一种锂离子电池破碎颗粒分选装置及其方法与流程

本发明涉及机械自动化领域，涉及一种分选方法和装置，特别是涉及一种锂离子电池破碎颗粒的分选装置及其方法。

背景技术：

随着新能源汽车及锂离子动力电池的快速发展，废旧电池大量产生。在采用物理方法处理废旧电池过程中，首先需要使用设备将电池进行破碎，然后将其中主要成分如铜、铝等、石墨和塑料进行分选。在批量回收处理过程中对分选效率、分选材料纯度、能量消耗、粉尘及气体扩散均有较高要求。在申请号为200920314152.3，一种金属塑料分选装置是类似技术中，也提到了一种将金属颗粒和塑料颗粒根据其密度不同进行分析的方法和装置，该技术主要针对废旧电线、电器产品，对金属与非金属颗粒和粉末进行分选，在授权公告号为cn2657800y技术中采用气流对橡胶颗粒进行分选。

现有技术方案的缺点：

(1)分选效率低：破碎的锂电池颗粒金属成分复杂，非金属如石墨为粉末状且附着性强，此外还有少量有害气体，采用现有技术难以将金属颗粒的各种成分进行分离，也难以将附着在金属颗粒上的非金属粉末清除，使得金属分选物纯度不高；

(2)结构复杂，难以实现自动控制；

(3)能耗高，噪音大：一般采用大功率电机作为动力，分选过程中电机始终处于满负荷运转状态，工作机构始终保持旋转或往复工作状态。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种锂离子电池破碎颗粒分选装置，以解决上述现有技术存在的问题，不仅结构简单，操作简便，还可以提高锂电池破碎颗粒的分选效率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种锂离子电池破碎颗粒分选装置，包括工作腔，所述工作腔包括粉料出料管、第一漏斗部、中间圆筒部、第二漏斗部和超重料出料管，所述粉料出料管固定连接在所述第一漏斗部上，所述第一漏斗部固定连接在中间圆筒部上，所述中间圆筒部固定连接在所述第二漏斗部上，所述第二漏斗部固定连接在所述超重料出料管，所述第一漏斗部外壁上固定若干个进料管，所述中间圆筒部内固定有若干个第二过滤筛，所述中间圆筒部上环形开设有若干个进风孔，所述进风孔内固定有进风机构，所述进风机构包括支撑底座、所述支撑底座中间固定的中间轴、所述中间轴外套接的圆筒和所述圆筒上环形固定的若干个弧形叶片，所述弧形叶片上固定有第一挡板，相邻第一挡板间的面积不同，相邻第一挡板间的固定角度不同，所述进风孔内壁上开设有凹槽，所述凹槽与所述支撑底座间隙配合，所述中间圆筒部外壁上环形固定若干个出料管，在所述出料管进料端下方的内壁上安装有检测组件。

优选地，相邻第一挡板间的面积差为1.5-2倍。

优选地，相邻第一挡板间的角度差为5°-10°。

优选地，所述第二过滤筛的筛面为曲面，所述第二过滤筛的筛面上环形固定有若干个突起部，所述突起部上固定设置有第二挡板。

优选地，相邻第二挡板间的固定角度不同。

优选地，所述进风孔的数量为12-24个。

还提供一种采用权利要求1所述的锂离子电池破碎颗粒分选装置的分选方法，所述锂电池破碎颗粒分选方法的步骤：

a、首先将初破碎的锂电池颗粒通过所述进料管的进料口投入至所述工作腔内；

b、启动鼓风机，向所述进风孔内通风，所述进风机构的弧形叶片开始转动，在所述工作腔内形成螺旋向上的风；

c、设定或调整进风机构的风速，被分选锂电池破碎颗粒按照需要的顺序依次分选在所述第二过滤筛的筛面上，在第二过滤筛筛面上分选完成的锂电池破碎颗粒通过所述出料管的出料口排出工作腔外；

d、被分选锂电池破碎颗粒按照需要的顺序分选完成后，最后超重锂电池颗粒破碎颗粒通过所述超重出料管的出料口排出。

优选地，每个所述进风机构产生的螺旋向上的风速与被分选破碎颗粒的重力相同。

优选地，所述第二过滤筛筛面上第二挡板的固定安装方向与所述第二过滤筛对应的进风机构产生螺旋向上风的风向相同。

本发明公开了以下技术效果：本发明的分选装置结构简单，操作简便，本发明的分选装置通过采用进风机构提供螺旋向上的风，将被选锂电池破碎颗粒按照需要进行逐级分选，且被配合曲面的第二过滤筛结构使得分选效率高，分选更加精准。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中分选装置的结构示意图；

