上下两块粉碎板17进行强烈的振动，对SiO颗粒进行第二级破碎。在该过程中，粉碎箱22底部的气缸行程较小，下部的粉碎板17的最低位置仍然高于凹槽3的顶部。该级振动破碎完成后，SiO物料基本呈毫米级的粉末。

最后，关闭气缸16，打开闭合板24，调整粉碎箱22底部的气缸，控制下部的粉碎板17移动至凹槽3的下边沿以下位置。启动高压喷嘴4，喷出的高压气流在粉碎箱22中呈旋风状，带动粉末装的SiO旋转、碰撞、破碎，最终得到微米级的SiO粉末。

实施例3

一种多级粉碎系统，与实施例1的不同之处在于，输送管靠近出料管的一端高，连接粉碎箱的一段位置低，整体呈直线形倾斜向下。在输送管中没有第二转轴、输送叶片以及配套的第二电机。SiO物料在输送管中依靠重力作用自由下落。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种多级粉碎系统，包括破碎箱(1)和粉碎箱(22)，其特征在于，

所述破碎箱(1)顶部设置进料器(2)，所述破碎箱(1)底部设置出料管(5)，所述破碎箱(1)内部安装有第一转轴(8)，所述第一转轴(8)的一端与第一电机(7)相连，所述第一转轴(8)上可拆卸的安装有多组破碎叶片(9)；

所述出料管(5)底部连接于输送管(12)的一端，所述输送管(12)的另一端与所述粉碎箱(22)相连接；

所述粉碎箱(22)内设置有上下两个粉碎板(17)，其中靠上部的所述粉碎板(17)中间设置有圆形通孔(18)，所述粉碎板(17)的大小与所述粉碎箱(22)的横截面积相等，所述粉碎板(17)与设置在所述粉碎箱(22)箱体上的若干个气缸(16)相连；

所述粉碎箱(22)下部设置有若干组高压喷嘴(4)，所述粉碎箱(22)的顶部有排料管(20)，所述排料管(20)的直径与所述通孔(18)的直径相等，且所述排料管(20)与靠上部的所述粉碎板(17)相对自由运动，所述排料管(20)中安装有过滤网(21)。

2.根据权利要求1所述的一种多级粉碎系统，其特征在于，所述破碎箱(1)安装在支架(6)上，所述粉碎箱(22)安装在垫块(19)上，且所述出料管(5)的底部，高于所述输送管(12)与所述粉碎箱(22)的连接处。

3.根据权利要求2所述的一种多级粉碎系统，其特征在于，所述输送管(12)固定在固定板(10)上，所述固定板(10)连接在所述破碎箱(1)的底部。

4.根据权利要求3所述的一种多级粉碎系统，其特征在于，所述输送管(12)靠近所述出料管(5)的一段水平布置，所述输送管(12)靠近所述粉碎箱(22)的一段倾斜向下安装。

5.根据权利要求4所述的一种多级粉碎系统，其特征在于，所述输送管(12)水平布置的一段内部安装有第二转轴(13)和输送叶片(14)，所述输送叶片(14)可拆卸的安装于所述第二转轴(13)上，所述第二转轴(13)与第二电机(11)相连。

6.根据权利要求5所述的一种多级粉碎系统，其特征在于，所述第二电机(11)安装在所述固定板(10)上。

7.根据权利要求1所述的一种多级粉碎系统，其特征在于，所述输送管(12)上安装有止回阀(15)。

8.根据权利要求1所述的一种多级粉碎系统，其特征在于，所述粉碎箱(22)下部开设有多个凹槽(3)，所述高压喷嘴(4)安装于所述凹槽(3)中。

9.根据权利要求1所述的一种多级粉碎系统，其特征在于，所述排料管(20)内安装有闭合板(24)，所述闭合板(24)在所述过滤网(21)的下部。

10.根据权利要求9所述的一种多级粉碎系统，其特征在于，所述闭合板(24)通过电动转轴安装在所述排料管(20)内。