Установка для одержання губчатого титану

1. Установка для одержання губчатого титану, яка 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 12171 4 лодильнику і одночасно включають нагрівання ність нових зв'язків між елементами установки реактора в електричній печі. Включають живлення забезпечують вирівнювання температури паропджерела низьковольтної напруги для нагрівання роводу і, отже, стабілізацію температури парового паропроводу. При нагріванні реактора до темпесередовища в ньому, що дозволяє оптимізувати ратури 1000-1020°С відбувається очищення титапроцес вакуумної сепарації титанвмісної реакційнвмісної реакційної маси від дихлориду, магнію і ної маси і за рахунок цього підвищити ефективмагнію, які випаровуються, по паропроводу надхоність сепарації при одночасному зниженні енергодять у конденсатор, де конденсуються і накопичувитрат на виробництво губчатого титану. ються у вигляді твердої фази. Після закінчення Поставлена задача вирішується тим, що в процесу вакуумної сепарації установку демонтуустановці для одержання губчатого титану, яка ють, відрізуючи паропровід від фланців центральвключає встановлений в електричній печі реактор них патрубків кришок реактора і конденсатора. із кришкою, оснащеною центральним патрубком з Недоліком відомої установки є нерівномірна фланцем, розміщений у холодильнику і оснащетемпература паропроводу по його довжині і, таким ний вакуумпроводом конденсатор із кришкою, чином, нестабільна температура парового сереоснащеною центральним патрубком з фланцем, довища в ньому, що обумовлює можливість осапаропровід, що з'єднує реактор і конденсатор і дження парів у паропроводі і призводить до його виконаний у вигляді труби, і систему автономного забивання. Це пояснюється таким чином. прямого нагрівання паропроводу, яка містить джеВ процесі вакуумної сепарації одержаної титарело низьковольтної напруги з двома струмоввонвмісної маси реактор нагрівають до температур дами, шинопровід і два клемних з'єднання, елект1000-1020°С, а конденсатор охолоджують у холорично з'єднані з кінцями паропроводу, новим, дильнику. Мінімальна температура парового серевідповідно до корисної моделі, що заявляється, є довища в паропроводі повинна перевищувати тете, що установка додатково містить стакани з мпературу конденсації парів магнію і дихлориду фланцями, герметично з'єднані в нижній частині з магнію, тобто повинна бути не нижче 720-750°С. кінцями паропроводу, встановлені в центральних У відомій установці паропровід включений в патрубках і з'єднані з ними за допомогою фланців, електричну схему його нагрівання так, що по всій а система прямого нагрівання паропроводу оснайого довжині проходить однаковий струм. Це обущена додатковим клемним з'єднанням, розташомовлює виділення однакової кількості теплоти для ваним на паропроводі між його кінцями, причому нагрівання паропроводу. Але, оскільки один кінець перший струмоввід джерела низьковольтної напаропроводу встановлений у кришці реактора, що пруги з'єднаний із клемними з'єднаннями, електнагрівається, а інший - у кришці охолоджуваного рично з'єднаними з кінцями паропроводу, а другий конденсатора, температура паропроводу по його - з додатковим клемним з'єднанням. довжині, а, отже, і температура парового середоНовим також є те, що між стаканами і паропвища в ньому суттєво змінюється. Таким чином роводом установлені вставки з електроізоляційновідбувається перегрів паропроводу з боку, приєдго матеріалу. наного до реактора, що призводить до підвищених Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю витрат електроенергії. Або, якщо паропровід насуттєвих ознак корисної моделі, що заявляється, і грівати до нижчої температури, у паропроводі, на технічним результатом, що досягається, полягає в ділянці, яка примикає до конденсатора, можуть