CN113337708A - 一种多功能的微波加热湿法变压冶金反应装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种多功能的微波加热湿法变压冶金反应装置，包括：搅拌装置、压力容器、冷却装置、微波发生装置、进出料装置和进排气装置，其中，搅拌装置包括：设置在压力容器内的搅拌机构和设置在压力容器外的驱动机构,冷却装置周向设置在搅拌机构外侧；微波发生装置周向设置在压力容器外侧，进出料装置设置在压力容器顶部；进排气装置设置在压力容器顶部，本发明的多功能的微波加热湿法变压冶金反应装置能实现微波在反应过程中连续不间断加热，使物料能够受热均匀并通过优化搅拌机构使反应物能够充分接触反应。
Description
技术领域
本发明涉及微波设备领域，特别是涉及一种多功能的微波加热湿法变压冶金反应装置。
背景技术
微波加热(Microwave heating)就是利用微波的能量特征，对物体进行加热的过程。材料对微波的反应可以分为三种情况：穿透微波、反射微波及吸收微波，与传统加热方式不同，微波加热通过诱导偶极分子进行高频往复运动以及旋转，导致偶极分子之间产生“摩擦热”而使被加热物料温度升高，不须任何热传导过程，因此，微波加热技术被广泛的应用于人们日常生活和工业生产中。然而，微波加热也有局限性，在通过微波加热时，由于微波加热导致物料升温迅速，当达到额定温度时，由于缺乏有效的降温机制导致微波便会停止工作，因此现有这些微波设备存在反应过程中微波辐射不连续的问题，导致不能有效的判断微波辐射对于湿法冶金反应过程的影响，并且现有设备存在可视化低、矿浆搅拌不均匀、进出料困难等问题，因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
本发明的目的是提供一种多功能的微波加热湿法变压冶金反应装置，以解决上述现有技术存在的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种多功能的微波湿法变压冶金反应装置，包括：搅拌装置、压力容器、冷却装置、微波发生装置、进出料装置和进排气装置，其中，
所述搅拌装置包括：设置在所述压力容器内的搅拌机构和设置在所述压力容器外的驱动机构,所述搅拌机构与所述驱动机构可拆卸连接；
所述冷却装置周向设置在所述搅拌机构外侧；
所述微波发生装置周向设置在所述压力容器外侧；
所述进出料装置设置在所述压力容器顶部，对所述压力容器内输入或输出物料；
所述进排气装置设置在所述压力容器顶部，对所述压力容器内通入或排出气氛。
优选的，所述搅拌机构包括：搅拌杆和搅拌桨，其中，
所述搅拌杆的一端与所述驱动机构传动连接，所述搅拌杆的另一端与所述搅拌桨铰接。
优选的，所述搅拌桨包括：上底盘、下底盘、上桨叶、下桨叶、柔性叶片，其中，
所述上底盘套设在所述搅拌杆内；
所述下底盘套设在所述搅拌杆内，且位于所述上底盘下端；
所述上桨叶周向等间距设置在所述上底盘边缘；
所述下桨叶周向等间距设置在所述下底盘边缘；
所述柔性叶片交错连接在所述上桨叶与所述下桨叶之间。
优选的，所述冷却装置包括：蛇形盘管、蛇形盘管进口、蛇形盘管出口和支撑柱，其中，
所述蛇形盘管周向多层围绕在所述压力容器内底部且位于所述搅拌桨外侧；
所述蛇形盘管进口和所述蛇形盘管出口设置在所述压力容器顶部；
所述支撑柱周向等间距设置在所述压力容器底部，且内侧与所述蛇形盘可拆卸连接。
优选的，所述微波发生装置包括：波导管和磁共管，其中，
所述波导管一端与所述压力容器固接，所述波导管的另一端顶部与所述磁共管底部固接。
优选的，所述进出料装置，包括进料口、出料口和出料管，其中，
所述进料口和所述出料口设置在所述压力容器顶部；
所述出料管的一端与所述出料口固接，所述出料管的另一端设置在所述压力容器底部，且所述出料管沿所述压力容器内壁设置。
优选的，所述进排气装置包括：进气孔和排气孔，其中，
所述进气孔与所述排气孔设置在所述压力容器顶部；且所述排气孔与所述进气孔设置在所述蛇形盘管进口与所述驱动机构连接线的两侧。
优选的，所述驱动机构包括：电机、螺栓、减速器、联轴器和传动轴，其中，
所述电机设置在所述压力容器中心顶部；
所述减速器通过所述螺栓与所述电机连接；
所述联轴器的两端分别与所述电机的输出轴和所述传动轴固定连接；
所述传动轴的另一端与所述搅拌杆可拆卸连接；
优选的，所述压力容器外侧周向设有若干支座。
优选的，所述支座与所述微波发生装置数量至少分别为4个。
本发明公开了以下技术效果：
