CN216891150U - 一种金属锂粗锂除杂设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种金属锂粗锂除杂设备。所述金属锂粗锂除杂设备包括：固定基座，所述固定基座上设置有除杂机构和调节机构；所述除杂机构包括有处理箱、熔铸罐、环形加热板、铸锭器、抽泵、连接管、伸缩软管和滤管，所述处理箱固定安装在固定基座的顶部，所述熔铸罐固定安装在处理箱内，所述环形加热板固定套设在熔铸罐上，所述铸锭器固定安装在处理箱的顶部，所述抽泵固定安装在处理箱的顶部，本实用新型解决的技术问题是提供一种能够通过熔铸的方式对粗锂进行除杂提纯，同时能够通过调节滤管的位置将液态金属锂完全吸收避免造成浪费的金属锂粗锂除杂设备。

Description

一种金属锂粗锂除杂设备

技术领域

本实用新型属于粗锂除杂技术领域，尤其涉及一种金属锂粗锂除杂设备。

背景技术

在使用电解法生产金属锂时，得到的金属锂中含有大量杂质，需要通过二次熔铸对其进行除杂，熔铸工序的生产目的是将电解工序生产的金属锂粗锂锭进行二次重熔净化，金属锂的熔铸净化主要目的是为了去除粗锂锭中的氮化物碳化物和其他机械夹杂物如电解质夹杂和固体碳等，现有技术中，公布了一种金属锂的连续熔铸装置，本实用新型涉及金属锂连续熔铸技术领域；包括了加料仓、落料斗、融化罐、加热炉、油雾输送管、油雾冷却器、螺旋输送机、盛渣容器、真空泵、支撑架等；本装置可实现对粗锂锭投加、锂液和油面液位的控制，采用锂渣连续排出技术和锂液负压连续过滤输送技术，把原来人工间断操作，变成了自动连续操作；使用其装置生产时作业环境整洁，安全；产品质量稳定，可用于大规模金属锂的连续熔铸生产。

但是，上述结构之中存在不足之处，在完成对金属锂与锂渣的分层后，无法通过调节滤管的位置来对液态锂液进行吸取，导致无法对熔铸后的纯净金属锂进行完全吸收造成不必要的浪费。

因此，有必要提供一种新的金属锂粗锂除杂设备解决上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是提供一种能够通过熔铸的方式对粗锂进行除杂提纯，同时能够通过调节滤管的位置将液态金属锂完全吸收避免造成浪费的金属锂粗锂除杂设备。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的金属锂粗锂除杂设备包括固定基座，所述固定基座上设置有除杂机构和调节机构；所述除杂机构包括有处理箱、熔铸罐、环形加热板、铸锭器、抽泵、连接管、伸缩软管和滤管，所述处理箱固定安装在固定基座的顶部，所述熔铸罐固定安装在处理箱内，所述环形加热板固定套设在熔铸罐上，所述铸锭器固定安装在处理箱的顶部，所述抽泵固定安装在处理箱的顶部，所述连接管固定安装在抽泵的输出端上，所述连接管的一端与铸锭器固定连接，所述伸缩软管固定安装在抽泵的输入端上，所述伸缩软管的底端贯穿处理箱并与处理箱滑动连接，所述伸缩软管的底端延伸至熔铸罐内并与熔铸罐滑动连接，所述滤管固定安装在伸缩软管的底端；

所述调节机构包括有辅助块、矩形通口、圆筒、螺纹杆、方块、固定块和驱动组件，所述辅助块固定安装在处理箱的顶部内壁上，所述矩形通口开设在辅助块的底部，所述圆筒转动安装在处理箱的顶部，所述圆筒的底部延伸至矩形通口内，所述螺纹杆螺纹安装在圆筒内，所述螺纹杆的底端延伸至矩形通口内，所述方块固定安装在螺纹杆的底端，所述方块与矩形通口滑动连接，所述方块的底部延伸至熔铸罐内并与熔铸罐滑动连接，所述固定块固定安装在方块的底部，所述固定块与滤管固定连接；

所述驱动组件包括有齿环、调节电机和转动齿轮一，所述齿环固定套设在圆筒上，所述调节电机固定安装在处理箱的顶部，所述转动齿轮一固定安装在调节电机的输出轴上，所述转动齿轮一与齿环啮合。

作为本实用新型的进一步方案，所述处理箱的顶部固定安装有加料箱，所述加料箱的底部固定安装有加料管，所述加料管的底端贯穿处理箱，所述加料管的底端与熔铸罐的顶部固定连接，所述加料管上固定安装有电磁阀一，所述加料箱内固定安装有两个斜板，所述加料箱的一侧内壁上固定安装有气缸，所述气缸的输出轴上固定安装有推块。

