專利名稱：一種TiCl₄自動(dòng)加料裝置和自動(dòng)加料方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自動(dòng)加料裝置和利用該自動(dòng)加料裝置的自動(dòng)加料方法，更具體地講，涉及在鎂熱還原真空蒸餾法生產(chǎn)海綿鈦時(shí)，設(shè)置于反應(yīng)器進(jìn)料口的一種TiCl4自動(dòng)加料裝置和利用該自動(dòng)加料裝置的自動(dòng)加料方法。
背景技術(shù)：
利用鎂熱還原真空蒸餾法生產(chǎn)海綿鈦時(shí)，將精鎂和精四氯化鈦置于反應(yīng)器內(nèi)并在850°C條件下反應(yīng)生成海綿鈦，再將所獲得的海綿鈦于高達(dá)1000°C的溫度下經(jīng)真空蒸餾獲 得純凈的海綿鈦。由于鎂熱反應(yīng)是強(qiáng)放熱反應(yīng)，并且該反應(yīng)主要集中在反應(yīng)器的液面處進(jìn)行，因此在工業(yè)生產(chǎn)海綿鈦時(shí)，需要控制一定的TiCl4加料速度以控制整個(gè)鎂熱還原反應(yīng)。實(shí)際生產(chǎn)中，若不能對(duì)TiCl4的加料速度和加入量進(jìn)行精確的計(jì)量，則將影響反應(yīng)器內(nèi)的液面及排料制度，特別是對(duì)反應(yīng)中的熱量及溫度控制影響更大，這將直接影響鎂熱還原反應(yīng)的操作工藝和整坨海綿鈦的質(zhì)量。目前，四氯化鈦的加料器大多采用轉(zhuǎn)子流量計(jì)來手動(dòng)調(diào)節(jié)TiCl4的加料速率，但事實(shí)上，在整個(gè)還原周期內(nèi)，TiCl4的加料速率不是恒定的，其中所說的加料速率為平均加料速率。一般情況下，反應(yīng)前期的TiCl4加料速率較低，反應(yīng)中期的TiCl4加料速率較高，反應(yīng)后期隨著Mg還原劑的使用，TiCl4加料速率又變低。采用轉(zhuǎn)子流量計(jì)時(shí)，必須經(jīng)常對(duì)加料速率進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié)，其操作工序繁雜，而且轉(zhuǎn)子流量計(jì)顯示為瞬時(shí)的加料速率，加料的總量計(jì)量一般要依靠與其相連的高位槽液位變化來核算，整個(gè)操作比較麻煩，計(jì)量也很不方便。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明的目的之一在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的一個(gè)或多個(gè)問題。本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種可以有效實(shí)現(xiàn)TiCl4的精確計(jì)量及加料速率調(diào)節(jié)的TiCl4自動(dòng)加料裝置。本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種利用上述TiCl4自動(dòng)加料裝置進(jìn)行自動(dòng)加料的方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一方面提供了一種TiCl4自動(dòng)加料裝置，所述自動(dòng)加料裝置包括進(jìn)料管、加料單元、位置感測(cè)單元、連接管、出料管和控制終端，進(jìn)料管包括左進(jìn)料支管和右進(jìn)料支管，出料管包括左出料支管和右出料支管，左進(jìn)料支管、右進(jìn)料支管、左出料支管和右出料支管上各設(shè)有一個(gè)閥門，連接管的一端位于左進(jìn)料支管閥門與左出料支管閥門之間，連接管的另一端位于右進(jìn)料支管閥門與右出料支管閥門之間，其中，所述加料單元包括定容套管、活塞式密封環(huán)，定容套管設(shè)置在連接管上，活塞式密封環(huán)設(shè)置于定容套管中并且能夠沿著定容套管的內(nèi)壁作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，位置感測(cè)單元與控制終端連接以將感測(cè)到的活塞式密封環(huán)在定容套管中的位置信息傳遞給控制終端，控制終端根據(jù)所述位置信息控制各個(gè)閥門的開合。
