CN102829613A - 工频感应式四石英管动态干燥机 - Google Patents

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一种工频感应式四石英管动态干燥机，包括倾斜设置的四根石英玻璃干燥料管，在石英玻璃干燥料管的中部设有环形的加热筒，石英玻璃干燥料管的上进料端设有加料器，石英玻璃干燥料管的下出料端接料器，加料器设有料仓，在料仓内设有铰刀破散机构，料仓的下端设有振动输料槽；接料器包括三段串级式骤冷器和集料器，串级式骤冷器设有接料斗、冷却筒和集气筒，在冷却筒上部设有一组按栅栏状排列的冷却管，每根冷却管外都套装有石英玻璃套管，在骤冷盘的孔壁上沿孔切线方向设有射流气孔。利用励磁线卷对加热腔施行感应加热。可对物料的加热连续、不间断、粉体始终处于运动状态，不仅干燥效果好，而且冷却效率高。

Description

工频感应式四石英管动态干燥机
技术领域
本发明涉及一种高纯石英砂的制备技术，特别是一种工频感应式四石英管动态干燥机。
背景技术
高纯石英砂一般是指SiO2含量大于99.99%的石英微粉，是石英玻璃和拉制单晶硅用石英坩埚的主要原料，亦被广泛应用在太阳能电池、光纤、激光、航空航天和国防等工业中。由于这些行业关系到国家的长远发展，也是一个国家高新技术可持续发展的必要条件，因此高纯砂的战略地位十分重要。当今世界高纯砂的制备技术被美国、德国和俄罗斯等几个少数国家所垄断，并对外限制技术和高端产品出口，而我国高纯砂的工业化生产目前仍处于艰难的探索阶段，常期受制于人。
各国相关企业早在20世纪90年代就开始研究用花岗岩类矿石加工提纯石英砂。目前美国处于领先水平，其显著特点是：工业化产量大，使用的专用装备先进、技术水平高，产品质量稳定。
从天然岩石矿物中直接提取高纯砂是当今世界生产高纯石英砂的最先进技术。我国企业探索从普通石英矿石中提取高纯石英砂的技术主要瓶颈之一，即是缺乏先进的专用工艺装备，而最关键的难题就是避免加工过程的二次污染。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出了一种干燥效果好、避免加工过程的二次污染的工频感应式四石英管动态干燥机。
本发明要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的，一种工频感应式四石英管动态干燥机，包括倾斜设置的石英玻璃干燥料管，在石英玻璃干燥料管的中部设有环形的加热筒，石英玻璃干燥料管的上进料端设有加料器，石英玻璃干燥料管的下出料端接料器，其特点是：所述石英玻璃干燥料管设有四根，按上下两层、每层两根布置，石英玻璃干燥料管的两端部均设有带限位凸沿的轨道轮，在每层石英玻璃干燥料管两端的下方均设有与轨道轮配合的托轮组，托轮组由三只托轮组成，中间一只托轮为主动托轮；所述加料器设有料仓，在料仓内设有铰刀破散机构，料仓的下端通过料管与四个带工频振动器的输料槽相接；接料器包括串级式骤冷器，在串级式骤冷器的下方设有集料器，所述的串级式骤冷器设有接料斗，在接料斗出口下方连接有冷却筒，冷却筒的筒壁设有循环冷却***，在冷却筒上部设有呈水平设置的一组按栅栏状排列的冷却管，冷却管的两端与冷却水相通，在每根冷却管外都套装有石英玻璃套管，石英玻璃套管与冷却管滑动配合；冷却筒的下方与骤冷盘相接，骤冷盘下方连接有集气筒，所述骤冷盘设有与冷却筒相接的通孔，在通孔的孔壁上沿孔切线方向设有射流气孔。
本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述加热筒包括加热腔、设置在加热腔外的保温层和设在保温层外的励磁线圈，加热腔由内外两层构成，内层为耐热不锈钢材质层，外层为感应热源的碳钢材质层。（内层为耐热不锈钢材质层的内表面经抛光处理为传导反射面）；
本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述循环冷却***包括设置在冷却筒的筒壁上的循环腔室，循环腔室分别与循环进液管、循环出液管相接。
本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述射流气孔设有两个，沿通孔的孔壁同向、对称设置。
本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述射流气孔直径为2~4mm。
本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述石英玻璃干燥料管两端下方的托轮组装在支架上，支架和加热筒固定安装于一块底板上，底板的低端通过两个铰接点与设在下部的机架铰接，底板的高端通过高度调节机构与机架相接。
