CN108050851B - 一种减压扩散炉尾气冷却装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种减压扩散炉尾气冷却装置，包括进气管、石英冷凝瓶、冷凝瓶套组件、进气端盖、抽气端盖、抽气管和冷却系统，石英冷凝瓶位于冷凝瓶套组件内，两端分别通过进气端盖和抽气端盖密封，石英冷凝瓶包括第一腔室、第二腔室和第三腔室，第二腔室套于第一腔室和第三腔室外部，第一腔室与第二腔室连通，第二腔室与第三腔室连通，进气管穿过进气端盖伸入第一腔室内，抽气管穿过抽气端盖伸入第三腔室内，进气管的气流方向与第一腔室内的气流方向相反，抽气管的气流方向与第三腔室内的气流方向相反，冷却系统包括分设于第二腔室和第三腔室内的第一冷却部件和第二冷却部件。本发明可使尾气在小空间内长距离运动，增加尾气与冷却部件的接触面积。

Description

一种减压扩散炉尾气冷却装置

技术领域

本发明涉及减压扩散炉尾气处理领域，尤其涉及一种减压扩散炉尾气冷却装置。

背景技术

现阶段低压扩散炉正常工作时均配备有真空泵，为了防止低压扩散炉工作时炉管内产生的高温氯气、偏磷酸蒸汽等腐蚀性气体直接进入真空泵中而影响真空泵的使用寿命，需要在石英管排废口与真空泵之间设置冷凝装置。采用此装置时，一方面可以降低进入真空泵的尾气温度，保证真空泵正常工作；另一方面，此装置还可以使扩散工艺时产生的各种腐蚀性气体冷凝成液态并暂时储存在冷凝装置内，防止这些气体进入真空泵而损伤泵体。

现有技术中，冷却系统中较多采用直通式金属水冷冷凝瓶和石英风冷冷凝瓶。直通式金属水冷冷凝瓶为了增加尾气与冷凝瓶的接触面积采用增加冷凝管长度的方式，此类冷凝瓶有体积较大、安装困难的缺点，在工作和维护中会给操作人员带来诸多不便。石英风冷冷凝瓶直接将石英冷凝瓶裸露，利用空气对流将热量抽入排废管，该装置冷却效果差，同时石英冷凝瓶已损坏。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种可以使尾气在小空间长距离的运动、大大增加了尾气与冷却部件的接触面积的减压扩散炉尾气冷却装置。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种减压扩散炉尾气冷却装置，包括进气管、石英冷凝瓶、冷凝瓶套组件、进气端盖、抽气端盖、抽气管和冷却系统，所述石英冷凝瓶位于冷凝瓶套组件内，两端分别通过进气端盖和抽气端盖密封，所述石英冷凝瓶包括相互隔开的第一腔室、第二腔室和第三腔室，所述第一腔室与第三腔室沿着进气方向依次设置，所述第二腔室套于第一腔室和第三腔室外部，所述第一腔室设有与第二腔室连通的第一连通孔，所述第二腔室设有与第三腔室连通的第二连通孔，所述进气管穿过进气端盖伸入第一腔室内，所述抽气管穿过抽气端盖伸入第三腔室内，所述进气管内的气流方向与第一腔室内的气流方向相反，所述第一腔室与第三腔室内的气流方向相同，所述第二腔室内的气流方向与第三腔室内的气流方向相反，所述抽气管的气流方向与第三腔室内的气流方向相反，所述冷却系统包括第一冷却部件和第二冷却部件，所述第一冷却部件和第二冷却部件分别设于第二腔室和第三腔室内。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述进气端盖与进气管之间设有密封组件，所述密封组件包括公接头、母接头、第一全氟密封圈和第一密封圈挡环，所述公接头装设于进气端盖上，所述母接头插入公接头内，且与公接头螺纹配合，所述进气管依次穿过母接头、公接头和进气端盖伸入第一腔室内，所述公接头内壁、母接头位于公接头内的端面及进气管外壁之间具有密封空腔，所述第一密封圈挡环和第一全氟密封圈设于所述密封空腔内，且第一密封圈挡环靠近母接头位于公接头内的端面，第一密封圈挡环表面具有全氟涂层。

所述第一冷却部件为套于第一腔室和第三腔室外部的第一螺旋冷却水管，所述第一螺旋冷却水管的进口端和出口端均贯穿于抽气端盖上；所述第二冷却部件为套于抽气管外部的第二螺旋冷却水管，所述第二螺旋冷却水管的进口端和出口端均贯穿于抽气端盖上。

