CN113944786A - 一种熔盐阻断装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种熔盐阻断装置及其使用方法，包括阀体，冷却装置，以及可拆卸的加热装置，其中，所述阀体为中空且两端贯通的空腔；所述加热装置可围合于所述阀体的外壁，以对所述阀体进行加热；所述冷却装置用于对所述阀体进行冷却。本发明提供的溶液阻断装置，通过加热装置和冷却装置使熔盐温度升高或降低，以实现熔盐的相变，从而实现熔盐的阻断。避免使用金属面实现高温流体密封的技术不足，解决现有高温熔盐阀门存在的结构复杂、使用寿命低、密封效果差等问题，具有结构简单、使用寿命长、密封效果稳定可靠等优点。

Description

一种熔盐阻断装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及高温阀门技术领域，尤其涉及一种熔盐阻断装置及其使用方法。

背景技术

高温熔盐通常指盐类加热后超过其自身熔点进而熔化形成的高温熔融体，熔化后由阳离子和阴离子组成，在工作温度下具有较好的流动性、导电性。工业上常用的高温熔盐一般由碱金属、碱土金属的卤化物、硝酸盐、硫酸盐的所组成的单元或多元混合物，涉及的应用领域有电解精炼钛、电解镁、电解铝，以及钛的氯化冶金等。

熔盐使用温度依据其使用领域及自身配比不同，通常可达到200～1000℃范围，熔盐在使用过程中需要进行转移或输送，完成上述操作通常由熔盐泵、管道及阀门组成，熔盐阀门在其中起到了阻断高温熔融体、断开两个需要传递熔盐介质的反应器的作用。由于熔盐使用时处于较高温度范围，因此常规低温流体阀门不能应用在该领域，低温流体阀门采用金属与橡胶或塑料进行密封配合，从而实现流体的阻断，高温流体领域则一般采用金属与金属面或耐高温陶瓷进行密封，实现阻隔流体起到阀门作用。

如：申请号为CN201610394218.9的专利公开了“一种防残留的新型光热发电熔盐阀”，采用具有环形斜面的阀瓣与阀口环形下斜面相配合，实现高温流体阻断。

申请号为CN 201820097213.4公开了一种带保温管道的陶瓷球阀的技术，该球阀由手柄、阀体、阀座、球体、阀杆、保温管道等组成，采用陶瓷与金属面进行密封。

申请号为CN 202010147861.8的专利公开了一种自主加热智能保温的高温熔盐阀，可以在无外部热源情况下实现阀体的自主加热、智能保温，解决了阀门使用过程中介质易结晶、阀门保温控制方面的问题，但其本质也是金属面间密封阀门。

采用金属密封的阀门在使用过程中的最大问题为，金属密封面需要具有良好的平整度及光洁度，而熔盐阀门在高温下工作，高温下金属易发生热变形，并且工业上使用的熔盐介质一般对金属具有腐蚀性，阀门经过多次使用后随着上述情况的加剧，密封面的平整度及光洁度的进一步破坏，阀门会最终失效，造成使用寿命短密封效果欠佳等问题。

基于此，现有技术仍然有待改进。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明实施例提出一种熔盐阻断装置及其使用方法，以解决现有技术的采用金属面件密封的阀门对熔盐进行阻断所带来的技术问题。

