磷酸铁锂微波加热错开立式连续生产设备的制作方法

专利名称：磷酸铁锂微波加热错开立式连续生产设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及新能源电池材料烧结设备领域，特别涉及一种磷酸铁锂微波加热 错开 立式连续生产设备。
二、背景技术锂离子电池具有放电倍率高、使用温度范围宽、循环性能优良、安全性好、环保无 污染等优点，自问世以来已广泛应用于移动电话、手提电脑、小型摄像机等便携式电子设备 中，作为新一代能源材料，在电动汽车、卫星、航天及军事等领域应用不断推进，应用前景广 阔。正极材料是锂离子电池的重要组成部分，是研究和开发高性能锂离子电池的关键所在。 磷酸铁锂(LiFePO4)作为锂电池正极材料，具有原材料来源丰富、价格低廉、无环境污染、 容量较高、循环性能优良、稳定性好、制备电池安全性能突出等优点，在各种电池能源领域， 特别是大型动力电源应用方面有着极大的市场前景，是最有前途的锂离子电池正极材料之当前磷酸铁锂(LiFePO4)的烧结设备比较成熟的主要有气氛保护推板炉、气氛 保护回转炉等炉窑设备，这些烧结设备一般为电加热方式，发热元件为电阻丝、硅碳棒，热 损失大，且温度梯度大，容易造成产品成份及粒度不均勻，同时设备占地面积大，投资成本 高。微波烧结主要是利用微波能与材料的偶合，由材料的介电损耗和磁介损耗产生的内耗 转变成热能直接加热材料至烧结温度，被烧结材料本身就是发热体，因而热损失小，且因微 波的穿透深度大，温度梯度非常小，能够快速地升温和降温，从而使整个烧结过程被大幅度 缩短，不存在阴影效应，现在微波技术已经成为最具发展前景的烧结技术之一。磷酸铁锂 (LiFePO4)的微波烧结一般使用工业化微波炉，无法连续生产，自动化程度低，规模效益差， 目前尚无针对磷酸铁锂(LiFePO4)的烧结工艺特点提出的专门工业化生产的微波连续烧结 设备。实用新型专利ZL200520051470. 7提出“一种连续式粉体材料微波烧结炉”，包括进料 机构、微波源、过渡波导、炉体、炉膛、出料机构、保温层、测温仪、微波辅助吸收材料，炉体为 上大下小的锥斗形结构，其内设置有螺带式锥形搅拌器，与传动机构相连；进料机构为螺旋进料机 构，出料机构为水冷式螺旋出料机构；一套微波源与多套过渡波导组合沿炉体四周布置； 至少一组进气口和排气口，均设置有不锈钢微孔过滤装置，炉体上设置有红外测温仪的观 测口，炉体为陶瓷材质，螺带式锥形搅拌器为钢结构表面衬陶瓷材料或不锈钢材质。该实 用新型结构简单、成本低，且不需要舟皿、健康环保、高效，适于一些极性粉体材料的微波烧 结。但该实用新型存在不能根据磷酸铁锂烧结的工艺要求进行分步连续微波烧结的问题， 无法实现产业化大规模生产，生产成本也居高不下。
三、发明内容本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术中的不足之处，提供一种可以 实现分步连续烧结，能够规模化生产的微波连续烧结设备。[0006]本实用新型是这样实现的—种磷酸铁锂微波加热错开立式连续生产设备，包括进料口、进料换气室、预处 理单元炉、预烧结单元炉、烧结单元炉、出料换气室、冷却降温出料机构、出料口、抽真空装 置、保护气体输入装置和设备控制电路，预处理单元炉、预烧结单元炉、烧结单元炉三套单 元炉，同样含有单元炉进料口、单元炉体、单元炉体外微波屏蔽保温结构层、微波源、一定个 数微波管、至少一根进抽气管、单元炉出料口、单元炉出料阀、绞龙输送器，在每个单元炉体 中至少安装各一个真空度探测探头、温度测量探头和压力测量探头，单元炉体为密闭式竖 直中空圆筒状，其水平截面形状为圆环形，单元炉体外包裹有单元炉体外微波屏蔽保温结 构层，进料口位于单元炉体上端部一侧，单元炉出料口位于单元炉体下端部一侧，单元炉出 料口设置有单元炉出料阀，微波源布置于单元炉体外部周边与微波管相连，微波管布置在 炉体外壁上，进抽气管与单元炉体内腔连通，通过带阀门管道连通抽真空装置和保护气体 输入装置，绞龙输送器轴线与单元炉体轴线方向近似重合安装在单元炉体中，其上下两端 分别与设在单元炉体上下端面的驱动装置相连，真空度探测探头、温度测量探头和压力测 量探头安装在单元炉体内壁上部，通过数据线与设备控制电路对应电路连接；三套单元炉 平行竖直错开立式布置，单元炉之间通过向下倾斜角为β的物料传输通道顺序连通，进料 口通过进料换气室与预处理单元炉进料口近似竖直连通，预处理单元炉出料口与预烧结单 元炉的进料口通过物料传输通道连通，预烧结单元炉的出料口与烧结单元炉的进料口通过 物料传输通道连通，烧结单元炉的出料口通过出料换气室与冷却降温出料机构及出料口连 通，各单元炉、进料换气室、抽真空装置、保护气体输入装置、出料换气室、冷却降温出料机 构，通过数据线与设备控制电路对应电路连接。所述的各单元炉中微波源与一定组数微波管相连，每组由一定数量微波管并联， 微波管布置于单元炉体外壁上，或布置于单元炉体四周，其中预处理单元炉、预烧结单元炉 微波源功率为10 15kW，烧结单元炉微波源功率为30 IOOkw ；各单元炉体至少设有一根 排气管，抽进气管口与排气管口均设有微孔过滤装置；所述的各单元炉体材质为石英玻璃 或陶瓷任选其一，绞龙输送器为石英玻璃、钢结构表面衬陶瓷材料或不锈钢材质任选其中 一种；单元炉间物料传输通道中心线方向与水平方向夹角即倾斜角β，30° < β <60°。所述的进料换气室，包括料箱、进料阀、出料阀、真空度探测探头和至少一根进抽 气管，料箱上端口与进料口连通，下端口与预处理单元炉进料口连通，料箱上、下端部分别 设有进料阀和出料阀，进抽气管开口设置在料箱内壁上部，通过带阀门管道连通抽真空装 置，真空度探测探头安装在料箱内壁上部；所述出料换气室，包括料箱、出料阀、真空度探测 探头和至少一根进抽气管，料箱上端口与烧结单元炉出料口连通，下端口与冷却降温出料 机构连通，出料阀设在料箱下端部，进抽气管开口设置在料箱内壁上部，通过带阀门管道连 通抽真空装置，真空度探测探头安装在料箱内壁上部。所述的冷却降温出料机构，包括物料输送管、夹层套、进水口、出水口、绞龙输送 器，出料阀，物料输送管为不锈钢材质，夹层套包裹在物料输送管道外壁上，其一端设有进 水口，另一端设有出水口，绞龙输送器安装在物料输送管道内部，其两端分别与设在管道外 两端面外的绞龙输送器驱动装置相连，出料阀设在出料口上部。