一种具有热能回收机构的锂电池回转窑的制作方法

1.本发明涉及电池加工回转窑技术领域，特别涉及一种具有热能回收机构的锂电池回转窑。


背景技术：

2.锂电池在生产过程中，都会采用回转窑对电池材料进行烧结处理。现有的锂电池材料在注入回转窑内腔进行烧结时，往往会出现团结的现象，因此当锂电池材料注入回转窑内部进行烧结时，就会产生局部过烧或局部夹生的现象，降低了电池材料烧结后的均匀性，也对电池材料的品质造成了影响。而且电池材料回转窑在烧结过程中，会在窑尾端产生大量的高温烟气，若直接排放，不仅会造成热能浪费，还会对环境造成污染。现有技术虽然能通过热换的方式将热能回收来减少设备的生产能耗，但回收后的热能并不能得到充分利用，无法利用回收的热能来建立与烟气处理设备、材料冷却设备以及防止材料团结结构之间的协同工作。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种具有热能回收机构的锂电池回转窑，以解决上述背景技术中提到的问题。
4.为了达成上述目的，本发明的解决方案为：一种具有热能回收机构的锂电池回转窑，包括窑尾仓、拖轮机构、驱动机构、回转窑体和窑头仓；所述窑尾仓和窑头仓分别设置在回转窑体的两端；所述拖轮机构和驱动机构均设置在回转窑体的下方并与回转窑体连接，用于驱动回转窑体旋转；所述回转窑体靠近窑尾仓的一端设有导料端一，所述导料端一下方设有冷却仓，所述冷却仓中设有导料机构，导料机构的两端分别与导料端一以及窑尾仓相连通，所述导料机构中央竖向穿插有热换组件一；所述拖轮机构和驱动机构下方设有热能回收仓，所述热能回收仓内部设有挡板一和挡板二，使热能回收仓被挡板一和挡板二依次分隔成除尘腔、热换腔和储水腔；所述挡板一下方设有过滤器，所述挡板二上设有溢流孔；所述除尘腔内部设有热换除尘组件，所述热换腔中设有热换组件二，所述除尘腔通过导气管与导料端一内腔相连通，且除尘腔通过回水管与冷却仓的内腔相连通；所述储水腔中设有抽液泵，且储水腔中填充有冷却液；所述热能回收仓外侧设有三通管，三通管的三个水口分别连接有进水管一、进水管二和注水管，所述进水管一与热换组件一相连通，进水管二与热换除尘组件相连通，所述注水管与抽液泵相连通，使抽液泵可以将储水腔中的冷却液通过注水管注入三通管中，通过三通管分别导入热换组件一和热换除尘组件中，对导料端一中下落的物料进行冷却并对导料端一中的高温烟气进行除尘热换冷却；所述热换组件二的一端连接有惰性气体管，热换组件二的另一端通过注气管与导料端二内腔相连通，使惰性气体经过热换组件二的热换升温后再通过导料端二注入回转窑体内部；所述窑头仓内部设有燃烧器、支撑板和送料机构，所述支撑板连接于窑头仓内腔上端，所述燃烧器固定于支撑板上方，用于生成高温气体并将高温气体注入回转窑体内部；所述送料机构固定于支撑
板靠近导料端二一侧，用于将待加工的锂电池材料输送至回转窑体内部。
5.进一步地，所述拖轮机构的个数不少于2个；所述驱动机构位于拖轮机构之间；所述回转窑体的外侧设有与拖轮机构以及驱动机构连接的限位环和齿环。
6.进一步地，所述导料端二靠近回转窑体一侧设有出料口61，导料端二靠近窑头仓一侧设有进料口，所述出料口和进料口之间的导料端二两侧均设有导风网，且窑头仓内部的导风网外侧设有集气罩，集气罩与注气管相连通，使注气管中流动的惰性气体可以通过集气罩注入导料端二内腔并进入回转窑体内部；所述导料端二的内腔中转动设有送料轮，窑头仓内部设有用于驱动送料轮旋转的驱动件，所述送料轮的轮片之间设有间隙，用于运送待加工的锂电池材料。
