CN113446856A - 物料处理系统及其连接装置 - Google Patents

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Abstract

一种物料处理系统及其连接装置。所述连接装置用于设置在煅烧炉以及冷坩埚之间的空间，并连接所述煅烧炉以及所述冷坩埚，以使经过所述煅烧炉进行的煅烧处理后的物料经过所述连接装置后，进入所述冷坩埚以进行固化处理；在所述煅烧处理和/或所述固化处理时所述连接装置配置成进行与所述空间的大小变化相适应的伸缩。本申请实施例提供的这种连接装置以及物料处理系统可以伸缩，以避免热胀冷缩带来的诸如部件损坏、连接效果不好等问题，从而提升用户体验，保证连接装置以及物料处理系统的使用寿命。

Description

物料处理系统及其连接装置
技术领域
本申请涉及物料处理技术领域，具体涉及一种物料处理系统及其连接装置。
背景技术
坩埚可以对物料进行高温加热处理，例如，坩埚可以为冷坩埚。冷坩埚玻璃固化技术具有工作温度高、处理范围广、使用寿命长、熔体均一、设备体积小、退役容易等特点。冷坩埚玻璃固化技术不仅可用于核电站产生的固体废物、树脂、浓缩物等低、中水平放射性废物；还可用于高水平放射性废液及其它一些腐蚀性较强的难处理废物。因此，该技术的研究进展受到广泛关注。在核电运行中，势必产生大量放射性废物。其中，乏燃料后处理及其产生的高水平放射性废液，由于具有放射性比活度高、释热率高、并含有一些半衰期长、生物毒性高的核素等特点，其处理处置成为制约核电及核燃料循环工业可持续发展的关键问题之一。冷坩埚玻璃固化技术作为一种新的核废物处理技术，在核电废物和高水平放射性废液处理方面，有其独特的优势。
冷坩埚是由数个弧形块或管组成的圆形或椭圆形容器，弧形块或管内通入冷却水以保持冷壁，各个弧形块或管间缝隙充填绝缘物质，通过电磁场对其内部物料进行加热，冷坩埚外有由铜管绕制而成的水冷线圈。由于冷坩埚采用水冷结构，因而在靠近冷却管温度低的区域会形成一层固态玻璃壳层，避免了熔融物对冷坩埚的腐蚀。冷坩埚玻璃固化系统主要包括：冷坩埚、进料子系统、玻璃出料子系统、烟气净化子系统及仪表控制系统等。冷坩埚玻璃固化工艺主要有三种形式，分别为：两步法玻璃固化工艺、一步法玻璃固化工艺和一步法焚烧玻璃固化工艺。两步法玻璃固化工艺是先将废液在锻烧炉内煅烧后与玻璃基料混合，送人冷坩埚；一步法玻璃固化工艺是废液与玻璃基料直接送入冷坩埚；一步法焚烧玻璃固化工艺是将可燃固体废物与玻璃基料混合后，送入冷坩埚。前两种工艺主要用于处理废液，后一种工艺主要用于处理固体废物。
根据使用方式不同，可以把电磁冷坩埚分为间歇式和连续铸造式2种，但是基本原理一样，主要由水冷坩埚、电源和其它辅助设施组成。坩埚外绕有螺旋式感应线圈，感应线圈与电源相连，以产生交变电磁场。当线圈通入交变电流时，在线圈内部和周围产生1个交变电磁场。由于冷坩埚的每根金属管之间彼此绝缘，所以每根管内都产生感应电流。当感应线圈的瞬问电流为逆时针方向时，则在每根管的截面内同时产生顺时针方向的感生电流，相邻两管的截面上电流方向则相反，彼此在管问建立的磁场方向相同，向外表现为磁场增强效应。因此冷坩埚的每一缝隙处都是1个强磁场，冷坩埚如同强流器一样，将磁力线聚集到坩埚内的物料上，坩埚内的物料就被这个交变磁场的磁力线所切割。根据电磁场理论，坩埚内的物料中就产生感应电动势，由于感应电动势的存在，物料的熔体表面薄层内将形成封闭的电流回路。通常把这种电流称为涡流，涡流的大小服从欧姆定律。由于涡流回路的电阻通常很小，故能达到很高的值，使涡流回路产生大量的热，从而使金属熔化，其热量可由欧姆定律确定。
冷坩埚可以与煅烧炉共同使用，以完成对物料的固化操作，冷坩埚与煅烧炉之间可以设置供物料流通的连接装置，然而，现有的连接装置容易损坏。
发明内容
根据本申请的第一个方面，提供了一种连接装置，其中，所述连接装置用于设置在煅烧炉以及冷坩埚之间的空间，并连接所述煅烧炉以及所述冷坩埚，以使经过所述煅烧炉进行的煅烧处理后的物料经过所述连接装置后，进入所述冷坩埚以进行固化处理；在所述煅烧处理和/或所述固化处理时所述连接装置配置成进行与所述空间的大小变化相适应的伸缩。