作为本实用新型的进一步方案，所述固定基座的顶部固定安装有储料罐，所述储料罐的一侧外壁上固定安装有输送管，所述输送管的一端延伸至处理箱内，所述输送管的顶部固定安装有锥形管，所述锥形管的顶部与熔铸罐的底部固定连接，所述锥形管上固定安装有电磁阀二，所述输送管的一侧外壁上固定安装有输送电机，所述输送电机的输出轴上固定安装有输送绞龙，所述输送绞龙的一端延伸至输送管内并与输送管转动连接。

作为本实用新型的进一步方案，所述处理箱的一侧外壁上固定安装有加油管，所述加油管的一端延伸至熔铸罐内，所述加油管上固定安装有电磁阀三，所述处理箱的一侧外壁上固定安装有吸收管，所述吸收管的一端延伸至熔铸罐内，所述吸收管上固定安装有电磁阀四。

作为本实用新型的进一步方案，所述熔铸罐的一侧内壁上固定安装有温度传感器，所述熔铸罐的顶部内壁上固定安装有液位传感器，所述熔铸罐的一侧外壁上固定安装有压力传感器，所述压力传感器的输出轴延伸至熔铸罐内，所述固定基座的顶部固定安装有PLC控制器。

作为本实用新型的进一步方案，所述熔铸罐的一侧内壁上固定安装有辅助箱，所述辅助箱的顶部转动安装有转动短杆，所述转动短杆的底端延伸至辅助箱内，所述转动短杆的顶端固定安装有搅拌桨，所述转动短杆的底端固定安装有锥形齿轮一，所述辅助箱的一侧内壁上转动安装有转动长杆，所述转动长杆上固定套设有锥形齿轮二，所述锥形齿轮二与锥形齿轮一啮合，所述转动长杆的一端固定安装有转动齿轮二，所述辅助箱的顶部内壁上固定安装有搅拌电机，所述搅拌电机的输出轴上固定安装有转动齿轮三，所述转动齿轮三与转动齿轮二啮合。

作为本实用新型的进一步方案，所述矩形通口的一侧内壁上开设有滑动槽，所述方块的一侧外壁上固定安装有阻杆，所述阻杆的一端延伸至滑动槽内并与滑动槽滑动连接。

与相关技术相比较，本实用新型提供的金属锂粗锂除杂设备具有如下有益效果：

1、本实用新型通过设置除杂机构，所述除杂机构使得可以通过对粗锂进行熔铸使金属锂与杂质分层，具有能够快速对粗锂进行除杂分层并且对液态锂进行吸取铸锭的效果；

2、本实用新型通过设置调节机构，所述调节机构使得可以通过调节滤管的高度来适配液态锂的深度，具有可以对液态锂进行完全吸收避免造成浪费的效果。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

图1为本实用新型金属锂粗锂除杂设备的正视剖视结构示意图；

图2为图1中A部分的放大结构示意图；

图3为图1中B部分的放大结构示意图。

图中：1、固定基座；2、处理箱；3、熔铸罐；4、环形加热板； 5、铸锭器；6、抽泵；7、连接管；8、伸缩软管；9、滤管；10、辅助块；11、矩形通口；12、圆筒；13、螺纹杆；14、方块；15、固定块；16、齿环；17、调节电机；18、转动齿轮一；19、加料箱；20、气缸；21、输送管；22、输送电机；23、输送绞龙；24、加油管；25、吸收管；26、温度传感器；27、PLC控制器；28、搅拌桨；29、搅拌电机；30、阻杆。

具体实施方式

请结合参阅图1、图2和图3，其中，图1为本实用新型金属锂粗锂除杂设备的正视剖视结构示意图；图2为图1中A部分的放大结构示意图；图3为图1中B部分的放大结构示意图。金属锂粗锂除杂设备包括固定基座1，所述固定基座1上设置有除杂机构和调节机构；所述除杂机构包括有处理箱2、熔铸罐3、环形加热板4、铸锭器5、抽泵6、连接管7、伸缩软管8和滤管9，所述处理箱2固定安装在固定基座1的顶部，所述熔铸罐3固定安装在处理箱2内，所述环形加热板4固定套设在熔铸罐3上，所述铸锭器5固定安装在处理箱2 的顶部，所述抽泵6固定安装在处理箱2的顶部，所述连接管7固定安装在抽泵6的输出端上，所述连接管7的一端与铸锭器5固定连接，所述伸缩软管8固定安装在抽泵6的输入端上，所述伸缩软管8的底端贯穿处理箱2并与处理箱2滑动连接，所述伸缩软管8的底端延伸至熔铸罐3内并与熔铸罐3滑动连接，所述滤管9固定安装在伸缩软管8的底端；

