一种通气转换接头及窑炉的制作方法

1.本实用新型涉及窑炉进气技术领域，更具体地说，涉及一种通气转换接头及窑炉。


背景技术：

2.随着新能源锂离子电池行业的崛起，高镍三元材料以其高能量密度、长循环寿命而备受关注。反应烧结工艺作为锂离子电池材料制作中的关键一环，主要以推板式通道炉、回转炉为主，由于锂电池材料生产已进入规模化，连续化作业，目前长窑炉(比如，烧结辊道窑)已取代其他类型的窑炉。
3.长窑炉(比如，烧结辊道窑)在进行三元材料煅烧过程中会产生大量废气和消耗大量氧气，并且大都采用持续进气和持续排气的方式，该种进排气方式，很容易出现内部物料和外部物料煅烧性能不一致，继而导致批次产品品质降低的问题。
4.综上所述，如何解决窑炉煅烧容易出现批次产品品质降低的问题已经成为本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型提供了一种通气转换接头及窑炉，以解决窑炉煅烧容易出现批次产品品质降低的问题。
6.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
7.一种通气转换接头，用于窑炉的通气控制，包括用于安装至所述窑炉的窑炉壁且具有通气腔体的转换头本体、设置于所述通气腔体内的旋转飞轮和用于驱动所述旋转飞轮间歇性到达预设转速的驱动机构；
8.其中，所述通气腔体具有与通气管路连通的第一通气端口和与所述窑炉的内腔连通的第二通气端口，所述旋转飞轮位于所述第一通气端口与所述第二通气端口之间，且所述旋转飞轮的桨叶的旋转外轮廓与所述通气腔体的流通截面相适配；
9.当所述旋转飞轮的转速到达所述预设转速时，所述旋转飞轮阻断所述第一通气端口与所述第二通气端口的连通；当所述旋转飞轮的转速低于所述预设转速或转速为零时，所述旋转飞轮将所述第一通气端口与所述第二通气端口导通。
10.可选地，所述第二通气端口伸入至所述窑炉的内腔，且所述第二通气端口为朝向所述窑炉的内腔伸入的方向开口逐渐变大的渐开口。
11.可选地，所述通气管路为与供气源连接的进气管路。
12.可选地，所述第二通气端口处还设置有化雾结构。
13.可选地，所述化雾结构为开置有化雾孔的化雾板。
14.可选地，所述化雾板的孔隙率为35％-90％。
15.可选地，所述旋转飞轮的桨叶上设置有化雾结构。
16.可选地，所述通气管路为排气管路。
17.可选地，所述通气腔体内还设置有位于所述第一通气端口与所述第二通气端口之
间的除尘结构。
18.可选地，所述旋转飞轮的桨叶上设置有通气开口和/或通气缺口。
19.可选地，所述预设转速的取值为3rpm/s-15rpm/s。
20.可选地，所述转换头本体和所述旋转飞轮均为耐火材料制作而成。
21.相比于背景技术介绍内容，上述通气转换接头，用于窑炉的通气控制，包括用于安装至窑炉的窑炉壁且具有通气腔体的转换头本体、设置于通气腔体内的旋转飞轮和用于驱动旋转飞轮间歇性到达预设转速的驱动机构；其中，通气腔体具有与通气管路连通的第一通气端口和与窑炉的内腔连通的第二通气端口，旋转飞轮位于第一通气端口与第二通气端口之间，且旋转飞轮的桨叶的旋转外轮廓与通气腔体的流通截面相适配；当旋转飞轮的转速到达预设转速时，旋转飞轮阻断第一通气端口与第二通气端口的连通；当旋转飞轮的转速低于预设转速或转速为零时，旋转飞轮将第一通气端口与第二通气端口导通。该通气转换接头，在应用于窑炉的通气控制时，通过驱动机构驱动旋转飞轮间歇性到达预设转速，当旋转飞轮的转速不低于预设转速时，旋转飞轮阻断第一通气端口与第二通气端口的连通；当旋转飞轮的转速低于预设转速或转速为零时，旋转飞轮将第一通气端口与第二通气端口导通，继而实现了通气管路的脉冲式导通，脉冲式通气能够使得窑炉内气压维持一定压力，有助于氧气在窑炉内物料均匀分布，大大提升了物料煅烧性能的一致性，大大提升了批次产品的品质。
22.另外，本实用新型还提供了一种窑炉，包括窑炉壁，所述窑炉壁上设置有通气管路，其中，所述通气管路通过上述任一方案所描述的通气转换接头安装至所述窑炉壁上。由于上述通气转换接头具有上述技术效果，因此具有该通气转换接头的窑炉也应具有相应的技术效果，在此不再赘述。
23.可选地，所述通气管路包括进气管路和排气管路，所述进气管路所对应的通气转换接头与所述排气管路所对应的通气转换接头的安装距离为30cm-250cm。
