专利名称：一种硅化镁螺旋冷却装置的制作方法
技术领域：
一种硅化镁螺旋冷却装置技术领域[0001][0001]本实用新型涉及一种用于冷却高温硅化镁的冷却设备，尤其是涉及一种 硅化镁螺旋冷却装置。
背景技术：
[0002]硅化镁是一种重要的工业原料，其广泛应用于制备硅烷气体、多晶硅、非晶硅 薄膜、陶瓷材料及含硅纳米粉末等，对半导体微电子制造业、太阳能电池制造业等有着 越来越重要的作用。开发高效、高质量和低能耗的工业合成技术是硅化镁工艺的发展方 向。[0003]在制备硅化镁过程中，硅镁反应是一个强放热反应，生成的硅化镁温度在500°C 左右，为有利于后续加工，需对其进行冷却。传统的间歇式反应生产方式，是在硅镁反 应结束后，使反应器自然冷却，从而达到冷却硅化镁的目的，但这种冷却方法的冷却效 率很低。发明内容[0004]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种冷却效率高，且冷却后的硅化镁不 结块、质量高的硅化镁螺旋冷却装置。[0005]本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为一种硅化镁螺旋冷却装 置，其特征在于包括电机、冷却器和螺旋推进器，所述的螺旋推进器设置于所述的冷却 器内，所述的螺旋推进器主要由空心轴和设置于所述的空心轴上的螺旋叶片组成，所述 的空心轴内设置有与所述的空心轴的内壁连接的盲板，所述的空心轴内设置有冷却水导 入管，所述的冷却水导入管的第一端位于所述的空心轴的第一端外，所述的冷却水导入 管的第二端靠近所述的盲板且与所述的盲板不相接触，所述的空心轴的内壁与所述的冷 却水导入管的外壁之间的间隙构成冷却水回程通道，所述的冷却水回程通道的第一端连 接有冷却水导出管，所述的空心轴的第二端与所述的电机相连接，所述的冷却器外自其 第二端至第一端依次设置有用于向所述的冷却器内提供高温硅化镁粉末进料的前端筒、 用于对高温硅化镁粉末进行逐段冷却的多级冷却水夹套及用于输出低温硅化镁粉末出料 的末端筒。[0006]所述的冷却器外设置有四级所述的冷却水夹套，分别为一级冷却水夹套、二级 冷却水夹套、三级冷却水夹套和四级冷却水夹套。[0007]所述的盲板的位置与所述的一级冷却水夹套的第二端的位置相对应。[0008]所述的末端筒内靠近所述的冷却器的第一端设置有用于粉碎硅化镁粉末的粉碎直ο[0009]所述的前端筒包括设置于所述的冷却器外的前端筒主体和设置于所述的前端筒 主体的上方且与所述的冷却器相连通的进料接管口；所述的一级冷却水夹套包括一级冷 却水夹套主体、设置于所述的一级冷却水夹套主体的下方且与所述的一级冷却水夹套主体相连通的一级冷却水导入管和设置于所述的一级冷却水夹套主体的上方且与所述的一 级冷却水夹套主体相连通的一级冷却水导出管；所述的二级冷却水夹套包括二级冷却水 夹套主体、设置于所述的二级冷却水夹套主体的下方且与所述的二级冷却水夹套主体相 连通的二级冷却水导入管和设置于所述的二级冷却水夹套主体的上方且与所述的二级冷 却水夹套主体相连通的二级冷却水导出管；所述的三级冷却水夹套包括三级冷却水夹套 主体、设置于所述的三级冷却水夹套主体的下方且与所述的三级冷却水夹套主体相连通 的三级冷却水导入管和设置于所述的三级冷却水夹套主体的上方且与所述的三级冷却水 夹套主体相连通的三级冷却水导出管；所述的四级冷却水夹套包括四级冷却水夹套主 体、设置于所述的四级冷却水夹套主体的下方且与所述的四级冷却水夹套主体相连通的 四级冷却水导入管和设置于所述的四级冷却水夹套主体的上方且与所述的四级冷却水夹 套主体相连通的四级冷却水导出管；所述的末端筒包括设置于所述的冷却器外的末端筒 主体和设置于所述的末端筒主体的下方且与所述的冷却器相连通的出料筒。[0010]所述的冷却器的第一端连接有与所述的冷却器相连通且用于导入保护气体的保 护气体导入管，所述的保护气体导入管的位置与所述的末端筒的位置相对应，所述的冷 却器的第二端连接有与所述的冷却器相连通且用于导出保护气体的保护气体导出管，所 述的保护气体导出管的位置位于所述的前端筒与所述的一级冷却水夹套之间。