所述进气端盖与石英冷凝瓶之间设有第一固定块，所述抽气端盖与石英冷凝瓶之间设有第二固定块，所述第二固定块上分别设有可供第一螺旋冷却水管和第二螺旋冷却水管穿过的第一避让孔和第二避让孔，所述第一固定块和第二固定块由耐腐蚀的聚四氟乙烯材料加工而成。

所述冷凝瓶套组件包括金属套筒和位于金属套筒两端的法兰。

所述第一固定块固定在进气端盖上，所述进气端盖与金属套筒一端的法兰之间采用卡箍锁紧，所述第二固定块设于抽气端盖与金属套筒另一端的法兰之间，三者采用卡箍锁紧。

所述冷凝瓶套组件、进气端盖和抽气端盖表面均具有全氟涂层。

所述抽气管于抽气端盖的外侧设有径向安装部，所述径向安装部通过螺栓固定在抽气端盖上，且径向安装部与抽气端盖之间设有第二全氟密封圈。

所述石英冷凝瓶底部设有储存液体的收集槽。

为解决上述技术问题，本发明采用另一种技术方案：

一种减压扩散炉尾气冷却装置，包括进气管、石英冷凝瓶、冷凝瓶套组件、进气端盖、抽气端盖、抽气管和冷却系统，所述石英冷凝瓶位于冷凝瓶套组件内，两端分别通过进气端盖和抽气端盖密封，所述石英冷凝瓶包括相互隔开的第一腔室和第二腔室，所述第二腔室套于第一腔室外部，所述第一腔室设有与第二腔室连通的第一连通孔，所述进气管穿过进气端盖伸入第一腔室内，所述抽气管穿过抽气端盖伸入第二腔室内，所述进气管内的气流方向与第一腔室内的气流方向相反，所述第二腔室内的气流方向与第一腔室内的气流方向相反，所述抽气管的气流方向与第二腔室内的气流方向相同，所述冷却系统设于第二腔室内。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的减压扩散炉尾气冷却装置，将石英冷凝瓶分割为三个腔室，待处理的尾气从进气管进入后，经过第一腔室、第二腔室和第三腔室，最后经抽气管抽出，第二腔室和第三腔室设有第一冷却部件和第二冷却部件，用于对气体进行冷却，至少两个腔室设置冷却部件，可以使尾气在小空间长距离的运动，大大增加了尾气与冷却部件的接触面积和接触时间，尾气在移动过程中能够往复运动，在较小的安装空间内达到较长的冷却距离；将石英冷凝瓶分割为两个腔室，待处理的尾气从进气管进入后，经过第一腔室和第二腔室，最后经抽气管抽出，第二腔室设有冷却系统，用于对气体进行冷却，可以使尾气在小空间长距离的运动，大大增加了尾气与冷却部件的接触面积和接触时间，尾气在移动过程中能够往复运动，在较小的安装空间内达到较长的冷却距离。

进一步的，本发明的减压扩散炉尾气冷却装置，冷凝瓶套组件、进气端盖和抽气端盖表面具有全氟涂层，各密封圈为全氟密封圈，即所有与石英冷凝瓶接触的金属内表面均需喷涂耐腐蚀的特氟龙涂层，整个装置具有很好的防腐特性；同时具有较好的密封效果。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图。

图2是图1的A处放大图。

图3是本发明实施例1中石英冷凝瓶的结构示意图。

图4是本发明实施例1中进气端盖的结构示意图。

图5是本发明实施例1中冷凝瓶套组件的结构示意图。

图6是本发明实施例1中冷却系统的结构示意图。

图7是本发明实施例1中第一固定块的结构示意图。

图8是本发明实施例1中第二固定块的外套的结构示意图。

图9是本发明实施例1中第二固定块的内套的结构示意图

图10是图9的俯视图。

图11是本发明实施例2的结构示意图。

图中各标号表示：

1、进气管；2、石英冷凝瓶；21、第一腔室；22、第二腔室；23、第三腔室；24、第一连通孔；25、第二连通孔；26、收集槽；3、冷凝瓶套组件；31、金属套筒；32、法兰；4、进气端盖；5、抽气端盖；51、第二全氟密封圈；6、抽气管；61、径向安装部；7、冷却系统；71、第一冷却部件；72、第二冷却部件；8、密封组件；81、公接头；82、母接头；83、第一全氟密封圈；84、第一密封圈挡环；85、密封空腔；91、第一固定块；92、第二固定块；921、第一避让孔；922、第二避让孔；93、外套；94、半圆内套；10、卡箍。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1

