本实用新型专利技术公开了一种高温超纯石英砂冷却装置。包括设有进出水口的耐高温管体，耐高温管体内设冷却器，冷却器上下部设进料口和出料口、中间由物料箱相连，物料箱包括至少三层自上而下连通的物料通道，每层物料通道包括相互配合的侧面设夹层的上锥形管和倒置的下锥形管，各物料通道内部设有和进水口、出水口连通的内通道。本实用新型专利技术可以连续、高效、无污染地对高温超纯石英砂进行冷却。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术公开了一种高温超纯石英砂冷却装置。
技术介绍
超纯或高纯石英砂为生产太阳能行业、电子工业等高新
用高品质石英玻璃的唯一原料，而高温气化反应为超纯石英砂生产工艺中必不可少的工序，高温气化反应的温度达到1200°C，气化后的石英砂金属元素杂质总量已经低于22ppm，对这种高温、超纯的物料进行冷却，就必须使用特殊材质的冷却装置，以确保冷却过程中物料的品质。从目前检索到的相关文献、资料看，还没有符合要求的冷却设备。
技术实现思路
本技术公开了一种高温超纯石英砂冷却装置，同时可用以对温度超过1000°C 的高温、超纯物料进行冷却。本技术的技术方案是本技术包括设有进出水口的耐高温管体，耐高温管体内设冷却器，冷却器上下部设进料口和出料口、中间由物料箱连接，物料箱包括至少三层自上而下连通的物料通道，每层物料通道包括相互配合的侧面设夹层的上锥形管和倒置的下锥形管，各物料通道内部设有和进水口、出水口连通的内通道。最下层的物料通道连接一环状物料箱，该环状物料箱设置有延伸出管体外的出料口，物料箱内设有水进入的内通道，最上层的物料通道设有连通内通道和出水口的过渡通道。所述锥形管和倒锥形管和水平面的夹角为30 45°。所述夹层的厚度为3-10mm。所述各物料通道通过柱状管连接。所述水流向和物料流向逆向。本技术可以连续、高效、无污染地对高温超纯石英砂进行冷却。附图说明图1为本技术公开的一种高温超纯石英砂冷却装置示意图图2为锥形冷却器进料口与第一节锥形冷却管结构示意图图3为锥形冷却器物料箱与出料管结构示意图图中1为进料口、2为冷却管、3为过渡通道、4为物料箱、5为出料口、6为管体、7 为进水口、8为出水口、9为内通道。具体实施方式如图1所示，本技术所述的高温超纯石英砂冷却装置，由冷却水箱和锥形冷却器构成，锥形冷却器置于冷却水箱内。所述锥形冷却器包括至少六节锥形冷却管2、一节物料箱4以及进料口 1、出料口 5，锥形冷却管2为内外二层锥形玻璃管组成，二层锥形玻璃管间有一 3 IOmm的夹层，锥形管的锥面与水平面夹角为30 45°。锥形冷却器的进料口 1与第一节锥形冷却管21的外层锥形玻璃管连接，内层锥形玻璃管在顶端密封，在锥形冷却管21的上部，用直径10 30mm玻璃管设置四个过渡通道3，沟通锥形冷却器内外的冷却水(如图2所示)；锥形冷却管22的内外层锥形管分别与冷却管21的内外层锥形管连接，而锥形冷却管23与22是通过夹层厚度也为3 IOmm的柱状玻璃管连接的，内层柱状管为冷却水的内通道91，内通道91的直径在30 50mm ；锥形冷却管M与23的内外层锥形管分别相接，冷却管25与M是通过柱状玻璃管相连，其内通道92的直径在40 60mm ； 同样，锥形冷却管26与25的内外层锥形管分别相接，冷却管沈的夹层直接与物料箱4沟通，物料箱4的中心也有柱状玻璃管构成的内通道93，内通道93直径为50 70mm，物料箱 4为一环状体，其下部分别向中间收缩呈“V”形环状底，在“V”形环状底部设置四个出料口 5(如图3所示)。所述冷却水箱由上下带盖的圆柱形石英玻璃管体6、进水口 7和出水口 8构成，锥形冷却器被封闭在冷却水箱中，只有进料口 1、四个出料口 5分别露出圆柱形石英玻璃管体 6的上下密封盖。高温超纯石英砂由进料口 1进入锥形冷却器的第一节锥形冷却管21的夹层，沿着冷却管21的内层锥形管流动，进入冷却管22的夹层后，改为沿22的外层锥形管流动，通过冷却管22与23间的柱状玻璃管进入冷却管23，并沿23的内层锥形管流动，直到从冷却管 26的夹层流入物料箱4，超纯石英砂进入物料箱4后，就不断地从四个出料口 5中排出冷却装置，获得冷却后的超纯石英砂成品。