CN211057196U - 一种适用于蒸馏分离金属的冷凝器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种适用于蒸馏分离金属的冷凝器，涉及真空冶金设备技术领域，包括汇流盘和若干个冷凝罩，各冷凝罩均为一带下开口的罩子，汇流盘上设置有一蒸气进口，蒸气进口顶部的边沿随形设置有第一封闭环形凸起，各冷凝罩的下开口端直接放置于汇流盘上，冷凝罩从小到大依次套设，两个相邻的冷凝罩均与汇流盘之间形成一腔体，各冷凝罩上均设有蒸气出口，各两个相邻的冷凝罩之间的汇流盘上以及第一封闭环形凸起和与其相邻的冷凝罩之间的汇流盘上均设置有出料口，本实用新型提供的适用于蒸馏分离金属的冷凝器能够一步完成多元合金中不同金属元素的分离或粗金属中金属元素的提纯过程。
Description
技术领域
本实用新型涉及真空冶金设备技术领域，特别是涉及一种适用于蒸馏分离金属的冷凝器。
背景技术
真空冶金是一种清洁、高效的提炼金属的物理手段，常用于有色金属的熔炼、分离、精炼等，目前，存在一种采用真空蒸馏的方法分离合金或提纯金属，主要是根据金属的沸点及其饱和蒸气压的物理性质差异，在真空密闭的条件下，低沸点、高饱和蒸气压的金属易形成蒸气挥发出来，在冷凝面上重新凝结成液态或者固态，从而与高沸点、低饱和蒸气压的金属分离，达到两者分离的目的。然而，目前的粗金属真空蒸馏分离提纯设备通常采用常规的真空蒸馏后，蒸气直接冷凝的手段，蒸气从原料中挥发出来后在唯一的冷凝器上直接被冷凝收集，这种冷凝方式导致同时挥发出来的多类金属再次混合，需进一步采用多次在不同温度下蒸馏的方式来实现混合物中的组元逐一分离，这就使得整个工艺能耗高、流程所需时间长。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种适用于蒸馏分离金属的冷凝器，以解决上述现有技术存在的问题，能够一步完成多元合金中不同金属元素的分离或对粗金属中金属元素的提纯过程。
为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：
本实用新型提供一种适用于蒸馏分离金属的冷凝器，包括汇流盘和若干个冷凝罩，各所述冷凝罩均为一带下开口的罩子，所述汇流盘上设置有一蒸气进口，所述蒸气进口顶部的边沿随形设置有第一封闭环形凸起，各所述冷凝罩的下开口端直接放置于所述汇流盘上，所述冷凝罩从小到大依次套设，两个相邻的所述冷凝罩均与所述汇流盘之间形成一腔体，各所述冷凝罩上均设有蒸气出口，各两个相邻的所述冷凝罩之间的汇流盘上以及所述第一封闭环形凸起和与其相邻的所述冷凝罩之间的汇流盘上均设置有出料口。
优选的，所述汇流盘上设置有若干个第二封闭环形凸起，各所述第二封闭环形凸起依次同轴套设于所述第一封闭环形凸起外，各所述冷凝罩均有一个所述第二封闭环形凸起与之对应，所述冷凝罩的下开口的外侧边缘抵住所述第二封闭环形凸起。
优选的，还包括套筒和两个斜盘，所述套筒上开口与所述蒸气进口连通，两个所述斜盘固定设置于所述套筒内壁上，各所述斜盘均与所述套筒内壁之间有一开口，两个所述开口交错设置，各所述开口的面积均小于所述套筒上开口面积的1/2，将两个所述开口交错设置用于避免高温下的金属固体颗粒喷射进所述冷凝罩内。
优选的，所述斜盘倾斜设置，所述斜盘连接于所述套筒内壁的边沿高于所述斜盘开口的边沿。
优选的，所述套筒为圆形套筒，所述斜盘为优弧弓型斜盘，所述斜盘的圆弧形边沿固定设置于所述套筒套筒内壁上，所述斜盘的圆弧形边沿高于所述斜盘的直线形边沿。
优选的，所述斜盘的倾斜角度为5°～15°。
优选的，所述汇流盘、所述冷凝罩、所述斜盘和所述套筒均为高纯石墨、不锈钢或者石英材质。
本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：
