CN107858709B - 一种制备金属混合粉末的熔盐电解装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种制备金属混合粉末的熔盐电解装置，它包括电解箱和电解架，电解架下部设置有连接到电源并竖直穿入到电解箱内的正极棒和负极棒，电解箱为无上盖和下底的腔体，且电解箱安装在电解槽座内，电解槽座内底面设置有插入到电解箱内并与其密封配合的保护套，保护套内设置有电热块，电解架开设有热熔上料口、下部连接有热熔上料管，热熔上料口的上部设置有竖直走向的绞龙推进器，绞龙推进器的侧部通过热熔出料管连接有不少于两组设置在电解架上的热熔装置，且每根热熔出料管上均设置有出料控制阀；本发明的目可以确保金属热熔盐按比例均匀混合进入到电解箱内，进而能够实现熔盐电解制备金属粉末的同时完成金属的混合。

Description

一种制备金属混合粉末的熔盐电解装置

技术领域

本发明涉及金属粉末加工设备领域，尤其涉及一种制备金属混合粉末的熔盐电解装置。

背景技术

金属粉末是指尺寸小于1mm的金属颗粒群。包括单一金属粉末、合金粉末以及具有金属性质的某些难熔化合物粉末，是粉末冶金的主要原材料。

金属粉末的制备方法多样，其中电解法是一种常用的金属粉末加工法，是通过通电的负极棒和正极棒放入金属盐溶液中，金属正离子会往负极移动并与负极棒产生得电子反应，进而得到金属粉末并附着在负极棒上，对于一些极其活泼的金属，采用金属盐溶液电解无法得到金属粉末，大多会得到金属的氢氧化物，因此对于这类金属，大多都会采用熔盐电解的方式进行制备，尤其是一些稀有金属如钍铌锆钽，大多都是通过熔盐电解的方式制取，在粉末冶金的工业中，有时需要多种金属粉末混合加工，需要在后续的过程中将金属粉末进行再次混合，耗费了大量的人力物力。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备金属混合粉末的熔盐电解装置，使电解箱配合多个热熔装置，并通过出料控制阀控制各种金属热熔盐的加入比例，并通过绞龙推进器进行推进，可以确保金属热熔盐按比例均匀混合进入到电解箱内，进而能够实现熔盐电解制备金属粉末的同时完成金属的混合。

为了实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种制备金属混合粉末的熔盐电解装置，它包括电解箱（1）和电解架（2），所述的电解架（2）下部设置有连接到电源并竖直穿入到电解箱（1）内的正极棒（3）和负极棒（4），所述的电解箱（1）为无上盖和下底的腔体，且电解箱（1）安装在电解槽座（36）内，所述的电解槽座（36）内底面设置有插入到电解箱（1）内并与其密封配合的保护套（38），所述的保护套（38）内设置有电热块（37），且保护套（38）的上部为导热块绝缘块、下部为隔热绝缘块，所述的电解架（2）开设有热熔上料口（34）、下部连接有热熔上料管（35），所述的热熔上料口（34）的上部设置有竖直走向的绞龙推进器（33），所述的绞龙推进器（33）的侧部通过热熔出料管连接有不少于两组设置在电解架（2）上的热熔装置（31），且每根热熔出料管上均设置有出料控制阀（32）。

进一步的，所述的热熔上料管（35）包括设置在电解架（2）下部与热熔上料口（34）配合的上料外管（39），所述的上料外管（39）内设置有上料内管（40），所述的上料内管（40）的上部为与上料外管（39）内径配合的法兰套，所述的上料外管（39）的下部内侧设置有与法兰套配合的上料密封圈（41），所述的上料内管（40）的下部侧面开设有与上料密封圈（41）配合的内管出料孔（42）、下端连接有内管封堵块（43），且内管封堵块（43）外侧超出上料外管（39）的外侧，且超出部分通过内管复位弹簧（44）与上料外管（39）外侧设置的复位安装块（45）连接，所述的内管封堵块（43）上开设有成环形分布的落料孔（46），且内管封堵块（43）上侧和下侧位于落料孔（46）外侧的部位均设置有落料拦截套（47）。

进一步的，所述的负极棒（4）的两侧设置有相互配合的刮料收集半筒（14），且刮料收集半筒（14）与负极棒（4）配合的部位开设有半圆形口，所述的刮料收集半筒（14）的外侧连接有可左右活动和升降的活动装置，一个刮料收集半筒（14）的上部固连有与其连通的吸料管（18），所述的吸料管（18）连接有吸料气泵（19），所述的刮料收集半筒（14）为绝缘筒。