可选地，所述煅烧炉限定出具有物料出口的煅烧处理腔，所述冷坩埚限定出具有物料进口的固化处理腔；所述连接装置配置成连接所述煅烧炉与所述物料出口对应的区域以及所述冷坩埚与所述物料进口对应的区域，以使物料在所述煅烧处理腔进行所述煅烧处理后经所述物料出口、所述连接装置以及所述物料进口后进入所述固化处理腔进行所述固化处理。
可选地，连接装置包括：第一连接件，其限定出具有连接件进口的第一连接腔，所述连接件进口与所述物料出口连接；第二连接件，其限定出具有连接件出口的第二连接腔，所述第二连接腔与所述第一连接腔连通，所述连接件出口与所述物料进口连接，以使所述物料在所述煅烧处理腔进行所述煅烧处理后经所述物料出口、所述连接件进口、所述第一连接腔、所述第二连接腔、所述连接件出口以及所述物料进口后进入所述固化处理腔进行所述固化处理；所述连接装置通过所述第一连接件以及所述第二连接件的相对移动进行所述伸缩。
可选地，所述第一连接件包括第一筒体，所述第一筒体包括第一外壁以及限定出所述第一连接腔的第一内壁；所述第二连接件包括第二筒体，所述第二筒体包括第二外壁以及限定出所述第二连接腔的第二内壁；至少部分所述第一内壁与至少部分所述第二外壁滑动连接，或，至少部分所述第二内壁与至少部分所述第一外壁滑动连接，以实现所述第一连接件以及所述第二连接件的相对移动。
可选地，所述第一连接件还包括：第一法兰，设置于所述第一筒体靠近所述物料出口的一端，用于与所述煅烧炉连接，所述第一法兰限定出与第一法兰腔，所述第一法兰腔用于实现所述连接件进口与所述物料出口的连接，所述第一法兰在径向上的尺寸大于所述第一筒体在径向上的尺寸。
可选地，所述第一法兰腔在径向上的尺寸等于所述第一连接腔在径向上的尺寸。
可选地，所述第二连接件还包括：第二法兰，设置于所述第二筒体靠近所述物料进口的一端，所述第二法兰限定出与第二法兰腔，所述第二法兰腔用于实现所述连接件出口与所述物料进口的连接，所述第二法兰在径向上的尺寸大于所述第二筒体在径向上的尺寸。
可选地，所述第二法兰腔在径向上的尺寸等于所述第二连接腔在径向上的尺寸。
可选地，连接装置还包括：至少一个弹性件，每个所述弹性件连接所述第一法兰以及所述第二法兰，以在所述连接装置进行伸缩的同时进行伸缩，并配置成在所述连接装置进行伸缩的至少部分过程提供相应的弹力。
可选地，连接装置还包括：至少一个导向结构，所述至少一个导向结构与所述至少一个弹性件一一对应，每个所述导向结构用于对对应的所述弹性件的伸缩方向进行限制，以使每个所述弹性件的伸缩方向沿所述物料进口与所述物料出口的布置方向。
可选地，每个所述导向结构配置成在对应的所述弹性件伸缩时进行相应的伸缩。
可选地，每个所述弹性件为弹簧，每个所述导向结构设置于对应的所述弹簧限定出的腔内。
根据本申请的第二个方面，提供了一种物料处理系统，其中，包括：煅烧炉，用于对物料进行煅烧处理；冷坩埚，用于对物料进行固化处理；上述任一项所述的连接装置，设置在所述煅烧炉以及所述冷坩埚之间的空间，并连接所述煅烧炉以及所述冷坩埚，以使经过所述煅烧炉进行的煅烧处理后的物料经过所述连接装置后，进入所述冷坩埚以进行固化处理。
附图说明
通过下文中参照附图对本申请所作的描述，本申请的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本申请有全面的理解。
图1是根据本申请一个实施例的物料处理系统的结构示意图；
图2是根据本申请一个实施例的连接装置的立体图；
图3是根据本申请一个实施例的连接装置的正视图；
图4是根据本申请一个实施例的连接装置的剖视图；
图5是图4中所示区域A的示意性放大图。
需要说明的是，附图并不一定按比例来绘制，而是仅以不影响读者理解的示意性方式示出。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例的附图，对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本申请的一个实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本申请的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
除非另外定义，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。