所述设备控制电路含有触摸屏，触摸屏通过数据总线分别与预处理单元炉PLC控 制电路、预烧结单元炉PLC控制电路、烧结单元炉PLC控制电路、进料换气/出料换气/冷却降温出料PLC控制电路连通；所述预处理单元炉PLC控制电路、预烧结单元炉PLC控制电路、烧结单元炉PLC控制电路，同样含有单元炉PLC、PLC外接电路、单元炉信号采集电路，绞龙驱动装置控制电路，微波源控制 电路，抽气装置控制电路；所述PLC外接电路，含有与输入端相连的一定数量的手动开关， 信号采集电路的开关信号电路，以及与输出端相连的伺服驱动器，单元炉出料阀控制交流 接触器线圈，保护气体控制交流接触器线圈，放气控制交流接触器线圈，真空泵控制交流接 触器线圈，微波源控制交流接触器线圈和指示灯；所述单元炉信号采集电路含有输入端与 单元炉真空度探头相连，输出端与单元炉PLC输入端相连的真空度表，输入端与单元炉温 度测量探头相连，输出端与单元炉PLC输入端相连的温度控制仪和输入端与单元炉压力测 量探头相连，输出端与单元炉PLC输入端相连的压力控制仪；所述绞龙输送器驱动装置驱 动电路，含有一端与两相电源相连的伺服驱动器，伺服驱动器连接伺服电机和单元炉PLC 的输出端；所述微波源控制电路，含有与三相电源相连的一定数量的微波变压器，和微波变 压器次端相连的微波管电路，微波变压器原端输入线上串联有温控保护开关和多触点交流 接触器的一个触点，交流接触器的线圈连接单元炉PLC的输出端；所述抽气装置控制电路， 含有一端与三相电源相连的交流接触器，交流接触器的另一端通过断路器与抽气装置电机 相连，交流接触器的线圈连接单元炉PLC输出端；所述触摸屏与预处理单元炉PLC控制电 路、预烧结单元炉PLC控制电路、烧结单元炉PLC控制电路、进料换气/出料换气/冷却降 温出料PLC控制电路通过RS422/485总线连通。一种磷酸铁锂微波加热错开偏斜立式连续生产设备，包括进料口、进料换气室、预 处理单元炉、预烧结单元炉、烧结单元炉、出料换气室、冷却降温出料机构、出料口、抽真空 装置、保护气体输入装置和设备控制电路，预处理单元炉、预烧结单元炉、烧结单元炉三套 单元炉，同样含有单元炉进料口、单元炉体、单元炉体外微波屏蔽保温结构层、微波源、一定 个数微波管、至少一根进抽气管、单元炉出料口、单元炉出料阀、绞龙输送器，在每个单元炉 体中至少安装各一个真空度探测探头、温度测量探头和压力测量探头，单元炉体为密闭式 竖直中空圆筒状，其轴向垂直截面形状为圆环形，单元炉体外包裹有单元炉体外微波屏蔽 保温结构层，进料口位于单元炉体上端部一侧，单元炉出料口位于单元炉体下端部一侧，单 元炉出料口设置有单元炉出料阀，微波源布置于单元炉体外部周边与微波管相连，微波管 布置在炉体外壁上，进抽气管与单元炉体内腔连通，通过带阀门管道连通抽真空装置和保 护气体输入装置，绞龙输送器轴线与单元炉体轴线方向近似重合安装在单元炉体中，其上 下两端分别与设在单元炉体上下端面的驱动装置相连，真空度探测探头、温度测量探头和 压力测量探头安装在单元炉体内壁上部，通过数据线与设备控制电路对应电路连接；三套 单元炉平行错开偏斜立式布置，偏斜角为α，单元炉之间通过向下倾斜角为β的物料传输 通道顺序连通，传输通道轴线与单元炉轴线近似平行，进料口通过进料换气室与预处理单 元炉进料口近似竖直连通，预处理单元炉出料口与预烧结单元炉的进料口通过物料传输通 道连通，预烧结单元炉的出料口与烧结单元炉的进料口通过物料传输通道连通，烧结单元 炉的出料口通过出料换气室与冷却降温出料机构及出料口连通，各单元炉、进料换气室、抽 真空装置、保护气体输入装置、出料换气室、冷却降温出料机构，通过数据线与设备控制电 路对应电路连接。所述的各单元炉中微波源与一定组数微波管相连，每组由一定数量微波管并联，微波管布置于单元炉体外壁上，或布置于单元炉体四周，其中预处理单元炉、预烧结单元 炉微波源功率为10 15kW，烧结单元炉微波源功率为30 IOOkw ；各单元炉体至少设有 一根排气管，抽进气管口与排气管口均设有微孔过滤装置；所述的各单元炉体材质为石 英玻璃或陶瓷任选其一，绞龙输送器为石英玻璃、钢结构表面衬陶瓷材料或不锈钢材质任 选其中一种；各单元炉错开偏斜立式布置，单元炉体轴线向下与水平方向夹角即偏斜角 α ,80° ( α ^ 100°，单元炉间物料传输通道中心线方向与水平方向夹角即倾斜角β， 30° ^ β ^ 60°。所述的进料换气室，包括料箱、进料阀、出料阀、真空度探测探头和至少一根进抽 气管，料箱上端口与进料口连通，下端口与预处理单元炉进料口连通，料箱上、下端部分别 设有进料阀和出料阀，进抽气管开口设置在料箱内壁上部，通过带阀门管道连通抽真空装 置，真空度探测探头安装在料箱内壁上部；所述出料换气室，包括料箱、出料阀、真空度探测 探头和至少一根进抽气管，料箱上端口与烧结单元炉出料口连通，下端口与冷却降温出料 机构连通，出料阀设在料箱下端部，进抽气管开口设置在料箱内壁上部，通过带阀门管道连 通抽真空装置，真空度探测探头安装在料箱内壁上部。所述的冷却降温出料机构，包括物料输送管、夹层套、进水口、出水口、绞龙输送 器，出料阀，物料输送管为不锈钢材质，夹层套包裹在物料输送管道外壁上，其一端设有进 水口，另一端设有出水口，绞龙输送器安装在物料输送管道内部，其两端分别与设在管道外 两端面外的绞龙输送器驱动装置相连，出料阀设在出料口上部。所述设备控制电路含有触摸屏，触摸屏通过数据总线分别与预处理单元炉PLC控 制电路、预烧结单元炉PLC控制电路、烧结单元炉PLC控制电路、进料换气/出料换气/冷 却降温出料PLC控制电路连通；所述预处理单元炉PLC控制电路、预烧结单元炉PLC控制电 路、烧结单元炉PLC控制电路，同样含有单元炉PLC、PLC外接电路、单元炉信号采集电路， 绞龙驱动装置控制电路，微波源控制电路，抽气装置控制电路；所述PLC外接电路，含有与 输入端相连的一定数量的手动开关，信号采集电路的开关信号电路，以及与输出端相连的 伺服驱动器，单元炉出料阀控制交流接触器线圈，保护气体控制交流接触器线圈，放气控制 交流接触器线圈，真空泵控制交流接触器线圈，微波源控制交流接触器线圈和指示灯；所述 单元炉信号采集电路含有输入端与单元炉真空度探头相连，输出端与单元炉PLC输入端相 连的真空度表，输入端与单元炉温度测量探头相连，输出端与单元炉PLC输入端相连的温 度控制仪和输入端与单元炉压力测量探头相连，输出端与单元炉PLC输入端相连的压力控 制仪；所述绞龙输送器驱动装置驱动电路，含有一端与两相电源相连的伺服驱动器，伺服驱 动器连接伺服电机和单元炉PLC的输出端；所述微波源控制电路，含有与三相电源相连的 一定数量的微波变压器，和微波变压器次端相连的微波管电路，微波变压器原端输入线上 串联有温控保护开关和多触点交流接触器的一个触点，交流接触器的线圈连接单元炉PLC 的输出端；所述抽气装置控制电路，含有一端与三相电源相连的交流接触器，交流接触器的 另一端通过断路器与抽气装置电机相连，交流接触器的线圈连接单元炉PLC输出端；所述 触摸屏与预处理单元炉PLC控制电路、预烧结单元炉PLC控制电路、烧结单元炉PLC控制电 路、进料换气/出料换气/冷却降温出料PLC控制电路通过RS422/485总线连通。