具有防飞溅功能的高速混合机及其混合方法与流程

本发明涉及高混机，尤其是一种具有防飞溅功能的高速混合机及其混合方法。

背景技术：

1、高速混合机的工作原理是：利用高速旋转桨叶产生的离心力以及推力作用下，带动粉料颗粒螺旋上升，以使得物料在重力的作用下，粉料呈抛物线自由下落，通过桨叶的快速转动，以实现物料的快速均匀混合，广泛应用于锂电池行业。

2、在固态电池物料纤维化的生产过程中，先在70℃-110℃范围内，高转速下对ptfe（即聚四氟乙烯）进行纤维化处理，再降温至0℃-25℃下，以稳定物料并打散团结物料，因此，在固态电池物料纤维化的生产过程中，需要对物料进行加热或者降温处理。

3、目前，高速混合机会存在以下不足之处：

4、1、物料飞溅粘盖的问题：高速混合机运行时，桨叶线速度可达到15m/s-30m/s，会将大量粉体和浆料向上抛洒，粘黏在盖体上，这会导致物料损失，粘料长期积累会脱落混入后续的物料中，以形成异物，从而导致极片涂布缺陷，清理难度较大，此外，粘料无法参与正常混合，会导致批次间成分不一致；

5、2、换热效率偏低：现有的换热方式为夹套换热，在容器夹套内通过换热介质对容器壁进行换热，这种方式存在温度梯度大、升降温速度慢、热响应滞后等不可克服的缺陷。

技术实现思路

1、本技术人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种具有防飞溅功能的高速混合机及其混合方法，通过固态电池物料纤维化混合方式的改进，能够提高物料的混合效果，并确保各批次间成分的一致性，同时，还能够便于混合后高速混合机的清洗作业。

2、本发明所采用的技术方案如下：

3、一种具有防飞溅功能的高速混合机，包括：高速混合机本体、盖体、混合机构、防飞溅机构以及换热机构，所述盖体安装在所述高速混合机本体，所述混合机构位于所述高速混合机本体远离所述高速混合机本体的一侧，并所述混合机构贯穿所述高速混合机本体，且所述混合机构能够绕着z轴方向进行转动，以实现固态电池物料纤维化的混合作业，所述防飞溅机构贯穿所述盖体，且所述防飞溅机构能够绕着z轴方向进行转动，以实现固态电池物料纤维化混合作业过程中物料的防飞溅作业，所述换热机构具有第一换热部和第二换热部，所述第一换热部嵌设于所述高速混合机本体的侧壁上，所述第二换热部嵌设于所述混合机构上，所述第一换热部与所述第二换热部均用于固态电池物料纤维化混合作业过程中的换热处理。

4、由此，通过在盖体上设置的防飞溅机构，相比于现有物料的混合方式，该方式结构简单，便于操作，通过防飞溅机构绕着z轴方向进行转动的方式，以使得高速混合机本体的顶部产生气流，通过该气流以形成屏障，以阻止物料向上飞溅，能够避免高速混合机本体的顶部、盖体上粘黏有物料，从而能够提高物料的混合效果，并确保各批次间成分的一致性，同时，还能够便于混合后高速混合机的清洗作业；此外，通过第一换热部与第二换热部的相互配合，以从内外两个方向对物料进行换热处理，能够提高物料的换热效果以及换热效率，第二换热部能够随着混合机构的转动而发生转动，以从高速混合机本体的内部动态换热作业，以改变第二换热部与物料的换热位置，从而能够进一步提高物料的换热效果以及换热效率。

5、作为上述技术方案的进一步改进：所述防飞溅机构包括：第一驱动件和防飞溅桨叶，所述第一驱动件与所述盖体相连接，所述防飞溅桨叶贯穿所述盖体，并与所述盖体转动连接，所述防飞溅桨叶位于所述高速混合机本体的内部，所述防飞溅桨叶安装在所述第一驱动件的驱动端；其中：所述第一驱动件用于驱动所述防飞溅桨叶绕着z轴方向进行转动。由此，启动第一驱动件，通过第一驱动件带动防飞溅桨叶进行转动，通过发生转动的防飞溅桨叶，以使得高速混合机本体的顶部产生气流，通过该气流以形成屏障，以阻止物料向上飞溅，能够避免高速混合机本体的顶部、盖体上粘黏有物料，从而能够提高物料的混合效果，并确保各批次间成分的一致性，同时，还能够便于混合后高速混合机的清洗作业。

6、作为上述技术方案的进一步改进：所述防飞溅桨叶的防飞溅端与所述盖体之间具有间隙，所述防飞溅桨叶的直径为d1，所述高速混合机本体的内径为d2；其中：d1=2/3d2。由此，防飞溅桨叶的防飞溅端与盖体之间具有间隙的目的是：以降低物料继续上扬的概率，避免物料粘黏在高速混合机本体的顶部、盖体上，以减少物高速混合机本体的顶部、盖体物料的粘黏与堆积；通过d1=2/3d2的设计方式，能够防止物料在防飞溅桨叶的位置继续上扬，并带动物料向下、向周边运动，以减少物高速混合机本体的顶部、盖体物料的粘黏与堆积。

