CN115198113B - 一种太阳能提锂设备 - Google Patents
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Abstract
本发明属于提锂领域，尤其涉及一种太阳能提锂设备，它包括圆筒、储液槽、倒锥板A、螺旋板条、刮条、倒锥板B、隔热环、锥筒、结晶柱和倒锥板C等，其中通过支脚固定于地面的圆筒内自上而下间隔安装有倒锥板A和倒锥板B；本发明通过被太阳能有效加热的倒锥板A上由螺旋板条形成的螺旋通道对从储液槽内流出的卤水因得到快速均匀有效的太阳能加热而进行有效距离的有效浓缩，倒锥板A上沿螺旋通道间隔分布的漏液槽A可以根据卤水的初始浓度进行打开，使得卤水在倒锥板A上螺旋通道内的有效流经距离进行调节，保证不同浓度的卤水在倒锥板A上通过有效的浓缩并向下落至倒锥板B上进行锂料的有效析出结晶。
Description
技术领域
本发明属于提锂领域，尤其涉及一种太阳能提锂设备。
背景技术
卤水提锂是从含盐的浓缩湖水中直制取锂的方法。
利用太阳池提锂的技术依靠太阳能获取能量进行结晶，结晶池底部析锂层的卤水的升温较小，且温度和浓度的分布不均匀，且析锂层的四周和底部的温度较低，中间温度高，导致传统太阳池提锂效果不佳，导致锂的损失严重。
另外，因结晶池需要太阳长时间照射进行结晶，其升温较慢，无法快速析出锂料。
本发明设计一种太阳能提锂设备解决上述结晶池温度不均且析锂较慢的问题。
发明内容
为解决现有技术中的所述缺陷，本发明公开一种太阳能提锂设备，它是采用以下技术方案来实现的。
一种太阳能提锂设备，它包括圆筒、储液槽、倒锥板A、电驱模块A、挡板、螺旋板条、刮条、电驱模块B、倒锥板B、隔热环、锥筒、排料管、结晶柱、倒锥板C、液压缸A、排液筒，其中通过支脚固定于地面的圆筒内自上而下间隔安装有倒锥板A和倒锥板B；倒锥板A的上沿处安装有向其内下泄卤水的储液槽，倒锥板A的内壁具有延长卤水运动距离的螺旋板条；倒锥板A上沿螺旋板条均匀间隔分布有若干为不同初始浓度卤水提供不同流动距离的漏液槽A；每个漏液槽A处均铰接有自下对其开关且被电驱模块A驱动的挡板，挡板上具有对漏液槽A形成完全封堵的橡胶层。
倒锥板A上具有与倒锥板B进行热交换的结构；倒锥板B的内壁绕中心轴线旋转有若干被倒锥板A底部电驱模块B驱动且将倒锥板B上析出结晶的锂料刮除引导至中部的刮条；倒锥板B中部圆槽处通过隔热环安装有锥筒，锥筒通过侧拐排料管排料；锥筒外嵌套有承接其壁面上漏液槽B排出的卤水的排液筒，锥筒及排液筒之间具有对漏液槽B进行开关的结构；倒锥板B下方竖直运动有被四个对称的液压缸A驱动的倒锥板C，倒锥板C上密布有促进倒锥板B上卤水结晶的结晶柱，结晶柱滑动于倒锥板B上的滑槽A内。
作为本技术的进一步改进，所述锥筒与排液筒之间竖直运动有被周向均匀分布的四个液压缸B驱动的倒锥板D，倒锥板D内壁上均匀分布有对锥筒筒壁上漏液槽B进行开关的塞柱。
作为本技术的进一步改进，所述刮条的一端固定于与倒锥板A底部固定柱旋转配合的环套A，另一端固定于与圆筒内壁旋转配合的圆环。圆环和环套A对全部刮条的连接有效提高刮条的强度。安装于环套A的齿轮C与安装于电驱模块B输出轴上的齿轮D啮合。
作为本技术的进一步改进，所述挡板安装于摆杆的一端，摆杆另一端与倒锥板A外壁铰接。摆杆可以使得挡板上的橡胶层对漏液槽A进行有效的开关。摆杆的铰接轴上安装有齿轮A、齿轮A与相应电驱模块A输出轴上的齿轮B啮合。