进一步的，两个刮料收集半筒（14）上板和侧板的配合部位设置有密封条（15）。

进一步的，所述的吸料管（18）为L形管，其水平部分的中部下方开设有出料口（22），且吸料管（18）内位于出料口（22）靠近吸料气泵（19）的一侧设置有倾斜的挡料网（23），所述的出料口（22）的下方配合有收集盒（20），所述的刮料收集半筒（14）上设置有与收集盒（20）左右侧配合的盒体限位块（21）。

进一步的，所述的收集盒（20）的高度低于吸料管（18）水平部分的下表面，所述的收集盒（20）的的前后外侧设置有收集升降块（24），且收集升降块（24）通过收集锁紧螺栓（25）锁紧在收集盒（20）的外侧，且收集盒（20）的外侧沿竖直方向设置有不少于2个与收集锁紧螺栓（25）配合的收集升降调节孔（26），所述的收集升降块（24）的上部设置有与吸料管（18）水平部分下表面配合的收集挡块（27）。

进一步的，所述的收集挡块（27）由两块成锐角的板组成，其中一块板竖直设置，另一块板倾斜设置并与收集升降块（24）连接，收集挡块（27）竖直设置的板的外侧与收集盒（20）的内侧平齐。

进一步的，另一个刮料收集半筒（14）的上部固连有与其连通的吹气管（16），且吹气管（16）和吸料管（18）与刮料收集半筒（14）配合的部位关于负极棒（4）中心对称，所述的吹气管（16）连接有吹气泵（17）。

进一步的，所述的活动装置包括左右刮料收集半筒上部的左活动块（13）和右活动块（10），所述的左活动块（13）通过连动块（11）与右活动块（10）右侧的连动杆（12）配合，所述的右活动块（10）和连动块（11）相向侧的中部设置有刮料限位槽（8）、上部和下部之间设置有刮料复位弹簧（9），两个刮料限位槽（8）之间配合有刮料开合转块（7），所述的刮料开合转块（7）为椭圆形，其下表面中心连接有刮料升降气缸（62），所述的刮料升降气缸（62）的下部连接有与其同轴线的刮料转动马达（61），所述的刮料转动马达（61）设置在电解箱（1）上安装的收集架（5）上。

进一步的，所述的左活动块（13）高于右活动块（10），且右活动块（10）的上部设置有与连动杆（12）配合的连动限位槽（28）。

本发明的有益效果为：

1、使电解箱配合多个热熔装置，并通过出料控制阀控制各种金属热熔盐的加入比例，并通过绞龙推进器进行推进，可以确保金属热熔盐按比例均匀混合进入到电解箱内，进而能够实现熔盐电解制备金属粉末的同时完成金属的混合。

2、热熔上料管的结构设计巧妙，可以通过注入到上料内管内的热熔盐液体将上料内管往下压并带动内管出料孔与上料密封圈分开，实现往电解箱注入热熔盐液体的操作，且在注入的过程中会逐步下降，使上料内管插入到电解箱内，这样可以确保上料的安全性。

3、设置有与负极棒配合的两个可开合的刮料收集半筒，配合升降装置，能够实现负极棒上的金属粉末刮料，并在刮料收集半筒的上部设置吸料装置，能够实现负极棒上的金属粉末自动收集，同时不会影响负极棒的正常电解，能够避免过多的金属粉末与电解液混合，避免出现漏料口堵塞的情况。

4、刮料收集半筒侧部和上部密封条的设计，可以避免在吸料的过程中金属粉末从刮料收集半筒的上部和侧侧部散出，下部不密封可以方便电解液的流出，进而提高吸料过程中金属粉末的干燥度。

5、出料口、挡料网和收集盒的配合设计，可以方便金属粉末的收集，避免在吸料的过程中出现散出的情况，同时还能够防止金属粉末进入到吸料气泵造成泵的堵塞。

6、收集盒上的收集升降块和收集挡块的设计，可以确保金属粉末能够完全落入到收集盒中。

7、收集挡块的结构设计，相对于竖直形的挡块，可以避免盒上壁出现金属粉末，相对于L形或倒凹型的挡块，可以减小收集挡块和吸料管下部的接触面积，进而避免表面不平整造成的间隙，同时也能够确保收集锁紧螺栓能够精准的插入到收集升降调节孔内。

8、吹气管和吹气泵的设计，可以将刮料收集筒内的金属粉末进行吹干，同时还能够将金属粉末吹起，配合吸料管和吸料气泵的吸出。

9、活动装置的设计巧妙，采用可以转动的椭圆形刮料开合转块实现左右活动块的相向运动，同时还能够作为带动左右活动块升降的连动部件，能够使左右活动块实现同步升降，极大的确保了刮料的效果。

