一種流水線電解槽高溫熔鹽氣力輸送裝置的製作方法

2023-10-20 05:37:47

本發明涉及一種流水線電解槽高溫熔鹽氣力輸送裝置，屬於氣力輸送領域。

背景技術：

目前國內對於高溫熔鹽的循環輸送均採用耐高溫的離心泵。由於輸送介質的溫度達到680-750℃，而且具有強腐蝕性，造成高溫離心泵的使用周期短，平均2-3天就要進行檢修一次。而且在使用過程中，每臺高溫離心泵使用30分鐘左右的時間就得更換備用離心泵。

為了保證高溫熔鹽的循環不中斷，需在線和離線準備多臺高溫離心泵才能滿足要求，增加了成本。因高溫熔鹽具有遇水易噴爆的特性，為避免放置在大氣中的高溫離心泵上線使用時帶入水分，必須在使用前對其進行大約1小時的預熱才能使用，操作難度大。其設計的輸送量在40m3/h左右，單位時間內輸送高溫熔鹽的量較小，無法達到流水線電解槽的循環要求，造成流水線電解槽的電解效率較低，而且由於循環量不夠，流水線電解槽因電解時產生的熱量不能及時轉移走而升高，引發電解槽惡化。

技術實現要素：

本發明克服現有技術不足，提供一種能夠有效解決高溫離心泵存在的使用壽命短、輸送量低和操作困難的一種流水線電解槽高溫熔鹽氣力輸送裝置。

本發明解決其技術問題所採用的技術方案是：一種流水線電解槽高溫熔鹽氣力輸送裝置，包括：

氣壓泵，所述氣壓泵包括泵體、排料管和密封蓋,所述泵體為上端開口的腔體；密封蓋與泵體上端連接，密封蓋與泵體之間設置有密封材料，密封蓋上設置有進氣口；所述排料管下端置於泵體內，上端延伸出密封蓋；所述泵體底部設置進料孔，所述進料孔設置有單向閥，泵體內設置有高位探針和低位探針；

氣體控制裝置，所述氣體控制裝置包括換向閥和進氣管，換向閥控制進氣管的通斷，進氣管與進氣口連接；所述高位探針和低位探針與換向閥電連接。

其中，上述裝置中還包括緩衝罐，所述緩衝罐上設置有安全閥和壓力表，所述進氣管包括第一進氣管和第二進氣管，換向閥控制第一進氣管通斷，第一進氣管與緩衝罐連通，緩衝罐和進氣口通過第二進氣管連通。其中，上述裝置中所述泵體材質為球墨鑄鐵。

其中，上述裝置中所述密封材料為氟金雲母。

其中，上述裝置中所述排料管下端設置為喇叭口形狀。

其中，上述裝置中所述泵體底部進料孔數量為2或3個。

其中，上述裝置中所述單向閥包括浮球和固接在泵體底板上的浮球限位筒，所述浮球為中空結構，浮球限位筒與進料孔連接，所述進料孔呈上大下小的結構，且浮球位於進料孔內，浮球限位筒上端設置有通孔。

本發明的有益效果是：本裝置結構簡單，製作成本低廉。本裝置安裝在流水線電解槽上，可現場手動操作和遠程操作。氣體控制裝置與進氣口相連，排料管下端置於泵體內，上端延伸出密封蓋，密封蓋上設置有進氣口，所述進氣口既可以用作進氣也可用作排氣。當泵體進料時，氣體控制裝置洩壓，泵體內的高壓氣體從進氣口逐步排出，同時泵體外的高溫熔鹽在液態熔鹽靜壓力下推開裝置底部的單向閥進入泵體內，熔鹽接觸低位探針後開始傳遞信號，當熔鹽接觸高位探針時，進料結束，高位探針的接觸信號傳遞至氣體控制裝置，氣體控制裝置停止洩壓並開始往泵體充入帶壓力氣體，泵體內的熔鹽在逐漸增大的氣體壓力下向外排出，至高溫熔鹽排至低位時，排料結束，低位探針的接觸信號傳遞至氣體控制裝置後啟動洩壓，重複上述過程。本裝置應用於提升高度要求不大、流量大的液體輸送上，並且可在固體雜質含量較高的液體輸送上。裝置耐腐蝕性和耐高溫強，可應用於複雜的工況條件中，同時裝置具有使用壽命長、檢修維護小等特點，應用範圍廣。該裝置在輸送高溫熔鹽過程中，其連續使用壽命可達二個月以上，高溫熔鹽的輸送量可達75-90m3/h。

附圖說明

圖1為本發明結構示意圖；

圖中標記為：1是泵體，2是密封蓋，21是進氣口，3是密封材料，4是浮球，5是低位探針，6是高位探針，9是換向閥，10是緩衝罐，11是排料管，12是浮球限位筒，13是第一進氣管，14是第二進氣管。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

如圖1所示，一種流水線電解槽高溫熔鹽氣力輸送裝置，包括：

氣壓泵，所述氣壓泵包括泵體1、排料管11和密封蓋2,所述泵體1為上端開口的腔體；密封蓋2與泵體1上端連接，密封蓋2與泵體1之間設置有密封材料3，密封蓋2上設置有進氣口21；所述排料管11下端置於泵體1內，上端延伸出密封蓋2；所述泵體1底部設置進料孔，所述進料孔設置有單向閥，泵體1內設置有高位探針6和低位探針5；

