粉体金属分离机及分离方法

技术领域

本发明属于粉体分离技术领域，具体涉及一种粉体金属分离机，同时还涉及一种粉体金属分离方法。

背景技术

在粉体行业中，为了分离物料中不同的成分，经常会遇到物料需要有不同的流动方向，最终进行不同物料的收集。

目前，粉体分离机被广泛应用于食品、医药、陶瓷、化工、塑料、锂电等粉体领域。特别是近年来，随着电动汽车的发展，锂离子电池发展迅猛，对锂离子电池的性能要求越来越高，从而对原料的精度要求也越来越严格，而决定锂电池材料好坏最关键的就是金属颗粒的含量，所以将原材料内成品料与金属颗粒充分分离，就需要用到粉体分离机，传统的粉体分离机一般包括永磁筛除器和卸料通道，筛除器的内腔中分布有磁棒，当粉体输送并经过筛除器时，粉体中的金属颗粒被筛除器中的磁棒吸走以实现粉体和金属颗粒的分离，卸料时，粉体和金属颗粒分别经卸料通道卸料。

然而，在实际生产过程中，现有的分离机存在以下缺陷：

1、由于磁棒之间存在间隙，粉体在通过筛除装置时，存在少量金属颗粒未能被磁棒成功吸附的问题，筛除效果差；

2、永磁筛除器中的磁棒吸附金属颗粒后，需要人工清理吸附在磁棒表面的金属颗粒，操作费时费力，效率低；

3、金属卸料时容易残留在卸料通道中，导致后续分离后的粉体卸料时被污染，降低粉体质量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种全新的粉体金属分离机。

同时，本发明还提供一种粉体金属分离方法。

为解决以上技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种粉体金属分离机，其包括机架、金属筛除单元，金属筛除单元包括位于上部的金属去除部、位于下部的卸料部，其中金属去除部包括箱体、管套组件、磁棒组件、驱动组件，箱体具有内腔，内腔的侧部、上部、下部分别形成有敞开口、进料口、出料口；管套组件包括多根套管、用于将多根套管相固定连接的连接板，其中多根套管沿着前后方向延伸，且相邻的两根套管之间形成供粉体穿过的筛选通道；磁棒组件包括多根磁棒、用于将多根磁棒相固定连接的固定端板，其中多根磁棒对应插装至多根套管；驱动组件包括用于驱动连接板绕着前后方向的轴线转动的第一驱动器、用于驱动固定端板沿着自身中心线方向运动的第二驱动器，其中磁棒组件和连接板同步运动，以吸附粉体中的金属并能够在转动中逐步消磁；

卸料部为三通阀，其中三通阀具有相连通的粉体卸料通道和金属卸料通道，粉体卸料时，粉体卸料通道与出料口连通；金属卸料时，金属卸料通道与出料口连通。

优选地，多根套管和多根磁棒一一对应。这样设置，确保每根套管中插装有一根磁棒，提升筛除能力。

优选地，多根套管平行设置，且绕着连接板的中心线方向圆周阵列分布。

优选地，连接板包括位于套管两端部的第一板和第二板，其中每根套管自两端部分别贯穿第一板和第二板以形成插装孔，磁棒自插装孔插装至套管中。这样设置，有效提升多根套管的连接稳定性，减少在高速转动中产生的变形问题，延长使用寿命。

具体的，第一驱动器包括沿着前后方向自第一板和第二板的中心穿过的驱动轴、用于驱动驱动轴自转的动力件，其中第一板和第二板固定在驱动轴上，固定端板转动并滑动设置在驱动轴上。这样设置，结构简单，便于安装和实施。

优选地，第二驱动器包括驱动端板、伸缩方向与驱动轴延伸方向平行且用于驱动驱动端板运动的伸缩杆，其中驱动端板通过转动接头连接在驱动轴上，且驱动端板随着伸缩杆运动时，固定端板同步运动。

