一种钛白粉酸解罐用机械式在线检测装置论文和设计-陈兴平

全文摘要

本实用新型公开了一种钛白粉酸解罐用机械式在线检测装置，包括酸解罐盖体，酸解罐盖体上设置有在线检测装置，所述在线检测装置包括安装插管，安装插管包括探头部和连接部，连接部上螺纹连接有调节盖，连接部的中空腔为梯形腔，调节阀包括连接柱、阀端盖、弹簧和膜片，弹性垫圈与调节盖分别设有气体通道，膜片用于打开或密封梯形腔，弹性垫圈用于排出膜片上方的气体。通过机械式结构来检测罐内气压，由此间接检测罐内白烟浓度，机械式的检测结构稳定可靠，灵敏度可调，能够长时间稳定的进行检测，结构简单，使用方便且成本低，有效解决了自动气体检测装置所存在的灵敏度不稳定，检测探头更换频繁的问题。

主设计要求

1.一种钛白粉酸解罐用机械式在线检测装置，包括酸解罐盖体，酸解罐盖体上设置有在线检测装置，其特征在于，所述在线检测装置包括安装插管，安装插管的一端伸入酸解罐内形成探头部，安装插管的另一端突出于酸解罐盖体外形成连接部，安装插管与酸解罐盖体固定连接，连接部上螺纹连接有调节盖，调节盖中部开孔形成调节阀安装孔，调节阀安装孔为阶梯孔结构，连接部的中空腔沿安装插管的轴线向探头部方向直径逐渐减小形成梯形腔，调节阀安装孔内安装有调节阀，所述调节阀包括连接柱，连接柱的上下端分别连接阀端盖和膜片，阀端盖和膜片之间套设有弹簧，弹簧的上端通过密封钢圈与阀端盖抵紧，密封钢圈用于密封调节阀安装孔的上部，连接柱穿过密封钢圈且与密封钢圈密封连接，密封钢圈能沿连接柱的表面滑动，阀端盖突出于调节盖的顶部，膜片的下端与梯形腔的壁面接触，膜片能够沿连接柱的表面滑动，调节阀安装孔的底端和连接部的顶端之间设置有弹性垫圈，弹性垫圈卡接在调节盖内，弹性垫圈与调节盖分别设有第一气体通道和第二气体通道，第一气体通道和第二气体通道相互接通，膜片用于打开或密封梯形腔，弹性垫圈用于排出膜片上方的气体。

设计方案

2.如权利要求1所述的钛白粉酸解罐用机械式在线检测装置，其特征在于，弹性垫圈与调节盖的内壁之间设有气体缓冲室，气体缓冲室分别接通第一气体通道和第二气体通道。

3.如权利要求1或2所述的钛白粉酸解罐用机械式在线检测装置，其特征在于，探头部中空腔与连接部梯形腔相接处设置环形凸台，探头部中空腔内套设有防腐套管，防腐套管的顶部与环形凸台接触。

4.如权利要求3所述的钛白粉酸解罐用机械式在线检测装置，其特征在于，环形凸台的下方设有密封圈安装槽，密封圈安装槽内安装有密封圈，防腐套管的上端通过密封圈与探头部的内壁密封连接。

5.如权利要求1或2所述的钛白粉酸解罐用机械式在线检测装置，其特征在于，膜片的下方还设置有具有塑性的密封膜，密封膜与膜片叠加设置且与连接柱固定连接，密封膜的直径尺寸不小于膜片的直径尺寸。

6.如权利要求5所述的钛白粉酸解罐用机械式在线检测装置，其特征在于，弹性垫圈与密封钢圈之间还设有缓冲垫圈，缓冲垫圈的上下端面分别与弹性垫圈与密封钢圈接触。

7.如权利要求6所述的钛白粉酸解罐用机械式在线检测装置，其特征在于，阀端盖与连接柱螺纹连接，当阀端盖朝螺纹旋进的方向旋转时，端盖通过密封钢圈压缩弹簧。

8.如权利要求4所述的钛白粉酸解罐用机械式在线检测装置，其特征在于，探头部下端的内壁设有阶梯结构，防腐套管的外径不大于探头部的最小内径。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及钛白粉生产设备领域，特别涉及一种钛白粉酸解罐用机械式在线检测装置。

