CN114480869A - 一种稀土提纯设备 - Google Patents
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Abstract
本发明属于金属冶炼技术领域，具体的说是一种稀土提纯设备；包括炉体；炉体顶部外表面固接有电机，用于提供动力；电机的输出轴贯通炉体顶部，且于炉体转动连接；炉体的一侧设有进料管；炉体内设有电加热元件；炉体远离进料管的一侧设有抽气管；预热组件位于炉体中；搅拌组件设于炉体内部；驱动组件与炉体转动连接；用于带动预热组件与搅拌组件；本发明通过驱动组件、预热组件和搅拌组件的配合，先通过预热组件对料液进行预热，提高了料液的温度，同时也缩短了料液在炉内的升温的时间，再通过搅拌组件使炉体内的料液与炉壁进行充分接触，使得料液受热均匀，进一步加快了料液内部成份的蒸发，从而也缩短了料液提纯的时间，提高了工作效率。
Description
技术领域
本发明属于金属冶炼技术领域，具体的说是一种稀土提纯设备。
背景技术
稀土是元素周期表中的镧系元素和钪、钇共十七种金属元素的总称；自然界中有250种稀土矿；因为18世纪发现的稀土矿物较少，当时只能用化学法制得少量不溶于水的氧化物，历史上习惯地把这种氧化物称为“土”，因而得名稀土；
可是存在于自然界中的稀土资源，内部存在很多的杂质，因此需要提纯，需要合适的稀土蒸馏提纯装置，而在现有技术中的稀土提纯，工作人员将稀土和溶液直接混合放置在坩锅内部，利用高温蒸发，使稀土内部的杂质得到清除，从而达到提纯的效果，但是堆积在坩锅内部的稀土与溶液很厚，导致稀土内部的成份蒸馏缓慢，增加了生产成本，延长了稀土提纯的时间，进而降低了工作效率；
鉴于此，为了克服上述技术问题，本发明设计了一种稀土提纯设备，解决了上述技术问题。
发明内容
本发明需要解决的技术问题，在现有技术中的稀土提纯，工作人员将稀土和溶液直接混合放置在坩锅内部，利用高温蒸发，使稀土内部的杂质得到清除，从而达到提纯的效果，但是堆积在坩锅内部的稀土与溶液很厚，导致稀土内部的成份蒸馏缓慢，增加了生产成本，延长了稀土提纯的时间，进而降低了工作效率。
本发明提供了一种稀土提纯设备，包括炉体；所述炉体顶部外表面固接有电机，用于提供动力；所述电机的输出轴贯通炉体顶部，且与炉体转动连接；所述炉体的一侧设有进料管；所述炉体内设有电加热元件；所述炉体远离进料管的一侧设有抽气管；用于对炉体内的气体进行抽出；还包括：
预热组件；所述预热组件位于炉体中；用于提前预热原料；
搅拌组件；所述搅拌组件设于炉体内部；用于搅拌炉内原料；
驱动组件；所述驱动组件与炉体转动连接；用于带动预热组件与搅拌组件。
优选的，所述驱动组件包括：
环形齿条；所述环形齿条固接于炉体内壁；
主动齿轮；所述主动齿轮与电机的输出轴固定连接；
从动齿轮；所述从动齿轮位于主动齿轮与环形齿条之间，所述主动齿轮与环形齿条相啮合。
优选的，所述预热组件包括：
环形凹槽；所述环形凹槽位于进料管4的下方；所述环形凹槽与炉体内壁固定连接；
转杆；所述转杆一端与从动齿轮固定连接；另一端位于环形凹槽内；
叶轮；所述叶轮与转杆远离从动齿轮的一端转动连接；
出料口；所述出料口贯通于环形凹槽；用于排出原料。
优选的，所述搅拌组件包括：
连接杆；所述连接杆与主动齿轮远离电机输出轴的一端固接；
弧形推板；所述弧形推板与连接杆远离主动齿轮的一端固接；且与炉体底部滑动连接。
优选的，所述连接杆上固接有刮板；所述刮板与炉体内壁贴合。
