一种实验室用小批量永磁除铁装置

技术领域

本发明涉及一种实验室用小批量永磁除铁装置，应用于小批量粉体材料的间歇性循环除去粉体材料的磁性异物。

背景技术

锂离子电池产业在新能源产业的带动下，连续保持快速增长；锂离子电池的发展必将更高要求的确保使用寿命和安全。由于磁性异物对锂电池的安全性能影响非常关键，为了获得更高的锂电池的安全性能，必然要对锂离子电池材料生产过程中的磁性异物的管控提出更高的要求，目前电池材料磁性异物一般控制在50ppb以内，而NCA等用在特斯拉上的正极材料要求磁性异物更是控制在1Oppb以内。但目前锂离子电池材料除磁性异物，需要关注生产全流程，原料、反应、分离等前处理工序与干燥、筛分包装等后处理工序以保证更高的磁异控制要求。

目前，锂离子电池材料大批量生产的除铁工序，常用的电磁除铁器、设备昂贵，物料在重力作用下由上向下单向流动、并不具无线循环除铁的功能，电磁铁和管壁都是静止状态；常用的粉体管道除铁器，也同上电磁除铁器一样，只是管道除铁器的磁性部分为永磁除铁器，同样物料在重力作用下由上向下单向流动、并不具无线循环除铁的功能，电磁铁和管壁都是静止状态，不能使物料与磁棒有充分的接触，只能通过增加磁棒的数量或叠加多个除铁器或增加除铁次数来满足除铁要求；有部分厂家改进粉体管道除铁器，用电机带动管道中的磁棒使得磁棒能够转动，优点是各个磁棒与物料能够更加充分的接触，将每一个磁棒的除铁性能发挥出来，然而，管壁依旧是静止的，充分接触有限。

锂离子电池材料小批量生产、实验室用的除铁器，目前没有更好的、合适的解决方案。现有的解决方案有：一是通过量产设备的小型化，来实现实验室小批量除铁功能，其缺点是报价昂贵，如需循环除铁，通过增加磁棒的数量或叠加多个除铁器或增加除铁次数来满足除铁要求；二是通过简单的人工有磁棒搅动来处理实验室除铁物料，缺点是费时费力，效果不佳，人工操作过程中易被污染。

发明内容

针对上述已有技术存在的不足，本发明提供一种实验室用小批量永磁除铁装置。

本发明是通过以下技术方案实现的。

一种实验室用小批量永磁除铁装置，包括依次连接的电机(1)、减速机(2)，减速机(2)输出端具有两个输出轴，即第一输出轴(3)和第二输出轴(4)，且第一输出轴(3)与第二输出轴(4)输出旋转方向互为反方向，第一输出轴(3)固定在第一支撑(6)中，第二输出轴(4)通过键槽过盈配合与第一齿轮(7)连接；旋转壳体(8)左端固定于第一支撑(6)上，旋转壳体(8)右端固定于第二支撑(11)上，旋转壳体(8)与第二齿轮(12)为一个整体，其通过第二齿轮(12)与第一齿轮(7)连接；旋转壳体(8)腔体内设置有多个套筒(13)，套筒一端通过焊接或螺栓固定于套筒托盘(14)上并与其形成一个整体，套筒托盘(14)通过套筒花键(15)与第一输出轴(3)间隙配合连接；套筒另一端通过第一快装螺栓(32)与第二支撑(11)内侧的过渡支撑(35)连接，过渡支撑(35)与第二支撑(11)通过第四轴承(20)连接，磁棒(16)一端置于套筒内，另一端通过第一快装螺栓(32)与第二支撑(11)内侧的过渡支撑(35)连接，形成套筒(13)、磁棒(16)、过渡支撑(35)为一体，由第一输出轴(3)带动而转动；主支撑(17)通过轴承与第三支撑(18)、第四支撑(19)连接，使得第三支撑(18)、第四支撑(19)可绕轴承旋转运动；第一支撑(6)、第二支撑(11)、第三支撑(18)、第四支撑(19)之间通过螺栓固定、或者一体成型，形成一个整体相对旋转壳体(8)、套筒(13)为固定不动的支撑结构。

作为优选，由于减速机(2)内部的齿轮配合设计，使得第一输出轴(3)和第二输出轴(4)旋转方向相反，即第一输出轴(3)顺时针转动则第二输出轴(4)逆时针转动，或第一输出轴(3)逆时针转动则第二输出轴(4)顺时针转动。

作为优选，第二齿轮(12)外切与第一齿轮(7)连接，第二齿轮(12)与第一齿轮(7)的转速比范围为1:3～1：16，旋转壳体(8)和磁棒(16)以转速比1:3～1：16，且旋转方向互为反方向，而做的相对运动。

