用于提純海綿鈦的反應裝置的制作方法

本實用新型涉及冶金技術領域，更具體地，涉及一種用于提純海綿鈦的反應裝置。

背景技術：

鎂熱還原法生產海綿鈦過程中，還原罐內還原得到海綿鈦后，再通過真空蒸餾法將殘留于海綿鈦中的鎂和氯化鎂的混合物去除。

蒸餾進行一段時間后對冷凝器進行水冷，從而使得鎂和氯化鎂冷凝在冷凝器的內壁上。冷凝器水冷的過程中，需要嚴格把控回流水溫度，才能使得鎂和氯化鎂被充分冷凝在冷凝器的內壁上。

技術實現要素：

本實用新型旨在至少在一定程度上解決上述技術問題之一。

為此，本實用新型提出一種用于提純海綿鈦的反應裝置，該反應裝置提純效果佳、勞動成本低。

根據本實用新型的用于提純海綿鈦的反應裝置包括：蒸餾罐，所述蒸餾罐內盛放有海綿鈦，所述蒸餾罐設有蒸汽出口；冷凝器，所述冷凝器與所述蒸餾罐的所述蒸汽出口相連用于收集從所述蒸餾罐排出的蒸汽；冷卻組件，所述冷卻組件與所述冷凝器相對設置用于對所述冷凝器制冷；至少一個第一溫度檢測裝置，所述第一溫度檢測裝置與所述冷卻組件相連用于檢測所述冷卻組件的進水溫度；至少一個第二溫度檢測裝置，所述第二溫度檢測裝置與所述冷卻組件相連用于檢測所述冷卻組件的回流水溫度；控制閥，所述控制閥設在所述進水管路上用以調節所述冷卻組件的進水量；控制單元，所述控制單元分別與所述第一溫度檢測裝置、第二溫度檢測裝置和控制閥相連，從而可以根據進水溫度和回流水溫度來調節控制閥的開度。

根據本實用新型的用于提純海綿鈦的反應裝置保證了海綿鈦內的鎂和氯化鎂被有效地去除，且減少了勞動力，降低了生產成本。

另外，根據本實用新型實施例的用于提純海綿鈦的反應裝置，還可以具有如下附加的技術特征：

根據本實用新型的一個實施例，所述控制閥為氣動控制閥。

根據本實用新型的一個實施例，所述冷卻組件包括：水套，所述水套套設于所述冷凝器的外側，且所述水套的內周壁與所述冷凝器的外周壁間隔設置以限定出儲水槽；噴淋件，所述噴淋件嵌設在所述水套內且位于所述冷凝器的上方。

根據本實用新型的一個實施例，所述冷凝器組件包括：環形蓋板，所述環形蓋板與所述冷凝器在上下方向相對設置，所述環形蓋板的內周緣設有噴淋環，所述噴淋環上有多個噴淋孔；支撐板，所述支撐板的上端與所述環形蓋板的外周緣相連，所述支撐板的下端向下延伸。根據本實用新型的一個實施例，所述水套的內周壁設有限位凸臺，所述支撐板的下端止抵在所述限位凸臺上。

根據本實用新型的一個實施例，所述冷卻組件還包括：進水管路，所述進水管路與所述噴淋環的進口相連，所述第一溫度檢測裝置設在所述進水管路上；出水管路，所述出水管路的進口與所述儲水槽的出口相連，所述第二溫度檢測裝置設在所述出水管路上。

根據本實用新型的一個實施例，所述冷卻組件還包括：回流槽，所述回流槽的進口與所述出水管路的出口相連。

根據本實用新型的一個實施例，所述冷凝器位于所述蒸餾罐的頂壁上。

根據本實用新型的一個實施例，所述冷凝器設有抽真空裝置以對所述冷凝器進行抽真空處理。

根據本實用新型的一個實施例，所述冷凝器與所述蒸餾罐之間設有鎂板。

本實用新型的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實用新型的實踐了解到。

附圖說明

本實用新型的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1是根據本實用新型一個實施例的用于提純海綿鈦的反應裝置的結構示意圖；

