CN116067174A - 氟化氢回转反应炉螺旋输送密封机构 - Google Patents

氟化氢回转反应炉螺旋输送密封机构 Download PDF

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CN116067174A CN202310019174.1A CN202310019174A CN116067174A CN 116067174 A CN116067174 A CN 116067174A CN 202310019174 A CN202310019174 A CN 202310019174A CN 116067174 A CN116067174 A CN 116067174A
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Abstract

本发明涉及一种氟化氢回转反应炉螺旋输送密封机构。当炉体转动时，端盖、抄渣斗和端板同步转动，通过抄渣斗将沉积的氟渣抄起并滑落至由端盖、端板和抄渣斗形成的埋料仓内，再通过埋料仓输入螺旋输送密封机构本体的进料开口，通过驱动螺旋轴转动使变距螺旋叶片带动氟渣向X向输送，由于所述抄渣斗的舀料体积大于所述埋料仓的体积，且变距螺旋叶片的螺距沿X向逐渐减小，使得进料口始终堆积氟渣以覆盖进料口，而由于变距螺旋叶片的螺距逐渐减小，使氟渣在螺旋输送密封机构本体内充满，使炉体内的氟化氢气体无法进入螺旋输送密封机构本体内，由于翻料拦板的上端高度高于输送机构壳体的上端，使氟渣能够充分充满出料口，形成物料密封，确保密封的稳定可靠。

Description

氟化氢回转反应炉螺旋输送密封机构
技术领域
本发明涉及化工设备结构技术领域，特别涉及一种氟化氢回转反应炉螺旋输送密封机构。
背景技术
萤石硫酸法是目前生产无水氟化氢氟(AHF)的常规工艺方案，主要反应设备是外夹套加热式回转反应炉。
萤石粉、硫酸混合物从炉头进入，在旋转的炉体内受热反应产生氟化氢，由风机从炉头抽走；副产氟渣(CaSO4夹杂残余酸、气)向炉尾移动，由炉尾的抄渣斗舀起，倒入排渣装置，由旋转螺旋输送排出。
螺旋输送有两种方式：一种是将螺旋及其壳体与炉体安装成一体，由于炉体和螺旋一起旋转，将氟渣排出；另一种是螺旋输送机伸入炉体内接料，由另外的动力带动螺旋旋转，将氟渣送出炉体后排料。
炉体内充满氟化氢，是剧毒、高腐蚀性的气体。螺旋的输送能力一般要求高于生产要求的排渣量，以应对设计计算误差或后期进一步提高产量的要求。无论采用哪一种排料方式，氟渣在输送机构壳体的下部被螺旋推动输送，输送机构壳体的上部形成一个空腔，氟化氢气体从上部空腔流出。在输送机构壳体及从后续处理设备中，氟化氢由于壳体和设备外的环境温度低而冷凝，并遇到因后续处理设备的密封不严而渗入的水蒸汽，形成高腐蚀性的氢氟酸，腐蚀损坏输送机构壳体和后续处理设备，严重影响设备使用寿命，甚至造成剧毒的氟化氢气体泄漏的生产安全隐患。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：如何在满足氟化氢回转反应炉螺旋输送密封机构在符合生产要求的输送能力前提下，炉体内的氟化氢气体不会从壳体流出，窜气冷凝而腐蚀或泄漏。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种氟化氢回转反应炉螺旋输送密封机构，包括机架、炉体、端盖、抄渣斗、端板、螺旋输送密封机构本体和翻料箱；
所述炉体可转动地连接于机架，所述端盖连接于炉体的X向端，多个所述抄渣斗呈圆周阵列地连接于端盖的X向反向一侧，所述端板的形状为圆环形，所述端板连接于抄渣斗的X向反向一侧，所述端板与所述炉体同轴心，使抄渣斗、端板和端盖之间形成多个埋料仓；
所述抄渣斗的舀料体积大于所述埋料仓的体积；