氣體控制裝置，所述氣體控制裝置包括換向閥9和進氣管，換向閥9控制進氣管的通斷，進氣管與進氣口21連接；所述高位探針6和低位探針5與換向閥9電連接。本領域技術人員應該理解的是，本裝置結構簡單，製作成本低廉。本裝置安裝在流水線電解槽上，可現場手動操作和遠程操作。氣體控制裝置與進氣口21相連，排料管11下端置於泵體1內，上端延伸出密封蓋2，排料管11與密封蓋2密封連接，密封蓋2上設置有進氣口21，所述進氣口21既可以用作進氣也可用作排氣。實際使用時，只需將換向閥9直接與外部氣源管連接，將泵體1置於高溫熔巖中即可。當泵體1進料時，氣體控制裝置通過換向閥9進行洩壓，泵體1內的高壓氣體從進氣口21逐步排出，同時泵體1外的高溫熔鹽在液態熔鹽靜壓力下推開裝置底部的單向閥進入泵體1內，熔鹽接觸低液位探針後開始傳遞信號，當熔鹽接觸高位探針6時，進料結束，高位探針6的接觸信號傳遞至氣體控制裝置中的換向閥9，氣體控制裝置停止洩壓並開始往泵體1充入帶壓力氣體，泵體1內的熔鹽在逐漸增大的氣體壓力下通過排料管11向外排出；至高溫熔鹽排至低位時，排料結束，低位探針5的接觸信號傳遞至氣體控制裝置後啟動洩壓，重複上述過程。可進一步優選為避免壓力氣體高溫下對泵體1的氧化腐蝕，可採用惰性壓力氣體，而進一步增加泵體1的使用壽命。採用帶壓外部氣源作為設備的動力源，運行成本極低，而且不會對環境造成影響。結構簡單，流體通道大，可在固體含量大和顆粒大的環境中使用，同時維護和檢修方便，維護費用較少。此裝置採用帶壓氣體為高溫熔體的輸送動力，根據揚程的不同設定不同的氣體壓力。在使用過程中，可長時間承受高達750℃的高溫熔體，並可承受在高溫條件下熔鹽對設備的強腐蝕。由於上述換向閥9與高溫探針6和低位探針5電連接，即換向閥9與高溫探針6和低位探針5聯鎖，故本發明中的換向閥9進一步優選為電磁換向閥9。

優選的，上述裝置中還包括緩衝罐10，所述緩衝罐10上設置有安全閥和壓力表，所述進氣管包括第一進氣管13和第二進氣管14，換向閥9控制第一進氣管13通斷，第一進氣管13與緩衝罐10連通，緩衝罐10和進氣口21通過第二進氣管14連通。本領域技術人員應該理解的是，本發明只是進一步優選在換向閥9與進氣口21之間設置有緩衝罐10，只是為了使得帶壓氣體運行穩定，同時在緩衝罐10上設置有安全閥和壓力表只是使得整個裝置在正常工作壓力下運行，保障使用者的安全。

優選的，上述裝置中所述泵體1材質為球墨鑄鐵。本領域技術人員應該理解的是，本發明只是進一步採用球墨鑄鐵來製造裝置的泵體1，球墨鑄鐵既耐高溫又耐腐蝕，同時延長了裝置的使用壽命。

優選的，上述裝置中所述密封材料3為氟金雲母。本領域技術人員應該理解的是，由於氟金雲母具有優良的絕緣性、耐熱性、抗酸和抗鹼性，本發明只是進一步優選泵體1上端與密封蓋2之間的密封材料3的材質為氟金雲母，使得實際使用更加牢靠和安全。

優選的，上述裝置中所述排料管11下端設置為喇叭口形狀。本領域技術人員應該理解的是，由於該裝置工況惡劣，高溫熔巖中含有固體顆粒，在排料的過程中，容易堆積在排料口的下端，造成堵塞排料管11。本發明正是考慮這一問題，故將排料管11底端設置為喇叭口狀，增加了介質的流動性，使得固體顆粒能夠順利進入排料管11。

優選的，上述裝置中所述泵體1底部的進料孔數量為2或3個。本領域技術人員應該理解的是，本發明只是進一步優選在泵體1上設置的進料孔數量為2個或3個，使得高溫熔巖均勻進入，節約進料時間。

優選的，上述裝置中所述單向閥包括浮球4和固接在泵體1底板上的浮球限位筒12，所述浮球4為中空結構，浮球限位筒12與進料孔連接，所述進料孔呈上大下小的結構，且浮球4位於進料孔內，浮球限位筒12上端設置有通孔。本領域技術人員應該理解的是，本發明進一步優選單向閥結構，將其設置為浮球4和浮球限位筒12，同時泵體1底部的進料孔為上大下小的結構域，使得浮球4位置進料孔內，且浮球4隻能在進料孔和浮球限位筒12內上下移動。當洩壓時，泵體1內的高壓氣體從進氣口21逐步排出，同時泵體1外的高溫熔鹽在液態熔鹽靜壓力下推開裝置底部的浮球4進入泵體1內，熔鹽接觸低位探針5後開始傳遞信號，當熔鹽接觸高位探針6時，進料結束，高位探針6的接觸信號傳遞至氣體控制裝置，氣體控制裝置停止洩壓並開始往泵體1充入氣體，浮球4下移封住進料孔，泵體1內的熔鹽在逐漸增大的氣體壓力下通過排料管11向外排出，至高溫熔鹽排至低位時，排料結束，低位探針5的接觸信號傳遞至氣體控制裝置後啟動洩壓，重複上述過程。同時可進一步根據輸送介質的密度和雜質含量等因素來計算浮球4的重量，保證按要求進料和輸送量。