立式粉体连续纯化炉.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 202020558127.6 (22)申请日 2020.04.15 (73)专利权人 山西中电科新能源技术有限公司 地址 030032 山西省太原市小店区综改示 范区太原唐槐园区唐槐路5号 (72)发明人 冯光志周社柱张军彦王慧明 刘晓鹏田冬龙吴忠举 (74)专利代理机构 太原高欣科创专利代理事务 所(普通合伙) 14109 代理人 崔雪花冷锦超 (51)Int.Cl. B01J 3/04(2006.01) B01J 3/02(2006.01) (ESM)同样的发明创造已同日申请。

2、发明专利 (54)实用新型名称 一种立式粉体连续纯化炉 (57)摘要 本实用新型一种立式粉体连续纯化炉， 涉及 高纯粉体纯化技术领域； 解决现有粉体纯化炉的 气化杂质排出率的技术问题； 关键涉及坩埚组 件， 由多个两端开口上下坩埚组成的坩埚单元构 成； 上坩埚内设置有上坩埚椎体， 其侧面底部通 过设有若干通孔的坩埚环与上坩埚桶壁相连接； 下坩埚内设置有下坩埚椎体， 下坩埚椎体的顶部 设置有通孔； 上下坩埚椎体侧面设有通气管； 本 实用新型将纯化炉体设计为立式机构， 同时在立 式的炉体内垂直纵向设置逐个串联的坩埚组合， 增大粉体与工艺气体接触面积与接触时间， 使杂 质能与工艺气体更为充分的反应，。

3、 使气化杂质排 出炉体， 实现高纯粉体的连续生产。 权利要求书1页 说明书3页 附图5页 CN 212119924 U 2020.12.11 CN 212119924 U 1.一种立式粉体连续纯化炉， 包括炉体， 所述炉体内设置有加热系统和坩埚组件， 所述 坩埚组件外部设置有保温装置， 其特征在于， 所述坩埚组件由多个从炉体顶部至底部纵向 连接的坩埚单元组成， 所述坩埚单元包括上下连接的上坩埚和下坩埚， 上坩埚和下坩埚均 为两端开口的桶体； 上坩埚桶体内设置有无底的上坩埚椎体， 所述上坩埚椎体侧面底部通 过坩埚环与上坩埚桶壁相连接， 所述坩埚环设置有若干通孔； 上坩埚椎体的侧面设置有通 气管；。

4、 下坩埚桶体内设置有无底的下坩埚椎体， 所述下坩埚椎体的侧面底部与下坩埚桶壁 上端固定连接， 下坩埚椎体的顶部设置有通孔； 所述下坩埚椎体的侧面设置有通气管； 所述 坩埚组件的顶部与炉体上设置的排气管和进料口相连通， 所述坩埚组件的底部与炉体上设 置的出料口相连接。 2.根据权利要求1所述的一种立式粉体连续纯化炉， 其特征在于， 所述上坩埚椎体侧面 的通气管与下坩埚椎体侧面的通气管呈90 设置。 3.根据权利要求2所述的一种立式粉体连续纯化炉， 其特征在于， 所述上坩埚椎体侧面 和下坩埚椎体侧面分别对称设置两个通气管。 4.根据权利要求1所述的一种立式粉体连续纯化炉， 其特征在于， 所述上坩埚。

5、椎体和下 坩埚椎体同为圆锥结构。 5.根据权利要求1所述的一种立式粉体连续纯化炉， 其特征在于， 所述进料口连接有送 料装置， 所述送料装置并联有多个进料罐。 6.根据权利要求1所述的一种立式粉体连续纯化炉， 其特征在于， 所述出料口连接有出 料装置， 所述出料装置并联有多个收料罐。 7.根据权利要求1所述的一种立式粉体连续纯化炉， 其特征在于， 所述排气管与炉体连 接处设置有密封结构。 8.根据权利要求1所述的一种立式粉体连续纯化炉， 其特征在于， 所述排气管连接有冷 凝器， 所述冷凝器连接有真空系统。 9.根据权利要求1所述的一种立式粉体连续纯化炉， 其特征在于， 所述炉体的底部设置 有进。

