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一种浸入式旋转式氢破炉的制作方法

2022-02-20 14:43:37 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及稀土合金的氢破炉装置,尤其是浸入式冷却旋转式氢破炉。


背景技术:

2.氢破炉利用稀土合金相吸氢膨胀破碎的特点,对稀土合金进行破碎,促进了稀土合金粉的高纯净制备,并在稀土永磁如烧结钕铁硼等领域的近单晶粉末制备上发挥重要作用。使用时,块状或片状的稀土合金先在氢破炉中吸氢膨胀破碎;充分反应后,氢破炉在真空泵组抽真空下对稀土合金吸氢过程中的生成物进行加热脱氢。由于稀土合金相吸氢是个放热过程,氢破炉的温度会自发升高,氢破炉的温度过高会使得稀土合金不能充分的吸氢膨胀破碎。为保证稀土合金充分吸氢膨胀破碎,使得稀土合金吸氢过程的可持续性和均匀性,需要对氢破炉进行降温。同时为保证稀土合金充分与氢接触,以使稀土合金充分吸氢膨胀破碎,从而保证产物均匀性更好,稀土合金多采用旋转式氢破炉进行吸氢处理。
3.中国国家知识产权局公开了一份公开号为cn108907206a的发明专利,其公开了一种氢破炉,包括机架、炉体、加热装置和冷却装置;所述炉体转动连接于机架上;所述加热装置包括水平导轨、第一加热外壳和第二加热外壳,所述水平导轨与炉体的轴线垂直,所述第一加热外壳与水平导轨滑动连接,所述第二加热外壳与水平导轨滑动连接,所述第一加热外壳形状为半圆形,所述第二加热外壳为与第一加热外壳轴对称的半圆形,所述第一加热外壳和第二加热外壳内均设有与炉体间隙配合的内腔;所述冷却装置包括第一喷水管、第二喷水管和半圆槽,所述第一喷水管位于炉体的正上方,所述第二喷水管位于炉体的正下方,所述半圆槽位于第二喷水管的正下方;所述第一喷水管与炉体的轴线平行,所述第一喷水管下部均匀设有多个向下的第一喷水口;所述第二喷水管的轴线与炉体的轴线平行,所述第二喷水管上部均匀设有多个向上的第二喷水口,所述半圆槽内设有排水口。
4.对氢破炉的降温关键在于对氢破炉中的块状或者片状的稀土合金材料进行降温,由于块状或者片状的稀土合金材料堆积在炉胆底部,对氢破炉降温即对氢破炉的炉胆底部进行降温。在上述方案实际使用过程中,第一喷水管和第二喷水管喷出的冷却水与氢破炉接触后,容易被旋转着的氢破炉甩飞出去,冷却水对氢破炉的冷却效果有限。第一喷水管喷出的冷却水没有直接对氢破炉的底部进行降温,会弱化块状或者片状的稀土合金材料的降温效果。最终导致上述技术方案的产物均匀性较差。


技术实现要素:

5.本发明目的在于提供一种针对炉胆底部进行较好冷却以提高产品均匀性的浸入式旋转式氢破炉。
6.针对上述本发明的目的,本发明采用如下方案:一种浸入式旋转式氢破炉,包括卧式设置的炉胆和位于炉胆下方的水槽,所述炉胆的下部的部分位于水槽中,所述水槽的底部设有挡坝,所述挡坝的长度方向与所述炉胆的轴向平行,所述挡坝将所述水槽分为进水水槽和出水水槽,所述进水水槽设有进水口,所述出水水槽设有出水口。
7.使用时,冷却水从进水口进入水槽,并与炉胆接触,从而对炉胆进行冷却,冷却水在旋转的炉胆的带动下,从进水水槽转移至出水水槽,最终进入出水口离开水槽。
8.炉胆底部没于冷却水中,通过冷却水对炉胆底部进行降温,使得稀土合金能够在合适的温度吸氢,稀土合金能够充分吸氢膨胀破碎,改善产物的均匀性。进水水槽与炉胆接触的水温度较高,且与炉胆接触的水会在旋转的炉胆的带动下进入出水水槽,且进水水槽会有温度较低的冷却水从进水口进入,从而产生进水水槽内冷却水的温度大于出水水槽内冷却水的温度的结果。为消除进水水槽内冷却水与出水水槽内冷却水的温度差,进水水槽的底部与出水水槽的底部会发生热量交换,最终水槽内的冷却水的温度保持在均衡温度。由于挡坝的存在,阻碍了进水水槽的底部与出水水槽的底部发生热量交换,保持进水水槽内冷却水与出水水槽内冷却水的温度差,使得进水水槽内冷却水的温度低于均衡温度,进水水槽与炉胆的热量交换的效率更高,出水水槽内冷却水的温度高于均衡温度,温度更高的冷却水从出水口排出。进入水槽的冷却水与离开水槽的冷却水体积相同,进入水槽的冷却水的温度相同,挡坝使得离开水槽的冷却水的温度高于均衡温度,从而使得冷却水的冷却效率更高。
9.作为优选,所述挡坝靠近进水水槽的一侧呈斜面或弧面。挡坝靠近进水水槽的一侧呈斜面或弧面,有助于减少挡坝受到的阻力,从而减少冷却水对挡坝的侵蚀。便于进水水槽底部的冷却水向上流动,便于进水水槽内的冷却水的流动,避免进水水槽远离挡坝一侧的冷却水积留,提高进水水槽的利用率。
10.作为优选,所述进水口位于所述进水水槽的底部,所述出水口位于所述出水水槽的侧壁上部。进水口位于进水水槽的底部,出水口位于出水水槽的侧壁上部,延长冷却水的路径,使得冷却水充分与炉胆接触,更多的热量能够从炉胆传递至冷却水。由于热水的密度小于冷水的密度,出水口位于所述出水水槽上部,有利于温度较高的冷却水从出水口离开出水水槽。
11.作为优选,所述炉胆的外壁设有若干沿所述炉胆圆周方向延伸并呈环形的拱形槽,所述若干拱形槽间隔设置。拱形槽增加炉胆与冷却水的接触面积,便于冷却水与炉胆间进行热量交换。拱形槽可以便于旋转的炉胆将冷却水从进水水槽流动至出水水槽。由于炉胆内进行稀有金属吸氢反应,炉胆内充满高压氢气,炉胆内部压力较大。炉胆表面设有拱形槽,拱形槽能够分解炉胆内部的压力,又能避免尖锐的棱角引起应力集中,从而提高炉胆的强度,避免炉胆在冷热冲击下产生裂纹并阻止裂纹发生扩展,从而提高本装置的安全性。
12.作为优选,所述出水口包括所述出水水槽的上部外壁向外延伸的引水部,所述引水部水平设置,所述引水部设有向上开口且向所述水槽内开口的引水槽,所述引水槽的底部设有上下贯穿的排水口。引水槽底部略低于水槽上部的端面,避免冷却水从水槽的上部溢出干扰本装置的作业环境。由于排水口用于与排水管连接,上下贯穿的排水口能够使本装置结构更加紧凑。
13.作为优选,所述排水口的下方设有接水槽,所述接水槽环绕所述水槽设置。进水口的水压较大,冷却水会撞击炉胆并沿着炉胆外壁向外溅射,以及排水口与排水管的连接处容易向外滴水,接水槽可以收集位于水槽外的冷却水,避免冷却水外溢影响本装置的作业环境。
14.作为优选,包括用于对所述炉胆加热的两个加热体,所述两个加热体相对设置且
所述炉胆位于所述加热体间,所述两个加热体、所述炉胆延伸方向相同。加热体用于对炉胆进行加热,相对设置的炉胆使得炉胆受热更加均匀,提高氢破炉生产的产品的一致性和均匀性。