圖2是根據本實用新型一個實施例的用于提純海綿鈦的反應裝置的水路控制系統示意圖。

附圖標記：

反應裝置100；

蒸餾罐10；

冷凝器20；

冷卻組件30；進水管路31；第一溫度檢測裝置311；出水管路32；第二溫度檢測裝置321；

控制閥40；

控制單元50；

回流槽60；

抽真空裝置70；

水套80；儲水槽81。

具體實施方式

下面詳細描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。

鎂熱還原法生產海綿鈦過程中，還原罐內還原得到海綿鈦需再通過蒸餾法將殘留于海綿鈦中的鎂和氯化鎂的混合物去除。

蒸餾過程是基于鈦、鎂和氯化鎂在980–1020℃時飽和蒸汽壓明顯不同的基礎上進行的。例如：在1000℃時，鎂的飽和蒸汽壓為0.033MPa，氯化鎂的飽和蒸汽壓為0.011MPa，而此時鈦的蒸汽壓接近為零。因此，當含有鎂和氯化鎂的海綿鈦保持恒溫在980-1020℃下，鎂和氯化鎂就被蒸發除去，被冷凝在冷凝器20的內壁上，使海綿鈦得到凈化。

蒸餾進行一段時間后對冷凝器20進行水冷，從而使得鎂和氯化鎂冷凝在冷凝器20的內壁上。冷凝器20水冷的過程中，需要嚴格把控回流水溫度，才能使得鎂和氯化鎂被充分冷凝在冷凝器20的內壁上。

下面參照圖1和圖2，描述根據本實用新型實施例的用于提純海綿鈦的反應裝置100，該反應裝置100大體可以包括：蒸餾罐10、冷凝器20、冷卻組件(圖未示出)、至少一個第一溫度檢測裝置311、至少一個第二溫度檢測裝置321、控制閥40和控制單元50。

具體地，蒸餾罐10內盛放有海綿鈦，蒸餾罐10設有蒸汽出口。冷凝器20與蒸餾罐10的蒸汽出口相連用于收集從蒸餾罐10排出的蒸汽。

為了使得鎂和氯化鎂的混合物從蒸餾罐10內蒸發，首先加熱蒸餾罐10，使得蒸餾罐10內的溫度達到鎂和氯化鎂的沸點溫度，由于在同一大氣壓條件下，鈦的沸點遠遠高于鎂和氯化鎂的溫度，因此，當蒸餾罐10內的溫度達到鎂和氯化鎂的沸點溫度時，鎂和氯化鎂將由液相向氣相轉變，從而通過蒸汽出口進入冷凝器20內，而鈦將保留在蒸餾罐10中。

鎂和氯化鎂的蒸汽進入冷凝器20后，通過冷卻組件對冷凝器20進行制冷，從而使得鎂和氯化鎂從氣相向固相轉變并粘附在冷凝器20內壁上，進而實現對海綿鈦的有效凈化。

為確保鎂和氯化鎂可以被有效地去存，在蒸餾初期和后期需要分別對冷凝器20進行冷卻，以保證鎂和氯化鎂可以充分有效地從氣相向固相轉變并粘附在冷凝器20內壁上。

冷凝管冷卻過程中，對進水水溫和回流水溫的監控顯得尤為重要，回流水水溫太高，則無法使得鎂和氯化鎂被有效冷凝，回流水水溫太低，又浪費水源。一般情況下，冷卻初期和中期，回流水溫度控制在30-40℃之間，冷卻后期，回流水溫度控制在40-50℃之間。

冷卻組件與冷凝器20相對設置用于對冷凝器20制冷。第一溫度檢測裝置311與冷卻組件相連用于檢測冷卻組件的進水溫度。第二溫度檢測裝置321與冷卻組件相連用于檢測冷卻組件的回流水溫度。

控制閥40設在進水管路31上用以調節冷卻管的進水量。控制單元50分別與第一溫度檢測裝置311、第二溫度檢測裝置321和控制閥40相連，從而可以根據進水溫度和回流水溫來調節控制閥40的開度。其中，控制閥40可以為氣動控制閥40。

也就是說，當第二溫度檢測裝置321檢測到回流水的水溫太高時，綜合分析進水溫度，適當增大控制閥40的開度，增大冷卻管的進水量；當第二溫度檢測裝置321檢測到回流水的水溫太低時，同樣地，綜合分析進水溫度，適當減小控制閥40的開度，減小冷卻管的進水量。