优选的，所述环形齿条与主动齿轮上开设有凹槽；所述从动齿轮上固接有支撑板；所述支撑板嵌于凹槽内，支撑板与凹槽转动连接。
优选的，所述出料口的数量为一个以上。
优选的，所述炉体底部设有出料管，所述出料管上设有挡板；所述出料管靠近炉体一端的直径大于远离炉体一端的直径。
优选的，所述出料管上固接有保温层。
优选的，所述挡板上固接有圆环。
本发明的有益效果如下：
1.本发明提供了一种稀土提纯设备，通过驱动组件、预热组件和搅拌组件的的配合，先通过预热组件对原料进行预热，提高了原料的温度，同时也缩短了原料在炉内的升温的时间，提高了原料提纯的速度，再通过搅拌组件使炉体内的原料与炉壁进行充分接触，使得原料受热均匀，进一步加快了原料内部成份的蒸发，减小了生产成本，从而也缩短了原料提纯的时间，提高了工作效率。
2.本发明提供了一种稀土提纯设备，驱动组件上利用从动齿轮上嵌于环形齿条与主动齿轮凹槽的支撑板，在从动齿轮与主动齿轮和环形齿条的啮合下，再提供一个额外的支撑，提高驱动组件的机构稳定性，避免了在工作过程中从动齿轮位置上发生偏移，产生额外的损害，从而提高了整个装置的稳定性与实用性。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明的立体图；
图2是本发明的爆炸图；
图3是本发明的正视图；
图4是本发明的正剖视图；
图5是本发明的侧剖视图；
图6是本发明图5的A处放大图；
图中：炉体1、电机2、输出轴3、进料管4、预热组件5、环形凹槽51、转杆52、叶轮53、出料口54、搅拌组件6、连接杆61、弧形推板62、驱动组件7、环形齿条71、主动齿轮72、从动齿轮73、刮板8、支撑板9、凹槽11、出料管12、挡板13、保温层14、圆环15、电加热元件16、抽气管17。
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，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。
现有技术中的稀土提纯，工作人员将稀土和溶液直接混合放置在坩锅内部，利用高温蒸发，使稀土内部的杂质得到清除，从而达到提纯的效果，但是堆积在坩锅内部的稀土与溶液很厚，导致稀土内部的成份蒸馏缓慢，增加了生产成本，延长了稀土提纯的时间，进而降低了工作效率；
为解决上述问题，本实施例采用的主要构思为：通过驱动组件、预热组件和搅拌组件的配合，先通过预热组件对原料进行预热，提高了原料的温度，同时也缩短了原料在炉内的升温的时间，提高了原料提纯的速度，再通过搅拌组件使炉体内的原料与炉壁进行充分接触，使得原料受热均匀，进一步加快了原料内部成份的蒸发，减小了生产成本，从而也缩短了原料提纯的时间，提高了工作效率。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明；
本发明提供的稀土提纯设备，包括炉体1；所述炉体1顶部外表面固接有电机2，用于提供动力；所述电机2的输出轴3贯通炉体1顶部，且与炉体1转动连接；所述炉体1的一侧设有进料管4；所述炉体1内设有电加热元件16；所述炉体1远离进料管4的一侧设有抽气管17；用于对炉体1内的气体进行抽出；还包括：
预热组件5；所述预热组件5位于炉体1中；用于提前预热原料；
搅拌组件6；所述搅拌组件6设于炉体1内部；用于搅拌炉内原料；
驱动组件7；所述驱动组件7与炉体1转动连接；用于带动预热组件5与搅拌组件6；
