CN116020656B - 一种包覆沥青材料加工用除杂装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种包覆沥青材料加工用除杂装置，该装置包括括清洗装置、冷却装置、研磨装置、提升装置和除磁装置，除磁装置包括除磁箱、供料箱、供料箱导轨、除磁滤板组件和除磁皮带组件；除磁滤板组件用于吸附磁性物；除磁皮带组件包括第一皮带轮、第二皮带轮和皮带；皮带的外表面上设置有多个磁板，磁板能够由所述的皮带带动从而进行旋转运动；除磁箱的侧壁上设置有刮板，刮板朝向所述除磁箱1的内部延伸；刮板的下方设置有磁性物导流板；当吸附有磁性物的磁板运动到与刮板接触的位置时，刮板将吸附在磁板上的磁性物刮下，被刮下的磁性物落到磁性物导流板上，由磁性物导流板将被刮下的磁性物导流到除磁箱的外部。
Description
技术领域
本发明涉及包覆沥青材料加工技术领域，具体涉及一种包覆沥青材料加工用除杂装置。
背景技术
以下内容仅代表申请人掌握的背景技术，并非承认其为本领域已知的、社会公众可以随时获得的现有技术。
现有技术中的锂离子电池在各种类型的电池中具有较好的综合性能，其主要结构包括正极、负极、电解液和隔膜。锂离子电池的正极一般采用过渡金属的嵌锂氧化物，负极一般采用石墨等碳基材料或过渡金属氧化物等非碳基材料，电解液一般采用锂盐的有机溶剂，隔膜一般采用聚乙烯、聚丙烯等微孔复合膜。
作为锂离子电池的负极材料，天然石墨是一种相对比较理想的材料，能够满足电池的基本性能，但是天然石墨也具有明显的缺点，这种缺点对电池的循环寿命有不容忽视的影响。未经处理的天然石墨用作锂离子电池的负极材料时，与溶剂的相容性差，充放电过程中石墨结构会遭到破坏，电解液容易与石墨发生反应，导致大电流充放电性能不好，也会影响电池的电极循环效率。现有技术中通常需要对天然石墨进行改性，常见的做法是表面包覆、表面氧化、机械活化、掺杂等等，其中包覆沥青是一种能够有效改善天然石墨表面性能的方法，可以有效地提高天然石墨用作锂离子电池负极材料的充放电性能。
包覆沥青材料在加工前和加工过程中会混入杂物，例如灰尘、石块、铁块等固体杂物，这些杂物都会在不同程度上影响包覆效果，特别是铁块、铁屑等磁性物的存在，有可能导致电池电极间发生短路，因此需要尽可能地把包覆沥青材料中的磁性物除去。
现有技术中没有发现针对包覆沥青材料加工用的除杂装置，通常由工人手工进行除杂，除杂效率低下。现有技术中的除磁装置通常是采用磁棒或磁板与包覆沥青材料接触，从而将包覆沥青材料中的磁性物通过磁力吸附在磁棒或磁板上，达到除磁的目的。
例如公开号为CN215612321U的中国实用新型专利公开了一种用于清除乙烯焦油中磁性物质的除磁箱，包括箱体，所述箱体内部设有至少一块磁板和若干根磁棒，所述磁板所在的平面与箱体的内壁贴合或者平行，所述磁板和磁棒形成除磁区域，能够对乙烯焦油中磁性物质进行清除。清理磁性物质时需要打开盖板进行操作。
公开号为CN211755417U的中国实用新型专利公开了一种锂离子电池负极材料除磁装置，包括壳体，壳体内通过支护架分割为粉碎室和除磁室，壳体上端一侧设有进水管，进水管一侧设置有进料口，进料口与粉碎室相连通，支护架设置有两个，分别位于壳体内壁两侧，除磁室底端开设有出料口，出料口正下方设有成品储存箱，壳体远离进水管的一侧下方设有支撑座，且支撑座上设有次品储存箱，通过设置的粉碎室将物料通过进料口进入，经过主动齿轮和从动齿轮粉碎过后，通过第一过滤板和第二过滤板将粉碎合格的物料过滤出去，然后在除磁管内进行初次除磁，在下料的过程中带有磁性的物料除磁管的左右两内壁想接触，从而初次对物料进行除磁。这种除磁装置当壳体用完需清洗时，将水管接通水源，将水放进粉碎室和除磁室内，对装置进行清洗时，可以在不拆卸装置的情况下得到很好的清洗效果，节省不必要的工作。
以上现有技术中的除磁装置在清除吸附在磁棒或磁板上的磁性物时，都需要把整个除磁装置的除磁工作停下来，因此影响了生产效率。
发明内容
本发明旨在提供一种包覆沥青材料加工用除杂装置，以解决如何提高除杂效率特别是除磁性能和除磁效率的问题。
本发明的目的是解决现有技术的不足，提供一种包覆沥青材料加工用除杂装置，包括清洗装置、冷却装置、研磨装置、提升装置和除磁装置，其中所述的清洗装置的入口处设置有鼓风装置，该鼓风装置用于将包覆沥青材料中的灰尘通过吹扫清除；所述的清洗装置中还包括多个喷头，所述的多个喷头用于向经过鼓风装置吹扫的包覆沥青材料喷水，从而通过水洗去除包覆沥青材料中残留的灰尘；水洗后的包覆沥青材料在所述的冷却装置中被冷却到玻璃相；被冷却到玻璃相的包覆沥青材料被送入所述的研磨装置中，所述的研磨装置利用橡胶辊将玻璃相的包覆沥青材料研磨成粉末，并利用筛网将粉末状的包覆沥青材料与石块和铁块分离，分离后的粉末状的包覆沥青材料中含有磁性物；含有磁性物的包覆沥青材料被送入所述的提升装置中，所述的提升装置用于将含有磁性物的包覆沥青材料送入所述的除磁装置中；所述的除磁装置包括除磁箱、供料箱、供料箱导轨、除磁滤板组件和除磁皮带组件；所述的供料箱用于接收所述的提升装置输送过来的含有磁性物的包覆沥青材料；所述的供料箱能够沿着所述供料箱导轨的延伸方向往复运动，并在往复运动的过程中将含磁性物的包覆沥青材料供给到所述除磁箱的顶部，含磁性物的包覆沥青材料从所述除磁箱的顶部进入所述的除磁箱中；所述除磁箱的