CN216074054U - 一种稀土熔盐电解顶盖装置及反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种稀土熔盐电解顶盖装置及反应器，属于稀土冶金设备领域，首先，本实用新型提供了一种稀土熔盐电解顶盖装置，包括两个可以向两侧旋转打开的半圆形盖板，打开后完全暴露炉口，方便更换石墨电解槽；两个盖板闭合封住炉口，避免炉口热量流失；盖板中央预留允许阴极棒穿过进入炉体内的套管，套管内设有绝缘密封环，进一步对炉口进行封锁，且不妨碍阴极棒的使用；本实用新型还提供了一种稀土熔盐电解反应器，除上述顶盖装置，进一步增设了用于夹持固定阴极棒的可升降夹具，方便阴极棒的安装和更换，且能调节阴极棒进入炉体内的量。

Description

一种稀土熔盐电解顶盖装置及反应器

技术领域

本实用新型属于稀土冶金设备领域，特别涉及一种稀土熔盐电解顶盖装置及反应器。

背景技术

熔盐电解是制备稀土金属及其合金的重要方法之一。目前工业上主要采用氯化物熔盐电解法，在直流电流作用下，含稀土熔盐电解质中的稀土离子在电解槽阴极获得电子还原成金属，阳极析出氯气。

目前工业应用的电解槽主要有小型石墨圆形槽（如图1所示）和大型陶瓷槽；如图1所示，电解生产设备包括钢制炉体1，炉体1内部采用石墨电解槽2(炉胆)，炉体1与石墨电解槽2之间设有隔热保温层3；电解时电解槽2中间插入阴极棒4，电解槽2周边挂装石墨阳极片，由此形成电极产生电场，熔炼温度在1000°C以上。阴极棒4下部正对位置放置有一外形为规则圆柱体的金属接收器5，反应生成的金属液滴在阴极棒上富集，金属液滴达到一定重量后自阴极棒底端下落至金属接收器中。

上述现有电解生产设备还存在如下不足：敞开的炉口形成散热通道，向外部散发热量，较炉膛中部温度低，炉膛内温度不均匀，易产生结渣。为此需要对炉口进行改进，以减少热量散失。

发明内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种稀土熔盐电解顶盖装置及反应器，解决炉口热量流失的问题。

本实用新型采用的技术方案如下：一种稀土熔盐电解顶盖装置,安装在炉体顶部敞开的炉口处；包括两个半圆形盖板，两个盖板可以拼合成一个完整的圆形盖板用以封住炉口；两个盖板各设有一个铰接部，两个铰接部套接在炉体旁的立柱上，两个盖板向两侧旋转打开并完全暴露炉口；一个盖板中央设置一个套管，另一盖板中央对应设有一个半圆形缺口；所述套管内设有一个绝缘密封环，密封环中央设有与阴极棒吻合的通孔，允许阴极棒穿过进入炉体内。

进一步，所述立柱穿过炉体外壁上的固定座，立柱顶端超出炉体顶面并形成有外螺纹，两个盖板的铰接部套在立柱上，且呈上下叠压设置，用一个具有内螺纹孔的锁紧件将两个铰接部压在一个固定座上。

进一步，所述炉体侧面设置外支撑，两个盖板打开后，外支撑接触盖板底面进行支撑。优选的，所述外支撑是圆弧形圆管，外支撑水平设置，其中间连接有斜支撑杆，斜支撑杆一端连接外支撑，另一端固定在炉体外壁上。

进一步，两个盖板上表面远离立柱一侧设置拉环。

本实用新型还提供了一种稀土熔盐电解反应器，包括上述顶盖装置，还包括用于夹持固定阴极棒的可升降夹具，可升降夹具包括升降架和夹头；升降架包括安装在立柱顶端的第一基座，第一基座上安装驱动电机，驱动电机的驱动轴竖直向上并通过联轴器连接丝杠，丝杠两侧对称设置导杆；丝杠上设有可以沿着丝杠上下移动的螺母，两根导杆上各设置一个可以上下移动的滑套；升降架还包括水平设置的横梁，横梁后端面与螺母和两个滑套的侧面连接，横梁前端设有夹头。

进一步，所述夹头由两个相对设置的夹片组成，两个夹片之间形成夹槽，每个夹片从外侧向夹槽内伸入一根螺纹杆，螺纹杆穿过夹片上的螺纹通孔，螺纹杆位于夹槽的端头连接绝缘块，通过转动螺纹杆调节两个绝缘块之间的间距；阴极棒靠近顶部的侧面形成有与绝缘块对应的卡槽，绝缘块卡入卡槽内将阴极棒上端夹紧固定。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型提供了一种稀土熔盐电解顶盖装置，包括两个可以向两侧旋转打开的半圆形盖板，打开后完全暴露炉口，方便更换石墨电解槽；两个盖板闭合封住炉口，避免炉口热量流失；盖板中央预留允许阴极棒穿过进入炉体内的套管，套管内设有绝缘密封环，进一步对炉口进行封锁，且不妨碍阴极棒的使用；本实用新型还提供了一种稀土熔盐电解反应器，除上述顶盖装置，进一步增设了用于夹持固定阴极棒的可升降夹具，方便阴极棒的安装和更换，且能调节阴极棒进入炉体内的量。

