一种多级高梯度除磁系统的制作方法
1.本实用新型涉及锂电正负极石墨材料的磁性物质分选，特别是一种多级高梯度除磁系统。
背景技术：
2.锂离子电池具有电压高、比能量高、循环使用次数多、存储时间长等优点，随着其被广泛应用于便携式和大中型电动设备上，客户端对锂电池性能提出了更严格的要求。正负极材料是锂离子电池的重要组成部分，也是锂离子电池的核心。在锂电池正负极材料的生产过程中，难免会混入一些铁质的磁性物质。这些磁性物质对材料的电化学性能产生负面影响，严重还会引起锂电池燃烧、爆炸等致命危险。因此，在正负极材料生产的最后一道工序中安装除磁设备，最大限度地去除石墨等原材料中包含的磁性杂质尤为重要。
3.目前，广泛用于锂电材料的除磁设备的工作原理是给除磁机通电，产生强磁场，利用强磁场对金属异物的吸附作用，在粉体材料通过除磁机时，将金属异物吸附在除磁机磁芯上，从而降低粉体材料中的金属异物含量。目前市场上通用的锂电除磁设备还存在以下问题：
4.1、锂电材料下落过程中容易聚集结块且速度过于快速，与聚磁网的接触不充分和接触时间过短，除磁效果差，如专利cn201978815u；
5.2、聚磁网的二次污染大，现有除磁机都是利用三通分料阀换向后，利用振动将部分残留杂质排除，但由于排料时间过短，很难保证杂质全部清理干净，而在后续工作过程中，由于物料的冲刷以及振动，很容易将残留在聚磁网上的杂质重新带入成品料中造成二次污染；
6.3、除磁机工艺调试难度大，调试周期长。不同物料允许的磁性物质含量不同，要求除磁机的除磁性能不同，除磁机使用效果通常与电流强度、物料的投料速度、振动电机的振动力及聚磁网的导磁性等参数密切相关，这都增大了工艺调试的难度。
技术实现要素：
7.本实用新型所要解决的技术问题是，针对现有锂电材料除磁设备的除磁效果差的不足，本实用新型提供一种除磁效果好的多级高梯度除磁系统。
8.为解决上述技术问题，本实用新型采用了如下技术方案：
9.一种多级高梯度除磁系统，包括原料仓、给料机构、成品仓、磁性物回收仓、一级除磁机、二级除磁机和三级除磁机，所述原料仓经给料机构连接所述一级除磁机的进料口，所述一级除磁机的出料口连接所述二级除磁机的进料口，所述二级除磁机的出料口连接所述三级除磁机的进料口，所述三级除磁机的出料口连接所述成品仓，所述一级除磁机、二级除磁机和三级除磁机的磁性物质出口分别连接所述磁性物回收仓，且所述一级除磁机、二级除磁机和三级除磁机的磁感应强度逐级递增。
10.本实用新型通过设置磁感应强度逐级递增的一级除磁机、二级除磁机和三级除磁
机，使物料除磁时，依次通过一级除磁机、二级除磁机和三级除磁机，使不同颗粒度大小的磁性物质能被逐级分选出来，保证除磁效果。
11.为方便对各级除磁机的除磁效果进行检测，所述一级除磁机、二级除磁机和三级除磁机的出料口分别设置磁性颗粒检测仪。
12.为避免锂电材料下落过程中聚集结块且速度过于快速，所述给料机构包括依次连接的一次螺旋给料器、振动筛及二次螺旋给料器，所述振动筛的筛上物出口连接筛出物料袋，所述振动筛的筛下物出口连接所述二次螺旋给料器的进料口。
13.优选地，所述成品仓与所述原料仓之间设置用于输送物料的输送器，以便将经三级除磁后仍不符合除磁标准的物料返回原料仓进行二道除磁。
14.优选地，上级磁性颗粒检测仪的输出信号接入下一级除磁机的控制电路中，当所述磁性颗粒检测仪的检测值大于设定值时，所述磁性颗粒检测仪输出一个电信号使下一级除磁机的控制电路导通。
15.优选地，所述一级除磁机的磁感应强度为8000～10000gs，所述二级除磁机的磁感应强度为12000～15000gs，所述三级除磁机的磁感应强度为20000～26000gs。因为磁性颗粒在磁选机磁场中，除受磁力作用外，还受竞争力的作用。竞争力可定义为与磁力方向相反的所有机械力的合力，包括重力、离心力、惯性力和流体动力阻力等。显然，磁性颗粒与非磁性颗粒分离的必要条件是磁性颗粒所受的磁力大于竞争力。若要使两种磁性不同的颗粒分离，则必要条件是，较强的磁性颗粒所受的磁力应大于竞争力，较弱磁性颗粒所受的磁力应小于竞争力。本实施例如此设置磁感应强度，能最大限度地将物料中的磁性物质分离出来。
