專利名稱：一種噴霧干燥機(jī)用離心式噴頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種噴霧干燥機(jī)，特別是涉及一種噴霧干燥機(jī)用離心式噴頭。
背景技術(shù)：
噴霧干燥技術(shù)是一種近年來被廣泛應(yīng)用的可以快速去除流體漿料中的溶劑或分散劑，從而制備固態(tài)粉體的技術(shù)。該技術(shù)具有設(shè)備靈活、操作簡便、效率高、可連續(xù)生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。如圖1所示，噴霧干燥設(shè)備主要由噴霧干燥機(jī)和捕集器3組成，噴霧干燥機(jī)主要由本體 2和噴頭1組成。待干燥的漿料進(jìn)入噴頭1，被噴頭1霧化分散，進(jìn)入本體2內(nèi)與送入噴霧干燥機(jī)本體2內(nèi)的干燥氣(通常為熱空氣)接觸并被干燥。干燥得到的粉體隨載氣進(jìn)入捕集器3，在捕集器3中與載氣分離，得到目標(biāo)粉體。在上述的噴霧干燥機(jī)中，噴頭是全套設(shè)備中最關(guān)鍵的部件，噴頭的設(shè)計特點(diǎn)和精良程度在很大程度上決定了噴霧干燥技術(shù)制備的產(chǎn)品的技術(shù)參數(shù)。壓力噴頭和離心式噴頭是噴霧干燥機(jī)常用的兩類噴頭。其中壓力噴頭可以用來制備粒徑較小的粉體，但是其存在噴頭易堵塞、制備的粉體顆粒不均勻等缺點(diǎn)；離心式噴頭具有很好的漿料適應(yīng)性，但很難制備粒徑較小的粉體。在制備鋰離子電池用磷酸鐵鋰材料等對漿料及目標(biāo)粉體均勻性和粒度要求高的材料時，根據(jù)實(shí)際工藝中的漿料特征和目標(biāo)產(chǎn)品的技術(shù)要求，離心式噴霧干燥設(shè)備是較理想的選擇。然而，現(xiàn)有的單轉(zhuǎn)子離心式噴霧干燥設(shè)備無法制備粒徑小的粉體材料，而對于磷酸鐵鋰材料而言，過大的顆粒會降低材料的利用率并影響材料的高倍率性能。而通過提高噴頭轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、改變分散葉片形狀和尺寸等收到的成效較小。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種適于多種粒徑，尤其是較小粒徑粉體的噴霧干燥機(jī)用離心式噴頭。為此，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下—種噴霧干燥機(jī)用離心式噴頭，包括分散葉輪、進(jìn)料環(huán)和用于驅(qū)動分散葉輪的驅(qū)動軸，所述的分散葉輪由內(nèi)分散葉輪和外分散葉輪組成，所述驅(qū)動軸由內(nèi)分散葉輪軸和外分散葉輪軸組成，外分散葉輪軸嵌套在內(nèi)分散葉輪軸內(nèi)并從其前端伸出，內(nèi)分散葉輪嵌套在外分散葉輪內(nèi)，且內(nèi)分散葉輪的外緣緊鄰?fù)夥稚⑷~輪的內(nèi)緣，所述進(jìn)料環(huán)向內(nèi)分散葉輪供料。為了使內(nèi)分散葉輪分散后的漿料全部進(jìn)入外分散葉輪中，內(nèi)分散葉輪的上端邊緣應(yīng)低于外分散葉輪的上端邊緣。另外，為了達(dá)到更好的分散效果，內(nèi)分散葉輪與外分散葉輪的旋轉(zhuǎn)方向相反。所述內(nèi)分散葉輪一般為半吸式，即所述進(jìn)料環(huán)設(shè)置在所述內(nèi)分散葉輪的上端，僅從上端供料。所述外分散葉輪可采用閉式或半閉式，即其上端封閉輪盤可以不使用。[0011]所述內(nèi)分散葉輪和外分散葉輪的葉片形狀可以是單板型、圓弧型、機(jī)翼型或其他適當(dāng)?shù)男螤?。所述?nèi)分散葉輪軸為空心軸，外分散葉輪軸通過軸承固定在內(nèi)分散葉輪軸中。外分散葉輪軸可以是實(shí)心軸，也可以是空心軸。另外，由于內(nèi)分散葉輪軸和內(nèi)分散葉輪高速轉(zhuǎn)動時可能產(chǎn)生抖動，所以進(jìn)料環(huán)與內(nèi)分散葉輪軸和內(nèi)分散葉輪之間應(yīng)形成一定的間隙。本實(shí)用新型的噴霧干燥機(jī)用離心式噴頭具有兩個相互嵌套的分散葉輪，由于兩個分散葉輪對被干燥的漿料進(jìn)行兩次分散霧化，較之單轉(zhuǎn)子噴頭效率更高，霧珠更小，制備的粉體均一性更好，粒度更小。在兩個分散葉輪的作用下，噴霧干燥設(shè)備的可控性得到提高， 延伸了離心式噴霧干燥設(shè)備的適用范圍，使其適用加工的粉體更多，尤其適用于磷酸鐵鋰等對粒徑要求高、使用多元懸濁液原料的場合。

