一种用于海绵锆或海绵铪制备还原热预抽的抽真空系统的制作方法

1.本发明涉及真空设备领域，具体涉及一种用于海绵锆或海绵铪制备还原热预抽的抽真空系统。


背景技术：

2.海绵锆或海绵铪的制备还原热预抽过程中，会有大量的热的含四氯化锆或四氯化铪颗粒的废气被抽真空系统抽出还原炉，这些含四氯化锆或四氯化铪颗粒的废气具有较强的腐蚀性，并且含大量的热。现有设计常采用如压缩空气真空发生器、机械真空泵、罗茨真空泵等常规真空发生设备，在工作过程中的废气会对这些真空发生设备产生严重的腐蚀，需要经常更换设备或部件，严重影响生产过程。而采用水喷射器进行抽真空时，热预抽排出的废气中的四氯化锆或四氯化铪，会溶于水会产生盐酸，同时带出的热量会使水温升高，增大水的饱和蒸气压，从而影响水喷射器的工作，降低还原炉真空度，延长热预抽的工作时间。


技术实现要素：

3.鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明要解决的技术问题在于提供一种用于海绵锆或海绵铪制备还原热预抽的抽真空系统，能够持续确保抽真空效果，工作稳定可靠。
4.为实现上述目的，本发明提供一种用于海绵锆或海绵铪制备还原热预抽的抽真空系统，包括水箱、真空装置、维护装置、以及制冷装置，所述真空装置包括水喷射器和抽真空循环泵，所述水喷射器、水箱和抽真空循环泵彼此之间都通过管路相连通形成循环回路，所述水喷射器用于与还原炉相连通；所述维护装置包括换热循环泵、换热器、温度检测机构、ph检测机构、水量检测机构、进水机构和排水机构，所述温度检测机构、ph检测机构、水量检测机构、进水机构和排水机构都设置在水箱上，所述水箱与换热循环泵之间、换热循环泵与换热器之间、以及换热器与水箱之间都利用管路相连通，所述温度检测机构、ph检测机构和水量检测机构分别用于检测水箱中水的ph值、温度和水量，所述制冷装置与换热器相连通，用于向换热器提供冷媒。
5.进一步地，所述进水机构包括连接在水箱上的具有开闭控制器的进水阀，所述排水机构包括连接在水箱上的具有开闭控制器的排水阀，所述温度检测机构包括温度传感器，且温度传感器与换热循环泵之间信号相连，所述ph检测机构包括ph传感器，且ph传感器与排水阀的开闭控制器之间信号相连，所述水量检测机构包括液位开关，且液位开关与排水阀的开闭控制器之间、以及液位开关与进水阀的开闭控制器之间都信号相连
6.进一步地，所述水箱包括相连通的真空水箱部和换热水箱部，所述真空装置的水喷射器和抽真空循环泵都连通在真空水箱部上，所述维护装置的温度检测机构、ph检测机构、水量检测机构、进水机构和排水机构都设置在换热水箱部上，且换热循环泵连通在换热水箱部上、换热循环泵连通在真空水箱部上
7.进一步地，所述真空装置还包括设在还原炉和水喷射器之间的缓冲罐，所述缓冲
罐通过管路分别与还原炉和水喷射器相连。
8.进一步地，所述真空装置还包括设在缓冲罐和水喷射器之间的真空罐，所述真空罐通过管路分别与缓冲罐和水喷射器相连。
9.进一步地，所述缓冲罐上设有压力计。
10.进一步地，所述制冷装置包括制冷缓冲箱、制冷循环泵和冷水机，所述换热器与制冷缓冲箱之间、冷缓冲箱与制冷循环泵之间、制冷循环泵与冷水机之间、以及冷水机与换热器之间都通过管路相连，形成循环回路。
11.进一步地，所述制冷装置与换热器之间设有流量控制阀。
12.进一步地，所述维护装置还包括换热后温度传感器，所述换热后温度传感器设置在连通换热器和水箱的管路上，且换热后温度传感器与流量控制阀的控制器信号相连。
13.如上所述，本发明涉及的抽真空系统，具有以下有益效果：
14.通过设置水箱、真空装置、维护装置、以及制冷装置，真空装置用于对还原炉进行热预抽，抽真空循环泵持续地将水箱中的水送至水喷射器，水喷射器会产生真空吸力，对还原炉进行抽真空，还原炉中的废气随着水进入到水箱中，废气中的四氯化锆或四氯化铪溶于水中，然后废气被排出水箱，水留在水箱中，形成循环。在持续工作过程中，导致水箱中水ph下降，并且水温上升。此时根据ph检测机构检测到的ph值，当ph值达到预设低值时，开启排水机构，然后根据水量检测机构检测到水箱中水量当达到预设低值时，关闭排水阀，开启进水阀进行补水，完成换水过程，确保水箱中的水ph值在规定值以上；同时，通过温度检测机构检测水箱中水的温度，启动换热循环泵将水箱中的水输送至换热器中，与制冷装置提供的冷媒换热，降温后水回流到水箱中，以此确保水箱中的水保持在规定温度内。本发明涉及的抽真空系统，通过真空装置可持续有效地的对还原炉进行抽真空，通过维护装置和制冷装置，确保水箱中的ph值和温度能够在保持在规定范围内，避免因废气中的酸性物质和热量造成水喷射器工作不稳定，确保真空装置的工作效率能够稳定可靠，抽真空效率高，同时可解决设备易被腐蚀的问题。
