Пристрій для одержання губчатого титану

1. Пристрій для одержання губчатого титану, який містить встановлений в електричній печі реактор із кришкою, оснащеною центральним патрубком з фланцем, розміщений у холодильнику і оснащений вакуумпроводом конденсатор із кришкою, оснащеною центральним патрубком з фланцем, паропровід, що з’єднує реактор і конденсатор і виконаний у вигляді труби, і систему автономного 3 12170 4 лодильнику і одночасно включають нагрівання В основу корисної моделі поставлена задача реактора в електричній печі. Включають живлення удосконалення пристрою для одержання губчатого джерела низьковольтної напруги для нагрівання титану, в якому введення нових елементів і наявпаропроводу. При нагріванні реактора до темпеність нових зв'язків між елементами пристрою заратури 1000-1020°С відбувається очищення титабезпечують вирівнювання температури паропронвмісної реакційної маси від дихлориду магнію і воду і, отже, стабілізацію температури парового магнію, які випаровуються, по паропроводу надхосередовища в ньому, що дозволяє оптимізувати дять у конденсатор, де конденсуються і накопичупроцес вакуумної сепарації титанвмісної реакційються у вигляді твердої фази. Після закінчення ної маси і за рахунок цього підвищити ефективпроцесу вакуумної сепарації пристрій демонтують, ність сепарації при одночасному зниженні енерговідрізаючи паропровід від фланців центральних витрат на виробництво губчатого титану. патрубків кришок реактора і конденсатора. Поставлена задача вирішується тим, що в Недоліком відомого пристрою є нерівномірна пристрої для одержання губчатого титану, який температура паропроводу по його довжині і, отже, включає встановлений в електричній печі реактор нестабільна температура парового середовища в із кришкою, спорядженою центральним патрубком ньому, що обумовлює можливість осадження магз фланцем, розміщений у холодильнику і спорянію і дихлориду магнію в паропроводі і на виході з джений вакуумпроводом конденсатор із кришкою, нього і призводить до забивання паропроводу. Це спорядженою центральним патрубком з фланцем, пояснюється таким чином. паропровід, що з'єднує реактор і конденсатор і В процесі вакуумної сепарації одержаної титавиконаний у вигляді труби, і систему автономного нвмісної маси реактор нагрівають в електричній прямого нагрівання паропроводу, яка містить джепечі до температур 1000-1020°С, а конденсатор рело низьковольтної напруги з двома струмоввоохолоджують у холодильнику. Мінімальна темпедами, шинопровід і два клемних з'єднання, електратура парового середовища у паропроводі порично з'єднані з кінцями паропроводу, новим, винна бути вище температури конденсації парів відповідно до корисної моделі, що заявляється, є магнію і дихлориду магнію, тобто повинна бути не те, що пристрій додатково містить стакани з фланижче 720-750°С. нцями, герметично з'єднані в нижній частині з кінУ відомому пристрої при включенні системи цями паропроводу, встановлені в центральних автономного нагрівання паропроводу по всій його патрубках і з'єднані з ними за допомогою фланців, довжині проходить однаковий струм, що обумова система прямого нагрівання паропроводу спорялює виділення однакової кількості теплоти для джена додатковим джерелом низьковольтної нанагрівання паропроводу. Але, оскільки один кінець пруги з двома струмовводами і додатковим клемпаропроводу встановлений у кришці реактора, що ним з'єднанням, розташованим на паропроводі між нагрівається, а інший - у кришці охолоджуваного його кінцями, причому перші струмовводи джерел конденсатора, паропровід при цьому нагрівається низьковольтної напруги з'єднані з клемними з'єднерівномірно, температура паропроводу по його наннями, електрично з'єднаними з кінцями паропдовжині, а, отже, і температура парового середороводу, а другі - з додатковим клемним з'єднанвища в ньому суттєво змінюється. Тобто, відбуваням. ється перегрів паропроводу з боку, приєднаного Новим також є те, що між стаканами і паропдо реактора, що призводить до підвищених витрат роводом установлені