一方面，本发明实施例所公开的一种熔盐阻断装置，包括阀体，冷却装置，以及可拆卸的加热装置，

其中，所述阀体为中空且两端贯通的空腔；

所述加热装置可围合于所述阀体的外壁，以对所述阀体进行加热；

所述冷却装置用于对所述阀体进行冷却。

进一步地，所述加热装置包括两个加热半环，

两个所述加热半环的两端分别通过第一连接组件和第二连接组件连接，围合成筒状以包裹所述阀体外壁；

并且，所述第一连接组件和/或所述第二连接组件为可拆卸连接。

进一步地，所述第一连接组件为铰接组件或卡扣连接，所述第二连接组件为卡扣连接。

进一步地，所述阀体的一端为熔盐入口，所述阀体的另一端为熔盐出口。

进一步地，所述加热半环包括半环形的保温壳，以及设置在所述保温壳内的发热体。

进一步地，所述加热半环还包括保温层，所述保温层位于所述发热体和所述保温壳的内壁之间。

进一步地，至少一个所述加热半环上还设置有控温热电偶，所述保温壳上设置有插入孔，所述控温热电偶由所述插入孔伸入，并且所述控温热电偶的电偶头邻接所述阀体外壁。

进一步地，所述冷却装置包括喷淋机构，所述喷淋机构的喷淋头位于所述阀体上方，且朝向所述阀体。

进一步地，所述冷却装置还包括冷却介质收集槽，所述冷却介质收集槽设置在所述阀体下方。

另一方面，本发明实施例还公开了上述的熔盐阻断装置的使用方法，

需要熔盐通过时，采用所述加热装置对所述阀体进行预热，通过控温热电偶对温度的检测结合外部自动控温电路实现温度控制，将所述阀体温度控制在熔盐熔点温度以上，实现高温熔盐从阀体内部通过；

需要阻断熔盐通过时，将所述加热装置拆除，通过所述冷却装置使阀体快速降温，实现阀体内部熔盐流体的快速冷凝结晶，实现熔盐流体的堵塞，从而达到阻碍流体通过、关闭阀门功能。

采用上述技术方案，本发明至少具有如下有益效果：

本发明提供的溶液阻断装置，通过加热装置和冷却装置使熔盐温度升高或降低，以实现熔盐的相变，从而实现熔盐的阻断。避免使用金属面实现高温流体密封的技术不足，解决现有高温熔盐阀门存在的结构复杂、使用寿命低、密封效果差等问题，具有结构简单、使用寿命长、密封效果稳定可靠等优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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的附图。

图1为本发明一实施例所公开的一种熔盐阻断装置的结构示意图；

图2为本发明一实施例所公开的一种熔盐阻断装置的结构示意图；

图3为图2的B-B截面图；

图4为本发明一实施例所公开的一种熔盐阻断装置的冷却阻断状态图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。

需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

如图1-图4所示，本发明一些实施例公开了一种熔盐阻断装置，包括阀体10，冷却装置30，以及可拆卸的加热装置20，其中，所述阀体10为中空且两端贯通的空腔；所述加热装置20可围合于所述阀体10的外壁，以对所述阀体10进行加热；所述冷却装置30用于对所述阀体10进行冷却。所述阀体10的一端为熔盐入口，所述阀体10的另一端为熔盐出口。

使用时，当需要熔盐通过时，采用所述加热装置20对所述阀体10进行预热，通过控温热电偶24对温度的检测结合外部自动控温电路实现温度控制，将所述阀体10温度控制在熔盐熔点温度以上，实现高温熔盐从阀体10内部通过；

当需要阻断熔盐通过时，将所述加热装置20拆除，通过所述冷却装置30使阀体10快速降温，实现阀体10内部熔盐流体的快速冷凝结晶，实现熔盐流体的堵塞，从而达到阻碍流体通过、关闭阀门功能。

本发明一些实施例所公开的一种熔盐阻断装置，在上述实施例的基础上，所述加热装置20为两半式结构，可以沿其轴线平面拆分为两半，便于拆卸。

一些实施方式中，所述加热装置20包括两个加热半环，两个所述加热半环的两端分别通过第一连接组件和第二连接组件连接，围合成筒状以包裹所述阀体10外壁；并且，所述第一连接组件和/或所述第二连接组件为可拆卸连接。所述第一连接组件可为铰接组件或卡扣连接，所述第二连接组件可为卡扣连接。所述加热半环包括半环形的保温壳23，以及设置在所述保温壳23内的发热体21。所述加热半环还包括保温层22，所述保温层22位于所述发热体21和所述保温壳23的内壁之间。至少一个所述加热半环上还设置有控温热电偶24，所述保温壳23上设置有插入孔，所述控温热电偶24由所述插入孔伸入，并且所述控温热电偶24的电偶头邻接所述阀体10外壁。

