CN108854638A - 一种高温气冷堆核燃料元件用核石墨粉的均化装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高温气冷堆核燃料元件用核石墨粉的均化装置，包括：承料桶，承料桶上端为密封设置；内部循环机构，内部循环机构设置在承料桶上方，其包括炉体、设置在炉体内且居中设置的混合组件和设置在炉体上方且偏心设置的除尘组件，炉体下方连通设置有出料管，出料管贯穿承料桶上表面与承料桶内部连通设置；以及外部循环机构，外部循环机构设置在内部循环机构外侧，其包括外置管道，外置管道一端通过法兰与炉体连通设置且其另一端贯穿承料桶上表面与承料桶内部连通设置，法兰偏心设置在炉体上表面；本发明解决了进行均匀化时存在无法搅拌的死角的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及石墨制造技术领域，尤其涉及一种高温气冷堆核燃料元件用核石墨粉的均化装置。
背景技术
随着全球经济的飞速发展，汽车、飞机及军工用品的生产量急剧增加，随着科学技术的不断发展，石墨作为军用和航天、航空、汽车用油脂密封材料具有容量大、寿命长的特点。
专利号为CN205462250U的专利文献公开了一种改良的石墨粉反应釜，包括石墨粉反应釜体，石墨粉反应釜体的侧壁厚度H为12mm，石墨粉反应釜体的底部设有一平面底板，平面底板的中部设有出料口，出料口连通出料管道，出料管道外套设有一加热丝固定架，加热丝固定架上设有加热丝，平面底板的表面设有由加热丝加热的加热板，加热板的直径为1.5m，石墨粉反应釜体外包裹一层保温层，保温层与石墨粉反应釜体的侧壁之间具有一个夹层h，该实用新型采用2400L体积容量的石墨粉反应釜体，石墨粉反应釜体的壁厚H为12mm，进行石墨粉料的搅拌加热反应，一次投料的最大量为480Kg，反应时间7小时，单次物料利用率提高20％。
但是，在实际使用过程中，石墨粉配方中含有轻质、重质等不同比重的物料，发明人发现在石墨粉均化过程中，采用带有螺旋装置或桨叶搅拌装置的混合机进行，该种方法进行均匀化时存在无法搅拌的死角，且对于轻重不同的物料进行均化时，轻质物料容易浮在上层，产生偏析的问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足之处，通过设置通过设置内部循环机构配合外部循环机构，使得均化运行时，除了内部混合组件的均化作用，物料从炉体出口经过外置管道进入炉体，实现外部的大循环，进而解决搅拌死角，同时不同比重的物料可以充分混合，从而解决了进行均匀化时存在无法搅拌的死角，且对于轻重不同的物料进行均化时，轻质物料容易浮在上层，产生偏析的技术问题。
针对以上技术问题，采用技术方案如下：一种高温气冷堆核燃料元件用核石墨粉的均化装置，包括：
承料桶，所述承料桶上端为密封设置；
内部循环机构，所述内部循环机构设置在所述承料桶上方，其包括炉体、设置在所述炉体内且居中设置的混合组件和设置在所述炉体上方且偏心设置的除尘组件，所述炉体下方连通设置有出料管，所述出料管贯穿所述承料桶上表面与所述承料桶内部连通设置；以及
外部循环机构，所述外部循环机构设置在所述内部循环机构外侧，其包括外置管道，所述外置管道一端通过法兰与所述炉体连通设置且其另一端贯穿所述承料桶上表面与所述承料桶内部连通设置，所述法兰偏心设置在所述炉体上表面。
作为优选，所述炉体为圆台形设置，其上端底面直径大于其下端底面直径，该炉体下端设置有气动梅花错位阀。
作为优选，所述混合组件包括：
驱动件，所述驱动件设置在所述炉体上方且居中设置，其输出端竖直向下贯穿所述炉体且设置在所述炉体内；
第一搅拌件，所述第一搅拌件位于所述驱动件的一侧且与所述驱动件连动设置，该第一搅拌件与所述炉体侧壁平行设置；以及