10、连动限位槽的设计，可以避免左右活动块在活动的时候出现前后错位的情况，进而一步确保刮料收集半筒的刮料效果。

附图说明

图1为一种制备金属混合粉末的熔盐电解装置的结构示意图。

图2为热熔上料管的结构示意图。

图3为刮料收集部分的结构示意图。

图4为图3中A的局部放大图。

图5为图3的俯视图。

图6为图5中B-B的剖视图。

图7为图6中C的局部放大图。

图中所示文字标注表示为：1、电解箱；2、电解架；3、正极棒；4、负极棒；5、收集架；7、刮料开合转块；8、刮料限位槽；9、刮料复位弹簧；10、右活动块；11、连动块；12、连动杆；13、左活动块；14、刮料收集半筒；15、密封条；16、吹气管；17、吹气泵；18、吸料管；19、吸料气泵；20、收集盒；21、盒体限位块；22、出料口；23、挡料网；24、收集升降块；25、收集锁紧螺栓；26、收集升降调节孔；27、收集挡块；28、连动限位槽；31、热熔装置；32、出料控制阀；33、绞龙推进器；34、热熔上料口；35、热熔上料管；36、电解槽座；37、电热块；38、保护套；39、上料外管；40、上料内管；41、上料密封圈；42、内管出料孔；43、内管封堵块；44、内管复位弹簧；45、复位安装块；46、落料孔；47、落料拦截套；61、刮料转动马达；62、刮料升降气缸。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

如图1-图7所示，本发明的具体结构为：一种制备金属混合粉末的熔盐电解装置，它包括电解箱1和电解架2，所述的电解架2下部设置有连接到电源并竖直穿入到电解箱1内的正极棒3和负极棒4，所述的电解箱1为无上盖和下底的腔体，且电解箱1安装在电解槽座36内，所述的电解槽座36内底面设置有插入到电解箱1内并与其密封配合的保护套38，所述的保护套38内设置有电热块37，且保护套38的上部为导热块绝缘块、下部为隔热绝缘块，所述的电解架2开设有热熔上料口34、下部连接有热熔上料管35，所述的热熔上料口34的上部设置有竖直走向的绞龙推进器33，所述的绞龙推进器33的侧部通过热熔出料管连接有不少于两组设置在电解架2上的热熔装置31，且每根热熔出料管上均设置有出料控制阀32。

优选的，所述的热熔上料管35包括设置在电解架2下部与热熔上料口34配合的上料外管39，所述的上料外管39内设置有上料内管40，所述的上料内管40的上部为与上料外管39内径配合的法兰套，所述的上料外管39的下部内侧设置有与法兰套配合的上料密封圈41，所述的上料内管40的下部侧面开设有与上料密封圈41配合的内管出料孔42、下端连接有内管封堵块43，且内管封堵块43外侧超出上料外管39的外侧，且超出部分通过内管复位弹簧44与上料外管39外侧设置的复位安装块45连接，所述的内管封堵块43上开设有成环形分布的落料孔46，且内管封堵块43上侧和下侧位于落料孔46外侧的部位均设置有落料拦截套47。

优选的，所述的负极棒4的两侧设置有相互配合的刮料收集半筒14，且刮料收集半筒14与负极棒4配合的部位开设有半圆形口，所述的刮料收集半筒14的外侧连接有可左右活动和升降的活动装置，一个刮料收集半筒14的上部固连有与其连通的吸料管18，所述的吸料管18连接有吸料气泵19，所述的刮料收集半筒14为绝缘筒。

优选的，两个刮料收集半筒14上板和侧板的配合部位设置有密封条15。

优选的，所述的吸料管18为L形管，其水平部分的中部下方开设有出料口22，且吸料管18内位于出料口22靠近吸料气泵19的一侧设置有倾斜的挡料网23，所述的出料口22的下方配合有收集盒20，所述的刮料收集半筒14上设置有与收集盒20左右侧配合的盒体限位块21。

优选的，所述的收集盒20的高度低于吸料管18水平部分的下表面，所述的收集盒20的的前后外侧设置有收集升降块24，且收集升降块24通过收集锁紧螺栓25锁紧在收集盒20的外侧，且收集盒20的外侧沿竖直方向设置有不少于2个与收集锁紧螺栓25配合的收集升降调节孔26，所述的收集升降块24的上部设置有与吸料管18水平部分下表面配合的收集挡块27。

