CN213160670U - 一种高纯度制粒装置 - Google Patents

Abstract

一种高纯度制粒装置，涉及制粒技术领域，所采用的技术方案包括化料桶、制粒机和存料箱，所述制粒机包括隔热壳体、冷却成粒装置、刮料装置和集料斗，所述存料箱设置在所述集料斗底部，所述制粒机还设置有调节装置；所述化料桶、制粒机和存料箱均设置有真空接口和进气口，所述真空接口通过真空管道连接有真空泵，所述进气口通过进气管道连接有保护气氛充填装置；所述真空接口和进气口均设置有阀门。本实用新型采用调节装置，可灵活调整滴落流量，简化调节的操作步骤；通过先将密封设备中的杂质气体抽出再充填保护气氛的方式，防止空气中的水蒸气、氧气、颗粒物等影响物料的纯度。

Description

一种高纯度制粒装置

技术领域

本实用新型涉及制粒技术领域，尤其涉及一种高纯度制粒装置。

背景技术

目前熔点在550℃以下的金属或非金属材料的制粒，需要把金属或者非金属材料变成熔融液状态，利用外力造成的分离、冷却等作用，加工成粒状或者片状，方便下一步工序处理。

在现有的制粒设备中，通常是更换不同孔径的滴料管来调节流量，每次调节都需要打开制粒机、更换滴料管、调试、关闭造粒机等步骤，操作较为繁琐，影响作业效率；而且在熔融的高温状态下，物料的分子运动比较剧烈，化学性质也较为活泼，容易受到空气氧化而降低纯度。

实用新型内容

针对现有技术方案中滴料流量调节方式操作繁琐、材料在高温状态下易被空气氧化而降低纯度的问题，本实用新型提供了一种高纯度制粒装置。

本实用新型提供如下的技术方案：一种高纯度制粒装置，包括化料桶、制粒机和存料箱，所述制粒机包括隔热壳体、冷却成粒装置、刮料装置和设置在所述冷却成粒装置底部的集料斗，所述存料箱设置在所述集料斗底部，所述制粒机还设置有调节装置；所述调节装置包括积液腔、堵料头和伸缩装置，所述积液腔设置在所述隔热壳体内，且底部设置有滴料嘴；所述伸缩装置设置在所述隔热壳体外，所述伸缩装置设置有连接杆，所述连接杆穿过所述隔热壳体且连接所述堵料头，所述堵料头伸入所述滴料嘴内；所述化料桶通过滴料管连接到所述积液腔，所述冷却成粒装置设置在所述滴料嘴底部；所述化料桶、制粒机和存料箱均设置有真空接口和进气口，所述真空接口通过真空管道连接有真空泵，所述进气口通过进气管道连接有保护气氛充填装置；所述真空接口和进气口均设置有阀门。

作为一种具体实施方式，所述化料桶设置有入料口，所述入料口上设置有第一密封盖，所述第一密封盖上设置有第一密封件。

作为一种具体实施方式，所述连接杆、冷却成粒装置、刮料装置和隔热壳体连接处均设置有套管，所述套管内壁上还设置有第二密封件。

作为一种具体实施方式，所述存料箱的底部设置有出料口，所述出料口设置有第二密封盖，所述第二密封盖上设置有第三密封件。

作为一种具体实施方式，所述保护气氛充填装置还包括储气罐和气泵，所述储气罐通过进气管道连接到所述气泵，所述气泵通过进气管道连接到所述进气口。

优选地，所述阀门为电动截止阀。

优选地，还包括控制器和压力传感器；所述化料桶、制粒机和存料箱内均设置有所述压力传感器；所述控制器和所述真空泵、气泵、各个阀门及压力传感器信号连接。

本实用新型的有益效果是：采用调节装置，可针对产品的颗粒直径和冷却成粒装置的处理量来灵活调整堵料头在滴料嘴内的位置，从而改变滴料嘴的出料面积和流量，简化了调节的操作步骤，提高作业效率；将各个组件设置为可密封状态，并且设置真空接口、进气口及相应的阀门，连接真空泵和保护气氛充填装置，通过先将密封设备中的杂质气体抽出再充填保护气氛的方式，防止空气中的水蒸气、氧气、颗粒物等影响物料的纯度，特别是防止物料在高温下被氧化而降低纯度。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例的结构示意图。