作为本技术的进一步改进，所述倒锥板A外壁均匀安装有若干竖直的导热杆，导热杆下端球铰连接有与倒锥板B配合的导热柱并嵌套于对导热柱摆动复位的复位弹簧。
作为本技术的进一步改进，所述导热柱末端具有球面，球面与倒锥板B上的球槽配合。导热柱末端的球面与倒锥板B上的球槽的配合可以有效增加导热柱与倒锥板B的接触面积，提高倒锥板A与倒锥板B之间的导热效率。导热杆柱面通过圆锥状导热板与倒锥板A进行导热连接，进一步提高导热杆与倒锥板A之间的导热效率。
所述圆环上具有梯形导环，梯形导环旋转于圆筒内壁的环形梯形导槽内。梯形导环与梯形导槽的配合对刮条绕固定轴的旋转发挥导向作用。复位弹簧一端与导热杆上的压簧环连接，另一端与导热柱上端的锥面相抵。
相对于传统的提锂设备，本发明通过被太阳能有效加热的倒锥板A上由螺旋板条形成的螺旋通道对从储液槽内流出的卤水因得到快速均匀有效的太阳能加热而进行有效距离的有效浓缩，倒锥板A上沿螺旋通道间隔分布的漏液槽A可以根据卤水的初始浓度进行打开，使得卤水在倒锥板A上螺旋通道内的有效流经距离进行调节，保证不同浓度的卤水在倒锥板A上通过有效的浓缩并向下落至倒锥板B上进行锂料的有效析出结晶。
倒锥板B上滑槽A内运动的结晶柱可以有效促进到达倒锥板B上卤水中的锂料的高效析出结晶，进一步提高卤水中锂料的析出结晶效率。经过倒锥板B后的卤水可以实现最终残留卤水与结晶锂料的分离。
本发明中倒锥板B上被电驱模块驱动的螺旋状刮条对倒锥板B上析出结晶的锂料进行刮离并最终实现对析出结晶的锂料的回收，而最终残余的浓度稀薄的卤水会经与倒锥板B隔热的锥筒上的漏液槽B进行回收。
本发明结构简单，具有较好的使用效果。
附图说明
图1是本发明整体示意图。
图2是本发明整体剖面示意图。
图3是倒锥板A、固定柱、环套A、刮条及倒锥板B配合剖面示意图。
图4是倒锥板A、导热杆、导热柱及倒锥板B配合剖面示意图。
图5是倒锥板A上挡板驱动结构及其剖面示意图。
图6是倒锥板A及螺旋板条配合及其剖面示意图。
图7是圆筒剖面示意图。
图8是环套A、刮条及圆环配合及其局部剖面示意图。
图9是倒锥板B、隔热环与锥筒配合及其剖面示意图。
图10是倒锥板C剖面示意图。
图中标号名称：1、圆筒；2、梯形导槽；3、储液槽；4、倒锥板A；5、漏液槽A；6、摆杆；7、齿轮A；8、齿轮B；9、电驱模块A；10、挡板；11、橡胶层；12、螺旋板条；13、导热杆；14、导热板；15、导热柱；16、压簧环；17、复位弹簧；18、固定柱；19、环套A；20、刮条；21、圆环；22、梯形导环；23、齿轮C；24、齿轮D；25、倒锥板B；26、滑槽A；27、球槽；28、隔热环；29、锥筒；30、漏液槽B；31、排料管；32、结晶柱；33、倒锥板C；34、液压缸A；35、倒锥板D；36、塞柱；38、液压缸B；39、排液筒；40、电驱模块B。
实施方式
附图均为本发明实施的示意图，以便于理解结构运行原理。具体产品结构及比例尺寸根据使用环境结合常规技术确定即可。
如图1、2、3所示，它包括圆筒1、储液槽3、倒锥板A4、电驱模块A9、挡板10、螺旋板条12、刮条20、电驱模块B40、倒锥板B25、隔热环28、锥筒29、排料管31、结晶柱32、倒锥板C33、液压缸A34、排液筒39，其中如图1、2、3所示，通过支脚固定于地面的圆筒1内自上而下间隔安装有倒锥板A4和倒锥板B25；倒锥板A4的上沿处安装有向其内下泄卤水的储液槽3。如图3、5、6所示，倒锥板A4的内壁具有延长卤水运动距离的螺旋板条12；倒锥板A4上沿螺旋板条12均匀间隔分布有若干为不同初始浓度卤水提供不同流动距离的漏液槽A5；每个漏液槽A5处均铰接有自下对其开关且被电驱模块A9驱动的挡板10，挡板10上具有对漏液槽A5形成完全封堵的橡胶层11。
