使用不同大小锆球的砂磨装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种使用不同大小锆球的砂磨装置，属于砂磨技术领域，包括依次连通的搅拌器、第一砂磨机、第二砂磨机以及第三砂磨机，搅拌器与第一砂磨机之间、第一砂磨机与第二砂磨机之间以及第二砂磨机与第三砂磨机之间均设置有物料输送器，第一砂磨机内设置有多个大锆球，第二砂磨机内设置有多个中锆球，第三砂磨机内设置有小锆球。本砂磨装置具有效率更高，效果更好，颗粒大小更加均匀的特点，从而达到制备纳米级锂离子电池正极材料的要求和目的。
【专利说明】
使用不同大小锆球的砂磨装置
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及砂磨技术领域，具体而言，涉及使用不同大小锆球的砂磨装置。
【背景技术】
[0002]目前，在锂离子电池材料，特别是制备纳米级磷酸铁锂正极材料的过程中，为了更加快速地得到优质均匀的磷酸铁锂正极材料，经常需要将磷酸铁锂前驱体进行砂磨，以便实现磷酸铁锂材料的纳米化。
[0003]但是，目前工厂一般采用的方法是将磷酸铁锂前驱体材料导入单一的砂磨机中，加入一种锆球进行砂磨，经过几个小时后，测试粒度达到所需之后导出物料进行后续处理，上述砂磨装置存在以下问题:一、效率比较低，时间比较长;二:很难达到所需的粒度;三:粒度分步范围很大，颗粒大小不均匀。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供一种使用不同大小锆球的砂磨装置，以改善上述问题。
[0005]本实用新型是这样实现的:
[0006]本使用不同大小锆球的砂磨装置包括依次连通的搅拌器、第一砂磨机、第二砂磨机以及第三砂磨机，所述搅拌器与第一砂磨机之间、所述第一砂磨机与第二砂磨机之间以及第二砂磨机与第三砂磨机之间均设置有物料输送器，所述第一砂磨机内设置有多个大锆球，所述第二砂磨机内设置有多个中锆球，所述第三砂磨机内设置有小锆球。
[0007]作为优选的，所述第三砂磨机内设置有大锆球和中锆球。
[0008]在第三砂磨机中设置三种不同大小的锆球的目的在于提高第三砂磨机的砂磨效率和效果，进一步增强本砂磨装置的工作效率和效果，保证砂磨得到的颗粒的均匀度。
[0009]在本使用不同大小的砂磨装置的实际设计和制造过程中，所述大锆球、中锆球以及小锆球可以采用各种尺寸，具体根据实际需求确定。作为优选的，所述大锆球的直径为
0.6-0.8mm，所述中错球为0.3-0.6mm，所述小错球为0.1-0.3mm。
[0010]这样设置大锆球、中锆球以及小锆球的尺寸的目的在于原料粒度快速有效地砂磨到所需要大小。
[0011]在本使用不同大小锆球的砂磨装置的实际设计和制造过程中，所述第一砂磨机、第二砂磨机以及第三砂磨机可以采用各种型号和结构，只要能起到良好的砂磨效果即可。作为优选的，所述第一砂磨机、第二砂磨机以及第三砂磨机均为涡轮式砂磨机。
[0012]选用涡轮式砂磨机的目的在于其具有效率高、工作连续性强、少污染、自控可靠等优点，且成本低、结构紧凑、造形大方、使用维护方面等优点。
[0013]作为优选的，所述搅拌器包括搅拌桶、转轴、用于驱所述转轴的搅拌电机以及设置于所述转轴上的叶轮，所述转轴转动连接于所述搅拌桶内，所述电机固定连接于所述搅拌桶外。
[0014]这样设置搅拌桶的目的在于其结构简单，工作稳定，可以有效实现待加工原料的均匀混合。
[0015]在本所述搅拌器的实际设计和制造过程中，所述搅拌电机和转轴之间可以采用各种传动方式，只要能实现转轴的有效转动即可。作为优选的，所述搅拌电机与所述转轴之间采用带传动。
[0016]采用带传动的目的在于其具有结构简单、传动平稳、能缓冲吸振、可以远距离传递动力，且其造价低廉、不需润滑、维护容易等特点，非常适合用于本搅拌器中的电机和转轴之间的传动。
[0017]作为优选的，所述搅拌电机的输出轴上设置有主动带轮，所述转轴的输出轴上设置有从动带轮，所述主动带轮和从动带轮之间套设有三角带。
[0018]采用三角带传动的目的在于其具有结构简单，制造、安装方便，使用维护方便，传动平稳，噪音低，缓冲吸振的特点。
[0019]作为优选的，所述搅拌电机的输出轴上设置有主动同步轮，所述转轴的输出轴上设置有从动同步轮，所述主动同步轮和从动同步轮之间套设有同步带。