6、气口。 权利要求书 1/1 页 2 CN 212119924 U 2 一种立式粉体连续纯化炉 技术领域 0001 本实用新型涉及一种高纯粉体生产设备， 具体涉及一种立式粉体连续纯化炉。 背景技术 0002 随着科技进步， 高端制造行业的高速发展， 高端材料的需求越来越多， 其中包括各 种高纯粉体， 如碳化硅、 氮化铝、 石墨等， 粉体是在高温低真空炉中提纯， 粉体提纯过程中需 要保证热量能够传导进去， 气化杂质能够排出来， 并且需要连续生产， 但现有粉体纯化炉坩 埚结构单一， 生成的气化杂质排出效率低且不彻底， 导致粉体纯度下降， 最终产品的质量不 高。 实用新型内容 0003 本实用新型克服。

7、了现有技术的不足， 提出一种立式粉体连续纯化炉。 解决现有粉 体纯化炉的气化杂质排出率的技术问题。 0004 为了达到上述目的， 本实用新型是通过如下技术方案实现的。 0005 一种立式粉体连续纯化炉， 包括炉体， 所述炉体内设置有加热系统和坩埚组件， 所 述坩埚组件外部设置有保温装置， 所述坩埚组件由多个从炉体顶部至底部纵向连接的坩埚 单元组成， 所述坩埚单元包括上下连接的上坩埚和下坩埚， 上坩埚和下坩埚均为两端开口 的桶体； 上坩埚桶体内设置有无底的上坩埚椎体， 所述上坩埚椎体侧面底部通过坩埚环与 上坩埚桶壁相连接， 所述坩埚环设置有若干通孔； 上坩埚椎体的侧面设置有通气管； 下坩埚 桶体。

8、内设置有无底的下坩埚椎体， 所述下坩埚椎体的侧面底部与下坩埚桶壁上端固定连 接， 下坩埚椎体的顶部设置有通孔； 所述下坩埚椎体的侧面设置有通气管； 所述坩埚组件的 顶部与炉体上设置的排气管和进料口相连通， 所述坩埚组件的底部与炉体上设置的出料口 相连接。 0006 进一步的， 所述上坩埚椎体侧面的通气管与下坩埚椎体侧面的通气管呈90 设置。 0007 更进一步， 所述上坩埚椎体侧面和下坩埚椎体侧面分别对称设置两个通气管。 0008 进一步的， 所述上坩埚椎体和下坩埚椎体同为圆锥结构。 0009 进一步的， 所述进料口连接有送料装置， 所述送料装置并联有多个进料罐。 0010 进一步的， 所述出。

9、料口连接有出料装置， 所述出料装置并联有多个收料罐。 0011 进一步的， 所述排气管与炉体连接处设置有密封结构。 0012 进一步的， 所述排气管连接有冷凝器， 所述冷凝器连接有真空系统。 0013 进一步的， 所述炉体的底部设置有进气口。 0014 本实用新型相对于现有技术所产生的有益效果为。 0015 本实用新型通过对立式粉体连续纯化炉结构， 炉体内通过加热系统和保温毡实现 高温环境， 通过真空系统实现高真空环境； 感应加热系统将炉体中心的坩埚加热到高温， 粉 体沿着坩埚组合从上向下通过重力下滑， 粉体下滑过程与高温坩埚紧密贴合， 并且流动的 粉体厚度很薄。 粉体沿着每层坩埚组合下滑直到。