背景技术

脱硝钛白粉为锐钛型钛白粉，通常采用硫酸法制备，其制备工艺流程大致为：以钛精矿或钛渣为原料，按照酸解工艺要求，对原料进行磨矿，以将原矿粉碎至一定的粒度，然后用硫酸分解精矿制取硫酸钛溶液，硫酸钛溶液经净化除铁后，水解析出偏钛酸，将偏钛酸煅烧后制得脱硝二氧化钛。

在硫酸法制备钛白粉的酸解过程中，由于原料精矿与硫酸的反应非常缓慢，在常温下几乎不发生变化，为了促进反应进行，需要对其进行加热来引导反应进行，而在反应过程中，反应条件的影响较大，需要对反应条件中的酸矿比、硫酸浓度和加温温度进行严格控制，对于加温温度，一般来说温度越高反应越剧烈，也越完全。钛白粉的酸解过程是个放热反应，当反应开始时便放出大量的热，使反应物的温度迅速上升，因此短时间内即转变为剧烈反应，一般情况下，加温温度控制在80-100℃范围内，其需要根据设备大小而定，例如，对于中小设备来说，加温温度可低于80℃，对于大设备来说，加温温度一般大于100℃，但是，加温温度一定要严格控制，若加温温度过低，则引发主反应的时间长，反应不剧烈，容易生成难溶性的固相物，酸解率低，若加温温度过高，则主反应来得太早，反应温度急速上升，不仅容易致使冒锅事故的发生，而且还会使酸解率降低，生成固相物难浸取。在实际控制加温温度的操作中，一般是通过自动气体检测装置和人工判断来实现的，即在酸解罐上设置自动气体检测装置和人孔，通过自动气体检测装置来自动检测罐内气体浓度和通过人孔来观察罐内冒白烟（主要由SO_{2<\/sub>和SO_{3<\/sub>组成）情况来决定加温温度，当白烟达到限制浓度后，随即停止加热并启动酸解尾气排放管。}}

然而，现有通过自动气体检测装置和人工判断的方式均存在缺陷，例如，对于自动气体检测装置来说，其前期使用时灵敏度高，能够符合要求，但随着白烟对检测管道的不断腐蚀过程中，随着自动气体检测装置使用时间的增长而灵敏度下降，直至达不到检测要求，由于是在高温强酸条件下，自动气体检测装置的检测探头腐蚀很快，需要经常对其进行更换，损耗较大。对于人工判断的方式，由于其是通过人孔来观察罐内冒白烟的情况，人孔的透明窗口经常因为白烟及酸雾的附着而不清晰，观察效果较差，不能够清晰判断出罐内冒白烟的情况，因此，需要对现有的检测判断方式作出改进，以准确控制罐内的加温温度。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种钛白粉酸解罐用机械式在线检测装置，通过机械式结构来检测罐内气压，由此间接检测罐内白烟浓度，机械式的检测结构稳定可靠，灵敏度可调，气体腐蚀所带来的影响较小，能够长时间稳定的进行检测，克服上述所存在的不足。

本实用新型采用的技术方案如下：一种钛白粉酸解罐用机械式在线检测装置，包括酸解罐盖体，酸解罐盖体上设置有在线检测装置，其特征在于，所述在线检测装置包括安装插管，安装插管的一端伸入酸解罐内形成探头部，安装插管的另一端突出于酸解罐盖体外形成连接部，安装插管与酸解罐盖体固定连接，连接部上螺纹连接有调节盖，调节盖中部开孔形成调节阀安装孔，调节阀安装孔为阶梯孔结构，连接部的中空腔沿安装插管的轴线向探头部方向直径逐渐减小形成梯形腔，调节阀安装孔内安装有调节阀，所述调节阀包括连接柱，连接柱的上下端分别连接阀端盖和膜片，阀端盖和膜片之间套设有弹簧，弹簧的上端通过密封钢圈与阀端盖抵紧，密封钢圈用于密封调节阀安装孔的上部，连接柱穿过密封钢圈且与密封钢圈密封连接，密封钢圈能沿连接柱的表面滑动，阀端盖突出于调节盖的顶部，膜片的下端与梯形腔的壁面接触，膜片能够沿连接柱的表面滑动，调节阀安装孔的底端和连接部的顶端之间设置有弹性垫圈，弹性垫圈卡接在调节盖内，弹性垫圈与调节盖分别设有第一气体通道和第二气体通道，第一气体通道和第二气体通道相互接通，膜片用于打开或密封梯形腔，弹性垫圈用于排出膜片上方的气体。