[0020]采用同步带轮传动的目的在于其具有传动准确平稳，具有缓冲、减振能力，噪声低，传动效率高，节能效果明显，维护保养方便，不需润滑的特点。
[0021]在本使用不同大小锆球的砂磨装置的实际设计好制造过程中，所述物料输送器可以采用各种形状和形式，只要能实现待加工原料的输送即可。作为优选的，所述物料输送器为螺旋输送器。
[0022]采用螺旋输送器的目的在于其具有应用范围广，输送稳定可靠的特点，可以有效实现物料的高速稳定的流通和输送。
[0023]作为优选的，所述物料输送器为气力输送器。
[0024]选用气力输送器的目的在于其具有低噪音、低维护、结构紧凑、安装方便的特点，可以有效实现物料的尚速稳定的流通和输送。
[0025]本实用新型的有益效果是:
[0026](I)不同大小的颗粒在装有不同大小锆球的砂磨机中砂磨，砂磨效率更高；
[0027](2)当材料粒度难以再降低的时候，使用三种不同大小的锆球进行砂磨，能够继续快速减小颗粒大小；
[0028](3)降低粒度后的材料粒子均匀性更好，制作出来的磷酸铁锂循环性能更加优越；
[0029](4)装置结构和砂磨过程简单，具有可连续操作等优点。
【附图说明】
[0030]为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0031]图1为本实用新型第一实施例提供的使用不同大小锆球的砂磨装置的结构示意图。
[0032]附图标记汇总:
[0033]搅拌器100;第一砂磨机200;
[0034]第二砂磨机300;第三砂磨机400;
[0035]物料输送器500。
【具体实施方式】
[0036]为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。
[0037]在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
[0038]在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接;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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0039]第一实施例，参照图1，本使用不同大小锆球的砂磨装置包括依次连通的搅拌器100、第一砂磨机200、第二砂磨机300以及第三砂磨机400，搅拌器100与第一砂磨机200之间、第一砂磨机200与第二砂磨机300之间以及第二砂磨机300与第三砂磨机400之间均设置有物料输送器500，第一砂磨机200内设置有多个大锆球，第二砂磨机300内设置有多个中锆球，第三砂磨机400内设置有小锆球。
[0040]其中，搅拌器100主要用于待加工材料的均匀混合，第一砂磨机200、第二砂磨机300以及第三砂磨机400主要用于待加工材料的砂磨，物料输送器500主要用于待加工材料的传输;搅拌器100、第一砂磨机200、第二砂磨机300、第三砂磨机400以及物料输送器500既可以直接选用现有产品，也可以采用自主设计的结构；锆球，即氧化锆陶瓷球，在常温下具有高的强度和高韧性、耐磨性好、耐高温耐腐蚀、刚度高、不导磁、电绝缘，因此其时目前最为理想的砂磨介质;上述的“大”、“中”、“小”是三个相对的概念，其含义是大锆球的直径大于中锆球，中锆球的直径大于小锆球。
[0041]本使用不同大小锆球的砂磨装置主要用于锂离子电池正极材料制备的技术领域，特别是纳米级磷酸铁锂的制备，其工作原理和过程是这样的:首先将将配置好的磷酸铁锂前驱体倒入搅拌器100中进行搅拌，上述磷酸铁锂前驱体为锂盐、磷酸盐、铁盐和碳还原材料的混合体，然后通过物料输送器500将均匀混合后的磷酸铁锂输送到装有多个大锆球的第一砂磨机200内进行砂磨，之后再通过物料输送器500将磷酸铁锂输送到装有多个中锆球的第二砂磨机300内进行砂磨，之后再通过物料输送器500将磷酸铁锂输送到装有多个小锆球的第三砂磨机400内进行砂磨，最终得到符合要求的成品。
[0042]现有的砂磨机大多都是采用一种尺寸的锆球进行砂磨，存在砂磨效率低、砂磨难以到达所需粒度以及砂磨后得到的颗粒大小不均的问题。针对上述问题，本技术方案提供的砂磨装置采用大小不同的三种锆球，将磷酸铁锂依次输送到装有大锆球的第一砂磨机200、装有中锆球的第二砂磨机300以及装有大锆球的第三砂磨机400中分别进行砂磨，砂磨效率极大提高，砂磨效果极大增强，砂磨后的颗粒也更加均匀。
