CN104445178B - 石墨提纯设备及其出料冷却装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种出料冷却装置，包括第一连接装置(1)，其还包括：通过所述第一连接装置(1)连接于提纯设备底部、与炉膛加热区相连通、且与物料相接触部分为吸热与导热性能良好的石墨的第一冷却器；通过第二连接装置(2)与所述第一冷却器底部相连通的第二冷却器。第一冷却器的内壁设置为吸热及导热性能良好的石墨材质，能够避免高温的物料直接与冷却装置的内壁相接触造成的损伤；再进入到第二冷却器内部，此时物料已经不会对冷却装置的内壁造成损伤，并形成双重冷却效果，加快了冷却的速度。

Description

石墨提纯设备及其出料冷却装置

技术领域

本发明涉及石墨提纯设备技术领域，特别是涉及一种出料冷却装置。本发明还涉及一种高温提纯石墨的石墨提纯设备。

背景技术

石墨材料在能源、环保、信息、交通、国防等新技术领域有着广阔的市场前景。如电池的电极材料，燃料电池的双极板，柔性石墨密封材料，电子信息设备的涂层材料，军事装备的隐身材料等。石墨材料的深加工会伴随很高的附加值，但是对其进行深加工的设备往往具有很高的要求，石墨提纯设备是石墨深加工领域重要的设备之一。提纯石墨的需要很高的温度，一般要达到2600摄氏度以上，在出料时又需要将高温的石墨冷却到一定的温度才能出料。因此对于石墨的出料设备也具有相当高手要求。目前，石墨加热设备的出料冷却装置主要采用冷却金属夹套或者金属管的换热方式进行冷却，但是这种冷却的方式难以承受2600摄氏度的高温，也无法实现高温物料的快速冷却，冷却的效果并不好。

因此，对于本领域的技术人员来说，如何设计一种能够对承受高温，并对高温物料进行快速冷却的装置，是本领域的技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种出料冷却装置，该装置能够对高温加热后的石墨进行快速冷却，并能够很好地承受石墨物料排出时产生的高温。本发明的另一目的是提供一种包括上述出料冷却装置的石墨提纯设备。

为解决上述技术问题，本发明提供一种出料冷却装置，包括第一连接装置，还包括：

通过所述第一连接装置连接于提纯设备底部、与炉膛加热区相连通、且与物料相接触部分为吸热与导热性能良好的石墨的第一冷却器；

通过第二连接装置与所述第一冷却器底部相连通的第二冷却器。

优选地，所述第一冷却器包括位于所述第一冷却器内侧、呈筒状的石墨蓄热器与设置于所述石墨蓄热器的外侧壁、并用于对所述石墨蓄热器进行冷却的第一冷却金属夹套。

优选地，所述第二冷却器包括设置于所述第二冷却器内腔的多条冷却管道与设置于所述第二冷却器外侧的第二冷却金属夹套。

优选地，所述冷却管道横向贯通设置于第二冷却器内部，且沿竖直方向设置为多层，每层均有多条，所述冷却管道的两端与所述第二冷却金属夹套相连通。

优选地，分别在所述第一冷却金属夹套与所述第二冷却金属夹套的底部开设第一冷却介质进口与第二冷却介质进口；分别在所述第一冷却金属夹套与所述第二冷却金属夹套的顶部开设第一冷却介质出口与第二冷却介质出口。

优选地，所述第一冷却介质进口与所述第一冷却介质出口的连线、所述第二冷却介质进口所述第二冷却介质出口的连线分别穿过所述第一冷却器与所述第二冷却器的中心轴线。

优选地，在所述第二冷却金属夹套内设置用于将冷却介质隔断的间隔板，所述间隔板将所述第二冷却金属夹套分隔为两个内腔，所述第二冷却介质进口与所述第二冷却介质出口分别连通于两个不相接通的内腔，从所述第二冷却介质进口进入到所述第二冷却金属夹套内部的冷却介质只能经由所述冷却管道从所述第二冷却介质出口排出。

优选地，还包括通过第三连接装置设置于所述第二冷却器底部出口的出料机构。

优选地，所述第一连接装置、第二连接装置及第三连接装置均为法兰。

本发明还提供一种石墨提纯设备，其包括上述任一项所述的出料冷却装置。

相对于上述背景技术，本发明所提供的物料出料冷却装置，包括依次设置于炉膛加热区的底部的第一冷却器及第二冷却器，第一冷却器通过第一连接装置与炉膛连接，其内壁设置为吸热及导热性能良好的石墨材质，因为石墨的耐热温度较高，且石墨材质吸收热量的能力很好，并能够快速传递热量，在与物料相接触时，快速地吸收物料本身的热量，并能够迅速将热量传递到外部，使炉膛底部出来的高温的物料的温度降低到适当的温度，再进入到第二冷却器内部，此时物料已经不会对冷却装置的内壁造成损伤，并形成双重冷却效果，当降低到适当温度的物料进入到第二冷却器时，进行进一步的降温，最终从第二冷却器内排出时，物料的温度已经降到足够低，满足需要。