相比于傳統的用于提純海綿鈦的反應裝置100而言，本實用新型實施例的用于提純海綿鈦的反應裝置100通過第一溫度檢測裝置311和第二溫度檢測裝置321對進水溫度和回流水溫度可以準確且及時監控，并可以通過控制單元50綜合分析進水溫度和回流水溫度，從而有效調節控制閥40的開度，使得冷卻管內的進水量得到有效控制，保證鎂和氯化鎂冷凝在冷凝器20的內壁，且不浪費資源。

根據本實用新型實施例的用于提純海綿鈦的反應裝置100保證了海綿鈦內的鎂和氯化鎂被有效地去除，且減少了勞動力，降低了生產成本。

在本實用新型的一些實施例中，如圖1所示，冷凝器20位于蒸餾罐10的頂壁上。從而提高反應裝置100的結構的合理性，使得蒸餾罐10內蒸發出來的蒸汽可以向上流動后進入冷凝器20內冷凝。

可以理解的是，為了避免冷凝器20內的水分或空氣進入蒸餾罐10內，影響海綿鈦的品質，可以通過對冷凝器20進行抽真空處理，抽真空處理不僅使鎂和氯化鎂的蒸發速度加快，同時又保證了海綿鈦在高溫下不被氧、氮所污染。例如，如圖1所示，冷凝器20的頂部設有抽真空裝置70將空氣或水分從冷凝器20中排出。當然，上述僅是示意性的，并不是對本實用新型實施例的限制，抽真空裝置70也可以設在冷凝器20的側壁上。

有利地，冷凝器20與蒸餾罐10之間設有鎂板。蒸餾罐10加熱和冷凝器20被抽真空同時進行，這樣，在鎂板熔化之前，可以對冷凝器20和蒸餾罐10進行隔絕，防止冷凝器20內的空氣或水分進入蒸餾罐10內，影響海綿鈦的品質。

在本發明的一些實施例中，如圖1和圖2所示，冷卻組件可以包括：水套80、噴淋件(圖未示出)進水管路31、出水管路32和回流槽33。

如圖1所示，水套80套設于冷凝器的外側，且水套的內周壁與冷凝器的外周壁間隔設置以限定出儲水槽81。噴淋件嵌設在水套80內且位于冷凝器20的上方。

噴淋件與冷凝器20在上下方向相對設置。噴淋件噴灑出來的水自上而下流動以對冷凝器20進行全面有效地冷卻，提高鎂和氯化鎂蒸汽的冷凝速度。水套80可以防止噴淋件噴灑的過程中，水向四周飛濺。

進一步地，噴淋件可以包括：環形蓋板和支撐板。環形蓋板與冷凝器在上下方向相對設置，環形蓋板的內周緣設有噴淋環，噴淋環上有多個噴淋孔。水流對冷凝器20冷卻后，向下流動并匯聚在儲水槽81內。

支撐板的上端與環形蓋板的外周緣相連，支撐板的下端向下延伸。水套的內周壁設有限位凸臺，支撐板的下端止抵在限位凸臺上。通過支撐板和限位凸臺的配合將噴淋件懸空設置于水套內且位于冷凝器的上方。

進水管路31與噴淋環的進口相連，第一溫度檢測裝置311設在進水管路31上。出水管路32的進口與儲水槽81的出口相連，第二溫度檢測裝置321設在出水管路32上。

進一步地，冷卻組件30還包括：回流槽60。回流槽60的進口與出水管路的出口相連。也就是說，冷卻水先收集在儲水槽80內，然后通過出水管路30排到回流槽60中。

在本實用新型的描述中，需要理解的是，術語“上”、“下”“、底”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。

在本實用新型中，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。

在本實用新型中，除非另有明確的規定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接觸，也可以包括第一和第二特征不是直接接觸而是通過它們之間的另外的特征接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。

盡管上面已經示出和描述了本實用新型的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本實用新型的限制，本領域的普通技術人員在不脫離本實用新型的原理和宗旨的情況下在本實用新型的范圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。