10、排出炉体， 工艺气体从坩埚组合底部进入， 说明书 1/3 页 3 CN 212119924 U 3 与椎体壁上流动的粉体充分反应， 反应后的杂质沸点低于炉内温度， 杂质气化， 气化的杂质 随着坩埚组合中的通气管由下至上逐级排出， 实现高效率高质量的连续纯化。 高纯的粉体 通过冷却阶段落入螺旋收料机， 再收到收料罐中。 0016 本实用新型打破传统纯化炉结构， 将纯化炉体设计为立式机构， 同时在立式的炉 体内垂直纵向设置逐个串联的坩埚组合， 使粉体实现在高温低真空炉中提纯的同时， 保证 热量能够传导进去， 增大粉体与工艺气体接触面积与接触时间， 使杂质能与工艺气体更为 充分的反应， 并能有效的使。

11、气化杂质排出炉体， 实现高纯粉体的连续生产。 附图说明 0017 图1为本实用新型所述立式粉体连续纯化炉的结构示意图。 0018 图2为本实用新型所述上坩埚俯视图。 0019 图3为图2的A-A向视图。 0020 图4为本实用新型所述下坩埚俯视图。 0021 图5为图4的A-A向视图。 0022 图6为气体流向图。 0023 图7为粉体流向图。 0024 其中， 1为第一收料罐， 2为第二收料罐， 3为第一阀门， 4为第二阀门， 5为螺旋收料 机， 6为第一进气口， 7为降温区， 8为加热区， 9为炉壳， 10为感应加热系统， 11为上坩埚组件， 12为下坩埚组件， 13为保温毡， 14为螺旋。

12、送料机， 15为第三阀门， 16为第四阀门， 17为第一进 料罐， 18为第二进料罐， 19为排气管， 20为第五阀门， 21为冷凝器， 22为真空系统， 23为冷凝 器排渣口， 24为第二进气口， 25为上坩埚桶， 26为通气管， 27为上坩埚锥体， 28为坩埚环， 29 为下坩埚桶， 30为下坩埚锥体。 具体实施方式 0025 为了使本实用新型所要解决的技术问题、 技术方案及有益效果更加清楚明白， 结 合实施例和附图， 对本实用新型进行进一步详细说明。 应当理解， 此处所描述的具体实施例 仅仅用以解释本实用新型， 并不用于限定本实用新型。 下面结合实施例及附图详细说明本 实用新型的技术方案。

13、， 但保护范围不被此限制。 0026 如图1所示， 是一种立式粉体连续纯化炉， 炉体中间是由上坩埚组件11和下坩埚组 件12多层螺接组成的多个坩埚组件， 炉壳9的上端侧壁上设置于排气管19， 排气管19与坩埚 组合顶部的坩埚部分螺接， 并与炉壳9通过螺栓密封圈固定， 保证坩埚组件内气流与坩埚组 件同炉壳9之间的气体隔离， 这样可以保证粉体中挥发的杂质气体不排到炉壳9内。 0027 上坩埚组件11是由两端开口的上坩埚桶25， 通气管26， 上坩埚锥体27， 坩埚环28组 成， 坩埚环28螺接在上坩埚桶25的底部， 上坩埚锥体27的侧面底部螺接在坩埚环28上， 上坩 埚锥体27侧面对称螺接有两个通。

14、气管26， 作为气体通道， 如图2和3所示。 0028 下坩埚组件12是由通气管26， 两端开口的下坩埚桶29， 下坩埚锥体30组成， 下坩埚 锥体30的侧面底部螺接在下坩埚桶29顶部桶壁内， 下坩埚锥体30的侧面也对称螺接有两个 通气管26， 如图4和图5所示。 上坩埚组件11中的通气管26和下坩埚组件12中的通气管26呈 90 设置。 纯化过程中， 粉体沿着上坩埚锥体27和下坩埚锥体30下滑， 工艺气体和杂质气体 说明书 2/3 页 4 CN 212119924 U 4 沿着通气管26排出， 如图6和图7所示。 0029 坩埚组件的顶部与炉体上设置的排气管19和进料口相连通， 坩埚组件的底。