首先工作人员先把部分原料通过进料管4装入炉体1中，通过炉体1内设置的电加热元件16对炉体1内的原料进行加热蒸发；避免了炉体1预热后受到冷原料的接触，炉体1热胀冷缩对预热组件5产生损坏；当加热到一定温度后，炉体1内的原料被加热融化，原料内的杂质因与稀土元素的沸点不同而蒸发，炉体1内部充满了蒸发后的气体，蒸发后的气体与预热组件5接触，高温的气体使得预热组件5得到加热，从而预热组件5将热量传递至原料，使得进入到预热组件5中的原料温度得到提高，此时工作人员启动电机2，电机2启动带动预热组件5开始转动，预热组件5转动后，再将剩余的原料通过进料管4输送到预热组件5上预热；
同时电机2也会带动搅拌组件6开始转动，对预热后下落在炉体1内的原料进行搅拌，使得原料受热均匀，加快了原料内部成分的蒸发，减小了生产成本，同时也缩短了原料提纯的时间，提高了工作效率；
当原料输送完后，关闭进料管4，此时炉体1内的温度还未达到稀土与稀土杂质分离的温度，工作人员打开抽气管17，通过抽气管17对炉体1内的气体抽出，使得炉体1的稀土在真空环境下进行分离。
因此，现有技术中工作人员将稀土和溶液直接混合放置在坩锅内部，利用高温蒸发，使稀土内部的杂质得到清除，从而达到提纯的效果，但是堆积在坩锅内部的稀土与溶液很厚，导致稀土内部的成份蒸馏缓慢，增加了生产成本，延长了稀土提纯的时间，进而降低了工作效率；
本发明通过驱动组件7、预热组件5和搅拌组件6的配合，先通过预热组件5对原料进行预热，提高了原料的温度，同时也缩短了原料在炉内的升温的时间，提高了原料提纯的速度，再通过搅拌组件6使炉体1内的原料与炉壁进行充分接触，使得原料受热均匀，进一步加快了原料内部成份的蒸发，减小了生产成本，从而也缩短了原料提纯的时间，提高了工作效率。
作为本发明的一种具体实施方式，所述驱动组件7包括：
环形齿条71；所述环形齿条71固接于炉体1内壁；
主动齿轮72；所述主动齿轮72与电机2的输出轴3固定连接；
从动齿轮73；所述从动齿轮73位于主动齿轮72与环形齿条71之间，所述主动齿轮72与环形齿条71相啮合；
当工作人员启动电机2后，电机2开始旋转，此时电机2的输出轴3带动主动齿轮72开始转动，转动的主动齿轮72带动搅拌组件6开始旋转，搅拌炉体1内的原料，使原料与炉壁充分接触；
同时转动的主动齿轮72带动啮合的从动齿轮73沿着环形齿条71啮合转动；啮合转动的从动齿轮73与预热组件5相配合，促使预热组件5中的原料温度得到上升；进而缩短原料的提纯时间。
作为本发明的一种具体实施方式，所述预热组件5包括：
环形凹槽51；所述环形凹槽51位于进料管4的下方；所述环形凹槽51与炉体1内壁固定连接；
转杆52；所述转杆52一端与从动齿轮73固定连接；另一端位于环形凹槽51内；
叶轮53；所述叶轮53与转杆52远离从动齿轮73的一端转动连接；
出料口54；所述出料口54贯通于环形凹槽51；用于排出原料；
当工作人员将原料通过进料管4输送至炉内时，原料先从进料管4流至环形凹槽51内，此时转动的从动齿轮73带动转杆52开始在环形凹槽51内转动；转杆52上转动连接的叶轮53也在环形凹槽51内转动；转动的叶轮53与原料发生撞击并搅动原料，同时蒸发后的气体与环形凹槽51接触，叶轮53搅拌原料，使得原料受热均匀，避免了冷原料直接与炉体1底部的原料接触，而预热后的原料从出料口54排出，进而下落至炉体1底部进一步的加热蒸发。
作为本发明的一种具体实施方式，所述搅拌组件6包括：
连接杆61；所述连接杆61与主动齿轮72远离电机2的输出轴3的一端固接；