本发明一些实施例所公开的一种熔盐阻断装置，在上述实施例的基础上，所述冷却装置30包括喷淋机构31和冷却介质收集槽32，所述喷淋机构31的喷淋头位于所述阀体10上方，且朝向所述阀体10，所述冷却介质收集槽32设置在所述阀体10下方。通过喷淋机构31向阀体10喷淋冷却介质以实现阀体10的快速降温，从而实现阀体10内熔盐的结晶，进而完成阻断。通过下方的冷却介质收集槽32手机冷却水，实现冷却介质循环。

本发明一些实施例公开了一种熔盐阻断装置(熔盐阻断阀)，避免使用金属面密封，利用熔盐的冷却结晶实现流体的堵塞，从而实现流体的阻断，当流体需要通过时，加热融化冷却结晶的熔盐，从而实现流体的通过。具体地，所述熔盐阻断阀包括阀体10、加热装置20、冷却装置30。阀体10为中空的两端贯通的空腔，为熔盐流体经过通道；所述加热装置20包围在所述阀体10周围，为阀体10中熔盐流体通过时提供熔化热源及保温；所述冷却装置30设置在阀体10上方，对阀体10喷淋冷却水进行降温，使阀体10内部流体冷却结晶进而实现阻断，达到关闭熔盐阻断阀的功能。阀体10的一种较优实施方式为圆形中空管道，熔盐流体在管道内部通过，冷却时，熔盐在管道内部结晶凝固，实现熔盐阻断。

本发明一些实施例公开了一种熔盐阻断装置，在上述实施例的技术上，所述加热装置20包括电发热体21(发热体21)、保温棉毡(保温层22)、保温壳23、控温热电偶24；所述电发热体21环状分布于所述阀体10周围；所述保温棉毡对电发热体21及阀体10进行包裹，实现保温；所述保温壳23处于保温棉毡外层，对保温棉毡进行包裹固定；所述控温热电偶24从保温壳23外部贯穿保温壳23、保温棉毡，电偶头接近阀体10。

本发明一些实施例公开了一种熔盐阻断装置，在上述实施例的技术上，

本发明一些实施例公开了一种熔盐阻断装置的使用方法，所述冷却装置3030由冷却水喷头31、冷却水收集槽32组成，冷却水喷头31设置在阀体1010上方，将所述加热装置2020拆卸后，通过冷却水喷头31对阀体1010喷淋冷却水，实现阀体10内部熔盐流体的快速冷凝结晶，实现熔盐流体的堵塞，达到关闭阀门的功能，冷却水流至冷却水收集槽32进行汇集，经外部管道循环至水冷换热机后循环使用。

A.如图2，图3所示，将加热装置20的电发热体21通电对所述阀体10进行预热，通过所述控温热电偶24对温度的检测结合外部自动控温电路实现温度控制，将所述阀体10温度控制在熔盐熔点温度以上，实现高温熔盐从阀体10内部通过；

B.如图4所示，将所述加热装置20拆除；

C.如图4所示，通过冷却装置30的冷却水喷头向阀体10喷淋冷却水，使阀体10快速降温，实现阀体10内部熔盐流体的快速冷凝结晶，实现熔盐流体的堵塞，从而达到阻碍流体通过、关闭阀门功能。

本发明提供一种基于熔盐冷却结晶及加热熔化的原理实现熔盐流体断开及通过的熔盐阻断阀装置及方法，具有以下优点：

(1)结构简单。熔盐阻断阀没有复杂的机械密封结构，仅具有阀体、加热装置及冷却装置，大限度地降低了装置复杂程度，相对金属密封阀门具有操作简易、稳定可靠等优点；

(2)使用寿命长。由于没有金属密封面，大限度的避免了由于高温变形、熔盐腐蚀造成金属密封面损坏的缺点，因此相对传统高温熔盐阀门具有更长的使用寿命，相对传统金属密封阀门寿命提高50％以上。