由于上述结构的设置，首先，先将安装插管固定安装在酸解罐盖体上，然后将调节阀置于调节阀安装孔内，安装弹性垫圈，通过调节盖向连接部旋进，待旋进至指定深度后，停止旋进动作，此时，在线检测装置处于开启状态，当罐内的气压达到设定的检测气压值时，膜片被顶开，罐内气体通过第一气体通道和第二气体通道排出，并发出声响，此时表示罐内的气压已达到设定的检测气压值，通过检测气压来间接反映罐内白烟的浓度，即气压越大，罐内产生的白烟就越多，白烟浓度就越大，由此提醒操作人员需要停止加热，当不需要在线检测装置工作时，再次旋进调节盖，使旋进深度到达下一个制定深度，此时，弹性垫圈受到挤压而压缩第一气体通道，第一气体通道关闭，同时，密封钢圈压缩弹簧而使膜片紧紧与梯形腔的内壁贴合，在双重密封作用下，罐内气体无法通过在线检测装置排出罐外，该装置相比于人工观察来说，判断方式更简单方便，检测结果更可靠，其相比于自动气体检测装置来说，无需复杂的电路信号控制和检测结构，灵敏度稳定可调，有效解决了自动气体检测装置所存在的灵敏度不稳定，检测探头更换频繁的问题。

进一步，为了方便安装，同时保证第一气体通道和第二气体通道顺利接通，弹性垫圈与调节盖的内壁之间设有气体缓冲室，气体缓冲室分别接通第一气体通道和第二气体通道。第一气体通道先将气体排入气体缓冲室，然后再由气体缓冲室排入第二气体通道内，由此无需保证第一气体通道和第二气体通道对齐，降低了安装难度。

在本实用新型中，为了提高探头部内壁的防腐性能，探头部中空腔内套设有防腐套管，通过具有防腐作用的防腐套管来提高探头部内壁的防腐性能，防腐套管可以由耐高温酸性材料制成，例如聚四氟乙烯材料，为了进一步紧固防腐套管，防止防腐套管窜入梯形腔内，探头部中空腔与连接部梯形腔相接处设置环形凸台，防腐套管的顶部与环形凸台接触。

为了进一步保证气体不会窜入防腐套管与探头部之间的缝隙内，同时保证防腐套管的位置稳定性，环形凸台的下方设有密封圈安装槽，密封圈安装槽内安装有密封圈，防腐套管的上端通过密封圈与探头部的内壁密封连接。

进一步，为减小膜片与梯形腔之间的摩擦损耗，并同时提高接触效果，膜片的下方还设置有具有塑性的密封膜，密封膜与膜片叠加设置且与连接柱固定连接，密封膜的直径尺寸不小于膜片的直径尺寸。通过密封膜的变形来减小与梯形腔之间的摩擦损耗，同时能够有效保证密封性。

在本实用新型中，弹性垫圈与密封钢圈之间还设有缓冲垫圈，缓冲垫圈的上下端面分别与弹性垫圈与密封钢圈接触。通过缓冲垫圈来挤压弹性垫圈，使弹性垫圈的挤压面积更大，便于弹性垫圈均匀变形，保证弹性垫圈在挤压和回复过程中，位置不变形。

进一步，阀端盖与连接柱螺纹连接，当阀端盖朝螺纹旋进的方向旋转时，端盖通过密封钢圈压缩弹簧。通过阀端盖可以用于开启\/密封连接部，即，当阀端盖朝螺纹旋进的方向旋转时，端盖通过密封钢圈压缩弹簧，弹簧的下部挤压膜片，致使膜片与梯形腔紧紧相贴，由此在气压状态下，膜片向上滑动将变得更困难，膜片下部的气体不易窜入至膜片上部，进而达到密封效果，使在线检测装置在未使用的状态下，进一步保持在线检测装置的密封性，相应地，在需要使用在线检测装置时，阀端盖朝螺纹旋出的方向旋转即可，实现两种使用操作方式。