顶部设置有顶部开口，所述的除磁滤板组件设置在所述除磁箱的顶部开口中并覆盖所述的顶部开口；所述的除磁滤板组件用于在含磁性物的包覆沥青材料下落的过程中吸附磁性物，并允许失去了一部分磁性物的包覆沥青材料继续下落到除磁皮带组件上；所述除磁皮带组件包括第一皮带轮、第二皮带轮和皮带；所述的皮带张紧在所述的第一皮带轮和第二皮带轮之间，并能够由第一皮带轮和第二皮带轮带动从而进行旋转运动；所述皮带的外表面上设置有多个磁板，所述的磁板能够由所述的皮带带动从而进行旋转运动；当所述的磁板运动到位于皮带的上方时，穿过所述的除磁滤板组件而落下的失去了一部分磁性物的包覆沥青材料落在所述磁板的上表面上，包覆沥青材料中的遗留磁性物被吸附在所述磁板的上表面上；当所述的磁板运动到位于皮带的下方时，失去了遗留磁性物的包覆沥青材料由于重力的作用而落在所述除磁箱的底部；所述除磁箱的侧壁上设置有刮板，所述的刮板朝向所述除磁箱1的内部延伸；所述刮板的下方设置有磁性物导流板；当吸附有磁性物的磁板运动到与刮板接触的位置时，所述的刮板将吸附在磁板上的磁性物刮下，被刮下的磁性物落到所述的磁性物导流板上，由所述的磁性物导流板将被刮下的磁性物导流到所述除磁箱的外部。
优选地，所述的清洗装置和冷却装置之间还设置有烘干装置，用于将水洗后的包覆沥青材料烘干水分。
优选地，所述的除磁滤板组件的设置位置低于所述顶部开口的侧壁。
优选地，所述供料箱的顶部设置有供料箱开口；所述供料箱的底部设置有供料箱出口；所述供料箱开口上还设置有供料箱导向板，所述的供料箱导向板上设置有供料箱导向槽，所述的供料箱导向槽卡套在所述的供料箱导轨上，实现所述的供料箱沿着所述供料箱导轨的延伸方向的往复运动。
优选地，所述除磁箱的底部还设置有出料口，通过该出料口能够将堆积在除磁箱的底部的包覆沥青材料从除磁箱中取出。
优选地，所述除磁箱的侧壁内表面上还设置有第一推杆和第二推杆，所述第一推杆的端部设置有第一推板，所述第二推杆的端部设置有第二推板；所述的第一推板和第二推板相对设置，所述的第一推杆能够推动所述的第一推板沿着所述除磁箱的底壁朝向所述出料口的位置移动以及反方向回缩；所述的第二推杆能够推动所述的第二推板沿着所述除磁箱的底壁朝向所述出料口的位置移动以及反方向回缩；通过所述第一推板和所述第二推板的移动实现将堆积在除磁箱的底部的包覆沥青材料汇集到该出料口的位置并从该出料口排出到所述除磁箱的外部。
优选地，所述的包覆沥青材料加工用除杂装置包括磁性物收集箱，所述的磁性物收集箱设置在所述除磁箱的一侧，并位于所述磁性物导流板的下方，通过磁性物导流板导流的磁性物被收集在所述的磁性物收集箱中。
优选地，所述的除磁滤板组件包括第一格栅板和第一滑轨支撑板，所述的第一格栅板包括相对设置的左护板和右护板，所述的左护板和右护板之间设置有互相平行的前导向板和后导向板，所述的前导向板上设置有前导向槽，所述的后导向板上设置有后导向槽；所述的前导向板和后导向板之间设置有多个互相平行的磁棒，所述磁棒的两端端部分别固定在左护板和右护板上；相邻的磁棒之间设置有间隙，从而形成格栅结构；所述的第一滑轨支撑板包括相对并且平行设置的前滑轨和后滑轨，所述的前滑轨和后滑轨分别固定设置在除磁箱的内壁面上；所述的前导向板上的前导向槽可滑动地卡设在所述的前滑轨上，所述的后导向板上的后导向槽可滑动地卡设在所述的后滑轨上；从而使得第一格栅板能够从所述除磁箱的一侧滑动抽出到所述除磁箱的外部。
优选地，所述的第一滑轨支撑板还包括相对设置的左固定板和右固定板，所述的前滑轨和后滑轨固定设置在左固定板和右固定板之间，所述的左固定板和右固定板分别固定设置在除磁箱的内壁面上，从而增加整个第一滑轨支撑板特别是前滑轨和后滑轨的稳定性。
优选地，所述的除磁滤板组件还包括第二格栅板、第三格栅板、第四格栅板、第二滑轨支撑板、第三滑轨支撑板和第四滑轨支撑板，所述第二格栅板、第三格栅板和第四格栅板的结构与第一格栅板的结构相同；所述第二滑轨支撑板、第三滑轨支撑板和第四滑轨支撑板的结构与第一滑轨支撑板的结构相同。
优选地，第二格栅板中的磁棒与第一格栅板中的磁棒在安装方向上形成十字交叉垂直的结构。
优选地，第三格栅板中的磁棒与第二格栅板中的磁棒在安装方向上形成十字交叉垂直的结构。
优选地，第四格栅板中的磁棒与第三格栅板中的磁棒在安装方向上形成十字交叉垂直的结构。
进一步优选地，所述磁棒的横截面为具有圆滑端和尖端的桃心形，并且在安装到所述的除磁滤板组件时，所述的圆滑端朝上，所述的尖端朝下。
进一步优选地，所述磁棒的外周曲线符合桃心形的曲线拟合方程，所述桃心形的曲线拟合方程为：
其中ρ为桃心形的曲线上任意一点S与所述尖端之间的直线距离，单位为厘米；t为点S与所述尖端之间的连线与通过所述尖端的铅垂线之间的夹角，单位为度。
进一步优选地，所述的磁棒为圆柱形磁棒，在所述圆柱形磁棒的外周壁上包裹一层桃心形的磁棒包壳，所述的桃心形的磁棒包壳具有包壳圆滑端和包壳尖端，并且在安装到所述的除磁滤板组件时，所述的包壳圆滑端朝上，所述的包壳尖端朝下。
进一步优选地，所述的桃心形的磁棒包壳的外周曲线符合桃心形的曲线拟合方程；所述的桃心形的曲线拟合方程具体为：
其中ρ为桃心形的曲线上任意一点S与所述包壳尖端之间的直线距离，单位为厘米；t为点S与所述包壳尖端之间的连线与通过所述包壳尖端的铅垂线之间的夹角，单位为度。
