一种用于除去气体中杂质颗粒的吸附塔的制作方法

    专利2022-07-11  111


    本实用新型涉及一种用于除去气体中杂质颗粒的吸附塔,属于气体纯化领域。



    背景技术:

    纯度较高的电子气体供应于半导体、光伏、光纤、led及lcd技术等各个领域,气体的纯度(包括气态杂质和颗粒杂质含量指标)对半导体器件性能的好坏有着很大的影响。因此在电子气体的生产过程中,需要对工业品气体进行提纯,以适应半导体行业需求。然而,在工业品气体纯化的过程中,颗粒杂质容易堵塞过滤网,进而影响提纯效率。



    技术实现要素:

    有鉴于此,本实用新型提供一种用于除去气体中杂质颗粒的吸附塔,该吸附塔在吸附纯化的过程中能够对过滤网进行清洁除去过滤网网孔中的堵塞物,保证气体顺利通过,进而确保纯化效率。

    本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。

    一种用于除去气体中杂质颗粒的吸附塔,所述吸附塔包括吸附塔本体、清理刷、刮板、排料板以及往复运动系统;

    所述吸附塔本体内从上至下依次设有挡网以及过滤网,挡网上填充有吸附气体杂质的吸附剂,所述过滤网用于过滤气体中的颗粒杂质;在过滤网下方的吸附塔本体上安装有进气管,在填充的吸附剂上方的吸附塔本体上安装有出气管,在吸附塔本体底部的侧壁上加工有杂质出口;

    清理刷位于过滤网的上方,清理刷的毛刷贯穿过滤网的网孔;刮板位于过滤网的下方,且与过滤网的下表面相接触;往复运动系统用于带动清理刷和刮板在过滤网上做往复运动;排料板安装在吸附塔本体内底部接近杂质出口的一端,刮板位于排料板上方时与排料板间隙配合;

    过滤网清理原理:清理刷能够有效将过滤网网孔内堵塞的杂质颗粒清理出来,清理出来的杂质颗粒在气流的作用下贴在过滤网下表面,通过刮板将清理出来的杂质颗粒推至排料板上方,由于接近杂质出口的排料板一侧气压大大降低,从而杂质颗粒能够自由落下并通过杂质出口排出。

    进一步地,所述往复运动系统包括连接板、抵杆、连接杆、安装板、往复丝杠、丝杠套和第一电机;

    所述安装板上加工有第一腔体;

    贯穿吸附塔本体的两根抵杆的一端均与连接板固定连接,一根抵杆的另一端与清理刷固定连接,另一根抵杆的另一端与刮板固定连接;安装板固定安装在吸附塔本体外壁上,第一电机安装在安装板一端,第一电机的输出轴末端延伸至第一腔体内且与往复丝杠的一端固定连接,往复丝杠的另一端与第一腔体的内壁转动连接,往复丝杠上套设有与其配合的丝杠套;贯穿第一腔体的连接杆一端与丝杠套固定连接,连接杆另一端与连接板固定连接;

    启动第一电机带动往复丝杠转动,往复丝杠带动丝杠套移动,通过连接杆以及连接板带动抵杆移动,两根抵杆分别带动清理刷以及刮板移动。

    进一步地,所述吸附塔还包括搅拌机构,用于搅拌吸附塔本体内堆积的吸附剂颗粒;该搅拌机构包括搅拌桨、第一锥齿轮、第二锥齿轮、转杆、第一皮带轮、第二皮带轮以及皮带,安装板上加工有第二腔体;

    第一电机的输出轴末端贯穿第二腔体并延伸至第一腔体内;第一锥齿轮和第二锥齿轮均位于第二腔体内,第一锥齿轮固定安装在第一电机输出轴上,第二锥齿轮与第一锥齿轮啮合;转杆的下端与第二锥齿轮固定连接,转杆的上端与第一皮带轮固定连接,第二皮带轮与搅拌桨固定连接,第一皮带轮与第二皮带轮之间套设有皮带;

    启动第一电机,第一锥齿轮带动第二锥齿轮转动,第二锥齿轮带动转杆转动,转杆带动第一皮带轮转动,通过皮带带动第二皮带轮转动,从而带动搅拌桨转动,大大提高吸附剂颗粒与气体的接触面积。

    有益效果:

    本实用新型所述吸附塔能够实现对过滤网的自动清洁除去过滤网网孔中的堵塞物,保证气体顺畅通过过滤网,进而确保纯化效率;而且通过合理的结构设计,利用一个电机能够同时实现过滤网的清理以及吸附剂颗粒的搅拌,而对吸附剂颗粒的搅拌能够提高吸附剂颗粒与气体的接触面积,提高吸附剂的利用率。

    附图说明

    图1为实施例中用于制备高纯六氟化钨的吸附塔的结构示意图。

    图2为实施例中用于制备高纯六氟化钨的吸附塔的正视图。

    图3为图1中a处的局部放大示意图。

    图4为图2中b处的局部放大示意图。

    图5为实施例中用于制备高纯六氟化钨的吸附塔的工作状态示意图。

    其中,1-吸附塔本体,2-排料板,3-挡网,4-过滤网,5-出料口,6-第一推板,7-进气管,8-连接板,9-第二气缸,10-第二推板,11-搅拌叶,12-吸附剂颗粒,13-出气管,14-搅拌轴,15第一气缸,16进料筒,17-螺旋输送机,18-出料通道,19-处理箱,20-连接管,21-储料箱,22-第一电机,23-往复丝杠,24-第一腔体,25-安装板,26-丝杠套,27-抵杆,28-连接杆,29-第二皮带轮,30-皮带,31-第一皮带轮,32-转杆,33-刮板,34-清理刷,35-第二锥齿轮,36-第二腔体,37-第一锥齿轮。

    具体实施方式

    下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步阐述。

    在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”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。

    实施例1

    六氟化钨在电子工业中主要用作金属钨化学气相沉积(cvd)工艺的原材料,用wf6制成的wsi2可用作大规模集成电路(lsi)中的配线材料。工业品wf6中含有金属杂质以及hf,所以为了满足半导体行业需求,需要对工业品wf6进行纯化获得纯度达到99.999%以上的高纯wf6。本实施例以制备高纯六氟化钨的吸附塔为例进说明。

    一种用于制备高纯六氟化钨的吸附塔,所述吸附塔主要包括吸附塔本体1、清理刷34、刮板33、排料板2以及往复运动系统,还可以包括上料机构、出料机构、循环利用机构和搅拌机构;

    如图1所示,所述吸附塔本体1内从上至下依次设有挡网3以及过滤网4,挡网3上填充有吸附hf杂质的吸附剂,所述过滤网4用于过滤六氟化钨中的颗粒杂质;在过滤网4下方的吸附塔本体1上安装有进气管7,在挡网3上方且紧挨着挡网3处的吸附塔本体1侧壁上设有出料口5,出料口5内安装有阀门,与出料口相对的吸附塔本体1侧壁上加工有通孔,在填充的吸附剂上方的吸附塔本体1上设有进料口以及安装有出气管13,在吸附塔本体1底部的侧壁上加工有杂质出口;

    所述吸附剂为颗粒状,可以选用氟化钠颗粒;

    如图1所示,所述上料机构用于向吸附塔本体1内加入新的吸附剂颗粒,该上料机构包括储料箱21、螺旋输送机17、进料筒16、第一气缸15和第一推板6;

    如图1所示,所述出料机构用于将吸附塔本体1内填充的吸附剂底部的吸附剂颗粒12排出,该出料机构包括第二气缸9和第二推板10;其中,第二推板10可以设计为楔形结构,楔形板的底部与挡网3的上表面贴近,楔形板的平面端朝向出料口5,楔形板的斜面端相背出料口5;

    如图1所示,所述循环利用机构用于对吸附塔本体1排出的使用后的吸附剂颗粒12进行脱附,并将脱附后的吸附剂颗粒12储存到储料箱21中;所述循环利用机构包括出料通道18、处理箱19、连接管20和加热系统;其中,处理箱19上安装有排气管,用于排出吸附剂颗粒12脱附产生的气体;

    如图2所示,所述往复运动系统包括连接板8、抵杆27、连接杆28、安装板25、往复丝杠23、丝杠套26和第一电机22;所述安装25板上加工有第一腔体24和第二腔体36,第一腔体24为条形腔,第二腔体36为圆形腔;

    如图2和图4所示,所述搅拌机构用于搅拌吸附塔本体1内堆积的吸附剂颗粒12,该搅拌机构包括搅拌桨、第一锥齿轮37、第二锥齿轮35、转杆32、第一皮带轮31、第二皮带轮29以及皮带30,所述搅拌桨包括搅拌轴14和搅拌叶11;

