CN111888848B - 一种包覆颗粒制备生产线及其气固分离装置 - Google Patents

一种包覆颗粒制备生产线及其气固分离装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种包覆颗粒制备生产线及其气固分离装置，后者包括：支撑筒，所述支撑筒具有密闭的粉体容纳空间，所述支撑筒通过进气口与上游设备的尾气管道相连通，所述支撑筒通过出气口与尾气处理装置相连通；振打组件，所述振打组件在动力元件的驱动下沿竖直方向往复运动；过滤组件，所述过滤组件安装于所述支撑筒内，所述过滤组件包括多个竖直延伸、并列放置的布袋组，各所述布袋组与所述振打组件传动连接，以便通过所述振打组件的往复运动对各所述布袋组进行振打。解决了布袋过滤面积较小、容易产生固相沉积的技术问题。

Description

一种包覆颗粒制备生产线及其气固分离装置
技术领域
本发明涉及核燃料包覆颗粒制备过程中的气固分离技术领域，尤其涉及一种包覆颗粒制备生产线及其气固分离装置。
背景技术
我国球床式高温气冷堆所使用的陶瓷型燃料元件直径为60mm，结构为球形包覆颗粒(TRISO)弥散在燃料区的石墨基体中。高温气冷堆核电站的固有安全性的第一道保证，就是所使用的核燃料为TRISO型包覆颗粒，其由核燃料核芯、疏松热解碳层、内致密热解碳层、碳化硅层和外致密热解碳层组成。上述包覆层在设计温度下可以很好地阻止裂变产物逸出燃料颗粒，这种具有四层复合结构的核燃料颗粒是在喷动床中采用高温化学气相沉积的方法制备得到的。在三层热解炭层中，烃类气体裂解，部分热解炭包覆在颗粒上，但有部分裂解炭黑粉体及高温气体作为副产物排出，需要进行环保处理。
为了有效的处理气固混合副产物，需要对副产物中的气固粉体进行气体和固体的分离。但是，现有技术中通过布袋对副产物直接进行过滤，以将固态和气态相分离，而布袋的过滤面积有限，且布袋上容易沉积成滤饼，实验过程中难以有效去除，影响前端包覆炉压降，从而影响了工艺进程。
发明内容
本发明的目的是通过一种包覆颗粒制备生产线及其气固分离装置，以至少部分解决布袋过滤面积较小、容易产生固相沉积的技术问题。该目的是通过以下技术方案实现的：
一种气固分离装置，用于包覆颗粒制备生产线，包括：
支撑筒，所述支撑筒具有密闭的粉体容纳空间，所述支撑筒通过进气口与上游设备的尾气管道相连通，所述支撑筒通过出气口与尾气处理装置相连通；
振打组件，所述振打组件在动力元件的驱动下沿竖直方向往复运动；
过滤组件，所述过滤组件安装于所述支撑筒内，所述过滤组件包括多个竖直延伸、并列放置的布袋组，各所述布袋组与所述振打组件传动连接，以便通过所述振打组件的往复运动对各所述布袋组进行振打。
进一步地，所述布袋组包括：
直线弹簧，所述直线弹簧的顶端固定于所述支撑筒，所述直线弹簧的底端固定于所述振打组件、并随所述振打组件在竖直方向上往复运动；
布袋，所述布袋套设在所述直线弹簧的外侧。
进一步地，所述过滤组件还包括：
卡位板，所述卡位板安装于所述支撑筒，所述卡位板上开设有多个过孔，各所述直线弹簧的顶端一一对应地安装于各所述过孔内，且所述直线弹簧通过所述卡位板安装于所述支撑筒。
进一步地，所述振打组件包括：
支撑定位板，所述支撑定位板设置于所述支撑筒内，所述支撑定位板与所述动力元件传动连接，并在所述动力元件的驱动下沿竖直方向往复运动；
支撑杆，所述支撑杆为多个，各所述支撑杆一一对应地穿过所述直线弹簧，所述支撑杆的顶部安装于所述支撑定位板；
安装槽，所述安装槽安装于所述支撑杆的底部，所述布袋的底部固接于所述安装槽。
进一步地，所述卡位板位于所述支撑定位板的下方，且各所述支撑杆一一对应地穿过所述卡位板上的过孔后穿入所述直线弹簧。
进一步地，所述安装槽通过三翅支架安装于所述支撑杆的底部。
进一步地，所述布袋通过卡箍固接于所述安装槽。
进一步地，所述动力元件为气缸，所述支撑定位板通过连接杆与所述气缸的活塞相连接，所述气缸设置于所述支撑筒的外侧，所述支撑定位板设置于所述支撑筒的内侧，所述连接杆穿过所述支撑筒。
进一步地，所述支撑筒包括：
筒体；
封头，所述封头可分离地安装于所述筒体的顶部，所述连接杆穿过所述封头；
可旋转侧臂，所述可旋转侧臂安装于所述封头。
