高温液态金属储液箱的制作方法

本实用新型涉及余热回收技术领域，特别涉及高温液态金属储液箱。

背景技术：

高温熔岩指工业冶炼过程中产生的废弃炉渣，如炼铁后产生的铁炉渣等，其在高温状态下呈熔融状，因此高温状态下的废弃炉渣又称为高温熔岩。现有的冶炼工艺中，废炉渣通常是通过自然冷却后，再经过破碎后，进行二次利用，这样不仅使得冷却的时间长，且高温废炉渣的热量得不到充分的利用，造成能量的损失。

基于上述问题，我司研发了通过高温造粒系统对高温炉渣进行造粒冷却处理，该高温造粒系统包括从上而下设置的多组造粒辊筒与热交换循环系统，从造粒系统的顶部将炉渣的熔融液浇下，炉渣熔融液依次通过各组造粒辊筒，形成不规则的颗粒物，热交换循环系统将高温炉渣的热量带走；本司研发的热交换循环系统，是在造粒辊筒内通入热交换介质，热交换介质从造粒辊筒出来后进入到热交换器内，本司研发出了采用熔点较低的液态金属作为热交换介质,液态金属为专利号为201410268984.1的实用新型专利一种低熔点液态金属及其制备方法和应用中提供的低熔点液态金属，由质量分数为镓37％、铟22％、铋18.6％、铝3％、铁2％、镁2.4％和锡15％组成的合金，该合金的熔点为3℃，且液态金属的沸点较高，在热交换过程中不会出现沸腾现象，即在热交换过程中该合金始终呈现为液态，体现出较好的吸热性能，且不会出现状态的改变，利于传输。

由于高温熔岩在造粒过程中，造粒辊筒一直在旋转，而液态金属处于不断循环的状态，因此造粒辊筒两端均需要安装旋转接头，若旋转接头直接与热交换器连接，不仅不便于旋转接头与热交换器的连接，同时从造粒辊筒经旋转接头排出的液态金属直接进入热交换器内，不便于对液态金属流量的控制，因此本司研发了一种用于高温液态金属热交换系统的储液箱。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种用于高温液态金属热交换系统的储液箱，以解决现有技术中旋转接头不便于与热交换器直接连接的问题。

为了达到上述目的，本实用新型的基础方案为：

高温液态金属储液箱，包括储液箱本体，所述储液箱本体顶部设有顶盖，所述储液箱本体的底部设有与热交换器连通的出液口，所述储液箱本体一侧设有进液孔，与进液孔相对的储液箱本体一侧设有安装槽，所述储液箱本体上设有将安装槽密封住的检修门，所述检修门与储液箱本体之间为可拆卸连接。

本基础方案的技术原理和效果在于：

本基础方案中储液箱本体安装在高温液态金属热交换系统中，进液孔用于安装旋转接头，而检修门打开后，便于安装、拆卸以及检修旋转接头，同时储液箱本体还承担中转与储存液态金属的作用。

进一步，所述储液箱本体与顶盖外周均覆盖有隔热层。

有益效果：隔热层的设置，不仅减少储液箱内液态金属热量的损失，同时避免储液箱本体的外壁高温，对操作人员的安全产生威胁。

进一步，所述进液孔设有多个，各进液孔沿储液箱本体的竖直方向均布。

有益效果：多个进液孔在储液箱本体的竖直方向上均布，当造粒需要用到多层造粒辊筒时，便于旋转接头连接造粒辊筒与储液箱本体，这样设置企业无需在用到多层造粒辊筒时，需要准备多个储液箱本体，减少企业的成本投入，也减少出液箱本体的占地空间面积；而如果生产时有未安装旋转接头的进液孔，那么只需采用密封塞将进液孔封闭住即可。

进一步，所述检修门靠近顶盖设置。

有益效果：这样设置一方面，便于当检修门打开后，对进液孔内设置的旋转接头进行检修；另一方面，由于储液箱本体在使用时，储液箱本体内通常存储有液态金属，液态金属的液面通常会高于最下方进液孔的位置，而储液箱本体内越靠近底部，则受到液态金属的压力就会越大，由于检修门与储液箱本体之间为可拆卸连接，因此如果检修门受到较大的向外压力，那么检修门与储液箱本体之间的间隙就会增大，从而使得液态金属渗出，降低了检修门与储液箱本体之间的密封性，同时还会降低检修门的使用寿命。

