CN112941315B - 一种海绵锆还原用四氯化锆流速过道调控装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种海绵锆还原用四氯化锆流速过道调控装置，包括反应器、顶盖、进料管、进料过道和液态镁，进料过道的内壁表面上下垂直向位置等邻分列活动安装有若干个流速调控组件，流速调控组件均分别由可以根据流速大小进行灵活调整的调速组件和可以相应控制后续流速大小的控速组件构成；调速组件均分别由滑轨、滑杆、翅板、大气囊和小气囊构成；控速组件均分别由固定环、转轴、上挡板和下挡板构成。该种海绵锆还原用四氯化锆流速过道调控装置，可以起到使反应器在对四氯化锆气体注入时能对高流速的四氯化锆气体进行降速调节，可以提供稳定的流速供给，使四氯化锆与液态镁进行平稳均匀的还原反应，保证了海绵锆的生产作用。

Description

一种海绵锆还原用四氯化锆流速过道调控装置

技术领域

本发明涉及海绵锆冶炼技术领域，更具体地说，涉及一种海绵锆还原用四氯化锆流速过道调控装置。

背景技术

海绵锆又称金属锆，为银灰色金属，外观似钢，有光泽，用于航空航天、军工和核反应等；四氯化锆，别名氯化锆，外观与性状为白色有光泽的结晶或粉末，是生产海绵锆的重要原料；镁法生产海绵锆的过程是将四氯化锆加入反应器，用金属镁还原，蒸馏提纯后制得海绵锆。

其中专利号为CN202020602263.0的一种海绵锆还原反应器炉盖结构，包括主盖、进料管和排气口，主盖的下方固定有防腐层，且主盖的外壁安置有侧块，进料管设置于主盖的中部内壁，且进料管的顶端安置有进料口，进料口的顶端外壁连接有密封盖，且密封盖的上方固定有把手，主盖的右侧内嵌有排镁口，且主盖的左侧内壁安置有测温装置；该海绵锆还原反应器炉盖结构设置有测温装置，测温装置深入主盖内部，从主盖和防腐层底部露出，在实际反应中，可直接对反应器内部进行温度测量，使得测量更为精准，并且在测温装置的顶端设置有显示器，当测量完成后，测量的数值在显示器上显示，供使用者进行观察，通过观察可时时了解反应器内壁反应的温度，但是该专利所提供的技术方案对于反应器在对四氯化锆气体注入时无法对高流速的四氯化锆气体进行降速调节，不利于提供稳定的流速供给，使四氯化锆无法与液态镁进行平稳均匀的还原反应，就会产生影响海绵锆生产的技术问题。

因此，需要在现有的海绵锆还原反应器炉盖结构基础上进行进一步研究，提供一种新的海绵锆还原用四氯化锆流速过道调控装置。

发明内容

本发明旨在于解决上述背景技术提出的技术问题，提供一种海绵锆还原用四氯化锆流速过道调控装置。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种海绵锆还原用四氯化锆流速过道调控装置，包括反应器、顶盖、进料管、进料过道和液态镁，所述进料过道的内壁表面上下垂直向位置等邻分列活动安装有若干个流速调控组件，所述流速调控组件均分别由可以根据流速大小进行灵活调整的调速组件和可以相应控制后续流速大小的控速组件构成；

所述调速组件均分别由滑轨、滑杆、翅板、大气囊和小气囊构成；

所述控速组件均分别由固定环、转轴、上挡板和下挡板构成。

进一步的优选方案：所述调速组件均处于控速组件的顶端上方右部位置。

进一步的优选方案：所述调速组件的滑轨均呈上下垂直向等邻分列固定安装于进料过道的内部右端位置，所述滑杆在正常状态下均呈前后水平向滑动安装于滑轨的内部上端位置，所述滑杆的左右两端外表面均呈左右水平向固定安装有长度相等的翅板，所述滑杆的底侧外表面均固定安装有大气囊。

进一步的优选方案：所述大气囊的底端左部位置均开设有出口，所述大气囊的底侧内表面左端靠近出口处前后水平向位置均旋转安装有合页，所述合页的外表面右端位置均固定安装有韧性板，所述出口的外端位置均贯穿连通有小气囊。

进一步的优选方案：所述韧性板的长度均大于出口的口径。

进一步的优选方案：所述大气囊和小气囊在正常状态下均分别处于充气膨胀和未充气干瘪状态。

进一步的优选方案：所述控速组件的固定环均呈左右水平向等邻分列固定安装于进料过道的内壁表面，所述固定环的内部均为中空状，所述固定环的内部前后水平向中央位置均旋转安装有转轴，所述转轴的顶侧和底侧外表面均分别固定安装有上挡板和下挡板。