高温超纯石英砂在锥形冷却器中流动时，冷却水经冷却水箱的进水口 7流入玻璃管体6内，一部分沿着玻璃管体6与锥形冷却器间的空隙向上运移，对锥形冷却管的外层锥形管进行冷却；一部分通过物料箱4中心的内通道93进入锥形冷却器的内部，并经内通道 92,91向上流动，对锥形冷却管的内层锥形管进行冷却，最后由第一节冷却管上的四个过渡通道3，流出锥形冷却器的内部，与外部上移的冷却水一起经出水口 8流出冷却装置。由于冷却水的运动方向与高温超纯石英砂的流动方向相反，从而可以确保流出冷却装置的超纯石英砂具有较低的温度。而由出水口 8排出的冷却水带有一定的温度，可以根据具体情况应用于生产的其它工序中。下面对本技术的各部件及工作机理做出详细的说明，以便更好的理解本技术对于温度达到1200°C的高温超纯石英砂，为了确保冷却过程中石英砂的品质，就必须使用特殊材质的冷却装置。作为优选方案，本技术采用高品质石英玻璃作为冷却装置的材料。作为另一个优选方案，选用水作为冷却介质。一是因为在实验室，将石英玻璃加热到1200°C后，直接将玻璃投入到水中淬冷，连续重复5次，石英玻璃也没有发生爆裂现象； 二是因为用水与高温物料进行热交换后，获得的热水可以用于工业生产的其它工序中，使热能得到综合利用，减少能源浪费。高温超纯石英砂的冷却，是一个热能交换、传递的过程，高温超纯石英砂首先将热能传递给接触的容器，容器再将热能传递给冷却介质，由流动的冷却介质不断将热能带出，达到使高温超纯石英砂冷却的目的。为了快速、高效地对高温物料进行冷却，必须考虑二个因素一是如何增加高温物料与容器的接触面积，接触面积增大，在相同时间内，高温物料传递给容器的热能就增加；二是如何延长高温物料在冷却装置内的停留时间，停留时间越长，在相同接触面积下，高温物料传递给容器的热能也就增加。为了增加高温超纯石英砂与冷却装置的接触面积，申请人主要考虑对进入冷却装置的高温超纯石英砂进行分流，将集中流入的石英砂分摊、减薄成薄片状流床，作为优选方案，选择将石英砂分流进3 IOmm的圆锥形夹层中，使石英砂在夹层中沿着锥形壁流动，当从锥体顶向锥底流动时，流床厚度不断减薄，达到增加高温石英砂与冷却装置接触面积的目的；当从锥体底部向锥顶流动时，虽然石英砂与冷却装置的接触面积降低了，但原来在流床内部的石英砂就会与外侧的石英砂发生热交换，甚至从内部交换到外部，这样在下一次从锥体顶向锥底流动时，就能直接与冷却装置接触，流床厚度又不断减薄，这样的过程不断重复。为了延长高温石英砂在冷却装置内的停留时间，申请人考虑调节锥形冷却管2的锥面角度。从理论上讲，锥形冷却管2的锥面角度越小，石英砂在冷却装置内的停留时间就越长，但实验研究发现，当锥形冷却管2的锥面与水平面夹角小于30°后，石英砂的流动性就较差，不利于生产。作为优选方案，锥形冷却管2的锥面与水平面的夹角为30 45°。为了增强冷却效果，申请人采用锥形冷却管2内外都进行水冷的方式，对二层锥形冷却管2间夹层中的高温石英砂进行冷却，夹层的厚度不宜过大，但也不能太薄，作为优选方案，夹层厚度在3 10mm。为了防止冷却水污染高温超纯石英砂，整个冷却过程需在一个封闭体系中进行， 即锥形冷却器相对于冷却水来说是一个封闭体系。所述锥形冷却器包括至少六节锥形冷却管2、一节物料箱4以及进料口 1、出料口 5，锥形冷却管2为内外二层锥形玻璃管组成，二层锥形管间有一 3 IOmm的夹层，用于高温超纯石英砂冷却；六节锥形本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．高温超纯石英砂冷却装置，其特征在于，包括设有进出水口的耐高温管体，耐高温管体内设冷却器，冷却器上下部设进料口和出料口、中间由物料箱相连，物料箱包括至少三层自上而下连通的物料通道，每层物料通道包括相互配合的侧面设夹层的上锥形管和倒置的下锥形管，各物料通道内部设有和进水口、出水口连通的内通道。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈伟，陈小明，李进，
申请(专利权)人：仪征风日石英科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：32
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