所述调节机构包括有辅助块10、矩形通口11、圆筒12、螺纹杆13、方块14、固定块15和驱动组件，所述辅助块10固定安装在处理箱2的顶部内壁上，所述矩形通口11开设在辅助块10的底部，所述圆筒12转动安装在处理箱2的顶部，所述圆筒12的底部延伸至矩形通口11内，所述螺纹杆13螺纹安装在圆筒12内，所述螺纹杆13 的底端延伸至矩形通口11内，所述方块14固定安装在螺纹杆13的底端，所述方块14与矩形通口11滑动连接，所述方块14的底部延伸至熔铸罐3内并与熔铸罐3滑动连接，所述固定块15固定安装在方块14的底部，所述固定块15与滤管9固定连接；

所述驱动组件包括有齿环16、调节电机17和转动齿轮一18，所述齿环16固定套设在圆筒12上，所述调节电机17固定安装在处理箱2的顶部，所述转动齿轮一18固定安装在调节电机17的输出轴上，所述转动齿轮一18与齿环16啮合。

如图1所示，所述处理箱2的顶部固定安装有加料箱19，所述加料箱19的底部固定安装有加料管，所述加料管的底端贯穿处理箱 2，所述加料管的底端与熔铸罐3的顶部固定连接，所述加料管上固定安装有电磁阀一，所述加料箱19内固定安装有两个斜板，所述加料箱19的一侧内壁上固定安装有气缸20，所述气缸20的输出轴上固定安装有推块；

通过加料箱19、加料管、电磁阀一、斜板、气缸20和推块相互配合，形成可以通过气缸20控制推块进行移动，避免了推块无法移动导致无法向熔铸罐3内添加粗锂。

如图1所示，所述固定基座1的顶部固定安装有储料罐，所述储料罐的一侧外壁上固定安装有输送管21，所述输送管21的一端延伸至处理箱2内，所述输送管21的顶部固定安装有锥形管，所述锥形管的顶部与熔铸罐3的底部固定连接，所述锥形管上固定安装有电磁阀二，所述输送管21的一侧外壁上固定安装有输送电机22，所述输送电机22的输出轴上固定安装有输送绞龙23，所述输送绞龙23的一端延伸至输送管21内并与输送管21转动连接；

通过储料罐、输送管21、锥形管、电磁阀二、输送电机22和输送绞龙23相互配合，形成可以通过输送电机22驱动输送绞龙23进行转动，避免了输送绞龙23无法转动导致无法将熔铸罐3内部的杂质运输至储料罐内。

如图1所示，所述处理箱2的一侧外壁上固定安装有加油管24，所述加油管24的一端延伸至熔铸罐3内，所述加油管24上固定安装有电磁阀三，所述处理箱2的一侧外壁上固定安装有吸收管25，所述吸收管25的一端延伸至熔铸罐3内，所述吸收管25上固定安装有电磁阀四；

通过加油管24、电磁阀三、吸收管25和电磁阀四相互配合，形成可以通过加油管24向熔铸罐3内补充白油，避免了白油消耗殆尽无法有效除杂。

如图1所示，所述熔铸罐3的一侧内壁上固定安装有温度传感器 26，所述熔铸罐3的顶部内壁上固定安装有液位传感器，所述熔铸罐 3的一侧外壁上固定安装有压力传感器，所述压力传感器的输出轴延伸至熔铸罐3内，所述固定基座1的顶部固定安装有PLC控制器27；

通过温度传感器26、液位传感器、压力传感器和PLC控制器27 相互配合，形成可以通过多个传感器对熔铸罐3内部的相关数据进行监测，避免了无法实时掌握熔铸罐3的内部情况。

如图3所示，所述熔铸罐3的一侧内壁上固定安装有辅助箱，所述辅助箱的顶部转动安装有转动短杆，所述转动短杆的底端延伸至辅助箱内，所述转动短杆的顶端固定安装有搅拌桨28，所述转动短杆的底端固定安装有锥形齿轮一，所述辅助箱的一侧内壁上转动安装有转动长杆，所述转动长杆上固定套设有锥形齿轮二，所述锥形齿轮二与锥形齿轮一啮合，所述转动长杆的一端固定安装有转动齿轮二，所述辅助箱的顶部内壁上固定安装有搅拌电机29，所述搅拌电机29的输出轴上固定安装有转动齿轮三，所述转动齿轮三与转动齿轮二啮合；

