CN219670156U - 一种氧化亚硅沉积取料装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种氧化亚硅沉积取料装置，涉及氧化亚硅生产技术领域，包括筒体、支架、分离件以及配套的提供动力的装置。为应对氧化亚硅在沉积过程中的“冷胀”作用，本实用新型利用可旋转的分离件对粘连在一起的沉积产物和筒壁进行分离，可以简单有效的将产物取出。本实用新型公开的沉积取料装置结构简单、结构紧凑、工作原理简单可靠，使用寿命长，占地面积小，资金投入小，可以做到一个加热反应装置配套一个沉积取料装置，生产效率高，适合于大批量生产。

Description

一种氧化亚硅沉积取料装置

技术领域

本实用新型涉及氧化亚硅生产技术领域，更具体地说，涉及一种氧化亚硅沉积取料装置。

背景技术

氧化亚硅(SiO)，又名一氧化硅，是黑棕色到黄土色无定形粉末，不会自燃，不溶于水，熔点大于1702℃，沸点是1880℃，密度是2.13g/cm³。SiO是一种不稳定的硅氧化物，在空气中加热时会形成白色的二氧化硅粉末，即使在自然环境中静置也会逐渐生成二氧化硅。

SiO其实并不是一个纯化合物，它实际上是非晶态的纳米Si颗粒均匀地分散到无定形的SiO₂体相中形成的一种复合材料。正是由于这一特点，目前SiO被用于制备锂离子电池负极活性材料，可以得到具有高能量密度、低体积膨胀系数的电池负极材料。

目前，锂电行业所需的SiO，主要是通过硅、二氧化硅等原料在高温下发生反应，生成气态的SiO沉积而得到。但是由于SiO具有冷胀的特点，在沉积过程中随着温度的降低，会增大沉积物与沉积仓之间的压力。另一方面，为保证生产效率，通常要求SiO在仍具有较高温度(300℃左右)的情况下与沉积仓进行分离。

因此，如何在较高的温度下克服SiO与沉积仓之间的压力和粘连作用，顺利的将产物取出，是实际生产中一个亟待解决的问题。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种氧化亚硅沉积取料装置，旨在解决上述技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案。

一种氧化亚硅沉积取料装置，包括筒体、支架和分离件。

支架用于支撑筒体，从而实现将筒体稳定的固定在建筑或其他设备上。分离件紧贴的设置于筒体的内壁上，从而，随着分离件在筒体内壁的转动，将沉积在筒体内壁上的氧化亚硅产物与筒体内壁分离，可以方便的取出。

筒体整体呈圆形，在筒体的两个端面均开设有圆环形的密封槽。筒体还配套有两个筒盖用于对筒体进行密封，筒盖的内侧有凸起的密封环，与筒体的密封槽相配合实现对筒体的密封。筒盖的内侧挖有不贯穿的配合槽，分离件的两端可以插入到两个筒盖对应的配合槽中固定。

另外，为方便产物氧化亚硅气体进入到该沉积取料装置中，在任一筒盖上设置一个通孔形成进气管，气体产物通过进气管进入到该沉积取料装置中，遇冷进行沉积。

支架上安装有传动轴，传动轴的两端设置传动齿轮，从而通过与环绕筒盖圆周设置的齿环啮合，带动筒盖、以及连接在筒盖上的分离件转动。

如上所述，本实用新型通过在筒体上设置可转动的筒盖，带动分离件转动，在分离件的作用下，沉积在筒体表面的氧化亚硅产物与筒体分离，方便取出。

作为本实用新型进一步的方案：沉积取料装置还包括动力电机，传动轴上还固定设置有从动轮。动力电机将动力传递至从动轮，从而带动传动齿轮的转动，设备开始工作，将沉积产物进行分离。