7.更进一步地，所述驱动件位于支撑板上方的窑头仓内部，所述驱动件包括齿轮一、电机和齿轮二；所述电机固定在窑头仓内部顶端；所述齿轮一转动设置在电机的输出轴上；所述送料轮的转轴一端延伸至窑头仓内部，所述齿轮二固定在送料轮的转轴上并与齿轮一相互啮合，使电机带动齿轮一旋转时，可以咬合齿轮二带动送料轮同步旋转。
8.进一步地，所述送料轮的转轴为空心轴，所述燃烧器的导热管穿过送料轮的空心转轴延伸至回转窑体的内腔。
9.进一步地，所述导料机构包括集料斗和热换盘管一，所述热换盘管一竖向设置在冷却仓的内腔中，所述集料斗连接在热换盘管一的上端，热换盘管一的下端与窑尾仓相连通。
10.更进一步地，所述导料端一的内腔底部设有导料斗，所述导料斗的底端连接有管路，该管路的底端延伸至集料斗的料口中。
11.进一步地，所述热换组件一为喷淋管，喷淋管上均匀设有喷头，所述喷淋管的顶端与进水管一相连通。
12.进一步地，所述热换除尘组件为喷淋座，喷淋座底部均匀设有喷头，所述喷淋座与进水管二相连通。
13.进一步地，所述热换组件二为热换盘管二，热换盘管二设置在热换腔底端，且热换盘管二的一端与外接的惰性气体管连接，热换盘管二的另一端与注气管连接。
14.本发明对照现有技术的有益效果是：（1）本发明通过在回转窑体两端分别设置用于导料端一和导料端一，并在回转窑体下方设置相互连通的冷却仓和热能回收仓，使回转窑体工作产生的高温烟气可以通过导气管导入热能回收仓的除尘腔中，通过除尘腔中的喷淋座二喷洒冷却水对烟气进行降温除尘，并通过过滤器过滤烟尘中的杂质后，排放干净气体，减少对环境的影响；而置换的热水会对热换盘管二中流动的惰性气体（氮气）进行热换加热，使氮气升温后通过送气管导入窑头仓的集气罩中，使惰性气体可以冲击导料端一内部输送的锂电池材料，将锂电池材料打散并对其进行初步干燥，既减少了锂电池材料因团结现象导致材料烧结时过烧或夹生的情况，保证了材料烧结的均匀性，又能通过预热提升电池材料温度，缩短了电池材料的烧结时间，提升了烧结速率；与此同时，烧结完成的锂电池材料由导料端一导入冷却仓后，可以通过喷淋座一喷洒的冷水带走热换盘管一中物料表面温度，不仅可以达到对物料进行降温的目的，还能通过冷水置换出物料中的热量，使冷水升温，以便升温后的水体可以通过回水管导入热能回收仓中与除尘腔中热水混合后供热换腔对热换盘管二中流动的惰性气体进行
二次热换，充分回收利用烟气以及烧结材料中的热量，减少资源浪费，同时可以实现烟气处理、物料冷却和防止物料团结的效果，达到节约能耗和各部件之间协同工作的目的；（2）本发明通过在导料端一内部设置送料轮，并在窑头仓内部设置与送气管连接的集气罩以及用于驱动送料轮旋转的驱动件，使电池材料注入导料端一内部后，可以通过驱动件带动送料轮旋转来推动物料进入回转窑体内腔，使升温后的惰性气体（氮气）通过集气罩导入导料端一内部时，可以冲击导料端一内部送料轮间隙中输送的锂电池材料，在锂电池材料进入回转窑体前充分打散锂电池材料并对材料进行预热和初步干燥，从而有效减少锂电池材料之间的团结，提升锂电池材料的初始加工温度，为防止材料出现过烧或夹生以及缩短烧结速率提供了基础。
附图说明
