CN107902658A - 一种碳化硅粉体中间体生产装置 - Google Patents

Abstract

一种碳化硅粉体中间体生产装置，包括底座，底座中间上部设有横向的第一料筒，第一料筒通过支架与底座固定连接，底座顶部固定安装第一电磁加热器，第一电磁加热器的线圈将第一料筒缠绕，第一电磁加热器的线圈不与第一料筒接触，第一料筒的左右两端均开设第一通孔，第一通孔的外端均固定安装横管，横管为内端开口，横管的外端均开设第二通孔，第二通孔内均设有第一横轴，第一横轴与第二通孔接触配合，第一横轴的内端位于第一料筒内部，第一横轴的内端固定安装搅动杆，搅动杆与第一横轴中心线同轴，第一横轴上设有第一螺旋叶片，搅动杆上设有第二螺旋叶片。本发明可以有效的提高碳化硅粉体的生产效率，提高产量，增加收益。

Description

一种碳化硅粉体中间体生产装置

技术领域

本发明涉及一种碳化硅生产装置，具体地说是一种碳化硅粉体中间体生产装置。

背景技术

碳化硅在大自然也存在罕见的矿物，莫桑石。 碳化硅又称碳硅石。在当代非氧化物高技术耐火原料中，碳化硅为应用最广泛、最经济的一种，可以称为金钢砂或耐火砂。传统的碳化硅合成方法有碳热合成法、机械合成法、溶胶-凝胶法、高温自蔓延合成法，热分解法、各种化学气相沉积法等，其中碳热合成法、机械合成法比较适合大规模工业化生产，传统的碳热合成法使用石英砂和碳反应制备碳化硅粉体，传统的使用本方法进行生产的设备自动化较差，生产过程中的不同步骤需要进行物料的转移，不够方便，生产效率较低，反应过程产生的废气容易造成污染，。

发明内容

本发明提供一种碳化硅粉体中间体生产装置，用以解决现有技术中的缺陷。

本发明通过以下技术方案予以实现：

一种碳化硅粉体中间体生产装置，包括底座，底座中间上部设有横向的第一料筒，第一料筒通过支架与底座固定连接，底座顶部固定安装第一电磁加热器，第一电磁加热器的线圈将第一料筒缠绕， 第一电磁加热器的线圈不与第一料筒接触，第一料筒的左右两端均开设第一通孔，第一通孔的外端均固定安装横管，横管为内端开口，横管的外端均开设第二通孔，第二通孔内均设有第一横轴，第一横轴与第二通孔接触配合，第一横轴的内端位于第一料筒内部，第一横轴的内端固定安装搅动杆，搅动杆与第一横轴中心线同轴，第一横轴上设有第一螺旋叶片，搅动杆上设有第二螺旋叶片，搅动杆的内端固定安装研磨圆盘，横管的外端面下侧固定安装横板，横板上部固定安装横轨，横轨上配合安装自带动力的滑块，滑块上固定安装横向的第一电机，第一电机的输出轴与对应的第一横轴的外端固定连接，横管上部靠近外端的位置均开设第三通孔，第三通孔的外端固定安装外套管，外套管的两侧对称固定安装第一连接块，外套管内设有内套管，内套管上端两侧对称固定安装第二连接块，第一连接块与对应的第二连接块之间均通过电动伸缩杆固定连接，底座顶部左右两端均固定安装立柱，立柱上端内侧设有第二横轴，第二横轴的外端与对应的立柱侧部轴承活动连接，第二横轴的内端固定安装竖板，竖板的内侧固定安装第二电磁加热器，竖板的上下两端对称设置第一横杆，第一横杆的外端与竖板固定连接，两根第一横杆的内端之间设有竖向的第二料筒，第二料筒上下两端对称固定安装输料管，输料管上均套装圆环，圆环与对应的输料管轴承活动连接，圆环与对应的第一横杆的内端固定连接，第二电磁加热器的线圈将对应的第二料筒缠绕，第二电磁加热器的线圈不与第二料筒接触，位于下部的输料管与对应的内套管中心线同轴，位于下部的输料管上端内部固定安装第二横杆，第二横杆中间下部固定安装竖向的弹力伸缩杆，内套管内部固定安装第三横杆，第三横杆中间下部固定安装竖杆，竖杆与弹力伸缩杆的下端均固定安装第四横杆，第四横杆两侧对称设置半圆板，半圆板的直侧面与对应的第四横杆侧部铰接连接，位于上部的半圆板的弧形侧面与对应的输料管内侧壁接触配合，位于下部的半圆板的弧形侧面与对应的外套管内侧壁接触配合，半圆板下部均设有第五横杆，位于上部的第五横杆的外端与对应的输料管内部固定连接，位于下部的第五横杆的外端与对应的外套管内部固定连接，第五横杆上部与对应的半圆板接触配合，第三横杆中间上部固定安装竖向的顶杆，顶杆的上端能与对应的第四横杆底部接触配合，位于上部的输料管通过第一动力装置提供动力，第二横轴通过第二动力装置提供动力，横管上部均开设第四通孔，位于左侧的第四通孔的外端固定安装水管，位于右侧的第四通孔上端固定安装气管，水管与气管上均安装单向阀，第一料筒的左右两端端面下侧均开设出料口，出料口外端连接出料管，出料管上均安装阀门。