进一步，所述检修门上设有三个与进液孔位置相对应的加热孔。

有益效果：当设置在进液孔内的旋转接头内的液态金属需要加热时，在加热孔内插入加热棒，并将加热棒伸入旋转接头的内部，然后对旋转接头内部的液态金属进行加热。

附图说明

图1为本实用新型高温液态金属储液箱实施例1的剖视图；

图2为本实用新型高温液态金属储液箱实施例2的局部剖视图；

图3为本实用新型高温液态金属储液箱实施例3的部分剖视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：储液箱本体100、顶盖101、出液口102、进液孔103、定位槽104、安装槽105、检修门106、定位孔107、螺纹孔108、螺栓109、密封圈110、旋转接头200、圆盘201、磁性块202、液压缸203、滑槽204、缸体205、磁性板206、压簧207、出气单向阀208、进气单向阀209、U型钢管210、气囊211、U型罩212、容纳槽213、出气通路214、泄压阀215。

实施例1基本如附图1所示：

高温液态金属储液箱，包括储液箱本体100，储液箱本体100为长方体，在储液箱本体100的顶部设有顶盖101，在储液箱本体100与顶盖101外周覆盖有隔热层，隔热层采用耐高温隔热棉，在储液箱的底部设有出液口102，在储液箱本体100的左侧靠近上方顶盖101处设有三个进液孔103，三个进液孔103沿着储液箱本体100的竖直方向均布，进液孔103用于连通造粒辊筒，在储液箱本体100内壁上设有三个圆形的定位槽104，圆形的定位槽104的中心线与进液孔103的中心线重合，定位槽104用于安装与造粒辊筒连接的旋转接头200；在储液箱本体100的右侧设有安装槽，在安装槽内设有能够将安装槽密封住的检修门106，检修门106靠近顶盖101设置，检修门106通过螺栓连接在储液箱本体100上，在检修门106上还设有三个与进液孔位置相对应的加热孔，当旋转接头内的液态金属需要加热时，在加热孔内插入加热棒，并将加热棒深入旋转接头200的内部，然后对旋转接头内部的液态金属进行加热。

高温液态金属储液箱在使用时，操作人员取下检修门106，旋转接头200经进液孔103一端伸入储液箱本体100内，并通过梳齿密封结构转动连接在定位槽104内，旋转接头200的另一端同轴固定在造粒辊筒上，在进行造粒时，操作人员人工装上检修门106将安装槽堵塞住，避免进入储液箱本体100的液态金属渗漏出来。

本实施例中的梳齿密封结构包括环状的转动梳齿和固定梳齿，转动梳齿与旋转接头200过盈配合，固定梳齿通过螺栓与定位槽104固定，转动梳齿与固定梳齿之间的间隙为间隙a，转动梳齿(或固定梳齿)上的相邻梳齿之间的间隙为间隙b，间隙a要远小于间隙b。旋转接头200转动时，由于梳齿密封结构处有高温的液态金属，压强较大，储液箱本体100内的液态金属向梳齿密封结构处流动，即液态金属从高压处向低压处流动，液态金属首先经第一个间隙a进入到第一个间隙b中，由于间隙a要远小于间隙b,即液态金属从很小的间隙a内进入到一相对很大的间隙b中，液态金属在第一个间隙b内形成一个很强烈的漩涡，从而使得液态金属在间隙b内的速度迅速增大，基于公式PV＝C，第一个间隙b中的压强会减小。

紧接着液态金属从第一个间隙b经第二个间隙a进入到第二个间隙b中，基于上述原理第二个间隙b中的压强进一步减小，这个过程使得梳齿两侧的压力差逐渐下降，对每个梳齿而言，两侧压差减小，液态金属流动的动力减小，从而降低液态金属的泄漏量，达到密封的效果。