根據(jù)本發(fā)明的TiCl4自動(dòng)加料裝置的一個(gè)實(shí)施例，所述位置感測(cè)單元包括磁性鋼球和磁性探頭，其中，磁性鋼球的數(shù)量為兩個(gè)并且分別設(shè)置在活塞式密封環(huán)的兩個(gè)端面的中心處，磁性探頭的數(shù)量為兩個(gè)并且分別沿著定容套管的中心對(duì)稱平面設(shè)置在定容套管的兩端部的外壁面上，磁性探頭連接至控制終端。根據(jù)本發(fā)明的TiCl4自動(dòng)加料裝置的一個(gè)實(shí)施例，所述磁性探頭可以沿著定容套管的外壁面直線地移動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明的TiCl4自動(dòng)加料裝置的一個(gè)實(shí)施例，所述左進(jìn)料支管電磁閥與右出料支管電磁閥同時(shí)開合，所述右進(jìn)料支管電磁閥與左出料支管電磁閥同時(shí)開合，所述左進(jìn)料支管電磁閥與右進(jìn)料支管電磁閥交替開合。
根據(jù)本發(fā)明的TiCl4自動(dòng)加料裝置的一個(gè)實(shí)施例，所述定容套管由耐TiCl4腐蝕的不銹鋼材料制成，所述活塞式密封環(huán)由耐TiCl4腐蝕的不銹鋼材料制成，所述磁性鋼球由永磁體材料制成。本發(fā)明的另一方面提供了一種TiCl4自動(dòng)加料方法，使用上述TiCl4自動(dòng)加料裝置向反應(yīng)器中添加TiCl4。根據(jù)本發(fā)明的TiCl4自動(dòng)加料方法，所述自動(dòng)加料方法還包括如下步驟I)根據(jù)所加TiCl4的密度與定容套管的體積，計(jì)算單次的加料量；2)控制左進(jìn)料支管電磁閥與右出料支管電磁閥同時(shí)開合，右進(jìn)料支管電磁閥與左出料支管電磁閥同時(shí)開合，左進(jìn)料支管電磁閥與右進(jìn)料支管電磁閥交替開合；3)根據(jù)所需加料速率在控制終端設(shè)置每對(duì)同時(shí)開合的電磁閥的開合周期，以控制單位時(shí)間內(nèi)活塞式密封環(huán)在定容套管內(nèi)的運(yùn)動(dòng)次數(shù)，活塞式密封環(huán)在定容套管內(nèi)由左向右或由右向左運(yùn)動(dòng)一次即實(shí)現(xiàn)一次加料。根據(jù)本發(fā)明的TiCl4自動(dòng)加料方法，所述位置感測(cè)單元感測(cè)到活塞式密封環(huán)位于定容套管的兩端處時(shí)，位置感測(cè)單元將感測(cè)到的活塞式密封環(huán)在定容套管中的位置信息傳遞給控制終端，控制終端控制所述活塞式密封環(huán)所處位置一側(cè)的對(duì)側(cè)進(jìn)料支管閥門和同側(cè)出料支管閥門關(guān)閉，待每對(duì)同時(shí)開合的閥門的一個(gè)開合周期結(jié)束后，控制終端控制述活塞式密封環(huán)所處位置一側(cè)的同側(cè)進(jìn)料支管閥門和對(duì)側(cè)出料支管閥門開啟。根據(jù)本發(fā)明的TiCl4自動(dòng)加料方法，一側(cè)磁性探頭接收到同側(cè)磁性鋼球的最強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，所述一側(cè)磁性探頭記錄活塞式密封環(huán)在定容套管內(nèi)的位置信息并將所述位置信息反饋至控制終端，控制終端控制所述一側(cè)磁性探頭的對(duì)側(cè)進(jìn)料支管電磁閥和同側(cè)出料支管電磁閥關(guān)閉，待每對(duì)同時(shí)開合的電磁閥的一個(gè)開合周期結(jié)束后，控制終端控制所述一側(cè)磁性探頭的同側(cè)進(jìn)料支管電磁閥和對(duì)側(cè)出料支管電磁閥開啟。