附图说明
15.图1为本发明的抽真空系统的结构示意图。
16.元件标号说明
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还原炉
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水箱
[0019]
2a
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真空水箱部
[0020]
2b
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换热水箱部
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水喷射器
[0022]4ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
抽真空循环泵
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换热循环泵
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换热器
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ph传感器
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液位开关
[0027]9ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
温度传感器
[0028]
10
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进水阀
[0029]
11
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排水阀
[0030]
12
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流量控制阀
[0031]
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换热后温度传感器
[0032]
14
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冷水机
[0033]
15
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制冷循环泵
[0034]
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制冷缓冲箱
[0035]
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缓冲罐
[0036]
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真空罐
[0037]
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压力计
[0038]
20
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压力计
具体实施方式
[0039]
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
[0040]
须知，本说明书附图所绘的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
[0041]
参见图1，本发明提供了一种用于海绵锆或海绵铪制备还原热预抽的抽真空系统，括水箱2、真空装置、维护装置、以及制冷装置，真空装置包括水喷射器3和抽真空循环泵4，水喷射器3、水箱2和抽真空循环泵4彼此之间都通过管路相连通形成循环回路，水喷射器3用于与还原炉1相连通；维护装置包括换热循环泵5、换热器6、温度检测机构、ph检测机构、水量检测机构、进水机构和排水机构，温度检测机构、ph检测机构、水量检测机构、进水机构和排水机构都设置在水箱2上，水箱2与换热循环泵5之间、换热循环泵5与换热器6之间、以及换热器6与水箱2之间都利用管路相连通，形成一个循环回路，温度检测机构、ph检测机构和水量检测机构分别用于检测水箱2中水的ph值、温度和水量，制冷装置与换热器6相连通,用于向换热器6提供冷媒。
[0042]
本发明涉及的抽真空系统的基本工作原理为：使用时将水喷射器3与还原炉1相连通，真空装置用于对制备海绵锆或海绵铪的还原炉1进行热预抽，抽真空循环泵4持续地将水箱2中的泵送至水喷射器3，具有一定压力的介质水进入到水喷射器3中时形成高速射流，高速射携带空气形成气液混合流，再回到水箱2中，水喷射器3会产生真空吸力，对还原炉1进行抽真空，还原炉1中的废气随着水进入到水箱2中，气液混合流在水箱2中气液分离，废气中的四氯化锆或四氯化铪溶于水中，然后废气被排出水箱2，水留在水箱2中，形成循环。在持续工作过程中，因四氯化锆或四氯化铪溶于水箱2中，形成有腐蚀性的盐酸，导致水箱2中水ph下降，并且废气携带的热会使水温上升，当ph值下降到一定值、以及升温上升一定值
时，都会影响水喷射器3的抽真空效果。此时根据ph检测机构检测到的ph值，当ph值达到预设低值时，开启排水机构，然后根据水量检测检测到水箱2中水量当达到预设低值时，关闭排水阀11，开启进水阀10，当水量达到预设高值时，关闭进水阀10，完成换水过程，确保水箱2中的水ph值在规定值以上；同时，通过温度检测机构检测水箱2中水的温度，当温度上升到设定值时，启动换热循环泵5将水箱2中的输送至换热器6中，与制冷装置提供的冷媒换热，降温后水回流到水箱2中，形成一个循环，以此确保水箱2中的水保持在规定温度内。
[0043]
本发明中，水喷射器3的为现有设备，其结构和工作原理为已知的，具体而言，具有一定压力的工作介质水，通过水喷射器3的喷嘴向其吸入室高速喷出，将水的压力能变为动能，形成高速射流，吸入室中的气体被高速射流强制携带与之混合，形成气液混合流进入扩压器，从而使吸入室有压力降低，形成真空，在扩压器的扩张段内，混合射流的动能转变为压力能，速度降低压力升高，气体被进一步压缩，与水一起排出水喷射器3。
[0044]
本发明涉及的抽真空系统，通过真空装置可持续有效地的对还原炉1进行抽真空，通过维护装置和制冷装置，确保水箱2中的ph值和温度能够在保持在规定范围内，避免因废气中的酸性物质和热量造成水喷射器3工作不稳定，确保真空装置的工作效率能够稳定可靠，抽真空效率高，同时可解决设备易被腐蚀的问题。
[0045]
本发明中，水箱2、真空装置和维护装置中与水直接接触的零部件，须具有一定的抗酸腐蚀性。优选地，水箱2采用pph材质板材焊接或pph粉末模压成型，水喷射器3采用玻璃钢一次模压成型，抽真空循环泵4和换热循环泵5采用化工耐腐泵，具有良好的耐腐蚀性能。
[0046]
参见图1，以下以一个具体实施例对本发明做进一步说明。
[0047]
在本实施例中，参见图1，作为优选设计，维护装置中，进水机构包括连接在水箱2上的具有开闭控制器的进水阀10，排水机构包括连接在水箱2上的具有开闭控制器的排水阀11，温度检测机构包括温度传感器9，且温度传感器9与换热循环泵5之间信号相连，两者联锁控制，ph检测机构包括ph传感器7，且ph传感器7与排水阀11的开闭控制器之间信号相连，两者联锁控制，水量检测机构包括液位开关8，通过检测液位高度来检测水量，液位开关8与排水阀11的开闭控制器之间信号相连，两者联锁控制，液位开关8与进水阀10的开闭控制器之间也信号相连，两者联锁控制。以此，维护装置在工作过程中，水的ph值达到设定低值时ph传感器7能够自动控制排水阀11动作，水箱2中液位达到设定值时，液位开关8自动控制进水阀10或排水阀11动作，温度达到设定值时温度传感器9自动控制换热循环泵5启闭，自动化程度高。当然，在其他的实施例中，也可以采用中央控制器的方式，ph传感器7、液位开关8、温度传感器9、进水阀10的开闭控制器、排水阀11的开闭控制器、以及换热循环泵5都连接至中央控制器中，实现自动控制。