优选地，所述的皮带上固定设置有安装板，所述安装板的上表面上固定设置有安装筒；所述安装筒的中心设置有竖向的固定孔；所述磁板的下表面固定设置在磁板支撑板的上表面上，所述磁板支撑板的下表面上设置有固定柱，所述固定柱的尺寸与所述固定孔的尺寸匹配，使得所述固定柱***所述固定孔实现过盈配合，从而将所述磁板通过所述磁板支撑板、固定柱、固定孔、安装筒和安装板固定在所述皮带上。
优选地，所述的固定柱和固定孔之间也可以通过其他方式连接，例如在固定柱的侧壁设置螺孔，在安装筒的侧壁的对应位置也设置螺孔，通过螺栓穿过安装筒的侧壁的螺孔和固定柱的侧壁的螺孔实现连接，这种连接方式更加牢固。
优选地，所述的安装板、安装筒、固定柱和磁板支撑板的材质均为具有弹性的树脂或橡胶材料，有助于提高所述的弹性缓冲的效果。
优选地，所述的磁板为正方形的磁板，所述磁板的上表面与供料箱出口的最低点之间的垂直距离H、磁板的边长L、格栅板的层数n、磁板的磁场力F、圆柱形磁棒的直径R以及桃心形的磁棒包壳的包壳圆滑端的最高点和包壳尖端之间的垂直距离Z的取值满足如下的除磁效率优化拟合关系式：
其中，格栅板的层数n取大于等于1的正整数；磁板的上表面与供料箱出口的最低点之间的垂直距离H、磁板的边长L、圆柱形磁棒的直径R以及桃心形的磁棒包壳的包壳圆滑端的最高点和包壳尖端之间的垂直距离Z的单位为厘米，磁板的磁场力F的单位为牛顿。
有益效果
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明所述的包覆沥青材料加工用除杂装置采用鼓风装置将包覆沥青材料中的灰尘通过吹扫清除，采用喷头向经过鼓风装置吹扫的包覆沥青材料喷水，从而通过水洗去除包覆沥青材料中残留的灰尘；采用冷却装置将水洗后的包覆沥青材料冷却到包覆沥青材料的玻璃化转化温度，采用橡胶辊将玻璃相的包覆沥青材料研磨成粉末，并利用筛网将粉末状的包覆沥青材料与石块和铁块分离，采用提升装置将含有磁性物的包覆沥青材料送入所述的除磁装置中，采用除磁装置去除包覆沥青材料中的磁性物，整个装置结构合理，实现了除杂自动化，提高了除杂效率。
本发明所述的包覆沥青材料加工用除杂装置由于采用了皮带带动磁板旋转的结构，巧妙地利用重力和磁力实现了磁性物和包覆沥青材料的分离，工作过程中完全不需要停机清理，吸附在磁板上的磁性物通过刮板刮下，并通过磁性物导流板导流到所述除磁箱的外部；除去磁性物的包覆沥青材料则在重力的作用下自动下落并堆积在除磁箱1的底部。刮板和除磁皮带组件的结构设计使得本发明不必像公开号为CN211755417U的中国实用新型专利公开的技术方案那样，需要整个装置停机才能实现清洗，本发明直接通过刮板把吸附在磁板上的磁性物刮下，完全不需要进一步清洗，也不会因为磁性物堆积在磁板上而影响除磁效率，因为在磁板的每个运动周期内都会有一次与刮板接触的机会，从而大大减小了磁性物堆积在磁板上的可能性。
本发明所述的第一格栅板能够从所述除磁箱的一侧滑动抽出到所述除磁箱的外部，不需要停机即可对第一格栅板进行清理。同样地，多个格栅板还可以分时段进行清理，进一步减小了清理过程的影响。
通过设置十字交叉垂直的结构，本发明所述的第一格栅板、第二格栅板、第三格栅板、第四格栅板减缓了含磁性物的包覆沥青材料的下落速度，从而增加了含磁性物的包覆沥青材料与磁棒的接触时间，进一步提高了除磁效率。
本发明所述的包覆沥青材料加工用除杂装置把磁棒的形状做成桃心形，比圆柱形磁棒的除磁效率提高了至少46.3％。特别是在安装时使圆滑端朝上，尖端朝下，更是能把除磁效率提高至少67.5％。
本发明通过在圆柱形磁棒的外周壁上包裹一层桃心形的磁棒包壳，比把磁棒整体做成桃心形的加工成本平均降低了264％，而且大大提高了加工效率，还能够取得基本相当的整体除磁效率。
本发明采用的固定柱***固定孔的连接方式本身具有弹性缓冲的效果，当包覆沥青材料落到磁板上时，这种弹性缓冲的效果有助于减小包覆沥青材料对磁板的冲击，进而避免吸附在磁板的上表面上的磁性物由于受到冲击而从磁板上脱离，并重新混入包覆沥青材料。因此这种弹性缓冲的效果有利于提高除磁装置的整体除磁效率。实验结果表明，与刚性连接的磁板相比，本发明通过固定柱***固定孔的连接方式至少能够提高29.4％的除磁效率。另外，所述的安装板、安装筒、固定柱和磁板支撑板的材质均为具有弹性的树脂或橡胶材料，有助于提高所述的弹性缓冲的效果。
本发明通过实验数据和数值拟合得到了除磁效率优化拟合关系式，并进一步通过实验对上述除磁效率优化拟合关系式进行了验证，发现当磁板的上表面与供料箱出口的最低点之间的垂直距离H、磁板的边长L、格栅板的层数n、磁板的磁场力F、圆柱形磁棒的直径R以及桃心形的磁棒包壳的包壳圆滑端的最高点和包壳尖端之间的垂直距离Z的取值不满足上述除磁效率优化拟合关系式时，除磁效率最低比满足上述除磁效率优化拟合关系式时降低了15.2％。
附图说明
附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的具体实施方式一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。
图1是本发明所述的包覆沥青材料加工用除杂装置的结构示意图。
图2是除磁装置的结构示意图。
图3是供料箱的俯视图。
图4是第一格栅板的俯视图。
图5是磁棒的横截面示意图。
图6是第一滑轨支撑板的俯视图。
图7是第一滑轨的横截面示意图。