本实用新型的有益效果是1、磷酸铁锂的传统烧结方法主要是电加热法，该方法利用热传导原理，从外部开始加热再传导到内部，传热速度慢，生产效率低烧结成品率低。使用微波烧结磷酸铁锂 (LiFePO4)大大缩短了烧结时间，只有传统方法的20%左右，降低了烧结能耗，节电80%以 上，生产成本大幅降低。本实用新型微波烧结可以促进产品内部晶粒致密化，颗粒细小，颗 粒分布较均勻，有效地提高产品品质，最终产品具有纯度高、结构稳定、循环性能好、导电性 能和放电性能优越的特点。2、本实用新型的微波烧结设备以微波为热源，结合了传统烧结炉、真空烧结炉和 微波烧结炉的优点，分3个单元炉分阶段进行处理，对烧结工艺进行分步顺序控制，充分实 现工艺要求，保证了产品品质。设置多个单元炉有效地提高了烧结效率，多个单元炉之间设 置物料传输通道，把多个单元炉连接成一个整体，从而实现连续生产，产业化大规模生产成 为可能。在绞龙输送器作用下，物料被搅拌、翻转，使物料受热均勻，加快了物料的烧结，保 证了进料量、进料速度的均勻性和连续性。按整个烧结工艺时间3小时计算，每天可出料至 少600kg，与普通单体工业微波炉烧结工艺相比，生产效率提高了 3倍以上，节电60%以上， 成品率由过去的80%提高到90%以上。比传统的烧结炉20小时左右的生产效率提高了 5 倍以上，节电80%以上，工业化规模生产效率与经济效益可观。3、微波烧结使产品自身发热，最大限度的减少了能量的浪费，改善了工作环境；进 料、烧结、出料连续进行，不需要人工多次装卸物料，生产效率高，且无粉尘飞扬，健康环保， 无“三废”产生，洁净生产，实现人性化工作环境。4、每个单元炉体四周至少设置有一组进气口通入单元炉体内，输入上部至少设置 有一组排气口，气口上均设置有微孔过滤装置这样，既便于输入、排除保护或反应气氛，防 止了粉尘外扬，有效地屏蔽了微波泄漏。5、本实用新型的设备控制采用触摸屏和多PLC集中控制，实现了多工艺步骤的连 续生产，提高了整个设备的自动化程度和工艺精度，保证了产品的品质，实现了产业化规模 生产，提高了生产效率。6、触摸屏、PLC集中控制，人机交互操作直观简便，设备调试维护简单，调节工艺参 数便捷，工作性能可靠。

图1为本实用新型的磷酸铁锂微波加热错开立式连续生产设备结构示意图；图2为本实用新型的磷酸铁锂微波加热错开立式连续生产设备进料换气室结构 示意图；图3为本实用新型的磷酸铁锂微波加热错开立式连续生产设备预处理单元炉结 构示意图；图4为本实用新型的磷酸铁锂微波加热错开立式连续生产设备预烧结单元炉结 构示意图；图5为本实用新型的磷酸铁锂微波加热错开立式连续生产设备烧结单元炉结构 示意图；图6为本实用新型的磷酸铁锂微波加热错开立式连续生产设备出料换气室结构 示意图；图7为本实用新型的磷酸铁锂微波加热错开立式连续生产设备冷却降温出料机构结构示意图；图8为本实用新型的磷酸铁锂微波加热错开立式连续生产设备的设备控制电路原理示意框图；图9为本实用新型的磷酸铁锂微波加热错开立式连续生产设备的单元炉控制电路PLC接线电路示意图；图10为本实用新型的磷酸铁锂微波加热错开立式连续生产设备的单元炉控制电路示意图；图11为本实用新型的磷酸铁锂微波加热错开偏斜立式连续生产设备结构示意 图。图中，1-进料口，2-进料换气室，3-预处理单元炉，4-物料传输通道，5-预烧结单 元炉，6-烧结单元炉，7-出料换气室，8-冷却降温出料机构，9-出料□，10-抽真空装置， 11-保护气体输入装置，12-进料/出料阀，13-真空度探测探头，14-进抽气管，15-进料换 气室料箱，16-单元炉进料口，17-单元炉体外微波屏蔽保温结构层，18-单元炉体，19-微波 源，20-微波管，21-单元炉出料口，22-单元炉出料阀，23-绞龙输送器，24-温度测量探头， 25-压力测量探头，26-排气管，27-绞龙输送器驱动装置，28-出料换气室料箱，29-夹层套， 30-物料输送管，31-出水口，32-进水口，33-预处理单元炉PLC控制电路，34-预烧结单元 炉PLC控制电路，35-烧结单元炉PLC控制电路，36-进料换气/出料换气/冷却降温出料 PLC控制电路，37-单元炉信号采集电路，38-绞龙输送器驱动装置驱动电路，39-微波源控 制电路，40-抽气装置控制电路。
五具体实施方式
实施例一一种磷酸铁锂微波加热错开立式连续生产设备，参见图1-图10，包括 进料口 1、进料换气室2、预处理单元炉3、预烧结单元炉5、烧结单元炉6、出料换气室7、冷 却降温出料机构8、出料口 9、抽真空装置10、保护气体输入装置11和设备控制电路，预处理 单元炉5、预烧结单元炉6、烧结单元炉7三套单元炉，同样含有单元炉进料口 16、单元炉体 外微波屏蔽保温结构层17、单元炉体18、微波源19、数微波管20、进抽气管14、单元炉出料 口 21、绞龙输送器23，在每个单元炉体中安装各一个真空度探测探头13、温度测量探头24 和压力测量探头25，单元炉体19为密闭式竖直中空圆筒状，其水平截面形状为圆环形，单 元炉体18外包裹有单元炉体外微波屏蔽保温结构层17，进料口 16位于单元炉体上端部一 侧，单元炉出料口 21位于单元炉体下端部一侧，单元炉出料口 21设置有单元炉出料阀22， 微波源19布置于单元炉体外部周边与微波管20相连，微波管20布置在炉体外壁上，进抽 气管14与单元炉体19内腔连通，通过带阀门管道连通抽真空装置10和保护气体输入装置 11，绞龙输送器23轴线与单元炉体轴线方向近似重合安装在单元炉体18中，其上下两端分 别与设在单元炉体上下端面的驱动装置27相连，真空度探测探头13、温度测量探24头和压 力测量探头25安装在单元炉体内壁上部，通过数据线与设备控制电路对应电路连接；三套 单元炉平行竖直错开立式布置，单元炉之间通过向下倾斜角为β的物料传输通道4顺序连 通，进料口 1通过进料换气室与预处理单元炉3进料口 16近似竖直连通，预处理单元炉3 出料口 21与预烧结单元炉5的进料口 16通过物料传输通道4连通，预烧结单元炉5的出 料口 21与烧结单元炉6的进料口 16通过物料传输通道4连通，烧结单元炉6的出料口 21通过出料换气室7与冷却降温出料机构8及出料口 9连通，单元炉3、5、6，进料换气室2，抽 真空装置10，保护气体输入装置11，出料换气室7、冷却降温出料机构8，通过数据线与设备 控制电路对应电路连接。