进一步的优选方案：所述下挡板的重量均大于上挡板的重量，所述上挡板和下挡板在正常状态下均呈上下垂直向平衡状态。

进一步的优选方案：所述固定环的内壁右端内表面中端位置均固定安装有铁块，所述下挡板的内壁尾端位置均固定安装有磁片。

有益效果：

1.该种海绵锆还原用四氯化锆流速过道调控装置，通过在进料过道内设置有若干个流速调控组件，根据所注入的四氯化锆气体流速大小，利用负压和杠杆原理，可自动灵活调整及控制后续流速大小；

2.通过在流速调控组件内设置有调速组件，利用负压原理，当注入的四氯化锆气体流速过大时，会压迫滑杆左右两端的翅板在滑轨上向下滑移，因之前大气囊内呈充盈状从而可使滑杆整体被顶至滑轨内部顶端位置，而当滑杆整体受力向下运动时，会打破这一状态，此过程为瞬间过程，并同时使大气囊内的气体向下压迫韧性板(之前韧性板在正常状态下堵住出口以防漏气)，使之打开出口以将气体充入小气囊内而使小气囊整体向左膨胀展开，从而将上方的四氯化锆气体向左导流至流速调控组件的控速组件上以进行短暂隔绝进气，实现缓冲降速的效果；反之，当注入的四氯化锆气体流速不大时，调速组件内的出口不会被打开使小气囊充气，气体可正常通过控速组件，与反应器内的液态镁反应；

3.通过在流速调控组件内设置有控速组件，利用杠杆原理，当注入的四氯化锆气体流速过大时，流速调控组件的控诉组件中的小气囊充气后将气体导流至控速组件上，之前调速组件上的上挡板和下挡板分别呈上下垂直平衡状，气体沿小气囊会首先导流至上挡板上，从而立即打破之前其静止的平衡状态，使上挡板和下挡板在转轴上呈逆时针转动，当下挡板转至固定环内壁右端时，因下挡板内尾端设置的磁片和固定环内壁右端内设置的铁块，通过磁吸使下挡板尾端会暂时停留至固定环内壁附近，从而短暂隔绝固定环进气，待下挡板继续转动离开固定环内壁右端时，此时已将之前导入的四氯化锆气体进行了一次降速，如此多个流速调控组件的控速组件陆续共同作用下，可使四氯化锆气体最终降速至合理流速而导入至反应器内与液态镁反应；反之，当注入的四氯化锆气体流速不大时，控速组件内的上挡板和下挡板依然会保持上下垂直的平衡状态，使气体正常通过固定环而导入进行后续反应；

4.综上所述，该种海绵锆还原用四氯化锆流速过道调控装置，通过流速调控组件、调速组件和控速组件的共同配合作用，使反应器在对四氯化锆气体注入时可以对高流速的四氯化锆气体进行降速调节，可以提供稳定的流速供给，使四氯化锆与液态镁进行平稳均匀的还原反应，保证了海绵锆的生产。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的剖视结构示意图；

图3为本发明的图2中A处放大结构示意图；

图4为本发明的图3中B处放大结构示意图；

图5为本发明的图4中C处放大结构示意图；

图6为本发明的小气囊处于伸展状态下的结构示意图；

图7为本发明的上挡板和下挡板处于水平平衡状态下的结构示意图；

图8为本发明的图7中D处放大结构示意图；

图1-8中：1-反应器；2-顶盖；3-进料管；301-进料过道；4-液态镁；5-流速调控组件；501-调速组件；5011-滑轨；5012-滑杆；5013-翅板；5014-大气囊；50141-出口；50142-合页；50143-韧性板；5015-小气囊；502-控速组件；5021-固定环；50211-铁块；5022-转轴；5023-上挡板；5024-下挡板；50241-磁片。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-8，本发明实施例中，一种海绵锆还原用四氯化锆流速过道调控装置，包括反应器1、顶盖2、进料管3、进料过道301和液态镁4，进料过道301的内壁表面上下垂直向位置等邻分列活动安装有若干个流速调控组件5，流速调控组件5均分别由可以根据流速大小进行灵活调整的调速组件501和可以相应控制后续流速大小的控速组件502构成；