综上所述，本发明所提供的物料出料冷却装置通过设置有石墨材质的内壁，能够承受物料的高温，不易对冷却器造成伤害，并且其通过双重冷却器的设置，能够快速将物料的温度降低至适当的温度。

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，下面将对实施例或现有技术描述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为本发明所提供的出料冷却装置一种实施方式的结构示意图；

图2为图1中A-A部分的剖面图；

图3为图2中D部分的局部放大图。

其中：

第一连接装置1、第二连接装置2、石墨蓄热器3、第一冷却金属夹套4、第一冷却介质进口41、第一冷却介质出口42、冷却管道5、第二冷却金属夹套6、第二冷却介质进口61、第二冷却介质出口62、间隔板63、第三连接装置7、出料机构8。

具体实施方式

本发明的目的是提供一种出料冷却装置，该装置能够承受物料刚出炉时所具有的高温，不易对冷却装置造成损伤，并且通过双重冷却器的设置，能够快速对物料进行冷却。本发明的另一目的是提供一种包括上述出料冷却装置的石墨提纯设备。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明所提供的出料冷却装置，下面将结合附图及具体的实施方式对本发明的技术方案进行详细的介绍。

如图1所示，为本发明所提供的出料冷却装置的结构示意图。如图1所示，本发明所提供的出料冷却装置，包括第一连接装置1，还包括：通过第一连接装置1连接于提纯设备底部、与炉膛加热区相连通、且与物料相接触部分为吸热与导热性能良好的石墨的第一冷却器；通过第二连接装置2与第一冷却器底部相连通的第二冷却器。图1中第一冷却器为位于第一连接装置1与第二连接装置2之间的部分，第二冷却器为位于第二连接装置2与第三连接装置7之间的部分。通过两段冷却器的设置可以使物料经过再次冷却，冷却的速度较快。

在本实施方式中，第一冷却器与炉膛加热区的底部相连通，内侧壁设置为石墨蓄热器3，石墨蓄热器3为筒状，与第一冷却器的形状相匹配。并与高温的物料直接接触，因为石墨本身的耐高温性较好，在与高温的物料相接触时，不易因高温发生损坏，并且石墨导热的速度很快，能够将热量快速导出，这点是石墨材料相比其他材料的优势，且石墨廉价易得，经济性较好。在第一冷却器的外侧，即石墨蓄热器3的外侧壁设置有第一金属夹套4，第一金属夹套4将石墨蓄热器3传递出的热量通过冷却介质带出出料冷却装置。

经过石墨蓄热器3的冷却之后，物料的温度已经降低到适当的温度，可以进行后续的降温过程，本发明所提供的出料冷却装置还包括有第二冷却器，当物料经过第一冷却器初步冷却后，再经过第二冷却器的降温，可以使物料的温度降进一步低至需要的温度。

本发明的一种实施方式所提供的物料冷却装置具有第二冷却器，第二冷却器的内腔设置有冷却管道5，在第二冷却器的外侧设置第二冷却金属夹套6，与第一金属夹套4的作用相同，第一金属夹套4与第二冷却金属夹套6的内部能够流通冷却介质，在本实施方式中，所采用的冷却介质为水。水的流动性较好，比热容较大，是一种常用的冷却介质。

进一步，第二冷却器内部设置的冷却管道5为横向贯通的，冷却管道5的两端与第二冷却金属夹套6连通，冷却介质能够在冷却管道5内流动。

在第一冷却金属夹套4的顶部设置第一冷却介质出口42，在第一冷却金属夹套4的底部设置第一冷却介质进口41；在第二冷却金属夹套6的顶部设置第二冷却介质出口62，第二冷却金属夹套6的底部设置第二冷却介质进口61，冷却介质从底部向顶部流动，充分吸收物料所产生的热量。

具体地，第一冷却介质进口41与第一冷却介质出口42的连线穿过第一冷却器的中心轴线；第二冷却介质进口61与第二冷却介质出口62的连线穿过第二冷却器的中心轴线，即第一冷却介质进口41与第一冷却介质出口42、第二冷却介质进口61与第二冷却介质出口62分别分布于两个相对的位置，使冷却介质流动的距离尽可能长，吸收热量尽可能充分。