вставки з електроізоляційноелектроенергії. Або, якщо паропровід нагрівати до го матеріалу. нижчої температури, у паропроводі, на ділянці, яка Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю примикає до конденсатора, можуть осаджуватися суттєвих ознак корисної моделі, що заявляється, і магній і дихлорид магнію, що приводить до забитехнічним результатом, що досягається, полягає в вання паропроводу, погіршення умов проведення такому. вакуумної сепарації і необхідності проведення Заявлене конструктивне виконання пристрою трудомісткої операції очищення паропроводу. для одержання губчатого титану, а саме: Крім того, у зв'язку з тим, що у відомому при- введення в пристрій стаканів з фланцями, строї кінці паропроводу приєднані до центральних герметично з'єднаних у нижній частині з кінцями патрубків, установлених на кришках реактора і паропроводу; конденсатора, при включенні системи автономного - розміщення стаканів у центральних патрубнагрівання паропроводу його кінці нагріваються в ках і з'єднання з ними за допомогою фланців; меншому ступені, оскільки відбувається їх охоло- спорядження системи прямого нагрівання дження за рахунок нижчої температури центральпаропроводу додатковим джерелом низьковольтних патрубків. Відповідно, знижується температура ної напруги з двома струмовводами і додатковим парового середовища на ділянках паропроводу, клемним з'єднанням, розташованим на паропроякі примикають до центральних патрубків, і на виводі між його кінцями; ході парового середовища з паропроводу в кон- з'єднання перших струмовводів джерел низьденсатор. ковольтної напруги з клемними з'єднаннями, елекЦе також призводить до забивання паропротрично з'єднаними з кінцями паропроводу, а друводу з боку конденсатора, погіршення умов провегих - з додатковим клемним з'єднанням. дення вакуумної сепарації і необхідності демонтаУ сукупності з відомими ознаками корисної жу пристрою для очищення паропроводу. моделі забезпечують вирівнювання температури Внаслідок цього процес вакуумної сепарації у віпаропроводу і стабілізацію температури парового домому пристрої характеризується низькою ефексередовища в ньому, що дозволяє оптимізувати тивністю. процес вакуумної сепарації титанвмісної маси і за 5 12170 6 рахунок цього підвищити ефективність сепарації точці паропроводу на рівні, мінімально припустипри одночасному зниженні енерговитрат на виромому для виключення конденсації парів магнію і бництво губчатого титану. дихлориду магнію в паропроводі, тобто в межах Введення в пристрій стаканів з фланцями, ро720-750°С. Стабілізація температури парового зміщених у центральних патрубках, з'єднаних з середовища в паропроводі забезпечує оптимізаними за допомогою фланців і герметично з'єднацію процесу вакуумної сепарації титанвмісної реаних у нижній частині з кінцями паропроводу, докційної маси, оскільки виключає можливість забизволяє знизити охолодження кінців паропроводу вання паропроводу осілими на його стінках при нагріванні його електричним струмом, обумомагнієм і дихлоридом магнію. Таким чином, забезвлене контактуванням з холоднішими центральпечується підвищення ефективності процесу вакуними патрубками кришок реактора і конденсатора. умної сепарації і зниження енерговитрат на вироПри включенні системи автономного нагрівання бництво губчатого титану. паропроводу електричним струмом нагрівається Між стаканами і паропроводом можуть бути не тільки паропровід, але і стакани, герметично встановлені вставки з електроізоляційного матеріз'єднані з його кінцями. За рахунок цього запобігаалу для виключення можливості електричного конється охолодження кінців паропроводу, що сприяє такту стаканів з паропроводом у будь-якому іншовирівнюванню температури паропроводу і, отже, му місці, крім з'єднання їх у нижній частині, що виключає можливість осадження магнію і дихловиключає можливість короткого замикання і підриду магнію в паропроводі і на виході з нього. вищує надійність пристрою. Введення в систему прямого нагрівання пароПристрій для одержання губчатого