具体的，转动接头包括滑动设置在驱动轴上的第一接头座、转动设置在第一接头座上的第二接头座，其中第一接头座与固定端板连接，第二接头座与驱动端板连接。

进一步的，在箱体的外侧设有支撑架，支撑架包括延伸方向与驱动轴平行的架杆，伸缩杆设置在架杆上，驱动端板包括板本体、位于板本体侧部的延伸耳，其中延伸耳与伸缩杆一一对应连接，且延伸耳活动架设在架杆上。这样设置，驱动端板沿着架杆运动，提高稳定性，保证磁棒准确插装至套管中。

优选地，三通阀包括阀体、密封板、用于驱动密封板的驱动部件，其中阀体具有进口、粉体出口、金属出口，阀体的内壁上形成有位于进口与粉体出口之间的第一密封槽、位于进口与金属出口之间的第二密封槽；密封板活动设置在阀体的内腔并具有拦截在进口与粉体出口之间的第一状态、拦截在进口与金属出口之间的第二状态，当密封板处于第一状态时，密封板插在第一密封槽内并自周向与阀体的内壁相密封连接；当密封板处于第二状态时，密封板插在第二密封槽内并自周向与阀体的内壁相密封连接。通过两个密封槽与密封板的配合，有效提高三通阀的两个卸料通道之间密封性，从而避免粉体中各组分物料输送并经过三通阀时交叉污染，保证粉体中各组分物料充分分离。

优选地，密封板具有第一边、第二边、对应连接在第一边和第二边之间的第三边和第四边，其中驱动部件驱动密封板绕着第一边翻转运动，第三边和第四边与阀体内壁之间相密封且滑动连接。

具体的，第二边为弧形边，且弧形边的两端分别与第三边和第四边相切设置。这样设置，保证相邻两条侧边衔接处与阀体内壁之间的密封性。

优选地，密封板包括第一夹板、第二夹板以及密封片，其中密封片夹紧并固定在第一夹板和第二夹板之间，且密封片的侧边冒出第一夹板和第二夹板并抵触在阀体的内壁上，当密封板处于第一状态或第二状态时，密封片冒出第一夹板和第二夹板的侧边对应插在第一密封槽或第二密封槽内。这样设置，便于安装和实施。

优选地，阀体包括第一筒体、自第一筒体向一侧倾斜延伸的第二筒体，其中进口和粉体出口分别位于第一筒体的两端，金属出口位于第二筒体远离第一筒体的一端，其中第一密封槽形成于第一筒体上，第二密封槽形成于第二筒体上。

进一步的，第一筒体与第二筒体的夹角处形成有缺口，驱动部件包括密封连接在缺口处的翻转座、驱动件，其中密封板通过转轴转动连接在翻转座上，驱动件驱动密封板在第一密封槽与第二密封槽之间翻转运动。这样设置，防止阀体内腔的粉料泄漏。

优选地，驱动件包括与第一筒体或/和第二筒体固定连接的支撑座、设置在支撑座上的气缸、及自两端部分别与气缸输出轴与转轴相转动连接的传动杆。这样设置，结构简单、可靠。

进一步的，翻转座上形成有与转轴相匹配的转动槽，且转动槽的两端分别设有轴承，转轴位于转动槽内并自两端部对应插在轴承上。这样设置，减少转轴磨损，延长使用寿命。

优选地，第一密封槽与第二密封槽相连通设置。这样设置，当密封板在两个状态之间切换运动时，方便密封板自一个密封槽中脱离并进入另一个密封槽中。

此外，第一筒体与第二筒体一体成型设置。方便阀体的制作。

本发明的另一种技术方案是，一种粉体金属分离方法，该方法采用上述的粉体金属分离机，且该方法包括如下步骤：

S1、粉体卸料

1)、保持粉体卸料通道与出料口连通；

2)、将多根磁棒对齐插装至多根管套中，且磁棒的一端部与管套的一端部对齐、另一端部冒出管套，固定端板位于磁棒冒出管套的端部；粉体自进料口穿过筛选通道后，自出料口排出，其中筛选通道随着连接板的转动在内腔内移位以搅动经过的粉体，粉体中的金属吸附在管套的表面，粉体经过粉体卸料通道排出；