本发明还提供一种包覆颗粒制备生产线，包括：
喷动床；
如上所述的气固分离装置，所述气固分离装置通过进气口与所述喷动床的尾气管道相连通；
尾气处理装置，所述气固分离装置通过出气口与所述尾气处理装置相连通。
在一种或几种具体实施方式中，本发明所提供的气固分离装置具有如下技术效果：
该气固分离装置的过滤组件包括多个竖直延伸、并列放置的布袋组，使得布袋组能够位于所有和粉尘气体接触的气体通道上，即所有气体过滤通道均为布袋，均是过滤有效面积，从而有效提高了过滤面积。同时，该装置通过设置振打组件，各所述布袋组与所述振打组件传动连接，以便通过所述振打组件的往复运动对各所述布袋组进行振打，从而避免了分离的固相在布袋上沉积，解决了布袋过滤面积较小、容易产生固相沉积的技术问题。
进一步地，振打组件将支撑定位板上移至布袋上部，通过支撑杆和弹簧对布袋进行限位，避免前后左右晃动，从而避免了布袋之间互相贴近，提高了过滤效果；通过气缸振打布袋，将布袋上的滤饼振打至过滤器底部，滤饼不会再沉积于支撑定位板上，而是直接落入过滤器底部，避免憋压。
同时，为了方便拆卸和更换布袋，在封头上焊有可旋转式侧臂，配以摇柄，实现封头的起降，减少劳动强度。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：
图1为本发明所提供的气固分离装置一种具体实施方式的结构示意图；
图2为图1所示气固分离装置的纵向剖视图；
图3为图1所示气固分离装置中过滤组件的结构示意图；
图4为图1所示气固分离装置中振打组件的结构示意图。
附图标记如下：
1-过滤组件2-振打组件3-气缸4-封头5-筒体
6-进气口7-出气口8-可旋转侧臂
11-卡位板12-布袋13-直线弹簧
21-连接杆22-支撑定位板23-支撑杆24-安装槽
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
本发明所提供的气固分离装置用于连续高效气体和粉尘等固体颗粒的分离和过滤，尤其适用于包覆颗粒制备过程化学气相沉积裂解产物，即高温气体粉尘的气固分离。该气固分离装置结构简单，使用方便，易于操控，尤其能够适应商业化和规模化连续生产中尾气除尘的需要。
请参考图1和图2，图1为本发明所提供的气固分离装置一种具体实施方式的结构示意图；图2为图1所示气固分离装置的纵向剖视图。
在一种具体实施方式中，本发明所提供的气固分离装置用于包覆颗粒制备生产线，该气固分离装置包括支撑筒、振打组件2和过滤组件1。其中，支撑筒具有密闭的粉体容纳空间，所述支撑筒通过进气口6与上游设备的尾气管道相连通，所述支撑筒通过出气口7与尾气处理装置相连通。
优选地，所述支撑筒包括筒体5、封头4和可旋转侧臂8，所述封头4可分离地安装于所述筒体5的顶部，所述连接杆21穿过所述封头4，所述可旋转侧臂8安装于所述封头4，可旋转侧臂8可以通过摇柄升降，带动上封头4升降，筒体5和封头4构成密闭气固粉体空间，并用于安装支撑其他组件。这样，筒体5和封头4设计为分体式结构，便于拆装，在需要检修和更换内部组件时，只需将筒体5和封头4分离，以开启筒体5即可，从而降低了内部零部件的更换和检修难度。
上述振打组件2在动力元件的驱动下沿竖直方向往复运动，以便振打组件2通过上下运动振打布袋12组，从而联动振打布袋12，以抖落过滤时附着在布袋12上的粉尘。
如图3所示，上述过滤组件1安装于所述支撑筒内，所述过滤组件1包括多个竖直延伸、并列放置的布袋12组，各所述布袋12组与所述振打组件2传动连接，以便通过所述振打组件2的往复运动对各所述布袋12组进行振打。布袋12组设置多个，各布袋12组位于所有和粉尘气体接触的气体通道上，即所有气体过滤通道均为布袋12，均是过滤有效面积，从而显著扩大了过滤面积。
具体地，布袋12组包括直线弹簧13和布袋12，其中，直线弹簧13的顶端固定于所述支撑筒，所述直线弹簧13的底端固定于所述振打组件2、并随所述振打组件2在竖直方向上往复运动，所述布袋12套设在所述直线弹簧13的外侧。也就是说，布袋12安装在直线弹簧13的外侧，为多套并行设计，顶部固定在卡位板11的各对应的过孔中，底部固定在对应的安装槽24上，直线弹簧13用于支撑布袋12，并连接支撑杆23和安装槽24。通过直线弹簧13的增设，不仅能够对布袋12构成支撑和限位，避免布袋12左右晃动而与相邻布袋12粘连，还能够提高振打力的传递效果。