тому, що заявлене конструктивне виконання устаосаджуватися магній і дихлорид магнію, що приновки для одержання губчатого титану, а саме: водить до забивання паропроводу, погіршення - введення в установку стаканів з фланцями, умов проведення вакуумної сепарації і необхіднорозміщених у центральних патрубках і з'єднаних з сті проведення трудомісткої операції очищення ними за допомогою фланців; паропроводу. - герметичне з'єднання стаканів у нижній часКрім того, у зв'язку з тим, що у відомій устанотині з кінцями паропроводу; вці кінці паропроводу приєднані до центральних - введення в систему прямого нагрівання папатрубків, установлених на кришках реактора і ропроводу додаткового клемного з'єднання, розконденсатора, при включенні системи автономного ташованого на паропроводі між його кінцями; нагрівання паропроводу його кінці нагріваються в - з'єднання першого струмовводу джерела нименшому ступені, оскільки відбувається їх охолозьковольтної напруги з клемними з'єднаннями, дження за рахунок нижчої температури центральелектрично з'єднаними з кінцями паропроводу, а них патрубків. Відповідно, знижується температура другого - з додатковим клемним з'єднанням у супарового середовища на ділянках паропроводу, купності з відомими ознаками корисної моделі заякі примикають до центральних патрубків, і на вибезпечують вирівнювання температури паропроході парового середовища з паропроводу в конводу і, отже, стабілізацію температури парового денсатор. Це також призводить до забивання пасередовища в ньому, що дозволяє оптимізувати ропроводу з боку конденсатора, погіршення умов процес вакуумної сепарації титанвмісної реакційпроведення вакуумної сепарації і необхідності деної маси і за рахунок цього підвищити ефективмонтажу установки для очищення паропроводу. ність сепарації при одночасному зниженні енергоВнаслідок цього процес вакуумної сепарації у вівитрат на виробництво губчатого титану. домій установці характеризується низькою ефекВведення в установку стаканів з фланцями, тивністю. розміщених у центральних патрубках, з'єднаних з В основу корисної моделі поставлена задача ними за допомогою фланців і герметично з'єднаудосконалення установки для одержання губчатоних у нижній частині з кінцями паропроводу, дого титану, в якій введення нових елементів і наявзволяє знизити охолодження кінців паропроводу 5 12171 6 при нагріванні його електричним струмом, обумокання і підвищує надійність установки. влене контактуванням з холоднішими центральТаким чином, заявлене конструктивне виконими патрубками кришок реактора і конденсатора. нання установки для одержання губчатого титану При включенні системи автономного нагрівання забезпечує вирівнювання температури паропропаропроводу електричним струмом нагрівається воду по всій його довжині і, отже, стабілізацію тене тільки паропровід, але і стакани, герметично мператури парового середовища в ньому, що доз'єднані з його кінцями. За рахунок цього запобігазволяє оптимізувати процес вакуумної сепарації ється охолодження кінців паропроводу, що сприяє титанвмісної реакційної маси і за рахунок цього вирівнюванню температури паропроводу і, отже, підвищити ефективність сепарації при одночасновиключає можливість осадження в ньому магнію і му зниженні енерговитрат на виробництво губчадихлориду магнію. того титану. Введення в систему прямого нагрівання пароСуть корисної моделі, що заявляється, пояспроводу додаткового клемного з'єднання, розтанюється кресленням (фіг.), на якому зображений шованого на паропроводі між його кінцями і з'єдзагальний вигляд установки. нання першого струмовводу джерела Установка для одержання губчатого титану мінизьковольтної напруги з клемними з'єднаннями, стить реактор 1 із кришкою 2, оснащеною центраелектрично з'єднаними з кінцями паропроводу, а льним патрубком 