如上所述的一种碳化硅粉体中间体生产装置，所述的第一动力装置包括第二电机、主动齿轮、从动齿轮，第二电机固定安装在位于上部的第一横杆的上部，主动齿轮固定安装在第二电机的输出轴上，从动齿轮固定安装在位于上部的输料管上，主动齿轮与从动齿轮啮合配合。

如上所述的一种碳化硅粉体中间体生产装置，所述的第二动力装置包括第三电机、主动链轮、从动链轮、传动链，第三电机固定安装在底座上部，主动链轮固定安装在第三电机的输出轴上，从动链轮固定安装在对应的第二横轴上，主动链轮与对应的从动链轮通过传动链连接。

本发明的优点是：本发明可以完全自动的进行碳化硅粉体生产过程中的中间体的加工生产，本发明可以有效的提高碳化硅粉体的生产效率，提高产量，增加收益。首先通过位于上部的输料管将硅源与氢气加入到左侧的第二料筒内，将碳源加入到右侧的第二料筒内，加料完成后，通过第二动力装置将第二料筒调整为水平的状态，通过第一动力装置带动第二料筒缓慢的旋转，与此同时通过第二电磁加热器加热，通过该加热方式可以比较精确地控制第二料筒的温度，不断旋转的第二料筒可以将其内部的反应原料不断的翻动，使其加热更加快速均匀，提高反应的速度，硅源与氢气在第二料筒内经过高温反应得到硅粉，碳源在第二料管内经过无氧高温反应得到碳粉；然后将第二料管复位到竖直状态，然后电动伸缩杆伸出，推动内套管向上伸入到位于下部的输料管内部，内套管侧面与对应的输料管内壁接触配合，顶杆随之向上移动，顶杆的上端与对应的第四横杆接触并推动其向上移动，与此同时竖杆拉动对应的第四横杆向上移动，随着第四横杆上移，与其铰接的半圆板绕其铰接处向下旋转，此时第二料筒通过输料管、内套管、外套管与对应的横管连通，经过反应得到的硅粉与碳粉经过对应的输料管、内套管、外套管进入到对应的横管内，电动伸缩杆收缩复位，半圆板随之复位，第一电机带动第一横轴转动，通过第一螺旋叶片可以将碳粉与硅粉输送到第一料筒内，搅动杆随第一横轴转动，搅动杆通过第二螺旋叶片将碳粉与硅粉向第一料筒中间位置输送，经过第二螺旋叶片的搅动作用可以将硅粉与碳粉快速的搅拌均匀，碳粉与硅粉以1∶1的摩尔比进行加料，经过水管向第一料筒内部加入高纯水，经过水解反应得到SiO₂与C均质浆料；经过第一电磁加热器给第一料筒加热，均质浆料在第一料筒内进行干燥，此时滑块带动第一电机进行左右的往复运动，研磨圆盘在转动的同时进行左右往复运动，两块研磨圆板的转动与移动方向均相反，搅动杆通过第二螺旋叶片将干燥过程中的均质浆料向第一料筒内中间位置推动，经过两块研磨圆板的配合可以将进入到其中间的均质浆料研磨成粉状颗粒，得到中间体，该设计将干燥与研磨造粒过程进行巧妙的结合，避免结块，提高了造粒干燥的效率；然后第一电机反转，经过第二螺旋叶片将得到的碳化硅粉体粗品从出料管中排出，经过其他的高温加热设备进行碳化硅粉体的加工，然后经过后续的加工得到碳化硅粉体精品，气管可以将反应过程中产生的废气进行排除并收集，避免对环境造成污染，更加环保。

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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的结构示意图；图2是图1的Ⅰ部的局部放大图；图3是图2的A向视图的放大图。

