一种新型结晶器的制作方法

1.本实用新型涉及镁提纯技术领域，具体涉及一种新型结晶器。


背景技术：

2.高纯金属镁的生产，通常是将粗镁置于真空环境下加热形成蒸汽，经冷却结晶后获得高纯度的镁，结晶器作为现有镁提纯设备的重要装置必不可少，现有结晶器在结晶镁蒸气的过程中，往往结晶不够彻底，不但影响镁的收集率，而且容易导致镁蒸气泄露，存在安全隐患；并且现有高纯提纯设备其结晶器为固定设置，固定结构的结晶器限制了其冷却区域，因此随着结晶镁的不断积累，不但极大地限制了结晶镁的收集量，而且部分镁蒸气会在结晶腔腔体内壁上结晶，影响出料。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种新型结晶器，以解决现有技术中存在的现有镁提纯设备使用效果不佳的技术问题；本实用新型提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果(发热体套设在结晶器本体的下部区段，能够有效避免镁蒸气结晶在结晶器本体内壁上；支撑装置包括支撑架和升降支腿，结晶器本体设置在升降架上，升降机腿设置在升降架的底部，能够根据实际需求调节高度，结构灵活，使用方便；升降组件包括传动相连的升降管和升降驱动装置，升降管与结晶盘组件相连，升降驱动装置提供升降动力，升降管作为升降执行机构在使用过程中，能够根据实际镁蒸气结晶情况带动结晶盘组件升降，保证结晶镁的收集量；结晶盘组件包括结晶盘和隔离环，结晶盘内部设置有安装腔室，用于冷却盘管的安装，冷却均匀，冷却盘管连接设置有冷却液进液管和冷却液出液管，能够形成冷却液循环回路，隔离环套设在结晶盘上且温度高于结晶盘，使镁蒸气仅能结晶在结晶盘上，从而形成相对独立的结晶镁，不影响升降动作；测温机构与电极引出组件电连接，测温机构与结晶盘相连，温度检测精准；动密封装置包括密封组件和安装组件，密封组件包括密封件、内密封圈和外密封圈，安装组件能够压紧内密封圈，内、外密封圈相互配合，密封效果显著；内密封圈的数量设置为多个，相邻内密封圈之间设置有隔环，进一步提高内密封效果；辅助结晶装置包括导流管组件、冷却组件和结晶组件，导流管组件一方面用于结晶组件和冷却组件的安装，另一方面能够将镁蒸气导流至结晶组件，结晶组件和冷却组件相互配合，有效结晶由结晶盘组件溢流出的镁蒸气，避免镁蒸气泄露，提高镁收集率；导流管组件包括真空连通管和真空波纹管，真空连通管用于空气导流，真空波纹管具有一定的弯曲、伸缩和偏心作用，结构灵活，同时具有可靠的密封性能和使用寿命等)；详见下文阐述。
4.为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：
5.本实用新型提供的一种新型结晶器，包括结晶器本体、升降结晶装置和辅助结晶装置，所述结晶器本体内部设置有结晶腔室，其中：所述升降结晶装置包括升降组件和结晶盘组件，所述结晶盘组件设置在结晶腔室内，所述升降组件的升降端设置在结晶腔室内并与所述结晶盘组件相连，所述升降组件能带动所述结晶盘组件升降；所述辅助结晶装置设
置在结晶器本体上且位于所述结晶盘组件的上侧，所述辅助结晶装置与所述结晶腔室相连通。
6.优选地，所述新型结晶器包括发热体，所述发热体套装设置在结晶器本体的下部区段上。
7.优选地，所述新型结晶器包括支撑装置，所述支撑装置包括支撑架和升降支腿，其中：所述结晶器本体设置在所述支撑架上；所述升降支腿设置在所述支撑架底部。
8.优选地，所述升降组件包括升降管和升降驱动装置，其中：所述升降管滑动插设在所述结晶腔室内且与所述结晶盘组件相连；所述升降驱动装置与所述升降管传动相连且能带动所述升降管升降。
9.优选地，所述结晶盘组件包括结晶盘和隔离环，其中：所述结晶盘与所述升降管相连，所述结晶盘内部设置有安装腔室，所述升降管与所述安装腔室相连通，所述安装腔室内设置有冷却盘管，所述冷却盘管连通设置有冷却液进液管和冷却液出液管，所述冷却液进液管的进液端穿过所述升降管且连接设置有进液接头，所述冷却液出液管的出液端穿过所述升降管且连接设置有出液接头；所述隔离环套设在所述结晶盘上，所述隔离环与所述结晶腔室相适配，所述隔离环的温度高于所述结晶盘的温度。