调速组件501均分别由滑轨5011、滑杆5012、翅板5013、大气囊5014和小气囊5015构成；

控速组件502均分别由固定环5021、转轴5022、上挡板5023和下挡板5024构成。

本发明实施例中，调速组件501均处于控速组件502的顶端上方右部位置，以根据通入的四氯化锆气体流速大小来相应决定控速组件502是否控速。

本发明实施例中，调速组件501的滑轨5011均呈上下垂直向等邻分列固定安装于进料过道301的内部右端位置，滑杆5012在正常状态下均呈前后水平向滑动安装于滑轨5011的内部上端位置，滑杆5012的左右两端外表面均呈左右水平向固定安装有长度相等的翅板5013，滑杆5012的底侧外表面均固定安装有大气囊5014，此处的滑杆5012和翅板5013运用了活塞推移的原理。

本发明实施例中，大气囊5014的底端左部位置均开设有出口50141，大气囊5014的底侧内表面左端靠近出口50141处前后水平向位置均旋转安装有合页50142，合页50142的外表面右端位置均固定安装有韧性板50143，出口50141的外端位置均贯穿连通有小气囊5015，以便在流速大时伸展进行导流。

本发明实施例中，韧性板50143的长度均大于出口50141的口径，此处是为方便在流速较大时大气囊5014受外力压迫后使韧性板50143向外打开。

本发明实施例中，大气囊5014和小气囊5015在正常状态下均分别处于充气膨胀和未充气干瘪状态，此是为灵活根据流速大小而使小气囊5015展开。

本发明实施例中，控速组件502的固定环5021均呈左右水平向等邻分列固定安装于进料过道301的内壁表面，固定环5021的内部均为中空状，固定环5021的内部前后水平向中央位置均旋转安装有转轴5022，转轴5022的顶侧和底侧外表面均分别固定安装有上挡板5023和下挡板5024，以便转动控速。

本发明实施例中，下挡板5024的重量均大于上挡板5023的重量，上挡板5023和下挡板5024在正常状态下均呈上下垂直向平衡状态，此是因下挡板5024内附加的磁片50241而使上挡板5023和下挡板5025整体呈上下平衡。

本发明实施例中，固定环5021的内壁右端内表面中端位置均固定安装有铁块50211，下挡板5024的内壁尾端位置均固定安装有磁片50241，使下挡板5024每次转动经过固定环5021时可因磁性相吸而短暂隔绝进气以缓冲减速。

本发明在实施过程中具体工作原理如下：

工作未开始时，流速调控组件5的调速组件501内的大气囊5014和小气囊5015分别处于充满和干瘪状态，其控速组件502上的上挡板5023和下挡板5024处于上下垂直平衡的静止状态；

工作开始时，将四氯化锆气体导入经进料管3导入至反应器1内，根据所注入的四氯化锆气体流速大小，利用负压和杠杆原理，通过在进料过道301内设置有若干个流速调控组件5，可自动灵活调整及控制后续流速大小；

详而述之，利用负压原理，通过在流速调控组件5内设置有调速组件501，当注入的四氯化锆气体流速过大时，会压迫滑杆5012左右两端的翅板5013在滑轨5011上向下滑移，因之前大气囊5014内呈充盈状从而可使滑杆5012整体被顶至滑轨5011内部顶端位置，而当滑杆5012整体受力向下运动时，会打破这一状态，此过程为瞬间过程，并同时使大气囊5014内的气体向下压迫韧性板50143(之前韧性板50143在正常状态下堵住出口50141以防漏气)，使之打开出口50141以将气体充入小气囊5015内而使小气囊5015整体向左膨胀展开，从而将上方的四氯化锆气体向左导流至流速调控组件5的控速组件502上以进行短暂隔绝进气，实现缓冲降速的效果；反之，当注入的四氯化锆气体流速不大时，调速组件501内的出口50141不会被打开使小气囊5015充气，气体可正常通过控速组件502，与反应器1内的液态镁4反应；