图8是磁板安装板的局部放大示意图。
图9是磁棒包壳的横截面示意图。
图10是磁板的俯视图。
具体实施方式
在下文中更详细地描述了本发明以有助于对本发明的理解。
申请人在研发过程中发现，包覆沥青材料在加工前和加工过程中混入的杂物主要包括灰尘、石块、铁块等固体杂物，其中灰尘的密度比包覆沥青材料要小，可以通过鼓风机吹洗、水清洗去除；石块和铁块的硬度与包覆沥青材料存在较大差异，特别是通过冷却将包覆沥青材料控制在玻璃相时，玻璃相的包覆沥青材料比石块和铁块脆，通过橡胶辊即可将玻璃相的包覆沥青材料研磨成粉末颗粒，而橡胶辊通常无法将石块和铁块磨碎；这样就可以利用二者硬度的不同将研磨成粉末颗粒的包覆沥青材料和石块、铁块通过筛网分离；分离后的包覆沥青材料中还存留有大量的铁屑等磁性物，需要通过除磁装置去除。
基于以上内容，本申请提供了一种包覆沥青材料加工用除杂装置。
如图1至图8所示，本发明所述的包覆沥青材料加工用除杂装置包括清洗装置、冷却装置、研磨装置、提升装置和除磁装置，其中所述的清洗装置的入口处设置有鼓风装置，该鼓风装置用于将包覆沥青材料中的灰尘通过吹扫清除；所述的清洗装置中还包括多个喷头，所述的多个喷头用于向经过鼓风装置吹扫的包覆沥青材料喷水，从而通过水洗去除包覆沥青材料中残留的灰尘；水洗后的包覆沥青材料在所述的冷却装置中被冷却到玻璃相(即冷却到包覆沥青材料的玻璃化转化温度)；被冷却到玻璃相的包覆沥青材料被送入所述的研磨装置中，所述的研磨装置利用橡胶辊将玻璃相的包覆沥青材料研磨成粉末，并利用筛网将粉末状的包覆沥青材料与石块和铁块分离，分离后的粉末状的包覆沥青材料中含有磁性物；含有磁性物的包覆沥青材料被送入所述的提升装置中，所述的提升装置用于将含有磁性物的包覆沥青材料送入所述的除磁装置中；所述的除磁装置包括除磁箱1、供料箱2、供料箱导轨3、除磁滤板组件4和除磁皮带组件5；所述的供料箱2用于接收所述的提升装置输送过来的含有磁性物的包覆沥青材料；所述的供料箱2能够沿着所述供料箱导轨3的延伸方向往复运动，并在往复运动的过程中将含磁性物的包覆沥青材料供给到所述除磁箱1的顶部，含磁性物的包覆沥青材料从所述除磁箱1的顶部进入所述的除磁箱1中；所述除磁箱1的顶部设置有顶部开口，所述的除磁滤板组件4设置在所述除磁箱1的顶部开口中并覆盖所述的顶部开口；所述的除磁滤板组件4用于在含磁性物的包覆沥青材料下落的过程中吸附磁性物，并允许失去了一部分磁性物的包覆沥青材料继续下落到除磁皮带组件5上；所述除磁皮带组件5包括第一皮带轮51、第二皮带轮52和皮带53；所述的皮带53张紧在所述的第一皮带轮51和第二皮带轮52之间，并能够由第一皮带轮51和第二皮带轮52带动从而进行旋转运动；所述皮带53的外表面上设置有多个磁板58，所述的磁板58能够由所述的皮带53带动从而进行旋转运动；当所述的磁板58运动到位于皮带53的上方时，穿过所述的除磁滤板组件4而落下的失去了一部分磁性物的包覆沥青材料落在所述磁板58的上表面上，包覆沥青材料中的遗留磁性物被吸附在所述磁板58的上表面上；当所述的磁板58运动到位于皮带53的下方时，失去了遗留磁性物的包覆沥青材料由于重力的作用而落在所述除磁箱1的底部；所述除磁箱1的侧壁上设置有刮板12，所述的刮板12朝向所述除磁箱1的内部延伸；所述刮板12的下方设置有磁性物导流板13；当吸附有磁性物的磁板58运动到与刮板12接触的位置时，所述的刮板12将吸附在磁板58上的磁性物刮下，被刮下的磁性物落到所述的磁性物导流板13上，由所述的磁性物导流板13将被刮下的磁性物导流到所述除磁箱1的外部。
本发明所述的包覆沥青材料加工用除杂装置由于采用了皮带带动磁板58旋转的结构，巧妙地利用重力和磁力实现了磁性物和包覆沥青材料的分离，工作过程中完全不需要停机清理，吸附在磁板58上的磁性物通过刮板12刮下，并通过磁性物导流板13导流到所述除磁箱1的外部；除去磁性物的包覆沥青材料则在重力的作用下自动下落并堆积在除磁箱1的底部。刮板12和除磁皮带组件5的结构设计使得本发明不必像公开号为CN211755417U的中国实用新型专利公开的技术方案那样，需要整个装置停机才能实现清洗，本发明直接通过刮板12把吸附在磁板58上的磁性物刮下，完全不需要进一步清洗，也不会因为磁性物堆积在磁板58上而影响除磁效率，因为在磁板58的每个运动周期内都会有一次与刮板12接触的机会，从而大大减小了磁性物堆积在磁板58上的可能性。
优选地，所述的清洗装置和冷却装置之间还设置有烘干装置，用于将水洗后的包覆沥青材料烘干水分。
所述的烘干装置既可以采用风干，也可以采用加热烘干。
优选地，所述的除磁滤板组件4的设置位置低于所述顶部开口的侧壁。
由于顶部开口的侧壁比除磁滤板组件4的设置位置高，在顶部开口的侧壁与除磁滤板组件4的上表面之间形成容纳空间，在除磁滤板组件4万一发生堵塞的时候，可以容纳部分含磁性物的包覆沥青材料，避免堆积在除磁滤板组件4的上表面上的包覆沥青材料从除磁滤板组件4的四周溢出。
优选地，如图3所示，所述供料箱2的顶部设置有供料箱开口23(所述的提升装置将含有磁性物的包覆沥青材料通过供料箱开口23送入所述的供料箱2中)；所述供料箱2的底部设置有供料箱出口22(含有磁性物的包覆沥青材料从供料箱出口22落下并进入除磁箱1)；所述供料箱开口23上还设置有供料箱导向板21，所述的供料箱导向板21上设置有供料箱导向槽，所述的供料箱导向槽卡套在所述的供料箱导轨3上(与图7所示的结构类似)，实现所述的供料箱2沿着所述供料箱导轨3的延伸方向的往复运动(可以由现有技术中已知的电动机或气缸等提供动力)。
