[发明专利]一种螺旋状分离柱的制造方法及实现该方法的设备

说明书

本发明涉及热核聚变领域，特别涉及一种用于氢同位素气体分离的螺旋状分离柱，具体涉及一种螺旋状分离柱的制造方法，以及实现该方法的设备，该方法通过先在原料管内填充填料，再将原料管成型为螺旋状，实现了螺旋状分离柱填料均匀。该设备包括机床、螺旋胎具、管道夹持器；所述机床连接所述螺旋胎具，用于带动所述螺旋胎具旋转；所述螺旋胎具与所述螺旋状分离柱匹配；所述螺旋胎具上设有固定装置，所述固定装置用于固定所述原料管的头端；所述管道夹持器位于所述螺旋胎具的侧面，用于定位未成型的原料管，该设备能够更好的实现上述制造方法。

技术领域

本发明涉及热核聚变领域，特别涉及一种用于氢同位素气体分离的螺旋状分离柱，具体涉及一种螺旋状分离柱的制造方法，以及实现该方法的设备。

背景技术

色谱法在一种在化工领域常用的分离方式。热循环吸附法是改进的气相色谱方法，其原理是基于分离柱中材料对气相中不同组份的吸附差异来实现组份的分离，其核心部件为分离柱，分离柱的规模决定了气相分离的规模。目前较多的分离柱都用于分析设备，使用的分离柱较小，而目前已有的大型分离柱通常不具备复杂的形状，在需要极大柱径比的场景下不适用。

热循环分离柱的长度影响了分离的效率。为了节约空间且便于安装，分离常制造成螺旋状。将分离柱卷制成螺旋状是解决分离柱长径比的一个合理方法，但是较长的螺旋分离柱会使得填料难度增加，难得到填充密度均匀的分离柱。尤其是在对填料密度敏感的循环吸附的分离柱。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术存在的螺旋状分离柱内填料的填充密度难于控制均匀的问题，提供一种螺旋状分离柱的制造方法。该方法通过先填料再成型的方式，实现了填料的均匀填充。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种螺旋状分离柱的制造方法，先在原料管内填充填料，再将原料管成型为螺旋状。

通过现在直型或者接近直型的原料管内填充填料，更容易实现分离柱内空间填料的满填，保证填料的均匀。然后再成型为螺旋状，实现螺旋状分离柱满足填充密实度的要求。

作为本发明的优选方案，所述原料管由若干段原料管头尾连接而成；先将前段原料管填充填料，成型为螺旋状，再将后段原料管连接前段原料管，然后将后段原料管填充填料，并成型为螺旋状；依序将若干根原料管依次连接、填料、成型，得到所述螺旋状分离柱。

后段原料管是相对于之前已经填料并成型的原料管而言的，且前后原料管和后段原料管是相邻的连接在一起的原料管。例如第一段原料管为前段，第二端原料管为后段；当第二段原料管为前段时，第三段原料管为后段，依次类推。

即将第一段原料管填充填料，然后成型为螺旋状；将第二段原料管头端连接到第一段的尾端，向第二段原料管内填充填料，然后成型为螺旋状；依次将若干段原料管连接、填充填料和成型，得到所述螺旋状分离柱。

在螺旋状分离柱需要的长度较长，例如在几十米的情况下，采用多段原料管分步骤连接、填充、成型的方案，其中第一段原料管的头端不需要连接，每段填充的长度较短，更易保证每段的填料均匀的满填，最终填料状态良好的形成螺旋状分离柱。

作为本发明的优选方案，在向后段原料管内填充填料前，检查后段原料管和前段原料管之间的密封性。

在第一段原料管的前端设置排气阀门，将后段原料管焊接到前段原料管后，将排气阀门关闭，在后段原料管的尾端注入惰性气体保持一定压力进行密封性检测。

作为本发明的优选方案，向每段原料管填充填料后，通入惰性气体将原料管内的填料压实。

在第一段原料管的前端设置排气阀门，在完成后段原料管道填料后，将排气阀门打开，在后段原料管的尾端注入惰性气体，采用高压惰性气体进行吹扫，将原料管内的填料进一步压实。

作为本发明的优选方案，每段原料管成型时，该段原料管的尾端留有一段未成型段。