更进一步的：沉积取料装置还包括主动轮，动力电机带动主动轮转动，主动轮同时与从动轮连接带动从动轮转动。

更进一步的：可以将动力电机设置在支架上，例如在支架上引出固定架，用于固定动力电机。将沉积取料装置的各个部件紧凑的布置在一起，可以做到小型化、轻量化，方便使用。此时，从动轮和主动轮可以为相互啮合的齿轮，不需要传动皮带等部件即可将动力传递至传动轴上。

需要说明的是，本实用新型公开的装置在使用过程中，为了避免氧化亚硅产物气体的逸出，筒体的密封槽可以采用液封或者油封等方式提高设备的气密性。使用时可以将整个装置竖直放置于载物台上，没有进气管的一面为底面，并且须保持底面可以自由旋转；或者通过支架将装置水平放置。

本实用新型的分离件，可以根据生产要求设置成不同形状，只要通过分离件在筒体内壁上的旋转可以实现将沉积产物与筒体分离的目的即可。优选的本实用新型选择两种具有较高分离能力的分离件结构。

第一种结构，分离件包括3-5根直棒，直棒的截面近似长方形形状，即其中贴近筒体内壁的一边为弧线，其余三边为直线，构成一个类似于长方形的四边形。

在沉积过程中，沉积产物会与筒体内壁形成粘连，再结合氧化亚硅产物特殊的“冷胀”特性，沉积产物与筒体之间的结合力很大，因此上述直棒在转动过程中受到的阻力很大，需要具有较强的刚性和强度。多根直棒在筒盖的转动下而发生转动，由于其截面呈近似的长方形结构，多根直棒推动沉积产物克服与筒体内壁的粘连进行转动。

作为本实用新型进一步的方案：直棒的长度，等于筒体的高度，再加上两个配合槽的深度。即直棒的长度恰好完全贯穿筒体并完全的插入到上下两个配合槽中。这种紧密的配合，为分离件提供了稳定的结构特征，在转动过程中受力更为均匀，不容易损坏，使用寿命长。如果在直棒和配合槽中设置锁止部件，将直棒和配合槽固定的锁紧，是一种更为优选的方案。

第二种结构，分离件可以包括至少一个螺旋片，螺旋片紧贴筒体内壁盘旋而上，即螺旋片的直径与筒体的内径一致；另外，为方便螺旋片可以稳定的插入配合槽中，螺旋片的两个末端设置成连接杆，连接杆与筒体的中心轴同向，这样就可以稳定的插入到配合槽中。

第二种结构的工作原理与第一种结构不同，螺旋片具有较薄的结构，起到刀刃的效果，将粘连在一起的沉积产物和筒体内壁“切割”开，从而实现沉积产物的分离。选用螺旋形的结构而不是竖直片状的结构，是因为竖直片状结构受力点集中，对于较薄的结构其使用寿命有限；改用螺旋形结构，由于“切割”的点不是分布在同一条直线上的，可以克服受力集中的问题。

作为本实用新型进一步的方案：螺旋片的截面为扇形，其中贴近筒体内壁的一边为弧线，并且该弧线的切线与另外两边的夹角均在15°-20°之间。夹角过小，螺旋片很薄，结构不稳定，使用寿命短；夹角过大，则“刀刃”不够锋利，不能高效的实现沉积产物的分离、甚至起不到分离的效果。

作为本实用新型进一步的方案：螺旋片的高度等于筒体的高度，也即起到“切割”作用的部分都呈螺旋形的结构。另外，螺旋片可以为1片，也可以为多片，如2片或3片，且螺旋片的螺旋角度不做要求，随着其旋转完整的一周，即可以对沉积产物实现完全的分离。

本实用新型公开的装置，通过进气管将上一级反应设备中生成的氧化亚硅蒸气导入到筒体中，由于温度的降低，蒸气开始在筒体内壁上进行逐层的沉积。等待沉积结束时，启动动力电机带动分离件8紧贴筒体内壁转动，通过“切割”或者“推动”的作用，将氧化亚硅沉积产物从筒体的内表面脱离。