为了便于防腐套管安装和取出，探头部下端的内壁设有阶梯结构，防腐套管的外径不大于探头部的最小内径。该阶梯结构不仅可以预留出装卸间隙，以便于防腐套管安装和取出，还能用于检查防腐套管是否安装到位，以确保结构的紧密性。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：通过机械式结构来检测罐内气压，由此间接检测罐内白烟浓度，机械式的检测结构稳定可靠，灵敏度可调，气体腐蚀所带来的影响较小，能够长时间稳定的进行检测，结构简单，使用方便且成本低，无需复杂的电路信号控制和检测结构，有效解决了自动气体检测装置所存在的灵敏度不稳定，检测探头更换频繁的问题。

附图说明

图1是本实用新型的机械式在线检测装置安装在酸解罐盖体上时的结构示意图；

图2是本实用新型的一种机械式在线检测装置开启状态时的结构示意图；

图3是图2的在线检测装置关闭时的结构示意图；

图4是本实用新型的另一种机械式在线检测装置开启状态时的结构示意图；

图5是图4的在线检测装置关闭时的结构示意图。

图中标记：1为酸解罐盖体，2为在线检测装置，3为安装插管，301为探头部，302为连接部，303为梯形腔，4为调节盖，401为调节阀安装孔，5为连接柱，6为阀端盖，7为膜片，8为弹簧，9为密封钢圈，10为弹性垫圈，11为第一气体通道，12为第二气体通道，13为气体缓冲室，14为防腐套管，15为环形凸台，16为密封圈，17为密封膜，18为缓冲垫圈。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1至图3所示，一种钛白粉酸解罐用机械式在线检测装置，包括酸解罐盖体1，酸解罐盖体1上设置有在线检测装置2，所述在线检测装置2包括安装插管3，安装插管3的一端伸入酸解罐内形成探头部301，安装插管3的另一端突出于酸解罐盖体1外形成连接部302，安装插管3与酸解罐盖体1固定连接，例如可以是螺纹连接，连接部302上螺纹连接有调节盖4，调节盖4中部开孔形成调节阀安装孔401，调节阀安装孔401为阶梯孔结构，连接部302的中空腔沿安装插管3的轴线向探头部301方向直径逐渐减小形成梯形腔303，调节阀安装孔401内安装有调节阀，所述调节阀包括连接柱5，连接柱5的上下端分别连接阀端盖6和膜片7，阀端盖6和膜片7之间套设有弹簧8，弹簧8的上端通过密封钢圈9与阀端盖6抵紧，密封钢圈9用于密封调节阀安装孔401的上部，连接柱5穿过密封钢圈9且与密封钢圈9密封连接，密封钢圈9能沿连接柱5的表面滑动，阀端盖6突出于调节盖4的顶部，膜片7的下端与梯形腔303的壁面接触，膜片7能够沿连接柱5的表面滑动，调节阀安装孔401的底端和连接部302的顶端之间设置有弹性垫圈10，弹性垫圈10卡接在调节盖4内，弹性垫圈10与调节盖4分别设有第一气体通道11和第二气体通道12，第一气体通道11和第二气体通道12相互接通，膜片7用于打开或密封梯形腔303，弹性垫圈10用于排出膜片7上方的气体。

首先，先将安装插管3固定安装在酸解罐盖体1上，然后将调节阀置于调节阀安装孔401内，安装弹性垫圈10，通过调节盖4向连接部302旋进，待旋进至指定深度后，停止旋进动作，此时，在线检测装置2处于开启状态，当罐内的气压达到设定的检测气压值时，膜片7被顶开，罐内气体通过第一气体通道11和第二气体通道12排出，并发出声响，此时表示罐内的气压已达到设定的检测气压值，通过检测气压来间接反映罐内白烟的浓度，即气压越大，罐内产生的白烟就越多，白烟浓度就越大，由此提醒操作人员需要停止加热，当不需要在线检测装置工作时，再次旋进调节盖4，使旋进深度到达下一个制定深度，此时，弹性垫圈受到挤压而压缩第一气体通道11，第一气体通道11关闭，同时，密封钢圈9压缩弹簧8而使膜片7紧紧与梯形腔303的内壁贴合，在双重密封作用下，罐内气体无法通过在线检测装置2排出罐外，该装置相比于人工观察来说，判断方式更简单方便，检测结果更可靠，其相比于自动气体检测装置来说，无需复杂的电路信号控制和检测结构，灵敏度稳定可调，有效解决了自动气体检测装置所存在的灵敏度不稳定，检测探头更换频繁的问题。

