一种用于稀土金属制备用的熔盐电解装置的制作方法

[0001]
本发明涉及熔盐电解技术领域，具体为一种用于稀土金属制备用的熔盐电解装置。


背景技术：

[0002]
熔盐电解法制取稀土金属是指在直流电流作用下，含有稀土金属的熔盐电解质中的稀土离子在电解槽的阴极获得电子还原成金属的方法，通常工业上采取氯化物熔盐电解质制取稀土金属。
[0003]
现有的熔盐电解装置在阴极表面析出金属时，随着金属的析出，阴极获得电子的能力减弱，使得金属的析出效率下降，不能在阴极析出金属的同时将金属刮下，不便使用，所以我们提出了一种用于稀土金属制备用的熔盐电解装置，以便于解决上述中提出的问题。


技术实现要素：

[0004]
本发明的目的在于提供一种用于稀土金属制备用的熔盐电解装置，以解决现有的熔盐电解装置在阴极表面析出金属时，随着金属的析出，阴极获得电子的能力减弱，使得金属的析出效率下降，不能在阴极析出金属的同时将金属刮下，不便使用的问题。
[0005]
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于稀土金属制备用的熔盐电解装置，包括电解箱，所述电解箱的内部开设有电解槽，所述电解箱靠近电解槽的顶部安装有密封盖，所述密封盖靠近电解槽的一侧螺纹连接有阳极杆，其中，
[0006]
所述密封盖靠近电解槽的另一侧转动连接有转动杆，所述转动杆的底部固定有阴极杆，所述转动杆靠近密封盖的顶部固定有第一齿轮，所述密封盖靠近第一齿轮的顶部安装有电机，所述电机的轴端固定有第二齿轮，所述第二齿轮与第一齿轮相啮合，所述阴极杆的底部固定连接有第一丝杆底座，所述第一丝杆底座的两侧顶部转动连接有第一往复丝杆，所述第一往复丝杆的顶部固定有第三齿轮；
[0007]
所述第三齿轮之间的密封盖底部位置固定有第四齿轮，所述阴极杆上套有刮刀架，所述刮刀架两侧与第一往复丝杆螺纹连接，所述刮刀架的内侧固定有刮刀，所述电解槽靠近阴极杆的一侧内部安装有螺旋上料器，所述螺旋上料器靠近底部一侧开设有进料口，所述螺旋上料器的内部转动连接有螺旋杆，所述螺旋上料器靠近顶部另一侧连通有出料管，所述出料管远离螺旋上料器的一端贯穿电解箱的内部延伸到外侧；
[0008]
所述螺旋上料器靠近出料管下方一侧开设有连通口，所述螺旋杆的顶部贯穿螺旋上料器的内部延伸到外侧，所述螺旋杆的顶部固定有第一传动轮，所述转动杆对应第一传动轮位置的外侧固定有第二传动轮，所述第一传动轮与第二传动轮上套有传动带，所述传动带与第一传动轮、第二传动轮啮合连接，所述密封盖的顶部转动连接有连接杆，所述连接杆靠近第一齿轮的一侧固定有第五齿轮，所述第五齿轮与第一齿轮相啮合；
[0009]
所述连接杆远离第五齿轮的一端固定有第六齿轮，所述阳极杆的底部固定有第二
丝杆底座，所述第二丝杆底座的顶部一侧转动连接有第二往复丝杆，所述第二往复丝杆的顶部贯穿密封盖的内部延伸到外侧，所述第二往复丝杆的顶部固定有第七齿轮，所述第七齿轮与第六齿轮相啮合，所述阳极杆上套有刷毛架，所述刷毛架的一侧与第二往复丝杆构成螺纹连接，所述刷毛架远离第二往复丝杆的一侧顶部固定有活塞杆；
[0010]
所述活塞杆的顶部贯穿密封盖的内部延伸到顶部，所述密封盖靠近活塞杆的顶部安装有活塞缸，所述活塞杆的顶部位于活塞缸的内部，所述活塞杆的顶部固定有活塞，所述活塞缸靠近底部一侧通过第一抽气管与电解槽相连通，所述第一抽气管的内部安装有第一单向阀，所述活塞缸靠近顶部一侧通过第二抽气管与电解槽相连通；