通过辅助箱、转动短杆、搅拌桨28、锥形齿轮一、转动长杆、锥形齿轮二、转动齿轮二、搅拌电机29和转动齿轮三相互配合，形成可以通过搅拌电机29间接控制搅拌桨28进行转动，避免了搅拌桨 28无法转动导致无法对熔铸罐3内部进行搅拌。

如图2所示，所述矩形通口11的一侧内壁上开设有滑动槽，所述方块14的一侧外壁上固定安装有阻杆30，所述阻杆30的一端延伸至滑动槽内并与滑动槽滑动连接；

通过滑动槽和阻杆30相互配合，形成可以通过阻杆30对方块 14的移动距离进行限位，避免了方块14移动距离过大导致脱离辅助块10。

本实用新型提供的金属锂粗锂除杂设备的工作原理如下：

第一步骤：当需要对粗锂进行除杂时，首先启动气缸20,气缸20 带动推块移动，使得加料箱19内的粗锂通过斜板滚落至加料管内，然后打开电磁阀一，粗锂进入到熔铸罐3内，加入足量粗锂后，通过 PLC控制器27开启环形加热板4,环形加热板4通过电加热到合适温度，对熔铸罐3内部的粗锂进行熔铸，同时启动搅拌电机29,搅拌电机29带动转动齿轮三转动，转动齿轮三带动转动齿轮二转动，转动齿轮二带动转动长杆转动，转动长杆带动锥形齿轮二转动，锥形齿轮二带动锥形齿轮一转动，锥形齿轮一带动转动短杆转动，转动短杆带动搅拌桨28转动，搅拌桨28对粗锂进行搅拌，加快其熔铸速度，完成熔铸工作；

第二步骤：在粗锂进熔铸过程中，由于金属锂、锂渣和电解质的物料比重不同，其在熔铸过程中会形成分层，液态金属锂处于上层，其余杂质处于下层并且与白油混合，此时可以通过液位传感器检测到熔铸罐3内部混合物的总高度，然后通过压力传感器检测到熔铸罐3 底部的压强数据，然后根据已知的白油和液态金属锂的密度，计算得到熔铸罐3内白油的液面高度和液态金属锂的液面高度，根据数据实时控制粗锂的加投量，并且通过加油管24及时补充白油和通过吸收管25吸收白油蒸发形成的油污，实现连续不间断的生产；

第三步骤:当需要对熔铸罐3内部的液态锂进行吸取时，首先根据得到的液面数据，调节滤管9的高度，先启动调节电机17,调节电机17带动转动齿轮一18转动，转动齿轮一18带动齿环16转动，齿环16带动圆筒12转动，圆筒12带动螺纹杆13升降，螺纹杆13带动方块14升降，方块14带动固定块15升降，固定块15带动滤管9 进行升降，直至滤管9升降至合适位置，在方块14升降过程中，由于其与矩形通口11皆为方形形状，其之间形成限位关系，阻止方块 14以及螺纹杆13发生转动，当滤管9移动至合适位置时，此时可以打开抽泵6,抽泵6通过滤管9、伸缩软管8和连接管7将液态锂输送至铸锭器5内进行铸锭，完成金属锂的除杂工作，当需要排出熔铸罐 3内的杂质时，首先打开电磁阀二并启动输送电机22，白油和杂质的混合物通过锥形管进入到输送管21内，然后输送电机22带动输送绞龙23转动，输送绞龙23将其输送至储料罐内，完成杂质的排放工作。

需要说明的是，本实用新型的设备结构和附图主要对本实用新型的原理进行描述，在该设计原理的技术上，装置的动力机构、供电系统及控制系统等的设置并没有完全描述清楚，而在本领域技术人员理解上述实用新型的原理的前提下，可清楚获知其动力机构、供电系统及控制系统的具体，申请文件的控制方式是通过控制器来自动控制，控制器的控制电路通过本领域的技术人员简单编程即可实现；

其中所使用到的标准零件均可以从市场上购买，而且根据说明书和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中常规的型号，且本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型或直接或间接运用，在其它相关的技术领域，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种金属锂粗锂除杂设备，其特征在于，包括：