所述螺旋输送密封机构本体包括输送机构壳体、螺旋轴和变距螺旋叶片，所述变距螺旋叶片同轴绕接于所述螺旋轴，所述螺旋轴与所述炉体同轴心，所述螺旋轴的转动方向与所述炉体的转动方向相反，所述变距螺旋叶片的螺距沿X向逐渐减小；
所述输送机构壳体的形状为圆筒状，所述输送机构壳体固定连接于机架，所述输送机构壳体套接于螺旋轴和变距螺旋叶片的外部，所述所述输送机构壳体的X向反向一端伸入到炉体内的端板的圆环形内孔，使输送机构壳体的外延与端板的内孔间隙配合，所述输送机构壳体位于端板和端盖之间的上部设有进料口；
所述翻料箱设置于输送机构壳体位于变距螺旋叶片的X向一端所在位置，所述输送机构壳体位于翻料箱处的上部设有出料口，所述翻料箱包覆于所述出料口，所述翻料箱的下部设有排渣口，所述出料口的Y向两侧设有向上延伸的翻料拦板，所述翻料拦板的上端高度高于输送机构壳体的上端。
进一步，上述氟化氢回转反应炉螺旋输送密封机构中，相邻两个所述抄渣斗之间连接有多个进料栅板，多个所述进料栅板沿X向呈一字排列分布。
进一步，上述氟化氢回转反应炉螺旋输送密封机构中，所述抄渣斗的数量为5个。
进一步，上述氟化氢回转反应炉螺旋输送密封机构中，所述埋料仓的体积大于螺旋输送密封机构本体的进料口处的变距螺旋叶片旋转五分之一圈的物料输送体积。
进一步，上述氟化氢回转反应炉螺旋输送密封机构中，所述螺旋轴的X向一端绕接有与变距螺旋叶片反向设置的反向螺旋叶片，所述反向螺旋叶片位于出料口的X向一侧。
进一步，上述氟化氢回转反应炉螺旋输送密封机构中，所述翻料箱的上部设置有可拆卸的箱盖。
进一步，上述氟化氢回转反应炉螺旋输送密封机构中，所述箱盖的Y向两侧分别设有具有斜度的翼板。
进一步，上述氟化氢回转反应炉螺旋输送密封机构中，还包括动静环密封装置，所述动静环密封装置包括动密封环、静密封环、静密封支座、伸缩节、压紧气缸、安装支座和支撑滚轮；
所述动密封环连接于端盖与输送机构壳体的连接处，所述静密封环连接于所述静密封支座；
所述安装支座连接于机架，所述压紧气缸的缸体连接于安装支座，所述压紧气缸的活塞杆连接于所述静密封支座，所述伸缩节连接于密封支座与安装支座之间，所述支撑滚轮设置于安装支座上，所述静密封支座设有与支撑滚轮滑动配合连接的支撑板。
进一步，上述氟化氢回转反应炉螺旋输送密封机构中，所述箱盖上设有观察孔盖。
进一步，上述氟化氢回转反应炉螺旋输送密封机构中，所述观察孔盖的下方焊接有挡料板，所述挡料板的下平面与所述箱盖的下平面平齐。
本发明的有益效果在于：端板设计成圆环形，其内圆孔用于避让螺旋输送密封机构本体，当炉体转动时，端盖、抄渣斗和端板同步转动，由于重力作用，氟渣沉积在炉体X向一端的下部，通过抄渣斗将沉积的氟渣抄起并滑落至由端盖、端板和抄渣斗形成的埋料仓内，再通过埋料仓输入螺旋输送密封机构本体的进料开口，通过驱动螺旋轴转动使变距螺旋叶片带动氟渣向X向输送，由于所述抄渣斗的舀料体积大于所述埋料仓的体积，且变距螺旋叶片的螺距沿X向逐渐减小，使得进料口始终堆积氟渣以覆盖进料口，而由于变距螺旋叶片的螺距逐渐减小，使氟渣在螺旋输送密封机构本体内充满，使炉体内的氟化氢气体无法进入螺旋输送密封机构本体内，避免氟化氢气体从螺旋输送密封机构本体的出料口排出。由于翻料拦板的上端高度高于输送机构壳体的上端，使氟渣能够充分充满出料口，形成物料密封，持续输送的氟渣则从翻料拦板的上端溢出至翻料箱内，通过翻料箱下部的排渣口排出，通过设置翻料栏板，增加了一道密封，确保密封的稳定可靠。因此在满足氟化氢回转反应炉螺旋输送密封机构在符合生产要求的输送能力前提下，炉体内的氟化氢气体不会从壳体流出，窜气冷凝而腐蚀或泄漏。
附图说明
图1为本发明具体实施方式的一种氟化氢回转反应炉螺旋输送密封机构的结构剖视图；
图2为图1的A向截面图；
图3为本发明具体实施方式的一种氟化氢回转反应炉螺旋输送密封机构的螺旋轴、变距螺旋叶片和反向螺旋叶片的结构示意图；