本发明的多功能的微波加热湿法变压冶金反应装置通过设置搅拌装置使矿浆接触更加均匀，反应更加彻底，利用微波发生装置作为加热装置加热反应矿浆，达到快速升温的目的，并且通过冷却装置实现冷凝矿浆的目的，以达到微波连续工作的目的，通过设置进出料装置使物料能够轻松进出压力容器，通过设置进排气机装置，使压力容器内的气压能够稳定保持在一定的压力条件下，本发明的多功能的微波加热湿法变压冶金反应装置能实现不同压力条件下进行化学反应以及微波在反应过程中连续工作且不间断加热，此外，通过改进搅拌装置使物料能够受热均匀并使反应物能够充分接触反应，并能够提高反应可视化程度和解决进出料困难的问题。
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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明中多功能的微波加热湿法变压冶金反应装置的结构示意图；
图2为图1中A的局部放大图；
图3为搅拌桨的结构示意图；
图4为搅拌桨的俯视图；
图5为微波发生装置的结构示意图；
图6为本发明中多功能的微波加热湿法变压冶金反应装置的俯视图；
图7为蛇形盘管进口与蛇形盘管出口的剖视图；
图8为进料口、出料口、进气口、出气口的剖视图；
其中：1、压力容器；2、搅拌装置；3、支撑柱；4、出料管；5、波导管；6、磁共管；7、支座；8、补强圈；9、手孔；10、出料口；11、观察孔；12、扭矩传感器；13、密封机架；14、联轴器；15、减速器；16、电机；17、螺栓；18、填料箱；19、垫圈；20、进料口；21、蛇形盘管；211、蛇形盘管进口；212、蛇形盘管出口；22、传动轴；24、上底盘；25、上桨叶；26、下底盘；27、柔性叶片；28、微波发生部；29、搅拌杆；30、下桨叶；31、引导管；32、进气孔；33、排气孔。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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做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。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参照图1-8，本发明提供一种多功能的微波加热湿法变压冶金反应装置，包括：搅拌装置、椭圆形的压力容器1、冷却装置、微波发生装置、进出料装置和进排气装置，其中，
搅拌装置包括：设置在压力容器1内的搅拌机构和设置在压力容器1外的驱动机构,搅拌机构与驱动机构可拆卸连接，便于搅拌机构损坏时对其进行更换；
冷却装置周向设置在搅拌机构外侧，对压力容器1内的矿浆进行冷却；
微波发生装置28周向设置在压力容器1外侧，对压力容器1内的矿浆进行加热，通过冷却装置对压力容器1内的反应矿浆进行冷却，在达到温度后使微波发生装置28继续工作，外部控制器可以调节冷凝液的进出速度以及微波功率，实现在微波辐射不停的条件下保持矿浆恒温；
进出料装置设置在压力容器1顶部，对压力容器1内输入或输出物料；
进排气装置设置在压力容器1顶部，对压力容器1内通入或排出气氛。
进一步优化方案，搅拌机构包括：搅拌杆29和搅拌桨，其中，搅拌杆29的一端与驱动机构固定连接，搅拌杆29的另一端与搅拌桨铰接。
进一步优化方案，搅拌桨包括：上底盘24、下底盘26、上桨叶25、下桨叶30、柔性叶片27，其中，
上底盘24套设在搅拌杆29内；
下底盘26套设在搅拌杆29内，且位于上底盘24下端；
上桨叶25周向等间距设置在上底盘24边缘，优选为6叶；
下桨叶30周向等间距设置在下底盘26边缘，优选为6叶，上桨叶25与下桨叶30均为流线型，使搅拌桨在搅拌过程中，能够最大程度的减少与矿浆之间的搅拌能量损失；
柔性叶片27交错通过螺栓连接在上桨叶25与下桨叶30之间形成流线型从而减少了搅拌过程中流体的阻力，并通过螺母螺栓连接实现柔性叶片27在压力容器1内快速拆装，有效的避免了在装配过程中，柔性叶片27发生散落的现象，能有效提高装配效率，降低装配时间。
进一步优化方案，冷却装置包括：蛇形盘管21、蛇形盘管进口211、蛇形盘管出口212和支撑柱3，其中，
蛇形盘管21周向多层围绕在压力容器1内底部且位于搅拌桨外侧，为了实现高效冷却，防止微波加热造成冷凝液气化，蛇形盘管21内的冷凝液推荐采用不吸波液体；
蛇形盘管进口211和蛇形盘管出口212设置在压力容器1顶部，并在蛇形盘管进口211与蛇形盘管出口212外侧设有补强圈8，以弥补由于开口导致压力容器的抗压损失，提高接缝处的承压能力；
支撑柱3周向等间距设置在压力容器1底部，对蛇形盘管21进行固定，且内侧与蛇形盘管21通过卡扣(图中未显示)连接，便于对蛇形盘管21进行更换。