进而述之，利用杠杆原理，通过在流速调控组件5内设置有控速组件502，当注入的四氯化锆气体流速过大时，流速调控组件5的控诉组件502中的小气囊5015充气后将气体导流至控速组件502上，之前调速组件501上的上挡板5023和下挡板5024分别呈上下垂直平衡状，气体沿小气囊5015会首先导流至上挡板5023上，从而立即打破之前其静止的平衡状态，使上挡板5023和下挡板5024在转轴5022上呈逆时针转动，当下挡板5024转至固定环5021内壁右端时，因下挡板5024内尾端设置的磁片502411和固定环5021内壁右端内设置的铁块50211，通过磁吸使下挡板5024尾端会暂时停留至固定环5021内壁附近，从而短暂隔绝固定环5021进气，待下挡板5024继续转动离开固定环5021内壁右端时，此时已将之前导入的四氯化锆气体进行了一次降速，如此多个流速调控组件5的控速组件502陆续共同作用下，可使四氯化锆气体最终降速至合理流速而导入至反应器1内与液态镁4反应；反之，当注入的四氯化锆气体流速不大时，控速组件502内的上挡板5023和下挡板5024依然会保持上下垂直的平衡状态，使气体正常通过固定环5021而导入进行后续反应；

在本发明工作流程中，固定环5021的内部均为中空状，固定环5021的内壁右端内表面中端位置均固定安装有铁块50211，下挡板5024的内壁尾端位置均固定安装有磁片50241，使下挡板5024每次转动经过固定环5021时可因磁性相吸而短暂隔绝进气以缓冲减速，本发明在进料过道301内部发生的导流和降速等流速调控步骤，通过负压和杠杆原理的带动作用，使反应器1在对四氯化锆气体注入时可以对高流速的四氯化锆气体进行降速调节，可以提供稳定的流速供给，使四氯化锆与液态镁4进行平稳均匀的还原反应，保证了海绵锆的生产。

以上的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (6)

1.一种海绵锆还原用四氯化锆流速过道调控装置，包括反应器(1)、顶盖(2)、进料管(3)、进料过道(301)和液态镁(4)，其特征在于：所述进料过道(301)的内壁表面上下垂直向位置等邻分列活动安装有若干个流速调控组件(5)，所述流速调控组件(5)均分别由可以根据流速大小进行灵活调整的调速组件(501)和可以相应控制后续流速大小的控速组件(502)构成；

所述调速组件(501)均分别由滑轨(5011)、滑杆(5012)、翅板(5013)、大气囊(5014)和小气囊(5015)构成；

所述控速组件(502)均分别由固定环(5021)、转轴(5022)、上挡板(5023)和下挡板(5024)构成；

所述调速组件(501)均处于控速组件(502)的顶端上方右部位置；

所述调速组件(501)的滑轨(5011)均呈上下垂直向等邻分列固定安装于进料过道(301)的内部右端位置，所述滑杆(5012)在正常状态下均呈前后水平向滑动安装于滑轨(5011)的内部上端位置，所述滑杆(5012)的左右两端外表面均呈左右水平向固定安装有长度相等的翅板(5013)，所述滑杆(5012)的底侧外表面均固定安装有大气囊(5014)；

所述控速组件(502)的固定环(5021)均呈左右水平向等邻分列固定安装于进料过道(301)的内壁表面，所述固定环(5021)的内部均为中空状，所述固定环(5021)的内部前后水平向中央位置均旋转安装有转轴(5022)，所述转轴(5022)的顶侧和底侧外表面均分别固定安装有上挡板(5023)和下挡板(5024)。

2.根据权利要求1所述的一种海绵锆还原用四氯化锆流速过道调控装置，其特征在于：所述大气囊(5014)的底端左部位置均开设有出口(50141)，所述大气囊(5014)的底侧内表面左端靠近出口(50141)处前后水平向位置均旋转安装有合页(50142)，所述合页(50142)的外表面右端位置均固定安装有韧性板(50143)，所述出口(50141)的外端位置均贯穿连通有小气囊(5015)。

3.根据权利要求2所述的一种海绵锆还原用四氯化锆流速过道调控装置，其特征在于：所述韧性板(50143)的长度均大于出口(50141)的口径。

4.根据权利要求1所述的一种海绵锆还原用四氯化锆流速过道调控装置，其特征在于：所述大气囊(5014)和小气囊(5015)在正常状态下均分别处于充气膨胀和未充气干瘪状态。

5.根据权利要求1所述的一种海绵锆还原用四氯化锆流速过道调控装置，其特征在于：所述下挡板(5024)的重量均大于上挡板(5023)的重量，所述上挡板(5023)和下挡板(5024)在正常状态下均呈上下垂直向平衡状态。

6.根据权利要求1所述的一种海绵锆还原用四氯化锆流速过道调控装置，其特征在于：所述固定环(5021)的内壁右端内表面中端位置均固定安装有铁块(50211)，所述下挡板(5024)的内壁尾端位置均固定安装有磁片(50241)。

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