一种三元催化剂合金粉还原熔炼设备及方法

技术领域

本发明属于金属还原领域，尤其涉及一种三元催化剂合金粉还原熔炼设备及方法。

背景技术

铂、钯和铑三元复合催化剂对机动车尾气中的CO、HC和NOx等污染物具有高活性、高选择性和高热稳定性等良好性能，是较为理想的汽车尾气净化催化剂，因此，在现代社会中经常会使用铂、钯和铑三元复合催化剂来作为汽车尾气的净化设备，但三元催化剂在长期使用后，需要进行回收处理，在回收时，就需要对三元催化剂内的铂、钯和铑进行熔炼还原，而在熔炼还原时，需要将三元催化剂的粉末和铁粉混合，再投入熔炼炉中进行熔炼。

经检索，专利公开号为CN113234924A的专利，公开了一种三元催化剂钯铂铑合金粉强还原熔炼设备及工艺，具体涉及钯铂铑合金粉熔炼技术领域，包括两个支架，两个所述支架之间通过轴承活动连接有空心转轴，所述空心转轴两端分别贯穿两个支架并延伸出支架一侧，其中一个所述支架一侧设有三相电机，所述三相电机输出轴与空心转轴一端固定连接，所述空心转轴外端通过轴承活动连接有外箱，所述外箱内部两侧壁上均固定设有多个喷火器。

上述专利存在以下不足：在使用时，需要先打开两个仓门进行物料的添加，再通过喷火器对添加的物料进行熔炼，熔炼完毕后，还需等物料冷却凝固，才能够将物料取出，进行新一批次的物料的放入熔炼，其整体需要物料冷却后取出再添加新的物料进行熔炼，所耗时间过长，加工效率较低。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种三元催化剂合金粉还原熔炼设备及方法。

本发明的技术实施方案为：一种三元催化剂合金粉还原熔炼设备及方法，包括有熔炼框体、支撑架、电磁加热器、熔炼炉，熔炼框体中部设置有横板，横板底部有支撑架，支撑架上设置有熔炼炉，熔炼炉用于对物料进行反应还原，熔炼框体下部安装有电磁加热器，电磁加热器的加热端套装在熔炼炉外侧，还包括有冷凝框、送料机构、还原物料排出机构和自动下料机构，熔炼框体内底部滑动式连接有冷凝框，冷凝框一侧伸出熔炼框体，冷凝框内填充冷却液，熔炼框体内设有用于送入物料进行熔炼的送料机构，熔炼炉中设有用于将熔炼完毕的物料排出的还原物料排出机构，冷凝框与送料机构之间设有自动下料机构，用于自动将物料添加至熔炼炉。

在本发明一个较佳实施例中，送料机构包括有下料斗、下料管、混料仓、落料斗和控制落料组件，熔炼框体内上部两侧均连接有下料斗，下料斗下部开设有导向槽，下料斗内下部靠近导向槽的一侧开设有第一排料口，下料斗底部开设有第二排料口，第一排料口与第二排料口为交错设置，下料斗底部第二排料口处连通有下料管，横板中部开设有落料口，横板顶部中间连接有落料斗，落料斗上方连接有混料仓，两侧下料管分别与混料仓两侧上部连通。

在本发明一个较佳实施例中，控制落料组件包括有落料套筒、挡板和第一弹性件，两侧下料斗的导向槽内均滑动式连接有落料套筒，落料套筒上连接有挡板，落料套筒滑动能够控制其与第一排料口和第二排料口的连通状态，落料套筒与下料斗之间连接有第一弹性件。

在本发明一个较佳实施例中，还原物料排出机构包括有下料套管、第一拨杆和第二弹性件，熔炼炉底部开设有出料口，出料口处滑动式连接有下料套管，下料套管上部沿周向均匀间隔开设有进料口，进料口用于将熔炼炉内热熔后的物料排出，冷凝框内转动式连接有第一拨杆，第一拨杆与冷凝框之间连接有第二弹性件，第一拨杆用于挤压下料套管向上移动。