本申请的实施例提供了一种连接装置以及物料处理系统。图1是根据本申请一个实施例的物料处理系统的结构示意图；图2是根据本申请一个实施例的连接装置的立体图；图3是根据本申请一个实施例的连接装置的正视图；图4是根据本申请一个实施例的连接装置的剖视图；图5是图4中所示区域A的示意性放大图。
所述连接装置100用于设置在煅烧炉200以及冷坩埚300之间的空间，并连接所述煅烧炉200以及所述冷坩埚300，以使经过所述煅烧炉200进行的煅烧处理后的物料经过所述连接装置100后，进入所述冷坩埚300以进行固化处理。在所述煅烧处理和/或所述固化处理时所述连接装置100配置成进行与所述空间的大小变化相适应的伸缩。
冷坩埚是利用电源产生高频电流，再通过感应线圈(可以为高频感应线圈)转换成电磁流透入待加热物料内部形成涡流产生热量，实现物料的直接加热熔融。冷坩埚的腔体是由通冷却水的金属弧形块或管组成的容器，容器形状主要有圆形或椭圆形，冷坩埚工作时金属管内连续通冷却水，冷坩埚内熔融物的温度可高达2000℃以上，但腔体的壁面仍保持较低温度(一般小于200℃)，使其在运行过程中物料在其内壁面形成低温区域形成一层固态的壳。冷坩埚不需要耐火材料，不用电极加热，形成的固态的壳可以减少物料对冷坩埚的腐蚀作用，延长冷坩埚的使用寿命，使得冷坩埚可以对腐蚀性物料进行处理。
冷坩埚工作时，感应线圈通入交变电流，在感应线圈内部和周围产生一个交变电磁场。由于冷坩埚的每根金属管之间彼此绝缘，所以每根管内都产生感应电流，相邻两管的截面上电流方向则相反，彼此在管间建立的磁场方向相同，向外表现为磁场增强效应。因此冷坩埚的每一缝隙处都是一个强磁场，冷坩埚如同强流器一样，将磁力线聚集到坩埚内的物料上，坩埚内的物料就被这个交变的磁场的磁力线所切割，坩埚内的物料中就产生感应电动势，由于感应电动势的存在，物料的熔体表面薄层内将形成封闭的电流回路，由于涡流回路产生大量的热，从而使物料熔化。
其中，冷坩埚可以用于两步法玻璃固化工艺，两步法玻璃固化工艺中，先使放射性待处理物料在煅烧炉中经过预处理，转化为泥浆或者固体粉末状态，然后将预处理后物料与玻璃基料一起加入冷坩埚，并在冷坩埚内熔融成玻璃，由此，可以避免放射性物质对环境的危害。其中，煅烧炉可以为回转煅烧炉。
本申请实施例提供的这种连接装置100可以伸缩，以避免热胀冷缩带来的诸如部件损坏、连接效果不好等问题，从而提升用户体验，保证连接装置100的使用寿命。
所述煅烧炉200限定出具有物料出口的煅烧处理腔，所述冷坩埚300限定出具有物料进口的固化处理腔。所述连接装置100配置成连接所述煅烧炉200与所述物料出口对应的区域以及所述冷坩埚300与所述物料进口对应的区域，以使物料在所述煅烧处理腔进行所述煅烧处理后经所述物料出口、所述连接装置100以及所述物料进口后进入所述固化处理腔进行所述固化处理。
连接装置100可以包括第一连接件110以及第二连接件120。第一连接件110限定出具有连接件进口的第一连接腔111，所述连接件进口与所述物料出口连接；第二连接件120限定出具有连接件出口的第二连接腔121，所述第二连接腔与所述第一连接腔连通，所述连接件出口与所述物料进口连接，以使所述物料在所述煅烧处理腔进行所述煅烧处理后经所述物料出口、所述连接件进口、所述第一连接腔111、所述第二连接腔121、所述连接件出口以及所述物料进口后进入所述固化处理腔进行所述固化处理；所述连接装置100通过所述第一连接件110以及所述第二连接件120的相对移动进行所述伸缩。这种可以进行伸缩的连接装置100结构简单、便于装配。
所述第一连接件110包括第一筒体114，所述第一筒体114包括第一外壁115以及限定出所述第一连接腔111的第一内壁116；所述第二连接件120包括第二筒体124，所述第二筒体124包括第二外壁125以及限定出所述第二连接腔121的第二内壁126；至少部分所述第一内壁116与至少部分所述第二外壁125滑动连接，或，至少部分所述第二内壁126与至少部分所述第一外壁115滑动连接，以实现所述第一连接件110以及所述第二连接件120的相对移动。这种方式可以保证煅烧处理或固化处理对应的空间的密闭性，保证煅烧处理或固化处理的效果。