与现有技术相比，本实用新型公开的沉积取料装置结构简单，主要包含筒体及筒盖、动力部件、分离件三大部件，安装使用和维护成本低。装置工作原理简单可靠，通过紧贴筒体内壁的分离件的旋转即可实现沉积产物的高效分离，分离件的受力均匀，使用寿命长。装置结构紧凑，占地面积小，资金投入小，可以做到一个加热反应装置配套一个沉积取料装置，生产效率高，适合于大批量生产。

附图说明

图1为实施例1中的氧化亚硅沉积取料装置的整体结构示意图；

图2为实施例1中的氧化亚硅沉积取料装置的俯视图；

图3为实施例1中的氧化亚硅沉积取料装置的正视图；

图4为实施例1中的氧化亚硅沉积取料装置的A-A面剖视图；

图5为实施例1中的氧化亚硅沉积取料装置的内部结构示意图；

图6为实施例1中的氧化亚硅沉积取料装置的筒体结构示意图；

图7为实施例1中的氧化亚硅沉积取料装置的筒盖结构示意图；

图8为实施例1中的氧化亚硅沉积取料装置的分离件的截面图；

图9为实施例2中的氧化亚硅沉积取料装置的分离件示意图；

图10为实施例2中的氧化亚硅沉积取料装置的分离件的截面图。

附图标记说明：1、筒体；2、密封槽；3、支架；4、筒盖；5、密封环；6、进气管；7、配合槽；8、分离件；9、固定架；10、动力电机；11、主动轮；12、传动轴；13、从动轮；14、传动齿轮；15、齿环；16、螺旋片；17、连接杆。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的描述，显然所描述的实施例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的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。

实施例1：

一种氧化亚硅沉积取料装置，如图1-8所示，包括筒体1，支架3和分离件8。

筒体1表面设置有支架3用于支撑筒体1，筒体1端面开设有密封槽2，筒体1端部设置有筒盖4，筒盖4的内侧表面设置有凸起密封环5，密封环5与密封槽2互相配合实现筒体的密封，并且筒盖可以围绕密封槽而转动。

任意一个筒盖4上设置有进气管6，上一工序得到的氧化亚硅蒸气通过进气管6进入到筒体1中进行沉积。

筒体1呈圆形，紧贴筒体1的内壁设置有分离件8，本实施例中的分离件8由4根直棒组成，4根直棒等分的分布于一个圆周上。直棒的截面呈近似的长方形(如图8所示)，其中的弧线边为紧贴筒体1内壁的边，并且其曲率与筒体1的曲率保持一致。每一个筒盖4的内侧相对设置有4个配合槽7，分离件8的长度等于筒体1的长度与两个配合槽7的长度之和，因此分离件8的两端插入配合槽7时可以稳固的结合。

支架3上安装有传动轴12，传动轴12的两端设置两个传动齿轮14，中间设置有从动轮13。动力电机10通过固定架9固定在支架3上带动主动轮11转动，主动轮11将动力传递给从动轮13，从而传动轴12整体发生转动。本实施例1中的主动轮和从动轮，是可以相互啮合的齿轮。传动齿轮14通过与环绕筒盖圆周设置的齿环15啮合，带动筒盖4、以及连接在筒盖4上的分离件8转动，实现对沉积产物的分离。

实施例2

一种氧化亚硅沉积取料装置，与实施例1不同之处在于：动力电机10不与筒体1的支架3连接，而是独立设置；并且动力电机10的输出端通过皮带带动从动轮13，从动轮13为一皮带轮且与传动轴12固定连接。

实施例3

一种氧化亚硅沉积取料装置，与实施例1不同之处在于：分离件8由3根直棒组成，3根直棒均匀分布在同一圆周上且与筒体1内壁紧密贴近。配套的，在筒盖4上对应设置3个配合槽7。