[0043]本实施例中，第三砂磨机400内设置有大锆球和中锆球。
[0044]在第三砂磨机400中设置三种不同大小的锆球的目的在于提高第三砂磨机400的砂磨效率和效果，进一步增强本砂磨装置的工作效率和效果，保证砂磨得到的颗粒的均匀度。
[0045]在本使用不同大小的砂磨装置的实际设计和制造过程中，大锆球、中锆球以及小锆球可以采用各种尺寸，具体根据实际需求确定。本实施例中，大锆球的直径为0.6-0.8mm，中错球为0.3-0.6mm，小错球为0.1-0.3mm。
[0046]其中，大锆球的主要作用在于将磷酸铁锂前驱体的粒度从4?20μπι迅速变小到I?2μπι，相应地，其所在的第一砂磨机转速为1800?2200rpm，球料比为1:1至5:1，砂磨时间为30?120min，固含量为20%?50% ;中锆球的主要作用在于将磷酸铁锂前驱体的粒度砂磨到1000纳米以下，相应地，其所在的第二砂磨机转速为1800?2200rpm，球料比为1:1至5:1，砂磨时间为30?120min，固含量为20%?50%;小锆球的主要作用在于把粒子砂磨到更加均匀，粒度分布更窄，中位径为200纳米以下，其所在的第三砂磨机400转速1800?2200rpm，球料比为I: I至5:1，砂磨时间为30?120min，固含量为20%?50%。
[0047]这样设置大锆球、中锆球以及小锆球的尺寸的目的在于原料粒度快速有效地砂磨到所需要大小。
[0048]在本使用不同大小锆球的砂磨装置的实际设计和制造过程中，第一砂磨机200、第二砂磨机300以及第三砂磨机400可以采用各种型号和结构，只要能起到良好的砂磨效果即可。本实施例中，第一砂磨机200、第二砂磨机300以及第三砂磨机400均为涡轮式砂磨机。
[0049]其中，涡轮式砂磨机为现有技术，其工作原理是:输送栗将经过预稀释搅拌后的液固混合原料栗入筒体内，主轴带动分散涡轮作高速旋转，并搅动筒体内的氧化锆球，使之产生旋流和径轴向运动，从而对产品进行强行的砂磨分散，使产品达到规定的细度和色饱和度。
[0050]选用涡轮式砂磨机的目的在于其具有效率高、工作连续性强、少污染、自控可靠等且成本低、结构紧凑、造形大方、使用维护方面等优点。
[0051]本实施例中，搅拌器包括搅拌桶、转轴、用于驱转轴的搅拌电机以及设置于转轴上的叶轮，转轴转动连接于搅拌桶内，电机固定连接于搅拌桶外。
[0052]其中，搅拌桶型号为PT300L且呈圆柱形，转轴竖直设置于搅拌桶内部中心位置处，其顶端和底端分别通过轴承转动连接于搅拌桶上；电机设置于搅拌桶的顶部，用于驱动转轴正反转动；电机连接有电气控制模块，以便用户控制。
[0053]这样设置搅拌桶的目的在于其结构简单，工作稳定，可以有效实现待加工原料的均匀混合。
[0054]在本搅拌器100的实际设计和制造过程中，搅拌电机和转轴之间可以采用各种传动方式，只要能实现转轴的有效转动即可。本实施例中，搅拌电机与转轴之间采用带传动。
[0055]其中，带传动是利用张紧在带轮上的柔性带进行运动或动力传递的一种机械传动。
[0056]采用带传动的目的在于其具有结构简单、传动平稳、能缓冲吸振、可以远距离传递动力，且其造价低廉、不需润滑、维护容易等特点，非常适合用于本搅拌器100中的电机和转轴之间的传动。
[0057]本实施例中，搅拌电机的输出轴上设置有主动带轮，转轴的输出轴上设置有从动带轮，主动带轮和从动带轮之间套设有三角带。
[0058]其中，主动带轮和从动带轮整体呈圆柱形，其圆柱面上设置有多个环形槽，三角带有特种带芯结构和绳芯结构两种，分别由包布、顶胶、抗拉体和底胶四部分组成，本技术方案中选用特种带芯结构，三角带有多根，分别与多个环形槽匹配一一配合。
[0059]采用三角带传动的目的在于其具有结构简单，制造、安装方便，使用维护方便，传动平稳，噪音低，缓冲吸振的特点。
[0060]在本使用不同大小锆球的砂磨装置的实际设计好制造过程中，物料输送器500可以采用各种形状和形式，只要能实现待加工原料的输送即可。本实施例中，物料输送器500为螺旋输送器。
[0061]其中，螺旋输送器为现有技术，其工作原理为在输送形式上分为有轴螺旋输送机和无轴螺旋输送机两种，本技术方案中选用轴螺旋输送机，其工作原理是旋转的螺旋叶片将物料推移而进行螺旋输送机输送。