所述第一连接件110还包括第一法兰117，第一法兰117设置于所述第一筒体114靠近所述物料出口的一端，用于与所述煅烧炉200连接，所述第一法兰117限定出与第一法兰腔，所述第一法兰腔用于实现所述连接件进口与所述物料出口的连接，所述第一法兰117在径向上的尺寸大于所述第一筒体114在径向上的尺寸。由此，第一法兰117提供较多的第一连接件110与煅烧炉200的安装空间，便于实现第一连接件110与煅烧炉200的安装。
所述第一法兰腔在径向上的尺寸等于所述第一连接腔111在径向上的尺寸。由此，在保证物料能顺利流通的同时还有效地节约了空间，提高了空间利用率。
所述第二连接件120还包括第二法兰127，第二法兰127设置于所述第二筒体靠近所述物料进口的一端，所述第二法兰127限定出与第二法兰腔，所述第二法兰腔用于实现所述连接件出口与所述物料进口的连接，所述第二法兰127在径向上的尺寸大于所述第二筒体在径向上的尺寸。由此，第二法兰127提供较多的第二连接件与冷坩埚的安装空间，便于实现第二连接件与冷坩埚的安装。
在本申请的一些实施例中，所述第二法兰腔在径向上的尺寸等于所述第二连接腔121在径向上的尺寸。由此，在保证物料能顺利流通的同时还有效地节约了空间，提高了空间利用率。
连接装置100还可以包括至少一个弹性件130，每个弹性件130连接所述第一法兰117以及所述第二法兰127，以在所述连接装置100进行伸缩的同时进行伸缩，并配置成在所述连接装置100进行伸缩的至少部分过程提供相应的弹力。由此，在连接装置100进行伸缩时提供相应的助力，便于实现所述第一连接件110以及所述第二连接件120的相对移动。
连接装置100还可以包括至少一个导向结构140，所述至少一个导向结构140与所述至少一个弹性件130一一对应，每个所述导向结构140用于对对应的所述弹性件130的伸缩方向进行限制，以使每个所述弹性件130的伸缩方向沿所述物料进口与所述物料出口的布置方向。通过导向结构140可以避免弹性件130的伸缩方向不沿着物料进口与所述物料出口的布置方向，从而保证弹性件130提供的弹力的效果。
在一些实施例中，每个所述导向结构140配置成在对应的所述弹性件130伸缩时进行相应的伸缩，例如，导向结构140可以为伸缩杆。在另一些实施例中，每个所述导向结构140配置成在对应的所述弹性件130伸缩时不进行相应的伸缩，例如，导向结构140可以为固定长度的杆，此时，该固定长度的杆可以穿过第一法兰以及第二法兰。每个所述导向结构140配置成在对应的所述弹性件130伸缩时进行相应的伸缩，可以避免导向结构140与煅烧炉或冷坩埚的其他结构发生干涉。
在本申请的一些实施例中，每个所述弹性件130可以为弹簧，每个所述导向结构140设置于对应的所述弹簧限定出的腔内。由此，不仅提高了空间利用率，还可以使得弹簧对导向结构140起到一定的保护作用。
本申请的实施例还提供了一种物料处理系统10，物料处理系统10包括煅烧炉200、冷坩埚300以及上述任一连接装置100。
煅烧炉200用于对物料进行煅烧处理；冷坩埚300用于对物料进行固化处理；连接装置100设置在所述煅烧炉200以及所述冷坩埚300之间的空间，并连接所述煅烧炉200以及所述冷坩埚300，以使经过所述煅烧炉200进行的煅烧处理后的物料经过所述连接装置100后，进入所述冷坩埚300以进行固化处理。
对于本申请的实施例，还需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例。
以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (13)

1.一种连接装置(100)，其中，
所述连接装置(100)用于设置在煅烧炉(200)以及冷坩埚(300)之间的空间，并连接所述煅烧炉(200)以及所述冷坩埚(300)，以使经过所述煅烧炉(200)进行的煅烧处理后的物料经过所述连接装置(100)后，进入所述冷坩埚(300)以进行固化处理；
在所述煅烧处理和/或所述固化处理时所述连接装置(100)配置成进行与所述空间的大小变化相适应的伸缩。
2.根据权利要求1所述的连接装置(100)，其中，
所述煅烧炉(200)限定出具有物料出口的煅烧处理腔，所述冷坩埚(300)限定出具有物料进口的固化处理腔；
所述连接装置(100)配置成连接所述煅烧炉(200)与所述物料出口对应的区域以及所述冷坩埚(300)与所述物料进口对应的区域，以使物料在所述煅烧处理腔进行所述煅烧处理后经所述物料出口、所述连接装置(100)以及所述物料进口后进入所述固化处理腔进行所述固化处理。
