CN110655084A - 卧式电加热设备固态纯净物侧面收集装置 - Google Patents
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Abstract
卧式电加热设备固态纯净物侧面收集装置，为卧式电加热侧面收集系统，包括卧式电加热设备、收集装置、移动装置，卧式电加热设备的侧面为一端或两端开口，在每一个开口端连接有可移动的收集装置，收集装置与卧式电加热设备侧向连接在一起，收集装置安装在移动装置上，通过移动实现与卧式电加热设备的连接或分离。本发明采取卧式电加热设备从侧面收集固态纯净物，有利于电磁炉内的坩埚进出，方便操作，还可以有效利用升华物质单体的侧向移动实现升华与冷凝收集的分区处理，利用升华后的冷凝可以大幅提升固态纯净物的纯度，实现高纯度、高效的固态纯净物回收。
Description
技术领域
本发明涉及到物质熔炼和收集方法，尤其是指各种固态纯净物（如硅、镁、钒等）提纯或细化的收集装置，该种固态纯净物（如硅、镁、钒等）熔炼货哦细化的收集装置可以有效提高固态纯净物的收集效率及程度；属于固态纯净物熔炼的收集技术领域。
背景技术：
我国的单质硅生产已由来已久，随着国家能源政策的收紧和节能减排的开展，以及对新能源的提倡，单质硅冶炼已经成为初级的产品和工艺，很多国内新兴的能源企业建设了单质硅，多晶硅，单晶硅，太阳能电池等一系列的循环产业链条，未来几年势必会影响我国整个能源领域的发展和新能源的应用。
现在的单质硅冶炼工艺及流程都是通过立式的单质硅熔炼炉进行加工的，单质硅熔炼炉即单质硅中频熔炼炉，是将高纯石墨坩埚垂直放入单质硅中频熔炼炉内，利用磁场对高纯石墨坩埚感应加热到1650-1750度，由高纯石墨坩埚作为发热体对单质硅加热、熔化来进行单质硅冶炼。但是现在的单质硅熔炼炉普遍都是采用立式的，而采用立式单质硅熔炼炉来收集单质硅，需要从炉顶放入和取出，存在效率不高，操作复杂等不足，很有必要对此加以研究。
通过专利检索没发现有与本发明相同技术的专利文献报道，与本发明有一定关系的专利主要有以下几个：
1、专利号为CN201810323986.4，名称为“一种纳米亚微米球形硅粉的生产方法”，申请人为：天水佳吉化工有限公司的发明专利，该专利公开了一种纳米亚微米硅粉的生产方法。纳米球形硅大量用于高能量密度锂离子电池硅碳负极材料，提高锂离子电池能量比，为解决目前纳米硅粉生产方法单产效率低，成本高，品质低，特别是高能量密度锂离子电池硅碳负极材料中硅材料的纳米化问题，提供一种新型高温气化物理生产方法。该方法选用多晶硅、单晶硅或金属硅粉为原料，经电力加热-激光复合加热，高温气化，硅蒸气高温生长，冷却、收集，得到纳米级或亚微米级的球形硅粉。采用该工艺可生产出高纯度，高品质纳米硅粉，粒径在纳米级(5nm～100nm)，亚微米级(0.1μm～1.0μm)，粒度可精准控制。
2、专利号为CN200710196562，名称为“特别用于金属硅/二氧化硅的真空纯化炉及纯化方法”，申请人为：晶湛（南昌）科技有限公司的发明专利，该专利公开了一种用于金属硅/二氧化硅的真空纯化炉，包括用于盛装金属硅/二氧化硅的并具有外壁的坩锅、以及加热坩锅且至少包括用于控制坩锅温度的温控系统的加热系统，真空纯化炉能被抽真空并能填充有惰性气体或氧气，其特征是，温控系统包括布置在外壁的至少一部分上的多个加热件以及与多个加热件连接的计算机系统，多个加热件沿坩锅的一个方向被分成若干组，计算机系统按照以下方式控制每组加热件，对于在该方向上位于最前方的第一组加热件和坩锅内熔液的、对应于第一组加热件的第一区域来说，第一组加热件在第一区域的冷却凝固过程中继续加热第一区域的周边部分。该专利还涉及利用上述真空纯化炉纯化金属硅/二氧化硅的方法。