通过供料箱2的往复运动，能够使含磁性物的包覆沥青材料均匀地下落到除磁滤板组件4上，避免包覆沥青材料在除磁滤板组件4上的堆积和堵塞，有助于提高除磁效率。
优选地，所述除磁箱1的底部还设置有出料口11，通过该出料口11能够将堆积在除磁箱1的底部的包覆沥青材料从除磁箱1中取出。
优选地，所述除磁箱1的侧壁内表面上还设置有第一推杆15和第二推杆17，所述第一推杆15的端部设置有第一推板14，所述第二推杆17的端部设置有第二推板16；所述的第一推板14和第二推板16相对设置，所述的第一推杆15能够推动所述的第一推板14沿着所述除磁箱1的底壁朝向所述出料口11的位置移动以及反方向回缩；所述的第二推杆17能够推动所述的第二推板16沿着所述除磁箱1的底壁朝向所述出料口11的位置移动以及反方向回缩；通过所述第一推板14和所述第二推板16的移动实现将堆积在除磁箱1的底部的包覆沥青材料10汇集到该出料口11的位置并从该出料口11排出到所述除磁箱1的外部。
优选地，所述的包覆沥青材料加工用除杂装置还包括磁性物收集箱6，所述的磁性物收集箱6设置在所述除磁箱1的一侧，并位于所述磁性物导流板13的下方，通过磁性物导流板13导流的磁性物被收集在所述的磁性物收集箱6中。
优选地，所述的除磁滤板组件4包括第一格栅板41和第一滑轨支撑板42，所述的第一格栅板41包括相对设置的左护板414和右护板415，所述的左护板414和右护板415之间设置有互相平行的前导向板412和后导向板413，所述的前导向板412上设置有前导向槽，所述的后导向板413上设置有后导向槽；所述的前导向板412和后导向板413之间设置有多个互相平行的磁棒411，所述磁棒411的两端端部分别固定在左护板414和右护板415上；相邻的磁棒之间设置有间隙，从而形成格栅结构；所述的第一滑轨支撑板42包括相对并且平行设置的前滑轨422和后滑轨423，所述的前滑轨422和后滑轨423分别固定设置在除磁箱1的内壁面上；所述的前导向板412上的前导向槽可滑动地卡设在所述的前滑轨422上(参见图6)，所述的后导向板413上的后导向槽可滑动地卡设在所述的后滑轨423上；从而使得第一格栅板41能够从所述除磁箱1的一侧滑动抽出到所述除磁箱1的外部。
第一格栅板41能够从所述除磁箱1的一侧滑动抽出到所述除磁箱1的外部的优势是不需要停机即可对第一格栅板41进行清理。当第一格栅板41的磁棒411上吸附了大量的磁性物时，一方面磁棒对磁性物的吸附能力会变弱，另一方面如果继续任由含磁性物的包覆沥青材料下落到第一格栅板41的磁棒411上，会对磁棒411上吸附的磁性物造成冲击，使得磁性物从磁棒411上脱离并重新回到包覆沥青材料中，从而使得整个除磁装置的除磁效率降低。此时通过将第一格栅板41从所述除磁箱1的一侧滑动抽出，可以在除磁箱1的外部对第一格栅板41进行清理，将吸附在磁棒411上的磁性物去除，从而恢复磁棒411的吸附能力，清理完再将第一格栅板41***除磁箱1即可。在将第一格栅板41抽出清理的短暂时间里，由于时间短暂，不会影响整个除磁装置的除磁效率(除磁皮带组件5完全可以弥补第一格栅板41清理过程中落下的磁性物没有被磁棒吸附的影响)。另外还可以设置多个格栅板(如下文所述的第二格栅板43、第三格栅板45、第四格栅板47)来进一步减小清理过程的影响。
优选地，所述的第一滑轨支撑板42还包括相对设置的左固定板424和右固定板425，所述的前滑轨422和后滑轨423固定设置在左固定板424和右固定板425之间，所述的左固定板424和右固定板425分别固定设置在除磁箱1的内壁面上，从而增加整个第一滑轨支撑板42特别是前滑轨422和后滑轨423的稳定性。
优选地，所述的除磁滤板组件4还包括第二格栅板43、第三格栅板45、第四格栅板47、第二滑轨支撑板44、第三滑轨支撑板46和第四滑轨支撑板48，所述第二格栅板43、第三格栅板45和第四格栅板47的结构与第一格栅板41的结构相同；所述第二滑轨支撑板44、第三滑轨支撑板46和第四滑轨支撑板48的结构与第一滑轨支撑板42的结构相同。
所述的第二格栅板43能够沿着第二滑轨支撑板44往复滑动，从而使得第二格栅板43能够从所述除磁箱1的一侧滑动抽出到所述除磁箱1的外部。
所述的第三格栅板45能够沿着第三滑轨支撑板46往复滑动，从而使得第三格栅板45能够从所述除磁箱1的一侧滑动抽出到所述除磁箱1的外部。
所述的第四格栅板47能够沿着第四滑轨支撑板48往复滑动，从而使得第四格栅板47能够从所述除磁箱1的一侧滑动抽出到所述除磁箱1的外部。
通过设置以上的第二格栅板43、第三格栅板45、第四格栅板47、第二滑轨支撑板44、第三滑轨支撑板46和第四滑轨支撑板48，可以实现不同格栅板的分时段清理，例如清理第一格栅板41时，第二格栅板43、第三格栅板45、第四格栅板47仍然可以正常工作，从而进一步减小了清理过程的影响。
优选地，第二格栅板43中的磁棒与第一格栅板41中的磁棒在安装方向上形成十字交叉垂直的结构。
优选地，第三格栅板45中的磁棒与第二格栅板43中的磁棒在安装方向上形成十字交叉垂直的结构。
优选地，第四格栅板47中的磁棒与第三格栅板45中的磁棒在安装方向上形成十字交叉垂直的结构。