附图说明

图1是现有工业应用的小型石墨圆形槽的结构示意图；

图2是电解反应器盖板封闭状态下的展示图；

图3是电解反应器盖板打开状态下的展示图；

图4是盖板与立柱连接结构展示图一；

图5是盖板与立柱连接结构展示图二；

图6是第一盖板中央套管结构展示图；

图7是可升降夹具的立体结构展示图；

图8是横梁前端夹头的结构展示图；

图9是阴极棒从炉体上方移开的展示图；

图中：炉体1，电解槽2，阴极棒3，第一盖板4，第二盖板5，铰接部6，立柱7，固定座8，锁紧件9，外支撑10，斜支撑杆11，拉环12，套管13，半圆形缺口14，密封环15，第一基座16，驱动电机17，丝杠18，第二基座19，导杆20，第三基座21，螺母22，滑套23，横梁24，夹片25，螺纹杆26，绝缘块27。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例

如图2、3所示是一种稀土熔盐电解反应器的立体结构图，包括圆柱体状的炉体1，炉体1顶部是敞开的炉口，炉体1内安装有石墨电解槽2(炉胆)，炉体1与石墨电解槽2之间设有隔热保温层（未展示）；为了解决炉口热量流失的问题，本实用新型提出的改进方案如下。

如图4、5所示，炉体1顶部设置顶盖装置，顶盖装置包括两个厚度相等的半圆形盖板，分别为第一盖板4和第二盖板5，两个盖板可以拼合成一个完整的圆形盖板，用以盖在炉体1顶部敞开的炉口将其封住；两个盖板各设有一个铰接部6；优选的，两个铰接部6的总厚度等于盖板的厚度，两个铰接部6套接在同一根立柱7上，且呈上下叠压设置，其中第一盖板4的铰接部6压在第二盖板5的铰接部6上方。

如图4所示，立柱7设置在炉体1旁，立柱7穿过炉体1外壁上的固定座8，底部连接在机械盒上；立柱7顶端超出炉体1顶面并形成有外螺纹，两个盖板的铰接部6套在立柱7上，并上下叠压在一起，用一个具有内螺纹孔的锁紧件9将两个铰接部6压在一个固定座8上；两个盖板可以绕着立柱7转动拼合成一个完整的圆形盖板，并盖在炉体1顶部敞开的炉口。

如图3所示是两个盖板向两侧旋转打开并完全暴露炉口的展示图；炉口完全打开可以取出更换内部的石墨电解槽2，完全打开后两个盖板只有部分搭接在炉口边缘，不稳定；为此，如图2所示，在炉体1侧面设置外支撑10，两个盖板打开后，外支撑10接触盖板底面进行支撑；如图5所示，本实施例中，外支撑10是圆弧形圆管，外支撑10水平设置，其中间连接有斜支撑杆11，斜支撑杆11一端连接外支撑10，另一端固定在炉体1外壁上。此外，两个盖板上表面远离立柱7一侧设置拉环12（图3所示），通过工具钩住拉环12开启或闭合两个盖板。

如图3、6所示，由于电解时电解槽2中间需要插入阴极棒3，在两个盖板中央需要设置一个插入口，本实施例中为了保证插入口的完整性以及安装密封件，在第一盖板4中央设置一个套管13，第二盖板5中央对应设有一个半圆形缺口14，两个盖板闭合后，中间无明显缝隙，之后将缝隙用密封涂料临时密封；如图6所示，套管13内螺纹连接有一个耐高温绝缘密封环15，密封环15中央设有与阴极棒3吻合的通孔，阴极棒3插入后用密封圈密封。

本实用新型提供的稀土熔盐电解反应器还包括用于夹持固定阴极棒3的可升降夹具；如图7所示，可升降夹具包括升降架和夹头；其中升降架包括安装在立柱7顶端的第一基座16，第一基座16上安装驱动电机17，驱动电机17的驱动轴竖直向上并通过联轴器连接丝杠18，驱动电机17顶部还设有第二基座19，第二基座19呈圆环形，围绕驱动电机17的驱动轴设置；第二基座19上、丝杠18两侧对称设置导杆20，两根导杆20竖向设置；第二基座19的正上方设有第三基座21；两根导杆20的顶端连接在第三基座21两侧，丝杠18顶端可转动的连接在第三基座21中央的轴承内。丝杠18上设有可以沿着丝杠18上下移动的螺母22，两根导杆20上各设置一个可以上下移动的滑套23；升降架还包括水平设置的横梁24，横梁24后端面与螺母22和两个滑套23的侧面固定连接；丝杠18通过驱动电机17带动正转或反转，使得横梁24上下移动。