3、专利号为CN201621413960.1， 名称为“一种改进的中频感应加热设备”，申请人为：上海杉杉科技有限公司的实用新型专利，该专利公开了一种改进的中频感应加热设备，其特征在于，所述的真空炉壳体的中心轴线与真空炉壳体的安装地面的夹角为1～10°；位于石墨坩埚的中心轴线下部的石墨坩埚的至少开口端侧设有石墨挡板；在石墨坩埚的开口端的端面上罩设有收集器，所述的收集器呈圆台筒形，且与石墨坩埚连接处的收集器的开口端的直径大于收集器的尾端的直径。
4、专利号为CN201620391918.8， 名称为“一种制备高纯度纳米三氧化钼的装置”，申请人为：湖北中澳纳米材料技术有限公司的实用新型专利，该专利公开了一种制备高纯度纳米三氧化钼的装置，包括喂料口，喂料口的底部与送料绞龙相连通，送料绞龙的出口伸入升华炉内部，升华炉的底部设置有排料口，升华炉的上侧与三氧化钼蒸汽通道相连通，三氧化钼蒸汽通道上设置有分散剂喷嘴，三氧化钼蒸汽通道的出口与回收器相连通，回收器的底部设置有成品收集桶，其特征在于：升华炉的炉壁上依次设置有氮化硅内胆层、石墨加垫层和高温保温层，高温保温层的外壁上安装有中频感应加热铜管。
通过对上述这些专利的仔细分析，这些专利虽然都涉及到硅或其它纯净物的收集加工方法或装置，也提出了一些改进技术方案，但通过仔细分析，所提出的这些专利都还是采取立式的方法来作业的，即便专利号为CN201621413960.1， 名称为“一种改进的中频感应加热设备”提出了一种类似侧卧的氧化亚硅收集装置，但也是向上倾斜的固定系统装置，所以有关固态纯净物如何简化提纯收集方法，仍有待进一步加以研究。
发明内容
本发明的目的在于针对现有单质硅以及其它固态纯净物都是采用立式电磁加热炉来进行收集，存在操作不方便，作业效率低的不足，提出一种更为简便，作业效率更高的硅单质及其他单体物质的收集装置及装置，该硅单质及其他单体物质的收集装置及装置可以有效提高硅单质或其它固态纯净物的收集效率，且操作更加简便。
为了达到这一目的，本发明提供了为一种卧式电加热设备固态纯净物侧面收集装置，为卧式电加热侧面收集系统，包括卧式电加热设备、收集装置、移动装置，卧式电加热设备的侧面为一端或两端开口，在每一个开口端连接可移动的收集装置，收集装置与卧式电加热设备侧向连接在一起，收集装置安装在移动装置上，通过移动实现与卧式电加热设备的连接或分离。
进一步地，所述的卧式电加热设备为卧式中频或高频电磁加热炉，在电磁加热炉内有保温层，保温层内设有坩埚，待收集的固态纯净物原料放在坩埚中；为单侧开口或双侧开口的卧式中频或高频电磁加热炉。
进一步地，所述的所述的卧式电加热设备为卧式电阻加热炉，在卧式电阻加热炉内设有坩埚，待收集的固态纯净物原料放在坩埚中。
进一步地，所述的卧式电加热设备旁边设有真空系统，真空系统保持卧式电加热设备处于真空环境下进行工作，真空系统通过管道与卧式电加热设备连接。
进一步地，所述的收集装置包括一个收集罩，收集罩安装在一个可移动的收集罩外壳内，通过收集罩外壳的移动使得收集罩与卧式电加热设备的侧面端口接近或离开。
进一步地，所述的通过收集罩外壳的移动使得收集罩与卧式电加热设备的侧面端口接近或离开是收集罩在物料收集前是与卧式电加热设备的侧面端口分离的，以便操作人员将物料放入电加热设备的坩埚内，或从卧式电加热设备内将坩埚取出，倒掉坩埚内的残渣；当坩埚内装好物料进行收集时，必须将收集罩通过收集罩外壳的移动使得收集罩靠近卧式电加热设备侧面端口，罩在卧式电加热设备的端口上，以便让在石墨坩埚内气化升华的固态纯净物从电加热设备腔体的端部侧面引入到收集装置的入口，并在入口出通过冷凝使得升华的固态纯净物再次变成固体，落入收集装置内，达到收集固态纯净物质的目的。
进一步地，所述的收集罩通过收集罩外壳的移动到与卧式电加热设备端口接近到达所确定位置后，收集罩外壳的开口与卧式电加热设备的坩埚端口对接，并套在电加热设备坩埚的端口外，使得电加热设备内的升华的固态纯净物往收集罩内流动。
进一步地，所述的收集罩是单个或两个，分别从卧式电加热设备的坩埚的单侧或双侧对接，形成单侧或双侧收集系统。