16.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
17.1、本实用新型物料通过螺旋给料器给料，使物料呈散落状态进入聚磁网，可以减少物料团聚，更便于磁性吸附；
18.2、本实用新型整个磁选系统采用自动闭环控制，减少了人工操作，减少了操作难度；
19.3、本实用新型采用多级不同梯度磁选策略，对不同颗粒度大小的磁性物质逐级分选，保证了除磁效果。
附图说明
20.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。
21.图1为本实用新型多级高梯度除磁系统的布局图。
22.图2为本实用新型多级高梯度除磁系统的除磁流程图。
23.图3为本实用新型多级高梯度除磁系统的除磁机结构图。
24.图4为本实用新型除磁机的运行流程图。
25.图5为本实用新型除磁机的运行时序流程图。
26.在图中：1、原料仓；2、输送器；3、一次螺旋给料器；4、振动筛；5、二次螺旋给料器；6、筛出物料袋；7、一级除磁机；71、磁性颗粒检测仪；8、二级除磁机；81、磁性颗粒检测仪；9、
三级除磁机；91、磁性颗粒检测仪；10、成品仓；11、磁性物回收仓；
27.12、吹扫装置；13、振动弹簧；14、换热器；15、励磁线圈；16、聚磁网；17、导磁外壳；18、振动电机；19、框架；20、三通阀；21、物料通道；22、切换阀门。
具体实施方式
28.以下结合具体优选的实施例对本实用新型作进一步描述，但并不因此而限制本实用新型的保护范围。
29.为了便于描述，各部件的相对位置关系，如：上、下、左、右等的描述均是根据说明书附图的布图方向来进行描述的，并不对本专利的结构起限定作用。
30.如图1－图2所示，本实用新型多级高梯度除磁系统一实施例包括原料仓1、输送器2、一次螺旋给料器3、振动筛4、二次螺旋给料器5、筛出物料袋6、一级除磁机7、二级除磁机8、三级除磁机9、成品仓10、磁性物回收仓11。
31.所述原料仓1经一次螺旋给料器3、振动筛4及二次螺旋给料器5连接所述一级除磁机7的进料口，所述一级除磁机7的出料口连接所述二级除磁机8的进料口，所述二级除磁机8的出料口连接所述三级除磁机9的进料口，所述三级除磁机9的出料口连接所述成品仓10。所述一级除磁机7、二级除磁机8和三级除磁机9的磁性物质出口分别连接所述磁性物回收仓11。所述振动筛4的筛上物出口连接筛出物料袋6，所述振动筛4的筛下物出口连接所述二次螺旋给料器5的进料口。
32.所述一级除磁机7、二级除磁机8和三级除磁机9的磁感应强度逐级递增，使整个产线除磁机采用梯度递增布置，在除磁过程中，先采用低磁感应强度，将大颗粒的磁性物质分选出来，再采用强磁感应强度，将细小磁性颗粒分选出来，从而将物料中不同颗粒度大小的磁性物质逐级分选出来，保证除磁效果。在本实施例中，所述一级除磁机的磁感应强度为8000～10000gs左右，所述二级除磁机的磁感应强度为12000～15000gs左右，所述三级除磁机的磁感应强度为20000～26000gs左右。
33.为保证进入成品仓10的物料中磁性物质含量达到标准，所述成品仓10与所述原料仓1之间设置所述输送器2，在经一道除磁流程后，可通过启动输送器2将经三级除磁机9除磁后的物料送入原料仓1，之后进入二道除磁流程。
34.所述一级除磁机7的出料口设置磁性颗粒检测仪71、二级除磁机8的出料口设置磁性颗粒检测仪81，三级除磁机的出料口设置磁性颗粒检测仪91。磁性颗粒检测仪71的输出信号接入二级除磁机8的控制电路中，磁性颗粒检测仪81的输出信号接入三级除磁机8的控制电路中，磁性颗粒检测仪91的输出信号接入输送器2的控制电路中。