在本发明一个较佳实施例中，自动下料机构包括有连接盘、驱动齿条、转杆、传动齿轮、下料盘、驱动齿轮和弧形齿条，落料斗内上部连接有连接盘，连接盘上均匀间隔开设有多个四个开口，连接盘底部转动式连接有下料盘，下料盘上也均匀间隔开设有四个开口，下料盘上连接有弧形齿条，弧形齿条与落料斗滑动式连接，支撑架上转动式连接有转杆，转杆底部连接有传动齿轮，转杆顶部连接有驱动齿轮，驱动齿轮与弧形齿条啮合，冷凝框顶部靠近传动齿轮的一侧连接有驱动齿条，驱动齿条移动能够与传动齿轮啮合。

在本发明一个较佳实施例中，还包括有搅动机构，搅动机构包括有连接架、立柱、电机、转轴、锥齿轮、往复丝杆、导向套、搅动架、锥块和第三弹性件，连接盘顶部中间连接有立柱，熔炼框体顶部安装有电机，电机的输出轴上连接有转轴，转轴下部与立柱转动式连接，转轴上连接有连接架，连接架上转动式连接有往复丝杆，往复丝杆与立柱顶部均连接有锥齿轮，两个锥齿轮相互啮合，往复丝杆上通过螺纹连接有导向套，导向套底部滑动式连接有搅动架，搅动架顶部与导向套内部之间连接有第三弹性件，搅动架底部连接有锥块，混料仓内侧下部呈锥面设计，锥块在移动时会受到混料仓下部锥面的挤压而移动。

在本发明一个较佳实施例中，还包括有震筛机构，振筛机构包括有筛盘、第四弹性件、第二拨杆和拨盘，混料仓上部滑动式连接有筛盘，筛盘与混料仓之间沿周向均匀间隔连接有第四弹性件，筛盘底部沿周向均匀间隔连接有多根第二拨杆，转轴下部连接有拨盘，拨盘旋转能够拨动第二拨杆移动。

在本发明一个较佳实施例中，还包括有螺旋拨料机构，螺旋拨料机构包括有螺旋拨料盘、排料板、送料管和收集桶，转轴下部连接有螺旋拨料盘，螺旋拨料盘底部与筛盘顶部接触，筛盘偏心位置开设敞口，敞口位置位于螺旋拨料盘的尾端，筛盘底部连接有排料板，排料板上连通有送料管，横板顶部后侧放置有收集桶，送料管末端位于收集桶上方。

本发明还提供一种三元催化剂合金粉还原熔炼方法，具体步骤如下：

S1：将铁粉和三元催化剂粉末分别加入两个下料斗内，拨动落料套筒将铁粉和三元催化剂粉末送入混料仓内；

S2：启动电磁加热器对熔炼炉进行加热；

S3：拉动冷凝框通过驱动齿条、转杆、传动齿轮驱动齿轮和弧形齿条带动下料盘旋转，以使下料盘和连接盘处的开口相通，供物料落入熔炼炉内进行熔炼还原；

S4：拉动冷凝框的同时能够带动第一拨杆挤压下料套管向上移动，以将熔炼还原完毕的物料排出至冷凝框处；

S5：将冷凝后的物料从冷凝框内取出。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：1、本发明在熔炼完毕后，能够直接将熔炼完毕的物料排出至冷凝框中进行冷却，同时能够自动添加新一批的物料进行熔炼处理，无需等待冷却后取出，耗时短，加工效率更高。

2、本发明在添加物料至混料仓处时，能够带动搅动架和锥块左右移动，同时能够通过锥块和混料仓处的锥面进行上下拨动，从而拨动混料仓内的物料进行混合，实现对物料混合的效果。

3、本发明在添加物料至混料仓处时，能够通过筛盘筛选较大块的物料，避免将较大块的物料送入熔炼炉中熔炼，导致熔炼时间过长，同时能够通过螺旋拨料盘将较大块的物料拨出，无需人工来取出。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图。