图2为图1的A部放大图。

图3为图1的B部放大图。

图4为图1的C部放大图。

附图标记：1-化料桶，11-滴料管，12-第一密封盖，121-第一密封件，2-制粒机，21-隔热壳体，22-冷却成粒装置，23-刮料装置，24-集料斗，25-调节装置，251-积液腔，2511-滴料嘴，252-堵料头，253-伸缩装置，2531-连接杆，3-存料箱，31-第二密封盖，311-第三密封件，4-真空接口，5-进气口，6-阀门，7-套管，71-第二密封件。

具体实施方式

以下结合附图及附图标记对本实用新型的实施方式做更详细的说明，使熟悉本领域的技术人在研读本说明书后能据以实施。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型提供了一种如图1所示的一种高纯度制粒装置，包括化料桶1、制粒机2和存料箱3，所述制粒机2包括隔热壳体21、冷却成粒装置22、刮料装置23和设置在所述冷却成粒装置22底部的集料斗24，所述存料箱3设置在所述集料斗24底部，所述制粒机2还设置有调节装置25；所述调节装置25包括积液腔251、堵料头252和伸缩装置253，所述积液腔251设置在所述隔热壳体21内，且底部设置有滴料嘴2511；所述伸缩装置253设置在所述隔热壳体21外，所述伸缩装置253设置有连接杆2531，所述连接杆2531穿过所述隔热壳体21且连接所述堵料头252，所述堵料头252伸入所述滴料嘴2511内；所述化料桶1通过滴料管11连接到所述积液腔251，所述冷却成粒装置22设置在所述滴料嘴2511底部；所述化料桶1、制粒机2和存料箱3均设置有真空接口4和进气口5，所述真空接口4通过真空管道连接有真空泵，所述进气口5通过进气管道连接有保护气氛充填装置；所述真空接口4和进气口5均设置有阀门6。

本实用新型适用的原料可熔融为液态且熔点低于550℃。所述化料桶、制粒机、存料箱及制粒机中的隔热壳体、冷却成粒装置、刮料装置、集料斗均为现有技术。

所述化料桶可通过提高温度的方式将需要制粒的金属或非金属材料融化成液态，液态物料通过滴料管进入调节装置的积液腔中；化料桶内还设置有堵料器，用于控制滴料管的开闭；所述滴料管可采用石墨或者12Cr1MoV耐热钢制作，石墨具有良好的耐高温性、绝热性和润滑性，12Cr1MoV耐热钢在580℃下具有良好的热强性。所述隔热壳体用于容纳调节装置、冷却成粒装置、刮料装置和集料斗，并为制粒过程提供一个稳定封闭的隔热环境。所述冷却成粒装置通过现有的热交换原理使液态物料冷却凝固成型。所述刮料装置将冷却成粒装置上已经成型的物料刮落到集料斗中，所述集料斗将物料集拢、引导至存料箱中暂存。

如图2所示，所述调节装置是根据现有的Plateau-Rayleigh不稳定性原理，通过调节液态物料通过滴料嘴的面积，继而将液态物料转变为液滴状逐个滴落到冷却成粒装置中，同时还可以调节液态物料的流量。所述积液腔、滴料嘴、堵料头、连接杆均可采用石墨或者12Cr1MoV耐热钢制作；积液腔用于暂时储存、中转液态物料；滴料嘴向下突出，底部可为锥形圆口以便液态物料从此滴落；堵料头底部可为圆锥形，伸入滴料嘴中，随着堵料头的不断向下，使滴料嘴的出料面积逐渐减小，直至堵料头彻底将滴料嘴堵住，出料面积的变化直接导致了物料流量的改变。堵料头下部的尖端部分可伸出滴料嘴外，起到引流的作用。所述伸缩装置可采用DT型电动推杆，设置在隔热壳体外，通过连接杆连接到堵料头，来控制堵料头的升降。具体地，可以将单位时间内冷却腔的处理量、最终产品所需的颗粒直径作为调节的依据。