通过设置上述十字交叉垂直的结构，本发明所述的第一格栅板41、第二格栅板43、第三格栅板45、第四格栅板47减缓了含磁性物的包覆沥青材料的下落速度，从而增加了含磁性物的包覆沥青材料与磁棒的接触时间，进一步提高了除磁效率。
实验结果表明，仅设置第一格栅板41的除磁效率比完全不设置格栅板提高了至少26.8％。其中除磁效率通过对比最终从出料口11中取出的包覆沥青材料中残留的磁性物的质量来计量(其他实验条件完全相同，同样取同一批次的100kg含磁性物的包覆沥青材料来实验)。
在磁棒结构完全相同的情况下，设置第一格栅板41和第二格栅板43的除磁效率比仅设置第一格栅板41的除磁效率提高了至少20.2％。设置第一格栅板41、第二格栅板43和第三格栅板45的除磁效率比设置第一格栅板41和第二格栅板43的除磁效率提高了至少18.6％。设置第一格栅板41、第二格栅板43、第三格栅板45和第四格栅板47的除磁效率比设置第一格栅板41、第二格栅板43和第三格栅板45的除磁效率提高了至少16.4％。
实验过程中申请人还发现，进一步增加格栅板对除磁效率的提升不明显，而且会显著增加包覆沥青材料堵塞的风险。基于以上实验结果，申请人认为，设置四层格栅板是效果最优的技术方案。
进一步优选地，所述磁棒的横截面为具有圆滑端4111和尖端4112的桃心形，并且在安装到所述的除磁滤板组件4时，所述的圆滑端4111朝上，所述的尖端4112朝下。
现有技术中的磁棒一般都是圆柱形，也就是说现有技术中磁棒的横截面均为圆形。研发过程中申请人发现，如果磁棒的横截面为圆形，位于上方的半圆圆周上通常有较多的磁性物被磁棒吸附，但是位于下方的半圆圆周上没有或仅有少量的磁性物被磁棒吸附。另外经过观察可以发现，由于包覆沥青材料下落过程中对冲击磁棒的上半部，导致一部分被磁棒吸附的磁性物由于受到冲击而从磁棒上脱离，并重新混入包覆沥青材料。
通过大量的实验，申请人发现，当把磁棒的形状做成本发明所述的桃心形时，采用前面所述的实验方式和实验条件，比圆柱形磁棒的除磁效率提高了至少46.3％。特别是在安装时使圆滑端4111朝上，尖端4112朝下，更是能把除磁效率提高至少67.5％。通过实验观察和数值模拟，申请人分析原因是由于虽然圆滑端4111也会受到落下的包覆沥青材料的冲击，但是由于尖端4112的存在使得整个磁棒在径向上(图4中上下方向)被拉长，由此导致冲击后包覆沥青材料和磁性物(包括被从磁棒的上半部冲击下来的磁性物)的整体受力和运动形态发生了改变，冲击后包覆沥青材料和磁性物在进一步下落的过程中，受到磁棒的径向上拉长的部分的磁吸力，进而使得磁性物更多地被吸附到桃心形磁棒的下半部分的周壁上，提高了磁棒的整体除磁效率。
另外，实验结果表明，如果使圆滑端4111朝下，尖端4112朝上(作为对比例1)，与使圆滑端4111朝上，尖端4112朝下(作为实施例1)相比，磁棒的整体除磁效率相差大约31.6％(25次实验的平均值)，实施例1的整体除磁效率更高。通过实验观察和数值模拟，申请人分析原因是由于当尖端4112朝上时，虽然顶部受到的冲击小，但是包覆沥青材料会持续冲击尖端4112两侧的部位，而且脱离的磁性物不容易被磁棒的下半部分吸附(因为圆滑端4111类似于圆形)。
申请人还针对三角形、菱形、梯形或带有缺口的不规则形状做了数值模拟和实验研究，发现这些形状的磁棒的除磁效率都没有本申请所述的桃心形的磁棒的除磁效率高。
进一步研究发现，当改变尖端4112与圆滑端4111的几何中心点之间的距离时，对磁棒的整体除磁效率具有影响。通过改变尖端4112与圆滑端4111的几何中心点之间的距离，申请人获得了磁棒的整体除磁效率最高时桃心形的曲线的拟合方程，该方程具体为：
其中ρ为桃心形的曲线上任意一点S与所述尖端4112之间的直线距离，单位为厘米；t为点S与所述尖端4112之间的连线与通过所述尖端4112的铅垂线之间的夹角，单位为度。
需要注意的是，上述单位(厘米和度)仅用于表示数值大小(例如100厘米表示数值100，虽然1米也等于100厘米，但是不能用1米中的1代替100厘米中的100代入上述拟合方程)，不参与方程内的公式计算。因为上述方程为拟合方程并不是物理公式，因此不需要考虑具体量纲。
在将上述桃心形的磁棒做技术转化和投入生产的过程中，申请人进一步发现相对于传统的圆柱形的磁棒来说，桃心形的磁棒在加工上存在比较大的困难，而且加工成本比圆柱形的磁棒高出了20％左右，这在成本控制上是不利的。
为了解决加工困难和成本升高的问题，申请人进一步研发了图9所示的替代实施方式，该替代实施方式与图5所示的实施例不同之处在于，不再把磁棒整体做成桃心形，而是在圆柱形磁棒611的外周壁上包裹一层桃心形的磁棒包壳6113，如图9所示，所述的桃心形的磁棒包壳6113具有包壳圆滑端6111和包壳尖端6112，并且在安装到所述的除磁滤板组件4时，所述的包壳圆滑端6111朝上，所述的包壳尖端6112朝下。
进一步研究发现，所述的桃心形的磁棒包壳6113的外周曲线符合上述桃心形的曲线拟合方程时，仍然能够获得最高的整体除磁效率。所述的桃心形的曲线拟合方程仍然为：
其中ρ为桃心形的曲线上任意一点S与所述包壳尖端6112之间的直线距离，单位为厘米；t为点S与所述包壳尖端6112之间的连线与通过所述包壳尖端6112的铅垂线之间的夹角，单位为度。