24.可选地，所述进气管路所对应的通气转换接头的第二通气端口伸入至所述窑炉的内腔的伸入长度比所述排气管路所对应的通气转换接头的第二通气端口伸入至所述窑炉的内腔的伸入长度长5mm-55cm。
25.可选地，所述通气管路包括进气管路和排气管路，且所述窑炉壁的顶部和侧部均设置有所述进气管路和所述排气管路。
26.可选地，所述窑炉为烧结辊道窑。
附图说明
27.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。
28.图1为本实用新型实施例提供的通气转换接头的结构示意图；
29.图2为本实用新型实施例提供的旋转飞轮的结构示意图；
30.图3为本实用新型实施例提供的化雾板的结构示意图；
31.图4为本实用新型实施例提供的桨叶上设置通气开口的第一种的结构示意图；
32.图5为本实用新型实施例提供的桨叶上设置通气开口的第二种的结构示意图；
33.图6为本实用新型实施例提供的桨叶上设置通气开口的第三种的结构示意图；
34.图7为本实用新型实施例提供的桨叶上设置通气缺口的结构示意图；
35.图8为本实用新型实施例提供的窑炉壁上进气管路和出气管路伸入窑炉内深度差异的结构示意图；
36.图9为本实用新型实施例提供的窑炉的顶部和侧部均布置进气管路和出气管路的结构示意图。
37.其中，图1-图9中：
38.转换头本体1、通气腔体10、第一通气端口101、第二通气端口102、窑炉2、窑炉壁21、旋转飞轮3、桨叶30、通气开口301、通气缺口302、驱动机构4、通气管路5、进气管路51、排气管路52、化雾板6、化雾孔60。
具体实施方式
39.本实用新型的核心在于提供一种通气转换接头及窑炉，以解决窑炉煅烧容易出现批次产品品质降低的问题。
40.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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
41.请参阅图1-图9，其中，图1为本实用新型实施例提供的通气转换接头的结构示意图；图2为本实用新型实施例提供的旋转飞轮的结构示意图；图3为本实用新型实施例提供的化雾板的结构示意图；图4为本实用新型实施例提供的桨叶上设置通气开口的第一种的结构示意图；图5为本实用新型实施例提供的桨叶上设置通气开口的第二种的结构示意图；图6为本实用新型实施例提供的桨叶上设置通气开口的第三种的结构示意图；图7为本实用新型实施例提供的桨叶上设置通气缺口的结构示意图；图8为本实用新型实施例提供的窑炉壁上进气管路和出气管路伸入窑炉内深度差异的结构示意图；图9为本实用新型实施例提供的窑炉的顶部和侧部均布置进气管路和出气管路的结构示意图。
42.本实用新型实施例提供了一种通气转换接头，用于窑炉的通气控制，包括用于安装至窑炉2的窑炉壁21且具有通气腔体10的转换头本体1、设置于通气腔体10内的旋转飞轮3和用于驱动旋转飞轮3间歇性到达预设转速的驱动机构4；其中，通气腔体10具有与通气管路5连通的第一通气端口101和与窑炉2的内腔连通的第二通气端口102，旋转飞轮3位于第一通气端口101与第二通气端口102之间，且旋转飞轮3的桨叶30的旋转外轮廓与通气腔体10的流通截面相适配；当旋转飞轮3的转速到达预设转速时，旋转飞轮3阻断第一通气端口101与第二通气端口102的连通；当旋转飞轮3的转速低于预设转速或转速为零时，旋转飞轮3将第一通气端口101与第二通气端口102导通。
43.该通气转换接头，在应用于窑炉2的通气控制时，通过驱动机构4驱动旋转飞轮3间歇性到达预设转速，当旋转飞轮3的转速不低于预设转速时，旋转飞轮3阻断第一通气端口101与第二通气端口102的连通；当旋转飞轮3的转速低于预设转速或转速为零时，旋转飞轮3将第一通气端口101与第二通气端口102导通，继而实现了通气管路10的脉冲式导通，脉冲
式通气能够使得窑炉2内气压维持一定压力，有助于氧气在窑炉2内物料均匀分布，大大提升了物料煅烧性能的一致性，大大提升了批次产品的品质。