图2为本发明另一视角的立体结构示意图。

图3为本发明的剖视图。

图4为本发明下料斗的第一种剖视图。

图5为本发明下料斗的第二种剖视图。

图6为本发明自动下料机构和搅动机构的结构示意图。

图7为本发明还原物料排出机构的结构示意图。

图8为本发明冷凝框的剖视图。

图9为本发明图8的A部分放大图。

图10为本发明自动下料机构的结构示意图。

图11为本发明搅动机构的结构示意图。

图12为本发明震筛机构的结构示意图。

图13为本发明螺旋拨料机构的第一种结构示意图。

图14为本发明螺旋拨料机构的第二种结构示意图。

图15为本发明螺旋拨料机构的第三种结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：1、熔炼框体，2、支撑架，3、电磁加热器，4、熔炼炉，5、冷凝框，61、下料斗，62、下料管，63、混料仓，64、落料斗，651、落料套筒，652、挡板，653、第一弹性件，71、下料套管，72、第一拨杆，73、第二弹性件，110、连接盘，111、驱动齿条，112、转杆，113、传动齿轮，114、下料盘，115、驱动齿轮，116、弧形齿条，81、连接架，82、立柱，83、电机，84、转轴，85、锥齿轮，86、往复丝杆，871、导向套，872、搅动架，873、锥块，874、第三弹性件，101、筛盘，102、第四弹性件，103、第二拨杆，104、拨盘，91、螺旋拨料盘，92、排料板，93、送料管，94、收集桶。

具体实施方式

首先要指出，在不同描述的实施方式中，相同部件设有相同的附图标记或者说相同的构件名称，其中，在整个说明书中包含的公开内容能够按意义转用到具有相同的附图标记或者说相同的构件名称的相同部件上。在说明书中所选择的位置说明、例如上、下、侧向等等也参考直接描述的以及示出的附图并且在位置改变时按意义转用到新的位置上。

实施例一

一种三元催化剂合金粉还原熔炼设备及方法，如图1-图10所示，包括有熔炼框体1、支撑架2、电磁加热器3、熔炼炉4、冷凝框5、送料机构、还原物料排出机构和自动下料机构，熔炼框体1中部设置有横板，以将熔炼框体1内部分成上下两个腔体，横板底部连接有支撑架2，支撑架2上设置有熔炼炉4，熔炼炉4用于对物料进行反应还原，熔炼框体1下部安装有电磁加热器3，电磁加热器3的加热端套装在熔炼炉4外侧，用于对熔炼炉4进行加热，熔炼框体1内底部滑动式连接有冷凝框5，冷凝框5前端伸出熔炼框体1，冷凝框5向前滑动能够滑出熔炼框体1，冷凝框5内填充冷却液，冷凝框5位于熔炼炉4下方，熔炼框体1内设有用于送入物料进行熔炼的送料机构，熔炼炉4中设有用于将熔炼完毕的物料排出的还原物料排出机构，冷凝框5与送料机构之间设有自动下料机构，用于自动将物料添加至熔炼炉4。

如图3-图5所示，送料机构包括有下料斗61、下料管62、混料仓63、落料斗64和控制落料组件，熔炼框体1内上部左右两侧均连接有下料斗61，下料斗61下部开设有导向槽，下料斗61内下部靠近导向槽的一侧开设有第一排料口，下料斗61底部开设有第二排料口，第一排料口与第二排料口为交错设置，下料斗61底部第二排料口处连通有下料管62，横板中部开设有落料口，横板顶部中间连接有落料斗64，落料斗64位于落料口上方，落料斗64上方连接有混料仓63，两侧下料管62分别与混料仓63两侧上部连通。

如图4和图5所示，控制落料组件包括有落料套筒651、挡板652和第一弹性件653，两侧下料斗61的导向槽内均滑动式连接有落料套筒651，落料套筒651上连接有操作杆，操作杆贯穿下料斗61和熔炼框体1并能够在下料斗61和熔炼框体1上滑动，落料套筒651上连接有挡板652，落料套筒651滑动能够控制其与第一排料口和第二排料口的连通状态，落料套筒651与第二排料口连通时，挡板652挡住第一排料口，落料套筒651与下料斗61之间连接有第一弹性件653。

如图7-图9所示，还原物料排出机构包括有下料套管71、第一拨杆72和第二弹性件73，熔炼炉4底部开设有出料口，出料口处滑动式连接有下料套管71，下料套管71上部沿周向均匀间隔开设有进料口，下料套管71上移时进料口移动至熔炼炉4内，用于将熔炼炉4内热熔后的物料排出，下料套管71位于初始状态时其上进料口被熔炼炉4挡住，并不会将物料排出，冷凝框5内转动式连接有第一拨杆72，第一拨杆72与冷凝框5之间连接有第二弹性件73，第二弹性件73为压缩弹簧，冷凝框5挡住第一拨杆72后侧下部，用于限制第一拨杆72向后摆动，第一拨杆72顶部设置有倾斜面，第一拨杆72移动时能够通过其上倾斜面挤压下料套管71向上移动。

