CN215845712U - 一种无氧高纯镉粉生产系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无氧高纯镉粉生产系统，所述生产系统包括：用于加热并使物料升华的升华炉蒸发罐、冷凝器、物料收集器、抽风机和接料槽；冷凝器上部设有进料口、进气口和排气口，冷凝器底部设有排料口，进气口与进气管路组件连接，进料口与升华炉蒸发罐连通，排气口经排气管与抽风机连接，冷凝器的排料口与物料收集器的进料口连通；物料收集器底部设有卸料口，卸料口设有密封阀一。本系统结构简单、安装方便，操作容易且灵活性高，成本低，无污染源，不仅生产效率高，能够纯度可高达99.99%的高纯镉粉。

Description

一种无氧高纯镉粉生产系统

技术领域

本实用新型涉及无氧高纯镉粉的制备领域，具体涉及一种无氧高纯镉粉生产系统。

背景技术

现有的高纯镉粉生产装置，采用真空升华炉为生产设备，将原料置于升华舟内，放入真空升华炉内，升华舟在炉膛中于真空条件下被加热，使物料熔化并蒸发溢出，块状物料高温熔化蒸发后，冷却凝固成细粉，从而实现固相分离。

现有的高纯镉粉生产工艺，不仅制备的高纯镉粉纯度有待提高，所需设备复杂，而且人工操作工序多，需要依靠人工谨慎操作，对操作工人的操作要求十分高，高温容易操作时容易烫伤，在收集物料时人员与物料接触较多，人员安全得不到保证，同时物料收集困难，盛放产品原料的石墨舟和炉胆不时粘在一起，很难取出来，不便于清理，操作难度大，且员工与物料接触时间长，排放物处理不当容易造成二次污染；此外，还存在人工操作步骤繁多，生产率非常低，处理成本较高、原料损耗大等问题。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种能够生产纯度高、品质好的无氧高纯镉粉生产系统。

为实现以上目标，本实用新型采用如下的技术方案：

一种无氧高纯镉粉生产系统，所述生产系统包括用于加热并使物料升华的升华炉蒸发罐、冷凝器、物料收集器、抽风机和进气管路组件；

所述冷凝器上设有进料口、进气口和排气口，所述冷凝器底部设有排料口，所述进料口与升华炉蒸发罐连通，所述进气口与进气管路组件连接，所述排气口经排气管与抽风机连接，所述冷凝器的排料口与物料收集器连通；

所述物料收集器底部设有卸料口，所述卸料口设有用于密封所述卸料口的密封阀一。

作为优选，所述生产系统还包括接料槽和密封连接部件，所述接料槽的进料口通过密封连接部件与密封阀一密封连接，所述接料槽可抽真空和充入保护气体。

作为优选，所述密封连接部件的两端可分别与所述密封阀一和接料槽的进料口进行可拆卸密封连接；

所述密封连接部件包括可依次密封连接的密封卡箍一、耐高温软连接管R1、密封卡箍二、密封阀二和密封卡箍三，且所述密封卡箍一可与所述物料收集器卸料口的密封阀一密封连接，所述密封卡箍三可与接料槽的进料口密封连接。

作为优选，所述接料槽上设有进气口和排气口，所述接料槽的进气口与保护气体源连接，所述接料槽的排气口与抽真空设备连接。

作为优选，所述生产系统还包括用于承载和运送所述接料槽的物料转移车；所述生产系统还包括手套箱，所述手套箱分别与所述抽真空设备、保护气体源连接。

作为优选，所述冷凝器底部的排料口和物料收集器均为多个，且物料收集器与冷凝器底部的排料口一一对应。

作为优选，所述排气管上设有测氧仪、球阀和压力表。

作为优选，所述生产系统还包括真空泵，所述真空泵的一端可通过管道与排气管连接，另一端可通过管道与接料槽连接。

作为优选，所述生产系统还包括除尘部件，所述除尘部件设于所述排气管上，且所述除尘部件的进气口与所述冷凝器的排气口连接，所述除尘部件的排气口与抽风机连接。

作为优选，所述接料槽的进气口和排气口均设有快接真空球阀，所述接料槽进气口处的快接真空球阀可通过管道连接保护气体源，所述排气口的快接真空球阀可通过管道连接真空泵。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、本系统结构简单、安装方便，操作容易且灵活性高、无污染源，不仅生产效率高，能够生产品质好的高纯镉粉，纯度可高达99.99%，可以提高产品的质量均一性，而且系统后期维护简单，容易拆卸维修。该系统可自行连续运行生产，运行后所需人工操作较少，可以降低人员劳动强度，减少能源浪费，而且可以减少物料与人员的接触，明显改善生产环境，避免对物料造成二次污染，此外还能提高生产效率、设备和原料利用率，降低成本，本系统相比于现有处理工艺处理产能能够提高近10倍。