实施例2基本如附图2所示：

与实施例1的区别在于：设有安装槽105一侧的储液箱本体100的壁厚大于安装旋转接头一侧的壁厚，安装槽105的左侧壁未与储液箱本体100直接连通，在安装槽105左侧设有连通储液箱本体100的三个定位孔107，各定位孔分别与各进液孔103相对，本实施例中检修门106为圆形，安装槽105也为圆形，在安装槽105的周向设有螺纹孔108，其中螺纹孔108为盲孔，在检修门106上设有多个与螺纹孔108位置尺寸相对应的光孔，光孔内设有螺栓109。在安装槽105的外周还设有密封圈110。

本实施例中定位孔107用于安装与检修旋转接头，另外这样设置的目的在于，当储液箱本体100内在装有液态金属时，减小检修门106的受压面积，进而减小检修门106受到液态金属的压力。

实施例3基本如附图3所示：

与实施例2的区别在于：在各进液孔103内转动连接有旋转接头200，靠近顶盖101的旋转接头200一端伸入储液箱本体100内，在该旋转接头200上同轴固定有位于储液箱本体内的圆盘201，在圆盘201的外周上设有磁性块202。

在顶盖101上固定有水平设置的液压缸203，液压缸203的液压杆朝向安装槽105一侧，在顶盖101上开设有滑槽204，液压缸203的液压杆端部固定有在滑槽204内滑动的缸体205，缸体205的开口朝上，缸体205内竖直滑动连接有磁性板206，磁性板206底部设有与缸体205固定的压簧207，其中磁性块202与磁性板206相靠近一端的磁极相反，在缸体205侧壁上设有位于磁性板206下方的出气单向阀208和进气单向阀209，当位于磁性板206下方缸体205内的体积增大时，气压减小，进气单向阀209打开，外部气体补入到缸体205内，当位于磁性板206下方缸体205的体积减小时，气压增大，出气单向阀208打开，缸体205内气体排出。

在缸体205的出气单向阀208处固定有U型钢管210，其中U型钢管210的一端焊接在缸体205上，而U型钢管210的另一端焊接在检修门106远离安装槽105一侧的中部，在检修门106靠近安装槽105一侧粘接有三个与定位孔107位置对应的气囊211，气囊211远离检修门106一侧固定有耐高温的U型罩212，U型罩212的开口朝向检修门106，U型罩212能够完全挡住定位孔107，在定位孔107处还设有供U型罩212进入的容纳槽213。在检修门106内设有连通U型钢管210与各气囊211的出气通路214，U型钢管210上设有泄压阀215。

具体实施过程如下：

安装时，操作人员通过启动液压缸203，使得液压缸203的液压杆向左侧移动，使得检修门106进入安装槽105内，同时U型罩212进入到容纳槽213内，使得检修门106抵紧在密封圈110上。

在进行造粒时，旋转接头200与造粒辊筒同步转动，这样圆盘201随着旋转接头200同步转动，圆盘201转动过程中，圆盘201上的磁性块202不断远离和靠近磁性板206，当磁性块202靠近磁性板206时，磁性块202与磁性板206之间产生吸引力，使得磁性板206向下滑动，同时挤压压簧207，使得压簧207产生形变，磁性板206下方缸体205内的体积减小，气压增大，出气单向阀208打开，缸体205内的气体经U型钢管210和出气通路214进入到气囊211中，而当磁性块202远离磁性板206时，磁性块202与磁性板206之间的吸引力减弱，磁性板206在压簧207复位的作用力下向上滑动，磁性板206下方缸体205内的体积增大，气压减小，进气单向阀209打开，外部气体补入到缸体205内，这样在旋转接头200不断转动的过程中，缸体205不断将气体送入到气囊211内，气囊211受U型罩212的限位，只能朝向左侧膨胀，从而使得U型罩212一直抵紧在定位孔107处。

当造粒完成或者需要打开检修门106时，操作人员打开泄压阀215，将气囊211中的气体排出后，再启动液压缸203，使得液压缸203的液压杆向右移动，从而打开检修门106。

以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。