根據(jù)本發(fā)明的TiCl4自動(dòng)加料方法，所述自動(dòng)加料方法還包括根據(jù)TiCl4的密度實(shí)時(shí)調(diào)整磁性探頭的位置，以控制活塞式密封環(huán)在定容套管內(nèi)的運(yùn)動(dòng)范圍。本發(fā)明的TiCl4自動(dòng)加料裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、計(jì)量精確，本發(fā)明的TiCl4自動(dòng)加料方法簡(jiǎn)單易行、方便有效、可實(shí)現(xiàn)加料的自動(dòng)控制。采用本發(fā)明的TiCl4自動(dòng)加料裝置及方法能實(shí)現(xiàn)TiCl4的精確計(jì)量及加料速度控制，可以有效地減少因加料速率不穩(wěn)定和計(jì)量不準(zhǔn)確導(dǎo)致的生產(chǎn)中液面波動(dòng)幅度過大、產(chǎn)品質(zhì)量低下等問題，有效地保證生產(chǎn)的順行和產(chǎn)品的質(zhì)量。


通過下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的描述，本發(fā)明的上述和其他目的和特點(diǎn)將會(huì)變得更加清楚，其中圖I是本發(fā)明示例性實(shí)施例的TiCl4自動(dòng)加料裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2A是本發(fā)明示例性實(shí)施例的加料單元和位置感測(cè)單元的左視圖。圖2B是本發(fā)明示例性實(shí)施例的加料單元和位置感測(cè)單元的俯視圖。附圖標(biāo)記說明I-進(jìn)料管、2-左進(jìn)料支管、3-右進(jìn)料支管、4-左出料支管、5-右出料支管、6-出料管、7-連接管、8-1-左進(jìn)料支管閥門、8-2-右進(jìn)料支管閥門、8-3-左出料支管閥門、8-4-右出料支管閥門、9-定容套管、10-活塞式密封環(huán)、11-磁性鋼球、12-磁性探頭?！?br> 具體實(shí)施例方式在下文中，將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。首先對(duì)本發(fā)明示例性實(shí)施例的TiCl4自動(dòng)加料裝置進(jìn)行說明。圖I是本發(fā)明示例性實(shí)施例的TiCl4自動(dòng)加料裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖I所示，根據(jù)本實(shí)施例的TiCl4自動(dòng)加料裝置包括進(jìn)料管I、加料單元、位置感測(cè)單元、連接管7、出料管6和控制終端，其中，進(jìn)料管I包括左進(jìn)料支管2和右進(jìn)料支管3，出料管6包括左出料支管4和右出料支管5，物料通過左進(jìn)料支管2或右進(jìn)料支管3流入自動(dòng)加料裝置并且通過左出料支管4或右出料支管5流出自動(dòng)加料裝置。左進(jìn)料支管2、右進(jìn)料支管3、左出料支管4和右出料支管5上各設(shè)有一個(gè)閥門，閥門可以對(duì)物流流動(dòng)進(jìn)行有序地控制。連接管7的一端位于左進(jìn)料支管閥門8-1與左出料支管閥門8-3之間，連接管7的另一端位于右進(jìn)料支管閥門8-2與右出料支管閥門8-4之間，連接管7連接兩側(cè)的進(jìn)料管支管和出料支管。所述閥門優(yōu)選為電磁閥，但不限于此。圖2A是本發(fā)明示例性實(shí)施例的加料單元和位置感測(cè)單元的左視圖，圖2B是本發(fā)明示例性實(shí)施例的加料單元和位置感測(cè)單元的俯視圖。如圖2A和圖2B所示,加料單元包括定容套管9、活塞式密封環(huán)10。其中，定容套管9為有效容積固定的中空管，定容套管9設(shè)置在連接管7上，即定容套管9與連接管7連通，物料可以通過連接管7流入或流出定容套管9?；钊矫芊猸h(huán)10設(shè)置于定容套管9中并且能夠沿著定容套管9的內(nèi)壁作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。