电热螺旋结晶机的制作方法
【专利摘要】电热螺旋结晶机，包括螺旋送料杆及倾斜设置的壳体，螺旋送料杆设于壳体内，螺旋送料杆包括轴杆及连接于轴杆外周面的桨叶，壳体包括双层钢板制成的“U”形槽及多根电阻丝，电阻丝从槽头至槽尾排布形成并联的第一加热段、第二加热段及第三加热段，第一加热段、第二加热段及第三加热段的功率比为7：10：6，第一加热段、第二加热段及第三加热段沿“U”形槽轴线方向的长度比为5：10：11。采用上述结构方案的螺旋结晶机的单日产量可以达到25吨左右，单吨精锡耗水量为200?250kg，单机日产能极高，生产过程中的耗水量较低。
【专利说明】
电热螺旋结晶机
技术领域
[0001]本实用新型涉及粗锡提纯设备技术领域，特别涉及一种电热螺旋结晶机。
【背景技术】
[0002]结晶分离法是使含铅、铋的粗锡在连续的温度梯度加热和冷却过程中产出晶体和液体，二者逆流运动，铅、铋在晶体中的含量逐渐减步，在液体中的含量逐渐增加，最后使铅、铋集中到液体焊锡中，晶体锡得到提纯。
[0003]电热螺旋结晶机自70年代问世以来，长期用于火法精炼除铅、铋上，从而产出精锡，结晶机的加热电阻丝通常设置在壳体的夹层中，各加热段的温度是影响最终锡产品质量好坏的一个重要因素。例如结晶机在结晶段温度(结晶段温度通常需控制在170-190°C)过高，则不能为进入结晶段的粗锡创造良好的结晶条件，甚至使含锡较高的晶体复熔，无法产出台格的焊锡。熔析段温度太高会造成大量晶体复熔而流回到结晶段，太低又影响熔析结晶过程中锡与铅、铋的分离效果。槽头段温度太高会产生大量的氧化渣，过低会使连续进出料结晶过程无法进行。
[0004]当前市面上能够购买到的电热螺旋结晶机大多采用三段式加热结构，但是由于其三个加热段温度配比不合理(温差梯度不明显)且每个加热段的底部温度与两侧壁温度相同，导致设备的总体产能较低(通常每台结晶机的产量在10-15吨/天)、单吨精锡耗水量较高(大多为300-400公斤)。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型要解决的技术问题是:提供一种各加热段温度配比合理、单机产能高、生产过程中耗水量低的电热螺旋结晶机。
[0006]为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案:电热螺旋结晶机，包括螺旋送料杆及倾斜设置的壳体，所述螺旋送料杆设于壳体内，所述螺旋送料杆包括轴杆及连接于轴杆外周面的桨叶，所述壳体包括双层钢板制成的“U”形槽及多根电阻丝，所述“U”形槽的槽头端设有精锡排出口、槽尾端设有焊锡排出管，所述电阻丝位于双层钢板之间的夹层中，所述电阻丝从槽头至槽尾排布形成并联的第一加热段、第二加热段及第三加热段，所述第一加热段、第二加热段及第三加热段的功率比为7:10:6，所述第一加热段、第二加热段及第三加热段沿“U”形槽轴线方向的长度比为5:10:11，所述第一加热段包括一根I号电阻丝及两根对称设置于I号电阻丝两侧的2号电阻丝，所述第二加热段包括两根由前至后依次设置的3号电阻丝及两根对称设置于3号电阻丝两侧的4号电阻丝，所述第三加热段包括一根5号电阻丝及两根对称设置于5号电阻丝两侧的6号电阻丝，所述I号电阻丝与2号电阻丝串联，所述3号电阻丝与4号电阻丝串联，所述5号电阻丝与6号电阻丝串联，所述I号电阻丝、2号电阻丝、3号电阻丝、4号电阻丝、5号电阻丝及6号电阻丝的功率比为3:2:3:2:2:2。