[0048]
在本实施例中，参见图1，作为优选设计，水箱2采用分体式的，包括真空水箱部2a和换热水箱部2b，两者通过管路相连通，真空装置的水喷射器3和抽真空循环泵4都连通在真空水箱部2a上，维护装置的温度检测机构、ph检测机构、水量检测机构、进水机构和排水机构都设置在换热水箱部2b上，且换热循环泵5连通在换热水箱部2b上，换热器6连通在真空水箱部2a上。水箱2采用这种分体式的方式，对于需要同时对多个还原炉1进行抽真空时，每个还原炉1配一个真空装置，此时水箱2包括多个真空水箱部2a和一个换热水箱部2b，一个真空水箱部2a与一个真空装置配合使用，构成一个真空机组，所有真空水箱部2a都连通换热水箱部2b，一个维护装置与一个换热水箱部2b配合使用，构成一个维护机组，进行换水
和换热，以此可以实现利用一个维护装置配合多个真空装置，对多个还原炉1同时进行抽真空作业，简化机构，减少生产成本。而当还原炉1为一个时，此时抽真空系统的水箱2可以为一个整体式的。
[0049]
在本实施例中，参见图1，作为优选设计，真空装置还包括设在还原炉1和水喷射器3之间的缓冲罐17，缓冲罐17通过管路分别与还原炉1和水喷射器3相连，并且在缓冲罐17与还原炉1之间的管路上设有隔离切断阀(附图中未示出)，从还原炉1来的废气，在缓冲罐17缓存冷却，起到汽水分离作用。当抽真空系统出现故障或者停止时，隔离切断阀关闭，可避免缓冲罐17内的汽水分离产生的水因负压倒灌至还原炉1中，起到保护还原炉1的作用。进一步地，真空装置还包括设在缓冲罐17和水喷射器3之间的真空罐18，真空罐18通过管路分别与缓冲罐17和水喷射器3相连，真空罐18和缓冲罐17都能够起到缓冲对还原炉1抽吸压力的作用。此外，在缓冲罐17上、以及缓冲罐17与还原炉1之间的管路上，都设有压力计19，用于监测抽真空效果。
[0050]
在本实施例中，参见图1，制冷装置包括制冷缓冲箱16、制冷循环泵15和冷水机14，冷媒为水，换热器6与制冷缓冲箱16之间、制冷缓冲箱16与制冷循环泵15之间、制冷循环泵15与冷水机14之间、以及冷水机14与换热器6之间都通过管路相连，形成制冷循环回路。冷水机14可以采用常规的设备，具体地，可采用风冷型冷水机14，包括风冷型螺杆压缩机、冷凝器、蒸发器和膨胀阀等，制冷缓冲箱16起到缓冲冷媒水的作用。
[0051]
在本实施例中，参见图1，作为优选设计，制冷装置与换热器6之间设有流量控制阀12，用于控制流向换热器6的冷媒量，具体地，流量控制阀12设置在冷水机14与换热器6之间的管路上。进一步地，维护装置还包括换热后温度传感器13，换热后温度传感器13设置在连通换热器6和水箱2的管路上，且换热后温度传感器13与流量控制阀12的控制器信号相连，以此根据换热后温度传感器13检测到的温度，自动控制流量控制阀12的开启程度，以此控制进入换热器6中的冷媒量，保证换热器6对水的冷却效果，从而控制水箱2中水的温度。
[0052]
使用本实施例中的抽真空系统对还原炉1进行抽真空时工作时，来自还原炉1的热预抽废气，先进入缓冲罐17，再进入真空罐18，后经水喷射器3高速吸入进入真空机组水箱2，在维护装置不工作情况下，废气带出的热量能够使水箱2水温逐渐升高至40℃以上，同时废气中的四氯化锆或四氯化铪溶于水形成盐酸，会使ph值逐渐下降至2以下，由于水温升高使水的饱和蒸气压升高，及水中存在的氯化氢分压，在水喷射器3形成真空时真空度下降，降低抽真空效果。通过维护装置对水箱2中的水进行降温和定期换水，水温可以维持在20℃以下，ph值可维持至规定值以上，有效提高真空度，产生的真空度可以长时间维持在88kpa以下，热预抽更彻底，提高后续还原工序的安全和产品质量，缩短热预抽工作时间达到。此外，通过水的循环利用和定期换水，还能减少新鲜水的用量，使废水排放达到减排效果，有较好的节能减排效果，环保性能佳。同时解决海绵锆或海绵铪制备热预抽工序的真空系统设备腐蚀问题。
[0053]
综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具有高度产业利用价值。
[0054]
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。