作为优选，第一输出轴(3)通过第一轴承(5)固定在第一支撑(6)中，第二输出轴(4)通过键槽过盈配合与第一齿轮(7)连接；旋转壳体(8)左端通过第二轴承(9)固定于第一支撑(6)上，旋转壳体(8)右端通过第三轴承(10)固定于第二支撑(11)上。

作为优选，第二支撑(11)包括外侧端和内侧端，第二支撑(11)的外侧端通过第三轴承(10)与旋转壳体(8)连接支撑，第二支撑(11)的内侧端通过第四轴承(20)与过渡支撑(35)连接。

作为优选，第三支撑(18)、第四支撑(19)外侧设有第三支撑端盖(21)、第四支撑端盖(22)端盖。

作为优选，第三支撑端盖(21)、第四支撑端盖(22)通过端盖上的螺栓孔与主支撑(17)螺栓连接而固定；主支撑(17)上设有环形滑道(23)，第三支撑端盖(21)、第四支撑端盖(22)位于环形滑道(23)内，环形滑道周边具有倾角标识，通过第三支撑端盖(21)、第四支撑端盖(22)上的指针能够读出电机减速机、旋转筒体、套筒作为一个整体的倾斜角度。

作为优选，主支撑(17)下装有4个用于支撑、移动整个装置的万向轮。

本发明的有益技术效果：

本发明的实验室用小批量永磁除铁装置，磁性部分(磁棒)与筒体部分(旋转筒体)旋转的方向相反，彼此相对反向运动，使得物料充分搅动、物料与磁性部分(磁棒)充分接触，封闭空间对单位量的物料可以循环往复的除铁。本装置价格便宜，除铁效率高，能够满足锂离子电池材料小批量生产、实验室用的除铁需求。

附图说明

图1为本发明的主视图；

图2为本发明的侧视图；

图3为本发明图2中的A-A剖面图；

图4为本发明图1中的B-B剖面图；

图5为本发明显示倾角-90度的待机/待料状态；

图6为本发明显示倾角0度的使用/运行状态；

图7为本发明显示倾角90度的停机卸料状态。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。

一种实验室用小批量永磁除铁装置，包括依次连接的电机1、减速机2，减速机2输出端具有两个输出轴，即第一输出轴3和第二输出轴4，且第一输出轴3与第二输出轴4输出旋转方向互为反方向，第一输出轴3通过第一轴承5固定在第一支撑6中，第一输出轴3输出端通过花键与托盘14间隙配合连接，第二输出轴4通过键槽过盈配合与第一齿轮7连接。

旋转壳体8旋转壳体内壁上设置有抄板24，旋转壳体8左端通过第二轴承9固定于第一支撑6上，旋转壳体8右端通过第三轴承10固定于第二支撑11上，旋转壳体8与第二齿轮12为一个整体，其通过第二齿轮12与第一齿轮7连接；第二齿轮12外切与第一齿轮7连接，第二齿轮12与第一齿轮7的转速比范围为1:3～1：16，旋转壳体8和磁棒16以转速比1:3～1：16，且旋转方向互为反方向，旋转壳体8由第二输出轴4带动而转动；旋转壳体8腔体内设置有多个套筒13，套筒一端通过焊接或螺栓固定于套筒托盘14上并与其形成一个整体，套筒托盘14通过套筒花键15与第一输出轴3间隙配合连接；套筒另一端通过第一快装螺栓32与第二支撑11内侧的过渡支撑35连接，过渡支撑35与第二支撑11通过第四轴承20连接，磁棒16一端置于套筒内，另一端通过第一快装螺栓32与第二支撑11内侧的过渡支撑35连接，形成套筒13、磁棒16、过渡支撑35为一体。

第二支撑11包括外侧端和内侧端，第二支撑11的外侧端通过第三轴承10与旋转壳体8连接支撑，第二支撑11的内侧端通过第四轴承20与过渡支撑35连接。套筒、磁棒作为一体，左端被第一轴承5固定、右端被第四轴承20固定，当拆下第一快装螺栓32后，拿住套筒提手29可以将套筒、磁棒一起于右侧从旋转壳体8中取出；而后拿住磁棒提手30可以将磁棒于右侧从套筒内取出磁棒；形成套筒13、磁棒16、第二支撑11内侧端的过渡支撑35为一体，由第一输出轴3带动而转动，相当于此整体的左端被第一轴承5固定支撑，右端被第四轴承20固定支撑。

主支撑17通过第五轴承25、第六轴承26与第三支撑18、第四支撑19连接，使得第三支撑18、第四支撑19可绕轴承旋转运动；第一支撑6、第二支撑11、第三支撑18、第四支撑19之间通过螺栓固定、或者一体成型，形成一个整体相对旋转壳体8、套筒13为固定不动的支撑结构。