如图2所示，为本发明所提供的出料冷却装置第二冷却器的横截面的示意图，即图1中A-A截面的示意图。在同一水平面内，设置有多个冷却管道5，均匀分布在第二冷却器的内腔，对从第二冷却器内通过的物料进行冷却，同一层的多个冷却管道5的设置使物料与冷却介质接触充分，冷却的效果更好。并且在第二冷却器的内腔沿竖直方向设置多层冷却管道5，依次从上向下排列，物料从顶部向底部运行时，会使物料与冷却管道5更充分地接触，进行热交换过程。

如图3所示，为间隔板63的横截面放大图。在第二冷却金属夹套6内部还设置有间隔板63，间隔板63从最顶部延伸至最底部，将第二冷却金属夹套6隔断为两个封闭的空间，从第二冷却介质进口61流入的冷却介质不能通过第二冷却金属夹套6从第二冷却介质出口62流出；因为冷却管道5的两端与第二冷却金属夹套6连通，所以冷却介质只能通过冷却管道5流动，使通过冷却管道5的冷却介质流量增大，且冷却管道5与物料的接触面积更大，吸收的热量更多，加快了冷却的速度。在本实施方式中，间隔板63通过焊接的方式固定于第二冷却金属夹套6上。

本发明所提供的出料冷却装置还包括有设置于第二冷却器底部出口的出料机构8，经过双重冷却的物料经过出料机构8流出，此时物料的热量已经被充分吸收，已经降至适当的温度。

具体地，本发明实施方式中的第一连接装置1、第二连接装置2及第三连接装置7均为法兰，法兰通过螺栓进行连接，在第一连接装置1的顶部设置有开关装置，控制物料的排出。如图1所示，其中顶部的箭头B表示物料进入的方向，底部的箭头C表示物料从底部流出的方向。

本发明还提供一种石墨提纯设备，该设备包括上述介绍的出料冷却装置，该设备的其他部分请参考现有技术，本文不再赘述。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理，可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种出料冷却装置，包括第一连接装置(1)，其特征在于，还包括：

通过所述第一连接装置(1)连接于提纯设备底部、与炉膛加热区相连通、且与物料相接触部分为吸热与导热性能良好的石墨的第一冷却器；所述第一冷却器包括位于所述第一冷却器内侧、呈筒状的石墨蓄热器(3)与设置于所述石墨蓄热器(3)的外侧壁、并用于对所述石墨蓄热器(3)进行冷却的第一冷却金属夹套(4)；

通过第二连接装置(2)与所述第一冷却器底部相连通的第二冷却器；

所述第二冷却器包括设置于所述第二冷却器内腔的多条冷却管道(5)与设置于所述第二冷却器外侧的第二冷却金属夹套(6)；所述冷却管道(5)横向贯通设置于所述第二冷却器内部，且沿竖直方向设置为多层，每层均有多条；所述冷却管道(5)的两端与所述第二冷却金属夹套(6)相连通。

2.如权利要求1所述的出料冷却装置，其特征在于，分别在所述第一冷却金属夹套(4)与所述第二冷却金属夹套(6)的底部开设第一冷却介质进口(41)与第二冷却介质进口(61)；分别在所述第一冷却金属夹套(4)与所述第二冷却金属夹套(6)的顶部开设第一冷却介质出口(42)与第二冷却介质出口(62)。

3.如权利要求2所述的出料冷却装置，其特征在于，所述第一冷却介质进口(41)与所述第一冷却介质出口(42)的连线、所述第二冷却介质进口(61)与所述第二冷却介质出口(62)的连线分别穿过所述第一冷却器与所述第二冷却器的中心轴线。

4.如权利要求3所述的出料冷却装置，其特征在于，在所述第二冷却金属夹套(6)内设置用于将冷却介质隔断的间隔板(63)，所述间隔板(63)将所述第二冷却金属夹套(6)分隔为两个内腔，所述第二冷却介质进口(61)与所述第二冷却介质出口(62)分别连通于两个不相接通的内腔，从所述第二冷却介质进口(61)进入到所述第二冷却金属夹套(6)内部的冷却介质只能经由所述冷却管道(5)从所述第二冷却介质出口(62)排出。

5.如权利要求4所述的出料冷却装置，其特征在于，还包括通过第三连接装置(7)设置于所述第二冷却器底部出口的出料机构(8)。

6.如权利要求5所述的出料冷却装置，其特征在于，所述第一连接装置(1)、第二连接装置(2)及第三连接装置(7)均为法兰。

7.一种石墨提纯设备，其特征在于，包括如权利要求1至6任一项所述的出料冷却装置。