为了提高布袋12组的安装可靠性，同时对布袋12进行轴向限位，该过滤组件1还包括卡位板11，所述卡位板11安装于所述支撑筒，所述卡位板11上开设有多个过孔，各所述直线弹簧13的顶端一一对应地安装于各所述过孔内，且所述直线弹簧13通过所述卡位板11安装于所述支撑筒。
在上述具体实施方式中，如图4所示，振打组件2包括支撑定位板22、支撑杆23和安装槽24，所述支撑定位板22设置于所述支撑筒内，所述支撑定位板22与所述动力元件传动连接，并在所述动力元件的驱动下沿竖直方向往复运动。所述支撑杆23为多个，各所述支撑杆23一一对应地穿过所述直线弹簧13，所述支撑杆23的顶部安装于所述支撑定位板22，所述支撑杆23固定在支撑定位板22下方，为并行间隔分布，穿过并行卡位多孔板的孔。也就是说，支撑杆23的个数与布袋12组的个数相同，且支撑杆23与布袋12组一一对应地配合，每个支撑杆23对应穿入一个直线弹簧13中。安装槽24安装于所述支撑杆23的底部，所述布袋12的底部固接于所述安装槽24；安装槽24为多个且并列设置，每个支撑杆23的底部均设置有一个安装槽24，安装槽24通过卡箍方便固定布袋12，并不影响布袋12顶部完整性。
进一步地，为了避免发生干涉，所述卡位板11位于所述支撑定位板22的下方，且各所述支撑杆23一一对应地穿过所述卡位板11上的过孔后穿入所述直线弹簧13。安装槽24通过三翅支架安装于所述支撑杆23的底部，配合卡箍，用于卡住和固定布袋12，所述布袋12通过卡箍固接于所述安装槽24。
上述动力元件为气缸3，所述支撑定位板22通过连接杆21与所述气缸3的活塞相连接，所述气缸3设置于所述支撑筒的外侧，所述支撑定位板22设置于所述支撑筒的内侧，所述连接杆21穿过所述支撑筒。所述气缸3安装在上封头4之上，连接支撑定位板22，带动支撑杆23，联动安装槽24和弹簧；所述支撑定位板22安装在上封头4内，不直接接触粉尘。
气缸3位于装置的最上方，运动部件为动密封，可以在过滤有害气体的同时使用普通高压空气驱动上下升降动作，且升降幅度与弹簧和布袋12长度匹配。支撑定位板22的上方通过金属材质的连接杆21与气缸3的伸缩部件(即活塞杆)相连，并且可以方便拆卸和安装，利于可旋转式侧臂旋开上封头4。
在工作过程中，该装置连接到尾气管道上，通过进气口6通入含尘气体，出气口7连接尾气装置，气缸3通入高压空气，使得汽缸的活塞杆竖直方向上行运动，从而通过与活塞杆连接的连接杆21带动支撑定位板22向上运动，进而推动弹簧压缩、布袋12两端相互靠近；而后停止对气缸3通入高压空气，则布袋12在弹簧回复力的作用下两端相互远离并复位，往复运行从而完成振动操作。工艺结束后，仅需打开筒体5，从筒体5底部吸出振落灰尘即可，无需其他操作，过程较为简单；如需要检修，可以通过可旋转侧壁打开封头4，然后卸掉振打组件2，把封头4旋开，取出过滤组件1即可对布袋12进行清理和完整性检查。
在上述具体实施方式中，本发明所提供的气固分离装置，其过滤组件1包括多个竖直延伸、并列放置的布袋12组，使得布袋12组能够位于所有和粉尘气体接触的气体通道上，即所有气体过滤通道均为布袋12，均是过滤有效面积，从而有效提高了过滤面积。同时，该装置通过设置振打组件2，各所述布袋12组与所述振打组件2传动连接，以便通过所述振打组件2的往复运动对各所述布袋12组进行振打，从而避免了分离的固相在布袋12上沉积，解决了布袋12过滤面积较小、容易产生固相沉积的技术问题。并且，振打组件2将支撑定位板22上移至布袋12上部，通过支撑杆23和弹簧对布袋12进行限位，避免前后左右晃动，从而避免了布袋12之间互相贴近，提高了过滤效果；通过气缸3振打布袋12，将布袋12上的滤饼振打至过滤器底部，滤饼不会再沉积于支撑定位板22上，而是直接落入过滤器底部，避免憋压。同时，为了方便拆卸和更换布袋12，在封头4上焊有可旋转式侧臂，配以摇柄，实现封头4的起降，减少劳动强度。