其中，各单元炉中微波源19与6组微波管相连，每组3个微波管并联，微波管20 均勻布置于单元炉体18壁上，其中预处理单元炉3、预烧结单元炉5微波源功率均为15kw， 烧结单元炉6微波源功率为IOOkw ；各单元炉体18设有一根排气管26，抽进气管14 口与排 气管26 口均设有微孔过滤装置；各单元炉体18材质为石英玻璃，绞龙输送器23为石英玻 璃；单元炉间物料传输通道4中心线方向与水平方向夹角 即倾斜角β，β =35°。进料换气室2，包括料箱15、进料阀12、出料阀12、真空度探测探头13和进抽气管 14，料箱15上端口与进料口 1连通，下端口与预处理单元炉进料口 16连通，料箱15上、下 端部分别设有进料阀12和出料阀12，进抽气管14开口设置在料箱15内壁上部，通过带阀 门管道连通抽真空装置10，真空度探测探头13安装在料箱内壁上部。出料换气室7，包括料箱28、出料阀12、真空度探测探头13和进抽气管14，料箱上 端口与烧结单元炉出料口 21连通，下端口与冷却降温出料机构9连通，出料阀12设在料箱 28下端部，进抽气管14开口设置在料箱28内壁上部，通过带阀门管道连通抽真空装置10， 真空度探测探头13安装在料箱28内壁上部。冷却降温出料机构8，包括夹层套29、物料输送管30、进水口 33、出水口 31、绞龙输 送器23，出料阀12，物料输送管30为不锈钢材质，夹层套29包裹在物料输送管道30外壁 上，其一端设有进水口 32，另一端设有出水口 31，绞龙输送器23安装在物料输送管道30内 部，其两端分别与设在管道两端面外的绞龙输送器驱动装置27相连，出料阀12设在出料口 9上部。设备控制电路含有触摸屏，触摸屏通过数据总线RS422/485分别与预处理单元炉 PLC控制电路33、预烧结单元炉PLC控制电路34、烧结单元炉PLC控制电路35、进料换气/ 出料换气/冷却降温出料PLC控制电路连通36 ；预处理单元炉PLC控制电路33、预烧结单 元炉PLC控制电路34、烧结单元炉PLC控制电路35，同样含有单元炉PLC、PLC外接电路、 单元炉信号采集电路37，绞龙驱动装置控制电路38，微波源控制电路39，抽气装置控制电 路40 ；PLC外接电路，含有与输入端相连的手动开关B2-B11，信号采集电路37的开关信号 电路，以及与输出端相连的伺服驱动器，单元炉出料阀控制交流接触器线圈KF1，保护气体 控制交流接触器线圈KF2，放气控制交流接触器线圈KF3，抽真空装置控制交流接触器线圈 KMl，微波源控制交流接触器线圈KA1-KA18和指示灯L3-L14 ；单元炉信号采集电路37含有 输入端与单元炉真空度探头13相连，输出端与单元炉PLC输入端相连的真空度表，输入端 与单元炉温度测量探头24相连，输出端与单元炉PLC输入端相连的温度控制仪和输入端与 单元炉压力测量探头25相连，输出端与单元炉PLC输入端相连的压力控制仪；绞龙输送器 驱动装置驱动电路38，含有一端与两相电源相连的伺服驱动器，伺服驱动器连接伺服电机 SMl和单元炉PLC的输出端；微波源控制电路39，含有与三相电源相连的18个微波变压器 T1-T18，和微波变压器次端相连的微波管电路，微波变压器原端输入线上串联有温控保护 开关DZ2-DZ19和三触点交流接触器的一个触点，分别为KA1-KA18，交流接触器的线圈连接 单元炉PLC的输出端；抽气装置控制电路40，含有一端与三相电源相连的交流接触器KM1， 交流接触器的另一端通过断路器DZ20与抽气装置电机Ml相连，交流接触器KMl的线圈连接单元炉PLC输出端。本实用新型的磷酸铁锂微波加热错开立式连续生产设备以微波为热源，从磷酸铁 锂(LiFePO4)的烧结工艺出发，结合了传统烧结炉、真空烧结炉和微波烧结炉的优点，实现 预处理、预烧结和烧结三个工艺流程，将整个烧结设备分成3个单元炉，每个单元炉完成一 个工艺流程，单元炉之间设置物料传输通道，把多个单元炉连接成一个整体实现连续生产， 这样可以提高效率，提升产量。如图1、图3-图5所示，三个单元炉炉体18为密闭竖直圆筒 形，炉体材质为石英玻璃，炉体直径约250mm，预处理单元炉3和预烧结单元炉5长度约3m， 石英玻璃筒形结构较传统微波烧结炉的不锈钢内膛结构更趋简单，炉体整体密闭性较好， 微波源均勻分布在炉体外壁，微波透过炉体加热物料，可以减少微波损耗，提高加热效率。 单元炉体外微波屏蔽保温结构层17为多层结构，内层与炉体18相匹配的为微波屏蔽层，采 用不锈钢材料加工，微波屏蔽效果好，可以防止微波泄漏；屏蔽层外为由保温材料包裹的保 温层，减少热量的损失。单元炉达到非氧化氛围，需要对炉内进行抽真空和输入保护气体， 各单元炉设有进抽气管14与单元炉体内腔连通，通过带阀门管道连通抽真空装置10和保 护气体输入装置11，阀门为气体电磁阀，分别安装在抽真空装置和保护气体输入装置前，气 体电磁阀的打开、闭合由各单元炉PLC的输出电路输出的开关信号控制。本实用新型中炉 内的物料集中在烧结炉下部，绞龙输送器23不断正、转反转对物料搅拌、翻转，使物料受热 均勻；单元炉间的物料输送，靠物料自身重力，通过倾斜的物料传输通道由出料阀22控制 进入下一个炉体中；单元炉内的绞龙输送器23与炉体轴线近似重合安装，其螺旋叶片边缘 与炉体内壁相近，物料在螺旋叶片搅拌下上下翻转受热，绞龙输送器两端分别与设在单元 炉体外的驱动装置27相连，驱动装置2 7为单元炉PLC控制的伺服电机，也可以用电机、变 速器、调速装置实现，通过对伺服电机控制，绞龙输送器保持20转/分的转速，正转5分钟 后，伺服电机反向转动5分钟，使物料在炉体内上、下翻转移动，受热均勻，提高烧结质量； 绞龙输送器23为材质为石英玻璃，微波透过率好，损耗小；各单元炉内壁上部设有真空度 探测探头13、温度测量探头24和压力测量探头25，探头采集的真空度信号、温度信号、压力 信号，通过信号采集电路37与单元炉PLC输入端连结；各单元炉体设有一根排气管26，排 气管一端安有排气电磁阀，由单元炉PLC控制，抽进气管口与排气管口设有微孔过滤装置， 减少生产中的污染；各单元炉中的出料口 21设有单元炉出料阀22，控制物料的传输与工艺 进程，出料阀22为电动平板阀，也可以选用电动插板阀、电动球阀、电动蝶阀、电动出料阀， 单元炉出料阀的开、合由单元炉PLC输出的开关信号控制。各单元炉微波源19采用6组微波管相连，每组3个微波管并联的结构，微波管可 以采用0. 8kw/2450MHz工业用磁控管，这种多组微波管功率合成方式，保证炉内微波加热 均勻，加热温度、功率控制精确；整个微波源设有温度保护装置，可以长时间连续稳定可靠 工作。进料换气室2、出料换气室7保证在设备连续生产过程中，投入原料、产品出料时 不会破坏单元炉内的非氧环境，实现连续生产。