圖1是噴霧干燥設(shè)備的組成示意圖；圖2是本實(shí)用新型的噴霧干燥用離心式噴頭轉(zhuǎn)子部分的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3a 3i是本實(shí)用新型的離心式噴頭中內(nèi)分散葉輪葉片的幾種典型形狀沿圖2 中A-A方向的剖面示意圖；圖4a 4d是本實(shí)用新型的離心式噴頭中外分散葉輪葉片的幾種典型形狀沿圖2 中A-A方向的剖面示意圖；圖5是本實(shí)用新型的離心式噴頭中內(nèi)外分散葉輪葉片組合的一個實(shí)施例；圖6是本實(shí)用新型的離心式噴頭中內(nèi)外分散葉輪葉片組合的另一個實(shí)施例。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的噴霧干燥機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)說明。本實(shí)用新型只改造了圖1中噴霧干燥機(jī)的噴頭部分，設(shè)備其他組件未作更改，因此，本發(fā)明的適用性和移植性好，對于現(xiàn)有設(shè)備改造成本低。本實(shí)用新型的雙轉(zhuǎn)子噴頭結(jié)構(gòu)如附圖2所示，包括分散葉輪、進(jìn)料環(huán)和用于驅(qū)動分散葉輪的驅(qū)動軸。分散葉輪由內(nèi)分散葉輪5和外分散葉輪6組成，驅(qū)動軸由內(nèi)分散葉輪軸 2和外分散葉輪軸1組成，外分散葉輪軸1嵌套在內(nèi)分散葉輪軸2內(nèi)并從其前端伸出，內(nèi)分散葉輪5嵌套在外分散葉輪6內(nèi)，且內(nèi)分散葉輪5的外緣緊鄰?fù)夥稚⑷~輪的內(nèi)緣6，在內(nèi)分散葉輪5的上端及下端均設(shè)置有封閉輪盤，以保證被分散的漿料完全進(jìn)入分散葉輪內(nèi)。進(jìn)料環(huán)4設(shè)置在內(nèi)分散葉輪的上端，從上端向內(nèi)分散葉輪內(nèi)供料。外分散葉輪軸1可采用空心或?qū)嵭妮S內(nèi)分散葉輪軸2采用空心軸，內(nèi)部為外分散葉輪軸，內(nèi)外軸之間通過軸承3固定。進(jìn)料環(huán)4為與內(nèi)分散葉輪軸和內(nèi)分散葉輪間均形成有一定的間隙，以容忍驅(qū)動軸和葉輪高速轉(zhuǎn)動時可能的抖動。內(nèi)分散葉輪5通常采用單吸式， 即如圖所示，僅從其上端供料；外分散葉輪6可采用閉式或半閉式，即其上端可以采用或不采用封閉輪盤，外分散葉輪6的葉片高度應(yīng)略大于內(nèi)分散葉輪的高度，以保證內(nèi)分散葉輪分散后的漿料全部進(jìn)入外分散葉輪中。葉輪的葉片形狀有單板型、圓弧型、機(jī)翼型(葉片沿徑向的厚度不同)等多種選擇，可以根據(jù)漿料性質(zhì)和產(chǎn)品技術(shù)要求進(jìn)行選擇和調(diào)整。圖3a 圖3i以及圖4a 圖4b分別示出了常用的內(nèi)、外分散輪葉片的形狀，其剖切方向?yàn)閳D2中的A-A方向。葉片可以沿徑向?qū)ΨQ設(shè)置，也可以與徑向呈一定夾角。圖5和圖6示出了內(nèi)、外分散輪的2種組合方式， 當(dāng)然，內(nèi)、外分散輪不局限于這兩種，可以由圖3a 圖3i以及圖4a 圖4b中的內(nèi)、外分散輪任意組合在一起，或以其他適當(dāng)?shù)男螤罱M合在一起。 該雙轉(zhuǎn)子噴頭工作時，內(nèi)、外分散葉輪反向旋轉(zhuǎn)，被干燥的漿料由進(jìn)料環(huán)多點(diǎn)注入內(nèi)分散葉輪近軸區(qū)域后，在內(nèi)分散葉輪的驅(qū)動下加速，產(chǎn)生切向速度，同時，在離心力的作用下，產(chǎn)生徑向速度。經(jīng)過內(nèi)分散葉輪分散的漿料液滴離開內(nèi)分散葉輪后，與外分散葉輪高速碰撞霧化，產(chǎn)生細(xì)小漿料液滴，之后該細(xì)小液滴離開外分散葉輪，與送入噴霧干燥機(jī)的干燥氣(通常為熱空氣)接觸并被干燥。干燥得到的粉體隨載氣進(jìn)入捕集器，在捕集器中與載氣分離，得到目標(biāo)粉體。由于兩個分散葉輪對待干燥漿料進(jìn)行兩次分散霧化，較之單轉(zhuǎn)子噴頭效率更高，霧珠更小，制備的粉體均一性更好，粒度更小。同時，通過改變兩轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速及更換不同尺寸和形狀的分散葉輪可以得到多種不同技術(shù)參數(shù)的粉體材料。