2、本系统通过在抽风机和冷凝器之间的连接管路上设置除尘部件，可以避免生产过程中产生的粉尘污染环境，避免恶化工作环境影响人员安全。

3、本系统通过一台抽风机、一台真空泵和一个保护气体源即可实现无氧高纯镉粉的制备、卸料、转移和包装，设备成本低。

4、本系统包括多个物料收集器，冷凝器设有多个与物料收集器一一对应的排料口，可以很好地将冷凝过程中产生的产品粉末进行回收，无需对冷凝器内的产品粉末进行人工操作，有利于提高产品质量和产品回收率，且有利于提高人工操作的环境质量。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1为无氧高纯镉粉生产系统的示意图。

图2为无氧高纯镉粉生产系统的局部放大示意图。

图3为无氧高纯镉粉生产系统的密封连接部件示意图。

图中各标注表示：

1、升华炉蒸发罐；2、冷凝器、3、物料收集器；4、真空蝶阀F1；5、密封连接部件；6、接料槽；7、真空泵；8、真空手套箱；9、排气管；10、进气管道组件；11、除尘部件；12、抽风机；13、快接真空球阀；14、压力表；15、球阀；16、测氧仪；17、物料转移车。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本实用新型的保护范围有任何的限制作用。此外，本领域技术人员根据本文件的描述，可以对本文件中实施例中以及不同实施例中的特征进行相应组合。

实施例1

一种无氧高纯镉粉生产系统，其结构示意图如图1所示，包括用于加热使物料升华的升华炉蒸发罐1、冷凝器2、物料收集器3、抽风机12、进气管道组件10和接料槽6；

所述冷凝器2包括冷凝器本体和用于对冷凝器本体降温的冷凝部件，所述冷凝器本体上部设有进料口、进气口和排气口，所述冷凝器本体底部设有排料口，所述冷凝器本体的进气口与用于充入保护气体的进气管道组件10连接，所述进气管道组件10上设有进气阀，所述进料口与升华炉蒸发罐2连通，所述排气口经排气管9与抽风机12连接，所述排气管12经软管与真空泵7连接，所述真空泵7可以是手提式真空泵，所述冷凝器本体的排料口与物料收集器3的进料口连通；

所述物料收集器3的卸料口设有真空蝶阀F1 4，且所述物料收集器3卸料口的真空蝶阀F1可通过密封连接部件5与接料槽6的进料口密封连通；所述接料槽6可抽真空和充入保护气体。

当进行高纯镉粉生产时，先关闭物料收集器3卸料口的真空蝶阀F1，将镉锭放入升华炉蒸发罐1，关闭并密封升华炉蒸发罐1的进料口；开启进气管道组件10上的进气阀，向冷凝器本体内充入保护气体，以将升华炉蒸发罐1、冷凝器2以及物料收集器3内部的空气排出，将其中空气全部置换成保护气体，通过持续充氮可以确保整个系统中没有氧气的存在；然后启动冷凝器2的冷凝部件对冷凝器本体进行冷却；再启动抽风机12为系统内提供气流的动力，将镉锭在无氧的升华炉蒸发罐1内加热至800-1000℃形成融化沸腾状镉金属气液混合物，在抽风机12的抽力下，镉金属气液混合物（含物料液滴的高温气流）自升华炉蒸发罐1侧壁的出气口喷入冷凝器本体内，镉金属气液混合物在冷凝器2内冷却降温逐渐凝固为粉体，落在物料收集器3内部的挡板上，当挡板上的粉体累积至一定重量，挡板失衡，粉体掉落到物料收集器3椎体下端；采用密封连接部件5密封连接物料收集器3和接料槽6（将真空蝶阀F1通过密封连接部件5与接料槽6密封连接），并对接料槽6抽真空，再充入保护气体，反复进行抽真空-充入保护气体的操作，直至彻底将接料槽6与密封连接部件5内的空气置换成保护气体（即直到接料槽6与密封连接部件5内为无氧环境），再关闭真空泵7与快接真空球阀13，打开物料收集器3卸料口的真空蝶阀F1,让制备的无氧高纯镉粉进入接料槽6中，待接料槽6中接满镉粉后，关闭物料收集器3卸料口的真空蝶阀F1，完成一次接料。