除了上述气固分离装置，本发明还提供一种包括该气固分离装置的包覆颗粒制备生产线，该生产线包括喷动床、如上所述的气固分离装置和尾气处理装置，所述气固分离装置通过进气口与所述喷动床的尾气管道相连通，所述气固分离装置通过出气口与所述尾气处理装置相连通。应当理解的是，该生产线的其他各部分结构与现有技术相同，在此不做赘述。
应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。
尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。
为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。
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揭露的技术范围内，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以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种气固分离装置，用于包覆颗粒制备生产线，其特征在于，包括：
支撑筒，所述支撑筒具有密闭的粉体容纳空间，所述支撑筒通过进气口(6)与上游设备的尾气管道相连通，所述支撑筒通过出气口(7)与尾气处理装置相连通；
振打组件(2)，所述振打组件(2)在动力元件的驱动下沿竖直方向往复运动；
过滤组件(1)，所述过滤组件(1)安装于所述支撑筒内，所述过滤组件(1)包括多个竖直延伸、并列放置的布袋组，各所述布袋组与所述振打组件(2)传动连接，以便通过所述振打组件(2)的往复运动对各所述布袋组进行振打；
所述布袋组包括：
直线弹簧(13)，所述直线弹簧(13)的顶端固定于所述支撑筒，所述直线弹簧(13)的底端固定于所述振打组件(2)、并随所述振打组件(2)在竖直方向上往复运动；
布袋(12)，所述布袋(12)套设在所述直线弹簧(13)的外侧；
所述过滤组件(1)还包括：
卡位板(11)，所述卡位板(11)安装于所述支撑筒，所述卡位板(11)上开设有多个过孔，各所述直线弹簧(13)的顶端一一对应地安装于各所述过孔内，且所述直线弹簧(13)通过所述卡位板(11)安装于所述支撑筒；
所述振打组件(2)包括：
支撑定位板(22)，所述支撑定位板(22)设置于所述支撑筒内，所述支撑定位板(22)与所述动力元件传动连接，并在所述动力元件的驱动下沿竖直方向往复运动；
支撑杆(23)，所述支撑杆(23)为多个，各所述支撑杆(23)一一对应地穿过所述直线弹簧(13)，所述支撑杆(23)的顶部安装于所述支撑定位板(22)；
安装槽(24)，所述安装槽(24)安装于所述支撑杆(23)的底部，所述布袋(12)的底部固接于所述安装槽(24)。
2.根据权利要求1所述的气固分离装置，其特征在于，所述卡位板(11)位于所述支撑定位板(22)的下方，且各所述支撑杆(23)一一对应地穿过所述卡位板(11)上的过孔后穿入所述直线弹簧(13)。
3.根据权利要求2所述的气固分离装置，其特征在于，所述安装槽(24)通过三翅支架安装于所述支撑杆(23)的底部。
4.根据权利要求2所述的气固分离装置，其特征在于，所述布袋(12)通过卡箍固接于所述安装槽(24)。
5.根据权利要求4所述的气固分离装置，其特征在于，所述动力元件为气缸(3)，所述支撑定位板(22)通过连接杆(21)与所述气缸(3)的活塞相连接，所述气缸(3)设置于所述支撑筒的外侧，所述支撑定位板(22)设置于所述支撑筒的内侧，所述连接杆(21)穿过所述支撑筒。
6.根据权利要求5所述的气固分离装置，其特征在于，所述支撑筒包括：
筒体(5)；
封头(4)，所述封头(4)可分离地安装于所述筒体(5)的顶部，所述连接杆(21)穿过所述封头(4)；
可旋转侧臂(8)，所述可旋转侧臂(8)安装于所述封头(4)。
7.一种包覆颗粒制备生产线，其特征在于，包括：
喷动床；
如权利要求1-6任一项所述的气固分离装置，所述气固分离装置通过进气口(6)与所述喷动床的尾气管道相连通；
尾气处理装置，所述气固分离装置通过出气口(7)与所述尾气处理装置相连通。
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