进一步地，所述的卧式电加热设备的端头设有冷凝装置，使得气体固态纯净物在向温度低的收集装置流动时，再次迅速变为固体，冷凝装置设置在电加热设备腔体内的坩埚端口上，升华的固态纯净物在经过冷凝时，在冷凝的冷凝作用下迅速冷凝成为固体，落入收集装置内。
进一步地，所述的收集罩的移动是通过安装在外的收集罩外壳移动实现；收集罩安装在收集罩外壳内，收集罩外壳安装在一个移动架上，移动架又放置在移动轨道上；在收集过程中，收集罩外壳与卧式电加热设备的电加热设备腔体的端口相配合，形成封闭腔体，当升华的固态纯净物经过冷凝区时冷却形成固体粉末，收集完毕后，收集罩外壳将移动开，使得卧式电加热设备的电加热设备腔体的端口形成敞口，便于操作人员取出或放入卧式电加热设备的坩埚。
本发明的优点在于：
本发明采取卧式电加热设备从侧面收集固态纯净物。有着如下一些优点：
1、采用卧式侧面收集，有利于电磁炉内的坩埚进出，方便操作；
2、从侧面收集单体物质，可以有效利用升华物质单体的侧向移动实现升华与冷凝收集的分区处理；达到高效收集的目的
3、通过侧向收集固态纯净物，利用升华后的冷凝可以大幅提升固态纯净物的纯度，实现高纯度的固态纯净物回收。
附图说明
图1是本发明的一个实施例总体结构示意图；
图2是图1的俯视结构示意图；
图3是本发明的另一个实施例总体结构示意图；
图4是图3的俯视结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例来进一步阐述本发明。
实施例一
通过附图1和2可以看出，本发明涉及一种卧式电加热设备固态纯净物侧面收集装置，为卧式电加热侧面收集系统，包括卧式电加热设备1、收集装置2、移动装置3，卧式电加热设备1的侧面为一端开口，在每一个开口端连接可移动的收集装置2，收集装置2与卧式电加热设备1侧向连接在一起，收集装置2安装在移动装置3上，通过移动实现与卧式电加热设备1的连接或分离。
进一步地，所述的卧式电加热设备1为卧式中频或高频电磁加热炉，在电磁加热炉内有保温层4，保温层4内设有坩埚5，待收集的固态纯净物原料放在坩埚5中；为单侧开口的卧式中频或高频电磁加热炉。
进一步地，所述的卧式电加热设备1旁边设有真空系统6，真空系统6保持卧式电加热设备处于真空环境下进行工作，真空系统6通过管道7与卧式电加热设备1连接。
进一步地，所述的收集装置2包括一个收集罩8，收集罩8安装在一个可移动的收集罩外壳9内，通过收集罩外壳9的移动使得收集罩8与卧式电加热设备的侧面端口接近或离开。
进一步地，所述的通过收集罩外壳9的移动使得收集罩8与卧式电加热设备1的侧面端口10接近或离开是收集罩8在物料收集前是与卧式电加热设备1的侧面端口分离的，以便操作人员将物料放入电加热设备1的坩埚5内，或从卧式电加热设备1内将坩埚5取出，倒掉坩埚内的残渣；当坩埚5内装好物料进行收集时，必须将收集罩8通过收集罩外壳9的移动，使得收集,8靠近卧式电加热设备1侧面端口，罩在卧式电加热设备1的端口上，以便让在石墨坩埚内气化升华的固态纯净物从电加热设备1腔体的端部侧面引入到收集装置2的入口，并在入口出通过冷凝使得升华的固态纯净物再次变成固体，落入收集装置2的收集罩8内，达到收集固态纯净物质的目的。
进一步地，所述的收集罩8通过收集罩外壳9的移动到与卧式电加热设备1端口接近到达所确定位置后，收集罩外壳9的开口与卧式电加热设备1的坩埚5端口对接，并套在电加热设备1内的坩埚5的端口外，使得电加热设备1内的升华的固态纯净物往收集罩8内流动。
进一步地，所述的收集罩8是单个，从卧式电加热设备1的坩埚5的单侧对接，形成单侧收集系统。
进一步地，所述的卧式电加热设备1的端头设有冷凝装置13，使得气体固态纯净物在向温度低的收集装置2流动时，再次迅速变为固体，冷凝装置13设置在电加热设备腔体内的坩埚端口上，升华的固态纯净物在经过冷凝时，在冷凝的冷凝作用下迅速冷凝成为固体，落入收集装置2的收集罩8内。