3, встановлений в електричній другого - з додатковим клемним з'єднанням допечі 4, а також розміщений у холодильнику 5 і зволяє підвищити ефективність вакуумної сепараоснащений вакуумпроводом 6 конденсатор 7 із ції титанвмісної реакційної маси за рахунок вирівкришкою 8, оснащеною центральним патрубком 9, нювання температури паропроводу і, отже, паропровід 10, що з'єднує реактор 1 і конденсатор стабілізації температури парового середовища в 7 і виконаний у вигляді труби, і систему 11 автоньому. Це пояснюється таким чином. номного прямого нагрівання паропроводу 10, яка В установці, що заявляється, ділянка паропмістить джерело 12 низьковольтної напруги з двороводу між клемним з'єднанням, електрично з'єдма струмовводами 13 і 14, шинопровід 15 і клемні наним з кінцем паропроводу, розміщеним у кришці з'єднання 16, 17 і 18. Центральні патрубки 3 і 9 реактора, і клемним з'єднанням, розміщеним. на оснащені фланцями 19 і 20, відповідно. Установка паропроводі між його кінцями, (ділянка А) і ділянка містить також стакани 21 і 22 з фланцями 23 і 24, паропроводу між клемним з'єднанням, електрично відповідно, розміщені в центральних патрубках 3 і з'єднаним з кінцем паропроводу, розміщеним у 9. При цьому фланець 23 стакана 21 з'єднаний з кришці конденсатора, і клемним з'єднанням, розфланцем 19 патрубка 3, фланець 24 стакана 22 міщеним на паропроводі між його кінцями, (ділянка з'єднаний з фланцем 20 патрубка 9. Один кінець Б) включені в електричну схему паралельно. Тому паропроводу 10 розміщений у стакані 21 і герменапруга на всіх ділянках однакова, а загальна сила тично з'єднаний з ним у нижній частині, а інший струму визначається струмами, що протікають по кінець паропроводу 10 розміщений у стакані 22 і кожній ділянці паропроводу. Кількість теплоти, що герметично з'єднаний з ним у нижній частині. Клевиділяється при проходженні струму по кожній мні з'єднання 16 і 17, електрично з'єднані з кінцями ділянці паропроводу, прямо пропорційна квадрату паропроводу 10, можуть бути розміщені на кришсили струму. Отже, в установці, що заявляється, ках 2 і 8 реактора 1 і конденсатора 7, або на може бути реалізоване різне нагрівання ділянок центральних патрубках 3 і 9, або на стаканах 21 і паропроводу для вирівнювання температури па22 (як зазначено на фіг.). Зазначені клемні з'єдропроводу і стабілізації температури парового нання 16 і 17 за допомогою шинопроводу 15 підксередовища в ньому. лючені до струмовводу 13 джерела 12 низьковоМісце розташування додаткового клемного льтної напруги. Клемне з'єднання 18 розміщене на з'єднання на паропроводі, що забезпечує більше паропроводі 10 між його кінцями і за допомогою нагрівання ділянки Б паропроводу в порівнянні з шинопроводу 15 підключене до струмовводу 14 нагріванням ділянки А паропроводу, яка додатково джерела 12 низьковольтної напруги. Між стакананагрівається парами, що виходять з реактора, ми 21 і 22 і паропроводом 10 можуть бути установстановлюється експериментально. Таке виконанвлені вставки 25 і 26 з електроізоляційного матеріня установки дозволяє підтримувати температуру алу. Як електроізоляційний матеріал може бути парового середовища в кожній точці паропроводу використаний будь-який електроізоляційний матена рівні, мінімально припустимому для виключенріал, який характеризується необхідними термосня конденсації парів магнію і дихлориду магнію в тійкістю, міцністю і жорсткістю. паропроводі, тобто в межах 720-750°С. Це забезУстановка для одержання губчатого титану печує оптимізацію процесу вакуумної сепарації працює таким чином. титанвмісної реакційної маси, оскільки виключає У реакторі 1 відомим способом здійснюють можливість осадження в паропроводі і на виході з процес відновлення тетрахлориду титану магнієм. нього магнію і дихлориду магнію, а також дозволяє