本实施例中，所述冷凝部件可以是设于冷凝器本体上的冷却水循环夹套，通过将冷水输送至冷却水循环夹套中，并在循环水泵的作用下使冷却水在冷却水循环夹套中循环，以吸收冷凝器本体内的热量，从而实现对冷凝器本体内部降温。

本实施例中，所述接料槽6上设有进气口和排气口，所述进气口可通过管道（PU管）与保护气体源连接，所述排气口可通过管道（PU管）与真空泵7连接，所述进气口和排气口均设有快接真空球阀13，更具体地，两个快接真空球阀13分别通过管道与保护气体源、真空泵7连接。

本实施例中，所述密封连接部件5可与所述真空蝶阀F1 4和接料槽6进行可拆卸连接；所述密封连接部件5如图3所示，包括可以依次密封连接的真空卡箍K1、耐高温软管管R1、真空卡箍K2、真空阀F2和真空卡箍K3；且所述真空卡箍K1可与所述物料收集器3卸料口的真空蝶阀F1密封连接，所述真空卡箍K3可与接料槽6的进料口通过法兰密封连接。物料收集器3卸料口的真空蝶阀F1可以焊接在物料收集器3底部的卸料口上，用于实现对卸料口的密封，真空蝶阀F1下端与耐高温软管R1使用真空卡箍K1密封连接，接料槽6进料口依次通过真空卡箍K3、真空阀2与耐高温软管R1密封连接，不仅能够更好地确保无氧环境，而且拆装操作简便快捷可靠。

在进行卸料前，依次密封连接真空蝶阀F1 4、真空卡箍K1、耐高温软管R1、真空卡箍K2、真空蝶阀F2和真空卡箍K3，再将真空卡箍K3与接料槽6的进料口通过法兰密封连接，采用管道（可为PU软管）将接料槽6上排气口的快接真空球阀13与真空泵7连接，采用管道（可为PU软管）将接料槽6上进气口的快接真空球阀13与保护气体源连接，然后打开真空蝶阀F2和接料槽6上排气口的快接真空球阀13，启动真空泵7，先将空气抽空，然后关闭真空泵7和排气口的快接真空球阀13，打开接料槽6上进气口的快接真空球阀13，充入保护气体，关闭保护气体输入后，再次启动真空泵抽真空7，反复进行抽真空-充入保护气体（如氮气）工序重复2-3次，彻底将空气置换成保护气体，抽真空过程中真空蝶阀F1 4不得打开，且抽真空过程中从接料槽6抽出的保护气体可经抽风机12抽走排出生产车间，避免车间内保护气体浓度过高而造成人员窒息。待接满镉粉后，关闭真空蝶阀F1 4和真空蝶阀F2，打开真空卡箍K1、K2取出耐高温软管R1，转移接料槽6，完成一次接料；如长时间不使用需要在真空蝶阀F1下使用真空卡箍K1装上不锈钢真空卡箍盲板。靠近所述排气口的管道上设有用于监测是否有氧气残留的测氧仪。

本系统中，设有多个物料收集器3，且冷凝器2底部设有多个与物料收集器3一一对应的排料口，同时配合充入的保护气体气流，使在冷凝器2内各处冷凝得到的高纯镉粉产品粉末几乎都能够自动落入物料收集器3内，实现自动高效收集。

本实施例中，在所述冷凝器2排气口处的排气管9上设有压力表14、球阀15（可为不锈钢球阀）和测氧仪16，在排除系统中氧气时，当测氧仪15显示，表明系统内氧气含量为零时，再开启升华炉蒸发罐1，有利于获得更纯的无氧环境；压力表13用于观察设备内部的气压状态，要求微正压防止空气进入，球阀14用于控制管道内的气体排放速度，控制微正压的状态。

还包括物料转移车17，所述物料转移车17可用于承载和运送所述接料槽6，用于将生产的无氧镉分运送去进行分筛和包装。

还包括除尘部件11，所述除尘部件11设于所述排气管9上，且所述除尘部件11的进气口通过排气管9与所述冷凝器2的排气口连接，所述除尘部件11的排气口与抽风机12连接。可在对系统抽气的同时将粉尘除去。优选地，除尘部件11为带滤袋的腔体，需要抽风机12抽风引流，含有粉尘的气体通过除尘部件11的滤袋过滤粉尘，过滤后的气体风机抽离。

还包括真空手套箱8，所述真空手套箱8通过管道依次与所述除尘部件11和所述抽风机12连接，通过抽真空排气确保真空手套箱8内为无氧装置，防止真空手套箱8内少量的物料排气时直接排放到室外污染环境，利用除尘部件11集中过滤；所述真空手套箱8还与保护气体源通过管路连接，用于对真空手套箱8充入氮气，所述管道上设有开关阀。