[0007]其中，所述I号电阻丝和3号电阻丝的功率为15kw，所述2号电阻丝、4号电阻丝、5号电阻丝及6号电阻丝的功率为10kw，所述“U”形槽的总长为5.Sm、总深度为0.63m，所述“U”形槽的底部弧形半径为0.305m。
[0008]其中，所述壳体的安装倾角为8°，所述桨叶包括多个叶片组，每个叶片组包括由前至后间隔设置的三块叶片，相邻两块叶片间的夹角为120°、间距为0.2m，所述叶片的螺旋升角为10°、倾斜角为8°。
[0009]其中，所述叶片通过螺栓可拆卸连接于轴杆。
[0010]优选的，所述“U”形槽的顶部设有多根横跨槽口上方的拉杆，所述“U”形槽的顶部左右两侧均设有多个拉杆座，所述拉杆的左右两端分别固定连接于拉杆座，所述拉杆内部中空且其外壁上开设有与其内腔连通的喷水口，所述拉杆的一端连接有用于往其内腔中注入冷却水的进水管。
[0011]进一步，所述双层钢板之间的夹层中设有用于测量第一加热段、第二加热段及第三加热段温度的温度传感器，所述温度传感器位于“U”形槽的底部。
[0012]进一步，所述“U”形槽的底部外周面上平行间隔设置多条半环形的加强筋，所述加强筋的厚度不低于60mm，相邻两条加强筋之间的间距为360-490mm。
[0013]更进一步，所述“U”形槽的顶部左右两侧设有保温箱，所述拉杆座固定安装于保温箱的顶部，所述保温箱中填塞有搁丝砖。
[0014]从上述方案中可以算出，第一加热段(相当于现有技术中的结晶段)、第二加热段(相当于现有技术中的熔析段)及第三加热段(相当于现有技术中的槽头段)中平均单位面积的设计热功率比值(由于“U”形槽的径向尺寸无变化，因此可以定义加热段的平均单位面积设计热功率=加热段的功率/加热段的长度)为(7/5):(10/10): (6/10)，即为7:5:3，三个加热段之间温差梯度明显，更为重要的是，在本实用新型提供的螺旋结晶机中，第一、二加热段都是槽底部温度高(中间电阻丝功率大)起加热的作用，槽侧壁温度低(两侧电阻丝功率小)主要起保温作用，具体地，随着螺旋送料杆的转动，槽底部的结晶体被翻转至上方，此时由于侧壁温度相对较低，结晶体温度升高速度变缓(或者不再升高)，从而有利于结晶形成及晶体中铅、铋的分离，经工厂生产实践证明，在同等条件下，采用上述结构的螺旋结晶机的单日产量可以达到25吨左右，单吨精锡耗水量为200-250kg，由此可见，当将现有电热螺旋结晶机改成本实用新型提高的方案后，结晶机的产能得到了大幅提升，生产过程中的耗水量也得到了大幅降低。
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型的实施例的整体结构示意图；
[0016]图2为图1所不实施例中壳体的横截面结构不意图；
[0017]图3为图1所示实施例中螺旋送料杆的整体结构示意图；
[0018]图4为图1所示实施例中电阻丝的排布图；
[0019]图5为图1所示实施例中拉杆的横截面结构示意图；
[0020]图中:
[0021]A——螺旋送料杆B——壳体Al——轴杆
[0022]A2——桨叶A2a——叶片 BI——“U”形槽 B2——第一加热段
[0023]B3--第二加热段B4--第二加热段B5--拉杆B6--拉杆座
[0024]B7——进水管 B8——加强筋 Bla——保温箱 Blb——搁丝砖
[0025]B2a——I号电阻丝B2b——2号电阻丝B3a——3号电阻丝B3b——4号电阻丝
[0026]B4a——5号电阻丝B4b——6号电阻丝B5a——喷水口。
【具体实施方式】