本实用新型提供了一种适用于蒸馏分离金属的冷凝器，包括汇流盘和若干个冷凝罩，各冷凝罩均为一带下开口的罩子，汇流盘上设置有一蒸气进口，蒸气进口顶部的边沿随形设置有第一封闭环形凸起，各冷凝罩的下开口端直接放置于汇流盘上，冷凝罩从小到大依次套设，两个相邻的冷凝罩均与汇流盘之间形成一腔体，各冷凝罩上均设有蒸气出口，各两个相邻的冷凝罩之间的汇流盘上以及第一封闭环形凸起和与其相邻的冷凝罩之间的汇流盘上均设置有出料口；
本实用新型中的各冷凝罩离蒸气进口最近的冷凝面温度最高，与其相邻的冷凝罩上的冷凝面温度次之，离蒸气进口越远的冷凝罩的冷凝面温度越低，因此根据合金或粗金属中不同种类的金属元素沸点、饱和蒸气压以及金属蒸气的平均分子自由程不同，能够在不同温度的冷凝面上得到不同的金属元素，因此，本实用新型提供的适用于蒸馏分离金属的冷凝器能够一步完成多元合金中不同金属元素的分离或粗金属中金属元素的提纯过程。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型提供的一种适用于蒸馏分离金属的冷凝器的剖视图；
图2为本实用新型提供的斜盘设置于套筒内的俯视图；
图中：1-冷凝罩、2-汇流盘、3-第一封闭环形凸起、4-出料口、5-蒸气出口、6-第二封闭环形凸起、7-斜盘、8-套筒。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型的目的是提供一种适用于蒸馏分离金属的冷凝器，以解决现有技术存在的问题，使工作人员能够一步完成多元合金中不同金属元素的分离或对粗金属中金属元素的提纯过程。
为使本实用新型的上述目的、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实用新型作进一步详细的说明。
本实用新型提供一种适用于蒸馏分离金属的冷凝器，如图1和图2所示，包括汇流盘2和若干个冷凝罩1，各冷凝罩1均为一带下开口的罩子，汇流盘2上设置有一蒸气进口，蒸气进口顶部的边沿随形设置有第一封闭环形凸起3，各冷凝罩1的下开口端直接放置于汇流盘2上，冷凝罩1从小到大依次套设，两个相邻的冷凝罩1均与汇流盘2之间形成一腔体，各冷凝罩1上均设有蒸气出口5，各两个相邻的冷凝罩1之间的汇流盘2上以及第一封闭环形凸起3和与其相邻的冷凝罩1之间的汇流盘2上均设置有出料口4，当金属蒸气冷凝后呈液态时，液态金属直接从出料口4流出，当金属蒸气冷凝后呈固态时，部分固态金属也可以从出料口4直接落下，其余的固态金属可直接放置在汇流盘2上，待提纯或分离过程彻底完成后，将固态金属从汇流盘2上倒出即可，各出料口4下均设置一金属收集装置；
本实用新型中的各冷凝罩1离蒸气进口最近的冷凝面温度最高，与其相邻的冷凝罩1上的冷凝面温度次之，离蒸气进口越远的冷凝罩1的冷凝面温度越低，因此根据合金或粗金属中不同种类的金属元素沸点、饱和蒸气压以及金属蒸气的平均分子自由程不同，能够在不同温度的冷凝面上得到不同的金属元素，用此设备对粗金属进行金属元素提纯时，因粗金属中的非金属杂质和金属元素因沸点不同，所以，粗金属中只有金属元素会变成蒸气进入到冷凝罩中，非金属杂质依旧处于加热容器中，从而达到对粗金属提纯的目的，因此，本实用新型提供的适用于蒸馏分离金属的冷凝器能够一步完成多元合金中不同金属元素的分离或粗金属中金属元素的提纯过程。
进一步的，冷凝罩1的数量多少根据合金中金属元素的种类来确定，尽可能的一次蒸馏过程即可完成对合金的分离。
进一步的，汇流盘2上设置有若干个第二封闭环形凸起6，各第二封闭环形凸起6依次同轴套设于第一封闭环形凸起3外，各冷凝罩1均有一个第二封闭环形凸起6与之对应，冷凝罩1的下开口的外侧边缘抵住第二封闭环形凸起6，第二封闭环形凸起6作为障碍物，不仅避免了冷凝罩1在汇流盘2因外力而发生移动，而且当金属蒸气冷凝后呈液态时，第二封闭环形凸起6还能够防止液态金属从冷凝罩1下开口边沿流进其他腔体和其它的金属元素不同的液态金属再一次混合。
进一步的，还包括套筒8和两个斜盘7，套筒8上开口与蒸气进口连通，两个斜盘7固定设置于套筒8内壁上，各斜盘7均与套筒8内壁之间有一开口，两个开口交错设置，各开口的面积均小于套筒8上开口面积的1/2，套筒8下设有一加热合金或粗金属的容器，容器内的温度很高，因此，不可避免的会发生喷料的现象，本申请将两个开口交错设置用于避免高温下的金属固体颗粒喷射进冷凝罩1内，提高了设备的安全性能。
