一种用于海绵钛蒸馏的高温疏通装置的制作方法

本发明属于海绵钛生产领域，特别涉及倒U型还原-蒸馏炉蒸馏阶段的高温疏通装置。

背景技术：

镁还原四氯化钛法生产海绵钛主要分为还原和蒸馏两个阶段，倒U型还原-蒸馏炉在还原结束进入蒸馏阶段，开始蒸馏前需要将冷端反应器和热端反应器进行对接，对接时需要在热端大盖的竖管装上高温阀，冷端大盖的竖管装上密封堵头。蒸馏阶段总时长约100小时，在蒸馏阶段残留在热端反应器内部的镁和氯化镁以气态的形式依次通过热端大盖横竖管和冷端大盖横竖管，进入到冷端反应内部冷凝成为固态。由于冷端温度较低，在镁蒸气和氯化镁蒸气进入冷端的过程中极容易在冷端竖管下方的出口处凝结形成了冷凝物。随着蒸馏时长的增加，这个部位冷凝物会越积越多，如果不采取措施，最终导致冷端竖管堵塞，从而到导致蒸馏中断。现阶段行业内对于蒸馏堵管程度情况，依然无法有效判断。

目前国内海绵钛行业的普遍做法是在蒸馏阶段定期分几次打开冷端竖管的堵头检查堵管情况，一旦发现堵管由操作工人使用钢钎手动清理冷凝物。每次打开堵头之前需要暂停蒸馏，对冷端和热端同时充上氩气保护。在清理的冷凝物时需要持续不停的充氩，以保证热端反应器内的海绵钛产品不受空气污染而至废。清理结束后重新对冷端热端抽真空继续蒸馏。每次暂停蒸馏，打开检查清理，再恢复蒸馏的过程需要耗时近3个小时，这个时间内的电耗、氩气消耗是影响海绵钛成本的一个重要因素。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种用于海绵钛蒸馏的高温疏通装置，安装在倒U型还原-蒸馏炉冷端反应器的冷端竖管上，对冷端竖管进行自动疏通，而无需人工打开冷端竖管堵头进行检查疏通，从而缩短蒸馏时间减少电耗、氩气消耗、降低海绵钛生产成本。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种用于海绵钛蒸馏的高温疏通装置，包括气缸、连接支座、气缸支座、密封阀座和疏通阀杆，所述气缸、连接支座、气缸支座和密封阀座顺次连接；

所述气缸支座与连接支座之间设置上密封结构，在气缸支座与密封阀座之间设置下密封结构，并由所述的上密封结构、下密封结构以及气缸支座的侧壁构成密闭腔体；

所述连接支座具有一个缓冲腔体，缓冲腔体的侧壁设有与外界连通的气孔，以将气缸泄漏的气体排出；

所述气缸的活塞杆穿过连接支座的缓冲腔体后与气缸支座的密闭腔体内的疏通阀杆连接，并且其连接点在疏通阀杆运动的过程中始终位于密闭腔体内；

所述密封阀座设有接入冷却介质的冷却腔，由冷却介质对下密封结构降温，所述疏通阀杆从密封阀座中穿出，并设有疏通堵塞的带有齿形结构的阀头。

进一步的，所述疏通阀杆的上部设有导向盘，导向盘与气缸支座内壁接触。

进一步的，所述疏通阀杆与活塞杆之间通过球形铰链连接。

进一步的，所述上密封结构由O型密封圈和密封压盖组成；所述下密封结构由石棉盘根、V型填料以及填料压盖组成，石棉盘根和V型填料设置在密封阀座内壁上，并由填料压盖固定。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

第一，利用本装置可实现在冷端竖管无需打开的情况下，对其进行疏通，在疏通过程中，也不用暂停蒸馏，因此，一方面可以显著减轻操作人员的劳动强度，另一方面，可以缩短蒸馏时间并有效减少氩气消耗以及设备的电耗，经试验，采用本装置后，相较于人工疏通，可缩短蒸馏时间10h。

第二，活塞杆与疏通阀杆之间采用球形铰链连接，可以在允许的范围内相对转动，因此对安装精度的要求降低，并消除因安装或长时间使用产生偏心以及变形带来的不利影响；并且，在疏通阀杆的杆身上设有导向盘，导向盘外圆周与气缸支座腔体内壁接触，可以进一步保证疏通阀杆在上下运动时不会发生偏心卡死的现象。

第三，连接支座的设置可以将气缸的缸体与气缸支座的腔体分隔开，一方面，便于气缸的单独维修；另一方面，在使用压缩空气作为驱动气体时，如果气缸出现泄露，则泄漏的压缩空气可进入连接支座并由连接支座的气孔排入外界大气，从而避免压缩空气进入气缸支座的腔体内，影响冷端竖管内的真空环境。