如图8所示，横梁24的前端设有夹头，夹头由两个相对设置的夹片25组成，两个夹片25之间形成夹槽，每个夹片25从外侧向夹槽内伸入一根螺纹杆26，螺纹杆26穿过夹片25上的螺纹通孔，螺纹杆26位于夹槽的端头连接绝缘块27，通过转动螺纹杆26调节两个绝缘块27之间的间距；阴极棒3靠近顶部的侧面形成有与绝缘块27对应的卡槽，绝缘块27卡入卡槽内将阴极棒3上端夹紧固定。通过可升降夹具夹持固定阴极棒3，并调节阴极棒3与石墨电解槽2之间的间距。

进一步，如图9所示，为了更加方便的安装阴极棒3，安装在立柱7顶端的第一基座16可以转动，具体的，立柱7顶端设置圆形插槽，第一基座16插入插槽内。转动第一基座16将阴极棒3从炉体1上方移开，横梁24下降至方便安装的高度进行安装或拆卸。

可以理解，本实用新型是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本实用新型的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本实用新型的精神和范围。因此，本实用新型不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本实用新型所保护的范围内。

Claims (7)

1.一种稀土熔盐电解顶盖装置,安装在炉体（1）顶部敞开的炉口处；其特征在于，包括两个半圆形盖板，两个盖板可以拼合成一个完整的圆形盖板用以封住炉口；两个盖板各设有一个铰接部（6），两个铰接部（6）套接在炉体（1）旁的立柱（7）上，两个盖板向两侧旋转打开并完全暴露炉口；一个盖板中央设置一个套管（13），另一盖板中央对应设有一个半圆形缺口（14）；所述套管（13）内设有一个绝缘密封环（15），密封环（15）中央设有与阴极棒（3）吻合的通孔，允许阴极棒（3）穿过进入炉体（1）内。

2.根据权利要求1所述的稀土熔盐电解顶盖装置，其特征在于，所述立柱（7）穿过炉体（1）外壁上的固定座（8），立柱（7）顶端超出炉体（1）顶面并形成有外螺纹，两个盖板的铰接部（6）套在立柱（7）上，且呈上下叠压设置，用一个具有内螺纹孔的锁紧件（9）将两个铰接部（6）压在一个固定座（8）上。

3.根据权利要求1所述的稀土熔盐电解顶盖装置，其特征在于，所述炉体（1）侧面设置外支撑（10），两个盖板打开后，外支撑（10）接触盖板底面进行支撑。

4.根据权利要求3所述的稀土熔盐电解顶盖装置，其特征在于，所述外支撑（10）是圆弧形圆管，外支撑（10）水平设置，其中间连接有斜支撑杆（11），斜支撑杆（11）一端连接外支撑（10），另一端固定在炉体（1）外壁上。

5.根据权利要求1所述的稀土熔盐电解顶盖装置，其特征在于，两个盖板上表面远离立柱（7）一侧设置拉环（12）。

6.一种应用权利要求1-5任一项所述的稀土熔盐电解顶盖装置的反应器，其特征在于，还包括用于夹持固定阴极棒（3）的可升降夹具，可升降夹具包括升降架和夹头；升降架包括安装在立柱（7）顶端的第一基座（16），第一基座（16）上安装驱动电机（17），驱动电机（17）的驱动轴竖直向上并通过联轴器连接丝杠（18），丝杠（18）两侧对称设置导杆（20）；丝杠（18）上设有可以沿着丝杠（18）上下移动的螺母（22），两根导杆（20）上各设置一个可以上下移动的滑套（23）；升降架还包括水平设置的横梁（24），横梁（24）后端面与螺母（22）和两个滑套（23）的侧面连接，横梁（24）前端设有夹头。

7.根据权利要求6所述的反应器，其特征在于，所述夹头由两个相对设置的夹片（25）组成，两个夹片（25）之间形成夹槽，每个夹片（25）从外侧向夹槽内伸入一根螺纹杆（26），螺纹杆（26）穿过夹片（25）上的螺纹通孔，螺纹杆（26）位于夹槽的端头连接绝缘块（27），通过转动螺纹杆（26）调节两个绝缘块（27）之间的间距；阴极棒（3）靠近顶部的侧面形成有与绝缘块（27）对应的卡槽，绝缘块（27）卡入卡槽内将阴极棒（3）上端夹紧固定。

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