弧形推板62；所述弧形推板62与连接杆61远离主动齿轮72的一端固接；且与炉体1底部滑动连接；
当预热后的原料下落至炉体1底部时，转动的主动齿轮72带动连接杆61旋转，旋转的连接杆61带动弧形推板62转动，在原料下落的过程中，转动的的弧形推板62将下落的原料拍散，拍散后的原料一部分被拍至炉体1内壁上，原料与高温的炉壁接触蒸发提纯，而未被拍至炉壁上的原料堆积在炉体1底部的，转动的弧形推板62一方面将炉内中间的原料推向炉体1内壁，使原料可以快速蒸发提纯，缩短工作时间，另一方面利用弧形推板62的角度，可以使底部的炉体1原料被弧形推板62翻至原料表面，促使原料受热均匀，进而加快了原料内成份蒸发速度，减小了生产成本，同时也进一步缩短了稀土提纯的时间，进而提高了工作效率。
作为本发明的一种具体实施方式，所述连接杆61上固接有刮板8；所述刮板8与炉体1内壁贴合；
在原料下落的过程中，连接杆61上固定连接的刮板8也会将下落的原料拍散至炉体1内壁上，从而进一步使原料蒸发提纯的速度加快，同时刮板8与内壁相贴合，将蒸发提纯后留在内壁上的物质刮落至炉体1底部，方便收集；也避免了原料滞留在炉体1内壁上，从而影响整个稀土提纯设备的热量传递减小的情况出现，提高了原料蒸发提纯的速度。
作为本发明的一种具体实施方式，所述环形齿条71与主动齿轮72上开设有凹槽11；所述从动齿轮73上固接有支撑板9；所述支撑板9嵌于凹槽11内，支撑板9与凹槽11转动连接；
当电机2转动时，可能会导致啮合在主动齿轮72与环形齿条71之间的从动齿轮73受电机2振动的影响，使啮合的从动齿轮73发生不必要的位置移动，从而影响整个装置的运行，所以利用从动齿轮73上嵌于环形齿条71与主动齿轮72凹槽11的支撑板9，在从动齿轮73与主动齿轮72和环形齿条71的啮合下，再提供一个额外的支撑，提高驱动组件7的机构稳定性，避免了在工作过程中从动齿轮73位置上发生偏移，产生额外的损害，从而提高了整个装置的稳定性与实用性。
作为本发明的一种具体实施方式，所述出料口54的数量为一个以上；
在环形凹槽51上固接有多个出料口54，目的是为了增加预热后的原料排出环形凹槽51的速度，避免了因输入的原料随着炉体1内温度越来越高，导致部分原料直接在环形凹槽51内得到蒸发提纯，提纯后的原料又与未被预热的原料接触的情况出现，避免了提纯后原料的浪费，从而提高原料提纯的质量；同时多个出料口54也扩大了原料分散至炉内各个地方的范围；使原料被拍散的更均匀，进一步加快原料蒸发提纯的速度。
作为本发明的一种具体实施方式，所述炉体1底部设有出料管12，所述出料管12上设有挡板13；所述出料管12靠近炉体1一端的直径大于远离炉体1一端的直径；
当炉体1内原料蒸发提纯后，工作人员将挡板13从出料管12上抽开，此时炉体1内的原料沿着挡板13所抽开的缺口留出，由于出料管12靠近炉体1一端的直径大于出料管12远离炉体1一端的直径，提纯后的原料从出料管12流出时，流速加快，从而加快了提纯的流动性，减少了原料流入冷凝器的过程中热量流失，防止了原料中的杂质受冷，凝结于出料管12管壁上，造成出料管12堵塞的情况出现，从而提高了稀土提纯的工作效率；而稀土中的杂质变成气体与稀土分离，分离后的气体被抽气管17从炉体1抽出。
作为本发明的一种具体实施方式，所述出料管12上固接有保温层14；
在原料流经的出料管12上固接的保温层14，避免了出料管12受季节变化的外界温度影响，让温度与出料管12直接接触，提高了出料管12的保温性，从而保证了出料管12管内原料的温度，同时也防止了出料管12堵塞的情况出现，进一步的提高了稀土提纯的效率与质量。