进一步地，所述的收集罩8的移动是通过安装在外的收集罩外壳9移动实现；收集罩8安装在收集罩外壳9内，收集罩外壳9安装在一个移动架11上，移动架11又放置在移动轨道12上；在收集过程中，收集罩外壳9与卧式电加热设备1的电加热设备腔体的侧面端口10相配合，紧密连接在一起，形成封闭腔体，当升华的固态纯净物经过冷凝区时冷却形成固体粉末，收集完毕后，收集外收集罩外壳9移动开，使得卧式电加热设备的电加热设备腔体的端口形成敞口，便于操作人员取出或放入卧式电加热设备的坩埚。
实施例二
实施例二的原理与实施例一是一样的，只是所采用的结构有所不同，如附图3和4所示，为一种卧式电加热设备固态纯净物侧面收集装置，为卧式电加热侧面收集系统，包括卧式电加热设备201、收集装置202、移动装置203，卧式电加热设备201的侧面为两端开口，在每一个开口端分别连接一个可移动的收集装置202，收集装置202与卧式电加热设备侧向连接在一起，收集装置202安装在移动装置203上，收集装置202通过移动实现与卧式电加热设备201的连接或分离。
进一步地，所述的卧式电加热设备201为卧式电阻加热炉，在卧式电阻加热炉内设有炉膛204，炉膛204内设有坩埚205，待收集的固态纯净物原料放在坩埚中。
进一步地，所述的卧式电加热设备201旁边设有真空系统206，真空系统206保持卧式电加热设备处于真空环境下进行工作，真空系统206通过管道207与卧式电加热设备201连接。
进一步地，所述的收集装置202包括一个收集罩208，收集罩208安装在一个可移动的收集罩外壳209内，通过收集罩外壳209的移动使得收集罩208与卧式电加热设备201的侧面端口接近或离开。
进一步地，所述的通过收集罩外壳209的移动使得收集罩208与卧式电加热设备201的侧面端口210接近或离开是收集罩208在物料收集前是与卧式电加热设备201的侧面端口210分离的，以便操作人员将物料放入电加热设备的坩埚205内，或从卧式电加热设备201内将坩埚205取出，倒掉坩埚内的残渣；当坩埚205内装好物料进行收集时，必须将收集罩208通过收集罩外壳209的移动使得收集罩208靠近卧式电加热设备201的侧面端口210上，以便让在石墨坩埚内气化升华的固态纯净物从电加热设备腔体的端部侧面引入到收集装置202的入口，并在入口出通过冷凝使得升华的固态纯净物再次变成固体，落入收集装置202内，达到收集固态纯净物质的目的。
进一步地，所述的收集罩208通过收集罩外壳209的移动到与卧式电加热设备201的侧面端口210接近到达所确定位置后，收集罩外壳209201的开口与卧式电加热设备的坩埚205端口对接，并套在电加热设备坩埚的端口外，使得电加热设备内的升华的固态纯净物往收集罩208内流动。
进一步地，所述的收集罩208是单个或两个，分别从卧式电加热设备201内的坩埚的双侧对接，形成双侧收集系统。
进一步地，所述的卧式电加热设备201的端头设有冷凝装置211，使得气体固态纯净物在向温度低的收集装置流动时，再次迅速变为固体，冷凝装置设211置在电加热设备腔体内的坩埚端口上，升华的固态纯净物在经过冷凝时，在冷凝的冷凝作用下迅速冷凝成为固体，落入收集装置内。
进一步地，所述的收集罩208的移动是通过安装在外的收集罩外壳209移动实现；收集罩208安装在收集罩外壳209内，收集罩外壳209安装在一个移动架211上，移动架211又放置在移动轨道212上；在收集过程中，收集罩外壳与卧式电加热设备的电加热设备腔体的端口相配合，形成封闭腔体，当升华的固态纯净物经过冷凝区时冷却形成固体粉末，收集完毕后，收集罩外壳将移动开，使得卧式电加热设备的电加热设备腔体的端口形成敞口，便于操作人员取出或放入卧式电加热设备的坩埚。
上述所列实施例，只是结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的优点在于：
本发明采取卧式电加热设备从侧面收集固态纯净物。有着如下一些优点：
1、采用卧式侧面收集，有利于电磁炉内的坩埚进出，方便操作；