附图标记：1底座 2第一料筒 3支架 4第一电磁加热器 5第一通孔 6横管 7第二通孔 8第一横轴 9搅动杆 10第一螺旋叶片 11第二螺旋叶片 12研磨圆盘 13横板 14横轨15滑块 16第一电机 17第三通孔 18外套管 19第一连接块 20内套管 21第二连接块 22电动伸缩杆 23立柱 24第二横轴 25竖板 26第二电磁加热器 27第一横杆 28第二料筒 29输料管 30圆环 31第二横杆 32弹力伸缩杆 33第三横杆 34竖杆 35第四横杆 36半圆板 37第五横杆 38顶杆 39第一动力装置 391第二电机 392主动齿轮 393从动齿轮 40第二动力装置 401第三电机 402主动链轮 403从动链轮 404传动链 41第四通孔 42水管 43气管44单向阀 45出料口 46出料管 47阀门。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种碳化硅粉体中间体生产装置，如图所示，包括底座1，底座1中间上部设有横向的第一料筒2，第一料筒2通过支架3与底座1固定连接，底座1顶部固定安装第一电磁加热器4，第一电磁加热器4的线圈将第一料筒2缠绕， 第一电磁加热器4的线圈不与第一料筒2接触，第一料筒2的左右两端均开设第一通孔5，第一通孔5的外端均固定安装横管6，横管6为内端开口，横管6的外端均开设第二通孔7，第二通孔7内均设有第一横轴8，第一横轴8与第二通孔7接触配合，第一横轴8的内端位于第一料筒2内部，第一横轴8的内端固定安装搅动杆9，搅动杆9与第一横轴8中心线同轴，第一横轴8上设有第一螺旋叶片10，搅动杆9上设有第二螺旋叶片11，搅动杆9的内端固定安装研磨圆盘12，横管6的外端面下侧固定安装横板13，横板13上部固定安装横轨14，横轨14上配合安装自带动力的滑块15，滑块15上固定安装横向的第一电机16，第一电机16的输出轴与对应的第一横轴8的外端固定连接，横管6上部靠近外端的位置均开设第三通孔17，第三通孔17的外端固定安装外套管18，外套管18的两侧对称固定安装第一连接块19，外套管18内设有内套管20，内套管20上端两侧对称固定安装第二连接块21，第一连接块19与对应的第二连接块21之间均通过电动伸缩杆22固定连接，底座1顶部左右两端均固定安装立柱23，立柱23上端内侧设有第二横轴24，第二横轴24的外端与对应的立柱23侧部轴承活动连接，第二横轴24的内端固定安装竖板25，竖板25的内侧固定安装第二电磁加热器26，竖板25的上下两端对称设置第一横杆27，第一横杆27的外端与竖板25固定连接，两根第一横杆27的内端之间设有竖向的第二料筒28，第二料筒28上下两端对称固定安装输料管29，输料管29上均套装圆环30，圆环30与对应的输料管29轴承活动连接，圆环30与对应的第一横杆27的内端固定连接，第二电磁加热器26的线圈将对应的第二料筒28缠绕，第二电磁加热器26的线圈不与第二料筒28接触，位于下部的输料管29与对应的内套管20中心线同轴，位于下部的输料管29上端内部固定安装第二横杆31，第二横杆31中间下部固定安装竖向的弹力伸缩杆32，内套管20内部固定安装第三横杆33，第三横杆33中间下部固定安装竖杆34，竖杆34与弹力伸缩杆32的下端均固定安装第四横杆35，第四横杆35两侧对称设置半圆板36，半圆板36的直侧面与对应的第四横杆35侧部铰接连接，位于上部的半圆板36的弧形侧面与对应的输料管29内侧壁