[0011]
所述第二抽气管的内部安装有第二单向阀，所述密封盖的顶部安装有集气箱，所述活塞缸靠近底部另一侧通过第一排气管与集气箱相连通，所述第一排气管的内部安装有第三单向阀，所述活塞缸靠近顶部另一侧通过第二排气管与集气箱相连通，所述第二排气管的内部安装有第四单向阀。
[0012]
优选的，所述刮刀为环形，且刮刀通过焊接固定在刮刀架的内侧。
[0013]
优选的，所述连通口为网状口，且连通口的顶部高于电解槽液面。
[0014]
优选的，所述第一传动轮与第二传动轮通过传动带构成传动结构。
[0015]
优选的，所述刷毛架为环形，且刷毛架的内径大于阳极杆的外径，并且刷毛架的内侧固定有刷毛。
[0016]
优选的，所述活塞为橡胶材料制成，且活塞的外径与活塞缸的内径相等。
[0017]
优选的，所述第一单向阀与第二单向阀为电解槽到活塞缸单向流通。
[0018]
优选的，所述第三单向阀与第四单向阀为活塞缸到集气箱单向流通。
[0019]
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0020]
1、该一种用于稀土金属制备用的熔盐电解装置，电机通过第二齿轮带动转动杆转动，转动杆带动阴极杆转动，使阴极杆通过转动调节各侧面与阳极杆之间的间距，使阴极杆表面析出的金属更为均匀，能够有效的提高稀土金属的析出效率，同时阴极杆通过第一丝杆底座带动第一往复丝杆进行公转，第一往复丝杆带动第三齿轮与第四齿轮产生相对移动，使第四齿轮通过第三齿轮带动第一往复丝杆自转，使第一往复丝杆带动刮刀架与刮刀上下移动，将阴极杆表面金属刮下，能够进一步的提高金属的析出效率。
[0021]
2、该一种用于稀土金属制备用的熔盐电解装置，转动杆转动的同时，转动杆带动第二传动轮转动，第二传动轮通过传动带带动第一传动轮同步转动，使第一传动轮带动螺旋杆转动，金属沉淀到电解槽的底部后，通过倾斜的电解槽，使金属朝螺旋上料器的进料口方向流动，当金属进入螺旋上料器的内部后，螺旋杆带动金属与电解质向上移动，当电解质上升到连通口处时，通过连通口流出，同时通过网状的连通口对金属进行过滤，使金属继续向上移动，之后通过出料管排出，能够在通过刮刀将金属刮下的同时，便于将析出的金属从电解槽内取出。
[0022]
3、该一种用于稀土金属制备用的熔盐电解装置，第一齿轮转动时，第一齿轮通过啮合带动第五齿轮转动，第五齿轮通过连接杆带动第六齿轮转动，使第六齿轮通过啮合带动第七齿轮转动，第七齿轮带动第二往复丝杆转动，使第二往复丝杆带动刷毛架上下移动，能够在阴极杆进行转动提高金属析出效率的同时将阳极杆表面附着的氯气气泡刷下。
[0023]
4、该一种用于稀土金属制备用的熔盐电解装置，刷毛架向下移动时，刷毛架通过
活塞杆带动活塞向下移动，使活塞上方的活塞缸内部为负压状态，使第二单向阀打开，通过第二抽气管将电解槽内氯气抽入活塞缸内部，同时活塞下方的活塞缸内部为高压状态，使第三单向阀打开，通过第一排气管将氯气压入集气箱内部，当刷毛架向上移动时，刷毛架带动活塞向上移动，使活塞下方的活塞缸内部为负压状态，第一单向阀打开，通过第一抽气管将氯气抽入活塞缸内部，同时活塞上方的活塞缸内部为高压状态，第四单向阀打开，通过第二排气管将氯气压入集气箱内部，使刷毛架上下移动，将阳极杆表面氯气刷下时，通过活塞缸能够持续将电解槽内部的氯气抽入集气箱的内部，避免氯气与析出的金属发生反应。