图4为图1的B向截面图；
图5为图1的C向局部视图；
标号说明：
1、炉体；11、端盖；12、端板；13、抄渣斗；131、进料栅板；14、埋料仓；
2、螺旋输送密封机构本体；21、输送机构壳体；211、进料口；212、出料口；2121、翻料拦板；22、螺旋轴；23、变距螺旋叶片；231、第一螺旋叶片；232、第二螺旋叶片；233、第三螺旋叶片；24、反向螺旋叶片；
3、翻料箱；31、排渣口；32、箱盖；33、翼板；34、观察孔盖；341、挡料板；
4、轴承座；
5、联轴器；
6、减速电机；
7、动静环密封装置；71、动密封环；72、静密封环；73、静密封支座；74、伸缩节；75、压紧气缸；76、安装支座；77、支撑滚轮；78、油泵。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
请参照图1至图5，本发明具体实施方式涉及一种氟化氢回转反应炉螺旋输送密封机构，包括机架、炉体1、端盖11、抄渣斗13、端板12、螺旋输送密封机构本体2和翻料箱3；
所述炉体1可转动地连接于机架，所述端盖11连接于炉体1的X向端，多个所述抄渣斗13呈圆周阵列地连接于端盖11的X向反向一侧，所述端板12的形状为圆环形，所述端板12连接于抄渣斗13的X向反向一侧，所述端板12与所述炉体1同轴心，使抄渣斗13、端板12和端盖11之间形成多个埋料仓14；
所述抄渣斗13的舀料体积大于所述埋料仓14的体积；
所述螺旋输送密封机构本体2包括输送机构壳体21、螺旋轴22和变距螺旋叶片23，所述变距螺旋叶片23同轴绕接于所述螺旋轴22，所述螺旋轴22与所述炉体1同轴心，所述螺旋轴22的转动方向与所述炉体1的转动方向相反，所述变距螺旋叶片23的螺距沿X向逐渐减小；
所述输送机构壳体21的形状为圆筒状，所述输送机构壳体21固定连接于机架，所述输送机构壳体21套接于螺旋轴22和变距螺旋叶片23的外部，所述所述输送机构壳体21的X向反向一端伸入到炉体1内的端板12的圆环形内孔，使输送机构壳体21的外延与端板12的内孔间隙配合，所述输送机构壳体21位于端板12和端盖11之间的上部设有进料口211；
所述翻料箱3设置于输送机构壳体21位于变距螺旋叶片23的X向一端所在位置，所述输送机构壳体21位于翻料箱3处的上部设有出料口212，所述翻料箱3包覆于所述出料口212，所述翻料箱3的下部设有排渣口31，所述出料口212的Y向两侧设有向上延伸的翻料拦板2121，所述翻料拦板2121的上端高度高于输送机构壳体21的上端。
以上实施方式中，炉体1为氟化氢回转反应炉，其由机架上的托轮支撑，从而可转动地连基于机架，其中托轮结构图中未示出；端盖11则通过高强度螺栓固定在炉体1的X向一端的法兰上。
以上实施方式中，端板12设计成圆环形，其内圆孔用于避让螺旋输送密封机构本体2，当炉体1转动时，端盖11、抄渣斗13和端板12同步转动，由于重力作用，氟渣沉积在炉体1X向一端的下部，通过抄渣斗13将沉积的氟渣抄起并滑落至由端盖11、端板12和抄渣斗13形成的埋料仓14内，再通过埋料仓14输入螺旋输送密封机构本体2的进料开口，通过驱动螺旋轴22转动使变距螺旋叶片23带动氟渣向X向输送，由于所述抄渣斗13的舀料体积大于所述埋料仓14的体积，且变距螺旋叶片23的螺距沿X向逐渐减小，使得进料口211始终堆积氟渣以覆盖进料口211，而由于变距螺旋叶片23的螺距逐渐减小，使氟渣在螺旋输送密封机构本体2内充满，使炉体1内的氟化氢气体无法进入螺旋输送密封机构本体2内，避免氟化氢气体从螺旋输送密封机构本体2的出料口212排出。
以上实施方式中，螺旋轴22的X向一端通过联轴器5与减速电机6传动连接，减速电机6连接于机架，机架上还设置有轴承座4，通过减速电机6带动螺旋轴22转动，螺旋轴22的X向一端连接于轴承座4。优选的，所述减速电机6为变频电机，壳体调节螺旋轴22的转速，使得螺旋轴22的转动速度可调节，确保物料密封的最佳效果。
