CN111377594A - 一种石英砂的熔炼设备及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种石英砂的熔炼设备及其工作方法，包括熔炼炉、加热组件、冷却室、第二出料口、成型器和剪切装置。本发明所述的石英砂的熔炼设备，结构合理，设计巧妙，安全可靠，通过本装置熔炼炉内壁上的第一电阻丝对熔炼炉内壁周围的石英砂进行加热，同时还可以通过中部的加热组件对熔炼炉中部的石英砂进行加热，可以防止加热不均的情况，熔融的石英通过冷却室快速冷却，简单易行，避免不必要的资源浪费。

Description

一种石英砂的熔炼设备及其工作方法

技术领域

本发明涉及石英砂熔炼设备技术领域，更具体地说，涉及一种石英砂的熔炼设备及其工作方法。

背景技术

石英砂是一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物，其主要矿物成分是SiO2 ，石英砂的颜色为乳白色、或无色半透明状，硬度7，性脆无解理，贝壳状断口，油脂光泽，密度为2.65，堆积密度(1-20目为1.6~1.8)，20-200目为1.5，其化学、热学和机械性能具有明显的异向性，不溶于酸，微溶于KOH溶液，熔点1750℃。

石英材料在当今社会中起到了举足轻重的作用，以石英为原料加工制作的电子元器件应用在各大行业中，推动着科技的发展，电子元器件的性能很大程度上取决于石英原料的纯度和加工工艺，为了从石英原材料中提炼出纯净的石英，常采用熔炼炉进行煅烧熔融提纯。但现有的熔炼设备中熔炼效率较低，常常出现加热不均的现象，造成了能源的浪费，同时以往对熔融石英降温成型很费时费力，消耗大量的资源和能源，也没达到很好的降温成型效果。

本发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种石英砂的熔炼设备及其工作方法，通过本装置的巧妙设计可以使加热均匀，熔炼效率提高，又可以对熔融石英进行剪切冷却成型，比起现有技术中熔炼和冷却研磨简单易行，节约能源。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现：一种石英砂的熔炼设备，包括熔炼炉、加热组件、冷却室、第二出料口；所述熔炼炉包括炉壳、保温层、熔炼室、第一电阻丝、进料口、第一出料口、第一阀门；所述加热组件包括第二电阻丝和吊装骨架；所述冷却室包括冷却箱和冷却腔；所述炉壳设在保温层外围，所述保温层设在熔炼室外层，所述第一电阻丝设在熔炼室内壁上；所述熔炼室上端连接进料口，下端连接第一出料口；所述吊装骨架设在熔炼室，所述吊装骨架上端穿过熔炼室顶部延伸到炉壳外部，用螺丝装置固定吊装骨架，所述第二电阻丝设在吊装骨架；所述第一阀门设在第一出料口上；所述冷却室连接第一出料口，设在所述第一阀门下端，所述冷却箱设在冷却腔外部，所述第二出料口设在冷却腔下面。

本发明所述的石英砂的熔炼设备，结构合理，设计巧妙，安全可靠，通过本装置熔炼炉内壁上的第一电阻丝对熔炼炉内壁周围的石英砂进行加热，同时还可以通过中部的加热组件对熔炼炉中部的石英砂进行加热，可以防止加热不均的情况，熔融的石英通过冷却室快速冷却，简单易行，避免不必要的资源浪费。

进一步的，上述的石英砂的熔炼设备，所述吊装骨架上设有一组圆孔管道，所述吊装骨架内部设有中空腔，所述中空腔上端连接氮气输送管道，所述圆孔管道与中空腔连接相通。吊装骨架内部中空腔及圆孔管道的设计，形成氮气输送管路，氮气通过中空腔道进入圆孔管道，圆孔管道中氮气进入到熔炼室中，氮气的移动带来熔融石英的移动，熔融石英的移动可以使熔炼炉中的石英加热均匀，避免了加热不均的情况。