[0011]所述的保护气体为氩气或氢气。[0012]所述的冷却器上连接有多个与所述的冷却器相连通的测温管，所述的测温管连 接有用于测量所述的冷却器内的硅化镁粉末的温度的温度计，各个所述的测温管的位置 分别位于所述的一级冷却水夹套、所述的二级冷却水夹套、所述的三级冷却水夹套及所 述的四级冷却水夹套的位置后方。[0013]与现有技术相比，本实用新型的优点在于[0014]1)、通过结合螺旋推进器和冷却器，可以实现高温硅化镁粉末的连续冷却，且 冷却效率高，有助于实现硅化镁的连续合成，从而能够有效实现硅化镁法硅烷的大规模生产；[0015]2)、高温硅化镁粉末在螺旋推进器的翻动下前进，加强了传热，使硅化镁粉末 冷却均勻，降温速度平稳，有效地提供了温和的膨胀条件，从而保证了硅化镁的反应活 性，使冷却后的硅化镁不结块、质量高；[0016]3)、通过向冷却器内充入保护气体(惰性气体)，以隔绝空气，达到保护高温 硅化镁粉末不与空气接触，保证其安全的目的；[0017]4)、通过在空心轴内设置一个冷却水导入管，在冷却水导入管内通入流动的冷 却水，可保证空心轴处于较低的温度环境，从而有效保证了螺旋推进器的正常运行；[0018]5)、通过采用逐段冷却的多级冷却水夹套，对高温硅化镁粉末进行间接冷却， 避免了使用昂贵的惰性气体直接冷却硅化镁粉末；[0019]6)、通过在末端筒内设置了用于粉碎硅化镁粉末的粉碎装置，有效保证了硅化 镁的粒度均勻，有利于后续硅烷发生反应的有效进行。
[0020]图1为本实用新型的整体结构示意图；[0021]图2为本实用新型的局部剖面示意图；[0022]图3为图1的A-A向剖面示意图。
具体实施方式
[0023]
以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。[0024]本实用新型提出的一种硅化镁螺旋冷却装置，如图所示，其包括电机1、冷却器 2和螺旋推进器3，螺旋推进器3设置于冷却器2内，螺旋推进器3主要由空心轴3-1和 设置于空心轴3-1上的螺旋叶片3-2组成，空心轴3-1内设置有与空心轴3-1的内壁连接 的盲板(图中未示出)，空心轴3-1内设置有冷却水导入管3-3，冷却水导入管3-3的第 一端位于空心轴3-1的第一端外，冷却水导入管3-3的第二端靠近盲板且与盲板不相接 触，空心轴3-1的内壁与冷却水导入管3-3的外壁之间的间隙构成冷却水回程通道3-5， 冷却水回程通道3-5的第一端连接有冷却水导出管3-4，空心轴3-1的第二端与电机1相 连接，冷却器2外自其第二端至第一端依次设置有用于向冷却器2内提供高温硅化镁粉 末进料的前端筒4、用于对高温硅化镁粉末进行逐段冷却的四级冷却水夹套及用于输出低 温硅化镁粉末出料的末端筒9，四级冷却夹套分别为一级冷却水夹套5、二级冷却水夹套 6、三级冷却水夹套7和四级冷却水夹套8，盲板的位置与一级冷却水夹套5的第二端的位 置相对应。[0025]在此具体实施例中，在末端筒9内靠近冷却器2的第一端设置有用于粉碎硅化镁 粉末的粉碎装置9-9，粉碎装置9-9采用现有技术，如采用现有的电动破碎机。[0026]在此具体实施例中，前端筒4包括套设于冷却器2外的前端筒主体4-1和设置 于前端筒主体4-1的上方且与冷却器2相连通的进料接管口 4-2 ； 一级冷却水夹套5包括 一级冷却水夹套主体5-1、设置于一级冷却水夹套主体5-1的下方且与一级冷却水夹套主 体5-1相连通的一级冷却水导入管5-2和设置于一级冷却水夹套主体5-1的上方且与一级 冷却水夹套主体5-1相连通的一级冷却水导出管5-3 ； 二级冷却水夹套6包括二级冷却水 夹套主体6-1、设置于二级冷却水夹套主体6-1的下方且与二级冷却水夹套主体6-1相连 通的二级冷却水导入管6-2和设置于二级冷却水夹套主体6-1的上方且与二级冷却水夹 套主体6-1相连通的二级冷却水导出管6-3 ；三级冷却水夹套7包括三级冷却水夹套主体 