[0027]为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本实用新型作进一步的说明。
[0028]在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
[0029]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0030]如图1-4所示，电热螺旋结晶机，包括螺旋送料杆A及倾斜设置的壳体B，螺旋送料杆A设于壳体B内，螺旋送料杆A包括轴杆Al及连接于轴杆Al外周面的桨叶A2，壳体B包括双层钢板制成的“U”形槽BI及多根电阻丝，“U”形槽BI的槽头端设有精锡排出口、槽尾端设有焊锡排出管，电阻丝位于双层钢板之间的夹层中，电阻丝从槽头至槽尾排布形成并联的第一加热段B2、第二加热段B3及第三加热段B4，第一加热段B2、第二加热段B3及第三加热段B4的功率比为7:10:6,第一加热段B2、第二加热段B3及第三加热段B4沿“U”形槽BI轴线方向的长度比为5:10:11，第一加热段B2包括一根I号电阻丝B2a及两根对称设置于I号电阻丝B2a两侧的2号电阻丝B2b，第二加热段B3包括两根由前至后依次设置的3号电阻丝(B3a)及两根对称设置于3号电阻丝(B3a)两侧的4号电阻丝B3b，第三加热段B4包括一根5号电阻丝Ma及两根对称设置于5号电阻丝Ma两侧的6号电阻丝B4b，I号电阻丝B2a与2号电阻丝B2b串联，3号电阻丝B3a与4号电阻丝B3b串联，5号电阻丝Ma与6号电阻丝Mb串联，I号电阻丝B2a、2号电阻丝B2b、3号电阻丝B3a、4号电阻丝B3b、5号电阻丝Ma及6号电阻丝Mb的功率比为3:2:3:2:2:20
[0031]在上述实施例中，第一加热段Β2、第二加热段Β3及第三加热段Β4中平均单位面积的设计热功率比值(由于“U”形槽I的径向尺寸无变化，因此可以定义加热段的平均单位面积设计热功率=加热段的功率/加热段的长度)为7:5:3,三个加热段之间温差梯度明显，更为重要的是，在上述实施例中，第一、二加热段都是槽底部温度高(中间电阻丝功率大)起加热的作用，槽侧壁温度低(两侧电阻丝功率小)主要起保温作用，具体地，随着螺旋送料杆A的转动，槽底部的结晶体被翻转至上方，此时由于侧壁温度相对较低，结晶体温度升高速度变缓(或者不再升高)，从而有利于结晶形成及晶体中铅、铋的分离，该实施方案在湖南省衡阳市旺发锡业有限公司中经生产实践证明，在同等条件下，采用上述结构的螺旋结晶机的单日产量可以达到25吨左右，单吨精锡耗水量为200-250kg，由此可见，当将现有电热螺旋结晶机改成本实施例的结构后，结晶机的产能得到了大幅提升，生产过程中的耗水量也得到了大幅降低。
[0032]作为一种优选的方案，I号电阻丝B2a和3号电阻丝B3a的功率为15kw，2号电阻丝B2b、4号电阻丝B3b、5号电阻丝B4a及6号电阻丝Mb的功率为10kw，“U”形槽BI的总长为5.8m、总深度为0.63m，“U”形槽BI的底部弧形半径为0.305m。经试验，采用上述配置后，螺旋结晶机的单日产量可以达到近27吨，单吨精锡耗水量约为210kg，除铅率可达到99.9%，除秘率达到99%以上，得到的精锡纯度尚，品质好。
