一种用于黄磷电炉的电极砂封装置及其工作方法

技术领域

本发明涉及黄磷电炉的密封装置技术领域，具体涉及一种用于黄磷电炉的电极砂封装置及其工作方法。

背景技术

黄磷作为一种重要的化工产品，普遍用电炉法生产，电炉法生产黄磷是将磷矿、焦炭和硅石按一定比混合均匀后置入密闭电炉，通过电能在电极的热量，加热到相应温度进行化学反应。电极一般是通过将电极棒插进黄磷电炉混合料中，反应生成的磷蒸汽和CO等气体将从电炉导气管逸出来，经过水洗冷凝将磷和CO分离，冷却的磷需要精制后才能成为合格品的黄磷，CO气体通过一些列净化操作后作为可燃气体进一步利用。

黄磷电炉内会产生磷蒸汽、CO、二氧化硫等气态产物，这些气体容易在电极棒插入炉内时从缝隙逸出，这既浪费原料也会导致环境污染问题，为阻止炉内气体的逸散，需要使用特殊装置密封电极。

电极外围安装砂封是常见的解决方案，安装砂封后确实能解决气密性问题，但也普遍存在滑石粉消耗量过大的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是黄磷电炉的砂封中滑石粉消耗量过大，本发明的目的在于提供一种用于黄磷电炉的电极砂封装置及其工作方法，通过活动环的轴向移动使卡板与活动环之间的滑石粉滑入到电极棒与活动环之间的缝隙内，缝隙内的滑石粉以小的流量随电极棒的轴向移动而滑入电炉内，活动环与电极棒之间过多的滑石粉可滑入卡板与活动环之间的间隙内，使滑石粉的消耗量减少。

本发明通过下述技术方案实现：

一种用于黄磷电炉的电极砂封装置，包括：

圆锥筒体；

法兰，所述法兰与所述圆锥筒体相连，所述法兰固定设置；

活动环，所述活动环可轴向移动的设置在所述圆锥筒体内，活动环的一端面与所述法兰的一端面相抵靠；

卡板,所述卡板固定的设置在所述圆锥筒体内，卡板与活动环的另一端面之间具有间隙；

电极棒，所述电极棒插设在所述圆锥筒体内，且电极棒套设在所述法兰和活动环内，电极棒可轴向移动；

所述电极棒与活动环之间具有缝隙，圆锥筒体内装有滑石粉，圆锥筒体内的滑石粉在电极棒与活动环之间的缝隙内以小的流量随电极棒的轴向移动而滑入电炉内；通过电极棒的轴向移动使电极棒与活动环之间的缝隙内的多余滑石粉滑入到卡板与活动环之间的间隙内。

可选的，所述活动环与电极棒之间的缝隙小于8mm。

可选的，所述电极棒的外径为500±0.5mm，所述活动环外径为600±0.5mm，活动环的内径为516±0.5mm。

可选的，所述电极棒竖直设置，电极棒可竖直移动。

可选的，所述圆锥筒体横截面直径从上往下逐渐减小。

可选的，所述活动环位于所述圆锥筒体的下端内，活动环与圆锥筒体的内周壁相隔开，活动环可竖直移动。

可选的，所述卡板与所述活动环之间具有间隙，所述间隙为0.1-0.5mm。

可选的，所述活动环的厚度为10±0.5mm。

可选的，所述法兰的厚度为20±0.5mm，圆锥筒体的下端外周壁与所述法兰的上端面采用角焊连接，圆锥筒体的壁厚为6±0.5mm。

一种用于黄磷电炉的电极砂封装置的工作方法，包括如下步骤：

S01)：将圆锥筒体内装满滑石粉；

S02)：将电极棒向下轴向移动，滑石粉在电极棒与活动环之间的缝隙内以小的流量随电极棒的轴向移动而滑入电炉内；

S03)：电极棒的轴向下移过程中，电极棒与活动环之间的缝隙内的多余滑石粉滑入到卡板与活动环之间的间隙内，使滑石粉的消耗量减少。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1.本发明圆锥筒体与法兰相连，法兰固定设置，活动环可轴向移动的设置在圆锥筒体内，活动环的一端面与法兰的一端面相抵靠，卡板设置固定设置在圆锥筒体内，卡板与活动环的另一端面之间具有间隙，电极棒插设在圆锥筒体内，且电极棒套设在法兰和活动环内，电极棒可轴向移动，电极棒与活动环之间具有缝隙，圆锥筒体内装有滑石粉，圆锥筒体内的滑石粉在电极棒与活动环之间的缝隙内以小的流量随电极棒的轴向移动而滑入电炉内，通过活动环的轴向移动使卡板与活动环之间的滑石粉滑入到电极棒与活动环之间的缝隙内，缝隙内的滑石粉以小的流量随电极棒的轴向移动而滑入电炉内，活动环与电极棒之间过多的滑石粉可滑入卡板与活动环之间的间隙内，使滑石粉的消耗量减少。

