一种在密闭容器内测量海绵钛高温液面的装置的制作方法

本实用新型涉及有色金属冶炼装备领域技术，特别是一种在线实时测量密闭容器内海绵钛高温液面的装置。

背景技术：

目前，工业化的海绵钛生产主要为高温下液镁还原四氯化钛的方法。该还原反应过程首先将过量液镁加入密闭反应器中，之后不断加入液态四氯化钛，Mg元素连续将TiCl4中的Ti元素还原置换，生成海绵状的金属钛和液态氯化镁。由于容积有限，氯化镁需分阶段排出，这就会引起反应器内液面的上下波动。

液面高度是海绵钛还原生产过程中的一个重要工艺参数，液面波动越剧烈，反应带覆盖的面积越多，爬壁钛生成数量就越多。另外，液面失控也会导致反应带剧烈的升高或下降，不利于还原反应温度控制，从而引起产品中杂质元素含量超标；或温度过高引起产品烧结，海绵钛中Fe、Cl等杂质增加。

目前使用的液面检测方法和缺点为：①钢钎插入测量法；此方法测量方便、快捷、准确，但是钢钎从反应带拉出时加热为通红状态，容易烫伤，危险性较大；另外，出现误操作时，反应器极易进气，导致钛坨的O、N含量升高；②估算法；依照加过液镁后初始液面、四氯化钛加料量和氯化镁排出量推算，但是加料流量计测量误差大时，测量数据准确率低。③压差测量法：利用吹泡法测量反应器内的压力变化，然后根据公式计算出所对应的液面高度，但该方法易堵管、危险系数高，还可以造成海绵钛在还原过程中的污染。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种在密闭容器内测量海绵钛高温液面的装置,采用雷达波能够穿透的耐高温隔热材料将测量液位的雷达液位计和密闭反应器内的高温液体隔离开,并利用吹扫氩气对雷达液位计进行冷却以及隔离粉尘对雷达液位计的干扰,从而实现雷达液位计对高温液面的不接触测量，并且可以在封闭高温环境中安全使用。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种在密闭容器内测量海绵钛高温液面的装置，该装置包括连接套筒、隔热套筒、雷达液位计和隔热玻璃板，所述连接套筒底部和海绵钛生产用的密闭反应器顶部大盖连接，以使所述密闭反应器内部和所述连接套筒相通，所述连接套筒的顶部通过法兰和所述的隔热套筒的底部连接，所述雷达液位计设置在所述隔热套筒的顶部，并且雷达液位计天线向下伸入隔热套筒内、雷达液位计的仪表显示单元向上露出隔热套筒，且由固定密封结构实现雷达液位计在隔热套筒上的固定和对隔热套筒顶部的密封；所述隔热套筒的底部还安装有雷达波能够穿透的隔热玻璃板，在隔热玻璃板和雷达液位计之间设有开口于隔热套筒的氩气吹扫管。

所述的隔热玻璃板为二氧化硅玻璃板。

所述雷达液位计的仪表显示单元外还加装有仪表隔热保护箱。

所述的固定密封结构为带孔盖板，带孔盖板套在雷达液位计中部，使得所述仪表显示单元和隔热套筒分隔开。

所述氩气吹扫管垂直于隔热套筒设置。

在生产海绵钛中，反应器——还蒸炉内属于高温环境，且相较于开放式环境，其温度更高更集中，而且反应器内有大量的粉尘，这些都对雷达液位计的直接测量造成很大的影响，使得无法直接采用雷达液位计进行液位的测量，因此传统的雷达液位计测量装置是无法使用在海绵钛生产的反应器内的；为了应对高温和粉尘，本实用新型中的隔热玻璃板一方面可以进一步的隔离反应器内的高温，另一方面还可以阻挡粉尘大量附着在雷达液位计上，除此之外，所采用的的氩气吹扫管可以向隔热玻璃板和雷达液位计之间的空间间歇吹扫氩气，一方面可以对雷达液位计降温，另一方面，可以利用吹扫气流进一步隔绝粉尘向雷达液位计的扩散，而且采用氩气吹扫后，还能够避免外界空气进入反应器造成海绵钛的污染，这样也可以降低隔热玻璃板处以及隔热套筒顶部的密封要求，降低装置的制作安装成本。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