如图2、图6所示，进料换气室2设有料箱 15，进料阀12，出料阀12，真空度探头13和一根进抽气管14，密闭料箱内腔采用不锈钢加 工，截面形状为方形，也可以根据需要作成圆形或矩形，料箱15上端部设进料阀12，下端部 设出料阀12，进料阀、出料阀为电动平板阀，也可以选用电动插板阀、电动球阀、电动蝶阀、 电动出料阀，料阀的开、合由PLC输出的开关信号控制；真空度探头13、进抽气管14的工作原理与各单元炉的相同，作用是在料箱封闭状态下，进行抽真空、输入保护气体形成与单元 炉一致的非氧环境。出料换气室7的结构与进料换气室的结构和工作过程基本相同，由于 与烧结单元炉的出料阀相连，出料换气室不设进料阀。冷却降温出料机构8可以在完成最后烧结工艺流程后，使最终产品快速降温，保 证连续生产。如图7所示，冷却降温出料机构采用水冷方式，物料输送使用绞龙输送器，物 料输送管30为不锈钢材质，长度为6m，夹层套29包裹在物料输送管30外壁上，其一端设 有进水口 32，另一端设有出水口 31，设定水的流量80L/min，进水控制由设在进水口处的电 磁水阀进行控制，电磁水阀的开、合由PLC输出的开关信号控制；绞龙输送器驱动装置27为 PLC控制的伺服电机，也可以用电机、变速器、调速装置实现；出料阀12为电动平板阀，也可 以选用电动插板阀、电动球阀、电动蝶阀、电动出料阀，料阀的开、合由PLC输出的开关信号 控制。设备控制电路采用触摸屏集中控制多PLC的电路结构，实现整个设备的自动控 制。如图8所示，其中触摸屏为MT500型触摸屏，触摸屏通过RS422/485数据总线分别与 预处理单元炉PLC控制电路33、预烧结单元炉PLC控制电路34、烧结单元炉PLC控制电路 35、进料换气/出料换气/冷却降温出料PLC控制电路36连通，设备的过程参数、工艺参数 设定，控制程序，PLC的编程均可通过触摸屏的人机界面进行。PLC采用台达DVP40ES200RT 型PLC，其输入、输出点数均为24点，预处理单元炉PLC控制电路、预烧结单元炉PLC控制电 路、烧结单元炉PLC控制电路，电路结构和功能基本相同，同样含有单元炉PLC、PLC外接电 路、单元炉信号采集电路37，绞龙驱动装置控制电路38，微波源控制电路39，抽气装置控制 电路40。如图9所示，单元炉PLC输入端24个输入点连接有B2-B11十个手动开关，S3，S5-S10连接信号采集电路的开关信号。B2连接PLC输入端X0，为抽气装置控制手动开关， B3连接XI，为排气电磁阀手动开关，B4连接X2，为微波组1手动开关，B5连接X3，为微波 组2手动开关，B6连接X4，为微波组3手动开关，B7连接X5，为微波组4手动开关，B8连接 X6，为微波组5手动开关，B9连接X7，为微波组6手动开关，BlO连接X17，为绞龙输送器驱 动装置手动开关，Bll连接X18，为单元炉出料阀手动开关；设置手动开关是在设备运行中 出现异常情况时，手动停止或启动相关设备时使用。S3连接PLC输入端X10，为温度开关， S5、S6连接XII、X12，为温度控制仪输出开关信号，S7、S8连接X13、X14，为真空度表输出 开关信号，S9、SlO连接X15、X16，为压力控制仪输出开关信号。PLC输出端24个输入点中 Y0-Y18，其中Y0-Y3连接伺服驱动器，Y4连接单元炉出料阀控制交流接触器线圈KF1，KF1并 联有指示灯L3 ；Y5连接保护气体控制交流接触器线圈KF2，即电磁气阀线圈，KF2并联有指 示灯L4 ；Y6连接放气控制交流接触器线圈KF3，即电磁气阀线圈，KF3并联有指示灯L5 ；Y7 连接真空泵控制交流接触器线圈KMl ；Y10-Y12分别连接温度指示灯L6，真空度指示灯L7， 压力指示灯L8 ；Y13-Y18分别连接六个微波组控制交流接触器线圈KA1-3，KA4-6，KA7-9， KA10-12, KA13-15, KA16-18和每个线圈并联有指示灯为L9-L14。单元炉信号采集电路37，如图10所示，含有输入端与单元炉真空度探头相连，输 出端与单元炉PLC输入端相连的真空度表，真空度探头信号进入真空度表，与设定的真空 度上限值、下限值比较，达到上限时，真空度表上限输出端输出一个开关信号进入PLC的 X13输入端；达到下限时，真空度表下限输出端输出一个开关信号进入PLC的X14输入端；温度控制仪、压力控制仪的工作过程与真空度表的一样，温度控制仪上限输出端、下限输出 端分别连接PLC的XII、X12输入端，压力控制仪上限输出端、下限输出端分别连接PLC的 X1UX12输入端。绞龙输送器驱动装置驱动电路38，如图10所示含有一端与两相电源相连的伺服 驱动器，其控制信号输入端与单元炉PLC输出端X0-X3相连，伺服驱动器连接伺服电机SMl， 伺服电机作为单元炉绞龙输送器的驱动装置，控制精度高，设备连接简单，技术成熟，可靠 性好；断路器DZ21提供过流保护。微波源控制电路39，如图10所示，含有与三相电源相连的18个微波变压器 T1-T18，和微波变压器次端相连的微波管电路，每个微波管电路含有一个微波管G1-G18，每 个微波变压器原端输入线上串联有温控保护开关和三联交流接触器的一个触点，三个触点 为一组，由一个三触点交流接触器控制，18个微波管3个一组一共6组，交流接触器触点吸 合由PLC控制，通过控制相应的交流接触器的吸合，启动对应的一组三个微波管，不同的微 波管组合实现功率合成。温控开关作用是在微波管工作温度超过上限时，断开电路，保护微 波管不会烧坏。抽气装置控制电路40，如图10所示，含有一端与三相电源相连的交流接触器KMl， 交流接触器的另一端通过断路器DZ20与抽气装置电机Ml相连，交流接触器KMl的线圈连 接单元炉PLC输出端，抽气电机Ml为三相电机，Ml启动由PLC输出的控制信号控制，断路 器DZ20为电机Ml提供过流保护。进料换气/出料换气/冷却降温出料PLC控制电路36，涉及到的进料/出料阀的 控制、真空度信号采集、抽真空、输入保护气、水流控制、绞龙输送器的驱动等过程控制与单 元炉中相关电路的结构、工作原理基本相同，不再画图示意和重述。实际生产中，首先按照本实用新型人申请号为200810237321. 8的专利申请，“磷酸 铁锂前驱体及其充电电池电极的制备方法”，制备获得磷酸铁锂前驱体，按每小时50公斤的 速率加入送料器中，加入25KG磷酸铁锂前驱体，编号为物料A，投入本实用新型的磷酸铁锂 微波加热错开立式连续生产设备进料口 1，设备初始状态下各单元炉、换气室进料/出料阀 板均处于闭合密封状态，首先设备控制电路打开进料换气室进料阀12，前驱体物料A进入 料箱15，然后闭合进料阀12，打开泵前电磁气阀，形成抽真空通路开动抽真空装置10通过 抽进气口 14，对进料换气室抽真空，根据进料换气室中真空度探测头13检测的数据确定达 到设定真空度后，停止抽气，完成进料过程。