本專利涉及一種在真空下工作的設(shè)備上用于保護(hù)機(jī)械抽真空設(shè)備的過濾設(shè)備。

背景技術(shù)：

隨著我國的航空航天事業(yè)的發(fā)展，國家對新型材料的使用日漸成熟加大，真空工作設(shè)備逐步普及，真空冶金熔煉設(shè)備成為發(fā)展趨勢。真空冶金熔煉設(shè)備多用于難熔和稀有金屬材料。而難熔和稀有金屬原料的生產(chǎn)方式基本使用化學(xué)提取法，如氯化法生產(chǎn)的海綿鈦占據(jù)大部分份額。

在真空冶金熔煉中鈦占據(jù)90％的份額，由于原料海綿鈦在生產(chǎn)過程中殘留一定的氯，在熔煉時(shí)蒸發(fā)后由真空設(shè)備抽出與空氣中的水反應(yīng)，生成次氯酸及氯化氫(Cl₂+H₂O→HCL+HCLO)，具有較強(qiáng)的腐蝕性。加之在抽真空時(shí)吸入的粉塵及空氣中的水分與真空設(shè)備潤滑油混合，在生產(chǎn)中對機(jī)械抽真空設(shè)備系統(tǒng)造成嚴(yán)重腐蝕磨損。機(jī)械抽真空設(shè)備系統(tǒng)在正常使用下一般壽命為3至5年，而在海綿鈦熔煉中基本三個(gè)月就被腐蝕損毀無法使用，在真空冶金熔煉行業(yè)中一直是無法克服的難題。

現(xiàn)有公知的真空濾網(wǎng)過濾，只能過濾真空冶金熔煉爐和真空生產(chǎn)設(shè)備中的飛濺顆粒物和粉塵，對水分、有毒、腐蝕性物質(zhì)無法過濾。

本專利是針對當(dāng)今冶金工業(yè)生產(chǎn)中，真空冶金熔煉及真空生產(chǎn)設(shè)備抽真空時(shí)過濾吸入的粉塵及真空氣流中的水分與氯，對機(jī)械抽真空設(shè)備起到保護(hù)作用設(shè)計(jì)完成的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

深冷真空過濾設(shè)備主體是一個(gè)圓柱型真空金屬罐體，真空金屬罐體分為罐底盤，罐身，罐蓋三部分。

一種深冷真空過濾設(shè)備是在一個(gè)真空金屬罐體內(nèi)安裝喇叭形圓弧隔離管，在喇叭形圓弧隔離管下方，真空金屬罐體的罐身處開真空進(jìn)氣口，罐身處進(jìn)氣口側(cè)偏移，使真空氣流沿罐身與喇叭形圓弧隔離管之間氣流通道環(huán)繞下行。在真空金屬罐體的罐底盤內(nèi)裝入5cm厚的廢機(jī)械油，用于吸附粉塵。廢機(jī)械油油面通過真空金屬罐底部安裝的油位觀察鏡觀察油面情況。放油閥用于清理更換廢機(jī)械油及調(diào)整油位。用環(huán)繞下行的真空氣流從喇叭形圓弧隔離管的底口，經(jīng)喇叭形圓弧隔離管中間上行。

在喇叭形圓弧隔離管上方沿罐身內(nèi)壁一周設(shè)置液體收容槽，罐身的液體收容槽中間安裝金屬濾網(wǎng)。

在液體收容槽上方安裝氣流分流葉片，塔狀扇形疊加的氣流分流葉片同時(shí)具備冷阱的構(gòu)造作用，塔狀扇形疊加的每片葉片下側(cè)邊緣向上90度折起形成導(dǎo)流槽，可將氣流分流葉片上方消融落下的液體導(dǎo)入液體收容槽中，塔狀扇形疊加的氣流分流葉片分為內(nèi)圈葉片與外圈葉片，內(nèi)圈葉片的數(shù)量只有外圈葉片數(shù)量的一半，是為了保障內(nèi)圈氣流通道的空間。內(nèi)圈葉片與外圈葉片隔離鋼板上的小孔將內(nèi)圈葉片導(dǎo)流槽與外圈葉片導(dǎo)流槽貫通。液體收容槽底部的排放閥排放消融的凝聚物質(zhì)液體。

氣流分流葉片下方的罐身側(cè)邊安裝消融除霜進(jìn)氣管及閥門，罐蓋上端安裝消融除霜排氣管及閥門用于深冷制冷管消融除霜、烘干。

罐身中的氣流分流葉片與罐蓋抽氣口之間的深冷過濾制冷區(qū)均勻布置二層 深冷制冷管，由外置的深冷捕集泵為深冷制冷管進(jìn)行提供低溫制冷源，目前常用的深冷捕集泵最低制冷溫度可以達(dá)到零下220攝氏度，氯氣在低于零下120攝氏度的時(shí)候明顯凝聚成結(jié)晶體。真空氣流中其它元素成分也可以根據(jù)凝聚溫度要求調(diào)整深冷制冷溫度，將其凝聚成結(jié)晶體，，達(dá)到過濾真空氣流的效果，保護(hù)機(jī)械抽真空設(shè)備的目的。罐蓋上端安裝三處觀察鏡，從不同角度觀察深冷凝聚層厚度。