10.优选地，所述结晶器本体上设置有电极引出组件，所述升降结晶装置包括测温机构，其中：所述电极引出组件与所述测温机构电连接；所述测温机构与所述结晶盘相连，以检测所述结晶盘的温度。
11.优选地，所述新型结晶器包括动密封装置，所述动密封装置包括密封组件和安装组件，其中：所述密封组件包括密封件、内密封圈和外密封圈，所述密封件可拆卸设置在所述结晶器本体的顶部，所述密封件沿轴向设置有滑动空腔，所述密封件的端面上开设有安装槽，所述滑动空腔贯穿所述安装槽，所述内密封圈设置在所述安装槽内，所述密封件的外侧设置有环形槽，所述外密封圈设置在所述环形槽内；所述安装组件包括压紧端盖和护套，所述滑动空腔贯穿所述压紧端盖和所述护套，所述压紧端盖与所述密封件可拆卸相连，所述护套设置在所述密封件和所述压紧端盖之间，所述护套插设在所述安装槽内且两端分别与所述压紧端盖和所述内密封圈相抵；所述升降管穿过所述滑动空腔，且能沿所述滑动空腔滑动。
12.优选地，所述内密封圈的数量至少设置为两个，相邻两个所述内密封圈之间设置有隔环；位于最外侧的两个所述内密封圈分别与所述安装槽的槽底和所述护套相抵。
13.优选地，所述辅助结晶装置包括导流管组件、冷却组件和结晶组件，其中：所述导流管组件包括导流管路和端部封盖，所述导流管路的一端设置在所述结晶器本体上，所述端部封盖可拆卸设置在所述导流管路的另一端上；所述冷却组件包括水冷套管，所述水冷套管套设在所述导流管路上，所述水冷套管连通设置有第一冷却液管和第二冷却液管；所述结晶组件包括结晶罩和压紧弹簧，所述结晶罩设置在所述导流管路内对应所述水冷套管的位置，所述压紧弹簧的两端分别与所述结晶罩和所述端部封盖相连，所述导流管路内壁环设有支撑环，所述结晶罩与所述支撑环相抵。
14.优选地，所述结晶罩设置为两端贯穿设置的筒体结构；所述结晶罩的内径沿靠近端部封盖的方向逐减；所述导流管组件包括真空连通管和真空波纹管，所述真空连通管的进气端与所述导流管路相连通，且位于所述结晶罩的下游位置；所述真空连通管的出气端
与所述真空波纹管相连。
15.本实用新型提供的一种新型结晶器至少具有以下有益效果：
16.所述新型结晶器包括结晶器本体、升降结晶装置和辅助结晶装置，所述结晶器本体内部设置有结晶腔室，结晶器本体用于其他装置的安装，其内部设置的结晶腔室为镁蒸气的结晶提供空间；
17.所述升降结晶装置包括升降组件和结晶盘组件，所述结晶盘组件设置在所述结晶腔室内，所述升降组件的升降端设置在结晶腔室内并与结晶盘组件相连，所述升降组件能带动所述结晶盘组件升降，在实际使用的过程中，结晶腔室内的镁蒸气自下而上流动，并结晶在结晶盘组件底部，随着镁蒸气的不断结晶，升降组件能带动结晶盘组件上升，使镁蒸气始终保持在指定区域内结晶，从而显著提高结晶镁的收集量。
18.所述辅助结晶装置设置在结晶器本体上且位于所述结晶盘组件的上侧，所述辅助结晶装置与所述结晶腔室相连通，镁蒸气在结晶的过程中，存在少量镁蒸气穿过结晶盘组件与结晶器本体内壁之间的间隙，辅助结晶装置主要用于该部分镁蒸气的结晶和收集，以减少镁蒸气的逃逸，不但能够显著提高镁的收集率，而且有效保证使用安全性。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1是本实用新型结构剖视示意图；
21.图2是本实用新型升降结晶装置结构示意图；
22.图3和图4是本实用新型升降结晶装置结构剖视示意图；
23.图5是本实用新型辅助结晶装置结构示意图；
24.图6和图7是本实用新型辅助结晶装置结构剖视示意图；
25.图8是本实用新型动密封装置结构示意图；
26.图9和图10是本实用新型动密封装置结构剖视示意图；
27.图11是本实用新型电极引出组件安装结构简图。
28.附图标记
