專利名稱：一種高純固態(tài)物料冷卻裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開了一種高純固態(tài)物料冷卻裝置。
背景技術(shù)：
經(jīng)歷高溫處理的物料，必須經(jīng)過(guò)冷卻才能成為合格產(chǎn)品；對(duì)于工業(yè)化生產(chǎn)，考慮到生產(chǎn)的連續(xù)性、生產(chǎn)效率，以及節(jié)能、環(huán)保等方面的因素，一般不采用自然冷卻法來(lái)處理高溫物料，而是利用冷卻裝置或設(shè)備對(duì)高溫物料進(jìn)行處理。對(duì)于高溫固態(tài)物料，針對(duì)不同的物料溫度和物料性質(zhì)，科技工作者研發(fā)了不同的冷卻設(shè)備。浙江大學(xué)申請(qǐng)的CN2094018新穎高溫物料冷卻裝置，是對(duì)移動(dòng)的高溫物料直接進(jìn)行風(fēng)冷的裝置。北京礦冶研究總院申請(qǐng)的CN2325721 —種高溫粉料的冷卻裝置，是利用水對(duì)冷卻管中流動(dòng)的粉體進(jìn)行冷卻的裝置。宋志安申請(qǐng)的CN1410708和CN2572237高溫固體物料冷卻裝置，是利用滾筒中螺旋葉片內(nèi)的水對(duì)高溫物料進(jìn)行冷卻的裝置。河北理工大學(xué)申請(qǐng)的CN201495233U —種用于高溫固態(tài)渣粒的冷卻罐，是在密閉狀態(tài)下利用惰性氣體對(duì)高溫渣粒進(jìn)行冷卻的設(shè)備。上述專利，雖然都是針對(duì)高溫固態(tài)物料進(jìn)行冷卻的裝置，但這些物料的溫度均沒有超過(guò)1000°c，而且物料對(duì)冷卻裝置的材質(zhì)沒有太高的要求，即冷卻裝置的材質(zhì)對(duì)高溫物料不形成污染。對(duì)于溫度超過(guò)1000°c的高溫、高純物料，為了確保冷卻過(guò)程中物料的品質(zhì)， 就必須使用特殊材質(zhì)的冷卻裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開了一種高純固態(tài)物料冷卻裝置，用以對(duì)溫度超過(guò)1000°C的高溫、高純物料進(jìn)行冷卻。本發(fā)明的技術(shù)方案是本發(fā)明包括設(shè)進(jìn)出水口的耐高溫管體，耐高溫管體內(nèi)物料箱，所述物料箱包括自上而下連接的至少四節(jié)分流箱，相鄰分流箱之間通過(guò)若干冷卻管連接，物料箱的進(jìn)料口、出料口分別從管體的上部、下部延伸出，各分流箱的進(jìn)料口處設(shè)和分流箱側(cè)壁具有一定間隙的圓錐形擋板。各分流箱底板為間隔開設(shè)有出口的倒錐形結(jié)構(gòu)，其和水平面的夾角為10 25°。所述圓錐形擋板和水平面的夾角為5 15°。所述水流向和物料流向逆向。所述物料箱居中設(shè)置在管體內(nèi)，圓錐形擋板居中設(shè)置在各分流箱內(nèi)，各冷卻管均布間隔設(shè)置在兩相鄰的分流箱內(nèi)。本發(fā)明可以連續(xù)、高效、無(wú)污染地對(duì)高溫物料(超過(guò)1000°C )進(jìn)行冷卻。


圖1為本發(fā)明公開的ー種高純固態(tài)物料冷卻裝置示意2為分流箱圓錐形底板示意中1為進(jìn)料ロ、2為圓錐形擋板、3為分流箱、4為冷卻管、5為出料ロ、6為管體、 7為進(jìn)水口、8為出水口。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，本發(fā)明所述的高純固態(tài)物料冷卻裝置，由冷卻水箱和物料分流裝置構(gòu)成，物料分流裝置置于冷卻水箱內(nèi)。所述物料分流裝置包括至少四節(jié)物料分流箱3、三層冷卻管4以及進(jìn)料ロ 1、出料管5。物料分流裝置的進(jìn)料ロ 1與物料分流箱31的蓋板連接， 分流箱31圓錐形底板上的小孔與分流箱32蓋板上的小孔，通過(guò)冷卻管41溝通，分流箱32 底板的小孔與分流箱33蓋板上的小孔由冷卻管42相溝通，同樣分流箱33底板上的小孔與分流箱34蓋板上相應(yīng)位置的小孔由冷卻管43相溝通，分流箱34的圓錐形底板就不帶小孔，直接與出料管5連接。所述冷卻水箱由上下帶蓋的圓柱形石英玻璃管6、進(jìn)水管7和出水管8構(gòu)成，物料分流裝置被封閉在冷卻水箱中，只有進(jìn)料ロ 1、出料管5分別露出圓柱形石英玻璃管6的上下密封蓋。