第二搅拌件，所述第二搅拌件相对与所述第一搅拌件设置在所述驱动件的另一侧且与所述驱动件连动设置，该第二搅拌件与所述炉体侧壁平行设置。
作为优选，所述驱动件包括：
电机a；
转轴，所述转轴与所述电机的输出端固定连接且位于所述炉体内的上方；以及
连动杆，所述连动杆与所述转轴固定连接且贯穿所述转轴设置。
作为优选，所述第一搅拌件包括：
安装座a，所述安装座a与所述连动杆固定连接；
电机b，所述电机b固定设置在所述安装座a上且其输出端贯穿所述安装座a向下设置；
搅拌轴a，所述搅拌轴a与所述电机b的输出端固定连接；以及
螺带桨叶a，所述螺带桨叶a固定绕设在所述搅拌轴a上。
作为优选，所述第二搅拌件
安装座b，所述安装座b与所述连动杆固定连接；
电机c，所述电机c固定设置在所述安装座b上且其输出端贯穿所述安装座b向下设置；
搅拌轴b，所述搅拌轴b与所述电机c的输出端固定连接；以及
螺带桨叶b，所述螺带桨叶b固定绕设在所述搅拌轴b上。
作为优选，所述搅拌轴a长度为L1，所述搅拌轴b长度为L2，所述L1＞L2；从所述搅拌轴b的底端到搅拌轴a的底端之间形成死角区域。
作为优选，所述搅拌轴a距离所述炉体侧壁最短距离为D1，所述搅拌轴b距离所述炉体侧壁最短距离为D2，所述D1＜D2。
作为优选，所述外部循环机构还包括负压装置，所述负压装置与所述外置管道连接设置。
作为又优选，所述炉体上表面开设有人孔口，且其侧壁上开设有取样口。
本发明的有益效果：
(1)本发明中通过设置内部循环机构配合外部循环机构，使得均化运行时，除了内部混合组件的均化作用，物料从炉体出口经过外置管道进入炉体，实现外部的大循环，进而解决搅拌死角的问题，同时不同比重的物料可以充分混合；
(2)本发明中通过设置仓顶除尘器，将外置管道首次负压吸收进炉体内的灰尘进行及时吸收，保证了石墨粉的纯度；
(3)本发明中通过设置承料桶，一方面承料桶的作用是起到送料的作用，首次的石墨粉放置承料桶内，然后经过外置管道的负压将其吸收送至炉体内；另一方面，在循环工作中，从炉体内出来的石墨粉通过承料桶进行暂存，再经过外置管道的负压将其吸收，避免外置管道与炉体内直接连通，气压不稳定，进而导致炉体或外置管道的炸裂，提高装置的使用寿命；
(4)本发明中通过设置L1＞L2，同时利用D1＜D2，使得第二搅拌件位于所述第一搅拌件上方，一方面通过第二搅拌件搅拌后的石墨粉进入第一搅拌件下端，形成一个推送工作，提高搅拌精度；另一方面，避免两个搅拌件发生碰撞，导致损坏，进而使得保证搅拌工作的稳定性，互不干扰，分工明确，工作效率高。
综上所述，该设备具有结构简单，均匀化程度高的优点，尤其适用于石墨制造技术领域。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为内部循环机构的剖视示意图。
图2为图1在A处的局部放大示意图。
图3为图1在B处的局部放大示意图。
图4为高温气冷堆核燃料元件用核石墨粉的均化装置的工作示意图。
图5为混合组件的部分剖视示意图。
图6为炉体的俯视示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明。
实施例一
如图1所示，一种高温气冷堆核燃料元件用核石墨粉的均化装置，包括：
承料桶1，所述承料桶1上端为密封设置；
内部循环机构2，所述内部循环机构2设置在所述承料桶1上方，其包括炉体21、设置在所述炉体21内且居中设置的混合组件22和设置在所述炉体21上方且偏心设置的除尘组件23，所述炉体21下方连通设置有出料管，所述出料管贯穿所述承料桶1上表面与所述承料桶1内部连通设置；以及
外部循环机构3，所述外部循环机构3设置在所述内部循环机构2外侧，其包括外置管道31，所述外置管道31一端通过法兰32与所述炉体21连通设置且其另一端贯穿所述承料桶1上表面与所述承料桶1内部连通设置，所述法兰32偏心设置在所述炉体21上表面。
