CN103628096B - 一种熔盐电解精炼设备用隔热阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种熔盐电解精炼设备用隔热阀，安装在熔盐电解精炼设备中，其上端与高真空插板阀相连接，下端与坩埚相连接，用于阻挡从坩埚中辐射出的热量和熔盐电解质的挥发。隔热阀主要由阀体、密封盖板、阀片和循环水部件构成，阀片穿过密封盖板安装在阀体中，并能左右移动，然后通过螺栓将密封盖板与阀体连接，使阀片在推拉过程中保证动密封，循环水部件通过压紧螺母与阀片相连接。阀片内通循环水部件，通过压紧螺母将循环水部件与阀杆相连接，保证阀片工作时处于冷却状态，工作时将阀片关闭并将阴极固定在中心，阻挡辐射热和挥发的熔盐对上部高真空插板阀的影响。

Description

一种熔盐电解精炼设备用隔热阀

技术领域

本发明涉及一种熔盐电解精炼设备用隔热阀，特别涉及稀有高熔点金属熔盐电解精炼设备用隔热阀，主要起到保护熔盐电解精炼设备中高真空插板阀的作用，进一步得到更高纯度的金属产品，属于有色金属材料制备领域。

背景技术

高纯金属靶材在镀膜材料领域得到了越来越多的应用，稀有高熔点金属的提纯方法主要有碘化物热分解法、熔盐电解精炼法、电子束熔炼、区域熔炼法。

熔盐电解精炼的工艺相对简便，成本较低，可以有效地去除重金属元素及氧、氮等气体元素。原料金属（阳极）中的不纯物，其析出电位比待提纯金属高的杂质不析出而留在阳极中，析出电位比待提纯金属低的杂质溶出后留在电解质中，这样纯金属就在阴极析出。

熔盐电解精炼法比水溶液电解精炼的困难点在于熔盐电解精炼的温度较高，同时电解设备的密封性能要求较高。在一般的电解精炼设备中，阴极位于电解槽的中心，坩埚连同阳极筐以及待提纯的金属作为阳极。目前采用的电解精炼装置主要包括阴极杆、冷却室、插板阀、电解室构成。由于稀有高熔点金属钛、锆、铪等在出炉时极易与气体杂质氧、氮反应，为了保证产品在冷却过程中不受污染，需要在冷却室中冷却后才能出炉，所以必须采用高真空插板阀将冷却室密封。由于在电解过程中电解质熔盐有一定的挥发，逐渐沉积在阀体上，导致高真空插板阀受到腐蚀损害，严重时高真空插板阀将报废。而为了保证设备的高密封性能，又必须采用高真空插板阀，因此需要采取一定的措施对高真空插板阀进行隔离、保护。

发明内容

本发明的目的在于提供一种保护高真空插板阀的隔热阀装置，是基于目前采用的电解精炼装置做出的改进。

本发明的技术方案如下：

一种熔盐电解精炼设备用隔热阀，该熔盐电解精炼设备用于稀有高熔点金属的提纯，该隔热阀安装在熔盐电解精炼设备中，隔热阀上端与高真空插板阀相连接，下端与坩埚相连接，工作时用于阻挡从坩埚中辐射出的热量和熔盐电解质的挥发，对高真空插板阀起到保护的作用。

隔热阀主要由阀体、密封盖板、阀片和循环水部件构成。阀片穿过密封盖板安装在阀体中，并能左右移动，然后通过螺栓将密封盖板与阀体连接，使阀片在推拉过程中保证动密封，循环水部件通过压紧螺母与阀片相连接，通过循环水使阀片处于冷却状态。

阀体设有冷却水套和抽真空充氩气口，冷却水套上设有两个循环水进口和两个循环水出口。底部和侧面循环水保证阀体处于冷却状态，防止辐射的热量将高真空插板阀烧坏。

阀片包括短端部分和长端部分，短端部分和长端部分均由圆柱形阀杆和长方形阀片两部分构成，圆柱形阀杆内通循环水，圆柱形阀杆连接在长方形阀片的一侧，长方形阀片在与阀杆相连的另一侧的中心设置有半圆形的豁口（即远离阀杆的一侧），为阴极预留位置，工作时阀片处于阀体的中心将阴极固定在中心。短端部分最多只能盖住阀体通腔的一半，长端部分能够盖住阀体通腔的全部，即短端部分的长度小于等于阀体通腔的一半，长端部分的长度大于等于阀体通腔的全部，圆柱形阀杆内设置可通循环水的孔。