如图2、3、4所示，倒锥板A4上具有与倒锥板B25进行热交换的结构；如图3、8、9所示，倒锥板B25的内壁绕中心轴线旋转有若干被倒锥板A4底部电驱模块B40驱动且将倒锥板B25上析出结晶的锂料刮除引导至中部的刮条20；如图2、3所示，倒锥板B25中部圆槽处通过隔热环28安装有锥筒29，锥筒29通过侧拐排料管31排料；锥筒29外嵌套有承接其壁面上漏液槽B30排出的卤水的排液筒39，锥筒29及排液筒39之间具有对漏液槽B30进行开关的结构；如图3、9、10所示，倒锥板B25下方竖直运动有被四个对称的液压缸A34驱动的倒锥板C33，倒锥板C33上密布有促进倒锥板B25上卤水结晶的结晶柱32，结晶柱32滑动于倒锥板B25上的滑槽A26内。
如图2、3、9所示，所述锥筒29与排液筒39之间竖直运动有被周向均匀分布的四个液压缸B38驱动的倒锥板D35，倒锥板D35内壁上均匀分布有对锥筒29筒壁上漏液槽B30进行开关的塞柱36。
如图7、8所示，所述刮条20的一端固定于与倒锥板A4底部固定柱18旋转配合的环套A19，另一端固定于与圆筒1内壁旋转配合的圆环21。圆环21和环套A19对全部刮条20的连接有效提高刮条20的强度。安装于环套A19的齿轮C23与安装于电驱模块B40输出轴上的齿轮D24啮合。
如图5所示，所述挡板10安装于摆杆6的一端，摆杆6另一端与倒锥板A4外壁铰接。摆杆6可以使得挡板10上的橡胶层11对漏液槽A5进行有效的开关。摆杆6的铰接轴上安装有齿轮A7、齿轮A7与相应电驱模块A9输出轴上的齿轮B8啮合。
如图4、9所示，所述倒锥板A4外壁均匀安装有若干竖直的导热杆13，导热杆13下端球铰连接有与倒锥板B25配合的导热柱15并嵌套于对导热柱15摆动复位的复位弹簧17。
如图4、9所示，所述导热柱15末端具有球面，球面与倒锥板B25上的球槽27配合。导热柱15末端的球面与倒锥板B25上的球槽27的配合可以有效增加导热柱15与倒锥板B25的接触面积，提高倒锥板A4与倒锥板B25之间的导热效率。导热杆13柱面通过圆锥状导热板14与倒锥板A4进行导热连接，进一步提高导热杆13与倒锥板A4之间的导热效率。
所述圆环21上具有梯形导环22，梯形导环22旋转于圆筒1内壁的环形梯形导槽2内。梯形导环22与梯形导槽2的配合对刮条20绕固定轴的旋转发挥导向作用。复位弹簧17一端与导热杆13上的压簧环16连接，另一端与导热柱15上端的锥面相抵。
本发明中的电驱模块A9和电驱模块B40均采用现有技术，两者均由电机、减速器和控制单元组成。
本发明的工作流程：在初始状态，挡板10及挡板10上的橡胶层11对相应漏液槽A5处于关闭状态，结晶柱32突出于倒锥板B25的内壁一定高度，导热杆13上的导热柱15与倒锥板B25上的相应球槽27相抵，被太阳能加热的倒锥板A4通过导热杆13和导热柱15对倒锥板B25进行有效加热，复位弹簧17处于压缩状态。塞柱36对锥筒29上的漏液槽B30处于关闭状态。