在本实施例中，通过设置内部循环机构2配合外部循环机构3，使得均化运行时，除了内部混合组件22的均化作用，物料从炉体21出口经过外置管道31进入炉体21，内部循环机构死角区域10内的石墨粉在外部循环机构3的吸附作用下，又一次进行混合并且在流动的过程中再一次均匀混合进入内部循环机构2，实现外部的大循环，进而解决搅拌死角区域10，即所述搅拌轴b2234的底端到搅拌轴a2223的底端之间形成的死角问题，同时不同比重的物料可以充分混合。
此外，除尘组件23为仓顶除尘器，将外置管道31首次负压吸收进炉体21内的灰尘进行及时吸收，保证了石墨粉的纯度。
值得一提的是，通过设置承料桶1，一方面承料桶1的作用是起到送料的作用，首次的石墨粉放置承料桶1内，然后经过外置管道31的负压将其吸收送至炉体21内；另一方面，在循环工作中，从炉体21内出来的石墨粉通过承料桶1进行暂存，再经过外置管道31的负压将其吸收，有一个缓冲作用，避免外置管道31与炉体21内直接连通，气压不稳定，进而导致炉体21或外置管道31的炸裂，提高装置的使用寿命。
进一步，如图1所示，所述炉体21为圆台形设置，其上端底面直径大于其下端底面直径，该炉体21下端设置有气动梅花错位阀211。
值得说明的是，通过将炉体21为圆台形设置，通过搅拌面积的逐渐减小，进而实现搅拌工作由粗到细的状态，提高搅拌精细度。
进一步，如图1所示，所述混合组件22包括：
驱动件221，所述驱动件221设置在所述炉体21上方且居中设置，其输出端竖直向下贯穿所述炉体21且设置在所述炉体21内；
第一搅拌件222，所述第一搅拌件222位于所述驱动件221的一侧且与所述驱动件221连动设置，该第一搅拌件222与所述炉体21侧壁平行设置；以及
第二搅拌件223，所述第二搅拌件223相对与所述第一搅拌件222设置在所述驱动件221的另一侧且与所述驱动件221连动设置，该第二搅拌件223与所述炉体21侧壁平行设置。
在本实施例中，通过设置第一搅拌件222和第二搅拌件223，第一搅拌件222和第二搅拌件223在驱动件221的作用下进行公转，同时利用其自身自转的特性，进而实现双重对石墨粉的搅拌工作，提高对搅拌精细度，使其炉体内的石墨粉最大化被搅拌，提高工作效率。
进一步，如图1所示，所述驱动件221包括：
电机a2211；
转轴2212，所述转轴2212与所述电机的输出端固定连接且位于所述炉体21内的上方；以及
连动杆2213，所述连动杆2213与所述转轴2212固定连接且贯穿所述转轴2212设置。
在本实施例中，通过设置驱动件221进而实现第一搅拌件222和第一搅拌件222的绕轴公转工作。
进一步，如图2所示，所述第一搅拌件222包括：
安装座a2221，所述安装座a2221与所述连动杆2213固定连接；
电机b2222，所述电机b2222固定设置在所述安装座a2221上且其输出端贯穿所述安装座a2221向下设置；
搅拌轴a2223，所述搅拌轴a2223与所述电机b2222的输出端固定连接；以及
螺带桨叶a2224，所述螺带桨叶a2224固定绕设在所述搅拌轴a2223上。
进一步，如图3所示，所述第二搅拌件223包括：
安装座b2231，所述安装座b2231与所述连动杆2213固定连接；
电机c2232，所述电机c2232固定设置在所述安装座b2231上且其输出端贯穿所述安装座b2231向下设置；
搅拌轴b2234，所述搅拌轴b2234与所述电机c2232的输出端固定连接；以及
螺带桨叶b2235，所述螺带桨叶b2235固定绕设在所述搅拌轴b2234上。
值得一提的是，通过在炉体21内设置有旋转作用的第一搅拌件222、第二搅拌件223，可以实现石墨粉在炉体内的均化。