本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，上下托轮组的中间主动托轮之间通过一组链轮链条传动连接，下下托轮组的中间主动托轮与电机带动的减速机构相接。
本装置中粉体通过的干燥料管为石英玻璃材质，耐高温（临界软化点超过1100℃），高耐磨（硬度达到摩氏7级），因此不会对具有高纯度要求的加工粉体产生任何污染。由高耐温、高强度电磁线绕组构成的强磁场，对圆形金属加热腔进行工频感应励磁，而在加热腔的圆环形金属导磁体中感应产生涡流热。因此，大幅减少了过去如电热丝或硅碳棒之类的传统加热元件容易产生的损耗，其使用寿命可相对延长数十倍。加热腔内壁由耐高温不锈钢材料制成。该结构不仅对物料不产生污染，而且经过镜石抛光的内壁，可以更有效地将热量传导与反射给受加热物料，较之传统的加热方式热效率可提升20%以上。经过串级式骤冷器的三段串级冷却之后，物料将保持在小于40℃的状态下落入接料的石英玻璃集料器内。本发明与现有技术相比，可对物料的加热连续、不间断、粉体始终处于运动状态，不仅干燥效果好，而且冷却效率高。
附图说明
图1为本发明的结构简图。
图2为串级式骤冷器结构图。
具体实施方式
一种工频感应式四石英管动态干燥机，包括倾斜设置的石英玻璃干燥料管3，在石英玻璃干燥料管3的中部设有环形的加热筒，石英玻璃干燥料管3的上进料端设有加料器7，石英玻璃干燥料管3的下出料端接料器，所述石英玻璃干燥料管3设有四根，按上下两层、每层两根布置，石英玻璃干燥料管的两端部均设有带限位凸沿的轨道轮，在每层石英玻璃干燥料管两端的下方均设有与轨道轮配合的托轮组，托轮组由三只托轮组成，中间一只托轮为主动托轮；所述加料器设有料仓，在料仓内设有铰刀破散机构，料仓的下端通过料管与四个带工频振动器的输料槽8相接；接料器包括串级式骤冷器2，在串级式骤冷器2的下方设有集料器1，所述的串级式骤冷器设有接料斗15，在接料斗15出口下方连接有冷却筒12，冷却筒12的筒壁设有循环冷却***，在冷却筒12上部设有呈水平设置的一组按栅栏状排列的冷却管13，冷却管13的两端与冷却水相通，在每根冷却管外都套装有石英玻璃套管14，石英玻璃套管14与冷却管13滑动配合；冷却筒12的下方与骤冷盘18相接，骤冷盘18下方连接有集气筒19，所述骤冷盘18设有与冷却筒12相接的通孔，在通孔的孔壁上沿孔切线方向设有射流气孔20。通过安装板16，将接料斗15固定于干燥主机出料侧的机架上。
所述加热筒包括加热腔4、设置在加热腔4外的保温层5和设在保温层5外的励磁线圈6，加热腔4由内外两层构成，内层为耐热不锈钢材质层，外层为感应热源的碳钢材质层。内层为耐热不锈钢材质层的内表面经抛光处理为传导反射面。利用励磁线卷对金属加热腔施行感应加热，施加的加热电源为三相380伏工频50Hz交流电源。电源侧设置晶闸管调功环节，可令加热温度在100℃~400℃之间平滑调节。经抛光处理为传导反射面不仅起到传导热与反射热的双重作用，而且能有效防止因烧蚀而对高洁净物料所产生的二次污染。
所述循环冷却***包括设置在冷却筒的筒壁上的循环腔室17，循环腔室17分别与循环进液管、循环出液管相接。
所述射流气孔20设有两个，沿通孔的孔壁同向、对称设置。所述射流气孔直径为2~4mm。
所述石英玻璃干燥料管两端下方的托轮组装在支架上，支架和加热筒固定安装于一块底板11上，底板11的低端通过两个铰接点与设在下部的机架10铰接，底板11的高端通过高度调节机构9与机架10相接。高度调节机构采用螺杆螺母组件，底板通过低端的两个铰点与高端的调节组件呈等腰三角形固定于机架上。通过调节螺杆螺母组件的长度令四只石英玻璃料管与水平机架呈3度左右向下的倾角。
上下托轮组的中间主动托轮之间通过一组链轮链条传动连接，下下托轮组的中间主动托轮与电机带动的减速机构相接。在减速机的驱动下，传动轮带动石英玻璃干燥料管与托轮一起同步旋转，可选择以7~11r/min的速度作同步旋转运动。
粉体在经过湿法加工后，由压滤机或离心机初步将大部分水分除去。一般呈疏松块状的粉体投入本装置加料器的料仓内，通过料仓内的铰刀破散，再经带振动器的四只输料槽进入加热筒中的石英玻璃干燥料管。此时已经破碎的潮湿粉体即沿石英管内壁作螺旋状下行，最终实现物料的匀速和等温的干燥过程，并保证经此干燥的产品含水率小于0.1%。经过串级式骤冷器的三段串级冷却之后，物料将保持在小于40℃的状态下落入接料的石英玻璃集料器内。当集料器粉体达到80%左右的容积，即关闭卸料闸门，集料器由滚道移出，再用运输车运送至包装工段进行检验、计量、包装、入库。
本装置所述及的工频感应式四石英管动态干燥机就是针对着解决高纯石英砂在加工过程中应用频率最高的无污染干燥而潜心研发的一种先进高效的专用装备，该装备的性能完全可以与国外的同类装备媲美。预计到2013年，我国市场对高纯砂的需求量将达到20000吨左右， 如果能以国产原料完全替代进口，每年可为国家节约外汇13亿元人民币，无论是经济效益或政治效益都十分可观。