进一步的，上述的石英砂的熔炼设备，所述第一出料口上设有成型器和剪切装置；所述剪切装置包括控制器、中间继电器和剪断器,所述剪断器包括马达、传动机构和刀片元件；所述控制器连接中间继电器，中间继电器连接马达，马达连接传动机构，传动机构连接刀片元件；所述成型器设在所述第一阀门的下端，所述刀片元件设在所述成型器和所述冷却室之间。剪切装置通过控制器把信号传到中间继电器，中间继电器控制马达电路的闭合和断开来控制马达，马达驱动传动机构实现刀片元件剪切功能。成型器可以使熔融石英经成型器成型，成型后的熔融石英再经剪切装置把熔融石英剪切，之后经冷却室冷却凝固成型，这样的石英不需再进行研磨就可以直接使用，比起机械研磨简单易行，节约能源。

进一步的，上述的石英砂的熔炼设备，所述圆孔管道外端口处一侧设有引向帽，所述圆孔管道外端口处另一侧设有止回阀。引向帽的设计，把同一高度的圆孔管道中氮气引导为在同一界面上，更进一步优选，引向帽方向与圆孔管道轴线成45角度，在多圆孔管道中氮气的吹动下，形成旋转涡流，把熔融石英旋转移动，使加热更均匀，同时止回阀的设计防止熔融石英倒流到圆孔管道中，防止圆孔管道被阻塞。

进一步的，上述的石英砂的熔炼设备，止回阀与圆孔管道外端口弹性连接。止回阀与圆孔管道外端口弹性连接使氮气被输送到熔炼室时止回阀可以被氮气吹开，当没有输入使，又可自动关闭，防止熔融石英倒流。

进一步的，上述的石英砂的熔炼设备，其特征在于：所述引向帽为半圆弧形，所述止回阀为半圆形。保证全部氮气朝一个方向移动，形成更大的冲力，带动熔融石英移动，止回阀半圆形的设计为吻合引向帽，使关闭密封性更好。

进一步的，上述的石英砂的熔炼设备，所述炉壳与保温层之间为中空。中空的设计不仅可以作为容器，还可以进一步起保温作用，减少热量的损失。

进一步的，上述的石英砂的熔炼设备，所述第一出料口与熔炼室之间设有滤网。滤网的设计，可以使石英砂中高温不熔物与熔融石英实现固液分离，对熔融石英进一步纯化。

进一步的，上述的石英砂的熔炼设备，进料口上设有炉门。防止熔炼炉中热量的损耗。

一种石英砂的熔炼设备的工作方法，打开炉门，把石英砂经进料口倒入熔炼室内，打开第一电阻丝和第二电阻丝的加热电源，升温使石英砂加热到熔融状，同时把氮气通过氮气输送管道输送到第一中空腔中，氮气通过第一中空腔到达圆孔通道，在氮气的吹动下，打开弹性止回阀，同一高度的圆形管道里面的氮气在引向帽的方向引导下吹动熔融石英砂形成旋转运动，使石英熔融围绕加热组件旋转运动加热更充分，经熔融完全的石英经滤网过滤滞留不熔杂质，经第一出料口出料，熔融石英经成型器成型，之后启动剪切装置，控制器设有时间脉冲信号，控制器输出时间脉冲信号到中间继电器，中间继电器控制马达电路的闭合和断开，以此来控制马达，马达驱动传动机构实现刀片元件剪切，剪切之后的熔融石英迅速进入冷却腔，冷却箱内置有冷凝剂，经冷却之后成凝固状，成型的石英经第二出料口出料。

本发明所述的的石英砂的熔炼设备，结构合理，设计巧妙，应用方便，通过本装置可以快速有效的制备成型的高纯度熔融石英。

附图说明

图1为本发明的石英砂的熔炼设备的结构示意图

图2为吊装骨架内部管道的结构示意图；

图3为剪切装置的结构示意图；

图4为成型器的结构示意图；

图5为第一出料口的结构示意图

图中，1 熔炼炉、2 加热组件、3 冷却室、4 成型器、5 剪切装置、6 第二出料口、11 炉壳、12 保温层、13 熔炼室、14 第一电阻丝、15 进料口、16 第一出料口、17第一阀门、18 滤网、21 第二电阻丝、22 吊装骨架、23 螺丝装置、31 冷却箱、32 冷却腔、51 控制器、52 中间继电器、53 剪断器、221圆孔管道、222 第一中空腔、223 引向帽、224 止回阀、225 氮气输送管道、531 马达、532 传动机构、533刀片元件、151 炉门。