进一步优化方案，微波发生装置28包括：波导管5和磁共管6，其中，
波导管5一端与压力容器1通过焊接固定，磁共管6上设置有若干槽点(图中未显示)，使用螺栓17通过槽点将磁共管6固接在波导管5顶部，通过磁共管6产生微波并由波导管5将微波导入压力容器1内进行矿浆加热。
进一步优化方案，进出料装置，包括进料口20、出料口10和出料管4，其中，
进料口20和出料口10设置在压力容器1顶部；
出料管4的一端与出料口10固接，出料管4的另一端设置在压力容器1底部，且出料管4沿压力容器1内壁设置，进料口20用于将矿浆输送至压力容器1内，反应完成后，使用外部离心泵通过出料管4抽取压力容器1内的反应产物。
进一步优化方案，进排气装置包括：进气孔32和排气孔33，其中，
进气孔32与排气孔33设置在压力容器1顶部；且排气孔33与进气孔32设置在蛇形盘管进口211与驱动机构连接线的两侧，用于向压力容器1内通入和排出气体。
进一步优化方案，驱动机构包括：电机16、螺栓17、减速器15、联轴器14和传动轴22，
电机16设置在压力容器1中心顶部；
减速器15通过螺栓17与电机16连接；
联轴器14的两端分别与电机16的输出轴和传动轴22固定连接；
传动轴22的另一端与搅拌杆29可拆卸连接，通过调节减速器15获得搅拌所需的速度。
传动轴22靠近电机16的一端固接有扭矩传感器12，用于记录传动轴22的扭矩数据。
进一步优化方案，压力容器顶部还设有密封装置，密封装置包括固接在压力容器1顶部的密封机架13，密封机架13底部设有填料箱18，填料箱18穿设在传动轴22上，且位于扭矩传感器12底部，填料箱18底部通过垫圈19与压力容器1连接，防止压力及蒸发液体泄露。
进一步优化方案，压力容器1外侧周向设有若干支座7，具体为耳式支座7，支座7位于微波发生装置28上方，对压力容器1进行固定支撑。
进一步优化方案，支座7与微波发生装置28数量至少为4个，为了实现连续工作，防止微波加热停止，压力容器1四周配置四个微波发生装置28，当其中任一微波发生装置28发损坏，可在不停机的情况下，更换微波发生装置28。
进一步优化方案，压力容器1顶部设有手孔9，手孔9顶部设有观察孔11，且进料口20和出料口10也位于手孔9内，观察孔11直径大于进料口20与出料口10的直径，观察孔11上设有玻璃盖板，观察孔11底部固接有引导管31，观察孔11可用于放置矿浆测温元件、检测溶液pH计以及液体取样，且在进行检测溶液pH计以及液体取样工作时，需穿过引导管31进入压力容器1内，将红外测温仪设置在观察孔11外，进而检测浆液温度；由于外置测温元件，因此可以在获得足够有效的温度数据的情况下，不破坏压力容器1内部的压力环境，使压力容器1内部更加稳定。引导管31与传动轴22平行，由于在压力容器1上开设了面积较大的手孔9，因此为了保证压力容器1能够承受一定压力，在手孔9边缘固接有补强圈8。
工作原理：使用时，首先打开进料口20的阀门进行物料填充，并打开排气孔33的调节阀，待物料填充完毕后，关闭进料口20的阀门，同时保持排气孔33的阀门开启，打开进气孔32的调节阀，通入所需的气氛将压力容器1的空气排除干净后，关闭排气孔33上的阀门，同时打开蛇形盘管进口211及蛇形盘管出口212上的阀门，将冷凝液进行循环，冷凝矿浆，并通过进气孔32通入所需要的气氛，调节至压力达到所需的反应压力；打开电机16、减速器15及扭矩传感器12，通过调节减速器15使得搅拌桨23处于所需的搅拌速度；打开微波发生装置28，通过磁共管6产生微波并由波导管5将微波导入压力容器1内进行矿浆加热；由于有蛇形盘管21的冷却效果，在达到所需温度依然能使微波继续工作，并可通过观察孔11观察压力容器1内的情况。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种多功能的微波加热湿法变压冶金反应装置，其特征在于,包括：搅拌装置、压力容器(1)、冷却装置、微波发生装置、进出料装置和进排气装置，其中，
所述搅拌装置包括：设置在所述压力容器(1)内的搅拌机构和设置在所述压力容器(1)外的驱动机构,所述搅拌机构与所述驱动机构可拆卸连接；
所述冷却装置周向设置在所述搅拌机构外侧；
所述微波发生装置(28)周向设置在所述压力容器(1)外侧；
所述进出料装置设置在所述压力容器(1)顶部，对所述压力容器(1)内输入或输出物料；
所述进排气装置设置在所述压力容器(1)顶部，对所述压力容器(1)内通入或排出气氛。
2.根据权利要求1所述的多功能的微波加热湿法变压冶金反应装置，其特征在于，
所述搅拌机构包括：搅拌杆(29)和搅拌桨，其中，
