一种用于海绵钛生产中波动液面的测量装置的制作方法

本技术属于有色金属冶炼装备，具体涉及一种用于海绵钛生产中波动液面的测量装置。

背景技术：

1、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，其化学方程式为：ticl4+2mg=ti+2mgcl2+519kj。由方程式可看出其反应为放热反应，密闭反应器内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，液面失控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。

2、目前使用的液面检测方法和缺点为：①人工钢钎插入测量法；此方法测量时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；另外无法连续对反应器内金属液面进行监测。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，此方法由于误差较大测量数据准确率低。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。④其它非接触液面测量：此法虽可不直接接触金属液面进行液面监测，但由于金属液面波动较大、反应器内粉尘较多导致测量数据不准确。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种用于海绵钛生产中波动液面的测量装置。

2、为了解决技术问题，本实用新型的技术方案是：一种用于海绵钛生产中波动液面的测量装置，包括陶瓷浮标、固定套、上盖、支座法兰、固定法兰和陶瓷通道，固定法兰固定于海绵钛生产反应器的大盖上，陶瓷通道顶部安装在固定法兰上，陶瓷通道底部伸入海绵钛生产反应器内部，支座法兰固定于固定法兰顶部，上盖设置于支座法兰顶部，固定套与支座法兰螺纹连接并且压紧上盖，所述陶瓷浮标顶部穿过上盖和固定套，陶瓷浮标底部放置于陶瓷通道内部，陶瓷浮标底面漂浮在海绵钛生产反应器内的高温溶液液面。

3、优选的，所述陶瓷浮标包括限位件、标尺杆和漂浮件，标尺杆顶部穿过上盖和固定套连接限位件，标尺杆底部沿支座法兰和陶瓷通道的内腔延伸至陶瓷通道内部，标尺杆底部连接漂浮件，陶瓷浮标整体密度小于高温溶液密度，漂浮件底面漂浮在海绵钛生产反应器内的高温溶液液面。

4、优选的，所述标尺杆为长空心圆柱结构，标尺杆的外壁沿长度方向设有刻度标识，海绵钛生产反应器内液面变化可直接通过刻度标识变化反映。

5、优选的，所述固定套顶部中心开设有第一通孔，上盖中心开设有第二通孔，第一通孔大于第二通孔，标尺杆顶部穿过第二通孔和第一通孔与限位件固定连接，限位件的尺寸大于第二通孔的尺寸。

6、优选的，所述上盖的第二通孔内设置有上密封环和下密封环，上密封环设置于下密封环上侧，标尺杆穿过上密封环和下密封环，上密封环起到隔绝大气的作用，下密封环起到隔绝海绵钛生产反应器内溶液的作用。

7、优选的，所述限位件还连接测量仪表，将高度变化输出为模拟信号，实现远程监控。

8、优选的，所述漂浮件为空心结构，漂浮件的竖截面为“山”字形结构，“山”字形结构底面漂浮在海绵钛生产反应器内的高温溶液液面，“山”字形结构中间位置连接标尺杆底部。

9、优选的，所述支座法兰顶部套装并螺纹连接在固定套内部，支座法兰底部与固定法兰通过螺栓固定连接。

10、优选的，所述固定法兰的内圈设置有支撑台阶，陶瓷通道顶部设置有外檐，所述外檐安装于支撑台阶处，陶瓷通道与支座法兰不直接接触。

11、优选的，所述陶瓷通道为中空圆柱体，陶瓷通道中上部靠近海绵钛生产反应器的大盖处开设有通气孔，陶瓷通道底部延伸至最低液面线以下。

12、与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

13、（1）本实用新型装置安装完成后，陶瓷浮标漂浮在海绵钛生产过程中的高温溶液表面，根据液面的变化托动其竖直移动，陶瓷浮标上端刻有液位刻度标识，可实时反映密闭反应器内液位高度，实现对海绵钛高温溶液液面高度的实时测量，高温溶液高度变化通过陶瓷浮标的刻度标识变化直接反映，提高检测信号的准确率和稳定性，并且可保证海绵钛反应炉整体的封闭环境，减小反应器内粉尘及热辐射的影响；

14、（2）本实用新型将陶瓷浮标放置于陶瓷通道内部，减少高温溶液液面大量剧烈波动对测量的影响，减小炉内大量灰尘的影响，提高监测准确率和稳定性；

15、（3）本实用新型装置各部分连接皆进行密封设计，使装置内部形成封闭环境，无杂气、杂物进入对反应器正常生产的不利影响；

16、（4）本实用新型长时间与高温溶液接触的陶瓷通道与支座法兰不直接接触，可减少反应器内较高温度的外导；

17、（5）本实用新型陶瓷浮标上端可外接其它测量仪器，输出所需信号实现远程监测的需求，适用范围广泛。

技术特征：

1.一种用于海绵钛生产中波动液面的测量装置，其特征在于：包括陶瓷浮标（1）、固定套（2）、上盖（3）、支座法兰（4）、固定法兰（5）和陶瓷通道（6），固定法兰（5）固定于海绵钛生产反应器（7）的大盖上，陶瓷通道（6）顶部安装在固定法兰（5）上，陶瓷通道（6）底部伸入海绵钛生产反应器（7）内部，支座法兰（4）固定于固定法兰（5）顶部，上盖（3）设置于支座法兰（4）顶部，固定套（2）与支座法兰（4）螺纹连接并且压紧上盖（3），所述陶瓷浮标（1）顶部穿过上盖（3）和固定套（2），陶瓷浮标（1）底部放置于陶瓷通道（6）内部，陶瓷浮标（1）底面漂浮在海绵钛生产反应器（7）内的高温溶液液面。