高純固態(tài)物料由進(jìn)料ロ 1進(jìn)入物料分流箱31，經(jīng)圓錐形擋板2分流，沿分流箱31 的圓柱形內(nèi)壁流到錐形底板，再向中心流動(dòng)，流動(dòng)過(guò)程中一直受到冷卻；而且在從錐形底板邊緣向中心流動(dòng)時(shí)，高溫固態(tài)物料不斷通過(guò)底板上的小孔，進(jìn)一歩分流進(jìn)入細(xì)的冷卻管41， 冷卻管41對(duì)物料的冷卻效果更好。經(jīng)冷卻管41冷卻后的物料，又經(jīng)物料分流箱32中的擋板分流，重復(fù)進(jìn)行沿分流箱32的內(nèi)壁流到底板，再向中心流動(dòng)，并被分流進(jìn)入冷卻管42 ；這樣的冷卻過(guò)程一直重復(fù)到物料分流箱34中，當(dāng)固態(tài)物料經(jīng)物料分流箱34中的擋板分流后， 沿錐形底板向中心流動(dòng)、冷卻，最后進(jìn)入出料管5流出，獲得冷卻后的高純固態(tài)物料成品。高純固態(tài)物料在物料分流裝置中流動(dòng)時(shí)，冷卻水經(jīng)冷卻水箱的進(jìn)水管7流入玻璃管6內(nèi)，沿著玻璃管6與物料分流裝置間的空隙向上運(yùn)移，在此過(guò)程中，冷卻水先后流經(jīng)四節(jié)物料分流箱3和三層冷卻管4，最后到達(dá)玻璃管6的頂部，從出水管8排出，排出后的冷卻水帶有一定的溫度，可以根據(jù)具體情況應(yīng)用于生產(chǎn)的其它エ序中。而由于冷卻水的運(yùn)動(dòng)方向與高溫固態(tài)物料的流動(dòng)方向相反，從而可以確保流出冷卻裝置的物料具有較低的溫度。下面就針對(duì)本發(fā)明的各個(gè)部件及結(jié)構(gòu)機(jī)理做詳細(xì)的說(shuō)明，以便更好的了解本發(fā)明對(duì)于溫度超過(guò)1000°C的高溫、高純物料，為了確保冷卻過(guò)程中物料的品質(zhì)，就必須使用特殊材質(zhì)的冷卻裝置。作為優(yōu)選方案，本發(fā)明采用高品質(zhì)石英玻璃作為冷卻裝置的材料。作為另ー個(gè)優(yōu)選方案，選用水作為冷卻介質(zhì)。一是因?yàn)樵趯?shí)驗(yàn)室，將石英玻璃加熱到1200°C后，直接將玻璃投入到水中淬冷，連續(xù)重復(fù)5次，石英玻璃也沒有發(fā)生爆裂現(xiàn)象； ニ是因?yàn)橛盟c高溫物料進(jìn)行熱交換后，獲得的熱水可以用于エ業(yè)生產(chǎn)的其它エ序中，使熱能得到綜合利用，減少能源浪費(fèi)。高溫物料的冷卻，是ー個(gè)熱能交換、傳遞的過(guò)程，高溫物料首先將熱能傳遞給接觸的容器，容器再將熱能傳遞給冷卻介質(zhì)，由流動(dòng)的冷卻介質(zhì)不斷將熱能帶出，達(dá)到使高溫物料冷卻的目的。為了快速、高效地對(duì)高溫物料進(jìn)行冷卻，必須考慮ニ個(gè)因素一是如何増加高溫物料與容器的接觸面積，接觸面積増大，在相同時(shí)間內(nèi)，高溫物料傳遞給容器的熱能就増加；二是如何延長(zhǎng)高溫物料在冷卻裝置內(nèi)的停留時(shí)間，停留時(shí)間越長(zhǎng)，在相同接觸面積下，高溫物料傳遞給容器的熱能也就増加。為了增加高溫物料與冷卻裝置的接觸面積，申請(qǐng)人主要考慮對(duì)進(jìn)入冷卻裝置的高溫物料進(jìn)行分流，將集中流入的物料分解成盡可能多的細(xì)小物流，作為優(yōu)選方案，選擇將物料分流進(jìn)細(xì)的石英玻璃管中，來(lái)達(dá)到增加高溫物料與冷卻裝置接觸面積的目的，該細(xì)的石英玻璃管即冷卻管4。為了延長(zhǎng)高溫物料在冷卻裝置內(nèi)的停留時(shí)間，申請(qǐng)人考慮首先用角度較小的錐面向上的圓錐形擋板2，承接進(jìn)料ロ 1或冷卻管4流入的高溫物料，使其緩慢地流到ー個(gè)角度較大的錐面向下圓錐形板的邊緣，使高溫物料沿錐面緩慢向中心流動(dòng)。作為優(yōu)選方案，在錐面向下的圓錐形板上設(shè)置小孔，小孔與冷卻管4相連，使高溫物料從圓錐形板邊緣向中心流動(dòng)過(guò)程中，不斷均勻地進(jìn)入冷卻管4，細(xì)的冷卻管4直接與冷卻水接觸。作為另ー個(gè)優(yōu)選方案，本發(fā)明至少采用25根冷卻管4。為了使高溫物料不受冷卻水污染，整個(gè)冷卻過(guò)程需在一個(gè)封閉體系中進(jìn)行。作為優(yōu)選方案，申請(qǐng)人將錐面向上圓錐形擋板2與錐面向下圓錐形板設(shè)置在一個(gè)物料分流箱3 中，分流箱3上部為帶蓋的圓柱形玻璃管，將錐面向上圓錐形擋板2與冷卻水分隔開，而錐面向下的圓錐形玻璃板就作為分流箱3底板；圓錐形擋板2與分流箱3的內(nèi)壁間有0. 3 1. 5mm的空隙，錐面與水平面的角度在5 15° ；分流箱圓錐形底板的錐面與水平面夾角為