15.图1为本发明的正视结构示意图；图2为本发明的正剖结构示意图；图3为本发明图2中a处放大结构示意图；图4为本发明导料端二的剖面结构示意图；图5为本发明冷却仓的剖面结构示意图。
16.附图中，各标号所代表的部件列表如下：窑尾仓1、导料端一2、导料斗21、导气管22、拖轮机构3、驱动机构4、回转窑体5、导料端二6、出料口61、送料轮62、进料口63、导风网64、窑头仓7、集气罩71、齿轮一72、电机73、齿轮二74、燃烧器75、支撑板76、送料机构77、冷却仓8、进水管一81、集料斗82、喷淋管83、热换盘管一84、回水管85、热能回收仓9、三通管91、进水管二92、注水管93、注气管94、喷淋座95、过滤器96、挡板一97、热换盘管二98、挡板二99。
具体实施方式
17.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
18.实施例一：如图1-5所示，一种具有热能回收机构的锂电池回转窑，包括窑尾仓1、拖轮机构3、驱动机构4、回转窑体5和窑头仓7；所述窑尾仓1和窑头仓7分别设置在回转窑体5的两端；所述拖轮机构3和驱动机构4均设置在回转窑体5的下方并与回转窑体5连接，用于驱动回转窑体5旋转；所述回转窑体5靠近窑尾仓1的一端设有导料端一2，所述导料端一2下方设有冷却仓8，所述冷却仓8中设有导料机构，导料机构的两端分别与导料端一2以及窑尾仓1相连通，所述导料机构中央竖向穿插有热换组件一；所述拖轮机构3和驱动机构4下方设有热能回收仓9，所述热能回收仓9内部设有挡板一97和挡板二99，使热能回收仓9被挡板一97和挡板二99依次分隔成除尘腔、热换腔和储水腔；所述挡板一97下方设有过滤器96，所述挡板二99上设有溢流孔；所述除尘腔内部设有热换除尘组件，所述热换腔中设有热换组件二，所述除尘腔通过导气管22与导料端一2内腔相连通，且除尘腔通过回水管85与冷却仓8的内腔相连通；所述储水腔中设有抽液泵，且储水腔中填充有冷却液；所述热能回收仓9外侧设有三通
管91，三通管91的三个水口分别连接有进水管一81、进水管二92和注水管93，所述进水管一81与热换组件一相连通，进水管二92与热换除尘组件相连通，所述注水管93与抽液泵相连通，使抽液泵可以将储水腔中的冷却液通过注水管93注入三通管91中，通过三通管91分别导入热换组件一和热换除尘组件中，对导料端一2中下落的物料进行冷却并对导料端一2中的高温烟气进行除尘热换冷却；所述热换组件二的一端连接有惰性气体管，热换组件二的另一端通过注气管94与导料端二6内腔相连通，使惰性气体经过热换组件二的热换升温后再通过导料端二6注入回转窑体5内部；所述窑头仓7内部设有燃烧器75、支撑板76和送料机构77，所述支撑板76连接于窑头仓7内腔上端，所述燃烧器75固定于支撑板76上方，用于生成高温气体并将高温气体注入回转窑体5内部；所述送料机构77固定于支撑板76靠近导料端二6一侧，用于将待加工的锂电池材料输送至回转窑体5内部；其中，所述回转窑体5的内壁上设有抄料条（图中未标出），使锂电池材料在回转窑体5内部加工时可以被旋转的抄料条扬起撒落，避免电池材料堆积造成粘粘结现象；所述回转窑体5的两端均设有连接环（图中未标出），用于连接导料端一2和导料端二6，使回转窑体5可以在拖轮机构3和驱动机构4的作用下在导料端一2和导料端二6之间稳定旋转；如2图所示，本实施例中，所述导料机构包括集料斗82和热换盘管一84，所述热换盘管一84竖向