具体实施方式

结合附图和具体实施例，进一步阐述本发明。

实施例1

如图1所示，一种石英砂的熔炼设备，包括熔炼炉1、加热组件2、冷却室3、第二出料口6；所述熔炼炉1包括炉壳11、保温层12、熔炼室13、第一电阻丝14、进料口15、第一出料口16、第一阀门17；所述加热组件2包括第二电阻丝21和吊装骨架22；所述冷却室3包括冷却箱31和冷却腔32；另，所述炉壳11设在保温层12外围，所述保温层12设在熔炼室13外层，所述第一电阻丝14设在熔炼室13内壁上；所述熔炼室13上端连接进料口15，下端连接第一出料口16；所述吊装骨架22设在熔炼室13，所述吊装骨架22上端穿过熔炼室13顶部延伸到炉壳11外部，用螺丝装置23固定吊装骨架22，所述第二电阻丝21设在吊装骨架22；再，所述第一阀门17设在第一出料口16上；所述冷却室3连接第一出料口16，设在所述第一阀门17下端，所述冷却箱31设在冷却腔32外部，所述第二出料口6设在冷却腔32下面。

进一步，如图2所示，所述吊装骨架22上设有一组圆孔管道221，所述吊装骨架22内部设有中空腔222，所述中空腔222上端连接氮气输送管道225，所述圆孔管道221与中空腔222连接相通。

又，所述第一出料口16上设有成型器4和剪切装置5；如图3所示，所述剪切装置5包括控制器51、中间继电器52和剪断器53,所述剪断器53包括马达531、传动机构532和刀片元件533；所述控制器51连接中间继电器52，中间继电器52连接马达531，马达531连接传动机构532，传动机构532连接刀片元件533；如图4所示的成型器4设在所述第一阀门17的下端，所述刀片元件533设在所述成型器4和所述冷却室3之间。

再，所述圆孔管道221外端口处一侧设有引向帽223，所述圆孔管道221外端口处另一侧设有止回阀224。另，止回阀224与圆孔管道221外端口弹性连接。

此外，所述引向帽223为半圆弧形，所述止回阀224为半圆形。另，所述炉壳11与保温层12之间为中空。

进一步，如图所示，所述第一出料口16与熔炼室13之间设有滤网18。又，进料口15上设有炉门151。

一种石英砂的熔炼设备的工作方法，打开炉门151，把石英砂经进料口15倒入熔炼室13内，打开第一电阻丝14和第二电阻丝21的加热电源，升温使石英砂加热到熔融状，同时把氮气通过氮气输送管道225输送到第一中空腔222中，氮气通过第一中空腔222到达圆孔通道221，在氮气的吹动下，打开弹性止回阀224，同一高度的圆形管道221里面的氮气在引向帽223的方向引导下吹动熔融石英砂形成旋转运动，使石英熔融围绕加热组件2旋转运动加热更充分，经熔融完全的石英经滤网18过滤滞留不熔杂质，经第一出料口16出料，熔融石英经成型器4成型，之后启动剪切装置5，控制器51设有时间脉冲信号，控制器51输出时间脉冲信号到中间继电器52，中间继电器52控制马达531电路的闭合和断开，以此来控制马达531，马达531驱动传动机构532实现刀片元件533剪切，剪切之后的熔融石英迅速进入冷却腔32，冷却箱31内置有冷凝剂，经冷却之后成凝固状，成型的石英经第二出料口6出料。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，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，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种石英砂的熔炼设备，其特征在于：包括熔炼炉（1）、加热组件（2）、冷却室（3）、第二出料口（6）；所述熔炼炉（1）包括炉壳（11）、保温层（12）、熔炼室（13）、第一电阻丝（14）、进料口（15）、第一出料口（16）、第一阀门（17）；所述加热组件（2）包括第二电阻丝（21）和吊装骨架（22）；所述冷却室（3）包括冷却箱（31）和冷却腔（32）；所述炉壳（11）设在保温层（12）外围，所述保温层（12）设在熔炼室（13）外层，所述第一电阻丝（14）设在熔炼室（13）内壁上；所述熔炼室（13）上端连接进料口（15），下端连接第一出料口（16）；所述吊装骨架（22）设在熔炼室（13），所述吊装骨架（22）上端穿过熔炼室（13）顶部延伸到炉壳（11）外部，用螺丝装置(23)固定吊装骨架（22），所述第二电阻丝（21）设在吊装骨架（22）；所述第一阀门（17）设在第一出料口（16）上；所述冷却室（3）连接第一出料口（16），设在所述第一阀门（17）下端，所述冷却箱（31）设在冷却腔（32）外部，所述第二出料口（6）设在冷却腔（32）下面。