44.需要说明的是，旋转飞轮3的各个桨叶30具体可以设计成均与通气腔体10的流通截面平行布置的方式，这样设计，当旋转飞轮3的转速达到预设速度时，旋转飞轮3的转速相当于一个封堵板，从而阻断第一通气端口101与第二通气端口102的导通，当旋转飞轮3的转速低于预设速度或者转速为零时，旋转飞轮3的桨叶30之间的空隙可以供气流通过。另外，通气转换接头具体可以用于进气侧，也即通气管路5具体可以为进气管路51，也可以用于排气侧，也即通气管路5具体可以为排气管路52。
45.当然可以理解的是，上述将桨叶30设计成与通气腔体10的流通截面平行布置的方式，仅仅是本实用新型实施例的举例而已，实际应用过程中，还可以设计成具有一定倾斜角度的桨叶。
46.比如，当通气管路5为进气管路51时，旋转飞轮3的桨叶30可以设计成具有倾斜角度或者曲面结构，并能够使旋转飞轮3转动时具有自第二通气端口102向第一通气端口101吸气的吸力，这样能够提升旋转飞轮3转速达到预设转速时的阻断效果，本领域技术人员都应该能够理解的是，由于通气腔体10的流通截面积本身较小，旋转飞轮3的桨叶30的旋转外轮廓直径也相对较小，因此，旋转飞轮30的转动所产生的吸力很小，几乎可忽略，主要是为了辅助旋转飞轮30达到更好的阻断效果。
47.又比如，当通气管路5为排气管路52时，旋转飞轮3的桨叶30也可以设计成具有倾斜角度或者曲面结构，并能够使旋转飞轮3转动时具有自第二通气端口102向第一通气端口101吸气的吸力，由于通气腔体10的流通截面积本身较小，旋转飞轮3的桨叶30的旋转外轮廓直径也相对较小，因此，旋转飞轮30的转动所产生的吸力很小，几乎可忽略，主要是为了使旋转飞轮30具有防止尾气进入窑炉2内的辅助作用。
48.另外，需要说明的是，转换头本体1与窑炉壁21之间的固定方式，具体可以是不可拆卸式的固定连接，比如焊接连接的方式等；也可以采用可拆卸连接的方式，比如螺纹连接，或者转换头本体1的外侧设置法兰结构，通过法兰与窑炉壁21借助紧固件固定连接，实际应用过程中，可以根据实际需求布置，在此不做更具体的限定。
49.还需要说明的是，上述驱动机构4具体包括驱动电机和传动机构，传动机构具体可以是链条、传动带或齿轮传动等，在此不做更具体的限定。
50.在一些具体的实施方案中，上述第二通气端口102具体可以设计成伸入至窑炉2的内腔，且第二通气端口102为朝向窑炉2的内腔伸入的方向开口逐渐变大的渐开口。通过将第二通气端口102设计成开口逐渐变大的渐开口形式，当通气转换接头应用于进气侧时，气源可以沿着渐开端口向前输送，起到将气源扩散放大的作用；同样当通气转换接头应用于排气时，将第二通气端口102面对的废气吸出经第一通气端口101排走，起到收集集中排放的作用。
51.在一些具体的实施方案中，当通气管路5为与供气源连接的进气管路51时，第二通气端口102处还可以设置有化雾结构。通过设计化雾结构，使得气源气体进入窑炉2内更加均匀，实现了煅烧物料与气源充分接触，充分反应，有助于提高物料产率、性能。
52.进一步的实施方案中，上述化雾结构具体可以设计为开置有化雾孔60的化雾板6，该化雾板6具体可以安装固定在通气腔体10的内腔壁，通过将化雾结构设计成化雾板6的结
构形式，使得化雾结构更加方便加工制作。当然可以理解的是，该化雾板6仅仅是本实用新型实施例对于化雾结构的举例而已，实际应用过程中，还可以设计成其他化雾结构，在此不做更具体的限定。
53.进一步的实施方案中，上述化雾板6的孔隙率一般优选为35％-90％，实际应用过程中，根据不同的窑炉2及通气腔体10的流通截面进行适应性选择。
54.在另外一些具体的实施方案中，上述旋转飞轮3的桨叶30上还可以设置有化雾结构。通过在桨叶30上设计化雾结构，有助气源气体进入窑炉2内更加均匀，实现了煅烧物料与气源充分接触，充分反应，有助于提高物料产率、性能。
55.在一些更具体的实施方案中，当通气管路5为排气管路52时，通气腔体10内还可以设置有位于第一通气端口101与第二通气端口102之间的除尘结构。通过该除尘结构能够有效滤除尾气中的杂质及有害物质。需要说明的是，上述位于第一通气端口101与第二通气端口102之间，具体应当理解为：除尘结构可以是布置在第一通气端口101处，也可以布置于第一通气端口101与第二通气端口102之间，且位于旋转飞轮3背离窑炉2的内腔的一侧。当然可以理解的是，除尘结构还可以布置在排气管路52上。其中，除尘结构具体可以是安装过滤棉或空气滤芯的结构，可定期更换或清理。