S2、金属卸料

1)、停止加入粉体，并将出料口切换至与金属卸料通道连通；

2)、多根磁棒随着多根套管的转动而同步转动，并沿着自身长度方向运动同步抽出多根套管，套管逐步消磁，金属在离心力下脱离套管并经过金属卸料通道排出。

由于以上技术方案的实施，本发明与现有技术相比具有如下优点：

本发明一方面通过固定端板带动多根磁棒插装或抽出运动，使得套管能够在具有磁性和消磁之间切换，这样一来，粉体中筛除的金属能够在磁吸力下吸附在套管表面，也能够随着消磁而从套管上自动脱离，操作简单、省力，效率高；另一方面通过连接板转动而带动多根套管运动，以实施持续搅动粉体，保证彻底筛除粉体中的金属，有效提升筛除效果；同时通过对应设置两个卸料通道，有效避免粉体和金属颗粒各自卸料时交叉污染，提升粉体质量。

附图说明

图1为本发明粉体金属分离机的立体结构示意图；

图2为图1中金属筛除单元的立体结构示意图；

图3为图2中金属去除部的立体结构示意图；

图4为图3的分解示意图(第一视角)；

图5为图3的分解示意图(第二视角)；

图6为图1中卸料部的立体结构示意图；

图7为图6的分解示意图；

图8为图6中A向视角观察到的结构示意图；

图9为图8中B-B向剖视示意图；

图10为图9中C处结构放大示意图；

其中：①、机架；

②、金属筛除单元；Ⅰ、金属去除部；1、箱体；q、内腔；k0、敞开口；k1、进料口；k2、出料口；j、支撑架；j0、架杆；j1、连接杆；2、套管组件；20、套管；k3、插装孔；21、连接板；211、第一板；212、第二板；t、轴套；3、磁棒组件；30、磁棒；31、固定端板；4、驱动组件；41、第一驱动器；410、驱动轴；411、动力件；42、第二驱动器；420、驱动端板；a0、板本体；a1、延伸耳；s、转动接头；s1、第一接头座；s2、第二接头座；421、伸缩杆；Ⅱ、卸料部；B1、阀体；T1、粉体卸料通道；T2、金属卸料通道；11、第一筒体；Bk0、进口；Bk1、粉体出口；c1、第一密封槽；12、第二筒体；Bk2、金属出口；c2、第二密封槽；Bk3、缺口；B2、密封板；B21、第一夹板；22、第二夹板；23、密封片；b1、第一边；b2、第二边；b3、第三边；b4、第四边；B3、驱动部件；B30、翻转座；c3、转动槽；z、转轴；B31、驱动件；310、支撑座；311、气缸；312、传动杆。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

如图1至图10所示，本实施例的粉体金属分离机，其包括机架①、金属筛除单元②。

具体的，机架①由形成有定位腔的工作台、分布在工作台四周的多根支撑柱构成，其中金属筛除单元②安装在工作台的定位腔内。

本例中，金属筛除单元②包括位于上部的金属去除部Ⅰ、位于下部的卸料部Ⅱ。

具体的，金属去除部Ⅰ包括箱体1、套管组件2、磁棒组件3、驱动组件4。

具体的，箱体1具有内腔q，其中内腔q的侧部、上部、下部分别形成有敞开口k0、进料口k1、出料口k2，其中进料口k1向上冒出工作台的顶面，出料口k2向下冒出工作台的底面。

本例中，套管组件2包括分别沿着前后方向水平延伸的多根套管20、用于将多根套管20相固定连接的连接板21，其中多根套管20绕着连接板21的中心线方向圆周阵列分布，且相邻的两根套管20之间形成供粉体穿过的筛选通道。

具体的，连接板21包括位于每根套管20两端部的第一板211和第二板212，其中每根套管20自两端部分别贯穿第一板211和第二板212以形成插装孔k3。这样设置，有效提升多根套管的连接稳定性，减少在高速转动中产生的变形问题，延长使用寿命。