位置感測(cè)單元與控制終端連接以將感測(cè)到的活塞式密封環(huán)10在定容套管9中的位置信息傳遞給控制終端，控制終端根據(jù)位置信息控制各個(gè)閥門的開合。其中，位置感測(cè)單元可以為設(shè)置在活塞式密封環(huán)10中的磁片及感應(yīng)該磁片的位置傳感器，但不限于此。如圖2A和圖2B所示，本實(shí)施例的位置感測(cè)單元包括磁性鋼球11和磁性探頭12，其中，磁性鋼球11的數(shù)量為兩個(gè)并且分別設(shè)置在活塞式密封環(huán)10的兩個(gè)端面的中心處，磁性探頭12的數(shù)量為兩個(gè)并且分別沿著定容套管9的中心對(duì)稱平面設(shè)置在定容套管9的兩端部的外壁面上，磁性探頭12連接至控制終端(未示出)。其中，一側(cè)磁性探頭12可以感應(yīng)同側(cè)磁性鋼球11的位置，繼而獲得活塞式密封環(huán)10在定容套管9中的位置信息并將該位置信息傳遞至控制終端，控制終端根據(jù)具體的設(shè)置信息控制各個(gè)閥門有規(guī)則地動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)精確自動(dòng)加料?？刂平K端可以為計(jì)算機(jī)或PLC等控制設(shè)備。優(yōu)選地，定容套管7由耐TiCl4腐蝕的不銹鋼材料制成，活塞式密封環(huán)10也由耐TiCl4腐蝕的不銹鋼材料制成，磁性鋼球11則由永磁體材料制成，但不限于此。本發(fā)明的TiCl4自動(dòng)加料裝置利用了固定容積計(jì)量的原理，即通過固定套管的體積進(jìn)而固定套管內(nèi)的TiCl4體積，通過活塞式密封環(huán)10在定容套管9中的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)一定質(zhì)量的TiCl4加料。但由于TiCl4物料在不同溫度下的密度可能不同，這會(huì)對(duì)TiCl4的精確加料造成不良影響，則作為優(yōu)選的實(shí)施方式，磁性探頭12可以沿著定容套管9的外壁面直線地移動(dòng)，從而能夠控制活塞式密封環(huán)10在定容套管9中的位置來實(shí)現(xiàn)加料時(shí)TiCl4的精確計(jì)量。具體地，磁性探頭12可以通過設(shè)置在定容套管9的外壁面上的支撐桿設(shè)置并沿著該支撐桿直線移動(dòng)，具體可參見圖2B，具體的操作方法將在下文中詳細(xì)描述。為了保證本發(fā)明的TiCl4自動(dòng)加料裝置的加料效率，本發(fā)明設(shè)置了兩條進(jìn)料支管和兩條出料支管，但需要嚴(yán)格控制各管路上閥門的開合順序以實(shí)現(xiàn)對(duì)加料的精確控制。具體地，左進(jìn)料支管閥門8-1與右出料支管閥門8-4同時(shí)開合，右進(jìn)料支管閥門8-2與左出料支管閥門8-3同時(shí)開合，左進(jìn)料支管閥門8-1與右進(jìn)料支管閥門8-2交替開合。 下面將詳細(xì)描述本發(fā)明示例性實(shí)施例的TiCl4自動(dòng)加料方法。本發(fā)明的TiCl4自動(dòng)加料方法使用上述TiCl4自動(dòng)加料裝置向反應(yīng)器中添加TiCl40具體地,上述自動(dòng)加料方法還包括幾個(gè)步驟首先需根據(jù)所加TiCl4的密度與定容套管9的體積，計(jì)算單次的加料量。其中，單次加料即是活塞式密封環(huán)10在定容套管9內(nèi)由左向右或由右向左運(yùn)動(dòng)一次的過程。其次，需設(shè)置控制終端以控制左進(jìn)料支管閥門8-1與右出料支管閥門8-4同時(shí)開合，右進(jìn)料支管閥門8-2與左出料支管閥門8-3同時(shí)開合，左進(jìn)料支管閥門8-1與右進(jìn)料支管閥門8-2交替開合。