第三支撑18、第四支撑19外侧设有第三支撑端盖21、第四支撑端盖22端盖，第三支撑端盖21、第四支撑端盖22通过端盖上的螺栓孔与主支撑17螺栓连接而固定；主支撑17上设有环形滑道23，第三支撑端盖21、第四支撑端盖22位于环形滑道23内，环形滑道周边具有倾角标识，通过第三支撑端盖21、第四支撑端盖22上的指针能够读出电机减速机、旋转筒体、套筒作为一个整体的倾斜角度。

主支撑17下装有4个用于支撑、移动整个装置的万向轮。

使用过程描述：

设备停机或待料状态：待机状态下，由于没有物料，重心偏向于电机减速机端，同时第三支撑端盖21、第四支撑端盖22通过端盖上的第二快装螺栓34处于松开状态，机体绕第五轴承25、第六轴承26旋转，电机减速机端受重力自然下垂，倾角指针33指向-90°。

设备进料：设备停机或待料状态下，松开套筒端盖27、磁棒端盖28上的第一快装螺栓32，拿住套筒提手可以将套筒、磁棒一起于上侧从旋转壳体中取出；取出后竖直向上放置，而后拿住磁棒提手可以将磁棒于上侧从套筒内取出磁棒；同时清洁壳体内部，套筒内外侧及其端盖，磁棒及其端盖；清洁完毕后，将适量的物料倒入壳体内，而后拿住磁棒提手可以将磁棒于上侧向下套入套筒内，拿住套筒提手可以将套筒、磁棒一起于上侧向下套入旋转壳体中，然后紧固套筒端盖、磁棒端盖上的快装螺栓，将套筒磁棒与壳体连接为一体，并将壳体密封；至此进料完成。

设备使用或运转状态：进料完成后，调节设备使处于使用或运转状态，关闭防护罩，然后开启电机电源，根据工艺要求调节电机频率，从而调节套筒磁棒的转速，从而调节旋转壳体的转速；同时根据工艺要求控制开机时间，理论上转速快，时间长，对除铁效果更好。

使用或运转状态下，由于有物料，机体重心均衡，同时调节第三支撑端盖21、第四支撑端盖22通过端盖上的第二快装螺栓34位置，使得机体绕第五轴承25、第六轴承26旋转，机体倾角水平，倾角指针33指向0°，同时紧固第三支撑端盖21、第四支撑端盖22通过端盖上的螺栓，以保持机体水平；同时设备运行时，在第三支撑18、第四支撑19外侧做个防护罩，用于遮盖外露的旋转壳体及旋转的第三轴承10、第四轴承20，做到安全保护作用。

设备停机卸料状态：停机卸料状态下，由于有物料，机体重心均衡，同时调节第三支撑端盖21、第四支撑端盖22通过端盖上的第二快装螺栓34位置，使得机体绕第五轴承25、第六轴承26旋转，电机减速机端口竖直向上，倾角指针33指向90°，同时紧固第三支撑端盖21、第四支撑端盖22通过端盖上的第二快装螺栓34，以保持机体电机减速机端口竖直向上。

设备停止、卸料、清理时，将电机频率调节为0，旋转壳体8静止后，断开电机电源，然后打开防护罩；调节设备使其停机或待料状态，松开套筒端盖27、磁棒端盖28上的快装螺栓，拿住套筒提手可以将套筒13、磁棒16一起于上侧从旋转壳体中取出，套筒外壁由于磁棒作用磁性异物被吸附在上面，取出后竖直向上放置；此时壳体端口打开，用于收集产品的袋子套住壳体端口，调节设备使其处于停机卸料状态，成品物料由于重力作用落入收集产品的袋子中，样品收集完成后取下袋子密封放置用作后续步骤；产品收集完成后，再处理废料，拿住磁棒提手可以将磁棒于上侧从套筒内取出磁棒，此时由于磁棒16从套筒13内抽出，套筒没有磁场，吸附在套筒外侧的磁性异物失去作用力，进而掉落在套筒托盘14内，及时清理磁性异物；同时清洁壳体内部，套筒内外侧及其端盖，磁棒及其端盖；清洁完毕后，拿住磁棒提手可以将磁棒于上侧向下套入套筒内，拿住套筒提手可以将套筒、磁棒一起于上侧向下套入旋转壳体8中，然后紧固套筒端盖、磁棒端盖上的快装螺栓，将套筒磁棒与壳体连接为一体，并将壳体密封；至此卸料清理完成。

若产品检测合格，可以进行下批物料处理；若不合格，可重新进料除铁。

以上所述的仅是本发明的较佳实施例，并不局限发明。应当指出对于本领域的普通技术人员来说，在本发明所提供的技术启示下，还可以做出其它等同改进，均可以实现本发明的目的，都应视为本发明的保护范围。