29.1、结晶器本体；11、结晶筒体；12、上盖；13、结晶腔室；14、第一连接管；15、第二连接管；16、安装法兰；2、升降结晶装置；21、升降组件；211、升降管；22、结晶盘组件；221、结晶盘；2211、冷却盘管；2212、冷却液进液管；2213、冷却液出液管；2214、进液接头；2215、出液接头；2216、第一盘体；22161、第一安装孔；2217、第二盘体；22171、第二安装孔；222、隔离环；23、测温机构；231、第一测温元件；232、第二测温元件；24、固定环；3、辅助结晶装置；31、导流管组件；311、导流管路；312、端部封盖；313、端部法法兰；314、密封垫；315、真空连通管；316、真空波纹管；32、冷却组件；321、水冷套管；322、第一冷却液管；323、第二冷却液管；33、结晶组件；331、结晶罩；332、压紧弹簧；333、支撑环；4、发热体；5、支撑装置；51、支撑架；52、升降支腿；6、动密封装置；61、安装组件；611、压紧端盖；6111、容置槽；612、护套；62、密封组件；621、密封件；6211、滑动空腔；6212、安装槽；6213、环形槽；6214、筒体部；6215、凸缘
部；622、内密封圈；623、外密封圈；624、隔环；7、电极引出组件；8、法兰卡箍。
具体实施方式
30.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅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得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。
31.本实用新型提供了一种新型结晶器，如图1所示，所述新型结晶器包括结晶器本体1、升降结晶装置2和辅助结晶装置3，结晶器本体1包括轴向贯穿设置的结晶筒体11和可拆卸盖合设置在结晶筒体11顶部的上盖12，结晶筒体11内部设置有结晶腔室13，其中：升降结晶装置2包括升降组件21和结晶盘组件22，结晶盘组件22设置在结晶腔室13内，升降组件21的升降端设置在结晶腔室13内并与结晶盘组件22相连，升降组件21能带动结晶盘组件22升降；辅助结晶装置3设置在结晶筒体11的侧壁上且位于结晶盘组件22的上侧，辅助结晶装置3与结晶腔室13相连通。
32.使用时，镁蒸气由结晶筒体11底端的开口进入至结晶腔室13内，镁蒸气流至结晶盘组件22，并在结晶盘组件22的底部结晶，随着镁蒸气的不断结晶，升降组件21带动结晶盘组件22上升，在此过程中，部分镁蒸气由结晶盘组件22与结晶筒体11内壁之间的间隙溢流至结晶盘组件22上侧，该部分镁蒸气进入至辅助结晶装置3，并在辅助结晶装置3上结晶；本实用新型通过升降结晶装置2使镁蒸气保持在指定区域内结晶，显著提高结晶镁的收集量，通过升降结晶装置2和辅助结晶装置3相互配合，不但能够显著提高镁的收集率，而且有效避免镁蒸气泄露，保证使用安全性。
33.作为可选地实施方式，如图1所示，所述新型结晶器包括发热体4，结晶筒体11的底端设置有法兰盘，发热体4套装设置在结晶筒体11的下部区段且位于所述法兰盘上；发热体4能够避免镁蒸气在结晶筒体11内壁上结晶，使结晶盘组件22的升降动作能够顺利执行。
34.作为可选地实施方式，如图1所示，所述新型结晶器包括支撑装置5，支撑装置5包括支撑架51和升降支腿52。
35.支撑架51的数量设置为两个，两个支撑架51相对设置，结晶筒体11设置在两个支撑架51之间。
36.每个支撑架51的底部均设置有两个升降支腿52。
37.可选地，升降支腿52包括套筒和丝杠，所述套筒和所述丝杠螺纹配合，所述丝杠的顶端插设在所述套筒内，所述套筒设置在支撑架51的底部，所述丝杠的底端设置有支座。
38.作为可选地实施方式，如图2
‑
图4所示，升降组件21包括升降管211和升降驱动装置，所述升降驱动装置可以设置为气压伸缩升降装置、液压伸缩升降装置或者电动伸缩升降装置。