优选的，所述的收集挡块27由两块成锐角的板组成，其中一块板竖直设置，另一块板倾斜设置并与收集升降块24连接，收集挡块27竖直设置的板的外侧与收集盒20的内侧平齐。

优选的，另一个刮料收集半筒14的上部固连有与其连通的吹气管16，且吹气管16和吸料管18与刮料收集半筒14配合的部位关于负极棒4中心对称，所述的吹气管16连接有吹气泵17。

优选的，所述的活动装置包括左右刮料收集半筒上部的左活动块13和右活动块10，所述的左活动块13通过连动块11与右活动块10右侧的连动杆12配合，所述的右活动块10和连动块11相向侧的中部设置有刮料限位槽8、上部和下部之间设置有刮料复位弹簧9，两个刮料限位槽8之间配合有刮料开合转块7，所述的刮料开合转块7为椭圆形，其下表面中心连接有刮料升降气缸62，所述的刮料升降气缸62的下部连接有与其同轴线的刮料转动马达61，所述的刮料转动马达61设置在电解箱1上安装的收集架5上。

优选的，所述的左活动块13高于右活动块10，且右活动块10的上部设置有与连动杆12配合的连动限位槽28。

具体使用时，先将装置装配好，之后使热熔装置31开始工作，将其内的金属盐变成熔融状，之后通过出料控制阀32使各个热熔装置31内的熔融金属盐按比例进入到绞龙推进装置33内，之后通过绞龙推进装置33使熔融金属盐从热熔上料口34进入到热熔上料管35内，绞龙推进装置33会起到将不同金属盐混合均匀的效果，之后熔融金属盐会落入到上料内管40的底部，再重力的作用下，会带动上料内管40和内管封堵块43向下活动，进而内管出料孔42会与上料密封圈41分离，熔融金属盐会从内管出料孔42落入到落料拦截套46内，并从落料孔46落入到电解箱1内，在这个过程中，进入到上料内管内的金属盐会比流出的多，因此上料内管40会持续落入到电解箱中，当熔融金属盐加入到一定程度时，使出料控制阀32关闭，同时使绞龙推进器停止，进而停止进料，上料内管40内的金属盐会减少，进而会在内管复位弹簧的作用下逐步恢复原位，完成一次熔融金属盐的上料过程，之后控制电源对正极棒3和负极棒4，使电解箱1内发生电解反应，同时通过电热块37加热使电热箱1内的金属盐保持在熔融状态，金属正离子会集中到负极棒处，进而会使金属正离子得到电子形成金属积层，阴离子如氯离子等会失去电子形成氯气，之后通过刮料转动马达61带动刮料开合转块7转动，使其椭圆形的长轴端顶住右活动块10和连动块11，进而会使左右活动块相向运动，进而带动左右收集刮料半筒相向运动形成整体刮料收集筒，之后通过刮料升降气缸62带动刮料开合转块7升降，进而带动刮料收集筒上升，刮料收集筒下部会将负极棒4上附着的金属积层刮下，使其形成粉末，同时随着刮料收集筒脱离电解液面，液体会从刮料收集筒的下部流出，之后通过吹气泵17启动，从吹气管16往刮料收集筒内吹气体，然后通过吸料气泵19启动，进而会将刮料收集筒内的金属粉末吸入到吸料管18内，之后会被挡料网23拦截从出料口22落入到收集盒20内，完成收集，之后使活动装置回复原位，继续后续的电解反应、热熔金属盐上料和金属粉末的收集，当收集盒内的金属粉末收集满时，通过松开收集锁紧螺栓25将收集升降块24下降，之后用收集锁紧螺栓25将其锁紧到另一个收集升降调节孔26内，然后将收集盒取走。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种制备金属混合粉末的熔盐电解装置，它包括电解箱（1）和电解架（2），所述的电解架（2）下部设置有连接到电源并竖直穿入到电解箱（1）内的正极棒（3）和负极棒（4），其特征在于，所述的电解箱（1）为无上盖和下底的腔体，且电解箱（1）安装在电解槽座（36）内，所述的电解槽座（36）内底面设置有插入到电解箱（1）内并与其密封配合的保护套（38），所述的保护套（38）内设置有电热块（37），且保护套（38）的上部为导热块绝缘块、下部为隔热绝缘块，所述的电解架（2）开设有热熔上料口（34）、下部连接有热熔上料管（35），所述的热熔上料口（34）的上部设置有竖直走向的绞龙推进器（33），所述的绞龙推进器（33）的侧部通过热熔出料管连接有不少于两组设置在电解架（2）上的热熔装置（31），且每根热熔出料管上均设置有出料控制阀（32）。

