[发明专利]超大型多分级轮全陶瓷流化床气流粉碎机及其制造方法

说明书

本发明公开了一种超大型多分级轮全陶瓷流化床气流粉碎机及其制造方法。该气流粉碎机包括粉碎腔和位于粉碎腔上部并与之相连通的分级腔，在分级腔内设有腔体竖直延伸的出料腔，出料腔与分级腔通过设于出料腔外侧壁的气封相连，沿出料腔外周均匀设有多个分级轮，分级轮由与之相连的电机驱动，分级轮位于分级腔内且其端面靠近气封，电机设于分级腔外并与分级轮轴孔相连接。本发明通过结构上的改进，设置多个分级轮，提高单台机器的生产效率，并且粉碎机中与被粉碎材料接触部分全部为陶瓷材料，确保在粉碎过程中不会对被粉碎材料造成污染。同时通过陶瓷构件生产工艺的改进，能够制造出大规格的腔体陶瓷内衬及外套，使整机大型化，从而成倍提高单机产能。

技术领域

本发明涉及气流粉碎机，具体涉及一种超大型、多分级轮、全陶瓷无污染的流化床气流粉碎机及其制造方法。

背景技术

当前高新材料的发展日新月异，特别是在国家大力提倡的新能源产业规划指导方针下，绿色、可再生的各种新能源材料得到了越来越快的发展。例如，新能源汽车在近几年取得了快速发展，自2015年起，我国新能源汽车产销量已连续三年位居世界第一位。其中占主要分量的纯电动车或插电混合动力车使用的大多是锂电池，导致对锂电池的需求量快速增加。锂电池生产首先要提供大量产锂电池正、负极材料，新能源汽车从年产几百辆到现在的几十万辆，它所使用的正、负极材料也从几十吨发展到几万吨。生产这些材料的企业的自动化生产线也从几条线发展到几十条生产线。但是仍然无法匹配当前日益增长的需求以及未来数十倍甚至上百倍的增长需求。因为全球各国对节能减排、环境保护日益重视，一些先进国家规划到2040年甚至更早要停止生产燃油车，全面使用新能源车。我国不仅大力支持纯电动车的发展，同时也在大力推进燃油燃料车的改造，新能源汽车必将成为未来汽车产业的新增长动力源，保守估计锂电池的未来需求量将超过50倍，因现在年产新能源汽车只占我国年产汽车的百分之二点多。此外，太阳能、风能等绿色新能源的大规模发展亦要求具有大容量蓄电站，也对锂电池提出更多需求。

锂电池正、负极材料的生产过程中，对材料的粉碎加工是非常关键的工序，因为正、负极材料的质量直接决定了电池的安全性能、充放电效率、循环寿命等重要性能。锂电池材料的纯度要求极高，配方、深加工中绝不允许有PPM级的金属磁性物质混入，这必然对加工装备提出了许多苛刻要求。锂电池材料的常用加工设备有气流粉碎机、机械粉碎机、砂磨机等。其中，气流粉碎机利用高速气流的动能使颗粒互相碰撞、摩擦而粉碎，与其他粉碎设备相比，经气流粉碎后的物料平均粒度细，粒度分布较窄，颗粒形状规整，纯度高，分散性好，完全符合电极材料的制备要求，因而得到广泛应用。常用的流化床式气流粉碎机的工作原理是：压缩空气经过滤、干燥后，经喷嘴形成超音速气流射入粉碎区，带着物料相互碰撞，因此每一个颗粒具有超音速直线运动。在粉碎区，被加速的颗粒在各交汇点相互对撞粉碎。粉碎后的物料被负压引着由上升气流输送至分级区，由水平布置的分级轮分出达到粒度要求的细粉，未达到粒度要求的粗粉返回粉碎区继续粉碎。合格细粉随气流进入高效旋风分离器或捕集器得到收集，含微尘气体经除尘器过滤净化后排入大气。为了满足对粉体无污染(无杂质混入)的要求，已经出现采用陶瓷内衬的粉碎机，即在进料系统、粉碎腔、分级腔等的内壁以及其他与被粉碎材料接触部分采用陶瓷材料。但是，受限于当前陶瓷元件的生产工艺，陶瓷内衬的规格越大制造难度也越高，尚未出现超大型的全陶瓷流化床式气流粉碎机。如果仅依靠在现有规格的生产设备基础上扩大生产线以满足大产量需求，例如让大企业采用成百上千条自动化生产线，限于厂房、场地、人力、物力、财力等问题几乎不可能，还需要时间来部署，增加了时间的周期。

因此，如何让现有的自动化生产线大幅提高产能，例如能够使一条生产线顶多条甚至数十条生产线的产能，是一条更加切实可行的路径，也是行业内当前研究的聚焦点之一。为了达到这个目的，迫切需要一种能够提高单机产能的超大型深加工装备，来支撑高速发展的大局。

发明内容

发明目的：针对现有技术的不足，本发明提出一种超大型、多分级轮、全陶瓷无污染的流化床气流粉碎机，能够大大提高单机产能，适用于粉碎造粒分级等材料的深加工。