进一步实验发现，图9所示的替代实施方式与图5所示的实施例相比，在其他条件均相同的情况下，二者的整体除磁效率最高相差2.7％，这一数值表明二者的整体除磁效率是相当的，但是由于磁棒包壳6113可以由不锈钢板直接轧制成型，比把磁棒整体做成桃心形的加工成本平均降低了264％，而且大大提高了加工效率。
优选地，所述的皮带53上固定设置有安装板54，所述安装板54的上表面上固定设置有安装筒55；所述安装筒55的中心设置有竖向的固定孔59；所述磁板58的下表面固定设置在磁板支撑板57的上表面上(例如通过黏结或螺栓连接)，所述磁板支撑板57的下表面上设置有固定柱56，所述固定柱56的尺寸与所述固定孔59的尺寸匹配，使得所述固定柱56***所述固定孔59实现过盈配合，从而将所述磁板58通过所述磁板支撑板57、固定柱56、固定孔59、安装筒55和安装板54固定在所述皮带53上。
优选地，所述的固定柱56和固定孔59之间也可以通过其他方式连接，例如在固定柱56的侧壁设置螺孔，在安装筒55的侧壁的对应位置也设置螺孔，通过螺栓穿过安装筒55的侧壁的螺孔和固定柱56的侧壁的螺孔实现连接，这种连接方式更加牢固。
固定柱56***固定孔59的连接方式本身具有弹性缓冲的效果，当包覆沥青材料落到磁板58上时，这种弹性缓冲的效果有助于减小包覆沥青材料对磁板58的冲击，进而避免吸附在磁板58的上表面上的磁性物由于受到冲击而从磁板上脱离，并重新混入包覆沥青材料。因此这种弹性缓冲的效果有利于提高除磁装置的整体除磁效率。实验结果表明，与刚性连接的磁板相比，本发明通过固定柱56***固定孔59的连接方式至少能够提高29.4％的除磁效率。
优选地，所述的安装板54、安装筒55、固定柱56和磁板支撑板57的材质均为具有弹性的树脂或橡胶材料，有助于提高所述的弹性缓冲的效果。
图1所示的实施例中，多个磁板58沿着皮带53的长度方向均匀布置，但是本领域技术人员完全能够理解，多个磁板58也可以沿着皮带53的宽度方向均匀布置，或者在宽度方向和长度方向上都均匀布置多个磁板58。
进一步研究发现，除磁效率还与磁板58的上表面与供料箱出口22的最低点之间的垂直距离H、磁板58的边长L(为了简化实验，采用正方形的磁板58)、格栅板的层数n、磁板58的磁场力F、圆柱形磁棒611的直径R以及桃心形的磁棒包壳6113的包壳圆滑端6111的最高点和包壳尖端6112之间的垂直距离Z之间具有复杂的关系。申请人采用改变其中一个参数，固定其他参数的方法进行了大量的实验，比如将磁板58的边长L、格栅板的层数n、磁板58的磁场力F、圆柱形磁棒611的直径R以及桃心形的磁棒包壳6113的包壳圆滑端6111的最高点和包壳尖端6112之间的垂直距离Z固定，仅改变磁板58的上表面与供料箱出口22的最低点之间的垂直距离H，记录除磁效率的变化趋势，记录下除磁效率最高时各个参数的具体数值；采用同样的方式改变其他参数，积累了大量的除磁效率最高时各个参数的具体数值；采用这些能够使除磁效率最高时的参数数值进行数值拟合，得到了除磁效率优化拟合关系式：
其中，格栅板的层数n取大于等于1的正整数，例如仅包括第一格栅板41时，n＝1；包括第一格栅板41和第二格栅板43时，n＝2；包括第一格栅板41、第二格栅板43和第三格栅板45时，n＝3；包括第一格栅板41、第二格栅板43、第三格栅板45和第四格栅板47时，n＝4。
磁板58的上表面与供料箱出口22的最低点之间的垂直距离H、磁板58的边长L、圆柱形磁棒611的直径R以及桃心形的磁棒包壳6113的包壳圆滑端6111的最高点和包壳尖端6112之间的垂直距离Z的单位为厘米，磁板58的磁场力F的单位为牛顿。
需要注意的是，上述单位(厘米和牛顿)仅用于表示数值大小(例如100厘米表示数值100，虽然1米也等于100厘米，但是不能用1米中的1代替100厘米中的100代入上述拟合关系式)，不参与关系式内的公式计算。因为上述关系式为拟合关系式并不是物理公式，因此不需要考虑具体量纲。
申请人进一步通过实验对上述除磁效率优化拟合关系式进行了验证，发现当磁板58的上表面与供料箱出口22的最低点之间的垂直距离H、磁板58的边长L、格栅板的层数n、磁板58的磁场力F、圆柱形磁棒611的直径R以及桃心形的磁棒包壳6113的包壳圆滑端6111的最高点和包壳尖端6112之间的垂直距离Z的取值不满足上述除磁效率优化拟合关系式时，除磁效率最低比满足上述除磁效率优化拟合关系式时降低了15.2％。
以上描述了本发明优选实施方式，然其并非用以限定本发明。本领域技术人员对在此公开的实施方案可进行并不偏离本发明范畴和精神的改进和变化。
Claims (7)