接着对预处理炉3单元炉体18抽真空，真空度 探测探头13检测达到设定值后，打开进料换气室出料阀12，前驱体物料经过单元炉进料口 16落入预处理炉3单元炉体18中，物料全部进入预处理单元炉后，关闭进料换气室出料阀， 开启保护气体输入装置前置电磁气阀，通过抽进气管14输入氮气进入抽真空的单元炉体 18，单元炉体内压力测量探头25测量数据确定单元炉体内压力达到常压后，关闭前置电磁 气阀停止输气，启动微波源19，通过设备控制电路启动设在单元炉体外部的6组微波管，设 定加热总功率为12kw，对物料进行加热，达到温度90°C，启动绞龙输送器，通过驱动装置伺 服电机控制绞龙输送器转速为每分钟20转，5分钟正转，5分钟反转，不断搅拌使物料翻转， 均勻受热，加热30分钟完成预处理工艺流程。在物料A进行预处理工艺过程中，再取25KG 磷酸铁锂前驱体，编号为物料B，投入烧结设备进料口，进入进料换气室料箱，封闭换气室， 对换气室抽真空，物料B在进料换气室料箱内待处理。[0055]物料A预处理工艺后期，对预烧结单元炉抽真空，达到设定值后，通过保护气体输入装置向预烧结单元炉体内输入氮气，达到常压。物料A完成预处理工艺，打开单元炉出料 阀22，绞龙输送器加速正转向下推送物料，物料在自身重力和绞龙推送作用下，通过倾斜的 物料输送通道4落入预烧结炉中，剩余物料落入预烧结炉内后，预处理单元炉出料阀闭合。 物料进入预烧结炉后，启动微波源19，通过设备控制电路启动设在单元炉体外部的6组微 波管，设定加热总功率为12kw，对物料进行加热，达到温度230°C，启动绞龙输送器，通过驱 动装置伺服电机控制绞龙输送器转速为每分钟20转，5分钟正转，5分钟反转，不断搅拌使 物料翻转，均勻受热，加热30分钟完成预烧结工艺流程。物料A完全进入预烧结炉后，预处理单元炉的出料阀闭合后，进料换气室料箱内 的物料B，进入预处理单元炉进行的预处理工艺，此时预处理单元炉与预烧结单元炉中均有 物料。在物料B进行预处理工艺过程中，再取25KG磷酸铁锂前驱体，编号为物料C，投入烧 结设备进料口，进入进料换气室料箱，封闭换气室，对换气室抽真空，物料C在进料换气室 料箱内待处理。物料A预烧结工艺后期，设备控制电路启动抽真空装置对烧结单元炉抽真空，达 到设定值后，保护气体输入装置向预烧结单元炉体内输入氮气，达到常压。物料A完成预烧 结工艺，打开单元炉出料阀22，绞龙输送器加速正转向下推送物料，物料在自身重力和绞龙 推送作用下，通过倾斜的物料输送通道4落入烧结炉中，剩余物料落入烧结炉内后，预烧结 单元炉出料阀闭合。物料进入预烧结炉后，启动微波源19，通过设备控制电路启动设在单 元炉体外部的6组微波管，设定加热总功率为30kw，对物料进行加热，达到温度550°C，启动 绞龙输送器，通过驱动装置伺服电机控制绞龙输送器转速为每分钟20转，5分钟正转，5分 钟反转，不断搅拌使物料翻转，均勻受热，加热120分钟完成预烧结工艺流程。在物料A烧 结过程中，物料B在预烧结炉中进行预烧结工艺处理，物料C在预处理单元炉中进行预处理 工艺处理，再取25KG磷酸铁锂前驱体，编号为物料D，进入进料换气室料箱内待处理。物料 B、C完成处理工艺后，设备控制电路关闭预处理单元炉和预烧结单元炉的微波加热及绞龙 输送器，等待物料A烧结处理工艺完成。物料A烧结工艺后期，设备控制电路启动抽真空装置对出料换气室抽真空，达到 设定值后停止。物料A完成烧结后，打开单元炉出料阀22，绞龙输送器加速正转向下推送 物料，物料在自身重力和绞龙推送作用下，通过物料输送通道4落入出料换气室中，剩余物 料从出料口落入出料换气室后，烧结单元炉出料阀闭合。出料完成后，烧结单元炉出料阀闭 合，预烧结炉单元炉的出料阀打开，单元炉绞龙输送器将物料B送出单元炉出料口通过物 料传输通道进入烧结炉中，关闭预烧结单元炉出料阀，物料B在烧结炉中进行烧结工艺处 理。预烧结出料阀关闭后，预处理单元炉中的物料C经过物料传输通道进入预烧结单元炉 中，进行预烧结，进料换气室中的物料D在预处理单元炉的出料阀关闭后，进入预处理单元 炉中进行预处理工艺，再取25KG磷酸铁锂前驱体，编号为物料E，进入进料换气室料箱内待 处理。物料A进入出料换气室的料箱，在烧结单元炉出料阀闭合后，设备控制电路打开 出料换气室的出料阀，物料在自身重力作用下落入冷却降温机构8的物料输送管31中，物 料A完全进入输送管后，闭合出料换气室7的出料阀。绞龙输送器推送物料向出料口端移 动，与管壁加速热交换，输送管外设有夹层套，打开电磁水阀冷却水80L/min的流速通过进水口进入夹层套，从出水口流出，带走输送管管壁的热量，缩短冷却降温时间。经一段时间 后物料被输送器推送至出料口端，控制电路关闭电磁水阀停止冷却水，开启出料阀提高绞 龙输送器转速，推送磷酸铁锂最终产品从出料口 9进入产品贮藏室，物料A完成全部烧结过 程。此时预处理单元炉、预烧结单元炉、烧结单元炉均有物料处理，整个微波烧结设备进入 连续生产状态，重复循环执行以上各工艺流程，实现大规模工业化连续生产。本实用新型的磷酸铁锂微波加热错开立式连续生产设备设置多个单元炉，可以有 效地提高烧结效率，实现连续生产，进行产业化大规模生产，按整个烧结工艺时间3小时计 算，每天可生产成品至少600kg，与普通单体工业微波炉烧结工艺相比，生产效率提高了 3 倍以上，节电60%以上，成品率由过去的80%提高到90%以上。比传统的烧结炉20小时左 右的生产效率提高了 5倍以上，节电80%以上，工业化规模生产效率与经济效益可观。实施例二 一种磷酸铁锂微波加热错开立式连续生产设备，与实施例一基本相同， 不再附图说明，内容相同之处不再重述，不同之处在单元炉之间向下倾斜的物料传输通道， 倾斜角β为50° ；各单元炉体材质为陶瓷材料，各单元炉内绞龙输送器材质为钢结构表面 衬陶瓷材料；各单元炉中微波源与5组微波管相连，每组由3个微波管并联。实施例三一种磷酸铁锂微波加热错开立式连续生产设备，与实施例一基本相同， 不再附图说明，内容相同之处不再重述，不同之处在单元炉之间向下倾斜的物料传输通道， 倾斜角β为60° ；各单元炉内绞龙输送器材质为不锈钢材料；各单元炉中 微波源与8组微 波管相连，每组由3个微波管并联。实施例四一种磷酸铁锂微波加热错开偏斜立式连续生产设备，参见图11，编号 与实施例一相同，内容相同，相同之处不再重述，不同之处在于预处理单元炉3、预烧结单元 炉5和烧结单元炉6，三套单元炉平行偏斜立式布置，偏斜角为α，即单元炉体轴线向下与 水平方向夹角，α =85°，单元炉之间通过向下倾斜角为β的物料传输通道顺序连通，倾 斜角β为45°。整个设备的运行和生产流程与实施例一基本相同，不再重述。