2.本发明的活动环与电极棒之间的缝隙小于8mm，电极棒竖直设置，电极棒可上下或竖直移动，通过电极棒的轴向移动使活动环与电极棒之间的缝隙内的滑石粉滑入电炉内。

3.本发明的活动环可轴向移动，活动环和卡板之间如果没有间隙的空气层，则会导致活动环的内周壁与电极棒的外周壁之间的滑石粉挤占，即在电极棒轴向移动的时候，电极棒与活动环之间的滑石粉使活动环发生径向移动，活动环在径向方向上通过滑石粉挤压圆锥筒体，圆锥筒体会产生对法兰的径向挤压，导致法兰相对于圆锥筒体松动，活动环和卡板之间如果有间隙的空气层，则活动环能够随电极棒一起轴向运动即活动环与电极棒一起下移，卡板与活动环之间就有间隙，活动环与电极棒之间过多的滑石粉可滑入卡板与活动环之间的间隙内。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的剖面结构图；

图3为本发明的A处局部放大结构图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-圆锥筒体、2-法兰、3-活动环、4-卡板、5-电极棒。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

在本发明的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。

实施例1

如图1-图2所示，本实施例提供一种用于黄磷电炉的电极砂封装置，包括：圆锥筒体1、法兰2、活动环3、卡板4和电极棒5，圆锥筒体1与法兰2相连，法兰2固定设置，活动环3可轴向移动的设置在圆锥筒体1内，活动环3的一端面与法兰2的一端面相抵靠，卡板4固定设置在圆锥筒体1内，卡板4与活动环3的另一端面之间具有间隙，电极棒5插设在圆锥筒体1内，且电极棒5套设在法兰2和活动环3内，电极棒5可轴向移动；

电极棒5与活动环3之间具有缝隙，圆锥筒体1内装有滑石粉，圆锥筒体1内的滑石粉在电极棒5与活动环3之间的缝隙内以小的流量(这里的小的流量根据电极棒5下移的速度决定)随电极棒5的轴向移动而滑入电炉内；通过电极棒5的轴向移动使电极棒5与活动环3之间的缝隙内的多余滑石粉滑入到卡板4与活动环3之间的间隙内。

活动环3与电极棒5之间的缝隙小于8mm，电极棒5竖直设置，电极棒5可上下或竖直移动，通过电极棒5的轴向移动使活动环3与电极棒5之间的缝隙内的滑石粉滑入电炉内。

电极棒5的外径为500±0.5mm，活动环3外径为600±0.5mm，活动环3的内径为516±0.5mm，圆锥筒体1横截面直径从上往下逐渐减小，圆锥筒体1的下端外周壁与法兰2的上端面采用角焊连接，圆锥筒体1的壁厚为6±0.5mm，活动环3的厚度为10±0.5mm，法兰2的厚度为20±0.5mm。

活动环3位于圆锥筒体1的下端内，活动环3与圆锥筒体1的内周壁相隔开，活动环3可竖直即上下移动。

卡板4与活动环3之间具有间隙，间隙为0.1-0.5mm，活动环3本身可以随电机一起上下移动即活动环3可轴向移动，如果没有间隙的空气层，则会导致电极棒5的外周壁与活动环3的内周壁之间的空间被滑石粉挤占，即在电极棒5在轴向移动的时候，电极棒5与活动环3之间的滑石粉使活动环3发生径向移动，活动环3在径向方向上通过滑石粉挤压圆锥筒体1，圆锥筒体1会产生对法兰2的径向挤压，导致法兰2相对于圆锥筒体1松动。卡板4与活动环3之间具有间隙，活动环3的上下移动使活动环3与卡板4之间的滑石粉滑入到活动环3和卡板4之间的间隙内。