在后续包装时，可将接料槽6放入真空手套箱8内，经抽真空后，将接料槽6内的物料取出，在真空手套箱8内进行筛分和真空打包，确保整个包装过程物料粉末不与氧气接触，有利于产品的质量控制。整个过程中物料在无氧环境中进行升华蒸发融化，然后在无氧的冷凝环境中收集无料，再通过无氧转移和无氧状态下打包，完成无氧高纯镉粉的制备。由于整个生产过程都在保护气体保护下生产与转移，使生产的镉粉不被氧气氧化，符合特殊要求无氧高纯镉粉的生产要求，纯度可高达99.99%，使无氧镉粉品质得到了保证。

本实用新型的生产过程中，持续充保护气体保护，分别通过冷凝器2和物料收集器3实现物料的自动化冷凝和收集，接料槽6和真空手套箱8实现物料转移与无氧取出打包，有利于质量控制，使无氧高纯镉粉生产得以实现。

本系统中，各设备都通过法兰与管道进行连接，不仅后期维护简单，每台设备都和管道通过法兰连接，容易拆装维护检修。

根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。

Claims (10)

1.一种无氧高纯镉粉生产系统，其特征在于，所述生产系统包括用于加热并使物料升华的升华炉蒸发罐（1）、冷凝器（2）、物料收集器（3）、抽风机（12）和进气管路组件（10）；

所述冷凝器（2）上设有进料口、进气口和排气口，所述冷凝器（2）底部设有排料口，所述进料口与升华炉蒸发罐（1）连通，所述进气口与进气管路组件（10）连接，所述排气口经排气管（9）与抽风机(12)连接，所述冷凝器（2）的排料口与物料收集器（3）连通；

所述物料收集器（3）底部设有卸料口，所述卸料口设有用于密封所述卸料口的密封阀一。

2.如权利要求1所述的无氧高纯镉粉生产系统，其特征在于，所述生产系统还包括接料槽（6）和密封连接部件（5），所述接料槽（6）的进料口通过密封连接部件（5）与密封阀一密封连接，所述接料槽（6）可抽真空和充入保护气体。

3.如权利要求2所述的无氧高纯镉粉生产系统，其特征在于，所述密封连接部件（5）的两端可分别与所述密封阀一和接料槽（6）的进料口进行可拆卸密封连接；

所述密封连接部件（5）包括可依次密封连接的密封卡箍一、耐高温连接管、密封卡箍二、密封阀二和密封卡箍三，且所述密封卡箍一可与所述物料收集器（3）卸料口的密封阀一密封连接，所述密封卡箍三可与接料槽（6）进料口密封连接。

4.如权利要求2所述的无氧高纯镉粉生产系统，其特征在于，所述接料槽（6）上设有进气口和排气口，所述接料槽（6）的进气口与保护气体源连接，所述接料槽（6）的排气口与抽真空设备连接。

5.如权利要求2-4任意一项所述的无氧高纯镉粉生产系统，其特征在于，所述生产系统还包括用于承载和运送所述接料槽（6）的物料转移车（17）；所述生产系统还包括真空手套箱（8），所述真空手套箱（8）与抽真空设备和保护气体源连接。

6.如权利要求1-4任意一项所述的无氧高纯镉粉生产系统，其特征在于，所述冷凝器（2）底部的排料口和物料收集器（3）均为多个，且物料收集器（3）与冷凝器（2）底部的排料口一一对应。

7.如权利要求1-4任意一项所述的无氧高纯镉粉生产系统，其特征在于，所述排气管（9）上设有压力表（14）、球阀（15）和测氧仪（16）。

8.如权利要求1-4任意一项所述的无氧高纯镉粉生产系统，其特征在于，所述生产系统还包括真空泵（7），所述真空泵（7）的一端可通过管道与排气管（9）连接，另一端可通过管道与接料槽（6）连接。

9.如权利要求8所述的无氧高纯镉粉生产系统，其特征在于，所述生产系统还包括除尘部件（11），所述除尘部件（11）设于所述排气管（9）上，且所述除尘部件（11）的进气口与所述冷凝器（2）的排气口连接，所述除尘部件（11）的排气口与抽风机（12）连接。

10.如权利要求8所述的无氧高纯镉粉生产系统，其特征在于，所述接料槽（6）的进气口和排气口均设有快接真空球阀（13），所述接料槽（6）进气口处的快接真空球阀（13）可通过管道连接保护气体源，所述接料槽（6）排气口的快接真空球阀（13）可通过管道连接真空泵（7）。

Images