实施例五一种磷酸铁锂微波加热错开偏斜立式连续生产设备，与实施例四基本 相同，不再附图说明，内容相同之处不再重述，不同之处在单元炉体轴线向下与水平方向夹 角，α =80°，单元炉之间向下倾斜的物料传输通道，倾斜角β为30° ；各单元炉体材质 为陶瓷材料，各单元炉内绞龙输送器材质为钢结构表面衬陶瓷材料；各单元炉中微波源与 5组微波管相连，每组由3个微波管并联。实施例六一种磷酸铁锂微波加热错开偏斜立式连续生产设备，与实施例四基本 相同，不再附图说明，内容相同之处不再重述，不同之处在于单元炉体轴线向下与水平方向 夹角，α = 100°，单元炉之间向下倾斜的物料传输通道，倾斜角β为60°，各单元炉出料 口设在倾斜一侧；各单元炉内绞龙输送器材质为不锈钢材料；各单元炉中微波源与8组微 波管相连，每组由3个微波管并联。以上所述，仅是本实用新型较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的 限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修 饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
权利要求一种磷酸铁锂微波加热错开立式连续生产设备，其特征在于包括进料口、进料换气室、预处理单元炉、预烧结单元炉、烧结单元炉、出料换气室、冷却降温出料机构、出料口、抽真空装置、保护气体输入装置和设备控制电路，预处理单元炉、预烧结单元炉、烧结单元炉三套单元炉，同样含有单元炉进料口、单元炉体、单元炉体外微波屏蔽保温结构层、微波源、一定个数微波管、至少一根进抽气管、单元炉出料口、单元炉出料阀、绞龙输送器，在每个单元炉体中至少安装各一个真空度探测探头、温度测量探头和压力测量探头，单元炉体为密闭式竖直中空圆筒状，其水平截面形状为圆环形，单元炉体外包裹有单元炉体外微波屏蔽保温结构层，进料口位于单元炉体上端部一侧，单元炉出料口位于单元炉体下端部一侧，单元炉出料口设置有单元炉出料阀，微波源布置于单元炉体外部周边与微波管相连，微波管布置在炉体外壁上，进抽气管与单元炉体内腔连通，通过带阀门管道连通抽真空装置和保护气体输入装置，绞龙输送器轴线与单元炉体轴线方向近似重合安装在单元炉体中，其上下两端分别与设在单元炉体上下端面的驱动装置相连，真空度探测探头、温度测量探头和压力测量探头安装在单元炉体内壁上部，通过数据线与设备控制电路对应电路连接；三套单元炉平行竖直错开立式布置，单元炉之间通过向下倾斜角为β的物料传输通道顺序连通，进料口通过进料换气室与预处理单元炉进料口近似竖直连通，预处理单元炉出料口与预烧结单元炉的进料口通过物料传输通道连通，预烧结单元炉的出料口与烧结单元炉的进料口通过物料传输通道连通，烧结单元炉的出料口通过出料换气室与冷却降温出料机构及出料口连通，各单元炉、进料换气室、抽真空装置、保护气体输入装置、出料换气室、冷却降温出料机构，通过数据线与设备控制电路对应电路连接。
2.根据权利要求1所述的微波加热错开立式连续生产设备，其特征在于所述的各单 元炉中微波源与一定组数微波管相连，每组由一定数量微波管并联，微波管布置于单元炉 体外壁上，或布置于单元炉体四周，其中预处理单元炉、预烧结单元炉微波源功率为10 15kw，烧结单元炉微波源功率为30 lOOkw ；各单元炉体至少设有一根排气管，抽进气管口 与排气管口均设有微孔过滤装置；所述的各单元炉体材质为石英玻璃或陶瓷任选其一，绞 龙输送器为石英玻璃、钢结构表面衬陶瓷材料或不锈钢材质任选其中一种；单元炉间物料 传输通道中心线方向与水平方向夹角即倾斜角日，30° < 0 <60°。
3.根据权利要求1所述的微波加热错开立式连续生产设备，其特征在于所述的进料 换气室，包括料箱、进料阀、出料阀、真空度探测探头和至少一根进抽气管，料箱上端口与进 料口连通，下端口与预处理单元炉进料口连通，料箱上、下端部分别设有进料阀和出料阀， 进抽气管开口设置在料箱内壁上部，通过带阀门管道连通抽真空装置，真空度探测探头安 装在料箱内壁上部；所述出料换气室，包括料箱、出料阀、真空度探测探头和至少一根进抽 气管，料箱上端口与烧结单元炉出料口连通，下端口与冷却降温出料机构连通，出料阀设在 料箱下端部，进抽气管开口设置在料箱内壁上部，通过带阀门管道连通抽真空装置，真空度 探测探头安装在料箱内壁上部。
4.根据权利要求1 3任一权利要求所述的微波加热错开立式连续生产设备，其特征 在于所述的冷却降温出料机构，包括物料输送管、夹层套、进水口、出水口、绞龙输送器，出 料阀，物料输送管为不锈钢材质，夹层套包裹在物料输送管道外壁上，其一端设有进水口， 另一端设有出水口，绞龙输送器安装在物料输送管道内部，其两端分别与设在管道外两端 面外的绞龙输送器驱动装置相连，出料阀设在出料口上部。
5.根据权利要求4所述的微波加热错开立式连续生产设备，其特征在于所述设备控 制电路含有触摸屏，触摸屏通过数据总线分别与预处理单元炉PLC控制电路、预烧结单元 炉PLC控制电路、烧结单元炉PLC控制电路、进料换气/出料换气/冷却降温出料PLC控制 电路连通；所述预处理单元炉PLC控制电路、预烧结单元炉PLC控制电路、烧结单元炉PLC 控制电路，同样含有单元炉PLC、PLC外接电路、单元炉信号采集电路，绞龙驱动装置控制电 路，微波源控制电路，抽气装置控制电路；所述PLC外接电路，含有与输入端相连的一定数 量的手动开关，信号采集电路的开关信号电路，以及与输出端相连的伺服驱动器，单元炉出 料阀控制交流接触器线圈，保护气体控制交流接触器线圈，放气控制交流接触器线圈，真空 泵控制交流接触器线圈，微波源控制交流接触器线圈和指示灯；所述单元炉信号采集电路 含有输入端与单元炉真空度探头相连，输出端与单元炉PLC输入端相连的真空度表，输入 端与单元炉温度测量探头相连，输出端与单元炉PLC输入端相连的温度控制仪和输入端与 单元炉压力测量探头相连，输出端与单元炉PLC输入端相 连的压力控制仪；所述绞龙输送 器驱动装置驱动电路，含有一端与两相电源相连的伺服驱动器，伺服驱动器连接伺服电机 和单元炉PLC的输出端；所述微波源控制电路，含有与三相电源相连的一定数量的微波变 压器，和微波变压器次端相连的微波管电路，微波变压器原端输入线上串联有温控保护开 关和多触点交流接触器的一个触点，交流接触器的线圈连接单元炉PLC的输出端；所述抽 气装置控制电路，含有一端与三相电源相连的交流接触器，交流接触器的另一端通过断路 器与抽气装置电机相连，交流接触器的线圈连接单元炉PLC输出端；所述触摸屏与预处理 单元炉PLC控制电路、预烧结单元炉PLC控制电路、烧结单元炉PLC控制电路、进料换气/ 出料换气/冷却降温出料PLC控制电路通过RS422/485总线连通。