然后，需根據(jù)所需加料速率在控制終端設(shè)置每對(duì)同時(shí)開合的閥門的開合周期，以控制單位時(shí)間內(nèi)活塞式密封環(huán)10在定容套管9內(nèi)的運(yùn)動(dòng)次數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)加料速率的精確控制。S卩，一個(gè)開合周期內(nèi)，活塞式密封環(huán)10在定容套管9內(nèi)由左向右或由右向左運(yùn)動(dòng)一次，實(shí)現(xiàn)一次加料。其中，一個(gè)開合周期即指每對(duì)同時(shí)開合的閥門一次開啟至一次閉合的時(shí)間；交替開合即指關(guān)閉一側(cè)進(jìn)料支管閥門與對(duì)側(cè)出料支管閥門后，再開啟對(duì)側(cè)進(jìn)料支管閥門與一側(cè)出料支管閥門，該開啟的動(dòng)作可以與該關(guān)閉的動(dòng)作同時(shí)發(fā)生，也可以延后發(fā)生。加料時(shí)，位置感測(cè)單元感測(cè)到活塞式密封環(huán)10位于定容套管9的兩端處時(shí)，位置感測(cè)單元將感測(cè)到的活塞式密封環(huán)10在定容套管9中的位置信息傳遞給控制終端，控制終端控制活塞式密封環(huán)10所處位置一側(cè)的對(duì)側(cè)進(jìn)料支管閥門和同側(cè)出料支管閥門關(guān)閉，待每對(duì)同時(shí)開合的閥門的一個(gè)開合周期結(jié)束后，控制終端控制述活塞式密封環(huán)所處位置一側(cè)的同側(cè)進(jìn)料支管閥門和對(duì)側(cè)出料支管閥門開啟。在本實(shí)施例中，加料時(shí)，由連接管流入的TiCl4推動(dòng)活塞式密封環(huán)10在定容套管9內(nèi)由左向右或由右向左運(yùn)動(dòng)，當(dāng)一側(cè)磁性探頭12接收到同側(cè)磁性鋼球11的最強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，該一側(cè)磁性探頭12會(huì)記錄下活塞式密封環(huán)10在定容套管9內(nèi)的位置信息并將該位置信息反饋至控制終端。此時(shí)，控制終端控制該一側(cè)磁性探頭12的對(duì)側(cè)進(jìn)料支管閥門和同側(cè)出料支管閥門關(guān)閉，以阻止定容套管7內(nèi)物料的流入和流出，待每對(duì)同時(shí)開合的閥門的一個(gè)開合周期結(jié)束后，控制終端控制該一側(cè)磁性探頭12的同側(cè)進(jìn)料支管閥門和對(duì)側(cè)出料支管閥門開啟，繼續(xù)下一次加料，依次循環(huán)。一般來說，當(dāng)一側(cè)磁性探頭12接收到同側(cè)磁性鋼球11的最強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，活塞式密封環(huán)10位于定容套管7的兩端處，此時(shí)的一次加料量為最大值。當(dāng)TiCl4的密度發(fā)生變化時(shí)，可以根據(jù)TiCl4的密度實(shí)時(shí)調(diào)整磁性探頭12在活塞式密封環(huán)10的中心線上的位置，以控制活塞式密封環(huán)10在定容套管9內(nèi)的位置，即當(dāng)不需要最大的一次加料量時(shí)，可以將活塞式密封環(huán)10的運(yùn)動(dòng)范圍控制在靠近定容套管9的兩端的兩個(gè)對(duì)稱位置之間。具體地講，通過調(diào)整磁性探頭12的位置，使活塞式密封環(huán)10移動(dòng)至所需位置時(shí)，一側(cè)磁性探頭12可以接收到同側(cè)磁性鋼球11的最強(qiáng)磁場(chǎng)，該一側(cè)磁性探頭12則記錄下活塞式密封環(huán)10在定容套管9內(nèi)的該所需位置信息并將該所需位置信息反饋至控制終端。此時(shí)，控制終端控制該一側(cè)磁性探頭12的對(duì)側(cè)進(jìn)料支管閥門和同側(cè)出料支管閥門關(guān)閉，以阻止定容套管9內(nèi)物料的流入和流出并阻止活塞式密封環(huán)10的繼續(xù)移動(dòng)，待每對(duì)同時(shí)開合的閥門的一個(gè)開合周期結(jié)束后，控制終端控制該一側(cè)磁性探頭12的同側(cè)進(jìn)料支管閥門和對(duì)側(cè)出料支管閥門開啟，繼續(xù)下一次加料，依次循環(huán)，由此可實(shí)現(xiàn)加料時(shí)TiCl4的精確計(jì)量。