7-1、设置于三级冷却水夹套主体7-1的下方且与三级冷却水夹套主体7-1相连通的三级 冷却水导入管7-2和设置于三级冷却水夹套主体7-1的上方且与三级冷却水夹套主体7-1 相连通的三级冷却水导出管7-3 ；四级冷却水夹套8包括四级冷却水夹套主体8-1、设置 于四级冷却水夹套主体8-1的下方且与四级冷却水夹套主体8-1相连通的四级冷却水导入 管8-2和设置于四级冷却水夹套主体8-1的上方且与四级冷却水夹套主体8-1相连通的四 级冷却水导出管8-3 ；末端筒9包括设置于冷却器2外的末端筒主体9-1和设置于末端筒 主体9-1的下方且与冷却器2相连通的出料筒9-2。[0027]在此具体实施例中，冷却器2的第一端连接有与冷却器2相连通且用于导入保 护气体的保护气体导入管2-1，保护气体导入管2-1的位置与末端筒9的位置相对应，冷 却器2的第二端连接有与冷却器2相连通且用于导出保护气体的保护气体导出管2-2，保 护气体导出管2-2的位置位于前端筒4与一级冷却水夹套5之间。通过保护气体导入管 2-1连续通入保护气体(惰性气体)，不仅起到移走部分热量的功能，而且能够有效的排出和隔绝空气，确保冷却器内无空气，从而确保了硅化镁粉末的安全。在此，保护气体 可采用氩气或氢气。当然也可以通过将整个装置抽真空，使其在真空状态下工作，但这 样就有空气漏入整个装置的可能，对整个装置的要求会很高。[0028]在此具体实施例中，冷却器2上连接有四个与冷却器2相连通的测温管Tl T4，各个测温管连接有用于测量冷却器内的硅化镁粉末的温度的温度计，各个测温管的 位置分别位于一级冷却水夹套5、二级冷却水夹套6、三级冷却水夹套7及四级冷却水夹 套8的位置后方。本冷却装置通过温度计监督各级冷却的温度，目的是为了防止冷却过 快，保证硅化镁粉末苏松。[0029]在此，可在冷却器2设置固定支架19，用于支撑本冷却装置。[0030]本实用新型的工作过程为前端筒的进料接管口接受硅化镁反应装置生成的高 温硅化镁粉末，高温硅化镁粉末通过进料接管口进入冷却器内，设置于冷却器内的螺旋 推进器推动硅化镁粉末自冷却器的第二端向冷却器的第一端前进，硅化镁粉末前进至一 级冷却水夹套对应的位置处时，一级冷却水夹套通过其一级冷却水导入管向一级冷却水 夹套主体内导入冷却水将硅化镁粉末冷却至350°C左右，硅化镁粉末前进至二级冷却水夹 套对应的位置处时，二级冷却水夹套通过其二级冷却水导入管向二级冷却水夹套主体内 导入冷却水将硅化镁粉末冷却至230°C左右，硅化镁粉末前进至三级冷却水夹套对应的位 置处时，三级冷却水夹套通过其三级冷却水导入管向三级冷却水夹套主体内导入冷却水 将硅化镁粉末冷却至150°C左右，硅化镁粉末前进至四级冷却水夹套对应的位置处时，四 级冷却水夹套通过其四级冷却水导入管向四级冷却水夹套主体内导入冷却水将硅化镁粉 末冷却至100°C左右，硅化镁粉末前进至末端筒的位置处时，粉碎装置对硅化镁粉末进行 进一步细化处理，并通过出料筒输出低温硅化镁粉末。高温硅化镁通过本冷却装置的各 级冷却水夹套后其温度被分段降下来，有效保证了冷却效果、冷却效率及冷却后硅化镁 粉末的质量。
权利要求1.一种硅化镁螺旋冷却装置，其特征在于包括电机、冷却器和螺旋推进器，所述的 螺旋推进器设置于所述的冷却器内，所述的螺旋推进器主要由空心轴和设置于所述的空 心轴上的螺旋叶片组成，所述的空心轴内设置有与所述的空心轴的内壁连接的盲板，所 述的空心轴内设置有冷却水导入管，所述的冷却水导入管的第一端位于所述的空心轴的 第一端外，所述的冷却水导入管的第二端靠近所述的盲板且与所述的盲板不相接触，所 述的空心轴的内壁与所述的冷却水导入管的外壁之间的间隙构成冷却水回程通道，所述 的冷却水回程通道的第一端连接有冷却水导出管，所述的空心轴的第二端与所述的电机 相连接，所述的冷却器外自其第二端至第一端依次设置有用于向所述的冷却器内提供高 温硅化镁粉末进料的前端筒、用于对高温硅化镁粉末进行逐段冷却的多级冷却水夹套及 用于输出低温硅化镁粉末出料的末端筒。