化料桶、制粒机和存料箱本身可采用密封结构，各个装置之间的连接，如滴料管、集料斗，也采用密封式连接；所述化料桶、制粒机的隔热壳体和存料箱上还设置有真空接口、进气口，每个真空接口、进气口上还设置有阀门。真空接口通过真空管道连接有真空泵，用于将各个装置内部自然存在的会对高温物料的纯度产生不良影响的水蒸气、漂浮颗粒物、氧气等吸出；进气口连接有保护气氛充填装置，用于向各个装置内部充填保护气体，能够对整个制粒过程中形成保护气氛，防止物料在高温下受到杂质的干扰、氧化后纯度降低。在一个实施例中，上述保护气体可为0.02~0.1MPa的氩气；为了操作方便，真空接口和进气口可设置在各个装置外露的顶部或者上部，如图1所示；所述真空泵可采用SKA系列水环真空泵。

本实用新型在工作时，首先将物料投进化料桶中，然后将化料桶、制粒机和存料箱密封；关闭化料桶、冷却制粒装置和存料箱上的进气口的阀门，同时打开上述装置的真空接口的阀门，开启真空泵将各个装置及调节装置、滴料管和集料斗内部的空气抽空；再关闭各个装置上真空接口的阀门，打开进气口阀门，开启保护气氛充填装置，向装置内部充填氩气或氮气等保护性气体；最后关闭进气口阀门，开启化料桶和制粒机。物料在化料桶中熔融为液态后，经滴料管进入调节装置，调节装置将液态物料以液滴状滴落到冷却制粒装置中，并调节滴落的流量。液滴状物料在冷却制粒装置上冷却凝固成粒后，通过集料斗进入存料箱储存。

作为一种具体实施方式，所述化料桶1设置有入料口，所述入料口上设置有第一密封盖12，所述第一密封盖12上设置有第一密封件121。

化料桶本身能储存液态物料，为可密封状态；其出口也可以与滴料管以焊接的方式进行密封连接；为了使化料桶彻底密封，化料桶的入料口也必须增加相应的密封措施。具体地，如图3所示，入料口上设置有第一密封盖，第一密封盖可以螺纹连接的方式和入料口连接，方便安装和拆卸。第一密封盖在其和入料口的连接处设置有至少一个第一密封件，第一密封件可采用TB4型C形滑环密封件以实现入料口的静密封，其工作压力范围在0~70MPa，真空和外部空气之间的压力为0.1MPa，保护气氛的压力可为0.02~0.1MPa，第一密封件完全能够满足压力的要求。第一密封盖可采用321钢制作。

作为一种具体实施方式，所述连接杆2531、冷却成粒装置22、刮料装置23和隔热壳体21连接处均设置有套管7，所述套管内壁上还设置有第二密封件71。

如图1所示，所述连接杆、冷却成粒装置和刮料装置均有一部分在隔热壳体之外，为了使隔热壳体内保持良好的密封状态，上述组件和隔热壳体的连接处设置有套管，套管和隔热壳体之间可用焊接的方式连接；套管内壁上设置有第二密封件，所述第二密封件可选择TFX型轴用旋转格来圈，其工作压力在0~30MPa，可实现套管和连接杆、冷却成粒装置、刮料装置之间活动连接的密封。以连接杆为例，如图2所示，套管内壁上至少设置有一个第二密封件。

作为一种具体实施方式，所述存料箱3的底部设置有出料口，所述出料口设置有第二密封盖31，所述第二密封盖31上设置有第三密封件311。

存料箱可以和集料斗焊接在一起，使入口处密封；其底部设置有出料口用于释放已经成型的物料，出料口上设置有第二密封盖，如图4所示，第二密封盖在其和出料口的连接处设置有至少一个第三密封件，第三密封件可采用TB4型C形滑环密封件来实现出料口的静密封。第二密封盖可采用321钢制作，和出料口之间可采用螺栓连接的方式加强固定。