进一步，如图5所示，所述搅拌轴a2223长度为L1，所述搅拌轴b2234长度为L2，所述L1＞L2；从所述搅拌轴b2234的底端到搅拌轴a2223的底端之间形成死角区域10。
在此值得一提的是，通过设置L1＞L2，同时利用D1＜D2，使得第二搅拌件223位于所述第一搅拌件222上方，一方面通过第二搅拌件223搅拌后的石墨粉进入第一搅拌件222下端，形成一个推送工作，提高搅拌精度；另一方面，避免两个搅拌件发生碰撞，导致损坏，进而使得保证搅拌工作的稳定性，互不干扰，分工明确，工作效率高。
进一步，如图5所示，所述搅拌轴a2223距离所述炉体21侧壁最短距离为D1，所述搅拌轴b2234距离所述炉体21侧壁最短距离为D2，所述D1＜D2。
进一步，如图4所示，所述外部循环机构3还包括负压装置33，所述负压装置33与所述外置管道31连接设置。
在本实施例中，通过设置外置管道31与炉体21内连通设置，可以实现石墨粉在炉体外部均化，解决内部循环机构2搅拌死角区域10，即所述搅拌轴b2234的底端到搅拌轴a2223的底端之间形成的区域问题，进一步提高石墨粉的均化程度。
此外，将石墨粉周而复始的大循环均化工作，可以实现不同比重的物料的充分混合，更进一步提高石墨粉的均化程度。
实施例二
其中与实施例一中相同或相应的部件采用与实施例一相应的附图标记，为简便起见，下文仅描述与实施例一的区别点。该实施例二与实施例一的不同之处在于：
进一步，如图1、图6所示，所述炉体21上表面开设有人孔口212，且其侧壁上开设有取样口213。
在本市实例中，通过设置人孔口212，与防火器、机械呼吸阀配套使用，既能避免因意外原因造成炉体21内急剧超压或真空时，损坏储罐而发生事故，又有起到安全阻火作用，保护炉体21；此外通过设置取样口213，使得可以随时检测石墨粉的磨匀程度。
工作过程：
首先将石墨粉放置承料桶1内，启动负压装置33，外置管道31通过负压将其吸收送至炉体21内，启动驱动件221，第一搅拌件222和第二搅拌件223随其公转，同时自转对石墨粉进行均化工作，打开气动梅花错位阀211，对石墨粉进行卸料工作，石墨粉通过出料管20进入承料桶1，在经过负压装置33进入外置管道31进行二次循环匀化工作。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“前后”、“左右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或部件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对发明的限制。
当然在本技术方案中，本领域的技术人员应当理解的是，术语“一”应理解为“至少一个”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明的技术提示下可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种高温气冷堆核燃料元件用核石墨粉的均化装置，其特征在于，包括：
承料桶(1)，所述承料桶(1)上端为密封设置；
内部循环机构(2)，所述内部循环机构(2)设置在所述承料桶(1)上方，其包括炉体(21)、设置在所述炉体(21)内且居中设置的混合组件(22)和设置在所述炉体(21)上方且偏心设置的除尘组件(23)，所述炉体(21)下方连通设置有出料管(20)，所述出料管贯穿所述承料桶(1)上表面与所述承料桶(1)内部连通设置；以及
外部循环机构(3)，所述外部循环机构(3)设置在所述内部循环机构(2)外侧，其包括外置管道(31)，所述外置管道(31)一端通过法兰(32)与所述炉体(21)连通设置且其另一端贯穿所述承料桶(1)上表面与所述承料桶(1)内部连通设置，所述法兰(32)偏心设置在所述炉体(21)上表面。