本例中，磁棒组件3包括分别沿着前后方向水平延伸的多根磁棒30、用于将多根磁棒30的外端部相固定连接的固定端板31，其中多根磁棒30自插装孔k3一一对应插装至多根套管20中。这样设置，确保每根套管中插装有一根磁棒，提升筛除能力。

本例中，驱动组件4包括用于驱动连接板21绕着前后方向水平延伸的轴线转动的第一驱动器41、用于驱动固定端板31沿着自身中心线方向运动的第二驱动器42，其中磁棒组件3和连接板21同步运动，以吸附粉体中的金属颗粒并能够在转动中逐步消磁。

具体的，第一驱动器41包括沿着前后方向自第一板211和第二板212的中心水平穿过的驱动轴410、用于驱动驱动轴410自转的动力件411，其中第一板211和第二板212固定在驱动轴410上，固定端板31转动并滑动设置在驱动轴410上。这样设置，结构简单，便于安装和实施。

为了进一步方便实施，第一板211和第二板212之间还连接有套设在驱动轴410上的轴套t。

第二驱动器42包括驱动端板420、伸缩方向与驱动轴410延伸方向平行且用于驱动驱动端板420运动的伸缩杆421，其中驱动端板420通过转动接头s连接在驱动轴410上，且驱动端板420随着伸缩杆421运动时，固定端板31同步运动。在一些具体实施方式中，伸缩杆421采用常规的伸缩气缸，伸缩气缸自伸缩轴的端部连接在驱动端板420上。

具体的，转动接头s包括滑动设置在驱动轴410上的第一接头座s1、转动设置在第一接头座s1上的第二接头座s2，其中第一接头座s1与固定端板31连接，第二接头座s2与驱动端板420连接。

为了进一步方便实施，在箱体1的外侧设有支撑架j，支撑架j包括位于箱体1左右两侧且延伸方向与驱动轴410平行的架杆j0、连接在两侧架杆j0之间的连接杆j1，伸缩杆421有两个且分别固定设置在两侧的架杆j0上；驱动端板420包括板本体a0、位于板本体a0左右侧部的延伸耳a1，其中延伸耳a1与伸缩杆421一一对应连接，且每个延伸耳a1分别活动架设在对应的架杆j0上。这样设置，驱动端板沿着架杆运动，提高稳定性，保证磁棒准确插装至套管中。

本例中，卸料部Ⅱ为三通阀，其中三通阀具有相连通的粉体卸料通道T1和金属卸料通道T2，粉体卸料时，粉体卸料通道T1与出料口k2连通；金属卸料时，金属卸料通道T2与出料口k2连通。

具体的，卸料部Ⅱ包括阀体B1、密封板B2、驱动部件B3。

具体的，阀体B1包括第一筒体11和第二筒体12，第一筒体11竖直延伸并自上端部通过法兰件与出料口k2连接，第二筒体12自第一筒体11的一侧斜向下延伸，其中第一筒体11的上端部敞开并形成进口Bk0、下端部敞开并形成粉体出口Bk1，第二筒头12自上端部与第一筒体11相连通、下端部敞开并形成金属出口Bk2。第一筒体11的内壁形成有第一密封槽c1，第二筒体12的内壁形成有第二密封槽c2，其中第一密封槽c1和第二密封槽c2相连通设置。

同时，第一筒体11与第二筒体12一体成型设置。方便阀体的制作。

本例中，密封板B2活动设置在阀体B1的内腔并具有拦截在进口Bk0与粉体出口Bk1之间的第一状态、拦截在进口Bk0与金属出口Bk2之间的第二状态，当密封板B2处于第一状态时，密封板B2插在第一密封槽c1内并自周向与阀体B1的内壁相密封连接；当密封板B2处于第二状态时，密封板B2插在第二密封槽c2内并自周向与阀体B1的内壁相密封连接。这样设置，通过相连通的两个密封槽，当密封板在两个状态之间切换运动时，方便密封板自一个密封槽中脱离并进入另一个密封槽中。