但需要說明的是，上述操作是在不改變已設(shè)置好的閥門的開合周期的情況下進(jìn)行。當(dāng)然，當(dāng)TiCl4的密度發(fā)生變化時(shí)，也可以通過直接調(diào)整閥門的開合周期來保證加料 量和加料速率的穩(wěn)定。開始進(jìn)行海綿鈦生產(chǎn)的還原反應(yīng)時(shí)，當(dāng)活塞式密封環(huán)10位于定容套管9的最左端時(shí)，開啟左進(jìn)料支管閥門8-1與右出料支管閥門8-4，關(guān)閉右進(jìn)料支管閥門8-2與左出料支管閥門8-3，利用TiCl4高位槽的壓力推動(dòng)活塞式密封環(huán)10由左向右運(yùn)動(dòng)，則TiCl4經(jīng)由進(jìn)料管I、左進(jìn)料支管2、連接管7流入定容套管9內(nèi)，當(dāng)活塞式密封環(huán)10移動(dòng)至定容套管9的最右端時(shí)，TiCl4充滿活塞式密封環(huán)10左側(cè)的整個(gè)空間中，此時(shí)定容套管9右端的磁性探頭12接收到活塞式密封環(huán)10右側(cè)端面上的磁性鋼球11的最強(qiáng)磁場(chǎng)，該磁性探頭12記錄下活塞式密封環(huán)10在定容套管9內(nèi)的位置信息并將該位置信息反饋至控制終端，控制終端控制左進(jìn)料支管閥門8-1與右出料支管閥門8-4關(guān)閉，待一個(gè)開合周期結(jié)束后，控制終端控制右進(jìn)料支管閥門8-2與左出料支管閥門8-3開啟，即開始第二個(gè)周期的加料過程，同樣地，利用TiCl4高位槽的壓力推動(dòng)活塞式密封環(huán)10由右向左運(yùn)動(dòng)，則TiCl4經(jīng)由進(jìn)料管I、右進(jìn)料支管3、連接管7流入定容套管9內(nèi)，當(dāng)活塞式密封環(huán)10移動(dòng)至定容套管9的最左端時(shí)，TiCl4充滿活塞式密封環(huán)10右側(cè)的整個(gè)空間中，之前定容套管7中的TiCl4則經(jīng)由連接管7、左出料支管4、出料管6加入反應(yīng)器中，同時(shí)，定容套管9左端的磁性探頭12接收到活塞式密封環(huán)10左側(cè)端面上的磁性鋼球11的最強(qiáng)磁場(chǎng)，該磁性探頭12記錄下活塞式密封環(huán)10在定容套管9內(nèi)的位置信息并將該位置信息反饋至控制終端，控制終端控制右進(jìn)料支管閥門8-2與左出料支管閥門8-3關(guān)閉，待一個(gè)開合周期結(jié)束后，控制終端控制左進(jìn)料支管閥門8-1與右出料支管閥門8-4開啟，又開始下一個(gè)周期的加料過程，依次循環(huán)。只要在控制終端上設(shè)定好閥門的開合周期，就能實(shí)現(xiàn)TiCl4的精確計(jì)量和加料，而閥門的開合周期均可以通過控制終端實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的控制。綜上所述，本發(fā)明的TiCl4自動(dòng)加料裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、計(jì)量精確，本發(fā)明的TiCl4自動(dòng)加料方法簡(jiǎn)單易行、方便有效、可實(shí)現(xiàn)加料的自動(dòng)控制。采用本發(fā)明的TiCl4自動(dòng)加料裝置及方法能實(shí)現(xiàn)TiCl4的精確計(jì)量及加料速度控制，可以有效地減少因加料速率不穩(wěn)定和計(jì)量不準(zhǔn)確導(dǎo)致的生產(chǎn)中液面波動(dòng)幅度過大、產(chǎn)品質(zhì)量低下等問題，有效地保證生產(chǎn)的順行和產(chǎn)品的質(zhì)量。盡管上面結(jié)合實(shí)施例示出并描述了本發(fā)明的TiCl4自動(dòng)加料裝置和自動(dòng)加料方法，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解的是，在不脫離權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以在這里做出形 式和細(xì)節(jié)上的各種改變。