[0033]如图1、3所示，壳体B的安装倾角为8°，桨叶A2包括多个叶片组，每个叶片组包括由前至后间隔设置的三块叶片A2a，相邻两块叶片A2a间的夹角为120°、间距为0.2m，叶片A2a的螺旋升角为10°、倾斜角为8°。当前市面上出售的螺旋结晶机通常采用连续不断的螺旋叶片，实际生产时，由于槽体内结晶数量变化块(特别是人工喷水冷却结晶的条件下，槽体内结晶数量的瞬时变化量很大)，螺旋叶片的受力变化量大，当槽体内的晶体数量突然增加超过电机最大负荷值时，容易出现电机烧毁或叶片变形(或者叶片与轴杆连接部位裂开)的情况，上述实施例中将原本连续不断的叶片分割成多个叶片组，每个叶片组包括间隔设置的三块叶片A2a，通过将叶片设置成间断的结构，有效避免了电机烧毁及叶片变形的情况，提高了螺旋结晶机的工作稳定性。
[0034]此外，叶片A2a随着使用时间的增长会逐渐磨损失效，为便于更换，最好将上述叶片A2a通过螺栓可拆卸连接于轴杆Al。
[0035]进一步，见图1、2和5所示，为避免“U”形槽BI的槽口外扩变形，可以在“U”形槽BI的顶部设置多根横跨槽口上方的拉杆B5，同时在“U”形槽BI的顶部左右两侧设置多个拉杆座B6，拉杆B5的左右两端分别固定连接于拉杆座B6，拉杆B5内部中空且其外壁上开设有与其内腔连通的喷水口 B5a，拉杆B5的一端连接有用于往其内腔中注入冷却水的进水管B7。当前螺旋结晶机生产作业过程中通常需要人工喷水作业降低“U”形槽BI中的物料温度，喷水冷却有利于晶体形成。在中空的拉杆B5外壁上开设喷水口 B5a并将拉杆B5的一端连接进水管B7后，可以通过电控阀门控制进水管B7的进水量，冷却水从进水管B7进入拉杆B5内腔后从喷水口 B5a喷出，从而对“U”形槽BI中的物料进行冷却降温，上述操作方式能够降低工人劳动强度。
[0036]此外，为了便于更精准地了解并控制各加热段的温度，还可以双层钢板之间的夹层中设置用于测量第一加热段B2、第二加热段B3及第三加热段B4温度的温度传感器(温度传感器在附图中未示出)，上述温度传感器位于“U”形槽BI的底部。“U”形槽BI的底部的温度对粗锡提纯的影响至关重要，故最好将上述温度传感器设于“U”形槽BI的底部。
[0037]最后，如图1、2所示，“U”形槽BI的底部外周面上平行间隔设置多条半环形的加强筋B8，加强筋B8的厚度不低于60mm，相邻两条加强筋B8之间的间距为360_490mm，“U”形槽BI的顶部左右两侧设有保温箱Bla，拉杆座B6固定安装于保温箱Bla的顶部，保温箱Bla中填塞有搁丝砖Bib。在“U”形槽BI的底部外周面上设置加强筋B8能够进一步提高“U”形槽BI的强度，避免使用过程中槽底变形，而在“U”形槽BI的顶部设置保温箱Bla可以提高槽体的保温效果，降低热量损失。
[0038]上述实施例为本实用新型较佳的实现方案，除此之外，本实用新型还可以其它方式实现，在不脱离本技术方案构思的前提下任何显而易见的替换均在本实用新型的保护范围之内。
[0039]为了让本领域普通技术人员更方便地理解本实用新型相对于现有技术的改进之处，本实用新型的一些附图和描述已经被简化，并且为了清楚起见，本申请文件还省略了一些其它元素，本领域普通技术人员应该意识到这些省略的元素也可构成本实用新型的内 L
o JzL-
【主权项】
