CN113564375B - 用于冶金真空蒸馏的恒温装置及蒸馏器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于冶金真空蒸馏的恒温装置及蒸馏器，其中，恒温装置包括仓体、设置在仓体上的冷却系统和设置在仓体内的控温装置，仓体顶部设有接料机构，接料机构的出料端与控温装置连接；控温装置包括：加热器和转动连接在加热器外壁上的汇集装置，接料机构的出料端与汇集装置连接，通过接料机构对物料进行缓冲，避免其飞溅，通过控温装置能够有效控制物料的温度，有效避免出料管堵塞，既保护了出料管及出料锅等设备，又提高了金属分离提纯效果。

Description

用于冶金真空蒸馏的恒温装置及蒸馏器

技术领域

本发明涉及真空冶金设备技术领域，涉及一种用于冶金真空蒸馏的恒温装置及蒸馏器。

背景技术

有色金属物料真空蒸馏主要是利用不同金属的沸点差异及饱和蒸气压的差异来进行有色金属的冶炼、精炼、提纯等处理，蒸馏后根据物料走向分为残留物和挥发物，残留物和挥发物均需要使用收集装置来收集。现有的收集装置多是在外壳设置水冷，蒸馏后的残留物或挥发物输送至收集装置后，降温后再输送到下一工序，但现有的收集装置温度不能很好的控制，残留物和挥发物在输送过程中伴随着热量的流失，温度过低会引起结块，导致堵塞，温度过高又会与出料管反应，生成新的合金流走，使出料管壁逐渐变薄最终损坏漏气，导致故障停炉，同时生成的新合金污染产品，严重影响到金属分离提纯效果。

发明内容

为解决现有技术中的不足，发明人提供了一种用于冶金真空蒸馏的恒温装置及蒸馏器，能够实现对物料的恒温控制，提高了收集效果。

具体地，本发明是这样实现的：

根据第一方面，本发明公开了一种用于冶金真空蒸馏的恒温装置，包括仓体、设置在仓体上的冷却系统和设置在所述仓体内的控温装置，所述仓体顶部设有接料机构，所述接料机构的出料端与控温装置连接；

所述控温装置包括：加热器和转动连接在所述加热器外壁上的汇集装置，所述接料机构的出料端与汇集装置连接。

进一步地，所述汇集装置包括：多个沿所述加热器纵向按层分布的汇集盘，每个所述汇集盘均可绕加热器的中心轴转动，每个所述汇集盘上均设置有出料口，最顶层的汇集盘与所述接料机构的出料端连接，上一层汇集盘通过所述出料口连通至下一层汇集盘。

进一步地，所述汇集装置包括：分别位于所述加热器外壁顶部和底部的两个汇集盘，两个所述汇集盘通过管道连接，顶部的汇集盘与所述接料机构的出料端连接。

进一步地，所述仓体上设有仓门，所述仓体内设有底座，所述底座通过销轴转动连接在所述仓体内，所述加热器固定在所述底座上；所述仓体底部均设有支撑滑道，所述底座滑动连接在所述支撑滑道上。

进一步地，所述接料机构包括：接料嘴和摆动结构，所述接料嘴的进料口和出料口偏心设置；

所述摆动机构包括：第一固定杆、第二固定杆和连接臂，所述第一固定杆和第二固定杆固定设置在所述仓体顶部，所述连接臂靠近所述接料嘴的一端夹抱住所述接料嘴，另一端通过限位销连接在所述第一固定杆上，所述限位销可拆卸的穿设在所述连接臂和第一固定杆上，所述连接臂转动连接在所述第二固定杆上。

进一步地，所述仓体的顶部设置有疏通管，其底部设置有出料管，所述出料管位于蒸馏炉炉底投影范围的外部，所述疏通管位于所述出料管的正上方，所述出料管与控温装置的出料端连接。

根据第二方面，本发明还提供了一种用于冶金真空蒸馏的的蒸馏器，包括蒸馏炉，还包括如上所述的恒温装置，所述恒温装置通过进料管与所述蒸馏炉连通。

本发明的工作原理如下：

物料需要快速下落时，将所有汇集盘的出料口对齐，物料从进料管进入后，直接从汇集盘的出料口落下，从出料管输送出去，在此过程中，加热器对下落的物料进行加热，来保证下落过程中物料温度始终处于特定范围(根据金属种类及其相变温度来设定)。当需要对物料缓慢下落时，转动汇集盘，使相邻两层汇集盘的出料口错位布置，物料落入汇集盘后，会顺着汇集盘流动，直至移动到汇集盘的出料口，落入下一汇集盘，以此反复，最终从出料管输送出去，在此过程中，加热器的温度会传递到汇集盘上，使汇集盘上的物料温度处于设定范围内。

