专利名称：恒流量调节装置的制作方法
技术领域：
本发明适用于料液的恒流量调节，特别适用于稀土冶炼厂主工艺流程中酸、碱体系清液介质流量的恒流量调节装置。
稀土生产工艺流程中流量参数不稳定，直接影响最终产品质量的优劣。其原因是，它的萃取流程是恒流量，等比例控制的工艺。不符合这些工艺要求，就生产不出高质量的产品。目前我国稀土冶炼生产流程中，流量控制基本上采用以下几种装置玻璃转子流量计、杯式给料机、分流堰式流量计，比例堰式流量计等。但是都因为它们的性能不理想，造成流量控制达不到恒流量控制的目的。其误差一般都在1～10%之间的范围内波动，从而使产品质量上不去。进一步分析可以看出，产生误差的原因主要是装置的结构不合理。辟如，自动杯式给料机，这种设备结构复杂，体积庞大造成管道过分集中，引起管道下料坡度小或倒坡，以致出现流量不稳定，忽大忽小，使工艺波动大，产品质量不稳定。这种设备的调整主要靠杯子大小，位置等，调整时必须停车，而这种工艺又要求连续工作，不允许经常停开，否则会直接影响产品质量。因此，流量调整困难。当物料的浓度改变而要调整相应流量时，装置显得呆滞。另外杯式给料机为开启式，不密封，加之泄漏点多，跑、冒、漏、滴严重，所以空气污染大，严重影响操作人员的身体健康。
本发明的目的是设计一种具有暗流道结构，无阻力的自力式液位自动调节器和辅助装置构成的恒流量调节装置，以实现料液的恒流量调节。
本发明的恒流量调节装置主要部分是自力式液位自动调节器。
自力式液位自动调节器是在容器中装有一球阀，球阀支撑在支架上，球阀的阀座为暗流道式，安装在支架的上支撑板中部，阀座的流通直径Φ＝3～20mm，流道的出口为40°～50°的喇叭口。流道下部有一空腔，空腔的侧面开有4～8个小孔。带有浮球的阀杆装在上下支撑板之间，阀杆的上部为一单球面胖体型的阀芯。阀芯伸入阀体内的空腔中。其头部球面和阀座的出口经研磨加工，具有很好的密封性。浮球的下底为一球面，以便自行找中。浮球上端装有一注入孔，当物料比重改变时，通过向浮子内注入一定数量的液体，以使浮球保持一定的高度。阀杆的底端插在下支撑板的中部孔内。阀杆应能在孔中自由移动。容器的侧面开有料液进口和出口，料液的出口应在中下部，进口可在上部也可在下部。当进口开在下部而不能直接与阀座流道直接连通时，应加管道连接。另外，料液在进入调节器之前应先过滤。
自力式液位自动调节器还可以设计成二层结构形式。在底层的侧面设一进液口。该口与一高位槽相通。正对进口的内侧面有一分离板。板的平面与进口成45°角度。从进口流入的料液与该板碰撞，料液中的固体颗粒碰撞后反射落入底部。容器的底部装有一排渣阀，聚积在底部的颗粒通过该阀排出容器。分离板的上方装有一块筛网。筛网幅条的间隔为1～2mm。其作用是阻止料液中的悬浮物进入调节阀。上下层之间设有1～4根毛细管，下层的料液经过毛细管流入容器的上层。容器的上层中装有一支架、支架上装有一浮球阀，毛细管直接与浮球阀的阀座连通。阀座、阀芯、阀杆、浮球及流道的结构如前所述。该方案的料液出口设在上层的下部。
本发明还可以设计成第三种形式。即在上述的第一或第二种方案上的附加一流量控制器、流量控制器是由相对标准的缝板和流量检测量筒及闸板组成。缝板的中下部开有一条缝，缝的宽度b一般等于0.5～10mm，闸板紧靠缝板。两者配合面光滑。闸板的两侧是装在缝板内侧的燕尾槽内并可以沿燕尾槽上下移动。闸板的移动由安装在闸板上的螺杆控制。闸板的开启度由流量Q决定。闸板的前面装有一弧形板，以便使料液平稳地流入量筒内。从调节器的出口流出的料液通过缝板上的缝流入检测量筒内。检测量筒下部有一料液出口，也是整个装置的出口。