титану проводу додаткового джерела низьковольтної на(див. фіг.) містить реактор 1 із кришкою 2, споряпруги з двома струмовводами і додаткового клемдженою центральним патрубком 3, встановлений ного з'єднання, розташованого на паропроводі між в електричній печі 4, розміщений у холодильнику 5 його кінцями, і з'єднання перших струмовводів і споряджений вакуумпроводом 6 конденсатор 7 із джерел низьковольтної напруги з клемними з'єдкришкою 8, спорядженою центральним патрубком наннями, електрично з'єднаними з кінцями пароп9, паропровід 10, що з'єднує реактор 1 і конденсароводу, а других - з додатковим клемним з'єднантор 7 і виконаний у вигляді труби, і систему 11 авням, дозволяє підвищити ефективність вакуумної тономного прямого нагрівання паропроводу 10, сепарації титанвмісної реакційної маси за рахунок яка містить два джерела 12 і 13 низьковольтної вирівнювання температури паропроводу і стабілінапруги, шинопровід 14 і клемні з'єднання 15, 16 і зації температури парового середовища в ньому. 17. Джерело 12 низьковольтної напруги містить Це пояснюється таким чином. два струмоввода 18 і 19. Джерело 13 низьковольтВ пристрої, що заявляється, ділянка паропроної напруги містить два струмоввода 20 і 21. воду між клемним з'єднанням, електрично з'єднаЦентральні патрубки 3 і 9 споряджені фланцями ним з кінцем паропроводу, розміщеним у кришці 22 і 23, відповідно. Пристрій містить також стакани реактора, і клемним з'єднанням, розміщеним на 24 і 25 з фланцями 26 і 27, відповідно, розміщені в паропроводі між його кінцями, (ділянка А) нагрівацентральних патрубках 3 і 9. При цьому фланець ється першим джерелом низьковольтної напруги, 26 стакана 24 з'єднаний з фланцем 22 патрубка 3, а ділянка паропроводу між клемним з'єднанням, фланець 27 стакана 25 з'єднаний з фланцем 23 електрично з'єднаним з кінцем паропроводу, розпатрубка 9. Один кінець паропроводу 10 розміщеміщеним у кришці конденсатора, і клемним з'єдний у стакані 24 і герметично з'єднаний з ним у нанням, розміщеним на паропроводі між його кіннижній частині, а інший кінець паропроводу 10 цями, (ділянка Б) нагрівається другим джерелом розміщений у стакані 25 і герметично з'єднаний з низьковольтної напруги. Це дозволяє нагрівати ним у нижній частині. Клемні з'єднання 15 і 16, зазначені ділянки паропроводу роздільно, вирівелектрично з'єднані з кінцями паропроводу 10, нюючи таким чином температуру паропроводу по можуть бути розміщені на кришках 2 і 8 реактора 1 його довжині і стабілізуючи температуру парового і конденсатора 7, або на центральних патрубках 3 і середовища в ньому. 9, або на стаканах 24 і 25 (як зазначено на фіг.). Крім того, ділянка Б паропроводу, яка контакКлемне з'єднання 15 за допомогою шинопроводу тує з охолоджуваним конденсатором, вимагає бі14 підключене до струмовводу 18 джерела 12 нильшого часу для розігріву до необхідних темперазьковольтної напруги. Клемне з'єднання 16 за дотур. У заявленому пристрої можливість помогою шинодроводу 14 підключене до струмовроздільного нагрівання ділянок паропроводу доводу 21 джерела 13 низьковольтної напруги. зволяє реалізувати попереднє нагрівання ділянки Клемне з'єднання 17 розміщене на паропроводі 10 Б паропроводу шляхом більш раннього включення між його кінцями і за допомогою шинопроводу 14 живлення другого джерела низьковольтної напрупідключене до струмовводів 19 і 20 джерел 12 і 13 ги порівняно з включенням живлення першого низьковольтної напруги, відповідно. Між стаканами джерела низьковольтної напруги, яке нагріває ді24 і 25 і паропроводом 10 можуть бути встановлені лянку А. Місце розташування додаткового клемновставки 28 і 29 з електроізоляційного матеріалу. го з'єднання на паропроводі, що забезпечує більЯк електроізоляційний матеріал може бути викоше нагрівання ділянки Б паропроводу в порівнянні ристаний будь-який електроізоляційний матеріал, з нагріванням ділянки А паропроводу, яка додатякий характеризується необхідною термостійкістю, ково нагрівається парами, що виходять з реактоміцністю і жорсткістю. ра, встановлено