如图1至图10所示，本实施例的减压扩散炉尾气冷却装置，包括进气管1、石英冷凝瓶2、冷凝瓶套组件3、进气端盖4、抽气端盖5、抽气管6和冷却系统7，石英冷凝瓶2位于冷凝瓶套组件3内，两端分别通过进气端盖4和抽气端盖5密封，石英冷凝瓶2包括相互隔开的第一腔室21、第二腔室22和第三腔室23，第一腔室21与第三腔室23沿着进气方向依次设置，第二腔室22套于第一腔室21和第三腔室23外部，第一腔室21设有与第二腔室22连通的第一连通孔24，第二腔室22设有与第三腔室23连通的第二连通孔25，进气管1穿过进气端盖4伸入第一腔室21内，抽气管6穿过抽气端盖5伸入第三腔室23内，进气管1内的气流方向与第一腔室21内的气流方向相反，第一腔室21与第三腔室23内的气流方向相同，第二腔室22内的气流方向与第三腔室23内的气流方向相反，抽气管6的气流方向与第三腔室23内的气流方向相反，冷却系统7包括第一冷却部件71和第二冷却部件72，第一冷却部件71和第二冷却部件72分别设于第二腔室22和第三腔室23内。

本实施例中，进气管1从第一腔室21左侧侧壁进入一直延伸至靠近右侧的侧壁，第一连通孔24设置在远离进气管1的出口，以使进气管1内的气流方向与第一腔室21内的气流方向相反，第一连通孔24设置多个，周向均匀布置在第一腔室21外壁上。抽气管6从第三腔室23右侧侧壁进入一直延伸至靠近左侧侧壁，第二连通孔25设置在远离抽气管6的进口，以使抽气管6的气流方向与第三腔室23内的气流方向相反，第二连通孔25设置多个，周向均匀布置在第三腔室23外壁上。

进气管1与石英管连接，待处理的尾气从进气管1进入后，沿着图1的箭头方向，经过第一腔室21、第二腔室22和第三腔室23，最后经抽气管6抽出，第二腔室22和第三腔室23设有第一冷却部件71和第二冷却部件72，用于对气体进行冷却。通过将石英冷凝瓶2分割为三个腔室，至少两个腔室设置冷却部件，可以使尾气在小空间长距离的运动，大大增加了尾气与冷却部件的接触面积和接触时间，尾气在移动过程中能够往复运动，在较小的安装空间内达到较长的冷却距离。

本实施例中，冷凝瓶套组件3、进气端盖4和抽气端盖5表面具有全氟涂层。进气端盖4供进气管1穿过的圆孔内表面及靠近石英冷凝瓶2端面涂有0.5mm特氟龙涂层用于防腐。所有与石英冷凝瓶2接触的金属内表面均需喷涂耐腐蚀的特氟龙涂层。

本实施例中，进气端盖4与进气管1之间设有密封组件8，密封组件8包括公接头81、母接头82、第一全氟密封圈83和第一密封圈挡环84，公接头81装设于进气端盖4上，母接头82插入公接头81内，且与公接头81螺纹配合，进气管1依次穿过母接头82、公接头81和进气端盖4伸入第一腔室21内，公接头81内壁、母接头82位于公接头81内的端面及进气管1外壁之间具有密封空腔85，第一密封圈挡环84和第一全氟密封圈83设于密封空腔85内，且第一密封圈挡环84靠近母接头82位于公接头81内的端面，第一密封圈挡环84表面具有全氟涂层。第一密封圈挡环84和第一全氟密封圈83各设置两个，当公接头81拧紧时两个第一密封圈挡环84，会挤压两个第一全氟密封圈83，使第一全氟密封圈83与进气管1贴合从而达到紧固和密封的作用。第一密封圈挡环84和第一全氟密封圈83均涂有0.5mm特氟龙涂层能有效的防止其被尾气腐蚀。

本实施例中，第一冷却部件71为套于第一腔室21和第三腔室23外部的第一螺旋冷却水管，第一螺旋冷却水管的进口端和出口端均贯穿于抽气端盖5上；第二冷却部件72为套于抽气管6外部的第二螺旋冷却水管，第二螺旋冷却水管的进口端和出口端均贯穿于抽气端盖5上。两根螺旋冷却水管中冷却水为反向流动，此方法能更好的获得冷却效果。两根螺旋水管安装时不会与石英冷凝瓶2干涉，同时两根水管分别进入石英冷凝瓶2的两个腔室内。

本实施例中，冷凝瓶套组件3包括金属套筒31和位于金属套筒31两端的法兰32，金属套筒31和法兰32的表面均具有全氟涂层。为了便于加工其材料采用标准件焊接而成，并且整个部件内表面均涂有0.5mm特氟龙涂层用于防腐。