    结合图1~图4,各部件之间的连接关系如下:

    进料筒16的一端安装有第一气缸15,进料筒16的另一端与进料口连接;储料箱21与进料筒16之间通过螺旋输送机17连接;第一推板6位于进料筒16的内部且与第一气缸15的伸缩末端固定连接,与进料筒16内壁接触的第一推板6外壁上套设有密封圈,且未进料时第一推板6位于接近进料口的进料筒16一端;第二气缸9安装在吸附塔本体1上的通孔处,第二推板10放置在挡网3上且与第二气缸9的伸缩末端固定连接;出料通道18的一端与处理箱19连接,出料通道18的另一端与出料口5连接;连接管20的一端与处理箱19连接,连接管20的另一端与储料箱21连接;加热系统设置在处理箱19的内侧壁上;清理刷34位于过滤网4的上方,清理刷34的毛刷贯穿过滤网4的网孔;刮板33位于过滤网4的下方,且与过滤网4的下表面相接触;贯穿吸附塔本体1的两根抵杆27的一端均与连接板8固定连接,一根抵杆27的另一端与清理刷34固定连接,另一根抵杆27的另一端与刮板33固定连接;安装板25固定安装在吸附塔本体1外壁上,第一电机22安装在安装板25一端,第一电机22的输出轴末端贯穿第二腔体36并延伸至第一腔体内;往复丝杠23的一端与第一电机22的输出轴末端固定连接,往复丝杠23的另一端与第一腔体24的内壁转动连接,往复丝杠23上套设有与其配合的丝杠套26;贯穿第一腔体24的连接杆28一端与丝杠套26固定连接,连接杆28另一端与连接板8固定连接;排料板2安装在吸附塔本体1内底部接近杂质出口的一端,刮板33位于排料板2上方时与排料板2间隙配合;第一锥齿轮37和第二锥齿轮35均位于第二腔体36内,第一锥齿轮37固定安装在第一电机22输出轴上,第二锥齿轮35与第一锥齿轮37啮合;转杆32的下端与第二锥齿轮35固定连接,转杆32的上端与第一皮带轮31固定连接,第二皮带轮29与搅拌轴14上端固定连接,第一皮带轮31与第二皮带轮29之间套设有皮带30;搅拌轴14的下端位于吸附塔本体1内,多组搅拌叶11安装在搅拌轴14上,且搅拌叶位于挡网3上填充的吸附剂颗粒12内部。

    用于制备高纯六氟化钨的吸附塔的工作原理如下:

    六氟化钨气体通过进气管7进入吸附塔本体1内,先通过过滤网4将六氟化钨气体内含有的颗粒状杂质过滤出,再通过挡网3进入填充的吸附剂颗粒12内,吸附剂颗粒12能够吸附走六氟化钨气体中的hf,吸附完毕后通过出气管13排出高纯度的六氟化钨气体;其中,使用过程中,每隔一段时间将挡网3上填充的吸附剂底部的吸附剂颗粒12推出同时加入新的吸附剂颗粒12,而且每隔一段时间要对过滤网4进行清理;

    如图5所示,进出料的具体过程如下:启动第一气缸15,拉动第一推板6至远离进料口的进料筒16一端,启动螺旋输送机17将储料箱21内新的吸附剂颗粒12输送至进料筒16内,再次启动第一气缸15推动第一推板6将新的吸附剂颗粒12推入吸附塔本体1内;进料的同时,启动第二气缸9推动第二推板10前移,将挡网3上填充的吸附剂底部使用率高的吸附剂颗粒12推出,打开出料口5的阀门,推出的吸附剂颗粒12通过出料通道18进入处理箱19内,通过加热系统将处理箱19内的温度加热至250oc以上(优选250oc~350oc),从而使吸附剂颗粒上的附着物脱附,脱附产生的气体从处理箱19的排气管排出,脱附后的吸附剂颗粒12通过连接管20进入储料箱21进行循环利用;

