一种能源新材料高速混合搅拌系统

技术领域

本发明涉及材料混合装置，特别涉及一种能源新材料高速混合搅拌系统。

背景技术

能源新材料主要包含：钴酸锂、锰酸锂、三元材料为代表的电池正极材料，这些产品广泛应用于移动电话、便携式计算机、照相机等电源，并在航空、航天、通讯设备、车载电源等领域逐步替代传统的电源。

高速混合机本体是一个强力机械混合机，其操作原理基础为通过旋转电机带动搅拌与混合腔壁摩擦共同产生的混合作用。腔体内的产品装载约总容量为50％时，腔体即被封起来，带搅拌的转轴开始转动。低速时，物料稍微混合，但是当搅拌以最大线速度运行时混合情况完全不同，由于搅拌高速运行，物料顺着腔体壁作离心运动，并快速形成一个旋转环。旋转环内物料会随着搅拌会慢慢向上输送。当物料超过搅拌叶片时，物料速度随之减慢从而落下，此时物料运动再次加速。由于物料不断旋转和上下运动从而保证快速和完整的混合。

在实际生产过程中，通常物料粉末中会添加锆球粉作为添加剂，粉料在设备筒体腔内被高速旋转的搅拌与锥体腔壁摩擦，当搅拌速度越快摩擦就越明显。搅拌与锥体腔壁产生大量的金属物，严重影响粉料制作成电池的稳定性。

生产中部分物料在要求的时间内存在混合不均匀、白点等现象；要想得到充分的混合必须延长搅拌时间，但是生产中延长搅拌时间就降低生产效率，部分产品则需要将搅拌速度调到最大值。通过生产实际应用，电机通过皮带传动带动搅拌的形式，在搅拌最大值转速运行时，物料混合效果明显，但是电机频率、搅拌速度一旦提高到45HZ，搅拌转速约410r/min甚至更高时，整个设备及平台严重晃动，存在安全隐患，生产无法进行。

发明内容

本发明的目的是提供一种能源新材料高速混合搅拌系统，该搅拌系统能够在高速状态下进行平稳运行，同时能够有效提高物料的充分高效混合，并能够有效减少和容器内壁的磨损，不会产生金属异物，有效保证品质稳定性。

实现本发明目的的技术方案是：本发明包括搅拌容器、搅拌系统和设有搅拌桨的搅拌轴；所述搅拌系统包括驱动电机和减速机；所述搅拌容器呈圆锥台形，且搅拌容器的上端大，下端小；所述搅拌容器的上端设有封盖，搅拌容器的下端设有出料口；封盖的内壁呈与搅拌容器的内壁自然过渡的圆弧形；封盖的外部的正上方固定设有驱动电机和减速机，搅拌轴转动设置在封盖上，并伸入搅拌容器内；驱动电机的输出轴与减速机的输入端传动连接，减速机的输出端与搅拌轴传动连接；所述搅拌轴上的搅拌桨为上扬式搅拌桨。

上述搅拌桨包括多层沿搅拌轴的轴线间隔设置的搅拌叶组；所述搅拌叶组包括两个沿搅拌轴的径向延伸的延伸杆，每个延伸杆上均固定设有斜叶式的搅拌叶；一个搅拌叶组上的两个搅拌叶以同时经过搅拌轴轴线和延伸杆轴线的平面镜像对称设置；斜叶式的搅拌叶与搅拌轴轴线呈夹角；所述相邻搅拌叶组呈九十度角分布；多层搅拌叶组沿搅拌容器的内壁设置，且呈倒置的塔型。

上述搅拌桨还包括副桨叶组；所述副桨叶组设置在最上层的搅拌叶组的上方；所述副桨叶组包括两个呈180°分布的桨叶；桨叶的后端设有刀刃。

上述副桨叶组位于封盖内；所述搅拌叶组位于搅拌容器内。

搅拌容器的内壁和封盖的内壁上均喷涂有耐磨材料；所述耐磨材料可采用钨钴铬合金或者镍钴合金，优先WC86％-10％Co-4％Cr，喷涂硬度可达到：HV950-1400，涂层附着力：≥78MPa。

上述封盖上设有多个加料/排气法兰口。优选五个。

上述封盖的外部的正上方固定设有安装架；所述安装架上设有垂直与搅拌轴轴线的安装平台；所述驱动电机和减速机均固定连接在安装平台上。

上述搅拌容器的外部延其轴线圆周均匀分布有四个支座；所述支座为马鞍式支座。

搅拌容器上设有夹层；所述搅拌容器上设有与夹层相通的进液口和出液口。

上述夹层内设有以搅拌容器的轴线为螺旋轴线的螺旋形隔板；所述螺旋形隔板将夹层分隔成螺旋形通道；所述进液口和出液口分别位于螺旋形通道的两端。

本发明具有积极的效果：(1)本发明中搅拌容器设计成圆锥形，旋转环内物料会慢慢向上输送，当旋转环的半径在不断增加时说明其混合在不断加速。当物料到达封盖时，由于封盖的内壁设计成弧形，物料会沿封盖内壁继续向上向中心汇集，当物料达到封盖的弧形顶部时由于没有搅拌桨，物料速度随之减慢从而落下，此时物料运动再次加速，由于物料不断旋转和上下运动从而保证快速和完整的混合。同时，由于封盖的内壁与搅拌容器的内壁自然过渡，使得没有死料。