进一步的，斜盘7倾斜设置，斜盘7连接于套筒8内壁的边沿高于斜盘7开口的边沿，当加热温度过高发生喷料时，斜盘7倾斜设置有利于其喷射出的金属颗粒再次落到加热容器中。
进一步的，套筒8为圆形套筒8，如图2所示，斜盘7为优弧弓型斜盘7，优弧弓型斜盘7的圆弧形边沿弧长大于1/2整圆的弧长，斜盘7的圆弧形边沿固定设置于套筒8套筒8内壁上，斜盘7的圆弧形边沿高于斜盘7的直线形边沿。
进一步的，斜盘7的倾斜角度为5°～15°，优选为15°。
进一步的，汇流盘2、冷凝罩1、斜盘7和套筒8均为高纯石墨、不锈钢或者石英材质，选取熔点较高的材质，以满足在高温下汇流盘2、冷凝罩1、斜盘7和套筒8依旧能够稳定工作。
进一步的，蒸气出口5均为一小圆孔即可，其圆孔的大小根据实际工作时的工作状况来设定，出料口4也为一个圆孔。
需要表明的是，上述的各冷凝罩1上均可设置有一控温装置，控温装置用于调节冷凝罩的冷凝面的温度，以达到冷凝面的温度范围符合金属蒸气冷凝的温度条件。
本实用新型中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
Claims (7)
1.一种适用于蒸馏分离金属的冷凝器，其特征在于：包括汇流盘和若干个冷凝罩，各所述冷凝罩均为一带下开口的罩子，所述汇流盘上设置有一蒸气进口，所述蒸气进口顶部的边沿随形设置有第一封闭环形凸起，各所述冷凝罩的下开口端直接放置于所述汇流盘上，所述冷凝罩从小到大依次套设，两个相邻的所述冷凝罩均与所述汇流盘之间形成一腔体，各所述冷凝罩上均设有蒸气出口，各两个相邻的所述冷凝罩之间的汇流盘上以及所述第一封闭环形凸起和与其相邻的所述冷凝罩之间的汇流盘上均设置有出料口。
2.根据权利要求1所述的适用于蒸馏分离金属的冷凝器，其特征在于：所述汇流盘上设置有若干个第二封闭环形凸起，各所述第二封闭环形凸起依次同轴套设于所述第一封闭环形凸起外，各所述冷凝罩均有一个所述第二封闭环形凸起与之对应，所述冷凝罩的下开口的外侧边缘抵住所述第二封闭环形凸起。
3.根据权利要求1所述的适用于蒸馏分离金属的冷凝器，其特征在于：还包括：套筒和两个斜盘，所述套筒上开口与所述蒸气进口连通，两个所述斜盘固定设置于所述套筒内壁上，各所述斜盘均与所述套筒内壁之间有一开口，两个所述开口交错设置，各所述开口的面积均小于所述套筒上开口面积的1/2，将两个所述开口交错设置用于避免高温下的金属固体颗粒喷射进所述冷凝罩内。
4.根据权利要求3所述的适用于蒸馏分离金属的冷凝器，其特征在于：所述斜盘倾斜设置，所述斜盘连接于所述套筒内壁的边沿高于所述斜盘开口的边沿。
5.根据权利要求3所述的适用于蒸馏分离金属的冷凝器，其特征在于：所述套筒为圆形套筒，所述斜盘为优弧弓型斜盘，所述斜盘的圆弧形边沿固定设置于所述套筒套筒内壁上，所述斜盘的圆弧形边沿高于所述斜盘的直线形边沿。
6.根据权利要求3所述的适用于蒸馏分离金属的冷凝器，其特征在于：所述斜盘的倾斜角度为5°～15°。
7.根据权利要求3所述的适用于蒸馏分离金属的冷凝器，其特征在于：所述汇流盘、所述冷凝罩、所述斜盘和所述套筒均为高纯石墨、不锈钢或者石英材质。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| WO2023142252A1 (zh) * | 2022-01-26 | 2023-08-03 | 昆明理工大学 | 一种真空提纯硒渣的装置和方法 |
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2019
- 2019-11-14 CN CN201921963710.9U patent/CN211057196U/zh active Active
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