附图说明
[0024]
图1为本发明结构示意图；
[0025]
图2为本发明第三齿轮与第四齿轮啮合俯视结构示意图；
[0026]
图3为本发明图1中a处局部放大结构示意图；
[0027]
图4为本发明图1中b处局部放大结构示意图；
[0028]
图5为本发明图1中c处局部放大结构示意图。
[0029]
图中：1、电解箱；2、电解槽；3、密封盖；4、阳极杆；5、转动杆；6、阴极杆；7、第一齿轮；8、电机；9、第二齿轮；10、第一丝杆底座；11、第一往复丝杆；12、第三齿轮；13、第四齿轮；14、刮刀架；15、刮刀；16、螺旋上料器；17、进料口；18、螺旋杆；19、出料管；20、连通口；21、第一传动轮；22、第二传动轮；23、传动带；24、连接杆；25、第五齿轮；26、第六齿轮；27、第二丝杆底座；28、第二往复丝杆；29、第七齿轮；30、刷毛架；31、活塞杆；32、活塞缸；33、活塞；34、第一抽气管；35、第一单向阀；36、第二抽气管；37、第二单向阀；38、集气箱；39、第一排气管；40、第三单向阀；41、第二排气管；42、第四单向阀；43、刷毛。
具体实施方式
[0030]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0031]
请参阅图1-图5，本发明提供一种技术方案：一种用于稀土金属制备用的熔盐电解装置，包括电解箱1、电解槽2、密封盖3、阳极杆4、转动杆5、阴极杆6、第一齿轮7、电机8、第二齿轮9、第一丝杆底座10、第一往复丝杆11、第三齿轮12、第四齿轮13、刮刀架14、刮刀15、螺旋上料器16、进料口17、螺旋杆18、出料管19、连通口20、第一传动轮21、第二传动轮22、传动带23、连接杆24、第五齿轮25、第六齿轮26、第二丝杆底座27、第二往复丝杆28、第七齿轮29、刷毛架30、活塞杆31、活塞缸32、活塞33、第一抽气管34、第一单向阀35、第二抽气管36、第二单向阀37、集气箱38、第一排气管39、第三单向阀40、第二排气管41、第四单向阀42和刷毛43，所述电解箱1的内部开设有电解槽2，所述电解箱1靠近电解槽2的顶部安装有密封盖3，所述密封盖3靠近电解槽2的一侧螺纹连接有阳极杆4，其中，
[0032]
所述密封盖3靠近电解槽2的另一侧转动连接有转动杆5，所述转动杆5的底部固定有阴极杆6，所述转动杆5靠近密封盖3的顶部固定有第一齿轮7，所述密封盖3靠近第一齿轮7的顶部安装有电机8，所述电机8的轴端固定有第二齿轮9，所述第二齿轮9与第一齿轮7相
啮合，所述阴极杆6的底部固定连接有第一丝杆底座10，所述第一丝杆底座10的两侧顶部转动连接有第一往复丝杆11，所述第一往复丝杆11的顶部固定有第三齿轮12；
[0033]
所述第三齿轮12之间的密封盖3底部位置固定有第四齿轮13，所述阴极杆6上套有刮刀架14，所述刮刀架14两侧与第一往复丝杆11螺纹连接，所述刮刀架14的内侧固定有刮刀15，所述刮刀15为环形，且刮刀15通过焊接固定在刮刀架14的内侧，当第一往复丝杆11转动时，第一往复丝杆11带动刮刀架14上下移动，刮刀架14带动刮刀15与阴极杆6相对移动，通过刮刀15能够将阴极杆6表面析出的金属刮下，便于提高阴极杆6的反应效率，所述电解槽2靠近阴极杆6的一侧内部安装有螺旋上料器16，所述螺旋上料器16靠近底部一侧开设有进料口17，所述螺旋上料器16的内部转动连接有螺旋杆18，所述螺旋上料器16靠近顶部另一侧连通有出料管19，所述出料管19远离螺旋上料器16的一端贯穿电解箱1的内部延伸到外侧；
