一种新型电解炉结构的制作方法

本实用新型涉及稀土金属电解技术领域，尤其涉及的是一种新型电解炉结构。

背景技术：

电解法制备镨钕合金的工艺包括：电解炉中使用钨阴极和石墨阳极配合，然后在电解炉中投入氟化物（氟化物镨钕和氟化锂），通电后升温至1000℃~1100℃，并保持此温度继续电解工作。现有的电解炉结构复杂，保温控温性能不好，阳极结构和阴极结构的配合不够灵活。

因此，现有技术有待改进和发展。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种新型电解炉结构，旨在解决现有的电解炉结构复杂，保温控温性能不好，阳极结构和阴极结构的配合不够灵活的技术问题。

本实用新型的技术方案如下：

一种新型电解炉结构，其中，包括阴极升降机构、炉体和方形固定板；阴极升降机构包括底座、手摇轮、升降绳、升降杆、升降轮架、导电杆和阴极棒固定杆；升降杆设置于底座上，手摇轮设置于升降杆的下端，升降轮架可上下滑动地设置于升降杆上；升降绳一端固定设置于升降杆的顶部，另一端依次穿过升降轮架和升降杆的顶部后卷绕在手摇轮上以带动升降轮架上下滑动；升降轮架与导电杆连接，导电杆与阴极棒固定杆连接，导电杆接外部电源；炉体包括外层、阳极层和钼坩埚；外层围成圆柱形炉腔，从外向内依次包括第一钢板层、保温砖层、第二钢板层、碳块层和石墨槽层；石墨槽层的内表面设置为U型，钼坩埚放置于石墨槽层上并位于中部，阳极层位于石墨槽层的内圈，阳极层可拆卸；方形固定板包括工作台、导电散热部、接电座、进出水管座和多个阳极固定座；工作台为方框板结构，多个阳极固定座分别设置于工作台的四条边的中部；导电散热部为方框条结构，设置于工作台的内周边上；导电散热部的外表面导电，并设置有接电座与外部电源连接；导电散热部的内部中空且内表面涂有绝缘层，并设置有进出水管座；阴极升降机构的阴极棒固定杆位于炉体的正上方，方形固定板安装在炉体上，扇形碳块单元可固定在方形固定板的阳极固定座上。

所述的新型电解炉结构，其中，扇形碳块单元包括扇形碳块部、扇形连接部、固定钉、斜向延伸部和外固定部，扇形连接部与扇形碳块部的一端通过固定钉连接，扇形连接部远离扇形碳块部的一端与外固定部通过斜向延伸部连接。

所述的新型电解炉结构，其中，扇形连接部的扇面长度短于扇形碳块部的扇面长度。

所述的新型电解炉结构，其中，外固定部的平面形状为U型。

所述的新型电解炉结构，其中，阳极固定座的形状为倒L形，包括竖直部和横直部，竖直部的一端固定在工作台上，另一端与横直部连接，使横直部悬空于导电散热部的上方。

所述的新型电解炉结构，其中，外固定部叠在导电散热部上并正对横直部的位置，并使用楔形块塞紧外固定部与横直部之间的空隙，完成固定。

所述的新型电解炉结构，其中，升降杆包括固定座、直杆和顶架，固定座设置在底座上，固定座和顶架分别设置于直杆的两端，顶架设置有若干个绕绳轮，直杆的表面对称设置有两根凸轨；升降轮架包括第一平板、第二平板和固定螺栓，固定螺栓将第一平板和第二平板的四个边角位连接，并使第一平板和第二平板之间留有预设间隔距离；第一平板和第二平板的内表面竖直对称设置有一对与凸轨配合的凹槽滑轮，第二平板的外表面还设置有卷绕轮和绝缘外接部，升降绳穿过卷绕轮，绝缘外接部与导电杆连接。

所述的新型电解炉结构，其中，还包括操作台，操作台设置于直杆的下部并将直杆分成上杆部和下杆部，上杆部的表面对称设置有两根凸轨。

所述的新型电解炉结构，其中，手摇轮设置于操作台上。

所述的新型电解炉结构，其中，接电座包括第一导电板、第二引电板、第三导电板和固定钉，第二引电板与导电散热部连接，第一导电板和第三导电板将第二引电板夹住，并使用固定钉连接，第一导电板和第三导电板与外部电源连接。