Після завершення відновлення здійснюють вакуузнизити енерговитрати на виробництво губчатого мну сепарацію одержаної реакційної маси. Для титану. цього паропроводом 10 з'єднують реакторі, встаМіж стаканами і паропроводом можуть бути новлений в електричній печі 4, і конденсатор 7, встановлені вставки з електроізоляційного матерірозміщений у холодильнику 5. Один кінець паропалу для виключення можливості електричного конроводу 10 розміщають у стакані 21, герметично такту стаканів з паропроводом у будь-якому іншоз'єднуючи їх у нижній частині. Інший кінець паропму місці, крім герметичного з'єднання їх у нижній роводу 10 розміщають у стакані 22, герметично частині, що виключає можливість короткого замиз'єднуючи їх у нижній частині. Стакан 21 встанов 7 12171 8 люють у центральний патрубок 3, розміщений у щення титанвмісної реакційної маси від дихлориду кришці 2 реактора 1, і з'єднують з патрубком 3, магнію і металевого магнію, які випаровуються, по зварюючи фланці 23 і 19, якими оснащені стакан паропроводу 10 надходять у конденсатор 7, де 21 і патрубок 3, відповідно. Між стаканом 21 і паконденсуються і накопичуються у вигляді твердої ропроводом 10 розміщають вставку 25 з електроіфази. При цьому за рахунок вирівнювання темпезоляційного матеріалу. Стакан 22 встановлюють у ратури паропроводу 10 по його довжині і стабіліцентральний патрубок 9, розміщений у кришці 8 зації температури парового середовища в ньому конденсатора 7, і з'єднують з патрубком 9, зварюна необхідному і достатньому рівні виключається ючи фланці 24 і 20, якими оснащені стакан 22 і можливість осадження дихлориду магнію і магнію патрубок 9, відповідно. Між стаканом 22 і паропров паропроводі 10, що запобігає його забиванню. водом 10 встановлюють вставку 26 з електроізоТаким чином, заявлена установка для одерляційного матеріалу. До кришок 2 і 8, або до патжання губчатого титану забезпечує вирівнювання рубків 3 і 9, або до стаканів 21 і 22 (як зазначено температури паропроводу і стабілізацію темперана фіг.) приварюють клемні з'єднання 16 і 17, які за тури парового середовища в ньому, що дозволяє допомогою шинопроводу 15 підключають до струоптимізувати процес вакуумної сепарації титанвмовводу 13 джерела 12 низьковольтної напруги. місної реакційної маси і за рахунок цього підвищиКлемне з'єднання 18 приварюють до паропроводу ти ефективність сепарації при одночасному зни10 між його кінцями в місці, встановленому експеженні енерговитрат на виробництво губчатого риментально, і за допомогою шинопроводу 15 підтитану. ключають до струмовводу 14 джерела 12 низькоЗаявлена установка була випробувана в провольтної напруги. мислових умовах. В результаті дослідноВакуумпровід 6, встановлений у конденсаторі промислових іспитів було встановлено, що в заяв7, приєднують до вакуумблоку і відкачують повітря леній установці за рахунок вирівнювання темпераз внутрішнього простору установки. Включають тури паропроводу виключається можливість осаохолодження поверхні конденсатора 7 у холодидження в паропроводі і на виході з нього магнію і льнику 5 і одночасно включають нагрівання реакдихлориду магнію, що запобігає забиванню пароптора 1 в електричній печі 4. Включають живлення роводу і виключає необхідність демонтажу устаноджерела 12 низьковольтної напруги для нагріванвки для очищення паропроводу. ня паропроводу 10, забезпечуючи температуру Корисна модель, що заявляється, може бути парового середовища на всіх ділянках паропрововиготовлена на існуючому устаткуванні з викорисду 10 на рівні 720-750°С. При нагріванні реактора танням відомих матеріалів і засобів, що підтвер1 до температури 1000-1020°С відбувається очиджує промислову придатність об'єкта. 9 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков 12171 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