Claims (7)

1.一种工频感应式四石英管动态干燥机，包括倾斜设置的石英玻璃干燥料管，在石英玻璃干燥料管的中部设有环形的加热筒，石英玻璃干燥料管的上进料端设有加料器，石英玻璃干燥料管的下出料端接料器，其特征在于：所述石英玻璃干燥料管设有四根，按上下两层、每层两根布置，石英玻璃干燥料管的两端部均设有带限位凸沿的轨道轮，在每层石英玻璃干燥料管两端的下方均设有与轨道轮配合的托轮组，托轮组由三只托轮组成，中间一只托轮为主动托轮；所述加料器设有料仓，在料仓内设有铰刀破散机构，料仓的下端通过料管与四个带工频振动器的输料槽相接；接料器包括串级式骤冷器，在串级式骤冷器的下方设有集料器，所述的串级式骤冷器设有接料斗，在接料斗出口下方连接有冷却筒，冷却筒的筒壁设有循环冷却***，在冷却筒上部设有呈水平设置的一组按栅栏状排列的冷却管，冷却管的两端与冷却水相通，在每根冷却管外都套装有石英玻璃套管，石英玻璃套管与冷却管滑动配合；冷却筒的下方与骤冷盘相接，骤冷盘下方连接有集气筒，所述骤冷盘设有与冷却筒相接的通孔，在通孔的孔壁上沿孔切线方向设有射流气孔。
2.根据权利要求1所述的工频感应式四石英管动态干燥机，其特征在于：所述加热筒包括加热腔、设置在加热腔外的保温层和设在保温层外的励磁线圈，加热腔由内外两层构成，内层为耐热不锈钢材质层，外层为感应热源的碳钢材质层。
3.根据权利要求1所述的工频感应式四石英管动态干燥机，其特征在于：所述循环冷却***包括设置在冷却筒的筒壁上的循环腔室，循环腔室分别与循环进液管、循环出液管相接。
4.根据权利要求1所述的工频感应式四石英管动态干燥机，其特征在于：所述射流气孔设有两个，沿通孔的孔壁同向、对称设置。
5.根据权利要求1所述的工频感应式四石英管动态干燥机，其特征在于：所述射流气孔直径为2~4mm。
6.根据权利要求1所述的工频感应式四石英管动态干燥机，其特征在于：所述石英玻璃干燥料管两端下方的托轮组装在支架上，支架和加热筒固定安装于一块底板上，底板的低端通过两个铰接点与设在下部的机架铰接，底板的高端通过高度调节机构与机架相接。
7.根据权利要求1所述的工频感应式四石英管动态干燥机，其特征在于：上下托轮组的中间主动托轮之间通过一组链轮链条传动连接，下下托轮组的中间主动托轮与电机带动的减速机构相接。
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