作为一种具体实施方式，所述保护气氛充填装置还包括储气罐和气泵，所述储气罐通过进气管道连接到所述气泵，所述气泵通过进气管道连接到所述进气口5。

所述储气罐可选择由Q345R钢制作的高压氩气储气罐，作为保护气体的气源储存器；所述气泵可选择FNY4002型气泵，用于将保护气体通过进气口打入各个组件内。

优选地，所述阀门6为电动截止阀。

所述电动截止阀可选择J961H型电动截止阀，可实现远程开关，简化对化料桶、制粒机和存料箱上的阀门进行开关操作的过程。

优选地，还包括控制器和压力传感器；所述化料桶1、制粒机2和存料箱3内均设置有所述压力传感器；所述控制器和所述真空泵、气泵、各个阀门6及压力传感器信号连接。

所述压力传感器可采用MIK-P300系列压力变送器，设置在化料桶、制粒机和存料箱内，用于测定各个组件内部的气体压力，并将结果发送给控制器。所述控制器可选择FX3U-48MR型PLC可编程逻辑控制器，可外接输入设备和显示器，可根据压力传感器采集的气压信号对真空泵、气泵、各个阀门的开关进行人工控制或自动控制，并能够控制化料装置和冷却制粒装置的启停。

以上为本实用新型的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种高纯度制粒装置，包括化料桶（1）、制粒机（2）和存料箱（3），所述制粒机（2）包括隔热壳体（21）、冷却成粒装置（22）、刮料装置（23）和设置在所述冷却成粒装置（22）底部的集料斗（24），所述存料箱（3）设置在所述集料斗（24）底部，其特征在于：所述制粒机（2）还设置有调节装置（25）；所述调节装置（25）包括积液腔（251）、堵料头（252）和伸缩装置（253），所述积液腔（251）设置在所述隔热壳体（21）内，且底部设置有滴料嘴（2511）；所述伸缩装置（253）设置在所述隔热壳体（21）外，所述伸缩装置（253）设置有连接杆（2531），所述连接杆（2531）穿过所述隔热壳体（21）且连接所述堵料头（252），所述堵料头（252）伸入所述滴料嘴（2511）内；

所述化料桶（1）通过滴料管（11）连接到所述积液腔（251），所述冷却成粒装置（22）设置在所述滴料嘴（2511）底部；

所述化料桶（1）、制粒机（2）和存料箱（3）均设置有真空接口（4）和进气口（5），所述真空接口（4）通过真空管道连接有真空泵，所述进气口（5）通过进气管道连接有保护气氛充填装置；所述真空接口（4）和进气口（5）均设置有阀门（6）。

2.根据权利要求1所述的一种高纯度制粒装置，其特征在于：所述化料桶（1）设置有入料口，所述入料口上设置有第一密封盖（12），所述第一密封盖（12）上设置有第一密封件（121）。

3.根据权利要求1所述的一种高纯度制粒装置，其特征在于：所述连接杆（2531）、冷却成粒装置（22）、刮料装置（23）和隔热壳体（21）连接处均设置有套管（7），所述套管内壁上还设置有第二密封件（71）。

4.根据权利要求1所述的一种高纯度制粒装置，其特征在于：所述存料箱（3）的底部设置有出料口，所述出料口设置有第二密封盖（31），所述第二密封盖（31）上设置有第三密封件（311）。

5.根据权利要求1所述的一种高纯度制粒装置，其特征在于：所述保护气氛充填装置还包括储气罐和气泵，所述储气罐通过进气管道连接到所述气泵，所述气泵通过进气管道连接到所述进气口（5）。

6.根据权利要求4所述的一种高纯度制粒装置，其特征在于：所述阀门（6）为电动截止阀。

7.根据权利要求5所述的一种高纯度制粒装置，其特征在于：还包括控制器和压力传感器；所述化料桶（1）、制粒机（2）和存料箱（3）内均设置有所述压力传感器；所述控制器和所述真空泵、气泵、各个阀门（6）及压力传感器信号连接。

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