[0062]采用螺旋输送器的目的在于其具有应用范围广，输送稳定可靠的特点，可以有效实现物料的高速稳定的流通和输送。
[0063]本砂磨装置具有以下优点:
[0064](I)不同大小的颗粒在装有不同大小锆球的砂磨机中砂磨，砂磨效率更高；
[0065](2)当材料粒度难以再降低的时候，使用三种不同大小的锆球进行砂磨，能够继续快速减小颗粒大小；
[0066](3)降低粒度后的材料粒子均匀性更好，制作出来的磷酸铁锂循环性能更加优越；
[0067](4)装置结构和砂磨过程简单，具有可连续操作等优点。
[0068]第二实施例，本实用新型实施例所提供的装置，其实现原理及产生的技术效果和前述实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述实施例中相应内容。
[0069]本实施例中，搅拌电机的输出轴上设置有主动同步轮，转轴的输出轴上设置有从动同步轮，主动同步轮和从动同步轮之间套设有同步带。
[0070]其中，同步带轮一般由钢，招合金，铸铁，黄铜，等材料制造。内孔有圆孔，D形孔，锥形孔等形式。表面处理有本色氧化，发黑，镀锌，镀彩锌，高频淬火等处理。
[0071]采用同步带轮传动的目的在于其具有传动准确平稳，具有缓冲、减振能力，噪声低，传动效率高，节能效果明显，维护保养方便，不需润滑的特点。
[0072]本实施例中，物料输送器500为气力输送器。
[0073]其中，气力输送器为现有技术，压缩空气经进气口流入环形高压腔后，高速流过喷嘴，这股高速气流在入口处产生一低压区(真空)，于是入口处的物料被高压气流吸入，并被输入到指定位置。
[0074]选用气力输送器的目的在于其具有低噪音、低维护、结构紧凑、安装方便的特点，可以有效实现物料的尚速稳定的流通和输送。
[0075]以上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，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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。
【主权项】
1.一种使用不同大小锆球的砂磨装置，其特征在于，包括依次连通的搅拌器、第一砂磨机、第二砂磨机以及第三砂磨机，所述搅拌器与第一砂磨机之间、所述第一砂磨机与第二砂磨机之间以及所述第二砂磨机与第三砂磨机之间均设置有物料输送器，所述第一砂磨机内设置有多个大锆球，所述第二砂磨机内设置有多个中锆球，所述第三砂磨机内设置有多个小错球。2.根据权利要求1所述的使用不同大小锆球的砂磨装置，其特征在于，所述第三砂磨机内设置有大锆球和中锆球。3.根据权利要求1所述的使用不同大小锆球的砂磨装置，其特征在于，所述大锆球的直径为0.6 — 0.8mm，所述中错球为0.3 — 0.6mm，所述小错球为0.1 一0.3mm。4.根据权利要求1所述的使用不同大小锆球的砂磨装置，其特征在于，所述第一砂磨机、第二砂磨机以及第三砂磨机均为涡轮式砂磨机。5.根据权利要求1所述的使用不同大小锆球的砂磨装置，其特征在于，所述搅拌器包括搅拌桶、转轴、用于驱所述转轴的搅拌电机以及设置于所述转轴上的叶轮，所述转轴转动连接于所述搅拌桶内，所述电机固定连接于所述搅拌桶外。6.根据权利要求5所述的使用不同大小锆球的砂磨装置，其特征在于，所述搅拌电机与所述转轴之间采用带传动。7.根据权利要求6所述的使用不同大小锆球的砂磨装置，其特征在于，所述搅拌电机的输出轴上设置有主动带轮，所述转轴的输出轴上设置有从动带轮，所述主动带轮和从动带轮之间套设有三角带。8.根据权利要求6所述的使用不同大小锆球的砂磨装置，其特征在于，所述搅拌电机的输出轴上设置有主动同步轮，所述转轴的输出轴上设置有从动同步轮，所述主动同步轮和从动同步轮之间套设有同步带。9.根据权利要求1所述的使用不同大小锆球的砂磨装置，其特征在于，所述物料输送器为螺旋输送器。10.根据权利要求1所述的使用不同大小锆球的砂磨装置，其特征在于，所述物料输送器为气力输送器。
【文档编号】B02C17/10GK205570454SQ201620130392
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年2月19日
【发明人】刘智敏, 赵罡, 王世银, 邓跃
【申请人】湖南升华科技股份有限公司