本实施例中，进气端盖4与石英冷凝瓶2之间设有第一固定块91，抽气端盖5与石英冷凝瓶2之间设有第二固定块92，第二固定块92上分别设有可供第一螺旋冷却水管和第二螺旋冷却水管穿过的第一避让孔921和第二避让孔922，第一固定块91和第二固定块92由耐腐蚀的聚四氟乙烯材料加工而成。第一固定块91固定在进气端盖4上，进气端盖4与金属套筒31一端的法兰32之间采用卡箍10锁紧，第二固定块92设于抽气端盖5与金属套筒31另一端的法兰32之间，三者采用卡箍10锁紧。卡箍10为链式卡箍。

第一固定块91利用螺栓连接在进气端盖4上，第二固定块92分为三个零件，一个外套93和两个半圆内套94。两个半圆内套94拼接成一个整体套在外套93内，与抽气端盖5石英冷凝瓶2一起塞入金属套筒31内，并用链式卡箍紧固。第一避让孔921和第二避让孔922设置在两个半圆内套94上，这种结构便于拆卸和安装。

本实施例中，石英冷凝瓶2底部设有储存液体的收集槽26。由于石英冷凝瓶2右端端面具有较多开口，如图所示，石英冷凝瓶2底部右端向上翘起（或者折弯），使底部形成收集槽26用于存储冷凝的酸液，待设备正常维护时统一处理，防止其腐蚀真空泵。

本实施例中，抽气管6于抽气端盖5的外侧设有径向安装部，径向安装部通过螺栓固定在抽气端盖5上，且径向安装部与抽气端盖5之间设有第二全氟密封圈。抽气管6，采用耐腐蚀的PP材料加工且加工时务必保证其前端能够接近石英冷凝瓶2的第三腔室23的左侧，以增加尾气在冷却装置内的运动距离。将第二全氟密封圈压入抽气管6上的密封圈安装槽（图中未示出）内后，将抽气管6紧固在抽气端盖5上。

本发明的减压扩散炉尾气冷却装置，装置主体部分安装完成后直接用链式卡箍将其紧固、加强即可，安装简单、方便且能够获得较好的冷却效果；石英冷凝瓶2采用标准真空管道焊接而成，加工、安装方便，在兼具节省安装空间优点的同时还具有较好的冷凝效果；与石英冷凝瓶2接触的部件均涂有特氟龙图层，使冷却装置具有很好的防腐特性。

实施例2

如图11所示，本实施例的减压扩散炉尾气冷却装置与实施例1基本相同，不同之处在于：

本实施例中，石英冷凝瓶2包括相互隔开的第一腔室21和第二腔室22，第一腔室21设有与第二腔室22连通的第一连通孔24，进气管1穿过进气端盖4伸入第一腔室21内，抽气管6穿过抽气端盖5伸入第二腔室22内，进气管1内的气流方向与第一腔室21内的气流方向相反，第二腔室22内的气流方向与第一腔室21内的气流方向相反，抽气管6的气流方向与第二腔室22内的气流方向相同，冷却系统7设于第二腔室22内。

本实施例中，石英冷凝瓶2包括两个腔室，其中只有一个腔室内具有冷却系统7。原理与实施例1基本相同。气流方向如图11中箭头所示。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种减压扩散炉尾气冷却装置，其特征在于：包括进气管（1）、石英冷凝瓶（2）、冷凝瓶套组件（3）、进气端盖（4）、抽气端盖（5）、抽气管（6）和冷却系统（7），所述石英冷凝瓶（2）位于冷凝瓶套组件（3）内，两端分别通过进气端盖（4）和抽气端盖（5）密封，所述石英冷凝瓶（2）包括相互隔开的第一腔室（21）、第二腔室（22）和第三腔室（23），所述第一腔室（21）与第三腔室（23）沿着进气方向依次设置，所述第二腔室（22）套于第一腔室（21）和第三腔室（23）外部，所述第一腔室（21）设有与第二腔室（22）连通的第一连通孔（24），所述第二腔室（22）设有与第三腔室（23）连通的第二连通孔（25），所述进气管（1）穿过进气端盖（4）伸入第一腔室（21）内，所述抽气管（6）穿过抽气端盖（5）伸入第三腔室（23）内，所述进气管（1）内的气流方向与第一腔室（21）内的气流方向相反，所述第一腔室（21）与第三腔室（23）内的气流方向相同，所述第二腔室（22）内的气流方向与第三腔室（23）内的气流方向相反，所述抽气管（6）内的气流方向与第三腔室（23）内的气流方向相反，所述冷却系统（7）包括第一冷却部件（71）和第二冷却部件（72），所述第一冷却部件（71）和第二冷却部件（72）分别设于第二腔室（22）和第三腔室（23）内。