附圖說明

圖1是深冷真空過濾設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是塔狀扇形疊加的氣流分流葉片結(jié)構(gòu)圖。如圖1、圖2所示，其中1為罐身，是整個(gè)真空金屬罐體的主體，用于安裝其它單元部件。2為罐底盤，安裝在罐身下面，用于裝廢機(jī)械油。3為廢機(jī)械油，用于吸附粉塵。4為油位觀察鏡，用于觀察油面情況。5為放油閥，用于清理更換廢機(jī)械油及調(diào)整油位。6為進(jìn)氣口，與真空下工作的設(shè)備抽真空管道口連接。7為喇叭形圓弧隔離管，使真空金屬罐體內(nèi)分成內(nèi)、外二層氣流通道。8為金屬濾網(wǎng)，用于二次過濾粉塵。9為液體收容槽，用于收集消融的凝聚物質(zhì)液體。10為排放閥，用于排放消融的凝聚物質(zhì)液體。11為氣流分流葉片，有冷阱作用，用于將葉片上方消融落下的液體導(dǎo)入液體收容槽中、分流真空氣流。12為消融除霜進(jìn)氣管及閥門，用于消融除霜進(jìn)氣。13為罐蓋，是深冷制冷管安裝區(qū)。14為抽氣口，與機(jī)械抽真空設(shè)備的抽真空管道口連接。15為深冷制冷管，用于深冷制冷。16為消融除霜排氣管及閥門，用于消融除霜排氣。17為觀察鏡，用于觀察深冷凝聚層厚度。18為深冷捕集泵，用于提供深冷制冷源。19為內(nèi)圈葉片、20為外圈葉片，有冷阱作用，用于將葉片上方消融落下的液體導(dǎo)入液體收容槽中、分流真空氣流。21為隔離鋼板，用于連接內(nèi)圈葉片與外圈葉片。22 為小孔，用于將內(nèi)圈葉片導(dǎo)流槽與外圈葉片的導(dǎo)流槽貫通。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明涉及的一種深冷真空過濾設(shè)備是根據(jù)本單位從國外引進(jìn)的電子束冷床熔煉設(shè)備生產(chǎn)工藝需求設(shè)計(jì)的，適用于在任何真空下工作的設(shè)備上使用。

該深冷真空過濾設(shè)備安裝在真空下工作的設(shè)備與機(jī)械抽真空設(shè)備的抽氣管道中間，將抽管道斷開，進(jìn)氣口(6)連接到真空下工作的設(shè)備抽真空管道口，將金屬濾網(wǎng)(8)安裝到液體收容槽(9)周圈中間，上面安裝氣流分流葉片(11)，罐蓋(13)安裝在罐身(1)上面，抽氣口(14)與機(jī)械抽真空設(shè)備的抽真空管道口連接，深冷捕集泵(18)與深冷制冷管(15)連接，罐底盤(2)裝入廢機(jī)械油(3)，關(guān)閉放油閥(5)、排放閥(10)、消融除霜進(jìn)氣管閥門(12)、消融除霜排氣管閥門(16)。

將深冷捕集泵(18)制冷到設(shè)定的深冷溫度值，真空氣流經(jīng)進(jìn)氣口(6)，進(jìn)入罐身(1)與喇叭形圓弧隔離管(7)之間的氣流通道，環(huán)繞下行至廢機(jī)械油(3)油面上，離心重力將部分顆粒、粉塵分離浸入廢機(jī)械油(3)中，真空氣流再從喇叭形圓弧隔離管(7)下口經(jīng)過喇叭形圓弧隔離管(7)中間氣流通道上行，上行的真空氣流到喇叭形圓弧隔離管(7)的上喇叭口時(shí)分散經(jīng)過金屬濾網(wǎng)(8)過濾，過濾后的真空氣流經(jīng)氣流分流葉片(11)均勻分流后，從兩層深冷制冷管(15)周圍通過，深冷制冷管(15)將真空氣流中需要凝聚的水分及其它液化、液態(tài)物質(zhì)成分凝聚在深冷制冷管上，潔凈的真空氣流經(jīng)過抽氣口(14)由機(jī)械抽真空設(shè)備抽出。

通過觀察鏡(17)觀察深冷制冷管(15)上凝聚層厚度，需要消融深冷制冷管(15)上凝聚層時(shí)，關(guān)閉進(jìn)氣口(6)與抽氣口(14)兩端管道上連接的真 空下工作的設(shè)備及機(jī)械抽真空設(shè)備的閥門，深冷捕集泵(18)關(guān)閉，打開消融除霜進(jìn)氣管閥門(12)及消融除霜排氣管閥門(16)。通入壓縮空氣或熱風(fēng)，凝聚層很快消融落到氣流分流葉片的內(nèi)圈葉片(19)和外圈葉片(20)上方導(dǎo)流槽，內(nèi)圈葉片(19)上的液體通過隔離鋼板(21)上的小孔(22)導(dǎo)流到外圈葉片(20)上，再將液體導(dǎo)入液體收容槽(9)內(nèi)，再經(jīng)液體收容槽底部的液體排放閥(10)排出集中環(huán)保處理，當(dāng)凝聚層消融后，打開進(jìn)氣口(6)與抽氣口(14)兩端管道上連接的真空下工作的設(shè)備及機(jī)械抽真空設(shè)備的閥門，從新啟動(dòng)深冷捕集泵(18)，關(guān)閉排放閥(10)、消融除霜進(jìn)氣管閥門(12)、消融除霜排氣管閥門(16)，繼續(xù)進(jìn)入工作狀態(tài)。