1.电热螺旋结晶机，包括螺旋送料杆(A)及倾斜设置的壳体(B)，所述螺旋送料杆(A)设于壳体(B)内，所述螺旋送料杆(A)包括轴杆(Al)及连接于轴杆(Al)外周面的桨叶(A2)，所述壳体(B)包括双层钢板制成的“U”形槽(BI)及多根电阻丝，所述“U”形槽(BI)的槽头端设有精锡排出口、槽尾端设有焊锡排出管，所述电阻丝位于双层钢板之间的夹层中，其特征在于:所述电阻丝从槽头至槽尾排布形成并联的第一加热段(B2)、第二加热段(B3)及第三加热段(B4)，所述第一加热段(B2)、第二加热段(B3)及第三加热段(B4)的功率比为7:10:6，所述第一加热段(B2)、第二加热段(B3)及第三加热段(B4)沿“U”形槽(BI)轴线方向的长度比为5:10:11，所述第一加热段(B2)包括一根I号电阻丝(B2a)及两根对称设置于I号电阻丝(B2a)两侧的2号电阻丝(B2b)，所述第二加热段(B3)包括两根由前至后依次设置的3号电阻丝(B3a)及两根对称设置于3号电阻丝(B3a)两侧的4号电阻丝(B3b)，所述第三加热段(B4)包括一根5号电阻丝(B4a)及两根对称设置于5号电阻丝(B4a)两侧的6号电阻丝(B4b)，所述I号电阻丝(B2a)与2号电阻丝(B2b)串联，所述3号电阻丝(B3a)与4号电阻丝(B3b)串联，所述5号电阻丝(B4a)与6号电阻丝(B4b)串联，所述I号电阻丝(B2a)、2号电阻丝(B2b)、3号电阻丝(B3a)、4号电阻丝(B3b)、5号电阻丝(B4a)及6号电阻丝(B4b)的功率比为3:2:3:2:2:2。2.根据权利要求1所述的电热螺旋结晶机，其特征在于:所述I号电阻丝(B2a)和3号电阻丝(B3a)的功率为15kw，所述2号电阻丝(B2b)、4号电阻丝(B3b)、5号电阻丝(B4a)及6号电阻丝(B4b)的功率为1kw，所述“U”形槽(BI)的总长为5.8m、总深度为0.63m,所述“U”形槽(BI)的底部弧形半径为0.305m。3.根据权利要求2所述的电热螺旋结晶机，其特征在于:所述壳体(B)的安装倾角为8°，所述桨叶(A2)包括多个叶片组，每个叶片组包括由前至后间隔设置的三块叶片(A2a)，相邻两块叶片(A2a)间的夹角为120°、间距为0.2m，所述叶片(A2a)的螺旋升角为10°、倾斜角为S004.根据权利要求3所述的电热螺旋结晶机，其特征在于:所述叶片(A2a)通过螺栓可拆卸连接于轴杆(Al)。5.根据权利要求1-4中任意一项所述的电热螺旋结晶机，其特征在于:所述“U”形槽(BI)的顶部设有多根横跨槽口上方的拉杆(B5)，所述“U”形槽(BI)的顶部左右两侧均设有多个拉杆座(B6)，所述拉杆(B5)的左右两端分别固定连接于拉杆座(B6)，所述拉杆(B5 )内部中空且其外壁上开设有与其内腔连通的喷水口(B5a)，所述拉杆(B5)的一端连接有用于往其内腔中注入冷却水的进水管(B7 )。6.根据权利要求5所述的电热螺旋结晶机，其特征在于:所述双层钢板之间的夹层中设有用于测量第一加热段(B2)、第二加热段(B3)及第三加热段(B4)温度的温度传感器，所述温度传感器位于“U”形槽(BI)的底部。7.根据权利要求6所述的电热螺旋结晶机，其特征在于:所述“U”形槽(BI)的底部外周面上平行间隔设置多条半环形的加强筋(B8)，所述加强筋(B8)的厚度不低于60mm，相邻两条加强筋(B8 )之间的间距为360-490mm。8.根据权利要求7所述的电热螺旋结晶机，其特征在于:所述“U”形槽(BI)的顶部左右两侧设有保温箱(Bla)，所述拉杆座(B6)固定安装于保温箱(Bla)的顶部，所述保温箱(Bla)中填塞有搁丝砖(Bib)。
【文档编号】C22B25/08GK205662564SQ201620574587
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月15日
【发明人】刘建新, 王雪平, 左智东, 唐礼辉, 李常清
【申请人】衡阳旺发锡业有限公司