10 邪。。作為另ー個(gè)優(yōu)選方案，本發(fā)明至少采用4節(jié)分流箱3。第一節(jié)分流箱31的蓋板不帶小孔，而直接與進(jìn)料ロ 1相連，但圓錐形底板帶小孔，小孔直徑在3 15mm，小孔與相應(yīng)直徑的冷卻管41相連。第二節(jié)分流箱32的蓋板和圓錐形底板均帶小孔，蓋板上的小孔與連接第一節(jié)分流箱31底板的冷卻管41相連，而底板的小孔與第三節(jié)分流箱33蓋板上的小孔由冷卻管42相溝通，同樣第三節(jié)分流箱33底板上的小孔與第四節(jié)分流箱34蓋板上的小孔由冷卻管43相溝通，第四節(jié)分流箱34的底板就不帶小孔，直接與出料ロ 5連接。上述由冷卻管4串聯(lián)起來(lái)的分流箱3構(gòu)成了物料分流裝置。將上述物料分流裝置整體置于ー個(gè)大的石英玻璃管制成的管體6內(nèi)，進(jìn)料ロ 1和出料ロ 5分別露在管體6的上、下密封板外，管體6的進(jìn)水口 7設(shè)置于管體6下端，出水ロ 8設(shè)置于管體6進(jìn)水口 7對(duì)側(cè)的上端。作為優(yōu)選方案，本發(fā)明公開的高純固態(tài)物料冷卻裝置，全部采用高品質(zhì)石英玻璃材質(zhì)，厚度為3 10mm。作為另ー個(gè)優(yōu)選方案，冷卻裝置均使用5mm厚的石英玻璃管和石英玻璃板。
權(quán)利要求
1.高純固態(tài)物料冷卻裝置，其特征在于，包括設(shè)進(jìn)出水口的耐高溫管體，耐高溫管體內(nèi)物料箱，所述物料箱包括自上而下連接的至少四節(jié)分流箱，相鄰分流箱之間通過(guò)若干冷卻管連接，物料箱的進(jìn)料口、出料口分別從管體的上部、下部延伸出，各分流箱的進(jìn)料口處設(shè)和分流箱側(cè)壁具有一定間隙的圓錐形擋板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高純固態(tài)物料冷卻裝置，其特征在于，各分流箱底板為間隔開設(shè)有出口的倒錐形結(jié)構(gòu)，其和水平面的夾角為10 25°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高純固態(tài)物料冷卻裝置，其特征在于，所述圓錐形擋板和水平面的夾角為5 15°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高純固態(tài)物料冷卻裝置，其特征在于，所述水流向和物料流向逆向。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高純固態(tài)物料冷卻裝置，其特征在于，所述物料箱居中設(shè)置在管體內(nèi)，圓錐形擋板居中設(shè)置在各分流箱內(nèi)，各冷卻管均布間隔設(shè)置在兩相鄰的分流箱內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高純固態(tài)物料冷卻裝置。包括設(shè)進(jìn)出水口的耐高溫管體，耐高溫管體內(nèi)物料箱，所述物料箱包括自上而下連接的至少四節(jié)分流箱，相鄰分流箱之間通過(guò)若干冷卻管連接，物料箱的進(jìn)料口、出料口分別從管體的上部、下部延伸出，各分流箱的進(jìn)料口處設(shè)和分流箱側(cè)壁具有一定間隙的圓錐形擋板。本發(fā)明可以連續(xù)、高效、無(wú)污染地對(duì)高溫物料(超過(guò)1000℃)進(jìn)行冷卻。
文檔編號(hào)F28D7/00GK102589322SQ20111000715
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2011年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月14日
發(fā)明者李進(jìn), 陳偉, 陳小明 申請(qǐng)人:儀征風(fēng)日石英科技有限公司