39.升降管211滑动插设在所述结晶腔室内且与结晶盘组件22相连；所述升降驱动装置与升降管211传动相连且能带动升降管211和结晶盘组件22升降。
40.作为可选地实施方式，结晶盘组件22包括结晶盘221和隔离环222。
41.结晶盘221与升降管211相连，结晶盘221内部设置有安装腔室，升降管211与所述安装腔室相连通，所述安装腔室内设置有冷却盘管2211。
42.结晶盘221包括第一盘体2216和第二盘体2217，第一盘体2216设置在第二盘体2217上，并围成所述安装腔室，所述安装腔室与冷却盘管2211相适配，使第二盘体2217的冷却面能够被充分冷却；升降管211竖直设置在第一盘体2216上；隔离环222套设在第二盘体2217上，第二盘体2217的底面为冷却面，用于镁蒸气的结晶。
43.冷却盘管2211的进液端和出液端分别连通设置有冷却液进液管2212和冷却液出液管2213，冷却盘管2211的进液端和出液端均设置在冷却盘管2211的中部位置。
44.冷却液进液管2212的底端与冷却盘管2211的进液端相连；冷却液进液管2212的顶端穿过升降管211且连接设置有进液接头2214，进液接头2214用于连接冷却液进液管路。
45.冷却液出液管2213的底端与冷却盘管2211的出液端相连；冷却液出液管2213的顶端穿过升降管211且连接设置有出液接头2215，出液接头2215用于连接冷却液出液管路。
46.隔离环222套设在第二盘体2217上，其底面与所述冷却面齐平。
47.隔离环222与结晶腔室13相适配，隔离环222的温度高于结晶盘221的温度。
48.作为可选地实施方式，如图1和图11所示，上盖12的顶部设置有第一连接管14，第一连接管14的顶部设置有法兰盘，电极引出组件7通过法兰卡箍8可拆卸设置在法兰盘上，法兰卡箍8包括第一夹持件、第二夹持件和锁止组件，所述第一夹持件和所述第二夹持件相对夹持在所述法兰盘和电极引出组件7上，所述第一夹持件的固定端和所述第二夹持件的固定端铰接相连，所述第一夹持件的活动端和所述第二夹持件的活动端通过所述锁止组件可拆卸连接，所述锁止组件包括连接轴和蝴蝶螺母，所述连接轴穿过所述第一夹持件的活动端和所述第二夹持件的活动端与所述蝴蝶螺母螺纹连接。
49.如图2
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图4所示，升降结晶装置2包括测温机构23，测温机构23包括第一测温元件231和第二测温元件232，第一测温元件231和第二测温元件232设置为热电偶温度传感器。
50.第一盘体2216的盘壁上沿其横截面半径方向设置有第一安装孔22161，第一测温元件231的检测端插设在第一安装孔22161内。
51.第二盘体2217的盘壁上沿其横截面半径方向设置有第二安装孔22171，第二测温元件232的检测端插设在第二安装孔22171内。
52.第一测温元件231和第二测温元件232相互配合用于结晶盘221温度的检测。
53.第一测温元件231和第二测温元件232均与电极引出组件7电连接。
54.作为可选地实施方式，如图2所示，在投入使用前(处于试验阶段时)，升降管211上固定套设有固定环24，固定环24可拆卸固定设置在结晶筒体11顶部的开口内，固定环24能够将升降管211固定在结晶筒体11上，便于数据参数的收集，在使用过程中，拆下固定环24，升降管211则能够在所述升降驱动装置的驱动下升降。
55.作为可选地实施方式，如图8
‑
图10所示，所述新型结晶器包括动密封装置6，动密封装置6包括密封组件62和安装组件61。
56.密封组件62包括密封件621、内密封圈622和外密封圈623，上盖12的顶部设置有第二连接管15，第二连接管15的顶部设置有安装法兰16，密封件621通过螺纹紧固件可拆卸设置在安装法兰16上。