本实用新型的有益效果如下：

1、阴极升降机构结构简单，装配方便，成本低廉，操作简单，可调节度高，与阳极结构的配合更灵活；

2、炉体的外层由多层材料层依次组合而成，能够有效保温，设计了便于拆卸和配合使用的扇形碳块单元组成阳极层，大大提高阳极结构的使用灵活性；

3、方形固定板可以直接安装在现有炉体上使用，设置了导电散热部用于固定扇形碳块单元，并与外部电源连接，为扇形碳块单元导电，这样的通电方式可靠、稳定；导电散热部内部中空并涂有绝缘层，设置有进出水管座，可向导电散热部内部通水，实现水冷散热；设置了工作台，方便作业，结构简单，使用方便；

本实用新型提出的新型电解炉结构解决了现有的电解炉结构复杂，保温控温性能不好，阳极和阴极的配合不够灵活的技术问题。

附图说明

图1是新型电解炉结构的结构示意图。

图2是阴极升降机构的结构示意图。

图3是炉体的剖面结构示意图。

图4是方形固定板的俯视结构示意图。

图5是方形固定板的正视结构示意图。

图6是升降杆的结构示意图。

图7是升降轮架的结构示意图。

图8是第一平板的内表面的结构示意图。

图9是可调限位装置的俯视结构示意图。

图10是扇形碳块单元的剖视图。

图11是扇形碳块单元的俯视图。

图12是新型电解炉结构的俯视图。

图13是接电座的侧面结构示意图。

图14是冷却盒和限位角在导电散热部上的结构示意图。

图15是冷却盒的正视图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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。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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

请参照图1，图1是本实用新型一实施例中的新型电解炉结构的结构示意图，该新型电解炉结构包括阴极升降机构100、炉体200和方形固定板300。具体的，参见图2，图2是阴极升降机构100的结构示意图,阴极升降机构100包括底座1、手摇轮2、升降绳3、升降杆4、升降轮架5、导电杆6和阴极棒固定杆7。升降杆4设置于底座1上，手摇轮2设置于升降杆4的下端，升降轮架5可上下滑动地设置于升降杆4上。升降绳2一端固定设置于升降杆4的顶部，另一端依次穿过升降轮架5和升降杆4的顶部后卷绕在手摇轮2上带动升降轮架5上下滑动。升降轮架5与导电杆6连接，导电杆6与阴极棒固定杆7连接，导电杆6接外部电源，阴极棒固定杆7的底端与阴极棒连接。具体的，参见图3，图3是炉体200的剖面结构示意图，炉体200的整体形状为圆桶型，炉体200包括外层11、阳极层12和钼坩埚13。外层11围成圆柱形炉腔，从外向内依次包括第一钢板层111、保温砖层112、第二钢板层113、碳块层114和石墨槽层115。石墨槽层115的内表面设置为U型，钼坩埚13放置于石墨槽层115上并位于中部，阳极层12位于石墨槽层115的内圈，阳极层12可拆卸。其中，碳块层114是由多个碳块堆叠而成的，碳块之间存在空隙。具体的，参见图4及图5，图4及图5分别是方形固定板300的俯视和正视结构示意图，方形固定板300包括工作台16、导电散热部17、接电座18、进出水管座19和多个阳极固定座20。具体的，工作台16为方框板结构，多个阳极固定座20分别设置于工作台16的四条边的中部。工作台16不导电，可作为作业平台辅助作业。具体的，导电散热部17为方框条结构，设置于工作台16的内周边上。导电散热部17的外表面导电，并设置有接电座18与外部电源连接。导电散热部17的内部中空且内表面涂有绝缘层，并设置有进出水管座19。进出水管座19为现有技术，只要能实现将水从一个水管泵入并由另一水管流出的机构都可作为进出水管座19，图中只是示意图，并不限制进出水管座19的具体结构。导电散热部17主要用于为扇形碳块单元14导电，并可使用水冷的方式散热。阴极升降机构100的阴极棒固定杆7位于炉体200的正上方，方形固定板300安装在炉体200上，扇形碳块单元14可固定在方形固定板300的阳极固定座20上。