图2为图1中c部位的局部放大图；

图3为本发明中排风机构的局部结构示意图；

图4为本发明中第二过滤筛的结构示意图；

图5为本发明中排风机构支撑底座固定安装的结构示意图；

其中，1-粉料出料管；2-第一漏斗部；3-中间圆筒部；4-第二漏斗部；5-超重料出料管；6-第一过滤筛；7-进料管；8-第二过滤筛；9-进风机构；10-出料管；11-进风孔；12-检测组件；13-支撑底座；14-中间轴；15-圆筒；16-弧形叶片；17-第一挡板；18-突起部；19-第二挡板；20-凹槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参考附图1-5所示，本发明提供一种锂离子电池破碎颗粒分选装置，包括工作腔，其中工作腔包括粉料出料管1、第一漏斗部2、中间圆筒部3、第二漏斗部4和超重料出料管5，粉料出料管1固定连接在第一漏斗部2上，当进风机构9通风后，其中工作腔内会产生负压，粉尘、气体均会由粉料出料管1的出料口排出，但防止大颗粒向上排出，在粉料出料管1下方的第一漏斗部2顶部内壁上固定有第一过滤筛6，可以很好地阻挡大颗粒锂电池从粉料出料管1排出；第一漏斗部2固定连接在中间圆筒部3上，中间圆筒部3固定连接在第二漏斗部4上，第二漏斗部4固定连接在超重料出料管5，第一漏斗部2外壁上固定若干个进料管7，中间圆筒部3内固定有若干个第二过滤筛8，可以将不同成分的锂电池破碎颗粒逐级分选出，使得分选效率高，分选准确；中间圆筒部3上环形开设有若干个进风孔11，进风孔11内固定有进风机构9，进风机构9包括支撑底座13、支撑底座13中间固定的中间轴14、中间轴14外套接的圆筒15和圆筒15上环形固定有若干个弧形叶片16，弧形叶片16上固定有第一挡板17，相邻第一挡板17间的面积不同，相邻第一挡板17间的固定角度不同，可以提供螺旋向上的风，且可以改变方向；进风孔11内壁上开设有凹槽20，凹槽20与支撑底座13间隙配合，使得进风机构9更加稳固，在风速提高时，不易出现脱落的现象；其中中间圆筒部3外壁上环形固定若干个出料管10，且出料管10内部的进料端在第二过滤筛8下端，以方便筛面上的锂电池破碎颗粒从出料管10的出料端排出，在出料管10进料端的下方安装有检测组件12，其中检测组件12优选为传感器，用于检测被选物的成分，使得分选更加准确。

进一步优化方案，为了使得进风机构9产生风的风向改变更加灵活，将相邻第一挡板17间的面积差设置为1.5-2倍，相邻第一挡板17间的角度差设置为5°-10°

进一步优化方案，第二过滤筛8的筛面为曲面，使得被分选的目标颗粒可以全部落在第二过滤筛8的筛面上，且其他待选颗粒可以顺利通过进行下一步的筛选；第二过滤筛8筛面上环形固定有若干个突起部18，突起部18上固定设置有第二挡板19，在第二过滤筛8的筛面上环形设置有若干个突起部18，这样散落的被分选颗粒不仅可以准确地落在筛面上，同时也可以从突起部18内通过，最后从出料管10的出料口排出，使得分选效率高，分选更加精准；相邻第二挡板19间的固定角度不同，从进料管7下落的破碎颗粒向下坠落，而当进风机构9通风后，选定被分选的颗粒落入至第二过滤筛8的筛面上，当颗粒向下落时，由于第二过滤筛8筛面上的第二挡板19角度不同，吹入筛面上的风向也会随之改变，同时可以使得被分选颗粒准确落至第二过滤筛8的筛面上，进而从出料管10的出料口排出。

进一步优化方案，为了使得第二过滤筛8更好地起到分选作用，使得分选效率更高，将第将第二过滤筛8与中间圆筒部3间的角度为30°-60°，优选的角度为45°。

进一步优化方案，为了更好固定排风机构9，将工作腔的壁厚设置为3-5cm。

基于以上权利要求1所述的锂离子电池破碎颗粒分选装置，本发明还提供一种锂离子电池破碎颗粒分选方法，首先将初破碎的锂电池颗粒通过进料管7的进料口投入至工作腔内；然后启动鼓风机，向进风孔11内通风，进风孔11通风后，进风机构9的弧形叶片16开始进行旋转，进而使得吹出的风为螺旋向上的，在弧形叶片16进行旋转的同时，弧形叶片16上的第一挡板17可以改变进风机构9通入风的风向，进而实现对锂电池破碎颗粒进行逐级分选的目的；被分选锂电池破碎颗粒按照需要的顺序依次分选在第二过滤筛8的筛面上，在第二过滤筛8筛面上分选完成的锂电池破碎颗粒通过出料管10的出料口排出工作腔外，被分选锂电池破碎颗粒按照需要的顺序分选完成后，最后超重锂电池颗粒破碎颗粒通过超重出料管5的出料口排出。

进一步优化方案，每个进风机构9产生的风的风速与被分选破碎颗粒的重力相同，这样可以使得锂电池破碎颗粒进行逐层分选，每层分选的颗粒物质不同，被分选破碎颗粒散落到第二过滤筛8的筛面上，再由出料管10排出，而待分选破碎颗粒则由第二过滤筛8的中间掉落到下一个分选工序上。

进一步优化方案，为了使得锂电池破碎颗粒分选准确高，且使得被分选的锂电池破碎颗粒可以全部散落至相对应的第二过滤筛8筛面上，最后通过出料管10的出料口排出，将第二过滤筛8筛面上第二挡板19的固定安装方向与第二过滤筛8对应的进风机构9产生螺旋向上风的风向设置为相同的。

本发明的分选装置结构简单，操作简便，不仅可以实现自动控制，还使得装置能耗低，成本低；本发明的分选装置通过采用进风机构9提供螺旋向上的风，将被选锂电池破碎颗粒按照需求进行逐级分选，且配合曲面的第二过滤筛8结构，在曲面第二过滤筛8的筛面上环形设置有若干个突起部18，这样散落的被分选颗粒不仅可以准确地落至在筛面上，同时也可以从突起部18内通过，最后从出料管10的出料口排出，使得分选效率高，分选更加精准。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。