57.密封件621沿轴向设置有滑动空腔6211，密封件621的端面上开设有安装槽6212，滑动空腔6211贯穿安装槽6212，内密封圈622设置在安装槽6212内，密封件621的外侧设置有环形槽6213，环形槽6213与外密封圈623相适配，外密封圈623设置在环形槽6213内。
58.密封件621包括筒体部6214和设置在筒体部6214一端的凸缘部6215，筒体部6214呈筒状，凸缘部6215设置为密封法兰，安装槽6212设置在密封件621设置有凸缘部6215的一侧上；环形槽6213设置在凸缘部6215邻近筒体部6214的一侧且环设于筒体部6214。
59.安装组件61包括压紧端盖611和护套612，滑动空腔6211贯穿压紧端盖611和护套612，压紧端盖611与密封件621通过螺纹紧固件可拆卸连接，压紧端盖611上周向均匀设置有容置槽6111，容置槽6111用于容纳连接密封件621和安装法兰16的螺纹紧固件的螺帽；护套612设置在密封件621和压紧端盖611之间，护套612插设在安装槽6212内且两端分别与压紧端盖611和内密封圈622相抵。
60.升降管211穿过滑动空腔6211，且能沿滑动空腔6211滑动。
61.作为可选地实施方式，内密封圈622的数量至少设置为两个，相邻两个内密封圈622之间设置有隔环624；位于最外侧的两个内密封圈622分别与安装槽6212的槽底和护套612相抵；优选地，内密封圈622的数量设置为三个，隔环624设置为两个。
62.如图4所示，多个内密封圈622相互配合，用于升降管211和密封件621之间的密封，外密封圈623用于密封件621和安装法兰16之间的密封，密封效果显著。
63.作为可选地实施方式，如图5
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图7所示，辅助结晶装置3包括导流管组件31、冷却组件32和结晶组件33。
64.导流管组件31包括导流管路311和端部封盖312，导流管路311的一端设置在结晶筒体11上且与结晶筒体11相连通，端部封盖312通过螺纹紧固件可拆卸设置在导流管路311的另一端上。
65.冷却组件32包括水冷套管321，水冷套管321套设在导流管路311上，水冷套管321设置为两端贯通设置的筒体结构，其内部设置有环形夹腔；水冷套管321的外壁与所述环形夹腔连通设置有第一冷却液管322和第二冷却液管323，第一冷却液管322和第二冷却液管323用于冷却液的进液和出液。
66.结晶组件33包括结晶罩331和压紧弹簧332，结晶罩331设置在导流管路311内对应水冷套管321的位置，压紧弹簧332的两端分别与结晶罩331和端部封盖312相连，导流管路311内壁环设有支撑环333，结晶罩331与支撑环333相抵。
67.作为可选地实施方式，结晶罩331设置为两端贯穿设置的筒体结构；结晶罩331的内径沿靠近端部封盖312的方向逐减，倾斜设置的内侧壁便于镁蒸气结晶。
68.导流管组件31包括真空连通管315和真空波纹管316，真空连通管315的进气端与导流管路311相连通，且位于结晶罩331的下游位置；真空连通管315的出气端与所述真空波纹管316相连，真空波纹管316具有一定的弯曲、伸缩、偏心作用，结构灵活的同时，具有良好的密封性和使用寿命。
69.抽真空时，首先使结晶腔室13形成封闭腔室，之后进行抽真空操作，结晶腔室13内的空气经导流管路311、结晶罩331和真空连通管315和真空波纹管316后抽出。
70.在此过程中，受气压影响，结晶罩331会向靠近真空连通管315方向发生位移，并挤压压紧弹簧332，当抽真空完成后，结晶罩331在压紧弹簧332的作用下与支撑环333相抵，避免结晶罩331封堵真空连通管315的进气端，保证管路的导通。
71.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化
或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。