    如图5所示,清理及搅拌的具体过程如下:启动第一电机22带动往复丝杠23转动,往复丝杠23带动丝杠套26移动,通过连接杆28以及连接板8带动抵杆27移动,两根抵杆27带动清理刷34以及刮板33移动,清理刷34能够有效将过滤网4网孔内堵塞的杂质颗粒清理出来,清理出来的杂质颗粒在气流的作用下贴在过滤网4下表面,通过刮板33将清理出来的杂质颗粒推至排料板2上方,由于接近杂质出口的排料板2一侧气压大大降低,从而杂质颗粒能够自由落下并通过杂质出口排出;启动第一电机22的同时,第一锥齿轮37带动第二锥齿轮35转动,第二锥齿轮35带动转杆32转动,转杆32带动第一皮带轮31转动,通过皮带30带动第二皮带轮29转动,从而带动搅拌桨转动。

    清理与搅拌过程可以持续进行,也可以间断进行,根据实际需要设置即可。

    综上所述,以上仅为本实用新型的较佳实施例而已,并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。


    技术特征:

    1.一种用于除去气体中杂质颗粒的吸附塔,其特征在于:所述吸附塔包括吸附塔本体、清理刷、刮板、排料板以及往复运动系统;

    所述吸附塔本体内从上至下依次设有挡网以及过滤网,挡网上填充有吸附气体杂质的吸附剂,所述过滤网用于过滤气体中的颗粒杂质;在过滤网下方的吸附塔本体上安装有进气管,在填充的吸附剂上方的吸附塔本体上安装有出气管,在吸附塔本体底部的侧壁上加工有杂质出口;

    清理刷位于过滤网的上方,清理刷的毛刷贯穿过滤网的网孔;刮板位于过滤网的下方,且与过滤网的下表面相接触;往复运动系统用于带动清理刷和刮板在过滤网上做往复运动;排料板安装在吸附塔本体内底部接近杂质出口的一端,刮板位于排料板上方时与排料板间隙配合。

    2.根据权利要求1所述的用于除去气体中杂质颗粒的吸附塔,其特征在于:所述往复运动系统包括连接板、抵杆、连接杆、安装板、往复丝杠、丝杠套和第一电机;

    所述安装板上加工有第一腔体;

    贯穿吸附塔本体的两根抵杆的一端均与连接板固定连接,一根抵杆的另一端与清理刷固定连接,另一根抵杆的另一端与刮板固定连接;安装板固定安装在吸附塔本体外壁上,第一电机安装在安装板一端,第一电机的输出轴末端延伸至第一腔体内且与往复丝杠的一端固定连接,往复丝杠的另一端与第一腔体的内壁转动连接,往复丝杠上套设有与其配合的丝杠套;贯穿第一腔体的连接杆一端与丝杠套固定连接,连接杆另一端与连接板固定连接。

    3.根据权利要求2所述的用于除去气体中杂质颗粒的吸附塔,其特征在于:所述吸附塔还包括搅拌桨、第一锥齿轮、第二锥齿轮、转杆、第一皮带轮、第二皮带轮以及皮带,安装板上加工有第二腔体;

    第一电机的输出轴末端贯穿第二腔体并延伸至第一腔体内;第一锥齿轮和第二锥齿轮均位于第二腔体内,第一锥齿轮固定安装在第一电机输出轴上,第二锥齿轮与第一锥齿轮啮合;转杆的下端与第二锥齿轮固定连接,转杆的上端与第一皮带轮固定连接,第二皮带轮与搅拌桨固定连接,第一皮带轮与第二皮带轮之间套设有皮带。

    技术总结
    本实用新型涉及一种用于除去气体中杂质颗粒的吸附塔,属于气体纯化领域。所述吸附塔包括吸附塔本体、清理刷、刮板、排料板以及往复运动系统,还可以包括搅拌机构,吸附塔本体内从上至下依次设有挡网、过滤网,挡网上填充有吸附气体杂质的吸附剂,过滤网用于过滤气体中的颗粒杂质;清理刷和刮板在往复运动系统的带动下在过滤网上做往复运动,同时在排料板的配合下,清理出过滤网网孔中的堵塞物并排出吸附塔本体;搅拌机构用于搅拌吸附塔本体内堆积的吸附剂颗粒。本实用新型所述吸附塔结构设计合理,一方面能对滤网自动清洁除去过滤网网孔中的堵塞物,保证气体顺畅通过过滤网;另一方面能对吸附剂颗粒搅拌,提高吸附剂颗粒与气体的接触面积。

    技术研发人员:林坤;张长金;马朝选;王亚峰;王占卫;杨万吉
    受保护的技术使用者:中船重工(邯郸)派瑞特种气体有限公司
    技术研发日:2020.06.12
    技术公布日:2021.03.12

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