2.根据权利要求1所述的减压扩散炉尾气冷却装置，其特征在于：所述进气端盖（4）与进气管（1）之间设有密封组件（8），所述密封组件（8）包括公接头（81）、母接头（82）、第一全氟密封圈（83）和第一密封圈挡环（84），所述公接头（81）装设于进气端盖（4）上，所述母接头（82）插入公接头（81）内，且与公接头（81）螺纹配合，所述进气管（1）依次穿过母接头（82）、公接头（81）和进气端盖（4）伸入第一腔室（21）内，所述公接头（81）内壁、母接头（82）位于公接头（81）内的端面及进气管（1）外壁之间具有密封空腔（85），所述第一密封圈挡环（84）和第一全氟密封圈（83）设于所述密封空腔（85）内，且第一密封圈挡环（84）靠近母接头（82）位于公接头（81）内的端面，所述第一密封圈挡环（84）表面具有全氟涂层。

3.根据权利要求1所述的减压扩散炉尾气冷却装置，其特征在于：所述第一冷却部件（71）为套于第一腔室（21）和第三腔室（23）外部的第一螺旋冷却水管，所述第一螺旋冷却水管的进口端和出口端均贯穿于抽气端盖（5）上；所述第二冷却部件（72）为套于抽气管（6）外部的第二螺旋冷却水管，所述第二螺旋冷却水管的进口端和出口端均贯穿于抽气端盖（5）上。

4.根据权利要求3所述的减压扩散炉尾气冷却装置，其特征在于：所述进气端盖（4）与石英冷凝瓶（2）之间设有第一固定块（91），所述抽气端盖（5）与石英冷凝瓶（2）之间设有第二固定块（92），所述第二固定块（92）上分别设有可供第一螺旋冷却水管和第二螺旋冷却水管穿过的第一避让孔（921）和第二避让孔（922），所述第一固定块（91）和第二固定块（92）由耐腐蚀的聚四氟乙烯材料加工而成。

5.根据权利要求4所述的减压扩散炉尾气冷却装置，其特征在于：所述冷凝瓶套组件（3）包括金属套筒（31）和位于金属套筒（31）两端的法兰（32）。

6.根据权利要求5所述的减压扩散炉尾气冷却装置，其特征在于：所述第一固定块（91）固定在进气端盖（4）上，所述进气端盖（4）与金属套筒（31）一端的法兰（32）之间采用卡箍（10）锁紧，所述第二固定块（92）设于抽气端盖（5）与金属套筒（31）另一端的法兰（32）之间，三者采用卡箍（10）锁紧。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的减压扩散炉尾气冷却装置，其特征在于：所述冷凝瓶套组件（3）、进气端盖（4）和抽气端盖（5）表面均具有全氟涂层。

8.根据权利要求1至6任意一项所述的减压扩散炉尾气冷却装置，其特征在于：所述抽气管（6）于抽气端盖（5）的外侧设有径向安装部，所述径向安装部通过螺栓固定在抽气端盖（5）上，且径向安装部与抽气端盖（5）之间设有第二全氟密封圈。

9.根据权利要求1至6任意一项所述的减压扩散炉尾气冷却装置，其特征在于：所述石英冷凝瓶（2）底部设有储存液体的收集槽（26）。

10.一种减压扩散炉尾气冷却装置，其特征在于：包括进气管（1）、石英冷凝瓶（2）、冷凝瓶套组件（3）、进气端盖（4）、抽气端盖（5）、抽气管（6）和冷却系统（7），所述石英冷凝瓶（2）位于冷凝瓶套组件（3）内，两端分别通过进气端盖（4）和抽气端盖（5）密封，所述石英冷凝瓶（2）包括相互隔开的第一腔室（21）和第二腔室（22），所述第二腔室（22）套于第一腔室（21）外部，所述第一腔室（21）设有与第二腔室（22）连通的第一连通孔（24），所述进气管（1）穿过进气端盖（4）伸入第一腔室（21）内，所述抽气管（6）穿过抽气端盖（5）伸入第二腔室（22）内，所述进气管（1）内的气流方向与第一腔室（21）内的气流方向相反，所述第二腔室（22）内的气流方向与第一腔室（21）内的气流方向相反，所述抽气管（6）内的气流方向与第二腔室（22）内的气流方向相同，所述冷却系统（7）设于第二腔室（22）内。