对物料进行收集时，顶部汇集盘也可以通过管道连通到底部的汇集盘，此过程中，利用加热器对熔融状态的物料进行加热，使其温度处于设定范围内，同时能够降低物料堵塞控温装置的风险。

相比现有技术，本发明的有益效果：

(1)本发明提供的恒温装置，在不中断真空蒸馏的情况下，利用加热器对物料进行保温，提高收集效果，同时，能够有效避免出料管堵塞，既保护了出料管及出料锅等设备，又提高了金属分离提纯效果。

(2)通过设置接料机构，能够对残留物或挥发物进行缓冲，有效避免残留物或挥发物下落时造成飞溅，保证收集效果，也便于日常维护和检修。

(3)本发明提供的恒温装置能够根据实际需求调整的截流时间，具有良好的适用性，有利于提高生产效率。

附图说明

图1为实施例1中的用于冶金真空蒸馏的恒温装置的结构示意图；

图2为实施例1中的用于冶金真空蒸馏的恒温装置的剖视图；

图3为实施例1中的用于冶金真空蒸馏的蒸馏器图；

图4为实施例1中的残留物汇集盘的使用状态图；

图5为实施例2中的用于冶金真空蒸馏的恒温装置的剖视图；

图6为实施例2中的用于冶金真空蒸馏的恒温装置的侧视图；

图7为图5中A处的局部放大图；

图8为实施例2中的支撑滑道的俯视图；

图9为实施例3中的接料机构的结构示意图；

图10为实施例3中的接料机构的剖视图；

图11为实施例4中的恒温装置的俯视图。

附图标记：

1-蒸馏炉；11-蒸馏炉炉底投影；2-操作台；3-残留物仓体；31-残留物进料管；32-残留物接料机构；321-接料嘴；322-第一固定杆；323-第二固定杆；324-连接臂；33-残留物控温装置；331-残留物加热器；332-残留物汇集盘；34-残留物底座；35-残留物出料管；36-残留物疏通管；4-挥发物仓体；41-挥发物进料管；42-挥发物接料机构；43-挥发物控温装置；431-挥发物加热器；432-挥发物汇集盘；44-挥发物底座；45-管道；46-挥发物出料管；47-挥发物疏通管；5-仓门；6-销轴；7-支撑滑道；8-接料斗；9-端盖。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

实施例1

如图1-5所示，本发明提供了一种用于冶金真空蒸馏的蒸馏器，包括：蒸馏炉1和恒温装置，其中，恒温装置包括残留物仓体3和挥发物仓体4，残留物仓体3和挥发物仓体4上均设有水冷系统，该水冷系统为常规收集器的水冷系统，用于吸收物料的热量，具体结构在此不做赘述。残留物仓体3通过残留物进料管31与蒸馏炉1连通，挥发物仓体4通过挥发物进料管41与蒸馏炉1连通。残留物仓体3和挥发物仓体4通过隔板分隔开，在本实施例中，残留物仓体3和挥发物仓体4分别用于收集蒸馏残留物和冷凝后过的挥发物，在实际生产中，残留物仓体3也可对挥发物进行收集，同理，挥发物仓体4也可对残留物进行收集，具体视实际生产需求而定，在此不再赘述。具体地，残留物仓体3包括：残留物进料管31，与残留物进料管31连接的残留物接料机构32，残留物控温装置33和残留物出料管35，残留物通过残留物进料管31落入到残留物接料机构32，经残留物接料机构32缓冲后输送到残留物控温装置33，利用控温装置33对残留物进行加热，提高收集效果，收集后的残留物通过残留物出料管35输送出去。同理，挥发物仓体4包括：挥发物进料管41，与挥发物进料管41连接的挥发物接料机构42，挥发物控温装置43和挥发物出料管46。