以上实施方式中，优选的，变距螺旋叶片23由三段螺旋叶片拼接而成，包括沿X向依次设置且螺距依次减小的的第一螺旋叶片231、第二螺旋叶片232和第三螺旋叶片233，使得螺旋输送密封机构本体2内的氟渣输送能力逐渐减小，使氟渣在输送机构本体内不断挤压，从而充满螺旋输送结构本体内，使内部无法形成提供氟化氢气体窜出的空腔。
以上实施方式中，由于翻料拦板2121的上端高度高于输送机构壳体21的上端，使氟渣能够充分充满出料口212，形成物料密封，持续输送的氟渣则从翻料拦板2121的上端溢出至翻料箱3内，通过翻料箱3下部的排渣口31排出。
作为一种可选的实施方式，相邻两个所述抄渣斗13之间连接有多个进料栅板131，多个所述进料栅板131沿X向呈一字排列分布。
以上实施方式中，进料栅板131的设置能够防止大块氟渣进入螺旋壳体而架空，避免降低埋料密封效果。
作为一种可选的实施方式，所述抄渣斗13的数量为5个。
以上实施方式中，抄渣斗13的数量为5个，炉体1结构中多处采用了六的倍数的等分设计，以上改进可减少炉体1旋转形成的共振。
作为一种可选的实施方式，所述埋料仓14的体积大于螺旋输送密封机构本体2的进料口211处的变距螺旋叶片23旋转五分之一圈的物料输送体积。
以上实施方式中，能够使氟渣在螺旋输送密封机构本体2内充满，使炉体1内的氟化氢气体无法进入螺旋输送密封机构本体2内，避免氟化氢气体从螺旋输送密封机构本体2的出料口212排出。
作为一种可选的实施方式，所述螺旋轴22的X向一端绕接有与变距螺旋叶片23反向设置的反向螺旋叶片24，所述反向螺旋叶片24位于出料口212的X向一侧。
以上实施方式中，由于反向螺旋叶片24的反向推送，使氟渣能够集中在出料口212排出，配合翻料拦板2121的作用，使氟渣能够充分充满出料口212，形成物料密封。
作为一种可选的实施方式，所述翻料箱3的上部设置有可拆卸的箱盖32。
以上实施方式中，当氟渣在翻料箱3中翻料不顺时，可打开箱盖32清理，避免出现卡料。
作为一种可选的实施方式，所述箱盖32的Y向两侧分别设有具有斜度的翼板33。
以上实施方式中，翼板33的设置使得氟渣溢出翻料拦板2121后，能够顺利地向下方的排渣口31移动。
作为一种可选的实施方式，还包括动静环密封装置7，所述动静环密封装置7包括动密封环71、静密封环72、静密封支座73、伸缩节74、压紧气缸75、安装支座76和支撑滚轮77；
所述动密封环71连接于端盖11与输送机构壳体21的连接处，所述静密封环72连接于所述静密封支座73；
所述安装支座76连接于机架，所述压紧气缸75的缸体连接于安装支座76，所述压紧气缸75的活塞杆连接于所述静密封支座73，所述伸缩节74连接于密封支座与安装支座76之间，所述支撑滚轮77设置于安装支座76上，所述静密封支座73设有与支撑滚轮77滑动配合连接的支撑板。
以上实施方式中，伸缩节74的材质可选自聚四氟乙烯，动密封环71随炉体1一同转动，由于炉体1的热胀冷缩，炉体1的端盖11会沿X向移动，而螺旋输送密封机构本体2本身不会移动，就会使动密封环71的位置发生轴向相对位移，利用伸缩节74、压紧气缸75将静密封环72始终压靠在动密封环71上，实现动态密封，通过支撑滚轮77的支撑，避免静密封环72的下垂。
可通过在静密封环72上设置专用油槽，油槽连接油泵78，定时向静密封环72的油槽加注高温润滑脂，减少动密封环71和静密封环72压紧面的磨损，增强动静环密封效果。
作为一种可选的实施方式，所述箱盖32上设有观察孔盖34。
以上实施方式中，观察孔盖34的形状为橄榄形，用两只快开活节螺栓组件锁紧，方便快速打开观察所述翻料箱3内的翻料情况。
作为一种可选的实施方式，所述观察孔盖34的下方焊接有挡料板341，所述挡料板341的下平面与所述箱盖32的下平面平齐。