图1 为本发明的示意图。
图2 是流量控制器的剖面图。
图3 是图2横剖面图比例为2∶1。
以下结合实施例的附图对本发明作进一步说明。
本发明的实施例是由自力式液位自动调节器和流量控制器组成。用于调节稀土冶炼厂主工艺流程各料液的流量。
自力式液位调节器由二层结构构成。它的主要工作部件是由以浮球3的浮力为动力带动其阀杆21上端的阀芯15与具有暗流道结构的阀座2构成的浮球式自动调节阀。阀座是装在支架5的上支撑板16的中部。阀座的流通直径是实现调节过程液位恒定的重要条件之一。在本实施例中Φ＝15mm，流道的出口为45°的喇叭口。阀座的流道采用倒立式暗流道形式。不需任何填料密封，不泄漏，传动灵活。喇叭口的下方为一空腔26，空腔的侧面开有六个小孔23。阀杆上端阀芯为一单球面，曲面形状为胖体型，其流量特性为等百分比并按近快开特性。阀芯伸入阀座的空腔内。阀芯的单球面和阀座的出口研磨，具有良好的密封性。阀杆的中部装有一浮球3，浮球的上曲面上有一注入孔24。下曲面为球面，以便自动找中，阀杆的下端插在下支撑板17中部的孔中。两者的配合应保证阀杆能自由上下移动。清液从高位槽流过调节器的进口18，然后与安装在与进口成45°角的分离板8碰撞，分离出混入清液的固体颗粒。聚集在底部的固体颗粒通过排渣阀9排出阀外，清液从一根毛细管7中吸入阀座2的流道中，然后从出口25流出。
流量控制器11是由相对标准的缝板19和流量检测量筒12组成缝板缝的横截面形状为一梯形，出口小，进口大。在出口处形成一楔形薄壁。壁厚可尽量薄，一般为1mm左右，这样可以减小管压降缝的宽度b最好为0.75～8mm之间，缝的开启面积由闸板20的高低位置决定。闸板通过装在其上的调节螺杆10控制。闸板的前面装有曲面板14以便清液流动平稳。
量筒主要是为实现生产过程随时检测流量是否符合工艺规定值而设置的。为了提高检测精度和减小揿表、视力误差等因素带来的流量误差，经验得出流入量筒内液位上升速度3～8mm/秒左右为宜。若工艺参数为10L/分，30秒检测完毕，则检测量筒的端面积为10cm2，高为100cm，这样的高度实际生产中是不允许的。为了解决这一问题，发明人设计的量筒为二头小，其端面积为量筒所需的端面积(10cm2)，中间直径增大从而缩短量筒高度。检测时仅需测出流量起始值和终点值的流速即可。
本发明的主要结构是根据阿本米德定律借助介质的浮力而设计的浮球式调节阀。由这种阀构成的调节器无阻力，可以实现调节阀开度与被调量h(调节器内液面的高度)为一一对应的线性关系，使输入量等于输出量。这个关系从流体力学中关于流体流经管道或节流装置后的关系式Q＝S·V中也可以反映出来。我们只要满足式中流道面积S等于一个常数，Q1、Q2与h成正比例的变化。同时在保证液位h不变的条件下通过该截面的液体流速V也等于这个常数。就能实现稀土冶炼工艺提出的恒流量控制的目的。
从图1可以看出，本发明装置是完全能满足上述要求的。流道出口的截面积S我们可以通过调整缝板19的开启面积来保证S等于常数。其次是流速V。流速是由被调量液面高度h和出口流道截面积S分别等于常数来保证。实践证明，调节进口压力差从3000mmH20-6000mmH20时，被调量h变化量≤1mmH2O。
本发明的调节装置应安装在无觉察震动的专用支架上，其位置略高于工艺设备(如萃取槽)加入孔200～300mm。整个装置应垂直安排，其不垂直度不大于1度，最少不能有明显地倾斜。该装置与高位槽之间应保持3000～6000mmH2O的高度差。高位槽的出口和调节装置的进口应加截止阀。