第一，本实用新型的装置可以实现雷达液位计对密闭的反应器内高温液体的液位进行实时测量，减少反应器内高温环境和粉尘对雷达液位计的干扰及影响。

第二，本实用新型的雷达液位计不需要和高温液体接触，更加安全可靠，也不会发生堵管的情况，还可以实现实时连续性的测量反应器内溶液液位，从而可精确对反应器内的液位进行控制，减少反应器内溶液面波动，从而达到减少爬壁钛生成数量、合理控制反应带温度的目的。

第三，所述的氩气吹扫管垂直于隔热套筒，这样氩气吹扫管吹出的气流就可以阻止下方扩散出来的粉尘向上扩散，影响雷达液位计，因为粉尘附着在雷达液位计上以后，严重者会造成雷达液位计的报废；除此之外，氩气吹扫管吹出的气流还可以避免外部空气向下进入反应器内部，造成海绵钛的污染。

第四，雷达液位计采用发射频率为78-82GHz的高频雷达波反射的方式进行测量，高频雷达波可直接穿透隔热玻璃以及在隔热玻璃上附着的低价物，从而达到精确测量高温液面的目的。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图中标记：1、大盖，2、连接套管，3、法兰，4、隔热玻璃板，5、氩气吹扫管，6、隔热套筒，7、雷达液位计天线，8、仪表显示单元，9、固定密封结构。

具体实施方式

下面结合附图，通过具体的实施方式，对本实用新型的技术方案作进一步的说明。

如图所示，一种在密闭容器内测量海绵钛高温液面的装置,该装置设置在还蒸炉顶部的大盖1上，包括连接套筒2、隔热套筒6、雷达液位计和隔热玻璃板4，所述连接套筒2底部和所述的大盖5连接，使得所述还蒸炉内部和所述连接套筒2相通，所述连接套筒2的顶部通过法兰3和所述的隔热套筒6的底部连接，所述雷达液位计设置在所述隔热套筒6的顶部，该隔热套筒6的高度为500mm，雷达液位计安装后，雷达液位计天线7向下伸入隔热套筒6内、并距离所述连接套筒2最低端1237mm，雷达液位计的仪表显示单元8则向上露出隔热套筒6，并在仪表显示单元8外安装仪表隔热保护箱（图中未示出），由固定密封结构9实现雷达液位计与隔热套筒6之间的连接固定以及对隔热套筒6顶部的密封；所述隔热套筒6的底部还安装有雷达波能够穿透的隔热玻璃板4，优选的，该隔热玻璃板4采用二氧化硅玻璃板，隔热玻璃板4可以固定在连接套筒2和隔热套筒6之间的法兰3上，在隔热玻璃板4和雷达液位计之间还设有开口于隔热套筒6的氩气吹扫管5，氩气吹扫管5垂直于所述的隔热套筒6，在测量过程中，间歇性的向隔热套筒6内吹扫氩气。

优选的，所述的雷达液位计采用发射频率为78-82GHz的高频雷达液位计，雷达波更容易穿透隔热玻璃板4、附着在隔热玻璃板4的低价物以及粉尘，实现高温液面的精确测量。

进一步的，所述的固定密封结构9为带孔盖板，带孔盖板套在雷达液位计中部，使得所述仪表显示单元8和隔热套筒6分隔开。

在实施本实用新型的生产过程中，雷达测量全自动化自主操作，无需增加劳动力，节省测量成本，可精确实时测量海绵钛在生产过程中的液面变化，减少爬壁钛生成。