35.本实用新型多级高梯度除磁系统使用时，锂电正负极石墨原材料从原料仓1经由管道，通过一次螺旋给料器3将物料螺旋散落至振动筛4上，利用振动筛4对物料进行筛选，将尺寸较大的物料颗粒筛出至筛出物料袋6中。符合颗粒度大小的原材料经二次螺旋给料器5螺旋散落式进入一级除磁机7进行除磁，被分选出的磁性颗粒落到磁性物回收仓11中。物料通过磁性物质检测仪71检测后再进入二级除磁机8。系统根据磁性物质检测仪71检测的磁性物质含量，确定是否进行二次除磁：磁性物质含量达到标准要求，则不开启二级除磁机8，物料直接通过二级除磁机8、三级除磁机9进入成品仓10；如磁性物质含量超过标准要求，则启动电源开启二级除磁机8进行二次除磁。完成二次除磁后的物料根据磁性物质检测
81的检测结果，确定是否进行三级除磁：磁性物质含量满足标准要求，则物料直接通过三级除磁机9进入成品仓10；如磁性物质超出标准要求，则开启三级除磁机9进行三级除磁。物料经过三级除磁后，系统根据磁性物质检测仪91检测的磁性物质含量，确定是否进行二道除磁流程：磁性物质含量达到标准要求，则进入成品仓10完成整个磁选过程，否则输送器2将物料重新输送至仓料1，开启二道除磁流程，直到检测的物料磁性物质含量达到标准要求，除磁工序才停止完成。
36.需要说明的是，所述输送器2、一次螺旋给料器3、振动筛4、二次螺旋给料器5、磁性颗粒检测仪71、81、91都为现有设备，一级除磁机7、二级除磁机8、三级除磁机9可采用现有设备，也可采用如图3所示的除磁机。
37.图3为除磁机结构图。如图3所示，整个除磁机安装在不锈钢框架19上，其包括吹扫装置12、振动弹簧13、换热器14、励磁线圈15、聚磁网16、导磁外壳17、振动电机18、三通阀20和物料通道21。
38.所述导磁外壳17内安装励磁线圈15，所述物料通道21穿过所述励磁线圈15，且所述物料通道21内安装聚磁网16。所述导磁外壳17、励磁线圈15、物料通道21及聚磁网16优选采用同轴线安装。本实施例中，为使物料的流转更为顺畅，所述导磁外壳17水平安装在框架19上，所述物料通道21竖直设置，且所述物料通道21为入口端朝上的直通通道。显然，本实用新型除磁机并不局限于采用直通形式的物料通道21。
39.为方便清除聚磁网16上的磁性物质，所述物料通道21的入口端安装吹扫装置12。
40.为避免物料在聚磁网16上聚集结块，所述聚磁网16与所述导磁外壳17之间安装振动弹簧13，且所述聚磁网16连接振动电机18。在除磁机运行过程中，振动电机18启动，使聚磁网16保持振动。
41.所述导磁外壳17上设置冷却油入口和冷却油出口，所述冷却油入口安装油泵，所述导磁外壳17内填充冷却油，且所述冷却油出口经所述油泵连接所述冷却油入口。这样，在除磁过程中，由于导磁外壳17内充满冷却油，在油泵的作用下，冷却油循环流动就可冷却励磁线圈15的发热。同时，所述导磁外壳17上设置排风口，所述排风口上安装换热器14，能通过换热器14使导磁外壳17的内外空气得到交换，冷却励磁线圈15。
42.为方便对物料及磁性物质的收取，所述物料通道21的出口端安装所述三通阀20，所述三通阀20具有一直通通道和一旁路通道，所述直通通道的一端连接所述物料通道21的出口端，另一端作为物料出口，所述三通阀的旁路通道连接磁性物回收仓11，且所述直通通道和所述旁路通道的分叉口安装切换阀门22。
43.需要说明的是，本实用新型中使用的吹扫装置12、换热器14、励磁线圈15、聚磁网16为现有技术。
44.本实用新型除磁机使用时，如图4所示，在除磁机启动之前需要先启动振动电机18，并在除磁机系统运行过程中，振动电机18利用振动弹簧13使聚磁网16一直处于振动状态。之后，除磁机启动，当除磁机的励磁线圈15通以正向电流励磁，同时物料通道21的入口端及聚磁网16内进料，在励磁线圈15的励磁作用下，聚磁网16导磁并吸附物料中的磁性物质。一定时间后，给除磁机的励磁线圈15通以反相电流实现逆向消磁一定时间后断电，三通阀20的切换阀门22遮挡三通阀20的直通通道，使其旁路通道开启，排料系统运行，吹扫装置12将聚磁网16上吸附的磁性物质排掉并清理干净。