本实用新型的有益效果如下：

1、阴极升降机构100结构简单，装配方便，成本低廉，操作简单，可调节度高，与阳极结构的配合更灵活；

2、炉体200的外层11由多层材料层依次组合而成，能够有效保温，设计了便于拆卸和配合使用的扇形碳块单元14组成阳极层12，大大提高阳极结构的使用灵活性；

3、方形固定板300可以直接安装在现有炉体200上使用，设置了导电散热部17用于固定扇形碳块单元14，并与外部电源连接，为扇形碳块单元14导电，这样的通电方式可靠、稳定；导电散热部17内部中空并涂有绝缘层，设置有进出水管座19，可向导电散热部17内部通水，实现水冷散热；设置了工作台16，方便作业，结构简单，使用方便。

本实用新型提出的新型电解炉结构解决了现有的电解炉结构复杂，保温控温性能不好，阳极和阴极的配合不够灵活的技术问题。

进一步的，参见图6，图6是升降杆4的结构示意图，升降杆4包括固定座401、直杆402和顶架403，固定座401设置在底座1上，固定座401和顶架403分别设置于直杆402的两端，顶架403设置有若干个绕绳轮404，直杆402的表面对称设置有两根凸轨405。具体的，参见图7，图7是升降轮架5的结构示意图，升降轮架5包括第一平板501、第二平板502和固定螺栓503，固定螺栓503将第一平板501和第二平板502的四个边角位连接，并使第一平板501和第二平板502之间留有预设间隔距离。参见图8，图8是第一平板501的内表面的结构示意图，第二平板502的内表面的结构与第一平板501相同，图8中点阵线表示凸轨405。第一平板501和第二平板502的内表面竖直对称设置有一对与凸轨405配合的凹槽滑轮504，第二平板502的外表面还设置有卷绕轮505和绝缘外接部506，升降绳2穿过卷绕轮505，绝缘外接部506与导电杆6连接。具体的，升降绳2、绕绳轮404、卷绕轮505和手摇轮2的具体绕绳方向技术人员可根据实际设置。工作时，外接电源通电至导电杆6，使用手摇轮2即可以控制升降轮架5在升降杆4上滑动升降，升降轮架5带动导电杆6和阴极棒固定杆7运动至阴极棒进入电解炉炉体200并与阳极结构配合工作。阴极升降机构100结构简单，装配方便，成本低廉，操作简单，可调节度高，与炉体200内的阳极结构的配合更灵活。进一步的，阴极升降机构100还可以设置操作台8。参见图6，操作台8设置于直杆402的下部并将直杆402分成上杆部和下杆部，上杆部的表面对称设置有两根凸轨405，下杆部则可以不设置凸轨405了。为了方便操作，手摇轮2可以设置于操作台8上。进一步的，阴极棒只需要移动至炉体200内能与阳极结构形成配合即可，不需要进入炉体200太深。因此，阴极升降机构100还可以设置可调限位装置9，可调限位装置9设置在操作台8上并紧贴直杆402表面的凸轨404，阻挡升降轮架5的运动。具体的，参见图6及图9，图9是可调限位装置9的俯视结构示意图，可调限位装置9包括方形套筒901、调节柱902和调节螺钉903，方形套筒901固定设置于操作台8上，调节柱902可在方形套筒901内上下移动。调节螺钉903设置有三个，分别穿过方形套筒901的三个侧面顶紧调节柱902，调节柱902上不被顶紧的一个侧面开有与凸轨405配合的定位槽904。需要调节限位距离时，旋开调节螺钉903，移动调节柱902到所需距离后旋紧调节螺钉903即完成调节，调节柱902可以阻挡升降轮架5向下的运动，完成限位功能。进一步的，由于升降轮架5的一边连接有导电杆6和阴极棒固定杆7，升降轮架5的两边重量差异大，升降轮架5在升降杆4上滑动升降时对升降杆4的压力也不均衡，容易导致升降杆4连带底座1翻倒。因此，阴极升降机构100还可以设置配重块10，配重块10设置于底座1上，与升降杆4的位置相对，如图6所示。利用配重块10使整个底座1受力均衡，可以有效防止阴极升降机构100翻倒。配重块10的重量视实际而定。进一步的，导电杆6上设置有接线座601，参见图2，外部电源的电线可直接接入接线座601。具体的，导电杆6的两端均设置有螺孔，使用螺钉分别与阴极棒固定杆7和绝缘外接部506连接。进一步的，为了方便移动，底座1还设置有万向轮101。