作为本发明的一种具体实施方式，所述挡板13上固接有圆环15；
当工作人员打开出料管12时，可以使用铁钩钩住挡板13上的圆环15，向工作人员的方向拉动，从而将出料管12打开；关闭出料管12时，只需要向打开的反方向利用铁钩推动即可，操作起来简单方便，工作人员也远离炉体1，不必受到高温的炙烤，提高了工作人员的工作环境。
具体工作流程如下：
首先工作人员先把部分原料通过进料管4装入炉体1中，通过炉体1内设置的电加热元件16对炉体1内的原料进行加热蒸发；当加热到一定温度后，炉体1内原料中的杂质被加热蒸发成气体，气体使得预热组件5得到加热；
此时工作人员将剩余原料通过进料管4输送至炉内，原料先从进料管4流至环形凹槽51内，工作人员启动电机2后，电机2开始旋转，此时电机2的输出轴3带动主动齿轮72开始转动，转动的主动齿轮72带动啮合的从动齿轮73沿着环形齿条71啮合转动；啮合转动的从动齿轮73与预热组件5相配合，此时转动的从动齿轮73带动转杆52开始在环形凹槽51内转动；转杆52上转动连接的叶轮53也在环形凹槽51内转动；转动的叶轮53与原料发生撞击并搅动原料，使得原料受到环形凹槽51的加热更加均匀，而预热后的原料从出料口54排出，同时多个出料口54也扩大了原料分散至炉内各个地方的范围；
当原料输送完后，关闭进料管4，此时炉体1内的温度还未达到稀土与稀土杂质分离的温度，工作人员打开抽气管17，通过抽气管17对炉体1内的气体抽出，使得炉体1的稀土在真空环境下进行分离；
当预热后的原料下落至炉体1底部时，转动的主动齿轮72带动连接杆61旋转，旋转的连接杆61带动弧形推板62转动，在原料下落的过程中，转动的的弧形推板62将下落的原料拍散，拍散后的原料一部分被拍至炉体1内壁上，原料与高温的炉壁接触蒸发提纯，而未被拍至炉壁上的原料堆积在炉体1底部的，转动的弧形推板62一方面将炉内中间的原料推向炉体1内壁，使原料可以快速蒸发提纯，缩短工作时间，另一方面利用弧形推板62的角度，可以使底部的炉体1原料被弧形推板62翻至原料表面，促使原料受热均匀；
在原料下落的过程中，连接杆61上固定连接的刮板8也会将下落的原料拍散至炉体1内壁上，从而进一步使原料蒸发提纯的速度加快，同时刮板8与内壁相贴合，将蒸发提纯后留在内壁上的物质刮落至炉体1底部，进一步减小了提纯后物质的浪费；进而增加了稀土提纯设备的产量，也避免了原料滞留在炉体1内壁上，从而影响整个稀土提纯设备的热量传递减小的情况出现，提高了原料蒸发提纯的速度；
当电机2转动时，可能会导致啮合在主动齿轮72与环形齿条71之间的从动齿轮73，受电机2振动的影响，使啮合的从动齿轮73发生不必要的位置移动，从而影响整个装置的运行，所以利用从动齿轮73上嵌于环形齿条71与主动齿轮72凹槽11的支撑板9，在从动齿轮73与主动齿轮72和环形齿条71的啮合下，再提供一个额外的支撑，提高驱动组件7的机构稳定性，避免了在工作过程中从动齿轮73位置上发生偏移，产生额外的损害，从而提高了整个装置的稳定性与实用性；