(3)效果优良。利用导通熔体自冷却结晶实现熔体的阻断，熔体冷却结晶后体积收缩，流体状熔体会不断地补充至所述阀门的冷却位置实现结晶，进而不断的填满冷却收缩空间，最终完全实现熔体的阻断，实现阀门的“关闭”，因此阻断效果良好；并且阀体为整体制作的中空管道，能大限度地避免复杂结构发生外漏的风险。

需要特别指出的是，上述各个实施例中的各个组件或步骤均可以相互交叉、替换、增加、删减，因此，这些合理的排列组合变换形成的组合也应当属于本发明的保护范围，并且不应将本发明的保护范围局限在所述实施例之上。

以上是本发明公开的示例性实施例，上述本发明实施例公开的顺序仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。但是应当注意，以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子，在不背离权利要求限定的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。根据这里描述的公开实施例的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不需以任何特定顺序执行。此外，尽管本发明实施例公开的元素可以以个体形式描述或要求，但除非明确限制为单数，也可以理解为多个。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上所述的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明实施例的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种熔盐阻断装置，其特征在于，包括阀体，冷却装置，以及可拆卸的加热装置，

其中，所述阀体为中空且两端贯通的空腔；

所述加热装置可围合于所述阀体的外壁，以对所述阀体进行加热；

所述冷却装置用于对所述阀体进行冷却。

2.根据权利要求1所述的熔盐阻断装置，其特征在于，所述加热装置包括两个加热半环，

两个所述加热半环的两端分别通过第一连接组件和第二连接组件连接，围合成筒状以包裹所述阀体外壁；

并且，所述第一连接组件和/或所述第二连接组件为可拆卸连接。

3.根据权利要求2所述的熔盐阻断装置，其特征在于，所述第一连接组件为铰接组件或卡扣连接，所述第二连接组件为卡扣连接。

4.根据权利要求1所述的熔盐阻断装置，其特征在于，所述阀体的一端为熔盐入口，所述阀体的另一端为熔盐出口。

5.根据权利要求2所述的熔盐阻断装置，其特征在于，所述加热半环包括半环形的保温壳，以及设置在所述保温壳内的发热体。

6.根据权利要求5所述的熔盐阻断装置，其特征在于，所述加热半环还包括保温层，所述保温层位于所述发热体和所述保温壳的内壁之间。

7.根据权利要求5所述的熔盐阻断装置，其特征在于，至少一个所述加热半环上还设置有控温热电偶，所述保温壳上设置有插入孔，所述控温热电偶由所述插入孔伸入，并且所述控温热电偶的电偶头邻接所述阀体外壁。

8.根据权利要求1所述的熔盐阻断装置，其特征在于，所述冷却装置包括喷淋机构，所述喷淋机构的喷淋头位于所述阀体上方，且朝向所述阀体。

9.根据权利要求8所述的熔盐阻断装置，其特征在于，所述冷却装置还包括冷却介质收集槽，所述冷却介质收集槽设置在所述阀体下方。

10.一种权利要求1-9任意一项所述的熔盐阻断装置的使用方法，其特征在于，

需要熔盐通过时，采用所述加热装置对所述阀体进行预热，通过控温热电偶对温度的检测结合外部自动控温电路实现温度控制，将所述阀体温度控制在熔盐熔点温度以上，实现高温熔盐从阀体内部通过；

需要阻断熔盐通过时，将所述加热装置拆除，通过所述冷却装置使阀体快速降温，实现阀体内部熔盐流体的快速冷凝结晶，实现熔盐流体的堵塞，从而达到阻碍流体通过、关闭阀门功能。

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