接触配合，位于下部的半圆板36的弧形侧面与对应的外套管18内侧壁接触配合，半圆板36下部均设有第五横杆37，位于上部的第五横杆37的外端与对应的输料管29内部固定连接，位于下部的第五横杆37的外端与对应的外套管18内部固定连接，第五横杆37上部与对应的半圆板36接触配合，第三横杆33中间上部固定安装竖向的顶杆38，顶杆38的上端能与对应的第四横杆35底部接触配合，位于上部的输料管29通过第一动力装置39提供动力，第二横轴24通过第二动力装置40提供动力，横管6上部均开设第四通孔41，位于左侧的第四通孔41的外端固定安装水管42，位于右侧的第四通孔41上端固定安装气管43，水管42与气管43上均安装单向阀44，第一料筒2的左右两端端面下侧均开设出料口45，出料口45外端连接出料管46，出料管46上均安装阀门47。本发明可以完全自动的进行碳化硅粉体生产过程中的中间体的加工生产，本发明可以有效的提高碳化硅粉体的生产效率，提高产量，增加收益。首先通过位于上部的输料管29将硅源与氢气加入到左侧的第二料筒28内，将碳源加入到右侧的第二料筒28内，加料完成后，通过第二动力装置40将第二料筒28调整为水平的状态，通过第一动力装置39带动第二料筒28缓慢的旋转，与此同时通过第二电磁加热器26加热，通过该加热方式可以比较精确地控制第二料筒28的温度，不断旋转的第二料筒28可以将其内部的反应原料不断的翻动，使其加热更加快速均匀，提高反应的速度，硅源与氢气在第二料筒28内经过高温反应得到硅粉，碳源在第二料管28内经过无氧高温反应得到碳粉；然后将第二料管28复位到竖直状态，然后电动伸缩杆22伸出，推动内套管20向上伸入到位于下部的输料管29内部，内套管20侧面与对应的输料管29内壁接触配合，顶杆38随之向上移动，顶杆38的上端与对应的第四横杆35接触并推动其向上移动，与此同时竖杆34拉动对应的第四横杆35向上移动，随着第四横杆35上移，与其铰接的半圆板36绕其铰接处向下旋转，此时第二料筒28通过输料管29、内套管20、外套管18与对应的横管6连通，经过反应得到的硅粉与碳粉经过对应的输料管29、内套管20、外套管18进入到对应的横管6内，电动伸缩杆22收缩复位，半圆板36随之复位，第一电机16带动第一横轴8转动，通过第一螺旋叶片10可以将碳粉与硅粉输送到第一料筒2内，搅动杆9随第一横轴8转动，搅动杆9通过第二螺旋叶片11将碳粉与硅粉向第一料筒2中间位置输送，经过第二螺旋叶片11的搅动作用可以将硅粉与碳粉快速的搅拌均匀，碳粉与硅粉以1∶1的摩尔比进行加料，经过水管42向第一料筒2内部加入高纯水，经过水解反应得到SiO₂与C均质浆料；经过第一电磁加热器4给第一料筒2加热，均质浆料在第一料筒2内进行干燥，此时滑块15带动第一电机16进行左右的往复运动，研磨圆盘12在转动的同时进行左右往复运动，两块研磨圆板12的转动与移动方向均相反，搅动杆9通过第二螺旋叶片11将干燥过程中的均质浆料向第一料筒2内中间位置推动，经过两块研磨圆板12的配合可以将进入到其中间的均质浆料研磨成粉状颗粒，得到中间体，该设计将干燥与研磨造粒过程进行巧妙的结合，避免结块，提高了造粒干燥的效率；然后第一电机16反转，经过第二螺旋叶片11将得到的碳化硅粉体粗品从出料管46中排出，经过其他的高温加热设备进行碳化硅粉体的加工，然后经过后续的加工得到碳化硅粉体精品，气管43可以将反应过程中产生的废气进行排除并收集，避免对环境造成污染，更加环保。

