一種用于硅液造粒成型的冷卻系統的制作方法

本發明涉及硅渣的重復利用加工領域，具體涉及一種用于硅液造粒成型的冷卻系統。

背景技術：

硅渣一般是指原礦提煉之后的剩余部分，還含有一定量的硅。硅渣分很多種，工業硅渣，太陽能硅渣，半導體硅渣等等。硅渣可以用來回爐重新結晶、提純、現在硅料緊缺，價格不菲。硅錳渣也叫硅錳冶煉渣，是冶煉硅錳合金時排放的一種工業廢渣，其結構疏松，外觀常為淺綠色的顆粒，由一些形狀不規則的多孔非晶質顆粒組成。硅錳渣性脆易碎，通過破碎機可以將大塊的硅錳渣破碎成小塊，然后進入細碎機將粗碎后的物料進一步粉碎，確保進入料倉的物料能夠達到單體解離的程度，然后通過振動給料機和皮帶輸送機均勻的將物料給入梯形跳汰機進行分選。破碎的主要目的在于打破連生體結構，跳汰的主要目的在于從硅錳渣中回收硅錳合金。硅錳渣和硅錳合金存在較大的比重差，通過跳汰機的重選作用可以將金屬和廢渣分離，獲得純凈的合金和廢渣，最后可以通過脫水篩的脫水作用分別將精礦和尾礦進行脫水。

目前的硅渣處理，大部分還是依靠人工選取的方式，在一定的粉碎條件下，通過人工選取的方式來選擇純度較高的硅塊，這樣做的優點是成本較低，但是效率非常差，而且硅渣的利用率也很低；而采用梯形跳汰機進行分選的方式，選出來的硅純度低，成本也高，硅渣的利用率也很低。

硅在熔煉以后成為硅液，也叫硅水，其熔點1414℃，一般工藝中，硅熔煉的溫度會達到1700℃，在硅液熔煉后，會將硅液倒入冷水池中形成硅丸或者硅塊，這些單質硅作為工業硅的原料進行保存但是現有技術中，硅液的傾倒過程中很容易發生爆炸事件，為了防止爆炸，一般都采用延長傾倒時間的方式來防止爆炸，當傾倒一定的硅液以后，需要停止傾倒，待硅塊自然冷卻后，再對硅塊進行打撈，這樣的方式效率低下且浪費嚴重。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種用于硅液造粒成型的冷卻系統，解決現有技術中硅液的成型時間長、硅塊冷卻效率低下、設備停運行時間長的問題。

本發明通過下述技術方案實現：

一種用于硅液造粒成型的冷卻系統，包括圓柱狀的冷卻池本體，在冷卻池本體的內側至少設置有多個噴嘴，噴嘴分成一個或者多個組，每個組分別安裝在冷卻池不同深度處，每一組的噴嘴均勻分布在同一深度的圓周上，且噴射的水流沿圓形的切向方向進入冷卻池本體內，還包括一個提升井，提升井通過一個通道與冷卻池本體連通，在冷卻池本體內設置有一個向通道傾斜的導向板，在提升井內設置有提升系統。本發明是對現有的冷卻池進行的改進，現有的冷卻池規格不同，也沒有固定的形狀，一般采用長方體形式的冷卻池，由于冷卻池需要經過一段時間的散熱冷卻，因此其使用效率低下，單位體積的冷卻池內硅塊的重量較小，為了提高其使用效率，申請人對冷卻池的結構做了詳細的研究，首先將冷卻池的深度加大，增加硅塊與水的相對運動行程，從而增加換熱的效率，但是深度的加大會造成成本的無限增加，安全性能也極大的降低，為了解決這個問題，申請人發現：將落入到冷卻水里面的硅塊的運行途徑從垂直的運動變為螺旋的運動，可以有效增加其形成，因此，通過在冷卻池本體的側壁上設置多組噴嘴，噴嘴組分布在不同深度的位置，每組噴嘴都包含一個或一個以上的噴嘴，噴嘴的噴射方向分布成沿冷卻池圓周的切向方向，且向內側噴射，如此，一組噴嘴可以將局部的冷卻水帶動，在冷卻池內形成轉動，硅液落入后，會在水流的旋轉運動帶動下，形成螺旋式的運動，如此大大增加了硅塊的形成，達到了充分換熱冷卻的目的，多組的噴嘴可以保持在不同的位置都形成旋轉運動，形成均勻的流動場；在冷卻池本體的底部設置一個導向板，導向板傾斜放置，其最低位置與連通通道對接，硅丸在冷卻后落入到冷卻池的底部，在導向板的作用下向連通通道匯集，并最終通過連通通道進入到提升體統，通過提升系統提升出提升井，實現對硅丸的收集提取，在硅丸不斷的形成過程中，源源不斷地將硅丸打撈輸送，可以形成不斷的生產過程，解決了現有技術中暫停打撈的問題，提高了生產效率。

優選的，所述同一深度圓周上的噴嘴為三個或四個。

相鄰兩個深度上的噴嘴組在圓周方向上呈交錯分布。每一層的噴嘴為三至四個，且相鄰兩層的噴嘴呈交錯分布，可以形成更加穩定的旋轉運動流體場，使得硅丸的運動更加穩定和可控。

還包括一個循環池，噴嘴通過管道與循環池連通，在管道上還設置有循環泵。進一步講，通過設置一個循環池，可以使得冷卻池的冷水供應充足，且經過循環池的循環，可以減少冷水的使用量，大大降低了水的消耗量，環保又經濟。