第四，活塞杆与疏通阀杆之间的连接部位始终位于气缸支座的腔体内，可以保证气缸支座腔体内气体成分的稳定，进而避免对反应器造成污染。

第五，所述的密封阀座通过压盖压紧石棉盘根，以形成密封腔，可以进一步消除下方反应器进入空气的隐患；而在密封腔外设置冷却腔，并通入循环的冷却介质（可以是冷却水）对密封腔降温从而保护密封结构延长密封结构的寿命。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中A处的局部放大图；

图3是图1中B处的局部放大图；

图中标记：1、气缸，2、活塞杆，3连接支座，4、气缸支座，401、抽空口，5、疏通阀杆，501、导向盘，502、阀头，6、密封阀座，601、V型填料，602、石棉盘根，603、填料压盖，604、冷却腔，605、导向环，7、球形铰链，8、O型密封圈，9、密封压盖。

具体实施方式

下面结合附图，通过具体的实施方式对本发明的技术方案作进一步的说明。

如图所示，一种用于海绵钛蒸馏的高温疏通装置，用于镁还原四氯化钛法生产海绵钛的蒸馏阶段，此阶段是在完成还原阶段后，因此需要在真空条件下进行，以隔绝空气，避免空气中的氧气对还原后的钛氧化，所以，本装置使用过程中要避免空气进入冷端反应器中。

基于此种考虑，本发明主要由气缸1、活塞杆2、连接支座3、气缸支座4、疏通阀杆5和密封阀座6这六部分组成；其中气缸1、连接支座3、气缸支座4、密封阀座6这四部分为静态部件，活塞杆2和疏通阀杆5组成运动部件；通过活塞杆2带动疏通阀杆5往复运动，实现蒸馏堵管疏通功能。

所述气缸1采用双作用气缸，上下两端气缸盖分别预留气源接口，使用时接入0.4Mpa压缩空气或者氩气作为驱动气源；所述气缸1的活塞杆2采用304不锈钢，这样可以最大程度的减轻设备的重量；所述的气缸支座4通过连接支座3与气缸1连接，即连接支座3的上法兰通过螺栓安装在气缸1上，下法兰与气缸支座4的上法兰连接，并在气缸支座4上法兰处设置由密封压盖9压紧O型密封圈8组成的上密封结构，气缸支座4的下法兰与所述的密封阀座6上法兰连接，密封阀座6的上法兰处设置填料压盖603以压紧密封阀座6内壁的V型填料601和石棉盘根602以组成下密封结构，密封阀座6内壁设有台阶结构，V型填料601和石棉盘根602设置在该台阶结构上，并在台阶结构下方周向设置与疏通阀杆5杆身接触的导向环605，由下密封结构与上密封结构共同密封气缸支座4的腔体形成密闭腔体；密封阀座6的外层设置冷却腔604，冷却腔604内通入循环的冷却水，对下密封结构降温从而保护下密封结构，延长下密封结构的寿命；在气缸支座4的密闭腔体内设置疏通阀杆5，疏通阀杆5选用310S材质不锈钢，保证疏通阀杆5在长期冷热交替环境中反复使用不会发生较大变形，疏通阀杆5一端通过球形铰链7和活塞杆2连接，并且该球形铰链7在疏通阀杆5上下活动的过程中始终位于气缸支座4的密闭腔体内，疏通阀杆5的另一端从密封阀座6端部穿出，并设有疏通堵塞的阀头502，阀头502设有齿形结构，疏通阀杆5的杆身上部设有导向盘501，导向盘501外圆与气缸支座4密闭腔体的内壁相接触，保证疏通阀杆5在往复运动时不发生偏心卡死现象。

进一步的，所述连接支座3上设有连通外界的气孔，这样在使用压缩空气作为驱动气体时，如果出现气缸1向连接支座3泄漏，泄漏的气体会通过气孔排出，从而避免压缩空气进入到气缸支座4的密闭腔体内部，也就能降低压缩空气进入下方反应器的风险。

进一步的，在气缸支座4侧壁开设抽空口401，并连接抽真空装置，以保持气缸支座4密闭腔体的真空环境，防止在使用中下密封结构出现泄漏而使下方反应器进入空气污染其中的海绵钛。

在使用时，气缸支座4的密闭腔体内通入氩气保护，这样即使密封阀座6出现泄漏，进入反应器的也是氩气，不会对其中的海绵钛造成氧化污染。

在组装蒸馏冷端反应器时，用螺栓将本装置密封阀座6下部的法兰与冷端反应器竖管的法兰相连接，并在气缸1上部和下部的气源接口处接上氩气软管，即可在蒸馏过程中使用该装置；通过测试，本装置使用效果好，操作简单，满足了现场使用要求，极大地缩短蒸馏阶段的时间，克服了堵管难清理的问题，减小工人的劳动工作量，提高工作效率，使用过程稳定，经济效益显著。