[发明专利]人造水晶高压釜防爆片泄压缓冲装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种人造水晶高压釜防爆装置，尤其涉及一种人造水晶高压釜防爆片泄压缓冲装置。

背景技术

人造水晶生长技术采用水热温差法，主要生长设备为耐温330-380℃，耐压130-180MPa的钢制高压釜。高压釜分为下部装有原料SiO₂的溶解区和上部装有籽晶片的生长区，高压釜内填充82％有效体积的NaOH水溶液，通过密封加热使高压釜内产生温度和压力，并保持溶解区和生长区形成20-40℃的温差，使温度高的溶解区内的SiO₂原料溶解于NaOH水溶液中并对流到温度相对较低的生长区，使溶液中的SiO₂形成过饱和并在籽晶片上结晶生长由于晶体生长速率为0.4-0.8mm/天，如果需要制备32-64mm的晶体，则需要晶体生长周期为80天或更长时间。

国家质量监督检验检疫总局在2005年11月颁布的超高压安全技术监察规程对人造水晶高压釜进行了材料、设计、制造、使用与管理、定期检验、安全附件等具体监管要求，本专利涉及安全附件中的防爆片总成系统。在超高压安全技术监察规程的第六十四条规定：超高压容器运行中，使用单位应当确保安全附件齐全、灵敏、可靠。对易然、有毒、腐蚀等介质的超高压容器应当在爆破片的排出口装设导管，使有害介质排放到安全地方，并且作妥善处理。

如图1所示，现有的人造水晶高压釜防爆片泄压缓冲装置，包括与高压釜连通的测压杆1、爆破片密封垫2、隔液片3、夹持器底座4、爆破片5、爆破片垫片6、夹持器螺母7及泄爆导流管8。夹持器底座4的两端分别与测压杆1和夹持器螺母7的一端通过螺纹进行连接，夹持器螺母7的另一端与泄爆导流管8通过螺纹进行连接。测压杆1的内部具有与轴线同轴的蒸汽通道11及能够容纳爆破片密封垫2的爆破片密封垫腔室12。夹持器底座4与测压杆1相连的一端的中心处设有隔液片通道42，隔液片通道42的直径与蒸汽通道11的直径相同，另一端设有直径小于隔液片通道42的爆破通道41，爆破通道41与隔液片通道42同轴且相互连通，爆破通道41的出口为圆锥孔。爆破片密封垫2为具有泄压通孔圆环形，由铜制成，外径大于蒸汽通道11的直径，泄压通孔的直径与爆破通道41相同，均为Φ8mm。隔液片3为圆形薄片，外径与隔液片通道42相配合，可沿隔液片通道42滑动，并能将隔液片3两侧的空间严密隔离。爆破片5为SUS316L不锈钢制成，呈侧面为圆锥面、具有圆形边沿的桶形，爆破片5的外壁与爆破通道41的出口配合严密。爆破片垫片6为轴心具有圆形通孔的圆台形，通孔的直径与爆破通道41的直径相同，爆破片垫片6的侧面与爆破片5的内壁配合严密。夹持器螺母7与夹持器底座4相连接的一端具有爆破片腔室71，能够将爆破片5与爆破片垫片6容纳其中，使爆破通道41的出口、爆破片5和爆破片垫片6相互紧密配合，起到密封作用，夹持器螺母7与泄爆导流管8相连接的一端具有泄爆导流管腔室72，用来容纳泄爆导流管8，两个腔室之间通过夹持器螺母通道73连通，夹持器螺母通道73的直径与爆破通道41的直径相同。泄爆导流管8具有导流孔81，导流孔81的直径大于爆破通道41。

安装时，先清洁各个密封面，将爆破片密封垫2放入测压杆1内的爆破片密封垫腔室12中，使爆破片密封垫2的轴线与测压杆1的轴线重合。然后将隔液片3放入夹持器底座4内的隔液片通道42中，旋入夹持器底座4，并用力矩扳手以450N·m的力矩进行紧固，然后向夹持器底座4的爆破通道41和隔液片通道42内注满去离子水，放入爆破片5，再放入爆破片垫片6，旋入夹持器螺母7，用力矩扳手以400N·m的力矩进行紧固，最后旋入泄爆导流管8，安装完成。

现有爆破片密封垫2的外径为Φ20mm，内径为Φ8mm。当高压釜内压力超过爆破压力时，防爆片将产生爆破，高压釜内的蒸汽从Φ8mm的泄压通孔中喷出，通过泄压导气管将蒸汽排放到外界，使高压釜内的压力迅速减小。在爆破泄压时高压釜周围有可能有员工进行开、装釜操作，存在着被大量高温蒸汽灼伤、腐蚀的危险性。

高压釜内压力的泄露时间很短，高压釜内压力迅速下降，里面的晶体因迅速失压而容易产生的晶体破裂。

而且虽然有隔液片3，但其不能有效的防止夹持器底座4内的去离子水通过泄压通孔向高压釜内泄露，爆破片5仍会被NaOH碱溶液腐蚀，会出现正常工作压力下爆破片的失效爆破。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种能够延长高压釜内压力的泄露时间，降低晶体因失压而产生的晶体破裂，并能防止泄爆初始阶段高温蒸汽过多的人造水晶高压釜防爆片泄压缓冲装置。