1.一种包覆沥青材料加工用除杂装置，其特征在于，所述的包覆沥青材料加工用除杂装置包括清洗装置、冷却装置、研磨装置、提升装置和除磁装置，其中所述的清洗装置的入口处设置有鼓风装置，该鼓风装置用于将包覆沥青材料中的灰尘通过吹扫清除；所述的清洗装置中还包括多个喷头，所述的多个喷头用于向经过鼓风装置吹扫的包覆沥青材料喷水，从而通过水洗去除包覆沥青材料中残留的灰尘；水洗后的包覆沥青材料在所述的冷却装置中被冷却到玻璃相；被冷却到玻璃相的包覆沥青材料被送入所述的研磨装置中，所述的研磨装置利用橡胶辊将玻璃相的包覆沥青材料研磨成粉末，并利用筛网将粉末状的包覆沥青材料与石块和铁块分离，分离后的粉末状的包覆沥青材料中含有磁性物；含有磁性物的包覆沥青材料被送入所述的提升装置中，所述的提升装置用于将含有磁性物的包覆沥青材料送入所述的除磁装置中；所述的除磁装置包括除磁箱、供料箱、供料箱导轨、除磁滤板组件和除磁皮带组件；所述的供料箱用于接收所述的提升装置输送过来的含有磁性物的包覆沥青材料；所述的供料箱能够沿着所述供料箱导轨的延伸方向往复运动，并在往复运动的过程中将含磁性物的包覆沥青材料供给到所述除磁箱的顶部，含磁性物的包覆沥青材料从所述除磁箱的顶部进入所述的除磁箱中；所述除磁箱的顶部设置有顶部开口，所述的除磁滤板组件设置在所述除磁箱的顶部开口中并覆盖所述的顶部开口；所述的除磁滤板组件用于在含磁性物的包覆沥青材料下落的过程中吸附磁性物，并允许失去了一部分磁性物的包覆沥青材料继续下落到除磁皮带组件上；所述除磁皮带组件包括第一皮带轮、第二皮带轮和皮带；所述的皮带张紧在所述的第一皮带轮和第二皮带轮之间，并能够由第一皮带轮和第二皮带轮带动从而进行旋转运动；所述皮带的外表面上设置有多个磁板，所述的磁板能够由所述的皮带带动从而进行旋转运动；当所述的磁板运动到位于皮带的上方时，穿过所述的除磁滤板组件而落下的失去了一部分磁性物的包覆沥青材料落在所述磁板的上表面上，包覆沥青材料中的遗留磁性物被吸附在所述磁板的上表面上；当所述的磁板运动到位于皮带的下方时，失去了遗留磁性物的包覆沥青材料由于重力的作用而落在所述除磁箱的底部；所述除磁箱的侧壁上设置有刮板，所述的刮板朝向所述除磁箱的内部延伸；所述刮板的下方设置有磁性物导流板；当吸附有磁性物的磁板运动到与刮板接触的位置时，所述的刮板将吸附在磁板上的磁性物刮下，被刮下的磁性物落到所述的磁性物导流板上，由所述的磁性物导流板将被刮下的磁性物导流到所述除磁箱的外部；
所述供料箱的顶部设置有供料箱开口；所述供料箱的底部设置有供料箱出口；所述供料箱开口上还设置有供料箱导向板，所述的供料箱导向板上设置有供料箱导向槽，所述的供料箱导向槽卡套在所述的供料箱导轨上，实现所述的供料箱沿着所述供料箱导轨的延伸方向的往复运动；
所述的除磁滤板组件包括第一格栅板和第一滑轨支撑板，所述的第一格栅板包括相对设置的左护板和右护板，所述的左护板和右护板之间设置有互相平行的前导向板和后导向板，所述的前导向板上设置有前导向槽，所述的后导向板上设置有后导向槽；所述的前导向板和后导向板之间设置有多个互相平行的磁棒，所述磁棒的两端端部分别固定在左护板和右护板上；相邻的磁棒之间设置有间隙，从而形成格栅结构；所述的第一滑轨支撑板包括相对并且平行设置的前滑轨和后滑轨，所述的前滑轨和后滑轨分别固定设置在除磁箱的内壁面上；所述的前导向板上的前导向槽可滑动地卡设在所述的前滑轨上，所述的后导向板上的后导向槽可滑动地卡设在所述的后滑轨上；从而使得第一格栅板能够从所述除磁箱的一侧滑动抽出到所述除磁箱的外部；
所述的磁棒为圆柱形磁棒，在所述圆柱形磁棒的外周壁上包裹一层桃心形的磁棒包壳，所述的桃心形的磁棒包壳具有包壳圆滑端和包壳尖端，并且在安装到所述的除磁滤板组件时，所述的包壳圆滑端朝上，所述的包壳尖端朝下。
2.根据权利要求1所述的包覆沥青材料加工用除杂装置，其特征在于，所述的清洗装置和冷却装置之间还设置有烘干装置，用于将水洗后的包覆沥青材料烘干水分。
3.根据权利要求1所述的包覆沥青材料加工用除杂装置，其特征在于，所述除磁箱的底部还设置有出料口，通过该出料口能够将堆积在除磁箱的底部的包覆沥青材料从除磁箱中取出。
4.根据权利要求1所述的包覆沥青材料加工用除杂装置，其特征在于，所述除磁箱的侧壁内表面上还设置有第一推杆和第二推杆，所述第一推杆的端部设置有第一推板，所述第二推杆的端部设置有第二推板；所述的第一推板和第二推板相对设置，所述的第一推杆能够推动所述的第一推板沿着所述除磁箱的底壁朝向所述出料口的位置移动以及反方向回缩；所述的第二推杆能够推动所述的第二推板沿着所述除磁箱的底壁朝向所述出料口的位置移动以及反方向回缩；通过所述第一推板和所述第二推板的移动实现将堆积在除磁箱的底部的包覆沥青材料汇集到该出料口的位置并从该出料口排出到所述除磁箱的外部。
5.根据权利要求1所述的包覆沥青材料加工用除杂装置，其特征在于，所述的包覆沥青材料加工用除杂装置包括磁性物收集箱，所述的磁性物收集箱设置在所述除磁箱的一侧，并位于所述磁性物导流板的下方，通过磁性物导流板导流的磁性物被收集在所述的磁性物收集箱中。
6.根据权利要求1所述的包覆沥青材料加工用除杂装置，其特征在于，所述的除磁滤板组件还包括第二格栅板、第三格栅板、第四格栅板、第二滑轨支撑板、第三滑轨支撑板和第四滑轨支撑板，所述第二格栅板、第三格栅板和第四格栅板的结构与第一格栅板的结构相同；所述第二滑轨支撑板、第三滑轨支撑板和第四滑轨支撑板的结构与第一滑轨支撑板的结构相同。
7.根据权利要求1所述的包覆沥青材料加工用除杂装置，其特征在于，所述的皮带上固定设置有安装板，所述安装板的上表面上固定设置有安装筒；所述安装筒的中心设置有竖向的固定孔；所述磁板的下表面固定设置在磁板支撑板的上表面上，所述磁板支撑板的下表面上设置有固定柱，所述固定柱的尺寸与所述固定孔的尺寸匹配，使得所述固定柱***所述固定孔实现过盈配合，从而将所述磁板通过所述磁板支撑板、固定柱、固定孔、安装筒和安装板固定在所述皮带上。
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