15.作为优选,所述两个加热体包括贯穿所述两个加热的加热槽,所述加热槽向所述炉胆开口,所述加热槽与所述炉胆延伸方向相同。加热槽使得炉胆受热更加均匀,提高氢破炉生产的产品的一致性和均匀性。
16.作为优选,包括两根竖向设置的支撑架,所述支撑架的上端设有水平设置的贯穿孔,所述炉胆包括与所述炉胆同轴设置且的连接管,所述连接管连接在所述炉胆的两端,两根所述连接管分别穿过一个所述贯穿孔。支撑架支撑炉胆,炉胆能够围绕炉胆的轴旋转。
17.作为优选,所述水槽底面为平面。炉胆底部为平面,水槽在水平面投影面积相同的情况下,单位时间内水槽内的冷却水的体积更大,具有如下优点:冷却水具有充分的时间对炉胆进行冷却;冷却水的水温更低,冷却效率更高;冷却水不易从水槽中带出,飞溅至水槽外,影响本装置的作业环境。
18.本发明具有如下优点:冷却效率更高使得产物均匀性更好;冷却水不易溅落至水槽外,不影响本发明的作业环境;拱形槽的设置提高炉胆的强度,避免炉胆应力集中,提高本发明的安全性;排水口的设置使得本装置结构更加紧凑。
附图说明
19.图1为本发明的使用状态图;
20.图2为水槽、集水槽的立体图;
21.图3为炉胆、水槽、集水槽的剖视图;
22.图4为炉胆的剖视图;
23.图5为支撑架的立体图。
具体实施方式
24.为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例,对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效,详细说明如后。
25.如图1所示,一种浸入式旋转式氢破炉,包括沿前后方向卧式设置的炉胆1、两个用于支撑炉胆1的支撑架、两个用于对炉胆1加热的加热体7,用于对炉胆进行冷却的水槽2。
26.如图2和图3所示,炉胆1的下部的部分位于水槽2中,水槽2的底部为平面,水槽2的底部设有挡坝3,挡坝3靠近进水水槽21的一侧弧面31,挡坝3的长度方向与炉胆1的轴向平行,挡坝3将水槽2分为进水水槽21和出水水槽22。
27.如图2和图3所示,进水水槽21设有进水口4,出水水槽22设有出水口5。进水口4位于进水水槽21的底部,出水口5位于出水水槽22的侧壁上部。出水口5包括出水水槽22的上部外壁向外延伸的引水部51,引水部51水平设置,引水部51设有向上开口且向水槽2内开口的引水槽52,引水槽52的底部设有上下贯穿的排水口53。排水口53的下方设有接水槽6,接水槽6环绕水槽2设置。
28.如图1和图4所示,所示炉胆1的两端分别连接有一根连接管9,连接管9与炉胆1同轴且水平设置。炉胆1的外壁设有若干沿炉胆1圆周方向延伸并呈环形的拱形槽11,若干拱
形槽11间隔设置。
29.如图1所示,两个加热体7沿左右方向相对设置且炉胆1位于加热体7间,两个加热体7、炉胆1延伸方向相同。两个加热体7包括贯穿两个加热体7的加热槽71,加热槽71向炉胆1开口,加热槽71与炉胆1的延伸方向相同。
30.如图5所示,两个支撑架8竖向设置,两个支撑架8的上端均设有一个水平设置的贯穿孔81,两个支撑架8沿前后方向间隔设置。两根连接管9分别位于一个贯穿孔81内。
31.使用时,冷却水从进水水槽槽底的进水口进入水槽,并与炉胆接触,从而对炉胆进行冷却,冷却水在旋转的炉胆的带动下,从进水水槽转移至出水水槽,最终进入出水水槽上部的出水口离开水槽并进入引水部,并通过排水口排出。
32.以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,虽然本发明已以较佳实施例揭示如上,然而并非用以限定本发明,任何本领域技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。
再多了解一些

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