当需要使用本发明对卤水进行提锂操作时，先根据储液槽3中的卤水的初始浓度打开倒锥板A4上某个漏液槽A5，保证卤水从储液槽3到达倒锥板A4上后绕螺旋板条12运动一定距离后得到有效浓缩的同时不会在倒锥板A4上形成锂料的结晶，使得倒锥板A4充分发挥在太阳光照射加热下对卤水的有效浓缩作用。
打开漏液槽A5的操作流程为：启动相应电驱模块A9，电驱模块A9通过相应齿轮B8、齿轮A7和摆杆6带动挡板10和挡板10上的橡胶层11对漏液槽A5进行打开，待漏液槽A5完全打开后停止电驱模块A9的运行即可并保持挡板10对漏液槽A5的打开状态。
然后，启动四个液压缸B38同步收缩，液压缸B38通过倒锥板D35带动全部的塞柱36对锥筒29上的漏液槽B30全部并完全打开。
待某个漏液槽A5及全部的漏液槽B30完全打开后，通过储液槽3向倒锥板A4中下漏卤水，卤水在螺旋板条12的引导下沿螺旋方向向倒锥板上打开的漏液槽A5流动。螺旋板条12为卤水在直径有限的倒锥板A4上提供足够长的运动通道，保证卤水具有足够的浓缩时间和距离。
当卤水到达打开的漏液槽A5时，卤水的浓度即将达到结晶的临界状态，卤水经漏液槽A5下落至倒锥板B25上，落至倒锥板B25上的卤水在向圆筒1运动过程中被与倒锥板A4进行了有效热交换的倒锥板B25进一步蒸发浓缩并在倒锥板B25上进行锂料的析出结晶，突出于倒锥板B25内壁的结晶柱32因有效增大了卤水的接触面积而有效提高了卤水在倒锥板B25上的结晶效率，倒锥板B25内壁及全部的结晶柱32上会附着大量的锂料结晶物，析出锂料并被稀释残留的卤水在经过锥筒29时从锥筒29壁面上的漏液槽B30下落至排液筒39内进行排出回收再利用。在卤水从倒锥板B25到达锥筒29后，因倒锥板B25与锥筒29之间具有隔热环28，锥筒29的温度远远低于倒锥板B25的温度而不会使得卤水在锥筒29上进行进一步结晶，避免锥筒29上因结晶难以清理，使得锥筒29单纯发挥引导锂料结晶物向排料管31运动或引导充分结晶稀释后的残留卤水经漏液槽B30排出。
当储液槽3内的卤水全部排空时，卤水的结晶工序也结束，倒锥板B25及全部的结晶柱32上附着大量的锂料结晶物。此时，启动全部液压缸A34和液压缸B38运行，液压缸A34通过倒锥板D35带动全部的塞柱36对锥筒29上的漏液槽B30进行关闭，液压缸B38通过倒锥板C33带动全部的结晶柱32向倒锥板B25上的滑槽A26内收缩，结晶柱32上附着的锂料结晶物在其向滑槽A26收缩过程中被刮除滞留于倒锥板B25上。
待结晶柱32完全收缩于滑槽A26内后，启动电驱模块B40，电驱模块B40通过齿轮D24、齿轮C23、环套A19带动全部的刮条20绕固定轴旋转，刮条20对倒锥板B25上的附着的锂料结晶物进行刮除并引导至锥筒29及排料管31进行排料回收。
刮条20运动过程中会依次推动全部的导热柱15相对于导热杆13摆动并压缩复位弹簧17，在刮条20越过导热柱15后，导热柱15在复位弹簧17复位作用下相对于导热杆13回摆复位并恢复对倒锥板A4与倒锥板B25的热交换连接。
待倒锥板B25上的锂料结晶物完全刮除干净时，控制电驱模块B40带动刮条20复位，使得刮条20不会与结晶柱32和导热柱15发生干涉。
待刮条20复位后，启动液压缸B38和打开的漏液槽A5处的电驱模块A9，液压缸B38通过倒锥板C33带动全部的结晶柱32复位，结晶柱32再次突出于倒锥板B25的内壁。电驱模块A9通过一系列传动带动挡板10及挡板10上的橡胶层11对漏液槽A5进行关闭。