(2)本发明中搅拌桨的设计，能够与搅拌容器很好地配合，实现物料的快速向上，从而提高物料的混合效率。

(3)本发明通过副桨叶在搅拌时纵向接触的面积较大，可起到良好的纵向搅拌效果，解决了纵向搅拌不充分，物料之间混合的面积较小，影响到搅拌效果，固体粘黏液体后密度过大的问题。

(4)本发明通过喷涂有耐磨材料，能够在生产含有锆粉的能源电池材料时，有效减少磨损和金属异物的产生，提高能源新材料的品质。

(5)本发明通过多个加料/排气法兰口，能够实现不同物料的同步加入。

(6)本发明通过安装架安装驱动电机和减速机，实现了减速机与驱动电机的卧式直联方式，实现了结构紧凑，传动效率高，系统运行稳定无冲击的优点。

(7)本发明通过马鞍式支座，能够实现更加稳定的固定连接，从而保证搅拌系统在运行过程中，能够保持平稳运行无晃动。

(8)本发明中夹层的设计是为了满足向内通入热源或冷源，从而调整搅拌容器内的温度。

(9)本发明通过螺旋形隔板，实现了螺旋形通道，通过螺旋形通道，使得热源或者冷源能够快速平稳通过，减少冲击，提高换热效率。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的剖视图；

图3为本发明中搅拌轴与搅拌桨的的结构示意图；

图4为本发明中封盖的结构示意图；

图5为本发明中封盖的俯视图；

图6为本发明中螺旋形隔板与搅拌容器的结构示意图；

图7为本发明实施例2中搅拌轴与搅拌桨的结构示意图。

具体实施方式

(实施例1)

见图1至图6，本发明包括搅拌容器1、搅拌系统和设有搅拌桨3的搅拌轴4；所述搅拌系统包括驱动电机5和减速机6；所述搅拌容器1呈圆锥台形，且搅拌容器1的上端大，下端小；所述搅拌容器1的上端设有封盖7，搅拌容器1的下端设有出料口；封盖7的内壁呈与搅拌容器1的内壁自然过渡的圆弧形；封盖7的外部的正上方固定设有安装架72；所述安装架72上设有垂直与搅拌轴4的轴线的安装平台73；驱动电机5和减速机6均固定连接在安装平台73上；搅拌轴4转动设置在封盖7上，并伸入搅拌容器1内；驱动电机5的输出轴与减速机6的输入端传动连接，减速机6的输出端与搅拌轴4传动连接；所述搅拌轴4上的搅拌桨3为上扬式搅拌桨。

所述搅拌桨3包括多层沿搅拌轴4的轴线间隔设置的搅拌叶组31；所述搅拌叶组31包括两个沿搅拌轴4的径向延伸的延伸杆311，每个延伸杆311上均固定设有斜叶式的搅拌叶312；一个搅拌叶组31上的两个搅拌叶312以同时经过搅拌轴4的轴线和延伸杆311的轴线的平面镜像对称设置；斜叶式的搅拌叶312与搅拌轴4的轴线呈夹角；所述相邻搅拌叶组31呈九十度角分布；多层搅拌叶组31沿搅拌容器1的内壁设置，且呈倒置的塔型。

搅拌容器1的内壁和封盖7的内壁上均喷涂有耐磨材料；所述耐磨材料为WC86％-10％Co-4％Cr。

所述封盖7上设有多个加料/排气法兰口71。

所述搅拌容器1的外部延其轴线圆周均匀分布有四个支座11；所述支座11为马鞍式支座。

搅拌容器1上设有夹层12；所述夹层12内设有以搅拌容器1的轴线为螺旋轴线的螺旋形隔板15；所述螺旋形隔板15将夹层12分隔成螺旋形通道；所述搅拌容器1上设有与夹层12相通的进液口13和出液口14。

所述进液口13和出液口14分别位于螺旋形通道的两端。

其中驱动电机5的型号为DVE250M4-55KW，减速机6为SEW减速机，速比3.11。

本发明的工作过程如下：

物料通过加料/排气法兰口71加入搅拌容器内；驱动电机5启动，驱动电机5驱动减速机6工作，减速机6驱动搅拌轴4转动，搅拌桨3随着搅拌轴4对物料进行搅拌混合。

低速时，物料稍微混合，但是当搅拌以最大线速度运行时混合情况完全不同，由于搅拌高速运行，物料顺着搅拌容器1的内壁作离心运动，并快速形成一个旋转环。由于搅拌容器1呈圆锥形，旋转环内物料会慢慢向上输送。当转环半径在不断增加时说明其混合在不断加速。当物料到达封盖的弧形顶部时由于没有搅拌叶片，物料速度随之减慢从而落下，此时物料运动再次加速。由于物料不断旋转和上下运动从而保证快速和完整的混合。

在实际生产过程中，通常物料粉末中会添加锆球粉作为添加剂，粉料在设备筒体腔内被高速旋转的搅拌与搅拌容器1的内壁，甚至封盖7的内壁摩擦，当搅拌速度越快摩擦就越明显。由于喷涂了耐磨材料搅拌，有效减少了因磨损产生的金属物，有效保证能源新材料的品质稳定。

(实施例2)

见图7，本发明中搅拌桨3还包括副桨叶组32；所述副桨叶组32设置在最上层的搅拌叶组31的上方；所述副桨叶组32包括两个呈180°分布的桨叶；桨叶的后端设有刀刃。

所述副桨叶组32位于封盖7内；所述搅拌叶组31位于搅拌容器1内。

其他技术特征与实施例1相同。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。