密封盖板包括压盖、阀盖板和威尔逊密封圈，阀片装进阀体后加盖阀盖板，阀盖板与阀体之间设有密封垫圈，通过螺栓将阀盖板与阀体连接，阀片短端部分和长端部分的阀杆外套有真空威尔逊密封圈（位于压盖与阀盖板之间），通过螺栓将压盖固定在阀盖板（密封底座）上，阀片在推拉过程中保证动密封。

循环水部件包括进水管、出水管和压紧螺母，进水管安装在阀片的阀杆内，通过压紧螺母将循环水部件与阀片的阀杆相连接，循环水从进水管进入，从进水管外壁和阀杆内壁之间回流通过出水管流出。保证阀片工作时处于冷却状态，阻挡辐射热对上部高真空插板阀的影响。

本发明的熔盐电解精炼设备用隔热阀，上端与高真空插板阀相连接，下端与坩埚相连接，设备结构简单方便组装，在使用过程中易操作，拆卸、清洗、维护方便，不易损坏。

设备工作时能够有效阻挡从坩埚中辐射出的热量和熔盐电解质的挥发，对高真空插板阀起到较好的保护作用，进而才能在电解精炼设备中采用高真空插板阀，并进一步提高设备冷却室的真空度，使得产品在冷却过程中减少气体污染，获得更高纯度的产品。

下面通过附图和具体实施方式对本发明做进一步说明，但并不意味着对本发明保护范围的限制。

附图说明

图1为本发明熔盐电解精炼装置总装配图。

图2为本发明隔热阀结构示意图。

图3为本发明隔热阀阀体结构示意图。

图4为本发明隔热阀阀片结构示意图。

图5为本发明隔热阀密封盖板结构示意图。

图6为本发明隔热阀循环水部件结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，为本发明熔盐电解精炼装置总装配图。本发明采用的熔盐电解精炼装置主要包括阴极（杆）1、冷却室2、高真空插板阀3、和坩埚5（电解室）。本发明的熔盐电解精炼设备用隔热阀4安装在整个电解精炼设备中的高真空插板阀3和坩埚5之间，隔热阀4上端与高真空插板阀3相连接，下端与坩埚5相连接，上下连接之间均有密封垫，通过卡钳螺钉连接。工作时用于阻挡从坩埚5中辐射出的热量和熔盐电解质的挥发，对高真空插板阀3起到保护的作用。

请参阅图2，为本发明隔热阀结构示意图。隔热阀4主要包括阀体6、密封盖板7、阀片8、9和阀片的循环水部件10、11构成。阀片8、9穿过密封盖板7安装在阀体6中，并能左右移动，然后通过螺栓将密封盖板7与阀体6连接，使阀片8、9在推拉过程中保证动密封，循环水部件10、11通过压紧螺母与阀片8、9相连接，通过循环水使隔热阀4的底部和侧面处于冷却状态。

请参阅图3，为隔热阀阀体结构示意图。阀体6设有冷却水套和抽真空充氩气口，冷却水套上设有两个循环水进口和两个循环水出口。阀体6底部和侧面循环水保证阀体6处于冷却状态，防止辐射的热量将高真空插板阀3烧坏。

请参阅图4，为本发明隔热阀阀片结构示意图。阀片包括短端部分8和长端部分9，短端部分8和长端部分9均由圆柱形阀杆和长方形阀片两部分构成，圆柱形阀杆连接在长方形阀片的一侧，长方形阀片在与阀杆相连的另一侧的中心设置有半圆形的豁口（即远离阀杆的一侧），为阴极预留位置，工作时阀片8、9处于阀体6的中心将阴极固定在中心，圆柱形阀杆内通循环水。短端部分8最多只能盖住阀体6通腔的一半，长端部分9能够盖住阀体6通腔的全部。

请参阅图5，为本发明隔热阀密封盖板结构示意图。密封盖板7包括压盖12、阀盖板（密封底座）13和威尔逊密封圈。阀片8、9装进阀体6后加盖阀盖板13，阀盖板13与阀体6之间有密封垫圈，通过螺栓将阀盖板13与阀体6连接，阀片短端部分8和长端部分9的阀杆外套有威尔逊密封圈，通过螺栓将压盖12固定在阀盖板（密封底座）13上，阀片8、9在推拉过程中保证动密封。