具体而言，本实施例所述的第一动力装置39包括第二电机391、主动齿轮392、从动齿轮393，第二电机391固定安装在位于上部的第一横杆27的上部，主动齿轮392固定安装在第二电机391的输出轴上，从动齿轮393固定安装在位于上部的输料管29上，主动齿轮392与从动齿轮393啮合配合。通过该设计给第二料筒28的转动提供动力，使第二料筒28内部的物料在高温环境中反应的同时不断的翻动，可以使物料受热更加的均匀，提高反应的效率。

具体的，本实施例所述的第二动力装置40包括第三电机401、主动链轮402、从动链轮403、传动链404，第三电机401固定安装在底座1上部，主动链轮402固定安装在第三电机401的输出轴上，从动链轮403固定安装在对应的第二横轴24上，主动链轮402与对应的从动链轮403通过传动链404连接。第二动力电机40通过主动链轮402、从动链轮403、传动链404的配合带动第二横轴24转动，第二横轴24通过竖板25与第一横杆27可以将第二料筒28调整到水平的状态，可以增加物料与第二料筒28内壁的接触面积，提高反应的速度。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (3)

1.一种碳化硅粉体中间体生产装置，其特征在于：包括底座（1），底座（1）中间上部设有横向的第一料筒（2），第一料筒（2）通过支架（3）与底座（1）固定连接，底座（1）顶部固定安装第一电磁加热器（4），第一电磁加热器（4）的线圈将第一料筒（2）缠绕， 第一电磁加热器（4）的线圈不与第一料筒（2）接触，第一料筒（2）的左右两端均开设第一通孔（5），第一通孔（5）的外端均固定安装横管（6），横管（6）为内端开口，横管（6）的外端均开设第二通孔（7），第二通孔（7）内均设有第一横轴（8），第一横轴（8）与第二通孔（7）接触配合，第一横轴（8）的内端位于第一料筒（2）内部，第一横轴（8）的内端固定安装搅动杆（9），搅动杆（9）与第一横轴（8）中心线同轴，第一横轴（8）上设有第一螺旋叶片（10），搅动杆（9）上设有第二螺旋叶片（11），搅动杆（9）的内端固定安装研磨圆盘（12），横管（6）的外端面下侧固定安装横板（13），横板（13）上部固定安装横轨（14），横轨（14）上配合安装自带动力的滑块（15），滑块（15）上固定安装横向的第一电机（16），第一电机（16）的输出轴与对应的第一横轴（8）的外端固定连接，横管（6）上部靠近外端的位置均开设第三通孔（17），第三通孔（17）的外端固定安装外套管（18），外套管（18）的两侧对称固定安装第一连接块（19），外套管（18）内设有内套管（20），内套管（20）上端两侧对称固定安装第二连接块（21），第一连接块（19）与对应的第二连接块（21）之间均通过电动伸缩杆（22）固定连接，底座（1）顶部左右两端均固定安装立柱（23），立柱（23）上端内侧设有第二横轴（24），第二横轴（24）的外端与对应的立柱（23）侧部轴承活动连接，第二横轴（24）的内端固定安装竖板（25），竖板（25）的内侧固定安装第二电磁加热器（26），竖板（25）的上下两端对称设置第一横杆（27），第一横杆（27）的外端与竖板（25）固定连接，两根第一横杆（27）的内端之间设有竖向的第二料筒（28），第二料筒（28）上下两端对称固定安装输料管（29），输料管（29）上均套装圆环（30），圆环（30）与对应的输料管（29）轴承活动连接，圆环（30）与对应的第一横杆（27）的内端固定连接，第二电磁加热器（26）的线圈将对应的第二料筒（28）缠绕，第二电磁加热器（26）的线圈不与第二料筒（28）接触，位于下部的输料管（29）与对应的内套管（20）中心线同轴，位于下部的输料管（29）上端内部固定安装第二横杆（31），第二横杆（31）中间下部固定安装竖向的弹力伸缩杆（32），内套管（20）内部固定安装第三横杆（33），第三横杆（33）中间下部固定安装竖杆（34），竖杆（34）与弹力伸缩杆（32）的下端均固定安装第四横杆（35），第四横杆（35）两侧对称设置半圆板（36），半圆板（36）的直侧面与对应的第四横杆（35）侧部铰接连接，位于上部的半圆板（36）的弧形侧面与对应的输料管（29）内侧壁接触配合，位于下部的半圆板（36）的弧形侧面与对应的外套管（18）内侧壁接触配合，半圆板（36）下部均设有第五横杆（37），位于上部的第五横杆（37）的外端与对应的输料管（29）内部固定连接，位于下部的第五横杆（37）的外端与对应的外套管（18）内部固定连接，第五横杆（37）上部与对应的半圆板（36）接触配合，第三横杆（33）中间上部固定安装竖向的顶杆（38），顶杆（38）的上端能与对应的第四横杆（35）底部接触配合，位于上部的输料管（29）通过第一动力装置（39）提供动力，第二横轴（24）通过第二动力装置（40）提供动力，横管（6）上部均开设第四通孔（41），位于左侧的第四通孔（41）的外端固定安装水管（42），位于右侧的第四通孔（41）上端固定安装气管（43），水管（42）与气管（43）上均安装单向阀（44），第一料筒（2）的左右两端端面下侧均开设出料口（45），出料口（45）外端连接出料管（46），出料管（46）上均安装阀门（47）。

2.根据权利要求1所述的一种碳化硅粉体中间体生产装置，其特征在于：所述的第一动力装置（39）包括第二电机（391）、主动齿轮（392）、从动齿轮（393），第二电机（391）固定安装在位于上部的第一横杆（27）的上部，主动齿轮（392）固定安装在第二电机（391）的输出轴上，从动齿轮（393）固定安装在位于上部的输料管（29）上，主动齿轮（392）与从动齿轮（393）啮合配合。

3.根据权利要求1所述的一种碳化硅粉体中间体生产装置，其特征在于：所述的第二动力装置（40）包括第三电机（401）、主动链轮（402）、从动链轮（403）、传动链（404），第三电机（401）固定安装在底座（1）上部，主动链轮（402）固定安装在第三电机（401）的输出轴上，从动链轮（403）固定安装在对应的第二横轴（24）上，主动链轮（402）与对应的从动链轮（403）通过传动链（404）连接。