如图6和图10所示，自动下料机构包括有连接盘110、驱动齿条111、转杆112、传动齿轮113、下料盘114、驱动齿轮115和弧形齿条116，落料斗64内上部连接有连接盘110，连接盘110上均匀间隔开设有四个开口，以供物料落下，连接盘110底部转动式连接有下料盘114，下料盘114上也均匀间隔开设有四个开口，下料盘114旋转能够使得其上开口与连接盘110上开口重叠，下料盘114上连接有弧形齿条116，弧形齿条116与落料斗64滑动式连接，支撑架2右侧转动式连接有转杆112，转杆112底部连接有传动齿轮113，转杆112顶部连接有驱动齿轮115，驱动齿轮115与弧形齿条116啮合，冷凝框5顶部右侧连接有驱动齿条111，驱动齿条111移动能够与传动齿轮113啮合。

当需要对三元催化剂合金粉还原进行熔炼时，可以使用本设备，在使用时，先往左侧的下料斗61内加入铁粉，再往右侧的下料斗61内加入三元催化剂粉末，而初始状态下挡板652挡住第一排料口，铁粉和三元催化剂粉末均会堆积在第一排料口处，当需要进行排料时，可以先控制操作杆带动落料套筒651向后滑动，第一弹性件653被拉伸，直至落料套筒651对准第一排料口处，物料则会落入落料套筒651内，随后再松开落料套筒651，在第一弹性件653的作用下落料套筒651复位，复位后的落料套筒651下部对准第二排料口，落料套筒651内的物料则通过第二排料口落入混料仓63内，每往复一次，就能够添加一个落料套筒651内的物料，从而通过落料套筒651进行物料的定量添加，随后可以根据所需物料添加比例的不同，来反复的操作两侧落料套筒651移动，使得物料在混料仓63内堆积，当需要添加物料进行熔炼还原时，可启动电磁加热器3对熔炼炉4进行加热，同时能够拉动冷凝框5向前滑动，冷凝框5在向前滑动时能够带动第一拨杆72和驱动齿条111向前移动，第一拨杆72在向前移动时会与下料套管71接触，此时由于第一拨杆72不能向后摆动，第一拨杆72会拨动下料套管71向上移动，下料套管71向上移动后其上的进料口移动至熔炼炉4内，如此前熔炼炉4内有熔炼还原完毕的物料，物料则会通过进料口进入下料套管71内并经由下料套管71排入冷凝框5内，以对物料进行冷却处理，而驱动齿条111向前移动则能够与传动齿轮113啮合并搓动传动齿轮113旋转，传动齿轮113旋转能够通过转杆112带动驱动齿轮115旋转，驱动齿轮115旋转能够搓动弧形齿条116旋转，从而带动下料盘114旋转，使得下料盘114上的开口与连接盘110上的开口重叠，此时物料则能够落入熔炼炉4内，通过熔炼炉4对物料进行加热熔炼处理，同时第一拨杆72也已与下料套管71脱离，下料套管71已经向下移动，不会导致落下的物料直接通过下料套管71排出，随后即可将冷凝框5内冷却好的物料取出，再推动冷凝框5复位，冷凝框5在复位时，能够带动第一拨杆72和驱动齿条111复位，此时第一拨杆72复位会受到下料套管71的阻挡而向前摆动，第二弹性件73被压缩，直至第一拨杆72移动至与下料套管71脱离，此时在第二弹性件73的作用下第一拨杆72复位，而驱动齿条111在复位时则能够通过传动齿轮113、转杆112、驱动齿轮115和弧形齿条116带动下料盘114复位，如此反复，就能够对三元催化剂合金粉进行还原熔炼操作，且能够在将之前熔炼完毕的物料排出的同时，添加新的物料进行熔炼，实现批量化熔炼，无需人工一批批的进行物料的添加，操作时更加方便，同时也能够在熔炼后直接排出进行冷却，无需等待冷却后再排出，效率更高。

如图3、图6和图11所示，还包括有搅动机构，搅动机构包括有连接架81、立柱82、电机83、转轴84、锥齿轮85、往复丝杆86、导向套871、搅动架872、锥块873和第三弹性件874，连接盘110顶部中间连接有立柱82，熔炼框体1顶部安装有电机83，电机83的输出轴上连接有转轴84，转轴84下部与立柱82转动式连接，转轴84上连接有连接架81，连接架81上转动式连接有往复丝杆86，往复丝杆86与立柱82顶部均连接有锥齿轮85，两个锥齿轮85相互啮合，往复丝杆86上通过螺纹连接有导向套871，导向套871底部滑动式连接有搅动架872，搅动架872顶部与导向套871内部之间连接有第三弹性件874，搅动架872底部连接有锥块873，混料仓63内侧下部呈锥面设计，锥块873在移动时会受到混料仓63下部锥面的挤压而向上移动。