请参阅图6，为本发明隔热阀循环水部件结构示意图。循环水部件10、11分别包括进水管14、出水管15和压紧螺母16，进水管14安装在阀片8、9的阀杆内，通过压紧螺母16将循环水部件10、11与阀片8、9的阀杆相连接。循环水从进水管14进入，从进水管14外壁和阀杆内壁之间回流通过循环水出水管15流出。保证阀片工作时处于冷却状态，阻挡辐射热对上部高真空插板阀的影响。

阀片8、9穿过密封盖板7安装在阀体6中，并能左右移动。阀片8、9装进阀体6后加盖密封盖板7，密封盖板7与阀体6之间有密封垫圈，通过螺栓将密封盖板7与阀体6连接，阀杆穿过阀盖板（密封底座）13内的威尔逊密封圈，用螺栓将压盖12与密封座连接，阀片8、9在推拉过程中保证动密封。

阀片8、9内通循环水部件10、11，循环水部件10、11通过压紧螺母16与阀片8、9相连接，保证阀片8、9工作时处于冷却状态，工作时将阀片8、9关闭并将阴极固定在中心，阻挡辐射热和挥发的熔盐对上部高真空插板阀3的影响。

本发明的工作原理：

将隔热阀按图1所示的位置安装好，电解精炼开始前将熔盐电解质和阳极料，放在坩埚5中，加热到设定温度，抽真空充氩气到微正压。阴极的底端此时处在冷却室2中，将高真空插板阀3打开，将隔热阀4的阀片8、9向两端拉开，通过升降装置使阴极1缓缓下降到适当位置。此时将隔热阀4的阀片8、9向中间关闭，使阴极1竖直处于阀体6的中心。电解到一定时间后，阴极1底端上沉积一定的产品，此时打开隔热阀4，通过升降装置将产品缓缓上升到冷却室2中。将高真空插板阀3关闭，将隔热阀4的阀片长端部分9推向阀体6的中心，将整个阀体6通腔关闭，阻止热量辐射到上部的高真空插板阀3。待产品冷却后将冷却室2上盖打开将产品取出。

更换新的阴极1，重复以上对隔热阀4的操作步骤，进行电解。

本发明在工作时将阀片8、9关闭并将阴极1固定在中心，有效阻挡了辐射热和挥发的熔盐对上部高真空插板阀3的影响。

Claims (5)

1.一种熔盐电解精炼设备用隔热阀，其特征在于：所述的隔热阀安装在熔盐电解精炼设备中，其上端与高真空插板阀相连接，下端与坩埚相连接，用于阻挡从坩埚中辐射出的热量和熔盐电解质的挥发；它主要由阀体、密封盖板、阀片和循环水部件构成，阀片穿过密封盖板安装在阀体中，并能左右移动，然后将密封盖板通过螺栓与阀体连接，使阀片在推拉过程中保证动密封，循环水部件通过压紧螺母与阀片相连接；所述的阀片包括短端部分和长端部分，短端部分和长端部分均由圆柱形阀杆和长方形阀片构成，圆柱形阀杆连接在长方形阀片的一侧，长方形阀片在与阀杆相连的另一侧的中心设置有半圆形的豁口。

2.根据权利要求1所述的熔盐电解精炼设备用隔热阀，其特征在于：所述的阀体设有冷却水套和抽真空充氩气口，冷却水套上设有两个循环水进口和两个循环水出口。

3.根据权利要求1所述的熔盐电解精炼设备用隔热阀，其特征在于：所述的短端部分至多能盖住阀体通腔的一半，长端部分能盖住阀体通腔的全部，圆柱形阀杆内可通循环水。

4.根据权利要求3所述的熔盐电解精炼设备用隔热阀，其特征在于：所述的密封盖板包括压盖、阀盖板和威尔逊密封圈，所述的阀盖板通过螺栓与阀体连接，阀片短端部分和长端部分的阀杆外套有威尔逊密封圈，再通过螺栓将压盖与阀盖板连接。

5.根据权利要求1所述的熔盐电解精炼设备用隔热阀，其特征在于：所述的循环水部件包括进水管、出水管和压紧螺母，进水管安装在阀片的阀杆内，通过压紧螺母将循环水部件与阀片的阀杆相连接，循环水从进水管进入，从进水管外壁和阀杆内壁之间回流通过出水管流出。