2.根据权利要求1所述的一种制备金属混合粉末的熔盐电解装置，其特征在于，所述的热熔上料管（35）包括设置在电解架（2）下部与热熔上料口（34）配合的上料外管（39），所述的上料外管（39）内设置有上料内管（40），所述的上料内管（40）的上部为与上料外管（39）内径配合的法兰套，所述的上料外管（39）的下部内侧设置有与法兰套配合的上料密封圈（41），所述的上料内管（40）的下部侧面开设有与上料密封圈（41）配合的内管出料孔（42）、下端连接有内管封堵块（43），且内管封堵块（43）外侧超出上料外管（39）的外侧，且超出部分通过内管复位弹簧（44）与上料外管（39）外侧设置的复位安装块（45）连接，所述的内管封堵块（43）上开设有成环形分布的落料孔（46），且内管封堵块（43）上侧和下侧位于落料孔（46）外侧的部位均设置有落料拦截套（47）。

3.根据权利要求1所述的一种制备金属混合粉末的熔盐电解装置装置，其特征在于，所述的负极棒（4）的两侧设置有相互配合的刮料收集半筒（14），且刮料收集半筒（14）与负极棒（4）配合的部位开设有半圆形口，所述的刮料收集半筒（14）的外侧连接有可左右活动和升降的活动装置，一个刮料收集半筒（14）的上部固连有与其连通的吸料管（18），所述的吸料管（18）连接有吸料气泵（19），所述的刮料收集半筒（14）为绝缘筒。

4.根据权利要求3所述的一种制备金属混合粉末的熔盐电解装置装置，其特征在于，两个刮料收集半筒（14）上板和侧板的配合部位设置有密封条（15）。

5.根据权利要求3所述的一种制备金属混合粉末的熔盐电解装置装置，其特征在于，所述的吸料管（18）为L形管，其水平部分的中部下方开设有出料口（22），且吸料管（18）内位于出料口（22）靠近吸料气泵（19）的一侧设置有倾斜的挡料网（23），所述的出料口（22）的下方配合有收集盒（20），所述的刮料收集半筒（14）上设置有与收集盒（20）左右侧配合的盒体限位块（21）。

6.根据权利要求5所述的一种制备金属混合粉末的熔盐电解装置装置，其特征在于，所述的收集盒（20）的高度低于吸料管（18）水平部分的下表面，所述的收集盒（20）的的前后外侧设置有收集升降块（24），且收集升降块（24）通过收集锁紧螺栓（25）锁紧在收集盒（20）的外侧，且收集盒（20）的外侧沿竖直方向设置有不少于2个与收集锁紧螺栓（25）配合的收集升降调节孔（26），所述的收集升降块（24）的上部设置有与吸料管（18）水平部分下表面配合的收集挡块（27）。

7.根据权利要求6所述的一种制备金属混合粉末的熔盐电解装置装置，其特征在于，所述的收集挡块（27）由两块成锐角的板组成，其中一块板竖直设置，另一块板倾斜设置并与收集升降块（24）连接，收集挡块（27）竖直设置的板的外侧与收集盒（20）的内侧平齐。

8.根据权利要求3所述的一种制备金属混合粉末的熔盐电解装置装置，其特征在于，另一个刮料收集半筒（14）的上部固连有与其连通的吹气管（16），且吹气管（16）和吸料管（18）与刮料收集半筒（14）配合的部位关于负极棒（4）中心对称，所述的吹气管（16）连接有吹气泵（17）。

9.根据权利要求3所述的一种制备金属混合粉末的熔盐电解装置装置，其特征在于，所述的活动装置包括左右刮料收集半筒上部的左活动块（13）和右活动块（10），所述的左活动块（13）通过连动块（11）与右活动块（10）右侧的连动杆（12）配合，所述的右活动块（10）和连动块（11）相向侧的中部设置有刮料限位槽（8）、上部和下部之间设置有刮料复位弹簧（9），两个刮料限位槽（8）之间配合有刮料开合转块（7），所述的刮料开合转块（7）为椭圆形，其下表面中心连接有刮料升降气缸（62），所述的刮料升降气缸（62）的下部连接有与其同轴线的刮料转动马达（61），所述的刮料转动马达（61）设置在电解箱（1）上安装的收集架（5）上。

10.根据权利要求9所述的一种制备金属混合粉末的熔盐电解装置装置，其特征在于，所述的左活动块（13）高于右活动块（10），且右活动块（10）的上部设置有与连动杆（12）配合的连动限位槽（28）。