物料位于混料仓63处时，可以启动电机83驱动转轴84旋转，转轴84旋转能够通过连接架81带动往复丝杆86旋转，往复丝杆86在旋转时会通过锥齿轮85自转，往复丝杆86自转能够带动导向套871往复移动，导向套871在移动时能够带动搅动架872和锥块873一起移动，锥块873在移动时会受到混料仓63内锥面的挤压向上移动，第三弹性件874被压缩，而锥块873与混料仓63内的锥面脱离时又在第三弹性件874的作用不断的向下移动，从而带动搅动架872不断的上下移动，锥块873和搅动架872不断的上下移动和左右移动，则能够翻动混料仓63内的物料，从而对物料进行搅动，使得物料混合。

如图6和图12所示，还包括有震筛机构，振筛机构包括有筛盘101、第四弹性件102、第二拨杆103和拨盘104，混料仓63上部水平滑动式连接有筛盘101，筛盘101与混料仓63之间沿周向均匀间隔连接有第四弹性件102，筛盘101底部沿周向均匀间隔连接有多根第二拨杆103，转轴84下部连接有拨盘104，拨盘104旋转能够拨动第二拨杆103移动，从而使得筛盘101震动，用于对筛盘101处的物料进行筛选。

物料在落入混料仓63出时，筛盘101能够阻挡较大块的物料，避免较大块的物料落入熔炼炉4内影响熔炼，而转轴84在转动时能够带动拨盘104转动，拨盘104转动时能够不断的拨动第二拨杆103带动筛盘101移动，而第四弹性件102则不断的拉伸压缩，当拨盘104转动至不再与第二拨杆103接触时，在第四弹性件102的作用下筛盘101复位，如此反复，就能够带动筛盘101往复的震动，对筛盘101上的物料进行震动筛选，避免有小物料被大块的物料挡住。

如图12-图15所示，还包括有螺旋拨料机构，螺旋拨料机构包括有螺旋拨料盘91、排料板92、送料管93和收集桶94，转轴84下部连接有螺旋拨料盘91，螺旋拨料盘91底部与筛盘101顶部接触，筛盘101偏心位置开设敞口，以供大块物料排出，敞口位置位于螺旋拨料盘91的尾端，筛盘101底部连接有排料板92，排料板92位于敞口下方，排料板92上连通有送料管93，横板顶部后侧放置有收集桶94，送料管93末端位于收集桶94上方。

转轴84在转动时能够带动螺旋拨料盘91转动，螺旋拨料盘91在转动时能够将筛盘101上的较大块物料拨至螺旋拨料盘91内，而螺旋拨料盘91内的物料会再次被拨动，直至大块物料移动至螺旋拨料盘91的尾端，而位于螺旋拨料盘91尾端的物料则会经过筛盘101的敞口进入排料板92处，再经由送料管93将物料送入收集桶94内收集，如此，就能够将筛盘101处堆积的大块物料排出，操作时更加的方便，当收集桶94内堆积较多物料时，可以将收集桶94取出将其内物料再次送入粉碎处理。

本实施例还提供一种三元催化剂合金粉还原熔炼方法，具体步骤如下：

S1：将铁粉和三元催化剂粉末分别加入两个下料斗61内，拨动落料套筒651将铁粉和三元催化剂粉末送入混料仓63内；

S2：启动电磁加热器3对熔炼炉4进行加热；

S3：拉动冷凝框5通过驱动齿条111、转杆112、传动齿轮113驱动齿轮115和弧形齿条116带动下料盘114旋转，以使下料盘114和连接盘110处的开口相通，供物料落入熔炼炉4内进行熔炼还原；

S4：拉动冷凝框5的同时能够带动第一拨杆72挤压下料套管71向上移动，以将熔炼还原完毕的物料排出至冷凝框5处；

S5：将冷凝后的物料从冷凝框5内取出。

上述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明实施范围，故凡以本发明权利要求所述内容所做的等效变化，均应包括在本发明权利要求范围之内。