[发明专利]一种碳化硅冶炼炉顶气收集及处理一体化装置

权利要求书

1.一种碳化硅冶炼炉顶气收集及处理一体化装置，包括炉顶集气构件、炉顶气处理构件和水循环系统，其特征在于：炉顶集气构件由集气部件（1）、液封箱座（2）、一对罩顶开闭控件（3）、一对伸缩密封顶罩（4）、控温控压组件构成，控温控压组件由喷汽喷水组件（5）、测压器件（6）和测温器件（7）构成，集气部件（1）为由倾斜向下的斜降管（8）、垂直向下的直降管（9）及外廓为拱桥形的集气槽（10）连通而成的集气导气部件，集气槽（10）由一块水平的集气槽顶板（11）、两块直立的集气槽端板（12）和两块倒“凹”形的、直立的集气槽侧板（13）围成的断面为“ㄈ”形的槽箱件，斜降管（8）经斜降管插装孔固定于集气槽端板（12）且与集气槽（10）相通连，直降管（9）为上端设有炉顶气放空阀的管件，斜降管（8）与直降管（9）的中段密闭相通连，集气槽侧板（13）的外侧分别设有柔性密封板（14），每个集气槽（10）上设有一个蒸汽管过孔（15）和一个喷水管过孔（16），集气槽（10）上还分别设有测压器件插装孔（17）和测温器件插装孔（18），测压器件（6）和测温器件（7）分别插装固定于测压器件插装孔（17）和测温器件插装孔（18），液封箱座（2）由两个相互平行的端墙框板（19）、两个上端面开口的且装有密封液体的U形的平底槽件（20）构成，两个平底槽件（20）相互平行、形状一致且对称的位于两个端墙框板（19）之间，平底槽件（20）的长度方向与端墙框板（19）垂直，每个平底槽件（20）包括一块底板（21）和两个侧立箱板（22），端墙框板（19）为长方形板框部件，每个平底槽件（20）的两端分别密闭的固定于端墙框板（19）的下段部位，每个端墙框板（19）的下端面与两个平底槽件（20）的底面之间均分别固定有一个相互平行的矩形的平置垫板（23），每个端墙框板（19）上设有一个推拉杆过孔（24），每个推拉杆过孔（24）的周围均设有多个固定螺钉孔（25），推拉杆过孔（24）位于两个平底槽件（20）之间的端墙框板（19）的对称轴线位置且均与平底槽件（20）的上端沿的位置相匹配，每个平底槽件（20）内侧的侧立箱板（22）上均设有水平导轨（26），两个水平导轨（26）相互平行且与推拉杆过孔（24）的中心轴线的走向一致，集气部件（1）位于平底槽件（20）的中间对称轴线位置，集气部件（1）的集气槽端板（12）与液封箱座（2）的侧立箱板（22）平行相贴的固定在一起，集气槽（10）的下端边缘位于液封箱座（2）内且与底板（21）固定在一起，罩顶开闭控件（3）对称的位于集气部件（1）的两侧，每件罩顶开闭控件（3）由一件输出轴为推拉杆式的伸缩驱动器件（27）和两件伸缩机构（28）构成，伸缩驱动器件（27）的推拉式的推拉输出轴（29）分别插装于推拉杆过孔（24），伸缩驱动器件（27）经旋装于固定螺钉孔（25）内的螺钉密封的固定于液封箱座（2）之外，推拉输出轴（29）的中心轴线与推拉杆过孔（24）的中心轴线重合且水平，平置垫板（23）的中心对称轴线部位的上表面设有轴承立柱（30），轴承立柱（30）内安装有铰轴轴承（31），铰轴轴承（31）的中心轴线与推拉输出轴（29）的中心轴线垂直交叉且与水平面垂直，铰轴轴承（31）与端墙框板（19）之间的距离与推拉输出轴（29）的行程相匹配，每件伸缩机构（28）由一个首节铰轴（32）、多个顶角铰轴（33）、一个调节摆杆定位铰轴（34）、多个中铰轴（35）、一个尾节铰轴（36）及一套伸缩臂组件构成，首节铰轴（32）为中段为铰轴段、两端为联轴器套装段（37）的轴件，顶角铰轴（33）为一端为缩径轴段（38）的螺钉状轴件，调节摆杆定位铰轴（34）为下段为扩径定位轴段、中部为铰轴段（39）、上段为六棱棒杆段（40）的部件，中铰轴（35）为下段圆铰轴段（41）、上段为六棱杆棒段（42）的轴件，尾节铰轴（36）为由尾铰立轴（43）和断面为倒“L”形长杆（44）连接而成的部件，尾节铰轴（36）的尾铰立轴（43）位于倒“L”形长杆（44）的中心对称轴线部位，倒“L”形长杆（44