在所述冷卻池本體的頂部設置有一個溢流堰，溢流堰通過溝渠連接至循環池。

具體地講，所述提升系統包括分別安裝在提升井底部、提升井上方的轉輪，在兩個轉輪之間安裝有傳動鏈條，在傳動鏈條上安裝有收集斗。兩個轉輪作為定滑輪帶動傳動鏈條，可以使得傳動鏈條的運行受到牽引，在驅動機構的驅動作用下，傳動鏈條在兩個轉輪之間做往復的轉動，帶動其上的收集斗將硅丸提升，并在最高處進行翻轉，將硅丸倒出然后從新進入到待裝的狀態，從而重復使用。

在地面上還安裝有與收集斗相匹配的梭槽、以及收集箱。通過設置相匹配的梭槽和收集箱，可以引導硅丸的走向，從而避免硅丸的撞擊破碎，提高成品率。

所述提升井的深度大于冷卻池本體的深度，提升井的頂部通過溢流通道與冷卻池本體連通。

本發明與現有技術相比，具有如下的優點和有益效果：

1、本發明一種用于硅液造粒成型的冷卻系統，將落入到冷卻水里面的硅塊的運行途徑從垂直的運動變為螺旋的運動，可以有效增加其形成，因此，通過在冷卻池本體的側壁上設置多組噴嘴，噴嘴組分布在不同深度的位置，每組噴嘴都包含一個或一個以上的噴嘴，噴嘴的噴射方向分布成沿冷卻池圓周的切向方向，且向內側噴射，如此，一組噴嘴可以將局部的冷卻水帶動，在冷卻池內形成轉動，硅液落入后，會在水流的旋轉運動帶動下，形成螺旋式的運動，如此大大增加了硅塊的形成，達到了充分換熱冷卻的目的，多組的噴嘴可以保持在不同的位置都形成旋轉運動，形成均勻的流動場；

2、本發明一種用于硅液造粒成型的冷卻系統，在冷卻池本體的旁邊建設一個提升井，提升井的底部與冷卻池本體通過一個連通通道實現連通，在冷卻池本體的底部設置一個導向板，導向板傾斜放置，其最低位置與連通通道對接，硅丸在冷卻后落入到冷卻池的底部，在導向板的作用下向連通通道匯集，并最終通過連通通道進入到提升體統，通過提升系統提升出提升井，實現對硅丸的收集提取，在硅丸不斷的形成過程中，源源不斷地將硅丸打撈輸送，可以形成不斷的生產過程，解決了現有技術中暫停打撈的問題，提高了生產效率；

3、本發明一種用于硅液造粒成型的冷卻系統，通過設置一個循環池，可以使得冷卻池的冷水供應充足，且經過循環池的循環，可以減少冷水的使用量，大大降低了水的消耗量，環保又經濟。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發明實施例的進一步理解，構成本申請的一部分，并不構成對本發明實施例的限定。在附圖中：

圖1為本發明結構示意圖；

圖2為本發明實施例中一組噴嘴的分布示意圖。

附圖中標記及對應的零部件名稱：

1-冷卻池本體，2-噴嘴，3-導向板，4-循環池，5-管道，6-循環泵，7-溢流堰，8-溝渠，9-提升井，10-通道，11-轉輪，12-收集斗，13-梭槽，14-收集箱。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，下面結合實施例和附圖，對本發明作進一步的詳細說明，本發明的示意性實施方式及其說明僅用于解釋本發明，并不作為對本發明的限定。

實施例

如圖1至2所示，本發明一種用于硅液造粒成型的冷卻系統，包括圓柱狀的冷卻池本體1、循環池4，冷卻池本體1與循環池4均采用挖掘方式在地面形成，并砌筑其側壁形成完整結構，循環池4的底部通過管道5連接至循環泵6，循環泵6的輸出管道連接至多個噴嘴2，本實施例中，冷卻池本體1的直徑為4m，深度為16m，噴嘴2一共有12個，12個噴嘴2分成4組，4組噴嘴2分別安放在水深1m、4m、8m、12m的位置，每組噴嘴2均為3個，3個噴嘴均勻分布在圓周上，相鄰兩層噴嘴采用交錯分布的形式，使得從整體上看，噴嘴2均勻分布在圓柱體的表面，當循環泵6啟動后，將循環池4的冷水增壓后以一定的速度從噴嘴噴射而出，帶動冷卻池本體1內的水旋轉形成旋轉運動，提升井9的深度為18m，冷卻池本體1與提升井9之間通過一個通道10連通，在冷卻池本體1內設置有一個向通道10傾斜的導向板3，在提升井9底部、提升井9上方的轉輪11，在兩個轉輪11之間安裝有傳動鏈條，在傳動鏈條上安裝有收集斗12，在驅動機構的驅動作用下，傳動鏈條在兩個轉輪11之間做往復的轉動，帶動其上的收集斗12將硅丸提升，并在最高處進行翻轉，將硅丸倒出然后從新進入到待裝的狀態，在地面上還安裝有與收集斗12相匹配的梭槽13、以及收集箱14，提升井9的深度大于冷卻池本體1的深度，提升井9的頂部通過溢流通道與冷卻池本體1連通；冷卻池本體1內的冷卻水不斷補充進入，多余的水需要重新進入到循環池4，在冷卻池本體1的頂部設置有一個溢流堰7，溢流堰7通過溝渠8連接至循環池4，實現冷卻水的循環利用。

以上所述的具體實施方式，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施方式而已，并不用于限定本發明的保護范圍，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。