固定基座，所述固定基座上设置有除杂机构和调节机构；

所述除杂机构包括有处理箱、熔铸罐、环形加热板、铸锭器、抽泵、连接管、伸缩软管和滤管，所述处理箱固定安装在固定基座的顶部，所述熔铸罐固定安装在处理箱内，所述环形加热板固定套设在熔铸罐上，所述铸锭器固定安装在处理箱的顶部，所述抽泵固定安装在处理箱的顶部，所述连接管固定安装在抽泵的输出端上，所述连接管的一端与铸锭器固定连接，所述伸缩软管固定安装在抽泵的输入端上，所述伸缩软管的底端贯穿处理箱并与处理箱滑动连接，所述伸缩软管的底端延伸至熔铸罐内并与熔铸罐滑动连接，所述滤管固定安装在伸缩软管的底端；

所述调节机构包括有辅助块、矩形通口、圆筒、螺纹杆、方块、固定块和驱动组件，所述辅助块固定安装在处理箱的顶部内壁上，所述矩形通口开设在辅助块的底部，所述圆筒转动安装在处理箱的顶部，所述圆筒的底部延伸至矩形通口内，所述螺纹杆螺纹安装在圆筒内，所述螺纹杆的底端延伸至矩形通口内，所述方块固定安装在螺纹杆的底端，所述方块与矩形通口滑动连接，所述方块的底部延伸至熔铸罐内并与熔铸罐滑动连接，所述固定块固定安装在方块的底部，所述固定块与滤管固定连接；

所述驱动组件包括有齿环、调节电机和转动齿轮一，所述齿环固定套设在圆筒上，所述调节电机固定安装在处理箱的顶部，所述转动齿轮一固定安装在调节电机的输出轴上，所述转动齿轮一与齿环啮合。

2.根据权利要求1所述的金属锂粗锂除杂设备，其特征在于：所述处理箱的顶部固定安装有加料箱，所述加料箱的底部固定安装有加料管，所述加料管的底端贯穿处理箱，所述加料管的底端与熔铸罐的顶部固定连接，所述加料管上固定安装有电磁阀一，所述加料箱内固定安装有两个斜板，所述加料箱的一侧内壁上固定安装有气缸，所述气缸的输出轴上固定安装有推块。

3.根据权利要求1所述的金属锂粗锂除杂设备，其特征在于：所述固定基座的顶部固定安装有储料罐，所述储料罐的一侧外壁上固定安装有输送管，所述输送管的一端延伸至处理箱内，所述输送管的顶部固定安装有锥形管，所述锥形管的顶部与熔铸罐的底部固定连接，所述锥形管上固定安装有电磁阀二，所述输送管的一侧外壁上固定安装有输送电机，所述输送电机的输出轴上固定安装有输送绞龙，所述输送绞龙的一端延伸至输送管内并与输送管转动连接。

4.根据权利要求1所述的金属锂粗锂除杂设备，其特征在于：所述处理箱的一侧外壁上固定安装有加油管，所述加油管的一端延伸至熔铸罐内，所述加油管上固定安装有电磁阀三，所述处理箱的一侧外壁上固定安装有吸收管，所述吸收管的一端延伸至熔铸罐内，所述吸收管上固定安装有电磁阀四。

5.根据权利要求1所述的金属锂粗锂除杂设备，其特征在于：所述熔铸罐的一侧内壁上固定安装有温度传感器，所述熔铸罐的顶部内壁上固定安装有液位传感器，所述熔铸罐的一侧外壁上固定安装有压力传感器，所述压力传感器的输出轴延伸至熔铸罐内，所述固定基座的顶部固定安装有PLC控制器。

6.根据权利要求1所述的金属锂粗锂除杂设备，其特征在于：所述熔铸罐的一侧内壁上固定安装有辅助箱，所述辅助箱的顶部转动安装有转动短杆，所述转动短杆的底端延伸至辅助箱内，所述转动短杆的顶端固定安装有搅拌桨，所述转动短杆的底端固定安装有锥形齿轮一，所述辅助箱的一侧内壁上转动安装有转动长杆，所述转动长杆上固定套设有锥形齿轮二，所述锥形齿轮二与锥形齿轮一啮合，所述转动长杆的一端固定安装有转动齿轮二，所述辅助箱的顶部内壁上固定安装有搅拌电机，所述搅拌电机的输出轴上固定安装有转动齿轮三，所述转动齿轮三与转动齿轮二啮合。

7.根据权利要求1所述的金属锂粗锂除杂设备，其特征在于：所述矩形通口的一侧内壁上开设有滑动槽，所述方块的一侧外壁上固定安装有阻杆，所述阻杆的一端延伸至滑动槽内并与滑动槽滑动连接。

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