设置在冷却仓8的内腔中，所述集料斗82连接在热换盘管一84的上端，热换盘管一84的下端与窑尾仓1相连通；本实施例中，所述导料端一2的内腔底部设有导料斗21，所述导料斗21的底端连接有管路，该管路的底端延伸至集料斗82的料口中；本实施例中，所述热换组件一为喷淋管83，喷淋管83上均匀设有喷头，所述喷淋管83的顶端与进水管一81相连通；本实施例中，所述热换除尘组件为喷淋座95，喷淋座95底部均匀设有喷头，所述喷淋座95与进水管二92相连通；本实施例中，所述热换组件二为热换盘管二98，热换盘管二98设置在热换腔底端，且热换盘管二98的一端与外接的惰性气体管连接，热换盘管二98的另一端与注气管94连接；当在拖轮机构3和驱动机构4的作用下于导料端一2和导料端二6之间旋转时，窑头仓7内的待加工锂电池材料会通过送料机构77送入导料端二6中，通过导料端二6导入回转窑体5的内腔，以便燃烧器75燃烧产生的热量可以对回转窑体5内腔中的锂电池材料进行烧结加工；烧结产生的高温烟气会经过导料端一2的导气管22导入热能回收仓9的除尘腔中，烧结完成的锂电池材料会经过导料端一2的导料斗21导入集料斗82并送入热换盘管一84中；待高温烟气进入除尘腔内部后，储水腔中的水泵会将冷却液抽入注水管93中并通过三通管91分别导入进水管一81和进水管二92内部，其中，进水管一81会将冷却液注入喷淋管83中，通过喷淋管83上的喷头将冷却液喷洒至热换盘管一84表面，对热换盘管一84中输送的高温锂电池材料进行热换降温，使烧结完成的锂电池材料可以经过冷却后再送入窑尾仓1内部；而进水管二92会将冷却液注入喷淋座95中并通过喷淋座95的喷头将冷却液雾化洒出，进而包裹高温烟气中的杂质沉降并降低烟气温度，使喷淋后聚集在除尘腔内的浑浊冷却液可以利用烟气热能升温，以便升温后的浑浊冷却液经过过滤器96过滤后可以对热换盘管二98中流动的惰性气体（氮气）进行热换加热，使氮气升温后通过注气管94导入导料端二6中，对导料端二6中的锂电池材料进行预热升温，使氮气随着升温后的锂电池材料进入回转窑体5内腔，既能通过回收的热能对锂电池材料进行预热和初步干燥，防止锂电池材料团结，保证了缩短电池材料的烧结时间，提升了电池材料在回转窑体5内的烧结速率，又能确保锂电池材料可以在氮气作用下稳定烧结，保证了锂电池材料在回转窑体5内烧结
的稳定性；同时，热换腔中热换后的液体会逐渐降温，降温后的水体上升至挡板二99的溢流口后会进入储水腔内部重复利用，使得整个装置可以通过热能回收仓9的设置，充分回收利用回转窑体5烧结产生的高温，并同时实现烟气处理、物料降温和防止物料团结的效果，达到节约能耗的目的；如权图1所示，本实施例中，所述拖轮机构3的个数不少于2个；所述驱动机构4位于拖轮机构3之间；所述回转窑体5的外侧设有与拖轮机构3以及驱动机构4连接的限位环和齿环；其中，拖轮机构3与驱动机构4可以驱动回转窑体5稳定旋转，二者均属于现有技术，在此不再过多叙述；如图3所示，本实施例中，所述导料端二6靠近回转窑体5一侧设有出料口61，导料端二6靠近窑头仓7一侧设有进料口63，所述出料口61和进料口63之间的导料端二6两侧均设有导风网64，且窑头仓7内部的导风网64外侧设有集气罩71，集气罩71与注气管94相连通，使注气管94中流动的惰性气体可以通过集气罩71注入导料端二6内腔并进入回转窑体5内部；所述导料端二6的内腔中转动设有送