7、作为上述技术方案的进一步改进：所述混合机构包括：第二驱动件和混合部，所述第二驱动件位于所述高速混合机本体的外部，所述混合部位于所述第二驱动件的内部，所述混合部安装在所述高速混合机本体的内部，所述混合部安装在所述第二驱动件的驱动端上；其中：所述第二驱动件用于驱动所述混合部绕着z轴方向进行转动。由此，启动第二驱动件，通过第二驱动件带动混合部进行，以利用转动的混合部实现物料的混合作业。

8、作为上述技术方案的进一步改进：所述混合部包括：沿着z轴方向依次设置的第一分散桨、第二分散桨以及扬尘桨，所述第一分散桨、所述第二分散桨以及所述扬尘桨均与连接杆相连接，所述连接杆安装在所述第二驱动件的驱动端上。

9、作为上述技术方案的进一步改进：所述第二分散桨的直径为d3，所述扬尘桨的直径为d4；其中：d3＜d4。由此，通过d3＜d4的设计方式，以确保扬尘桨在转动的过程中，物料螺旋上升的流畅性。

10、作为上述技术方案的进一步改进：所述第二换热部包括：多个第一换热通道、第二换热通道以及第三换热通道，多个第一换热通道分别嵌设在所述第一分散桨、所述第二分散桨以及所述扬尘桨上，所述第二换热通道、所述第三换热通道均嵌设在所述连接杆上，所述第一换热通道的两端分别与所述第二换热通道、所述第三换热通道相连通。

11、作为上述技术方案的进一步改进：所述第一换热部包括：第四换热通道、进口端以及出口端，所述第四换热通道嵌设在所述盖体的侧壁上，所述进口端、所述出口端均开设于所述盖体的侧壁上，且所述第四换热通道的两端分别与所述进口端、所述出口端相连通。

12、一种具有防飞溅功能的高速混合机的混合方法，包括以下步骤：

13、s1、固态电池物料纤维化所需的原材料通过盖体注入到高速混合机本体内；

14、s2、启动混合机构和防飞溅机构，通过所述混合机构绕着z轴方向的转动以实现固态电池物料纤维化的混合作业，通过所述防飞溅机构绕着z轴方向的转动以实现固态电池物料纤维化混合作业过程中物料的防飞溅作业；

15、s3、升温阶段：同时启动第一换热部和第二换热部，同时利用所述第一换热部和所述第二换热部对物料进行升温处理，以使得物料的温度达到第一设定温度值的80%；

16、s4、控温阶段：关闭所述第一换热部，以利用所述第二换热部对物料进行升温处理，以使得物料的温度达到第一设定温度值；

17、s5、出料换热阶段：关闭所述防飞溅机构与所述第二换热部，并启动第一换热部，以使得物料的温度达到第二设定温度值；

18、s6、关闭所述混合机构与所述第一换热部，通过高速混合机本体将混合作业完毕的固态电池物料排出；

19、其中：第一设定温度值＜第二设定温度值。由此，通过s3-s5以对物料温度阶梯式的控制，以实现物料温度的精准控制，避免因物料升温过高，而影响固态电池物料纤维化效果。

20、作为上述技术方案的进一步改进：在s3、s4中，所述混合机构与所述防飞溅机构同时启动；在s4中，仅启动所述第二换热部；在s5中，仅启动所述混合机构与所述第一换热部；在s2、s3、s4中，所述混合机构绕着z轴转动的方向与所述防飞溅机构绕着z轴转动的方向相反。由此，在s2、s3、s4中，混合机构与防飞溅机构转动反向相反的目的是：利用混合机构与防飞溅机构转动方向差，以打断原物料螺旋上升抛物线下落的流场，从而强化物料的混合效果。

21、本发明的有益效果如下：

22、本发明通过在盖体上设置的防飞溅机构，相比于现有物料的混合方式，该方式结构简单，便于操作，通过防飞溅机构绕着z轴方向进行转动的方式，以使得高速混合机本体的顶部产生气流，通过该气流以形成屏障，以阻止物料向上飞溅，能够避免高速混合机本体的顶部、盖体上粘黏有物料，从而能够提高物料的混合效果，并确保各批次间成分的一致性，同时，还能够便于混合后高速混合机的清洗作业；此外，通过第一换热部与第二换热部的相互配合，以从内外两个方向对物料进行换热处理，能够提高物料的换热效果以及换热效率，第二换热部能够随着混合机构的转动而发生转动，以从高速混合机本体的内部动态换热作业，以改变第二换热部与物料的换热位置，从而能够进一步提高物料的换热效果以及换热效率。

23、本发明还包括如下优点：

24、1、本发明防飞溅桨叶的防飞溅端与盖体之间具有间隙的目的是：以降低物料继续上扬的概率，避免物料粘黏在高速混合机本体的顶部、盖体上，以减少物高速混合机本体的顶部、盖体物料的粘黏与堆积；通过d1=2/3d2的设计方式，能够防止物料在防飞溅桨叶的位置继续上扬，并带动物料向下、向周边运动，以减少物高速混合机本体的顶部、盖体物料的粘黏与堆积。

25、2、本发明通过d3＜d4的设计方式，以确保扬尘桨在转动的过程中，物料螺旋上升的流畅性。

26、3、本发明通过s3-s5以对物料温度阶梯式的控制，以实现物料温度的精准控制，避免因物料升温过高，而影响固态电池物料纤维化效果。

27、4、本发明在s2、s3、s4中，混合机构与防飞溅机构转动反向相反的目的是：利用混合机构与防飞溅机构转动方向差，以打断原物料螺旋上升抛物线下落的流场，从而强化物料的混合效果。