2、从侧面收集单体物质，可以有效利用升华物质单体的侧向移动实现升华与冷凝收集的分区处理；达到高效收集的目的
3、通过侧向收集固态纯净物，利用升华后的冷凝可以大幅提升固态纯净物的纯度，实现高纯度的固态纯净物回收。
Claims (10)
1.一种卧式电加热设备固态纯净物侧面收集装置，其特征在于：为卧式电加热侧面收集系统，包括卧式电加热设备、收集装置、移动装置，卧式电加热设备的侧面为一端或两端开口，在每一个开口端连接可移动的收集装置，收集装置与卧式电加热设备侧向连接在一起，收集装置安装在移动装置上，通过移动实现与卧式电加热设备的连接或分离。
2.如权利要求1所述的卧式电加热设备固态纯净物侧面收集装置，其特征在于：所述的卧式电加热设备为卧式中频或高频电磁加热炉，在电磁加热炉内有保温层，保温层内设有坩埚，待收集的固态纯净物原料放在坩埚中；为单侧开口或双侧开口的卧式中频或高频电磁加热炉。
3.如权利要求1所述的卧式电加热设备固态纯净物侧面收集装置，其特征在于：所述的所述的卧式电加热设备为卧式电阻加热炉，在卧式电阻加热炉内设有坩埚，待收集的固态纯净物原料放在坩埚中。
4.如权利要求1所述的卧式电加热设备固态纯净物侧面收集装置，其特征在于：所述的卧式电加热设备旁边设有真空系统，真空系统保持卧式电加热设备处于真空环境下进行工作，真空系统通过管道与卧式电加热设备连接。
5.如权利要求1所述的卧式电加热设备固态纯净物侧面收集装置，其特征在于：所述的收集装置包括一个收集罩，收集罩安装在一个可移动的收集罩外壳内，通过收集罩外壳的移动使得收集罩与卧式电加热设备的侧面端口接近或离开。
6.如权利要求5所述的卧式电加热设备固态纯净物侧面收集装置，其特征在于：所述的通过收集罩外壳的移动使得收集罩与卧式电加热设备的侧面端口接近或离开是收集罩在物料收集前是与卧式电加热设备的侧面端口分离的，以便操作人员将物料放入电加热设备的坩埚内，或从卧式电加热设备内将坩埚取出，倒掉坩埚内的残渣；当坩埚内装好物料进行收集时，必须将收集罩通过收集罩外壳的移动使得收集罩靠近卧式电加热设备侧面端口，罩在卧式电加热设备的端口上，以便让在石墨坩埚内气化升华的固态纯净物从电加热设备腔体的端部侧面引入到收集装置的入口，并在入口出通过冷凝使得升华的固态纯净物再次变成固体，落入收集装置内，达到收集固态纯净物质的目的。
7.如权利要求3所述的卧式电加热设备固态纯净物侧面收集装置，其特征在于：所述的收集罩通过收集罩外壳的移动到与卧式电加热设备端口接近到达所确定位置后，收集罩外壳的开口与卧式电加热设备的坩埚端口对接，并套在电加热设备坩埚的端口外，使得电加热设备内的升华的固态纯净物往收集罩内流动。
8.如权利要求7所述的卧式电加热设备固态纯净物侧面收集装置，其特征在于：所述的收集罩是单个或两个，分别从卧式电加热设备的坩埚的单侧或双侧对接，形成单侧或双侧收集系统。
9.如权利要求7所述的卧式电加热设备固态纯净物侧面收集装置，其特征在于：所述的卧式电加热设备的端头设有冷凝装置，使得气体固态纯净物在向温度低的收集装置流动时，再次迅速变为固体，冷凝装置设置在电加热设备腔体内的坩埚端口上，升华的固态纯净物在经过冷凝时，在冷凝的冷凝作用下迅速冷凝成为固体，落入收集装置内。
10.如权利要求8所述的卧式电加热设备固态纯净物侧面收集装置，其特征在于：所述的收集罩的移动是通过安装在外的收集罩外壳移动实现；收集罩安装在收集罩外壳内，收集罩外壳安装在一个移动架上，移动架又放置在移动轨道上；在收集过程中，收集罩外壳与卧式电加热设备的电加热设备腔体的端口相配合，形成封闭腔体，当升华的固态纯净物经过冷凝区时冷却形成固体粉末，收集完毕后，收集罩外壳将移动开，使得卧式电加热设备的电加热设备腔体的端口形成敞口，便于操作人员取出或放入卧式电加热设备的坩埚。
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