2.根据权利要求1所述的一种高温气冷堆核燃料元件用核石墨粉的均化装置，其特征在于，所述炉体(21)为圆台形设置，其上端底面直径大于其下端底面直径，该炉体(21)下端设置有气动梅花错位阀(211)。
3.根据权利要求2所述的一种高温气冷堆核燃料元件用核石墨粉的均化装置，其特征在于，所述混合组件(22)包括：
驱动件(221)，所述驱动件(221)设置在所述炉体(21)上方且居中设置，其输出端竖直向下贯穿所述炉体(21)且设置在所述炉体(21)内；
第一搅拌件(222)，所述第一搅拌件(222)位于所述驱动件(221)的一侧且与所述驱动件(221)连动设置，该第一搅拌件(222)与所述炉体(21)侧壁平行设置；以及
第二搅拌件(223)，所述第二搅拌件(223)相对与所述第一搅拌件(222)设置在所述驱动件(221)的另一侧且与所述驱动件(221)连动设置，该第二搅拌件(223)与所述炉体(21)侧壁平行设置。
4.根据权利要求3所述的一种高温气冷堆核燃料元件用核石墨粉的均化装置，其特征在于，所述驱动件(221)包括：
电机a(2211)；
转轴(2212)，所述转轴(2212)与所述电机的输出端固定连接且位于所述炉体(21)内的上方；以及
连动杆(2213)，所述连动杆(2213)与所述转轴(2212)固定连接且贯穿所述转轴(2212)设置。
5.根据权利要求4所述的一种高温气冷堆核燃料元件用核石墨粉的均化装置，其特征在于，所述第一搅拌件(222)包括：
安装座a(2221)，所述安装座a(2221)与所述连动杆(2213)固定连接；
电机b(2222)，所述电机b(2222)固定设置在所述安装座a(2221)上且其输出端贯穿所述安装座a(2221)向下设置；
搅拌轴a(2223)，所述搅拌轴a(2223)与所述电机b(2222)的输出端固定连接；以及
螺带桨叶a(2224)，所述螺带桨叶a(2224)固定绕设在所述搅拌轴a(2223)上。
6.根据权利要求5所述的一种高温气冷堆核燃料元件用核石墨粉的均化装置，其特征在于，所述第二搅拌件(223)包括：
安装座b(2231)，所述安装座b(2231)与所述连动杆(2213)固定连接；
电机c(2232)，所述电机c(2232)固定设置在所述安装座b(2231)上且其输出端贯穿所述安装座b(2231)向下设置；
搅拌轴b(2234)，所述搅拌轴b(2234)与所述电机c(2232)的输出端固定连接；以及
螺带桨叶b(2235)，所述螺带桨叶b(2235)固定绕设在所述搅拌轴b(2234)上。
7.根据权利要求6所述的一种高温气冷堆核燃料元件用核石墨粉的均化装置，其特征在于，所述搅拌轴a(2223)长度为L1，所述搅拌轴b(2234)长度为L2，所述L1＞L2；从所述搅拌轴b(2234)的底端到搅拌轴a(2223)的底端之间形成死角区域(10)。
8.根据权利要求6所述的一种高温气冷堆核燃料元件用核石墨粉的均化装置，其特征在于，所述搅拌轴a(2223)距离所述炉体(21)侧壁最短距离为D1，所述搅拌轴b(2234)距离所述炉体(21)侧壁最短距离为D2，所述D1＜D2。
9.根据权利要求1所述的一种高温气冷堆核燃料元件用核石墨粉的均化装置，其特征在于，所述外部循环机构(3)还包括负压装置(33)，所述负压装置(33)与所述外置管道(31)连接设置。
10.根据权利要求1所述的一种高温气冷堆核燃料元件用核石墨粉的均化装置，其特征在于，所述炉体(21)上表面开设有人孔口(212)，且其侧壁上开设有取样口(213)。
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