56.在一些具体的实施方案中，上述旋转飞轮3的桨叶30上还可以设置有通气开口301，也可以设置通气缺口302，还可以通气开口301和通气缺口302同时布置，具体数量及尺寸可以根据实际需求设定。通过设计通气开口或通气缺口，使得旋转飞轮3在转速低于预设转速或转速为零时，旋转飞轮3的通气性能更好。
57.在一些更具体的实施方案中，上述预设转速的取值具体可以为3rpm/s-15rpm/s。该预设转速主要根据常用窑炉的大小、装钵量多少等设备参数优选的预设转速范围。
58.在一些具体的实施方案中，为了保证通气转换接头的使用寿命，上述转换头本体1和旋转飞轮3以及需要处于高温的部件一般均需要采用耐火材料制作而成。
59.另外，本实用新型还提供了一种窑炉，包括窑炉壁21，窑炉壁21上设置有通气管路5，其中，该通气管路5通过上述任一方案所描述的通气转换接头安装至窑炉壁21上。由于上述通气转换接头具有前述技术效果，因此，具有该通气转换接头的窑炉也应具有相应的技术效果，在此不再赘述。
60.进一步的实施方案中，该通气管路5具体可以包括进气管路51和排气管路52，进气管路51所对应的通气转换接头与排气管路52所对应的通气转换接头优选的安装距离为50cm-250cm。经过大量实验测试模拟，通过将进气侧和排气侧设计成上述安装距离能够确保通排气口在窑炉内均匀分布，并且可以将新鲜气源及废气集中高效的通入与排除，在此区间内气源有充足时间在窑炉内分布均匀，并将废气挤压在该区间位置处，由废气口排出。
61.更进一步的实施方案中，上述进气管路51所对应的通气转换接头的第二通气端口102伸入至窑炉2的内腔的伸入长度优选设计成比排气管路52所对应的通气转换接头的第二通气端口102伸入至窑炉2的内腔的伸入长度长8cm-75cm。通过设计成该区间可以实现通气口及排气口的进深差，在通气时，窑炉2内产生的废气在进气动力挤压下，在此区间位置聚集，形成废气集中区域，为下一步集中排气做好准备。
62.在一些具体的实施方案中，当通气管路5包括进气管路51和排气管路52时，窑炉壁21的顶部和侧部可以均设置有进气管路51和排气管路52，并且布置数量可以根据实际需求
选择设定。通过上述布置方式，进气口脉冲进气时，通入的气源会将原有位置的废气向四周挤压，挤压至排气管路52所处的死角位置，此时开排气口，将聚集的废气排走，形成了一个间歇动态的通排气过程。利用了通排气动力将窑炉2内气源重新排布并利用进深差及气源流动特点实现气源快速通入并分散，并且将废气快速集中排出。
63.需要说明的是，该窑炉2具体可以为烧结辊道窑，也可以是其他窑炉，在此不做更具体的限定。
64.另外需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
65.应当理解，本技术中如若使用了“系统”、“装置”、“单元”和/或“模块”，仅是用于区分不同级别的不同组件、元件、部件、部分或装配的一种方法。然而，如果其他词语可实现相同的目的，则可通过其他表达来替换该词语。
66.如本技术和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
67.其中，在本技术实施例的描述中，除非另有说明，“/”表示或的意思，例如，a/b可以表示a或b；本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，在本技术实施例的描述中，“多个”是指两个或多于两个。
68.以下，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
69.本技术中如若使用了流程图，则该流程图是用来说明根据本技术的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是，前面或后面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，可以按照倒序或同时处理各个步骤。同时，也可以将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。
70.本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。