2.根据权利要求1所述的一种硅化镁螺旋冷却装置，其特征在于所述的冷却器外设置 有四级所述的冷却水夹套，分别为一级冷却水夹套、二级冷却水夹套、三级冷却水夹套 和四级冷却水夹套。
3.根据权利要求2所述的一种硅化镁螺旋冷却装置，其特征在于所述的盲板的位置与 所述的一级冷却水夹套的第二端的位置相对应。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的一种硅化镁螺旋冷却装置，其特征在于所述的 末端筒内靠近所述的冷却器的第一端设置有用于粉碎硅化镁粉末的粉碎装置。
5.根据权利要求3所述的一种硅化镁螺旋冷却装置，其特征在于所述的前端筒包括设 置于所述的冷却器外的前端筒主体和设置于所述的前端筒主体的上方且与所述的冷却器 相连通的进料接管口 ；所述的一级冷却水夹套包括一级冷却水夹套主体、设置于所述的 一级冷却水夹套主体的下方且与所述的一级冷却水夹套主体相连通的一级冷却水导入管 和设置于所述的一级冷却水夹套主体的上方且与所述的一级冷却水夹套主体相连通的一 级冷却水导出管；所述的二级冷却水夹套包括二级冷却水夹套主体、设置于所述的二级 冷却水夹套主体的下方且与所述的二级冷却水夹套主体相连通的二级冷却水导入管和设 置于所述的二级冷却水夹套主体的上方且与所述的二级冷却水夹套主体相连通的二级冷 却水导出管；所述的三级冷却水夹套包括三级冷却水夹套主体、设置于所述的三级冷却 水夹套主体的下方且与所述的三级冷却水夹套主体相连通的三级冷却水导入管和设置于 所述的三级冷却水夹套主体的上方且与所述的三级冷却水夹套主体相连通的三级冷却水 导出管；所述的四级冷却水夹套包括四级冷却水夹套主体、设置于所述的四级冷却水夹 套主体的下方且与所述的四级冷却水夹套主体相连通的四级冷却水导入管和设置于所述 的四级冷却水夹套主体的上方且与所述的四级冷却水夹套主体相连通的四级冷却水导出 管；所述的末端筒包括设置于所述的冷却器外的末端筒主体和设置于所述的末端筒主体 的下方且与所述的冷却器相连通的出料筒。
6.根据权利要求5所述的一种硅化镁螺旋冷却装置，其特征在于所述的冷却器的第一 端连接有与所述的冷却器相连通且用于导入保护气体的保护气体导入管，所述的保护气 体导入管的位置与所述的末端筒的位置相对应，所述的冷却器的第二端连接有与所述的 冷却器相连通且用于导出保护气体的保护气体导出管，所述的保护气体导出管的位置位 于所述的前端筒与所述的一级冷却水夹套之间。
7.根据权利要求6所述的一种连续合成硅化镁的反应装置，其特征在于所述的保护气体为氩气或氢气。
8.根据权利要求3所述的一种连续合成硅化镁的反应装置，其特征在于所述的冷却器 上连接有多个与所述的冷却器相连通的测温管，所述的测温管连接有用于测量所述的冷 却器内的硅化镁粉末的温度的温度计，各个所述的测温管的位置分别位于所述的一级冷 却水夹套、所述的二级冷却水夹套、所述的三级冷却水夹套及所述的四级冷却水夹套的 位置后方。
专利摘要本实用新型公开了一种硅化镁螺旋冷却装置，包括电机、冷却器和设置于冷却器内的螺旋推进器，螺旋推进器主要由空心轴和设置于空心轴上的螺旋叶片组成，空心轴内设置有冷却水导入管，空心轴的内壁与冷却水导入管的外壁之间的间隙构成冷却水回程通道，冷却水回程通道的第一端连接有冷却水导出管，冷却器外自其第二端至第一端依次设置有前端筒、多级冷却水夹套及末端筒，优点在于通过结合螺旋推进器和冷却器，可实现高温硅化镁粉末的连续冷却，有助于实现硅化镁的连续合成；高温硅化镁粉末在螺旋推进器的翻动下前进，加强了传热，使硅化镁粉末冷却均匀，降温速度平稳，提供了温和的膨胀条件，从而保证了硅化镁的反应活性，使冷却后的硅化镁不结块。
文档编号C01B33/06GK201809176SQ201020526599
公开日2011年4月27日 申请日期2010年9月13日 优先权日2010年9月13日
发明者刘明亮, 周晓燕, 徐泽夕, 林永兴, 林玉克, 梁正, 王采蓓 申请人:化学工业第二设计院宁波工程有限公司, 浙江中福硅能有限公司