进一步的，参见图10及图11，图10及图11分别是扇形碳块单元14的剖视图及俯视图，扇形碳块单元14包括扇形碳块部141、扇形连接部142、固定钉143、斜向延伸部144和外固定部145，扇形连接部142与扇形碳块部141的一端通过固定钉143连接，扇形连接部142远离扇形碳块部141的一端与外固定部145通过斜向延伸部144连接。在一些实施例中，扇形连接部142、固定钉143、斜向延伸部144和外固定部145一体成型，优选为钢板一体成型制造，作为导电结构接外部电源使用。实际工作时，阳极层12通电后，与外接的阴极结构配合电解原材料后得到的镨钕合金熔融金属液直接流入钼坩埚13，电解完成后使用工具将钼坩埚13拿出，镨钕合金熔融金属液冷却后得到镨钕合金。进一步的，由于在反应过程中需要控温维持1000℃~1100℃，除了需要保温砖层11保温，还需要有散热结构缓慢散热以助控温。具体的，扇形碳块单元14的扇形连接部142的扇面长度短于扇形碳块部141的扇面长度，具体如图11所示，没有被扇形连接部142覆盖的扇形碳块部141的突出部分能更好地散热。当四个扇形碳块单元14连接成阳极层12时，扇形碳块部141的突出部分形成四个散热缝隙，具体如图12所示。具体的，扇形连接部142的内圆弧与扇形碳块部141的内圆弧位置平齐，扇形连接部142的外圆弧突出于扇形碳块部141的外圆弧位置，具体如图10所示。为了使扇形连接部142和扇形碳块部141的连接更稳固，固定钉143设置有三枚，等间距设置于扇形连接部142上，如图11所示。进一步的，扇形碳块单元14的外固定部145的平面形状为U型。

进一步的，参见图13，图13为方形固定板300的接电座18的侧面结构示意图，接电座18包括第一导电板181、第二引电板182、第三导电板183和固定钉184。第二引电板182与导电散热部17连接，第一导电板181和第三导电板183将第二引电板182夹住，并使用固定钉184连接，第一导电板181和第三导电板183与外部电源连接。接电座18这样的结构使导电散热部17导电更稳定。具体的，参见图5，阳极固定座20的形状为倒L形，包括竖直部201和横直部202，竖直部201的一端固定在工作台16上，另一端与横直部202连接，使横直部202悬空于导电散热部17的上方。参见图12，阳极固定座20与电解炉的扇形碳块单元14位置相对，可使用楔形块21斜向塞紧阳极固定座20与扇形碳块单元14之间的空隙，实现固定阳极。这样的方式方便固定阳极结构，而且楔形块21斜向设置，在操作时技术工人无论是要敲紧还是敲松楔形块21都可以从旁边着手，人手可以不靠近电解炉的炉口上方，减少人手被炉口热浪灼伤的几率。进一步的，电解后的镨钕合金熔融金属液需要冷却才能变成镨钕合金成品，因此方形固定板300还可以包括冷却盒22。具体的，参见图14，图14是冷却盒22和限位角23在导电散热部17上的结构示意图，导电散热部17上设置有四个与冷却盒22配合的限位角23，冷却盒22可活动地设置于四个限位角23围成的空间内。进一步的，参见图15，图15为冷却盒22的正视图，为了防止熔融金属液在冷却时外界灰尘进入，冷却盒22的的开口的两个对边分别设置有内凹槽221，还设置有与内凹槽221配合的推拉盖板222。具体的，为了方便移动，冷却盒22上设置有把手223。冷却盒22放置在导电散热部17上随着水冷散热的方式逐渐降温冷却，比直接放置在室外突然冷却效果更好。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

综上所述，虽然本实用新型已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本实用新型，本领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本实用新型的保护范围以权利要求界定的范围为准。