综上所述，本发明的有益效果为：本发明通过被太阳能有效加热的倒锥板A4上由螺旋板条12形成的螺旋通道对从储液槽3内流出的卤水因得到快速均匀有效的太阳能加热而进行有效距离的有效浓缩，倒锥板A4上沿螺旋通道间隔分布的漏液槽A5可以根据卤水的初始浓度进行打开，使得卤水在倒锥板A4上螺旋通道内的有效流经距离进行调节，保证不同浓度的卤水在倒锥板A4上通过有效的浓缩并向下落至倒锥板B25上进行锂料的有效析出结晶。
倒锥板B25上滑槽A26内运动的结晶柱32可以有效促进到达倒锥板B25上卤水中的锂料的高效析出结晶，进一步提高卤水中锂料的析出结晶效率。经过倒锥板B25后的卤水可以实现最终残留卤水与结晶锂料的分离。
本发明中倒锥板B25上被电驱模块驱动的螺旋状刮条20对倒锥板B25上析出结晶的锂料进行刮离并最终实现对析出结晶的锂料的回收，而最终残余的浓度稀薄的卤水会经与倒锥板B25隔热的锥筒29上的漏液槽B30进行回收。
Claims (6)
1.一种太阳能提锂设备，其特征在于：它包括圆筒、储液槽、倒锥板A、电驱模块A、挡板、螺旋板条、刮条、电驱模块B、倒锥板B、隔热环、锥筒、排料管、结晶柱、倒锥板C、液压缸A、排液筒，其中通过支脚固定于地面的圆筒内自上而下间隔安装有倒锥板A和倒锥板B；倒锥板A的上沿处安装有向其内下泄卤水的储液槽，倒锥板A的内壁具有延长卤水运动距离的螺旋板条；倒锥板A上沿螺旋板条均匀间隔分布有若干为不同初始浓度卤水提供不同流动距离的漏液槽A；每个漏液槽A处均铰接有自下对其开关且被电驱模块A驱动的挡板，挡板上具有对漏液槽A形成完全封堵的橡胶层；
倒锥板A上具有与倒锥板B进行热交换的结构；倒锥板B的内壁绕中心轴线旋转有若干被倒锥板A底部电驱模块B驱动且将倒锥板B上析出结晶的锂料刮除引导至中部的刮条；倒锥板B中部圆槽处通过隔热环安装有锥筒，锥筒通过侧拐排料管排料；锥筒外嵌套有承接其壁面上漏液槽B排出的卤水的排液筒，锥筒及排液筒之间具有对漏液槽B进行开关的结构；倒锥板B下方竖直运动有被四个对称的液压缸A驱动的倒锥板C，倒锥板C上密布有促进倒锥板B上卤水结晶的结晶柱，结晶柱滑动于倒锥板B上的滑槽A内。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能提锂设备，其特征在于：所述锥筒与排液筒之间竖直运动有被周向均匀分布的四个液压缸B驱动的倒锥板D，倒锥板D内壁上均匀分布有对锥筒筒壁上漏液槽B进行开关的塞柱。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能提锂设备，其特征在于：所述刮条的一端固定于与倒锥板A底部固定柱旋转配合的环套A，另一端固定于与圆筒内壁旋转配合的圆环；安装于环套A的齿轮C与安装于电驱模块B输出轴上的齿轮D啮合。
4.根据权利要求1所述的一种太阳能提锂设备，其特征在于：所述挡板安装于摆杆的一端，摆杆另一端与倒锥板A外壁铰接；摆杆的铰接轴上安装有齿轮A、齿轮A与相应电驱模块A输出轴上的齿轮B啮合。
5.根据权利要求1所述的一种太阳能提锂设备，其特征在于：所述倒锥板A外壁均匀安装有若干竖直的导热杆，导热杆下端球铰连接有与倒锥板B配合的导热柱并嵌套于对导热柱摆动复位的复位弹簧。
6.根据权利要求5所述的一种太阳能提锂设备，其特征在于：所述导热柱末端具有球面，球面与倒锥板B上的球槽配合；导热杆柱面通过圆锥状导热板与倒锥板A进行导热连接。
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