所述搅拌杆(29)的一端与所述驱动机构固定连接，所述搅拌杆(29)的另一端与所述搅拌桨铰接。
3.根据权利要求2所述的多功能的微波加热湿法变压冶金反应装置，其特征在于，所述搅拌桨包括：上底盘(24)、下底盘(26)、上桨叶(25)、下桨叶(30)、柔性叶片(27)，其中，
所述上底盘(24)套设在所述搅拌杆(29)内；
所述下底盘(26)套设在所述搅拌杆(29)内，且位于所述上底盘(24)下端；
所述上桨叶(25)周向等间距设置在所述上底盘(24)边缘；
所述下桨叶(30)周向等间距设置在所述下底盘(26)边缘；
所述柔性叶片(27)交错连接在所述上桨叶(25)与所述下桨叶(30)之间。
4.根据权利要求3所述的多功能的微波加热湿法变压冶金反应装置，其特征在于，
所述冷却装置包括：蛇形盘管(21)、蛇形盘管进口(211)、蛇形盘管出口(212)和支撑柱(3)，其中，
所述蛇形盘管(21)周向多层围绕在所述压力容器(1)内底部且位于所述搅拌桨外侧；
所述蛇形盘管进口(211)和所述蛇形盘管出口(212)设置在所述压力容器(1)顶部；
所述支撑柱(3)周向等间距设置在所述压力容器(1)底部，且内侧与所述蛇形盘管(21)可拆卸连接。
5.根据权利要求1所述的多功能的微波加热湿法变压冶金反应装置，其特征在于，
所述微波发生装置(28)包括：波导管(5)和磁共管(6)，其中，
所述波导管(5)一端与所述压力容器(1)固接，所述波导管(5)的另一端顶部与所述磁共管(6)底部固接。
6.根据权利要求1所述的多功能的微波加热湿法变压冶金反应装置，其特征在于，
所述进出料装置，包括进料口(20)、出料口(10)和出料管(4)，其中，
所述进料口(20)和所述出料口(10)设置在所述压力容器(1)顶部；
所述出料管(4)的一端与所述出料口(10)固接，所述出料管(4)的另一端设置在所述压力容器(1)底部，且所述出料管(4)沿所述压力容器(1)内壁设置。
7.根据权利要求4所述的多功能的微波加热湿法变压冶金反应装置，其特征在于，
所述进排气装置包括：进气孔(32)和排气孔(33)，其中，
所述进气孔(32)与所述排气孔(33)设置在所述压力容器(1)顶部；且所述排气孔(33)与所述进气孔(32)设置在所述蛇形盘管进口(211)与所述驱动机构连接线的两侧。
8.根据权利要求1所述的多功能的微波加热湿法变压冶金反应装置，其特征在于，
所述驱动机构包括：电机(16)、螺栓(17)、减速器(15)、联轴器(14)和传动轴(22)，其中，
所述电机(16)设置在所述压力容器(1)中心顶部；
所述减速器(15)通过所述螺栓(17)与所述电机(16)连接；
所述联轴器(14)的两端分别与所述电机(16)的输出轴和所述传动轴(22)固定连接；
所述传动轴(22)的另一端与所述搅拌杆(29)可拆卸连接。
9.根据权利要求1所述的多功能的微波加热湿法变压冶金反应装置，其特征在于，所述压力容器(1)外侧周向设有若干支座(7)。
10.根据权利要求9所述的多功能的微波加热湿法变压冶金反应装置，其特征在于，所述支座(7)与所述微波发生装置(28)数量分别至少为4个。
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|---|---|
| CN (1) | CN113337708A (zh) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102476040A (zh) * | 2010-11-26 | 2012-05-30 | 杭州和锦科技有限公司 | 微波单模腔内集束管式连续流化学反应器及其应用 |
| CN202778415U (zh) * | 2012-09-21 | 2013-03-13 | 长春黄金研究院 | 微波加热压力反应装置 |
-
2021
- 2021-06-01 CN CN202110608434.XA patent/CN113337708A/zh active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102476040A (zh) * | 2010-11-26 | 2012-05-30 | 杭州和锦科技有限公司 | 微波单模腔内集束管式连续流化学反应器及其应用 |
| CN202778415U (zh) * | 2012-09-21 | 2013-03-13 | 长春黄金研究院 | 微波加热压力反应装置 |
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