实施例2

基于实施例1，本发明的整个黄磷电炉的电极砂封装置安装在电极棒5的外部，电极棒5在加热过程中会有一定层度移动即上下移动，其它结构保持静止，电极棒5保持垂直。

圆锥筒体1内填充滑石粉，滑石粉通过电极棒5与活动环3之间的缝隙以小流量随电极棒滑入法兰2下端的电炉内。

活动环3与电极棒5之间的间隙极小，大约8mm，在电极棒直径为500mm大小时，滑动环3的外径为600mm，内径为516mm。由于滑石粉只能通过活动环3与电极棒5之间的缝隙进入炉内，因此可以减少炉外滑石粉的结块量。

而卡板4与活动环3之间的空间为具有间隙的空气层，这样活动环3可以随电机的移动而活动，如果没有间隙的空气层，则会导致电极棒5的外周壁与活动环3的内周壁之间的空间被滑石粉挤占，这样在电极棒5轴向移动的时候，活动环3在径向方向上会挤压法兰2，使法兰2相对于圆锥筒体1松动。

电极棒5外由圆锥筒体1包围，圆锥筒体1内装有滑石粉，卡板4在活动环3上面，卡板4主要用于保证活动环3的活动空间自由，卡板4是为了限制活动环3向上移动，卡板4和活动环3之间的间隙不被滑石粉挤占，活动环3与电极棒5之间保持透气环境也可以使电极棒5在移动的时候活动环3能够随电极棒5一起轴向运动即活动环3与电极棒5一起下移，卡板4与活动环3之间就有间隙，活动环3与电极棒5之间的滑石粉可滑入卡板4与活动环3之间的间隙内。

如图3所示，法兰2与圆锥筒体1之间焊接相连，整个滑石粉仅能通过活动环3与电极棒5之间的间隙进入炉内。

实施例3

基于实施例1-2，圆锥筒体1内填充滑石粉，原本无法完全密封的电极砂封装置，在有滑石粉堆积的作用下，气体只能十分少量的逸出炉内，一定层度减少了能源的浪费。关键在于该电极砂封装置能很好地防止包括磷蒸汽、CO和硫化氢等气体的逸出，从而减小对环境污染和对操作工人的安全隐患。

本发明的设计通过在电极棒5外套上一个小缝隙圆环即活动环3可以控制滑石粉随电极棒5进入电炉的流速，电极棒5上下移动的时候，滑石粉会从上滑落至炉内，同时会对活动环3产生挤压，这时活动环3就会产生水平方向或径向方向的位移，如果活动环3跑向径向方向的一方，则径向方向的另一方可能出现气密性变差导致漏气、黄磷遇空气自然出现明火的情况，可以通过敲击相反方向的移动即使活动环3在径向方向的另一方朝径向方向的一方移动以保证气密性良好，活动环3和电极棒5的使用能很好且较少的控制滑石粉的使用量，节约了大量成本。

本发明的电极棒5与圆锥筒体1间由滑石粉作为介质，活动环3作为分割电炉与滑石粉的横膈，卡板4是为确保活动环3的活动空间不被滑石粉挤占，否则在电极棒5移动时，滑石粉堆满活动环3的空间，电极棒5对活动环3的挤压会导致法兰2松动。活动环3与电极棒5间的缝隙有限，仅能使滑石粉顺着电极棒5而进入电炉，整个装置保持良好的气密性防止气体大量逸出同时减少滑石粉的消耗。

实施例4

基于实施例1-2，活动环3下移且电极棒5下移或活动环3抵靠在法兰2上且电极棒5下移，则电极棒5与活动环3之间的缝隙内的过多的滑石粉会滑入到活动环3和卡板4之间的间隙内，电极棒5下移可使活动环3和电极棒5之间的缝隙内的滑石粉滑入电炉内。活动环3的可适当径向移动还可以减少炉外滑石粉的结块量。

实施例5

基于实施例1-4，本实施例提供一种用于黄磷电炉的电极砂封装置的工作方法，包括如下步骤：

S01)：将圆锥筒体1内装满滑石粉；

S02)：将电极棒5向下轴向移动，滑石粉在电极棒5与活动环3之间的缝隙内以小的流量随电极棒5的轴向移动而滑入电炉内；

S03)：电极棒5的轴向下移过程中，电极棒5与活动环3之间的缝隙内的多余滑石粉滑入到卡板4与活动环3之间的间隙内，使滑石粉的消耗量减少。

本发明就是让电极棒5在向下轴向移动时，电极棒5与活动环3之间的缝隙内的滑石粉随电极棒5的轴向移动滑入电炉内，另外就是，电极棒5与活动环3之间的缝隙内多余的滑石粉滑入或流入卡板4与活动环3之间的间隙内。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。