[0034]
所述螺旋上料器16靠近出料管19下方一侧开设有连通口20，所述连通口20为网状口，且连通口20的顶部高于电解槽2液面，当金属沉淀到电解槽2的底部后，通过倾斜的电解槽2，使金属朝螺旋上料器16的进料口17方向流动，当金属进入螺旋上料器16的内部后，螺旋杆18带动金属与电解质向上移动，当电解质上升到连通口20处时，通过连通口20流出，同时通过网状的连通口20对金属进行过滤，使金属继续向上移动，之后通过出料管19排出，便于将析出的金属从电解槽2内取出；
[0035]
所述螺旋杆18的顶部贯穿螺旋上料器16的内部延伸到外侧，所述螺旋杆18的顶部固定有第一传动轮21，所述第一传动轮21与第二传动轮22通过传动带23构成传动结构，当转动杆5转动时，转动杆5带动第二传动轮22转动，第二传动轮22通过传动带23带动第一传动轮21同步转动，使第一传动轮21带动螺旋杆18转动，使螺旋杆18带动金属进行移动，通过传动带23便于使转动杆5转动的同时带动金属进行移动，所述转动杆5对应第一传动轮21位置的外侧固定有第二传动轮22，所述第一传动轮21与第二传动轮22上套有传动带23，所述传动带23与第一传动轮21、第二传动轮22啮合连接，所述密封盖3的顶部转动连接有连接杆24，所述连接杆24靠近第一齿轮7的一侧固定有第五齿轮25，所述第五齿轮25与第一齿轮7相啮合；
[0036]
所述连接杆24远离第五齿轮25的一端固定有第六齿轮26，所述阳极杆4的底部固定有第二丝杆底座27，所述第二丝杆底座27的顶部一侧转动连接有第二往复丝杆28，所述第二往复丝杆28的顶部贯穿密封盖3的内部延伸到外侧，所述第二往复丝杆28的顶部固定有第七齿轮29，所述第七齿轮29与第六齿轮26相啮合，所述阳极杆4上套有刷毛架30，所述刷毛架30的一侧与第二往复丝杆28构成螺纹连接，所述刷毛架30远离第二往复丝杆28的一侧顶部固定有活塞杆31；
[0037]
所述活塞杆31的顶部贯穿密封盖3的内部延伸到顶部，所述密封盖3靠近活塞杆31的顶部安装有活塞缸32，所述活塞杆31的顶部位于活塞缸32的内部，所述活塞杆31的顶部固定有活塞33，所述活塞缸32靠近底部一侧通过第一抽气管34与电解槽2相连通，所述第一抽气管34的内部安装有第一单向阀35，所述第一单向阀35与第二单向阀37为电解槽2到活塞缸32单向流通，所述活塞缸32靠近顶部一侧通过第二抽气管36与电解槽2相连通；
[0038]
所述第二抽气管36的内部安装有第二单向阀37，所述密封盖3的顶部安装有集气箱38，所述活塞缸32靠近底部另一侧通过第一排气管39与集气箱38相连通，所述第一排气
管39的内部安装有第三单向阀40，所述第三单向阀40与第四单向阀42为活塞缸32到集气箱38单向流通，所述活塞缸32靠近顶部另一侧通过第二排气管41与集气箱38相连通，所述第二排气管41的内部安装有第四单向阀42；
[0039]