）上设有多个均布的支撑密封板连接孔（45），首节铰轴（32）的中心轴线、调节摆杆定位铰轴（34）的中心轴线、中铰轴（35）的中心轴线、尾节铰轴（36）的中心轴线均相互平行且位于同一直立平面，所有的顶角铰轴（33）的中心轴线均与水平面垂直，伸缩臂组件由一付首节摆杆（46）、一付调节摆臂杆（47）、多付长摆臂杆（48）及一付尾臂杆（49）构成，每付首节摆杆（46）由两个形状一致、位置匹配且首端均设有首节铰轴插装孔（50）、尾端设有首节顶角铰轴孔（51）的杆件构成，每付调节摆臂杆（47）由两个形状一致、位置匹配且首端均设有调节杆首铰轴孔（52）、尾端均设有调节杆尾铰轴孔（53）、中间设有调节杆定位铰轴孔（54）的杠件构成，每付长摆臂杆（48）由两个形状一致、位置匹配且中心对称轴处设有臂中铰轴孔（55）、首尾两端部均对称的设有长摆杆端铰轴孔（56）的杆臂件构成，每付尾臂杆（49）由两个形状一致、位置匹配且首端设有尾臂杆首铰轴插装孔（57）、尾端设有尾杆铰轴孔（58）的臂杠件构成，每付首节摆杆（46）的首节铰轴插装孔（50）分别套装于首节铰轴（32）中段的铰轴段，每付首节摆杆（46）的尾端的首节顶角铰轴孔（51）与每付调节摆臂杆（47）首端的调节杆首铰轴孔（52）分别对应套装于顶角铰轴（33）的缩径轴段（38），每付调节摆臂杆（47）的调节杆定位铰轴孔（54）分别对应的套装于调节摆杆定位铰轴（34）中部的铰轴段（39），每付调节摆臂杆（47）尾端的调节杆尾铰轴孔（53）与每付长摆臂杆（48）首端的长摆杆端铰轴孔（56）分别对应铰接于一个顶角铰轴（33）的缩径轴段（38），每付长摆臂杆（48）的臂中铰轴孔（55）分别对应的铰接于中铰轴（35）下段圆铰轴段（41），每付长摆臂杆（48）尾端的长摆杆端铰轴孔（56）与另一付长摆臂杆（48）首端的长摆杆端铰轴孔（56）分别对应铰接于一个顶角铰轴（33）的缩径轴段（38），伸缩臂组件中的最尾处的长摆臂杆（48）尾端的长摆杆端铰轴孔（56）与尾臂杆（49）首端的尾臂杆首铰轴插装孔（57）分别对应铰接于一个顶角铰轴（33）的缩径轴段（38），伸缩臂组件中的每付尾臂杆（49）尾端的尾杆铰轴孔（58）分别对应的铰接于尾节铰轴（36）的尾铰立轴（43），首节摆杆（46）上的首节铰轴插装孔（50）的中心轴线与首节顶角铰轴孔（51）的中心轴线之间的距离和调节摆臂杆（47）首端的调节杆首铰轴孔（52）的中心轴线与调节杆定位铰轴孔（54）的中心轴线的距离相等，调节杆定位铰轴孔（54）的中心轴线与调节摆臂杆（47）尾端的调节杆尾铰轴孔（53）的中心轴线之间的距离和长摆臂杆（48）上的臂中铰轴孔（55）中心轴线与长摆杆端铰轴孔（56）中心轴线之间的距离相等，长摆臂杆（48）上的臂中铰轴孔（55）的中心轴线与长摆杆端铰轴孔（56）的中心轴线之间的距离和尾臂杆首铰轴插装孔（57）中心轴线与尾杆铰轴孔（58）的中心轴线之间的距离相等，伸缩驱动器件（27）的推拉输出轴（29）与伸缩机构（28）的首节铰轴（32）之间设有异形联轴器（59），每件伸缩密封顶罩（4）分别对称的位于集气部件（1）与端墙框板（19）之间，伸缩密封顶罩（4）为由多个棚罩顶撑构件（60）、一个支撑密封板（61）与一个叠折式伸缩的柔性棚罩（62）构成的组件，支撑密封板（61）为“M”形且设有连接孔的直立板块，支撑密封板（61）经尾节铰轴（36）上的多个支撑密封板连接孔（45）内的螺钉与尾节铰轴（36）固定在一起，棚罩顶撑构件（60）为由一个直立撑管（63）和一个上拱弧状的横撑杆（64）构成的“T”构件，直立撑管（63）位于棚罩顶撑构件（60）的横撑杆（64）的中心对称轴线部位，横撑杆（64）的两端分别对称设有直立边撑杆（65），横撑杆（64）上经轮架（66）连接固定有相互对称且位于直立边撑杆（65）之间的导向支撑轮（67），直立边撑杆（65）的下端分别位于平底槽件（20）之内且两个直立边撑杆（65）之间的距离与两个水平导轨（26）之间的距离匹配，导向支撑轮（67）的轮面与水平导轨（26）轨面匹配相贴，棚罩顶撑构件