在本实用新型的一个实施例中，为了方便安装，同时保证第一气体通道11和第二气体通道12顺利接通，弹性垫圈10与调节盖4的内壁之间设有气体缓冲室13，如图4和图5所示，气体缓冲室13分别接通第一气体通道11和第二气体通道12。第一气体通道11先将气体排入气体缓冲室13，然后再由气体缓冲室13排入第二气体通道12内，由此无需保证第一气体通道11和第二气体通道12对齐，降低了安装难度。

在本实用新型的一个实施例中，为了提高探头部301内壁的防腐性能，探头部301中空腔内套设有防腐套管14，如图2-5所示，通过具有防腐作用的防腐套管14来提高探头部301内壁的防腐性能，防腐套管14可以由耐高温酸性材料制成，例如聚四氟乙烯材料，为了进一步紧固防腐套管14，防止防腐套管14窜入梯形腔303内，探头部301中空腔与连接部302的梯形腔303相接处设置环形凸台15，防腐套管14的顶部与环形凸台15接触。

作为一种改进地实施方式，为了进一步保证气体不会窜入防腐套管14与探头部301之间的缝隙内，同时保证防腐套管14的位置稳定性，环形凸台15的下方设有密封圈安装槽（图中未标出），密封圈安装槽内安装有密封圈16，防腐套管14的上端通过密封圈16与探头部301的内壁密封连接。

作为一种改进地实施方式，为减小膜片7与梯形腔303之间的摩擦损耗，并同时提高接触效果，膜片7的下方还设置有具有塑性的密封膜17，如图2-5所示，密封膜17与膜片7叠加设置且与连接柱5固定连接，密封膜17的直径尺寸不小于膜片7的直径尺寸。通过密封膜17的变形来减小与梯形腔303之间的摩擦损耗，同时能够有效保证密封性。

在本实用新型的一个实施例中，弹性垫圈10与密封钢圈9之间还设有缓冲垫圈18，如图4和图5所示，缓冲垫圈18的上下端面分别与弹性垫圈10与密封钢圈9接触。通过缓冲垫圈18来挤压弹性垫圈10，使弹性垫圈10的挤压面积更大，便于弹性垫圈10均匀变形，保证弹性垫圈10在挤压和回复过程中，位置不变形。

在本实用新型的一个实施例中，阀端盖6与连接柱5螺纹连接，当阀端盖6朝螺纹旋进的方向旋转时，阀端盖6通过密封钢圈9压缩弹簧8。通过阀端盖6可以用于开启或密封连接部302，即，当阀端盖6朝螺纹旋进的方向旋转时，阀端盖6通过密封钢圈9压缩弹簧8，弹簧8的下部挤压膜片7，致使膜片7与梯形腔303紧紧相贴，由此在气压状态下，膜片7向上滑动将变得更困难，膜片7下部的气体不易窜入至膜片7上部，进而达到密封效果，使在线检测装置2在未使用的状态下，进一步保持在线检测装置2的密封性，相应地，在需要使用在线检测装置2时，阀端盖6朝螺纹旋出的方向旋转即可，实现两种使用操作方式。

在本实用新型的一个实施例中，为了便于防腐套管14安装和取出，探头部301下端的内壁设有阶梯结构（图中未标出），防腐套管14的外径不大于探头部301的最小内径。该阶梯结构不仅可以预留出装卸间隙，以便于防腐套管14安装和取出，还能用于检查防腐套管14是否安装到位，以确保结构的紧密性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

设计图

一种钛白粉酸解罐用机械式在线检测装置论文和设计

一种钛白粉酸解罐用机械式在线检测装置论文和设计-陈兴平

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