[实用新型]一种三元前驱体高精度稳定投料装置

说明书

本实用新型属于三元前驱体生产技术领域，特别涉及一种三元前驱体高精度稳定投料装置。本实用新型采用以下方案：1）在原料罐和合成釜之间增加原料恒液位输送泵和原料投料恒液位槽；2）恒液位槽内部设置原料分布管和恒液位溢流口保证投料泵入口压力恒定；3）恒液位槽底部出料口连接变频投料离心泵，投料管道上安装电磁流量计；4）利用PLC系统将流量和泵运行频率做恒流量连锁控制。本实用新型通过原料投料恒液位槽保障投料离心泵入口压力100%恒定，同时根据泵出口流量计的瞬时流量利用PLC控制系统中的“PID”恒流量控制程序实时调整投料泵的运行频率，从而实现高精度稳定投料。

技术领域

本实用新型属于三元前驱体生产技术领域，特别涉及一种三元前驱体投料装置。

背景技术

随着新能源汽车行业的兴起，三元材料因振实密度高，比容量高以及价格合适被认为是新能源汽车动力电池最有前途的正极材料之一。三元前驱体是三元材料最重要的部分，而三元前驱体最大的技术难点在于其合成工序，合成中进料的不稳定会导致从反应釜中得到的产物形貌和性能不一致，因此在合成工序中投料设备的选择显得极其重要。目前国内外三元前驱体合成工序中比较常见的投料设备装置主要是：计量泵以及离心泵恒压输送+调节阀组合装置，但是这两种装置的投料稳定性较差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种投料泵入口压力恒定、投料精度高、投料稳定性好，并能实时监控并自动调节泵出口瞬时流量的三元前驱体高精度稳定投料装置。

为了达到上述目的，本实用新型所设计的一种三元前驱体高精度稳定投料装置，它包括原料储罐和合成反应釜，所述原料储罐的进料管上设有气动开关阀，原料储罐的顶部设有雷达液位计，所述雷达液位计与气动开关阀连锁；原料储罐的底部与原料恒液位输送泵连接，原料恒液位输送泵的出料口与原料投料恒液位槽连接；所述原料投料恒液位槽的进料口插入到液面以下，并在进料口处设置进料分布管；原料投料恒液位槽上设置溢流口，所述溢流口与原料储罐的顶部连接；原料投料恒液位槽的底部出料口连接变频投料离心泵，变频投料离心泵的出料口与合成反应釜连接，在变频投料离心泵与合成反应釜连接的管道上设有电磁流量计，电磁流量计的流量信号接入到远程PLC控制系统内部，PLC控制系统的控制信号接入到投料离心泵的变频控制器上。

作为优选，在电磁流量计和合成反应釜之间的管道上还设有玻璃转子流量计。可通过现场观察玻璃转子流量计的浮子上下浮动情况，判断投料的控制精度。

本实用新型的工作原理如下：原料液从室外公辅进入到原料储罐存储，储罐的加液量自动控制在储槽全容积的85%，控制方式为采用储罐雷达液位计与进料口气动开关阀进行连锁；存储的原料液用原料恒液位输送泵往原料投料恒液位槽输送，原料液通过进料分布管均匀、稳定的进入到原料投料恒液位槽内部，多余的溶液会通过原料投料恒液位槽的溢流口溢流回原料储罐内存储；原料投料恒液位槽的液位持续、稳定的维持在一定的高度进而实现投料离心泵入口压力P恒定，从而实现投料离心泵恒压输送的目的；投料离心泵采用变频电机，泵出口管道上加装高精度电磁流量计可以实时测量泵出口的瞬时流量，将电磁流量计的流量信号接入到远程PLC控制系统内部，PLC控制程序采用与设定目标流量值SV与瞬时流量值信号进行“PID”恒流量连锁控制，并将控制信号输入给投料离心泵的变频器，调节泵输出转数进而控制泵输出流量。

与现有的技术相比，本实用新型的优点在于：

（1）本装置流程简单、操作简便，控制点少，恒压输送精度高；从现场观察玻璃转子流量计的浮子上下浮动比较稳定，该装置投料精度能达到±2%的控制精度；

（2）采用原料投料恒液位槽对投料离心泵提供原料液，保障投料泵入口压力100%恒定，提高投料泵的投料精度；

（3）原料投料恒液位槽进料口采用插入到液面以下并增加分布管能有效减少输入流量对液面的冲击，稳定恒液位槽内部原料液的环境以便提高实现恒压控制的目的；