權(quán)利要求1.一種噴霧干燥機(jī)用離心式噴頭，包括分散葉輪、進(jìn)料環(huán)和用于驅(qū)動分散葉輪的驅(qū)動軸，其特征在于所述的分散葉輪由內(nèi)分散葉輪和外分散葉輪組成，所述驅(qū)動軸由內(nèi)分散葉輪軸和外分散葉輪軸組成，外分散葉輪軸嵌套在內(nèi)分散葉輪軸內(nèi)并從其前端伸出，內(nèi)分散葉輪嵌套在外分散葉輪內(nèi)，且內(nèi)分散葉輪的外緣緊鄰?fù)夥稚⑷~輪的內(nèi)緣，在內(nèi)分散葉輪的上端及下端有封閉輪盤，所述進(jìn)料環(huán)向內(nèi)分散葉輪供料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴霧干燥機(jī)用離心式噴頭，其特征在于所述內(nèi)分散葉輪的上端邊緣低于所述外分散葉輪的上端邊緣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴霧干燥機(jī)用離心式噴頭，其特征在于所述內(nèi)分散葉輪和外分散葉輪的旋轉(zhuǎn)方向相反。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴霧干燥機(jī)用離心式噴頭，其特征在于所述進(jìn)料環(huán)設(shè)置在所述內(nèi)分散葉輪的上端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴霧干燥機(jī)用離心式噴頭，其特征在于所述外分散葉輪為閉式或半閉式，即其上端封閉輪盤可以配置或不配置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴霧干燥機(jī)用離心式噴頭，其特征在于所述內(nèi)分散葉輪的葉片形狀為單板型、圓弧型或機(jī)翼型。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴霧干燥機(jī)用離心式噴頭，其特征在于所述外分散葉輪的葉片形狀為單板型、圓弧型或機(jī)翼型。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴霧干燥機(jī)用離心式噴頭，其特征在于所述內(nèi)分散葉輪軸為空心軸，外分散葉輪軸通過軸承固定在內(nèi)分散葉輪軸中。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴霧干燥機(jī)用離心式噴頭，其特征在于所述外分散葉輪軸為空心軸或?qū)嵭妮S。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴霧干燥機(jī)用離心式噴頭，其特征在于所述進(jìn)料環(huán)與內(nèi)分散葉輪軸和內(nèi)分散葉輪之間均有適當(dāng)間隙。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種噴霧干燥機(jī)用離心式噴頭，包括分散葉輪、進(jìn)料環(huán)和用于驅(qū)動分散葉輪的驅(qū)動軸，所述分散葉輪由內(nèi)分散葉輪和外分散葉輪組成，所述驅(qū)動軸由內(nèi)分散葉輪軸和外分散葉輪軸組成，外分散葉輪軸嵌套在內(nèi)分散葉輪軸內(nèi)并從其前端伸出，內(nèi)分散葉輪嵌套在外分散葉輪內(nèi)，且內(nèi)分散葉輪的外緣緊鄰?fù)夥稚⑷~輪的內(nèi)緣，在內(nèi)分散葉輪的上端及下端設(shè)置有擋板，進(jìn)料環(huán)向內(nèi)分散葉輪供料。由于采用相互嵌套反向旋轉(zhuǎn)的兩個葉輪對欲干燥漿料進(jìn)行高速分散，分散效率更高，分散的液滴半徑更小且分布更均勻，制得的粉體具有非常好的均一性和流動性，顆粒的粒度小且分布均勻。
文檔編號F26B17/10GK201983595SQ20102067657
公開日2011年9月21日 申請日期2010年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月23日
發(fā)明者伏萍萍, 吳孟濤, 周大橋, 宋英杰, 趙明 申請人:天津巴莫科技股份有限公司