所述活塞33为橡胶材料制成，且活塞33的外径与活塞缸32的内径相等，当刷毛架30向下移动时，刷毛架30通过活塞杆31带动活塞33向下移动，使活塞33上方的活塞缸32内部为负压状态，使第二单向阀37打开，通过第二抽气管36将电解槽2内氯气抽入活塞缸32内部，同时活塞33下方的活塞缸32内部为高压状态，使第三单向阀40打开，通过第一排气管39将氯气压入集气箱38内部，当刷毛架30向上移动时，刷毛架30带动活塞33向上移动，使活塞33下方的活塞缸32内部为负压状态，第一单向阀35打开，通过第一抽气管34将氯气抽入活塞缸32内部，同时活塞33上方的活塞缸32内部为高压状态，第四单向阀42打开，通过第二排气管41将氯气压入集气箱38内部，使刷毛架30上下移动，将阳极杆4表面氯气刷下时，通过活塞缸32能够持续将电解槽2内部的氯气抽入集气箱38的内部，避免氯气与析出的金属发生反应，所述刷毛架30为环形，且刷毛架30的内径大于阳极杆4的外径，并且刷毛架30的内侧固定有刷毛43。
[0040]
工作原理：在使用该一种用于稀土金属制备用的熔盐电解装置时，首先电机8通过第二齿轮9带动转动杆5转动，转动杆5带动阴极杆6转动，使阴极杆6通过转动调节各侧面与阳极杆4之间的间距，使阴极杆6表面析出的金属更为均匀，能够有效的提高稀土金属的析出效率，同时阴极杆6通过第一丝杆底座10带动第一往复丝杆11进行公转，第一往复丝杆11带动第三齿轮12与第四齿轮13产生相对移动，使第四齿轮13通过第三齿轮12带动第一往复丝杆11自转，使第一往复丝杆11带动刮刀架14与刮刀15上下移动，将阴极杆6表面金属刮下，能够进一步的提高金属的析出效率；
[0041]
当转动杆5转动的同时，转动杆5带动第二传动轮22转动，第二传动轮22通过传动带23带动第一传动轮21同步转动，使第一传动轮21带动螺旋杆18转动，金属沉淀到电解槽2的底部后，通过倾斜的电解槽2，使金属朝螺旋上料器16的进料口17方向流动，当金属进入螺旋上料器16的内部后，螺旋杆18带动金属与电解质向上移动，当电解质上升到连通口20处时，通过连通口20流出，同时通过网状的连通口20对金属进行过滤，使金属继续向上移动，之后通过出料管19排出，能够在通过刮刀15将金属刮下的同时，便于将析出的金属从电解槽2内取出；
[0042]
当第一齿轮7转动时，第一齿轮7通过啮合带动第五齿轮25转动，第五齿轮25通过连接杆24带动第六齿轮26转动，使第六齿轮26通过啮合带动第七齿轮29转动，第七齿轮29带动第二往复丝杆28转动，使第二往复丝杆28带动刷毛架30上下移动，能够在阴极杆6进行转动提高金属析出效率的同时将阳极杆4表面附着的氯气气泡刷下；
[0043]
当刷毛架30向下移动时，刷毛架30通过活塞杆31带动活塞33向下移动，使活塞33上方的活塞缸32内部为负压状态，使第二单向阀37打开，通过第二抽气管36将电解槽2内氯气抽入活塞缸32内部，同时活塞33下方的活塞缸32内部为高压状态，使第三单向阀40打开，通过第一排气管39将氯气压入集气箱38内部，当刷毛架30向上移动时，刷毛架30带动活塞33向上移动，使活塞33下方的活塞缸32内部为负压状态，第一单向阀35打开，通过第一抽气管34将氯气抽入活塞缸32内部，同时活塞33上方的活塞缸32内部为高压状态，第四单向阀42打开，通过第二排气管41将氯气压入集气箱38内部，使刷毛架30上下移动，将阳极杆4表
面氯气刷下时，通过活塞缸32能够持续将电解槽2内部的氯气抽入集气箱38的内部，避免氯气与析出的金属发生反应。
[0044]
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。