实施例4：

一种氧化亚硅沉积取料装置，与实施例1不同之处在于：如图9-10所示，分离件为一片螺旋片16，分离件螺旋片16的两端设置两个与筒体1竖直中心轴同向的连接杆17，从而可以插入筒盖4上的配合槽7。任何一个筒盖4上有1个配合槽7，且配合槽7的截面形状与连接杆17的截面形状一致。

螺旋片16的高度与筒体1的高度一致，且其截面为扇形，扇形的弧线边紧贴筒体1的内壁，该弧线的切线与另外两边的夹角为17°。

待氧化亚硅蒸气在筒体1的内壁沉积完成后，启动动力电机10，分离件螺旋片16开始旋转，由于其具有锋利的“刃”，将粘连在一起的沉积产物与筒体内壁割开，实现沉积产物的高效方便分离。

实施例5

一种氧化亚硅沉积取料装置，与实施例4不同之处在于：分离件包括两片螺旋方向和角度相同的螺旋片16，且每个螺旋片16的螺旋角度为180度；在每一个筒盖4上相对(分别在一条直径的两端)设置两个配合槽7用于安装螺旋片16；螺旋片的弧线边的切线与另外两边的夹角为20°。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种氧化亚硅沉积取料装置，其特征在于，所述沉积取料装置包括筒体(1)、支架(3)、分离件(8)，所述支架(3)支撑所述筒体(1)，所述分离件(8)紧贴所述筒体(1)的内壁；

其中，所述筒体(1)呈圆形且所述筒体(1)的两个端面均开设有密封槽(2)，所述筒体(1)的两个端部各设置有筒盖(4)，所述筒盖(4)内侧设有凸起的密封环(5)，所述筒盖(4)内侧还分别设置有配合槽(7)，所述分离件(8)的两端分别插入两个所述筒盖(4)上的所述配合槽(7)；另外，在任一所述筒盖(4)上还设置有进气管(6)；

其中，所述支架(3)上通过传动轴(12)设置两个传动齿轮(14)，所述传动齿轮(14)与环绕所述筒盖(4)圆周的齿环(15)连接。

2.根据权利要求1所述的一种氧化亚硅沉积取料装置，其特征在于，所述沉积取料装置还包括动力电机(10)，所述传动轴(12)上还设置有从动轮(13)。

3.根据权利要求2所述的一种氧化亚硅沉积取料装置，其特征在于，所述沉积取料装置还包括主动轮(11)，所述主动轮(11)分别与所述动力电机(10)和所述从动轮(13)连接。

4.根据权利要求2所述的一种氧化亚硅沉积取料装置，其特征在于，所述动力电机(10)通过固定架(9)安装在所述支架(3)上。

5.根据权利要求1所述的一种氧化亚硅沉积取料装置，其特征在于，所述分离件(8)包括复数根直棒，所述直棒的截面为近似长方形，其中近似长方形的贴近所述筒体(1)内壁的一边为弧线。

6.根据权利要求5所述的一种氧化亚硅沉积取料装置，其特征在于，所述直棒的长度，等于所述筒体(1)的高度与两个所述配合槽(7)的深度之和。

7.根据权利要求1所述的一种氧化亚硅沉积取料装置，其特征在于，所述分离件(8)包括至少一个螺旋片(16)，所述螺旋片(16)的两个末端设置连接杆(17)，所述连接杆(17)可以稳定的插入所述配合槽(7)中，所述螺旋片(16)的直径与所述筒体(1)的内径一致。

8.根据权利要求7所述的一种氧化亚硅沉积取料装置，其特征在于，所述螺旋片(16)的高度等于所述筒体(1)的高度。

9.根据权利要求7所述的一种氧化亚硅沉积取料装置，其特征在于，所述螺旋片(16)的截面为扇形，其中贴近所述筒体(1)内壁的一边为扇形的弧线边，且该弧线的切线与另外两边的夹角均在15°-20°之间。