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专利号: 2022107555903
申请人: 宁波锦越新材料有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-08
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种高纯铝晶析装置,包括坩埚(1),在坩埚(1)内装有铝液(11),在坩埚(1)周围形成供保护气体的密闭填充空间,晶析冷却棒(2)一端位于铝液中,晶析冷却棒(2)另一端被驱动电机(51)作用实现晶析冷却棒(2)的旋转,晶析冷却棒(2)周围设有多个间隔设置的分离搅拌杆(32),分离搅拌杆(32)部分位于铝液(11)中,多个分离搅拌杆(32)围绕着晶析冷却棒(2)旋转,其特征在于:保护气体输出端位于密闭填充空间内,保护气体产生的气压和气流使得多个分离搅拌杆(32)按照顺时针或逆时针方向旋转;

包括旋转叶轮(31),旋转叶轮(31)的每个旋转叶片上设置一分离搅拌杆(32),旋转叶轮(31)能够绕着晶析冷却棒(2)旋转,保护气体作用在旋转叶片上使得旋转叶片与其上的分离搅拌杆(32)绕着晶析冷却棒(2)旋转;

第一高压保护气体输出装置(4)输出的高压的保护气体通过第一输气管(41)进入到密闭填充空间中,第一高压保护气体输出装置(4)输出的高压气体作用旋转叶轮(31)并且使得其做顺时针旋转;

第二高压保护气体输出装置(7)输出的高压的保护气体通过第二输气管(71)进入到密闭填充空间中,第二高压保护气体输出装置(7)输出的高压气体作用旋转叶轮(31)并且使得其做逆时针旋转;

外密封板(13)和内密封板(12)之间设有保护气体输出管(42),保护气体输出管(42)入口位于密闭填充空间中,保护气体输出管(42)出口设有气压塞(43)。

2.根据权利要求1所述的高纯铝晶析装置,其特征在于:旋转叶轮(31)水平设置,保护气体输出端也水平设置对准旋转叶片的受力部,增加风能转换机械能的效率。

3.根据权利要求2所述的高纯铝晶析装置,其特征在于:坩埚(1)上方设有内密封板(12),密闭填充空间位于内密封板(12)与坩埚(1)之间,坩埚(1)放置在耐热容器(14)中,在耐热容器(14)开口处设有外密封板(13),内密封板(12)与外密封板(13)之间为隔热空间。

4.根据权利要求3所述的高纯铝晶析装置,其特征在于:旋转叶轮(31)之间设有通孔供晶析冷却棒(2)通行,轴向连接环(33)一端与通孔的内壁连接,轴向连接环(33)穿过内密封板(12)上的环形孔,轴向连接环(33)另一端与耐热轴承(34)的外圈连接,耐热轴承(34)的内圈固定在晶析冷却棒(2)上,耐热轴承(34)位于隔热空间中,分离搅拌杆(32)通过耐热轴承(34)与晶析冷却棒(2)连接并且实现各自的旋转不会发生相互干扰。

5.根据权利要求4所述的高纯铝晶析装置,其特征在于:晶析冷却棒(2)包括外管(21)和内管(22),内管(22)位于外管(21)中,外管(21)外部为石墨层,外管(21)与内管(22)之间为冷气进入通道(211),内管(22)内壁设有隔热层,内管(22)中为热气返回通道(221),晶析冷却棒(2)最下端为冷气进入通道(211)与热气返回通道(221)的连通处;晶析冷却棒(2)位于耐热容器(14)之外部分的外管(21)和内管(22)之间设有多个支撑连接件(23)并且该处内管(22)端部不通,支撑连接件(23)中设有热气输出通道(231),热气输出通道(231)一端与热气返回通道(221)相通,热气输出通道(231)另一端与环境相通将热气排放到环境中。

6.根据权利要求5所述的高纯铝晶析装置,其特征在于:晶析冷却棒(2)位于耐热容器(14)之外部分的端部通过动静转换接头(62)与冷气输出装置(6)连接,动静转换接头(62)设有空腔,空腔一端通过轴承(63)与外管(21)连接,轴承(63)外圈与空腔内壁连接,轴承(63)内圈与外管(21)连接,空腔与外管(21)之间还设有油封(64)确保气密性;空腔另一端通过输出管道(61)与冷气输出装置(6)连接。

7.根据权利要求6所述的高纯铝晶析装置,其特征在于:晶析冷却棒(2)位于耐热容器(14)之外部分连接有从动齿轮(53),从动齿轮(53)与主齿轮(52)啮合,驱动电机(51)使得主齿轮(52)旋转从而带动晶析冷却棒(2)旋转。

8.一种权利要求7所述的高纯铝晶析装置的晶析方法,包括以下步骤:

步骤1、将外密封板(13)和内密封板(12)安装在晶析冷却棒(2)上,晶析冷却棒(2)下端从上至下放入坩埚(1)的铝液(11)中,将第一输气管(41)一端与第一高压保护气体输出装置(4)连接,第一输气管(41)另一端设置在密闭填充空间中,将第二输气管(71)一端与第二高压保护气体输出装置(7)连接,第二输气管(71)另一端设置在密闭填充空间中;

步骤2、启动第一高压保护气体输出装置(4)向密闭填充空间中输入保护气体氩气,第一高压保护气体输出装置(4)输出的高压氩气作用旋转叶轮(31)并且使得其做顺时针旋转,当气压塞(43)被气体顶开表明密闭填充空间内的空气被排出,气压塞(43)开启一段时间后表明密闭填充空间内充满氩气;

步骤3、开启冷气输出装置(6),使得冷气从晶析冷却棒(2)的冷气进入通道(211)向下,先对耐热轴承(34)进行降温,然后再进入到铝液下的晶析冷却棒(2)产生晶析物;冷气变热后从热气返回通道(221)向上移动,并且从热气输出通道(231)排出;

步骤4、启动驱动电机(51)使得晶析冷却棒(2)做逆时针旋转;

步骤5、持续一端时间后,关闭第一高压保护气体输出装置(4),开启第二高压保护气体输出装置(7),第二高压保护气体输出装置(7)输出的高压氩气作用旋转叶轮(31)并且使得其做逆时针旋转,切换驱动电机(51)工作模式使得晶析冷却棒(2)做顺时针旋转;

步骤6、在晶析冷却棒(2)表面获得少杂质的高纯度晶析物。