експериментально. Заявлений пристрій для одержання губчатого Таке виконання пристрою дозволяє підтримутитану працює таким чином. вати температуру парового середовища в кожній В реакторі 1 відомим способом здійснюють 7 12170 8 процес відновлення тетрахлориду титану магнієм. джерела 13 низьковольтної напруги для нагріванПісля завершення відновлення здійснюють вакууня ділянки А паропроводу 10, яка примикає до мну сепарацію одержаної реакційної маси. Для конденсатора, потім включають живлення джерецього паропроводом 10 з'єднують реакторі, встала 12 низьковольтної напруги для нагрівання діляновлений в електричній печі 4, і конденсатор 7, нки Б паропроводу, яка примикає до реактора, розміщений у холодильнику 5. Один кінець паропзабезпечуючи температуру парового середовища роводу 10 розміщають у стакані 24, герметично на всіх ділянках паропроводу 10 на рівні 720з'єднуючи їх у нижній частині. Інший кінець пароп750°С. роводу 10 розміщають у стакані 25, герметично При нагріванні реактора 1 до температури з'єднуючи їх у нижній частині. 1000-1020°С відбувається очищення титанвмісної Стакан 24 встановлюють у центральний патреакційної маси від дихлориду магнію і магнію, які рубок 3, розміщений у кришці 2 реактора 1, і з'єдвипаровуються, по паропроводу 10 надходять у нують з патрубком 3, зварюючи фланці 26 і 22, конденсатор 7, де конденсуються і накопичуються якими споряджені стакани 24 і патрубок 3, відповіу вигляді твердої фази. При цьому за рахунок видно. Між стаканом 24 і паропроводом 10 розміщарівнювання температури паропроводу 10 і стабіліють вставку 28 з електроізоляційного матеріалу. зації температури парового середовища в ньому Стакан 25 встановлюють у центральний патрубок на необхідному і достатньому рівні виключається 9, розміщений у кришці 8 конденсатора 7, і з'єднуможливість осадження дихлориду магнію і магнію ють з патрубком 9, зварюючи фланці 27 і 23, якими в паропроводі 10, що запобігає його забиванню. споряджені стакан 25 і патрубок 9, відповідно. Між Таким чином, заявлений пристрій для одерстаканом 25 і паропроводом 10 встановлюють жання губчатого титану забезпечує вирівнювання вставку 29 з електроізоляційного матеріалу. температури паропроводу і стабілізацію темпераДо кришок 2 і 8, або до патрубків 3 і 9, або до тури парового середовища в ньому, що дозволяє стаканів 24 і 25 (як зазначено на фіг.) приварюють оптимізувати процес вакуумної сепарації титанвклемні з'єднання 15 і 16. Клемне з'єднання 15 за місної реакційної маси і за рахунок цього підвищидопомогою шинопроводу 14 підключають до струти ефективність сепарації при одночасному знимовводу 18 джерела 12 низьковольтної напруги женні енерговитрат на виробництво губчатого тивідповідно, а клемне з'єднання 16 за допомогою тану. шинопроводу 14 підключають до струмовводу 21 Заявлений пристрій був випробуваний у проджерела 13 низьковольтної напруги. Клемне з'єдмислових умовах. В результаті досліднонання 17 приварюють до паропроводу 10 між його промислових іспитів пристрою, що заявляється, кінцями в місці, встановленому експериментально, було встановлено, що в, процесі вакуумної сепаі за допомогою шинопроводу 14 підключають до рації по всій довжині паропроводу температура струмовводів 19 і 20 джерел 12 і 13 низьковольтпарового середовища склала 720-750°С, що виної напруги. ключило осадження магнію і дихлориду магнію в Вакуумпровід 6, встановлений у конденсаторі паропроводі і на виході з нього і, тим самим запо7, приєднують до вакуумблоку і відкачують повітря бігло забиванню паропроводу. з внутрішнього простору пристрою. Включають Корисна модель, що заявляється, може бути охолодження поверхні конденсатора 7 у холодивиготовлена на існуючому устаткуванні з викорисльнику 5 і одночасно включають нагрівання реактанням відомих матеріалів і засобів, що підтвертора 1 в електричній печі 4. Включають живлення джує промислову придатність об'єкта. 9 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков 12170 Підписне 10 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601