具体的，密封板B2具有第一边b1、第二边b2、对应连接在第一边b1和第二边b2之间的第三边b3和第四边b4，其中驱动部件B3驱动密封板B2绕着第一边b1翻转运动，第三边b3和第四边b4与阀体B1内壁之间相密封且滑动连接。

进一步的，第二边b2为弧形边，且弧形边b2的两端分别与第三边b3和第四边b4相切设置。这样设置，保证相邻两条侧边衔接处与阀体内壁之间的密封性。

为了方便安装和实施，密封板B2包括第一夹板B21、第二夹板22以及密封片23，其中密封片23夹紧并固定在第一夹板B21和第二夹板22之间，且密封片23的侧边冒出第一夹板B21和第二夹板22并抵触在阀体B1的内壁上，当密封板B2处于第一状态或第二状态时，密封片23冒出第一夹板B21和第二夹板22的侧边对应插在第一密封槽c1或第二密封槽c2内。密封片23的材质可采用橡胶或硅胶。

本例中，第一筒体11与第二筒体12的夹角处形成有缺口Bk3，驱动部件B3包括密封连接在缺口Bk3处的翻转座B30、驱动件31，其中密封板B2通过转轴z转动连接在翻转座B30上，驱动件31驱动密封板B2在第一密封槽c1与第二密封槽c2之间翻转运动。这样设置，防止阀体内腔的粉料泄漏。

具体的，翻转座B30上形成有与转轴z相匹配的转动槽c3，且转动槽c3的两端分别设有轴承，转轴z位于转动槽c3内并自两端部对应插在轴承上。轴承可以是任何符合规格的市售产品。这样设置，减少转轴磨损，延长使用寿命。

此外，驱动件31包括与第一筒体11固定连接的支撑座310、设置在支撑座310上的气缸311、及自两端部分别与气缸311输出轴与转轴z相转动连接的传动杆312。这样设置，结构简单、可靠。

综上，本实施例的实施过程如下：

S1、粉体卸料

1)、保持粉体卸料通道T1与出料口k2连通；

2)、将多根磁棒30对齐插装至多根套管20中，且每根磁棒30的一端部与套管20的一端部对齐、另一端部冒出套管20，固定端板31位于磁棒30冒出套管20的端部；粉体自进料口k1穿过筛选通道后，自出料口k2排出，其中筛选通道随着连接板21的转动在内腔q内移位以搅动经过的粉体，多根磁棒30随着多根套管20的转动而同步转动，粉体中的金属颗粒吸附在套管20的表面，实现粉体金属颗粒分离；

S2、金属卸料

1)、停止加入粉体，并将出料口k2切换至与金属卸料通道T2连通；

2)、多根磁棒30随着多根套管20的转动而同步转动，并沿着自身长度方向运动同步抽出多根套管20，致使套管20逐步消磁，金属在离心力下自动脱离套管20并经过金属卸料通道T2排出。

因此，本实施例具有以下优势：

1、通过固定端板带动多根磁棒插装或抽出运动，使得套管能够在具有磁性和消磁之间切换，这样一来，粉体中筛除的金属能够在磁吸力下吸附在套管表面，也能够随着消磁而从套管上自动脱离，操作简单、省力，效率高；

2、通过连接板转动而带动多根套管运动，以实施持续搅动粉体，保证彻底筛除粉体中的金属颗粒，有效提升筛除效果；同时通过对应设置两个卸料通道，有效避免粉体和金属颗粒各自卸料时交叉污染，提升粉体质量；

3、在消磁过程中，利用离心力甩脱附着在套管表面的金属颗粒，保证金属颗粒卸料彻底，避免影响下一次粉体筛除；

4、通过设置连接在套管两端部的连接板，有效提升多根套管的连接稳定性，减少在高速转动中产生的变形问题，延长使用寿命；

5、通过两个密封槽与密封板的配合，有效提高三通阀的两个卸料通道之间密封性，保证粉体中各组分物料充分分离；

6、通过相连通的两个密封槽，当密封板在两个状态之间切换运动时，方便密封板自一个密封槽中脱离并进入另一个密封槽中。

以上对本发明做了详尽的描述，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。