料轮62，窑头仓7内部设有用于驱动送料轮62旋转的驱动件，所述送料轮62的轮片之间设有间隙，用于运送待加工的锂电池材料；其中，待加工的锂电池材料通过送料机构77注入导料端二6内部后，可以存留于送料轮62轮片的间隙之间，随着窑头仓7中驱动件的运转，可以驱动送料轮62旋转，进而将待加工的锂电池材料从进料口63一端推动至出料口61一端并注入回转窑体5内腔；而集气罩71和导风网64的设置，可以使得升温后的氮气注入导料端二6内部使可以不断冲刷待加工的锂电池材料，进而将导料端二6内部输送的锂电池材料充分打散并对材料进行预热和初步干燥，有效防止锂电池材料在回转窑体5内腔烧结时产生团结现象，避免电池材料过烧或夹生，保证了材料烧结的均匀性；本实施例中，所述驱动件位于支撑板76上方的窑头仓7内部，所述驱动件包括齿轮一72、电机73和齿轮二74；所述电机73固定在窑头仓7内部顶端；所述齿轮一72转动设置在电机73的输出轴上；所述送料轮62的转轴一端延伸至窑头仓7内部，所述齿轮二74固定在送料轮62的转轴上并与齿轮一72相互啮合，使电机73带动齿轮一72旋转时，可以咬合齿轮二74带动送料轮62同步旋转；其中，通过齿轮一72、电机73和齿轮二74构成的驱动件，可以通过电机73带动齿轮一72旋转并咬合齿轮二74带动送料轮62同步旋转，进而通过送料轮62的旋转实现待加工锂电池材料在导料端二6内部的稳定输送；本实施例中，所述送料轮62的转轴为空心轴，所述燃烧器75的导热管穿过送料轮62的空心转轴延伸至回转窑体5的内腔；其中，特殊形状的送料轮62转轴即不会影响自身转动，又不会影响燃烧器75的导热，保证了送料轮62和燃烧器75均可以单独使用；综上，本发明所提供的一种具有热能回收机构的锂电池回转窑，通过在回转窑体5两端分别设置用于导料端一2和导料端二6，并在回转窑体5下方设置相互连通的冷却仓8和热能回收仓9，使回转窑体5工作产生的高温烟气可以通过导气管22导入热能回收仓9的除尘腔中，通过除尘腔中的喷淋座二95喷洒冷却水对烟气进行降温除尘，并通过过滤器96过滤烟尘中的杂质后，排放干净气体，减少对环境的影响；而置换的热水会对热换盘管二98中流动的惰性气体（氮气）进行热换加热，使氮气升温后通过注气管94导入窑头仓7的集气罩71中，使惰性气体可以冲击导料端二6内部输送的锂电池材料，将锂电池材料打散并对其进行初步干燥，既减少了锂电池材料因团结现象导致材料烧结时过烧或夹生的情况，保证了
材料烧结的均匀性，又能通过预热提升电池材料温度，缩短了电池材料的烧结时间，提升了烧结速率；与此同时，烧结完成的锂电池材料由导料端一2导入冷却仓8后，可以通过喷淋管83喷洒的冷水带走热换盘管一84中物料表面温度，不仅可以达到对物料进行降温的目的，还能通过冷水置换出物料中的热量，使冷水升温，以便升温后的水体可以通过回水管85导入热能回收仓9中与除尘腔中热水混合后供热换腔对热换盘管二98中流动的惰性气体进行二次热换，充分回收利用烟气以及烧结材料中的热量，减少资源浪费，同时可以实现烟气处理、物料冷却和防止物料团结的效果，达到节约能耗和各部件之间协同工作的目的。
19.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
20.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。