45.本实用新型除磁机采用电控系统控制。电控系统作用一为磁力分选机构的供电电源，作用二为系统控制单元，根据外部传输的数据，实现石墨自动磁选控制。
46.本实用新型电控系统运行依据为物料通道21的入口端安装的传感器自动检测到石墨原材料的进入，只要有石墨原材料进入则启动电控系统。
47.如图5所示，电控系统通过控制振动电机18的供电回路向振动电机18馈送功率，振动电机18开始持续震动。同时电控系统开始给励磁线圈15馈送功率。励磁线圈15的励磁时间t1内，聚磁网16吸附磁性物质，不导磁物料则从三通阀20的直通通道通过。励磁时间结束，在延迟时间t2内关闭物料通道21的进料，在延迟时间t3内使三通阀20的切换阀门22遮挡三通阀20的直通通道，旁路通道开启，排料系统运行。励磁线圈15的励磁电流关闭，在排料时间t4内铁磁性物质在振动机构(振动电机+振动弹簧)作用下从三通阀20的旁路通道排除，实现自动磁选出料。铁磁性物质排除干净后，在延迟时间t3内启动励磁线圈15的励磁电流，并且在另一个延迟时间t3内三通阀20的切换阀门22打开三通阀20的直通通道，遮挡旁路通道，并开启物料通道21的进料，完成一个周期的系统控制。本实用新型电控系统优选采用plc自动控制完成。
48.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方案，但本实用新型的保护范围不限于此，任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本实用新型技术方案保护的范围内。
技术特征：
1.一种多级高梯度除磁系统，包括原料仓(1)、给料机构、成品仓(10)及磁性物回收仓(11)，其特征在于，还包括一级除磁机(7)、二级除磁机(8)和三级除磁机(9)，所述原料仓(1)经给料机构连接所述一级除磁机的进料口，所述一级除磁机的出料口连接所述二级除磁机的进料口，所述二级除磁机的出料口连接所述三级除磁机的进料口，所述三级除磁机的出料口连接所述成品仓，所述一级除磁机、二级除磁机和三级除磁机的磁性物质出口分别连接所述磁性物回收仓(11)，且所述一级除磁机(7)、二级除磁机(8)和三级除磁机(9)的磁感应强度逐级递增。2.根据权利要求1所述的多级高梯度除磁系统，其特征在于，所述一级除磁机、二级除磁机和三级除磁机的出料口分别设置磁性颗粒检测仪。3.根据权利要求1所述的多级高梯度除磁系统，其特征在于，所述给料机构包括依次连接的一次螺旋给料器(3)、振动筛(4)及二次螺旋给料器(5)，所述振动筛的筛上物出口连接筛出物料袋(6)，所述振动筛的筛下物出口连接所述二次螺旋给料器(5)的进料口。4.根据权利要求1所述的多级高梯度除磁系统，其特征在于，所述成品仓与所述原料仓之间设置用于输送物料的输送器(2)。5.根据权利要求2所述的多级高梯度除磁系统，其特征在于，所述磁性颗粒检测仪的输出信号接入下一级除磁机的控制电路中，当所述磁性颗粒检测仪的检测值大于设定值时，所述磁性颗粒检测仪输出一个电信号使下一级除磁机的控制电路导通。6.根据权利要求1所述的多级高梯度除磁系统，其特征在于，所述一级除磁机的磁感应强度为8000～10000gs，所述二级除磁机的磁感应强度为12000～15000gs，所述三级除磁机的磁感应强度为20000～26000gs。
技术总结
本实用新型涉及锂电正负极石墨材料的磁性物质分选，特别是一种多级高梯度除磁系统，其原料仓(1)经给料机构连接一级除磁机的进料口，所述一级除磁机的出料口连接二级除磁机的进料口，所述二级除磁机的出料口连接三级除磁机的进料口，所述三级除磁机的出料口连接成品仓，所述一级除磁机、二级除磁机和三级除磁机的磁性物质出口分别连接磁性物回收仓(11)，且所述一级除磁机(7)、二级除磁机(8)和三级除磁机(9)的磁感应强度逐级递增。本实用新型能将不同颗粒度大小的磁性物质逐级分选出来，保证除磁效果。除磁效果。除磁效果。