其中，残留物控温装置33包括：残留物加热器331和转动连接在残留物加热器331外壁上设置有残留物汇集装置，残留物汇集装置包括多个沿残留物加热器331纵向分布的残留物汇集盘332，每个残留物汇集盘332均可绕残留物加热器331的中心轴转动，每个残留物汇集盘332上均设置有出料口，处于上方的残留物汇集盘332通过出料口连通至下一残留物汇集盘332。通过转动残留物汇集盘332能够调整上下两个残留物汇集盘332出料口的对齐情况。残留物需要快速下落时，将所有残留物汇集盘332的出料口对齐，残留物从残留物进料管31进入后，直接从残留物汇集装置的出料口落下，从残留物出料管35输送出去。具体地，举例来说，当上一层残留物汇集盘332的出料口与本层残留物汇集盘332对齐时，残留物直接落入到下一层的残留物汇集盘332，此时残留物不在本层停留。需要残留物在残留物汇集盘332停留时，转动残留物汇集盘332(非最上层及最下层的一个)，使相邻两层残留物汇集盘332的出料口错位布置(如图6所示)，残留物落入残留物汇集盘332后，会顺着该残留物汇集盘332移动，直至移动到该残留物汇集盘332的出料口，再落入下一层的残留物汇集盘332，以此反复，最终从残留物出料管35输送出去，残留物在每一层残留物汇集盘332上停留时间t_i的和就是残留物在残留物仓中停留的时间(i为残留物汇集盘332的编号)。应当理解的是，在残留物移动速度一定的情况下，t_i由残留物在该层残留物汇集盘332的移动距离决定(即由上一层残留物汇集盘332出料口位置到该层残留物汇集盘332出料口位置的路径长度决定)。本发明提供的残留物恒温装置，通过转动该层残留物汇集盘332，改变相邻两层残留物汇集盘332出料口的距离，和/或残留物汇集盘332的个数，和/或残留物汇集盘332的盘面大小(即物料与空气的接触面积)即可调整残留物的移动距离，进而达到控制残留物停留时间的目的，有利于提高生产效率。在物料移动过程中，物料需要加热时，残留物加热器331的温度会传递到残留物汇集盘332上，对残留物进行加热，来保证输送过程中残留物温度始终处于特定范围。物料需要散热时，残留物加热器331不工作，此时物料与空气接触部分持续散热，热量被水冷系统所吸收，散热时间为物料在残留物汇集盘332上的停留时间。物料是加热还是散热，需根据金属种类和工艺来设定。

同理，挥发物控温装置43包括：挥发物加热器431和连接在挥发物加热器431外壁上的挥发物汇集装置，挥发物汇集装置包括：分别位于挥发物加热器431顶部和底部的两个挥发物汇集盘432，两个挥发物汇集盘432通过管道45连接，顶部的挥发物汇集盘432与挥发物接料机构42的出料端连接。冷凝后的挥发物呈熔融状态，经挥发物接料机构42缓冲后落入顶部的挥发物汇集盘432，然后经过管道45落入底部的挥发物汇集盘432，同时挥发物加热器431对下落的挥发物进行加热，使其保持在设定的温度范围内，能够对出料管及出料锅等设备起到保护作用。

恒温装置通过仓体外壁上的水冷系统、物料停留时间的调整和加热器来实现恒温功能。本发明根据物料的性质和工艺来确定恒温装置的恒定温度，对物料进行加热或降温，具体视情况而定。使物料在输送过程中始终处于恒温状态，能够有效避免出料管堵塞，减少或避免出料系统的腐蚀，提高开炉作业过程中设备的稳定性，延长设备作业周期，降低成本。

实施例2

在实施例1的基础上，参阅图5-图8，残留物仓体3和挥发物仓体4上均设有仓门5，残留物仓体3底部设有呈弧形状的支撑滑道7，支撑滑道7上滑动连接有残留物底座34，残留物底座34通过销轴6转动连接在残留物仓体3。残留物底座34上固定设置有残留物控温装置33，残留物控温装置33用于控制进入残留物仓体3内的残留物的温度。支撑滑道7在为残留物底座34转动提供路径的同时，还对残留物底座34和残留物底座34上的残留物控温装置33起到支撑作用。具体地，打开仓门5，转动残留物底座34，同时残留物底座34沿着支撑滑道7的轨道移动，即可将残留物控温装置33旋出，便于残留物仓体3的日常维护和检修。同理，挥发物仓体4内也设有支撑滑道7，挥发物底座44滑动连接在支撑滑道7上，挥发物底座44通过销轴转动连接在挥发物仓体4内，挥发物控温装置43固定在挥发物底座44上。

实施例3

在实施例2的基础上，参阅图9和图10，残留物接料机构32和挥发物接料机构42机构相同。具体地，残留物接料机构32和挥发物接料机构42均包括：接料嘴321和摆动机构，接料嘴321的进料口和出料口偏心设置。其中，摆动机构包括：第一固定杆322、第二固定杆323和连接臂324，第一固定杆322和第二固定杆323焊接在仓体顶端内壁上，连接臂324靠近接料嘴321的一端呈弧形状，夹抱住接料嘴321，另一端通过可拆卸的限位销(未示出)连接在第一固定杆322上，连接臂324的中部转动连接在第二固定杆323上。优选地，第二固定杆323对称设置有两根，连接臂324位于两根第二固定杆323之间，且分别与两根第二固定杆323转动连接。优选地，第一固定杆322的长度小于第二固定杆323的长度，使得连接臂324呈倾斜状，便于接料嘴321上下摆动。以残留物仓体3为例，工作时，将限位销(未示出)取下，残留物从蒸馏炉1中沿残留物进料管31进入到接料嘴321后，被接料嘴321所阻挡，同时使接料嘴2下摆，延长缓冲冲程，保证缓冲效果。降低残留物的下落速度后，再落到残留物汇集盘332上，能够有效防止残留物直接下落飞溅，保证收集效果，便于日常清理，提高收集纯度。需要说明的是，静止状态下，在接料嘴321重力作用下，接料嘴321与最顶端的残留物汇集盘332或挥发物汇集盘432相配合，避免残留物或挥发物垂直落下引起的飞溅，避免飞溅出来的液滴会凝固成固体黏附于仓内，引起加热器短路、控温装置旋出困难及仓内的清理困难等问题。日常维护和检修时，将接料嘴321向上稍微抬起，用限位销(未示出)穿过第一固定杆322和连接臂324，使接料嘴321固定在高位，使接料嘴321高于残留物控温装置33和挥发物控温装置43，避免接料嘴321对检修维护造成干扰。