權(quán)利要求
1.一種TiCl4自動(dòng)加料裝置，其特征在于，所述自動(dòng)加料裝置包括進(jìn)料管、加料單元、位置感測(cè)單元、連接管、出料管和控制終端，進(jìn)料管包括左進(jìn)料支管和右進(jìn)料支管，出料管包括左出料支管和右出料支管，左進(jìn)料支管、右進(jìn)料支管、左出料支管和右出料支管上各設(shè)有一個(gè)閥門，連接管的一端位于左進(jìn)料支管閥門與左出料支管閥門之間，連接管的另一端位于右進(jìn)料支管閥門與右出料支管閥門之間，其中， 所述加料單元包括定容套管、活塞式密封環(huán)，定容套管設(shè)置在連接管上，活塞式密封環(huán)設(shè)置于定容套管中并且能夠沿著定容套管的內(nèi)壁作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，位置感測(cè)單元與控制終端連接以將感測(cè)到的活塞式密封環(huán)在定容套管中的位置信息傳遞給控制終端，控制終端根據(jù)所述位置信息控制各個(gè)閥門的開合。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的TiCl4自動(dòng)加料裝置，其特征在于，所述位置感測(cè)單元包括磁性鋼球和磁性探頭，其中，磁性鋼球的數(shù)量為兩個(gè)并且分別設(shè)置在活塞式密封環(huán)的兩個(gè)端面的中心處，磁性探頭的數(shù)量為兩個(gè)并且分別沿著定容套管的中心對(duì)稱平面設(shè)置在定容套管的兩端部的外壁面上，磁性探頭連接至控制終端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的TiCl4自動(dòng)加料裝置，其特征在于，所述磁性探頭可以沿著定容套管的外壁面直線地移動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的TiCl4自動(dòng)加料裝置，其特征在于，所述左進(jìn)料支管閥門與右出料支管閥門同時(shí)開合，所述右進(jìn)料支管閥門與左出料支管閥門同時(shí)開合，所述左進(jìn)料支管閥門與右進(jìn)料支管閥門交替開合。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的TiCl4自動(dòng)加料裝置，其特征在于，所述定容套管由耐TiCl4腐蝕的不銹鋼材料制成，所述活塞式密封環(huán)由耐TiCl4腐蝕的不銹鋼材料制成，所述磁性鋼球由永磁體材料制成。
6.一種TiCl4自動(dòng)加料方法，其特征在于，使用權(quán)利要求I至5中任一項(xiàng)所述的TiCl4自動(dòng)加料裝置向反應(yīng)器中添加TiCl4。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的TiCl4自動(dòng)加料方法，其特征在于，所述自動(dòng)加料方法還包括如下步驟 1)根據(jù)所加TiCl4的密度與定容套管的體積，計(jì)算單次的加料量； 2)控制左進(jìn)料支管閥門與右出料支管閥門同時(shí)開合，右進(jìn)料支管閥門與左出料支管閥門同時(shí)開合，左進(jìn)料支管閥門與右進(jìn)料支管閥門交替開合； 3)根據(jù)所需加料速率在控制終端設(shè)置每對(duì)同時(shí)開合的閥門的開合周期，以控制單位時(shí)間內(nèi)活塞式密封環(huán)在定容套管內(nèi)的運(yùn)動(dòng)次數(shù)，活塞式密封環(huán)在定容套管內(nèi)由左向右或由右向左運(yùn)動(dòng)一次即實(shí)現(xiàn)一次加料。