在实际生产中，本发明的各种参数可以通过以下方法确定。先打开进料液阀，随后关闭缝板及流量检测阀13，这时料液流过固液分离板8和筛网6，压入毛细管、经调节阀入容器内，待容器内液位形成并使浮球有浮起趋势时，再打开缝板的狭缝，开启高度约为宽度的2.5～5倍，使容器内清液通过狭缝流入流量检测量筒12内，并检测其流量值的大小，最后打开流量检测阀，排除量筒内的清液以便下次检测。经3-5次反复调节狭缝开启度并检查流量值的大小，直到符合工艺规定为止。与此同时，容器内的液位逐步趋于趋于稳定，使经过调节阀座流出的流量Q1等于经过狭缝流出的流量Q2。最终保持在Q1＝Q2和h＝常数的关系上。
本发明所具有显著效果可以从下表中看出1989、10、3时 岗位(625＃) 时 岗位(625＃)0 60″ 7 60″1 60″ 8 60″
2 60″ 9 60″3 60″ 10 60″4 60″ 11 60″5 60″ 12 60″6 60″由于本装置所具有的良好流量恒定性能，在生产中，产品的效率可以提高7.2%以上。
权利要求
1.一种恒流量调节装置，由球阀和容器组成，本发明的特征是调节装置的容器的侧面开有料液进口18和出口25，料液进口与阀座2相通，在容器中装有一支架5，球阀的阀座2装在支架的上支撑板16的中部，阀座中的流通直径φ=3～20mm，流道的出口为40°～50°的喇叭口，流道下部有一个空腔，空腔的侧面开有4～8个小孔23，阀杆21的中部装有一浮球3，阀杆的上端为一单球面胖体型的阀芯15，阀芯伸入阀座的空腔26内，阀杆的下端插在下支撑板17的孔中。
2.根据权利要求1所述的恒流量调节装置，其特征是所述的容器4可分为两层结构，料液的进口开在下层，出口开在上层，进口的前面装有一分离板8，下层的底部有一排渣阀9，下层的上部装有一筛网6，上层和下层由隔板27隔开，下层和上层的阀座2由1至4根毛细管7连通。
3.根据权利要求1或2所述的恒流量调节装置，其特征是所述的调节装置还可以附加一流量控制器11，该控制器由桶体22，缝板19，闸板20和检测量筒12构成，缝板上缝的宽度b＝0.5～10mm，闸板安装在桶体22内的紧靠缝板的燕尾槽中并与控制其上下移动的调节螺杆10固定联接，缝板与闸板构成的开口与容器4的出口相通。
4.根据权利要求3所述的恒流量调节装置，其特征在于，闸板的前面装有一曲面板14。
5.根据权利要求3所述的恒流量调节装置，其特征在于，缝板的缝的截面为一梯形，出口小，进口大，在出口形成一楔形薄壁，壁厚最好小于1mm。
6.根据权利要求1所述的恒流量调节装置，其特征在于阀座中的流通直径最好为Φ＝15mm，流道的出口为45°。
7.根据权利要求1所述的恒流量调节装置，其特征在于浮球3上部设有一液体注入孔24。
全文摘要
一种恒流量调节装置，由球阀和容器组成。本发明的特征是调节装置的容器的侧面开有料液进口和出口、料液进口与阀座相通、在容器中装有一支架，球阀的阀座装在支架的上支撑板的中部，阀座中的流通直径φ＝3～20mm，流道的出口为45°的喇叭口，流道下部有一空腔，空腔的侧面开有4～8个小孔，阀杆的中部装有一浮球，阀杆的上端为一单球面胖体型的阀芯，阀芯伸入阀座的空腔内，阀杆的下端插在下支撑板的孔中，本发明还可以演变为另外两种形式，一是上述装置分为两层结构，上层结构与上述的基本相同，下层结构为料液过滤层，二是在上述结构中加上由缝板，闸板构成的流量控制装置。本发明的装置具有良好的流量恒定性能，实践证明产品的直收率可提高7.2％以上。
文档编号G05D7/03GK1059975SQ9010788
公开日1992年4月1日 申请日期1990年9月19日 优先权日1990年9月19日
发明者张全礼 申请人:江西昌隆稀土冶炼厂