当炉体1内原料蒸发提纯后，工作人员打开出料管12时，可以使用铁钩钩住挡板13上的圆环15，向工作人员的方向拉动，从而将出料管12打开；此时炉体1内的原料沿着挡板13所抽开的缺口留出，由于出料管12靠近炉体1一端的直径大于出料管12远离炉体1一端的直径，提纯后的原料从出料管12流出时，流速加快，从而加快了提纯的流动性，避免了原料流入冷凝器的过程中热量流失，在原料流经的出料管12上固接的保温层14，防止了原料中的杂质受冷，凝结于出料管12管壁上，造成出料管12堵塞的情况出现，从而提高了稀土提纯的工作效率；而稀土中的杂质随着高温的蒸发变成气体与稀土分离，分离后的气体被抽气管17从炉体1抽出。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种稀土提纯设备，包括炉体(1)；所述炉体(1)顶部外表面固接有电机(2)，用于提供动力；所述电机(2)的输出轴(3)贯通炉体(1)顶部，且与炉体(1)转动连接；所述炉体(1)的一侧设有进料管(4)；所述炉体(1)内设有电加热元件(16)；所述炉体(1)远离进料管(4)的一侧设有抽气管(17)；用于对炉体(1)内的气体进行抽出；其特征在于：还包括：
预热组件(5)；所述预热组件(5)位于炉体(1)中；用于提前预热料液；
搅拌组件(6)；所述搅拌组件(6)设于炉体(1)内部；用于搅拌炉内料液；
驱动组件(7)；所述驱动组件(7)与炉体(1)转动连接；用于带动预热组件(5)与搅拌组件(6)。
2.根据权利要求1所述的一种稀土提纯设备，其特征在于：所述驱动组件(7)包括：
环形齿条(71)；所述环形齿条(71)固接于炉体(1)内壁；
主动齿轮(72)；所述主动齿轮(72)与电机(2)的输出轴(3)固定连接；
从动齿轮(72)；所述从动齿轮(72)位于主动齿轮(72)与环形齿条(71)之间，所述主动齿轮(72)与环形齿条(71)相啮合。
3.根据权利要求2所述的一种稀土提纯设备，其特征在于：所述预热组件(5)包括：
环形凹槽(51)；所述环形凹槽(51)位于进液管的下方；所述环形凹槽(51)与炉体(1)内壁固定连接；
转杆(52)；所述转杆(52)一端与从动齿轮(72)固定连接；另一端位于环形凹槽(51)内；
叶轮(53)；所述叶轮(53)与转杆(52)远离从动齿轮(72)的一端转动连接；
出料口(54)；所述出料口(54)贯通于环形凹槽(51)；用于排出料液。
4.根据权利要求1所述的一种稀土提纯设备，其特征在于：所述搅拌组件(6)包括：
连接杆(61)；所述连接杆(61)与主动齿轮(72)远离电机(2)的输出轴(3)的一端固接；
弧形推板(62)；所述弧形推板(62)与连接杆远离主动齿轮(72)的一端固接；且与炉体(1)底部滑动连接。
5.根据权利要求4所述的一种稀土提纯设备，其特征在于：所述连接杆上固接有刮板(8)；所述刮板(8)与炉体(1)内壁贴合。
6.根据权利要求2所述的一种稀土提纯设备，其特征在于：所述环形齿条(71)与主动齿轮(72)上开设有凹槽(11)；所述从动齿轮(72)上固接有支撑板(9)；所述支撑板(9)嵌于凹槽(11)内，支撑板(9)与凹槽(11)转动连接。
7.根据权利要求3所述的一种稀土提纯设备，其特征在于：所述出料口(54)的数量为一个以上。
8.根据权利要求1所述的一种稀土提纯设备，其特征在于：所述炉体(1)底部设有出料管(12)，所述出料管(12)上设有挡板(13)；所述出料管(12)靠近炉体(1)一端的直径大于远离炉体(1)一端的直径。
9.根据权利要求8所述的一种稀土提纯设备，其特征在于：所述出料管(12)上固接有保温层(14)。
10.根据权利要求8所述的一种稀土提纯设备，其特征在于：所述挡板(13)上固接有圆环(15)。
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