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的TiCl4自動(dòng)加料方法，其特征在于，所述位置感測(cè)單元感測(cè)到活塞式密封環(huán)位于定容套管的兩端處時(shí)，位置感測(cè)單元將感測(cè)到的活塞式密封環(huán)在定容套管中的位置信息傳遞給控制終端，控制終端控制所述活塞式密封環(huán)所處位置一側(cè)的對(duì)側(cè)進(jìn)料支管閥門和同側(cè)出料支管閥門關(guān)閉，待每對(duì)同時(shí)開合的閥門的一個(gè)開合周期結(jié)束后，控制終端控制述活塞式密封環(huán)所處位置一側(cè)的同側(cè)進(jìn)料支管閥門和對(duì)側(cè)出料支管閥門開啟。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的TiCl4自動(dòng)加料方法，其特征在于，一側(cè)磁性探頭接收到同側(cè)磁性鋼球的最強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，所述一側(cè)磁性探頭記錄活塞式密封環(huán)在定容套管內(nèi)的位置信息并將所述位置信息反饋至控制終端，控制終端控制所述一側(cè)磁性探頭的對(duì)側(cè)進(jìn)料支管閥門和同側(cè)出料支管閥門關(guān)閉，待每對(duì)同時(shí)開合的閥門的一個(gè)開合周期結(jié)束后，控制終端控制所述一側(cè)磁性探頭的同側(cè)進(jìn)料支管閥門和對(duì)側(cè)出料支管閥門開啟。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的TiCl4自動(dòng)加料方法，其特征在于，所述自動(dòng)加料方法還包括根據(jù)TiCl4的密度實(shí)時(shí)調(diào)整磁性探頭的位置，以控制活塞式密封環(huán)在定容套管內(nèi)的運(yùn)動(dòng)范圍。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種TiCl4自動(dòng)加料裝置和自動(dòng)加料方法，所述自動(dòng)加料裝置包括進(jìn)料管、加料單元、位置感測(cè)單元、連接管、出料管和控制終端，其中加料單元包括定容套管、活塞式密封環(huán)，所述定容套管具有固定的有效容積，活塞式密封環(huán)在定容套管中來回運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)一定質(zhì)量TiCl4的自動(dòng)加料。所述自動(dòng)加料方法使用所述自動(dòng)加料裝置進(jìn)行TiCl4的加料。本發(fā)明的TiCl4自動(dòng)加料裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、計(jì)量精確，TiCl4自動(dòng)加料方法簡(jiǎn)單易行、方便有效、可實(shí)現(xiàn)加料的自動(dòng)控制。采用本發(fā)明的TiCl4自動(dòng)加料裝置及方法能實(shí)現(xiàn)TiCl4的精確計(jì)量及加料速度控制，可以有效地減少因加料速率不穩(wěn)定和計(jì)量不準(zhǔn)確導(dǎo)致的生產(chǎn)中液面波動(dòng)幅度過大、產(chǎn)品質(zhì)量低下等問題，有效地保證生產(chǎn)順行和產(chǎn)品質(zhì)量。
文檔編號(hào)C22B9/02GK102676848SQ20121008637
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月28日
發(fā)明者夏建輝, 姜方新, 張繼東, 李開華, 楊仰軍, 程曉哲, 苗慶東 申請(qǐng)人:攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼鐵研究院有限公司