2.根据权利要求1所述的一种用于海绵钛生产中波动液面的测量装置，其特征在于：所述陶瓷浮标（1）包括限位件（1-1）、标尺杆（1-2）和漂浮件（1-3），标尺杆（1-2）顶部穿过上盖（3）和固定套（2）连接限位件（1-1），标尺杆（1-2）底部沿支座法兰（4）和陶瓷通道（6）的内腔延伸至陶瓷通道（6）内部，标尺杆（1-2）底部连接漂浮件（1-3），陶瓷浮标（1）整体密度小于高温溶液密度，漂浮件（1-3）底面漂浮在海绵钛生产反应器（7）内的高温溶液液面。

3.根据权利要求2所述的一种用于海绵钛生产中波动液面的测量装置，其特征在于：所述标尺杆（1-2）为长空心圆柱结构，标尺杆（1-2）的外壁沿长度方向设有刻度标识，海绵钛生产反应器（7）内液面变化可直接通过刻度标识变化反映。

4.根据权利要求2所述的一种用于海绵钛生产中波动液面的测量装置，其特征在于：所述固定套（2）顶部中心开设有第一通孔（2-1），上盖（3）中心开设有第二通孔（3-1），第一通孔（2-1）大于第二通孔（3-1），标尺杆（1-2）顶部穿过第二通孔（3-1）和第一通孔（2-1）与限位件（1-1）固定连接，限位件（1-1）的尺寸大于第二通孔（3-1）的尺寸。

5.根据权利要求4所述的一种用于海绵钛生产中波动液面的测量装置，其特征在于：所述上盖（3）的第二通孔（3-1）内设置有上密封环（8）和下密封环（9），上密封环（8）设置于下密封环（9）上侧，标尺杆（1-2）穿过上密封环（8）和下密封环（9），上密封环（8）起到隔绝大气的作用，下密封环（9）起到隔绝海绵钛生产反应器（7）内溶液的作用。

6.根据权利要求2所述的一种用于海绵钛生产中波动液面的测量装置，其特征在于：所述限位件（1-1）还连接测量仪表，将高度变化输出为模拟信号，实现远程监控。

7.根据权利要求2所述的一种用于海绵钛生产中波动液面的测量装置，其特征在于：所述漂浮件（1-3）为空心结构，漂浮件（1-3）的竖截面为“山”字形结构，“山”字形结构底面漂浮在海绵钛生产反应器（7）内的高温溶液液面，“山”字形结构中间位置连接标尺杆（1-2）底部。

8.根据权利要求1所述的一种用于海绵钛生产中波动液面的测量装置，其特征在于：所述支座法兰（4）顶部套装并螺纹连接在固定套（2）内部，支座法兰（4）底部与固定法兰（5）通过螺栓（10）固定连接。

9.根据权利要求1所述的一种用于海绵钛生产中波动液面的测量装置，其特征在于：所述固定法兰（5）的内圈设置有支撑台阶（5-1），陶瓷通道（6）顶部设置有外檐（6-1），所述外檐（6-1）安装于支撑台阶（5-1）处，陶瓷通道（6）与支座法兰（4）不直接接触。

10.根据权利要求1所述的一种用于海绵钛生产中波动液面的测量装置，其特征在于：所述陶瓷通道（6）为中空圆柱体，陶瓷通道（6）中上部靠近海绵钛生产反应器（7）的大盖处开设有通气孔（6-2），陶瓷通道（6）底部延伸至最低液面线以下。

技术总结
本技术公开了一种用于海绵钛生产中波动液面的测量装置，包括陶瓷浮标、固定套、上盖、支座法兰、固定法兰和陶瓷通道，固定法兰固定于海绵钛生产反应器的大盖上，陶瓷通道顶部安装在固定法兰上，陶瓷通道底部伸入海绵钛生产反应器内部，支座法兰固定于固定法兰顶部，上盖设置于支座法兰顶部，固定套与支座法兰螺纹连接并且压紧上盖，所述陶瓷浮标顶部穿过上盖和固定套，陶瓷浮标底部放置于陶瓷通道内部，陶瓷浮标底面漂浮在海绵钛生产反应器内的高温溶液液面。本装置可实现对海绵钛高温溶液液面高度的实时测量，高温溶液高度变化通过陶瓷浮标的刻度变化直接反映，提高检测信号的准确率和稳定性，并且可保证海绵钛反应器的整体封闭环境。

技术研发人员：张勇,常福增,李小杰,杨雷,焦梦迪
受保护的技术使用者：西安慧金科技有限公司
技术研发日：20230630
技术公布日：2024/1/15