实施例4

在实施例3的基础上，参阅图11，残留物仓体3顶部设置有残留物疏通管36，底部设置有残留物出料管35，残留物出料管35与残留物进料管31偏心设置，且位于蒸馏炉炉底投影11范围的外部，残留物疏通管36位于残留物出料管35的正上方，残留物出料管35顶端设置有接料斗8，残留物出料管35通过接料斗8与最底部的残留物汇集盘332连接。优选地，残留物疏通管36为三通管，顶部管口用于疏通，侧面管口用于抽真空。两个管口上均设置有端盖9，无需进行疏通时，端盖9将残留物疏通管36密封，保证残留物仓体3处于密封状态，保证收集效果。具体地，将残留物疏通管36和残留物出料管35错开蒸馏炉炉底投影11的范围，使得工人能够在操作台2上直接对残留物出料管35进行疏通，无需将蒸馏炉1和该恒温装置进行拆装，大大降低了疏通难度和工人疏通时的工作强度，有效节约了时间成本和劳动成本。同理，挥发物仓体4顶部设置有挥发物疏通管47，底部设置有挥发物出料管46，挥发物出料管46与挥发物进料管41偏心设置，且位于蒸馏炉炉底投影11范围的外部，挥发物疏通管47位于挥发物出料管46的正上方，挥发物出料管顶端设置有接料斗8，挥发物出料管46通过接料斗8与最底部的挥发物汇集盘432连接，挥发物疏通管47为三通管，其上设置有端盖9，用于密封挥发物仓体4。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (4)

1.一种用于冶金真空蒸馏的恒温装置，恒温装置通过进料管与蒸馏炉连通，其特征在于，包括仓体、设置在仓体上的冷却系统和设置在所述仓体内的控温装置，所述仓体顶部设有接料机构，所述接料机构的出料端与控温装置连接；

所述控温装置包括：加热器和转动连接在所述加热器外壁上的汇集装置，所述接料机构的出料端与汇集装置连接；

所述接料机构包括：接料嘴和摆动机构，所述接料嘴的进料口和出料口偏心设置；

所述摆动机构包括：第一固定杆、第二固定杆和连接臂，所述第一固定杆和第二固定杆固定设置在所述仓体顶部，所述连接臂靠近所述接料嘴的一端夹抱住所述接料嘴，另一端通过限位销连接在所述第一固定杆上，所述限位销可拆卸的穿设在所述连接臂和第一固定杆上，所述连接臂转动连接在所述第二固定杆上；

所述汇集装置包括：多个沿所述加热器纵向按层分布的汇集盘，每个所述汇集盘均可绕加热器的中心轴转动，每个所述汇集盘上均设置有出料口，最顶层的汇集盘与所述接料机构的出料端连接，上一层汇集盘通过所述出料口连通至下一层汇集盘；或

所述汇集装置包括：分别位于所述加热器外壁顶部和底部的两个汇集盘，两个所述汇集盘通过管道连接，顶部的汇集盘与所述接料机构的出料端连接。

2.如权利要求1所述的恒温装置，其特征在于，所述仓体上设有仓门，所述仓体内设有底座，所述底座通过销轴转动连接在所述仓体内，所述加热器固定在所述底座上；所述仓体底部均设有支撑滑道，所述底座滑动连接在所述支撑滑道上。

3.如权利要求1所述的恒温装置，其特征在于，所述仓体的顶部设置有疏通管，其底部设置有出料管，所述出料管位于蒸馏炉炉底投影范围的外部，所述疏通管位于所述出料管的正上方，所述出料管与控温装置的出料端连接。

4.一种用于冶金真空蒸馏的蒸馏器，包括蒸馏炉，其特征在于，还包括如权利要求1所述的恒温装置。

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