2.根据权利要求1所述的石英砂的熔炼设备，其特征在于：所述吊装骨架（22）上设有一组圆孔管道（221），所述吊装骨架（22）内部设有中空腔(222)，所述中空腔(222)上端连接氮气输送管道（225），所述圆孔管道（221）与中空腔(222)连接相通。

3.根据权利要求2所述的石英砂的熔炼设备，其特征在于：所述第一出料口（16）上设有成型器（4）和剪切装置（5）；所述剪切装置（5）包括控制器（51）、中间继电器（52）和剪断器（53）,所述剪断器（53）包括马达（531）、传动机构（532）和刀片元件（533）；所述控制器（51）连接中间继电器（52），中间继电器（52）连接马达（531），马达（531）连接传动机构（532），传动机构（532）连接刀片元件（533）；所述成型器（4）设在所述第一阀门（17）的下端，所述刀片元件（533）设在所述成型器（4）和所述冷却室（3）之间。

4.根据权利要求2所述的石英砂的熔炼设备，其特征在于：所述圆孔管道（221）外端口处一侧设有引向帽（223），所述圆孔管道（221）外端口处另一侧设有止回阀（224）。

5.根据权利要求4所述的石英砂的熔炼设备，其特征在于：止回阀（224）与圆孔管道（221）外端口弹性连接。

6.根据权利要求4所述的石英砂的熔炼设备，其特征在于：所述引向帽（223）为半圆弧形，所述止回阀（224）为半圆形。

7.根据权利要求3所述的石英砂的熔炼设备，其特征在于：所述炉壳（11）与保温层（12）之间为中空。

8.根据权利要求4所述的石英砂的熔炼设备，其特征在于：所述第一出料口（16）与熔炼室（13）之间设有滤网（18）。

9.根据权利要求4所述的石英砂的熔炼设备，其特征在于：进料口（15）上设有炉门（151）。

10.一种石英砂的熔炼设备的工作方法，其特征在于：打开炉门（151），把石英砂经进料口（15）倒入熔炼室（13）内，打开第一电阻丝（14）和第二电阻丝（21）的加热电源，升温使石英砂加热到熔融状，同时把氮气通过氮气输送管道（225）输送到第一中空腔(222)中，氮气通过第一中空腔(222)到达圆孔通道（221），在氮气的吹动下，打开弹性止回阀（224），同一高度的圆形管道（221）里面的氮气在引向帽（223）的方向引导下吹动熔融石英砂形成旋转运动，使石英熔融围绕加热组件（2）旋转运动加热更充分，经熔融完全的石英经滤网（18）过滤滞留不熔杂质，经第一出料口（16）出料，熔融石英经成型器（4）成型，之后启动剪切装置（5），控制器（51）设有时间脉冲信号，控制器（51）输出时间脉冲信号到中间继电器（52），中间继电器（52）控制马达（531）电路的闭合和断开，以此来控制马达（531），马达（531）驱动传动机构（532）实现刀片元件（533）剪切，剪切之后的熔融石英迅速进入冷却腔（32），冷却箱（31）内置有冷凝剂，经冷却之后成凝固状，成型的石英经第二出料口（6）出料。

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