15、部与炉 体上设置的出料口相连接。 进料口连接有螺旋送料机14， 螺旋送料机14并联有第一进料罐 17和第二进料罐18。 出料口连接有螺旋收料机5， 螺旋收料机5并联有第一收料罐1和第二收 料罐2。 排气管19连接有冷凝器21， 所述冷凝器21连接有真空系统22。 炉体的底部设置有第 一进气口6和第二进气口24。 第一收料罐1的入口设置有第一阀门3， 第二收料罐2的入口设 置有第二阀门4， 第一进料罐17入口设置有第三阀门15， 第二进料罐18入口设置有第四阀门 16， 冷凝器21的入口设置有第五阀门20。 炉体上部为加热区8， 下部为降温区7。 0030 纯化前， 第一阀门3， 第二阀门4， 。

16、第三阀门15， 第四阀门16关闭， 第五阀门20打开， 通过真空系统22对纯化炉抽真空， 达到要求真空度后通过感应加热系统10对加热区8内上 坩埚组件11和下坩埚组件12加热至要求温度。 然后通过第一进气口6充进保护气体， 通过对 充气量和抽气量的控制保证纯化工艺的炉压。 0031 第一进料罐17中填满粉料后， 对其抽真空， 再通入保护气体， 气压与炉压一致或略 高于炉压， 通过重力或压力差送粉， 打开第三阀门15， 通过螺旋送料机14将粉料按照要求速 度送至炉内， 粉体沿着加热区8内的上坩埚锥体27和下坩埚锥体30下滑， 在这个过程中杂质 和工艺气体反应， 反应后的杂质化合物沸点低于炉温， 。

17、杂质化合物气化后沿着通气管26， 排 气管19排出炉外， 进入冷凝器21， 杂质化合物在冷凝器21中固化， 储存在冷凝器21底部， 经 过一个生产周期后， 关闭第五阀门20， 关闭真空系统22， 通过冷凝器排渣口23清理冷凝器21 中的杂质。 0032 第一收料罐1抽真空， 再充满保护气体， 气压和炉内气压一致， 打开第一阀门3。 粉 体在加热区8纯化后滑落到降温区7， 再落入螺旋收料机5， 螺旋收料机5将粉体收到第一收 料罐1中。 0033 第一送料罐17中粉体清空后， 关闭第三阀门15， 对第一送料罐17充保护气体， 并填 充粉体， 再抽真空， 再充保护气体， 气压与炉压一致或略高于炉压。。

18、 0034 第二送料罐18填充粉体后， 抽真空， 再充保护气体， 气压与炉压一致或略高于炉 压， 打开第四阀门16， 通过重力或压力差送粉。 0035 第一收料罐1填充满后， 关闭第一阀门3， 再充保护气体至炉压， 待粉体温度降低到 特定温度后排出粉体。 0036 第二收料罐2抽真空， 再充保护气体， 气压和炉压一致， 打开第二阀门4开始收料。 0037 本结构打破传统纯化炉结构， 将纯化炉体设计为立式机构， 同时在立式的炉体内 垂直纵向设置逐个串联的坩埚组合， 使粉体实现在高温低真空炉中提纯的同时， 保证热量 能够传导进去， 增大粉体与工艺气体接触面积与接触时间， 使杂质能与工艺气体更为充分。

19、 的反应， 并能有效的使气化杂质排出炉体， 实现高纯粉体的连续生产。 0038 以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所做的进一步详细说明， 不能 认定本实用新型的具体实施方式仅限于此， 对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员 来说， 在不脱离本实用新型的前提下， 还可以做出若干简单的推演或替换， 都应当视为属于 本实用新型由所提交的权利要求书确定专利保护范围。 说明书 3/3 页 5 CN 212119924 U 5 图1 说明书附图 1/5 页 6 CN 212119924 U 6 图2 图3 说明书附图 2/5 页 7 CN 212119924 U 7 图4 图5 说明书附图 3/5 页 8 CN 212119924 U 8 图6 说明书附图 4/5 页 9 CN 212119924 U 9 图7 说明书附图 5/5 页 10 CN 212119924 U 10 。