锂电池正极材料气流输送控制系统的研发

2020-12-14

应用能源技术 2020年9期

(厦门安麦信自动化科技有限公司，厦门 361000)

0 引言

锂电池正极材料输送一般都是采用鼓风机直吹，鼓风机直吹可以满足一定的输送需求，但是也存在较大缺陷，只能通过鼓风机的风量来控制输送过程，控制不精准，输送效率低，易产生物料浪费，同时直吹物料与管道碰撞大，物料磨损大，物料浪费严重，物料利用率不高，物料成本高，而且易产生物料扬尘，管道易磨损，使用周期短，使用成本高，需频繁检修及更换，操作使用不方便，另外还需配置鼓风机，设备成本投入大，如果有一种输送方式既能精准控制、输送效率高又能节约物料，还不对物料及管道产生磨损，上述问题便可解决。

文中通过研究，开发了一种控制精准、物料浪费少、输送效率高、物料磨损小、管道不易磨损、管道使用周期长无需频繁检修更换、操作使用方便、无需另置设备、设备成本投入小的锂电池正极材料气流输送控制系统，如图1所示。

1 系统结构介绍

图1一种锂电池正极材料气流输送控制系统，包括发射罐、三个收料仓、返投器、空气源和物料仓，其中发射罐与物料仓之间设有进料气动球阀11YP，发射罐底部的下料弯管通过三通陶瓷阀、输送料管分别与三个收料仓气路连通，发射罐与返投器之间设有连接气动球阀12YP，返投器上设有返投气动球阀13YP，空气源出气管上设有主控制阀61YP和压力表11FE，发射罐顶部与空气源之间设有空气导入控制阀组，发射罐中部与空气源之间设有三组防架桥气流导入控制阀组，下料弯管与空气源之间设有管道清理气流控制阀组，下料弯管末端处设有下料球阀24YP，输送料管与空气源之间设有气流输送控制阀组。

锂电池正极材料气流输送控制系统，空气导入控制阀组、防架桥气流导入控制阀组、管道清理气流控制阀组、气流输送控制阀组组成结构完全相同且都包括调压阀、电磁阀、止回阀三个组件；

三个防架桥气流导入控制阀组与空气源之间还设有前控制阀51YP；发射罐顶部设有若干个机械泄压安全阀；发射罐顶部及底部分别设有高位料位计11LI和低位料位计12LI；发射罐上还设有压力检测器11PI；发射罐上还设有三个称重传感器11WI。

2 系统控制原理

为解决上述现有技术控制不精准、物料浪费大、输送效率低、物料及管道磨损大、管道使用周期短、需频繁检修更换、操作使用不方便、需另置设备、设备成本高等问题，文中采用如下技术方案：

包括发射罐、三个收料仓、返投器、空气源和物料仓，发射罐与物料仓之间设有进料气动球阀11YP，发射罐底部的下料弯管通过三通陶瓷阀、输送料管分别与三个收料仓气路连通，发射罐与返投器之间设有连接气动球阀12YP，返投器上设有返投气动球阀13YP，空气源出气管上设有主控制阀61YP和压力表11FE，发射罐顶部与空气源之间设有空气导入控制阀组，发射罐中部与空气源之间设有三组防架桥气流导入控制阀组，下料弯管与空气源之间设有管道清理气流控制阀组，下料弯管末端处设有下料球阀24YP，输送料管与空气源之间设有气流输送控制阀组。

空气导入控制阀组、防架桥气流导入控制阀组、管道清理气流控制阀组、气流输送控制阀组组成结构完全相同且都包括调压阀、电磁阀、止回阀三个组件。

通过气流输送物料，输送效率高，物料及管道损耗小，管道使用周期长，无需频繁检修更换，操作使用方便，并通过多个阀门对系统进行控制，物料输送更精准，自带管道清理及防物料架桥功能，并辅以自动称重、料位计算、压力检测等，系统更智能、输送更安全顺畅。

请参阅图1，一种锂电池正极材料气流输送控制系统，包括发射罐、三个收料仓、返投器、空气源和物料仓，发射罐与物料仓之间设有进料气动球阀11YP，发射罐底部的下料弯管通过三通陶瓷阀、输送料管分别与三个收料仓气路连通，发射罐与返投器之间设有连接气动球阀12YP，返投器上设有返投气动球阀13YP，空气源出气管上设有主控制阀61YP和压力表11FE，发射罐顶部与空气源之间设有空气导入控制阀组，发射罐中部与空气源之间设有三组防架桥气流导入控制阀组，下料弯管与空气源之间设有管道清理气流控制阀组，所述下料弯管末端处设有下料球阀24YP，输送料管与空气源之间设有气流输送控制阀组。

3 系统具体控制过程

在进行物料输送时，11YP、12YP打开，物料仓内的物料进入到发射罐内，发射罐有效容积为500L，1吨袋物料体积为900*900*400(324L)，通过发射罐顶部及底部的高位料位计11LI和低位料位计12LI进行物料位置检测，当发射罐装满物料进入完成后，关闭11YP同时打开13YP，进行返投物料，返投后的物料再进入发射罐内，关闭12YP，通过空气导入控制阀组12从空气源处输入压缩空气，使发射罐内达到一定压力，通过压缩空气产生的压力来驱动物料下料，发射罐内的压力由发射罐上的压力检测器11PI进行检测，输送压缩空气时同时打开24YP，发射罐内的物料通过下料弯管下料，通过发射罐上还设有三个称重传感器11WI进行实时称重，下料输出量达到一定值后关闭24YP及空气导入控制阀组，打开气流输送控制阀组15，一定时间内再关闭气流输送控制阀组15并同时打开24YP及空气导入控制阀组，这样循环操作使发射罐内的物料输送完成，输送完成后再次关闭空气导入控制阀组，开启管道清理气流控制阀组14对管道进行清理，清理完成后，通过发射罐顶部设有若干个机械泄压安全阀16进行泄压，待达到正常压力值，又重复投料、下料、输送料、管路清理等作业，在此不作过多重复赘述，在下料的过程中，物料可能会产生堆积架桥，通过三组防架桥气流导入控制阀组13引入气流吹气，即可有效防止物料堆积架桥，保证下料及输送顺畅进行，大大提升输送效率。

其中，空气导入控制阀组12、防架桥气流导入控制阀组13、管道清理气流控制阀组14、气流输送控制阀组15组成结构完全相同且都包括调压阀、电磁阀、止回阀三个组件，以气流输送控制阀组15为例，包括调压阀25YP、电磁阀26YP、止回阀27YP，其他控制阀组也是如此，在此不重复赘述。

三个防架桥气流导入控制阀组13与空气源4之间还设有前控制阀51YP，通过前控制阀51YP对三组阀组进行前端控制。