3.根据权利要求2所述的连接装置(100)，其中，包括：
第一连接件(110)，其限定出具有连接件进口的第一连接腔(111)，所述连接件进口与所述物料出口连接；
第二连接件(120)，其限定出具有连接件出口的第二连接腔(121)，所述第二连接腔与所述第一连接腔连通，所述连接件出口与所述物料进口连接，以使所述物料在所述煅烧处理腔进行所述煅烧处理后经所述物料出口、所述连接件进口、所述第一连接腔(111)、所述第二连接腔(121)、所述连接件出口以及所述物料进口后进入所述固化处理腔进行所述固化处理；
所述连接装置(100)通过所述第一连接件(110)以及所述第二连接件(120)的相对移动进行所述伸缩。
4.根据权利要求3所述的连接装置(100)，其中，
所述第一连接件(110)包括第一筒体(114)，所述第一筒体(114)包括第一外壁(115)以及限定出所述第一连接腔(111)的第一内壁(116)；
所述第二连接件(120)包括第二筒体(124)，所述第二筒体(124)包括第二外壁(125)以及限定出所述第二连接腔(121)的第二内壁(126)；
至少部分所述第一内壁(116)与至少部分所述第二外壁(125)滑动连接，或，至少部分所述第二内壁(126)与至少部分所述第一外壁(115)滑动连接，以实现所述第一连接件(110)以及所述第二连接件(120)的相对移动。
5.根据权利要求4所述的连接装置(100)，其中，所述第一连接件(110)还包括：
第一法兰(117)，设置于所述第一筒体(114)靠近所述物料出口的一端，用于与所述煅烧炉(200)连接，所述第一法兰(117)限定出与第一法兰腔，所述第一法兰腔用于实现所述连接件进口与所述物料出口的连接，所述第一法兰(117)在径向上的尺寸大于所述第一筒体(114)在径向上的尺寸。
6.根据权利要求5所述的连接装置(100)，其中，
所述第一法兰腔在径向上的尺寸等于所述第一连接腔(111)在径向上的尺寸。
7.根据权利要求5所述的连接装置(100)，其中，所述第二连接件(120)还包括：
第二法兰(127)，设置于所述第二筒体靠近所述物料进口的一端，所述第二法兰(127)限定出与第二法兰腔，所述第二法兰腔用于实现所述连接件出口与所述物料进口的连接，所述第二法兰(127)在径向上的尺寸大于所述第二筒体在径向上的尺寸。
8.根据权利要求7所述的连接装置(100)，其中，
所述第二法兰腔在径向上的尺寸等于所述第二连接腔(121)在径向上的尺寸。
9.根据权利要求7所述的连接装置(100)，其中，还包括：
至少一个弹性件(130)，每个所述弹性件(130)连接所述第一法兰(117)以及所述第二法兰(127)，以在所述连接装置(100)进行伸缩的同时进行伸缩，并配置成在所述连接装置(100)进行伸缩的至少部分过程提供相应的弹力。
10.根据权利要求9所述的连接装置(100)，其中，还包括：
至少一个导向结构(140)，所述至少一个导向结构(140)与所述至少一个弹性件(130)一一对应，每个所述导向结构(140)用于对对应的所述弹性件(130)的伸缩方向进行限制，以使每个所述弹性件(130)的伸缩方向沿所述物料进口与所述物料出口的布置方向。
11.根据权利要求10所述的连接装置(100)，其中，
每个所述导向结构(140)配置成在对应的所述弹性件(130)伸缩时进行相应的伸缩。
12.根据权利要求10所述的连接装置(100)，其中，
每个所述弹性件(130)为弹簧，每个所述导向结构(140)设置于对应的所述弹簧限定出的腔内。
13.一种物料处理系统(10)，其中，包括：
煅烧炉(200)，用于对物料进行煅烧处理；
冷坩埚(300)，用于对物料进行固化处理；
如权利要求1至12中任一项所述的连接装置(100)，设置在所述煅烧炉(200)以及所述冷坩埚(300)之间的空间，并连接所述煅烧炉(200)以及所述冷坩埚(300)，以使经过所述煅烧炉(200)进行的煅烧处理后的物料经过所述连接装置(100)后，进入所述冷坩埚(300)以进行固化处理。
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