6.一种磷酸铁锂微波加热错开偏斜立式连续生产设备，其特征在于包括进料口、进 料换气室、预处理单元炉、预烧结单元炉、烧结单元炉、出料换气室、冷却降温出料机构、出 料口、抽真空装置、保护气体输入装置和设备控制电路，预处理单元炉、预烧结单元炉、烧结 单元炉三套单元炉，同样含有单元炉进料口、单元炉体、单元炉体外微波屏蔽保温结构层、 微波源、一定个数微波管、至少一根进抽气管、单元炉出料口、单元炉出料阀、绞龙输送器， 在每个单元炉体中至少安装各一个真空度探测探头、温度测量探头和压力测量探头，单元 炉体为密闭式竖直中空圆筒状，其轴向垂直截面形状为圆环形，单元炉体外包裹有单元炉 体外微波屏蔽保温结构层，进料口位于单元炉体上端部一侧，单元炉出料口位于单元炉体 下端部一侧，单元炉出料口设置有单元炉出料阀，微波源布置于单元炉体外部周边与微波 管相连，微波管布置在炉体外壁上，进抽气管与单元炉体内腔连通，通过带阀门管道连通抽 真空装置和保护气体输入装置，绞龙输送器轴线与单元炉体轴线方向近似重合安装在单元 炉体中，其上下两端分别与设在单元炉体上下端面的驱动装置相连，真空度探测探头、温度 测量探头和压力测量探头安装在单元炉体内壁上部，通过数据线与设备控制电路对应电路 连接；三套单元炉平行错开偏斜立式布置，偏斜角为a，单元炉之间通过向下倾斜角为旦 的物料传输通道顺序连通，传输通道轴线与单元炉轴线近似平行，进料口通过进料换气室 与预处理单元炉进料口近似竖直连通，预处理单元炉出料口与预烧结单元炉的进料口通过 物料传输通道连通，预烧结单元炉的出料口与烧结单元炉的进料口通过物料传输通道连 通，烧结单元炉的出料口通过出料换气室与冷却降温出料机构及出料口连通，各单元炉、进 料换气室、抽真空装置、保护气体输入装置、出料换气室、冷却降温出料机构，通过数据线与设备控制电路对应电路连接。
7.根据权利要求6所述的微波加热错开偏斜立式连续生产设备，其特征在于所述的各单元炉中微波源与一定组数微波管相连，每组由一定数量微波管并联，微波管布置于单 元炉体外壁上，或布置于单元炉体四周，其中预处理单元炉、预烧结单元炉微波源功率为 10 15kw，烧结单元炉微波源功率为30 lOOkw ；各单元炉体至少设有一根排气管，抽进 气管口与排气管口均设有微孔过滤装置；所述的各单元炉体材质为石英玻璃或陶瓷任选其 一，绞龙输送器为石英玻璃、钢结构表面衬陶瓷材料或不锈钢材质任选其中一种；各单元炉 错开偏斜立式布置，单元炉体轴线向下与水平方向夹角即偏斜角a，80° ^ a <100°，单 元炉间物料传输通道中心线方向与水平方向夹角即倾斜角日，30° < 0 <60°。
8.根据权利要求6所述的微波加热错开偏斜立式连续生产设备，其特征在于所述的进料换气室，包括料箱、进料阀、出料阀、真空度探测探头和至少一根进抽气管，料箱上端口 与进料口连通，下端口与预处理单元炉进料口连通，料箱上、下端部分别设有进料阀和出料 阀，进抽气管开口设置在料箱内壁上部，通过带阀门管道连通抽真空装置，真空度探测探头 安装在料箱内壁上部；所述出料换气室，包括料箱、出料阀、真空度探测探头和至少一根进 抽气管，料箱上端口与烧结单元炉出料口连通，下端口与冷却降温出料机构连通，出料阀设 在料箱下端部，进抽气管开口设置在料箱内壁上部，通过带阀门管道连通抽真空装置，真空 度探测探头安装在料箱内壁上部。
9.根据权利要求6 8任一权利要求所述的微波加热错开偏斜立式连续生产设备，其 特征在于所述的冷却降温出料机构，包括物料输送管、夹层套、进水口、出水口、绞龙输送 器，出料阀，物料输送管为不锈钢材质，夹层套包裹在物料输送管道外壁上，其一端设有进 水口，另一端设有出水口，绞龙输送器安装在物料输送管道内部，其两端分别与设在管道外 两端面外的绞龙输送器驱动装置相连，出料阀设在出料口上部。
10.根据权利要求9所述的微波加热错开偏斜立式连续生产设备，其特征在于所述设 备控制电路含有触摸屏，触摸屏通过数据总线分别与预处理单元炉PLC控制电路、预烧结 单元炉PLC控制电路、烧结单元炉PLC控制电路、进料换气/出料换气/冷却降温出料PLC 控制电路连通；所述预处理单元炉PLC控制电路、预烧结单元炉PLC控制电路、烧结单元炉 PLC控制电路，同样含有单元炉PLC、PLC外接电路、单元炉信号采集电路，绞龙驱动装置控 制电路，微波源控制电路，抽气装置控制电路；所述PLC外接电路，含有与输入端相连的一 定数量的手动开关，信号采集电路的开关信号电路，以及与输出端相连的伺服驱动器，单元 炉出料阀控制交流接触器线圈，保护气体控制交流接触器线圈，放气控制交流接触器线圈， 真空泵控制交流接触器线圈，微波源控制交流接触器线圈和指示灯；所述单元炉信号采集 电路含有输入端与单元炉真空度探头相连，输出端与单元炉PLC输入端相连的真空度表， 输入端与单元炉温度测量探头相连，输出端与单元炉PLC输入端相连的温度控制仪和输入 端与单元炉压力测量探头相连，输出端与单元炉PLC输入端相连的压力控制仪；所述绞龙 输送器驱动装置驱动电路，含有一端与两相电源相连的伺服驱动器，伺服驱动器连接伺服 电机和单元炉PLC的输出端；所述微波源控制电路，含有与三相电源相连的一定数量的微 波变压器，和微波变压器次端相连的微波管电路，微波变压器原端输入线上串联有温控保 护开关和多触点交流接触器的一个触点，交流接触器的线圈连接单元炉PLC的输出端；所 述抽气装置控制电路，含有一端与三相电源相连的交流接触器，交流接触器的另一端通过断路器与抽气装置电机相连，交流接触器的线圈连接单元炉PLC输出端；所述触摸屏与预 处理单元炉PLC控制电路、预烧结单元炉PLC控制电路、烧结单元炉PLC控制电路、进料换 气/出料换气/冷却降温出料PLC控制电路通过RS422/485总线连通。
专利摘要本实用新型公开了一种磷酸铁锂微波加热错开立式连续生产设备，包括进料口、进料换气室、预处理单元炉、预烧结单元炉、烧结单元炉、出料换气室、冷却降温出料机构、出料口、抽真空装置、保护气体输入装置和设备控制电路，所述的预处理单元炉、预烧结单元炉、烧结单元炉三套单元炉，同样含有单元炉进料口、单元炉体、单元炉体外微波屏蔽保温结构层、微波源、一定个数微波管、至少一根进抽气管、单元炉出料口、绞龙输送器，三套单元炉平行竖直错开立式布置，单元炉之间通过向下倾斜角为β的物料传输通道顺序连通。本实用新型微波烧结促进产品内部晶粒致密化，有效提高产品品质；采用多单元炉连续微波烧结，提高烧结效率，工业化规模生产效率与经济效益可观。
文档编号C01B25/45GK201587860SQ20092027639
公开日2010年9月22日 申请日期2009年12月11日 优先权日2009年12月11日
发明者刘新保, 周永刚, 李垒, 胡新星, 蔡俊明 申请人:河南联合新能源有限公司