以上实施方式中，上翻的氟渣不会挤入所述箱盖32上用于安装的所述观察孔盖34的过渡段内，而影响打开所述观察孔盖34时的观察效果。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.氟化氢回转反应炉螺旋输送密封机构，其特征在于，包括机架、炉体、端盖、抄渣斗、端板、螺旋输送密封机构本体和翻料箱；
所述炉体可转动地连接于机架，所述端盖连接于炉体的X向端，多个所述抄渣斗呈圆周阵列地连接于端盖的X向反向一侧，所述端板的形状为圆环形，所述端板连接于抄渣斗的X向反向一侧，所述端板与所述炉体同轴心，使抄渣斗、端板和端盖之间形成多个埋料仓；
所述抄渣斗的舀料体积大于所述埋料仓的体积；
所述螺旋输送密封机构本体包括输送机构壳体、螺旋轴和变距螺旋叶片，所述变距螺旋叶片同轴绕接于所述螺旋轴，所述螺旋轴与所述炉体同轴心，所述螺旋轴的转动方向与所述炉体的转动方向相反，所述变距螺旋叶片的螺距沿X向逐渐减小；
所述输送机构壳体的形状为圆筒状，所述输送机构壳体固定连接于机架，所述输送机构壳体套接于螺旋轴和变距螺旋叶片的外部，所述所述输送机构壳体的X向反向一端伸入到炉体内的端板的圆环形内孔，使输送机构壳体的外延与端板的内孔间隙配合，所述输送机构壳体位于端板和端盖之间的上部设有进料口；
所述翻料箱设置于输送机构壳体位于变距螺旋叶片的X向一端所在位置，所述输送机构壳体位于翻料箱处的上部设有出料口，所述翻料箱包覆于所述出料口，所述翻料箱的下部设有排渣口，所述出料口的Y向两侧设有向上延伸的翻料拦板，所述翻料拦板的上端高度高于输送机构壳体的上端。
2.根据权利要求1所述的氟化氢回转反应炉螺旋输送密封机构，其特征在于，相邻两个所述抄渣斗之间连接有多个进料栅板，多个所述进料栅板沿X向呈一字排列分布。
3.根据权利要求1所述的氟化氢回转反应炉螺旋输送密封机构，其特征在于，所述抄渣斗的数量为5个。
4.根据权利要求1所述的氟化氢回转反应炉螺旋输送密封机构，其特征在于，所述埋料仓的体积大于螺旋输送密封机构本体的进料口处的变距螺旋叶片旋转五分之一圈的物料输送体积。
5.根据权利要求1所述的氟化氢回转反应炉螺旋输送密封机构，其特征在于，所述螺旋轴的X向一端绕接有与变距螺旋叶片反向设置的反向螺旋叶片，所述反向螺旋叶片位于出料口的X向一侧。
6.根据权利要求1所述的氟化氢回转反应炉螺旋输送密封机构，其特征在于，所述翻料箱的上部设置有可拆卸的箱盖。
7.根据权利要求6所述的氟化氢回转反应炉螺旋输送密封机构，其特征在于，所述箱盖的Y向两侧分别设有具有斜度的翼板。
8.根据权利要求1所述的氟化氢回转反应炉螺旋输送密封机构，其特征在于，还包括动静环密封装置，所述动静环密封装置包括动密封环、静密封环、静密封支座、伸缩节、压紧气缸、安装支座和支撑滚轮；
所述动密封环连接于端盖与输送机构壳体的连接处，所述静密封环连接于所述静密封支座；
所述安装支座连接于机架，所述压紧气缸的缸体连接于安装支座，所述压紧气缸的活塞杆连接于所述静密封支座，所述伸缩节连接于密封支座与安装支座之间，所述支撑滚轮设置于安装支座上，所述静密封支座设有与支撑滚轮滑动配合连接的支撑板。
9.根据权利要求6所述的氟化氢回转反应炉螺旋输送密封机构，其特征在于，所述箱盖上设有观察孔盖。
10.根据权利要求9所述的氟化氢回转反应炉螺旋输送密封机构，其特征在于，所述观察孔盖的下方焊接有挡料板，所述挡料板的下平面与所述箱盖的下平面平齐。
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CN117184793A (zh) * 2023-09-08 2023-12-08 无锡市开维物流装备有限责任公司 一种螺旋给料机的轴端密封装置及螺旋给料机

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