（60）上的一个直立撑管（63）紧密的插装固定于调节摆杆定位铰轴（34）的六棱棒杆段（40）上，棚罩顶撑构件（60）上的多个直立撑管（63）分别一一对应的插装固定于多个中铰轴（35）的六棱杆棒上，柔性棚罩（62）为中间设有多个叠折皱褶的密封膜罩，柔性棚罩（62）的一端与端墙框板（19）的内侧密闭相连，柔性棚罩（62）的另一端与支撑密封板（61）的内侧面密闭相连，柔性棚罩（62）的底边沿与直立边撑杆（65）相贴处连接固定于直立边撑杆（65）的下端，柔性棚罩（62）的每个叠折皱褶的凸缘部位分别一一对应的与一个棚罩顶撑构件（60）匹配的连接在一起，柔性棚罩（62）的叠折皱褶凸缘与棚罩顶撑构件（60）的形状、走向、个数相一致，棚罩顶撑构件（60）位于柔性棚罩（62）轮廓之内，柔性棚罩（62）的下边缘位于平底槽件（20）之内且在密封液体液面之下，炉顶气处理构件包括炉顶气降温脱尘-蒸汽制取器件（68）、储汽包（69），炉顶气降温脱尘-蒸汽制取器件（68）为设有热气总进管构件（70）、冷却气出口管（71）、蒸汽出口管（72）和循环水补充管（73）的水-蒸汽循环再生装置，储汽包（69）为设有进汽口（74）、出汽口（75）的蒸汽储存容器，炉顶气处理构件的长度方向与炉顶集气构件的长度方向的走向相一致，炉顶集气构件的集气部件（1）与炉顶气处理构件的热气总进管构件（70）相邻，直降管（9）的下端口与炉顶气降温脱尘-蒸汽制取器件（68）的热气总进管构件（70）相通相连，炉顶气降温脱尘-蒸汽制取器件（68）由气流匀布器件（76）、液位计（77）和箱壳组件构成，气流匀布器件（76）由多个均气管（78）、一个均气管插装内架（79）、一个断面为倒立等腰三角形状的均气管固定外架（80）构成，均气管插装内架（79）为由两个形状一致的斜立侧板（81）围成的断面为倒“V”形架件，斜立侧板（81）上设有多排均气管插装孔（82），均气管固定外架（80）为由两个形状一致的斜置侧板（83）和一个水平盖板（84）围成，斜置侧板（83）设有多排均气管固定孔（85），水平盖板（84）设有一排均布的炉顶气支管固定孔（86），均气管插装内架（79）的斜立侧板（81）开口的一端与均气管固定外架（80）的水平盖板（84）固定在一起，均气管插装内架（79）的两个斜立侧板（81）分别与均气管固定外架（80）的两个斜置侧板（83）相互对应、平行，相互平行的斜立侧板（81）与斜置侧板（83）之间的距离小于均气管（78）的长度，相互平行的一对斜立侧板（81）与斜置侧板（83）上的均气管插装孔（82）的个数与均气管固定孔（85）的个数相等，均气管插装孔（82）与均气管固定孔（85）一一对应，相互一一对应的均气管插装孔（82）和均气管固定孔（85）的中心轴线重合，均气管（78）为内腔由渐缩锥管（87）经光滑匹配的喉口直管（88）与渐扩锥管（89）相通连而成的管件，均气管（78）的喉口直管（88）处设有一个以上的径向通孔（90），径向通孔（90）与均气管（78）的中心轴线垂直，径向通孔（90）的内径与喉口直管（88）的内径匹配，均气管插装内架（79）与均气管固定外架（80）的两端分别由一块堵头板（91）密闭的连接在一起，箱壳组件由水平断面为长方形状的筒状外壳（92）、壳筒顶盖（93）、水箱底板（94）、倒梯台状的底壳（95）和两个水箱侧立箱板（96）构成，壳筒顶盖（93）为四边外廓与筒状外壳（92）的内廓一致的平板件，壳筒顶盖（93）的对称轴线上设有多个炉顶气插装密封管件（97），水箱底板（94）为边部设有多个均布的透气通孔（98）、且四边外廓与筒状外壳（92）的内廓匹配的板件，底壳（95）大口端的端面与筒状外壳（92）的下端面匹配且密闭的固定在一起，壳筒顶盖（93）、水箱底板（94）相互平行均密闭匹配的固定于筒状外壳（92）的内侧壁，水箱底板（94）的下表面设有导风裙板（99），导风裙板（99）位于透气通孔（98）所在区域之内且导风裙板（99）的高度大于冷却气出口管（71）的外径，壳筒顶盖（93）位于筒状外壳（92）的上顶端，水箱底板（94）位于筒状外壳（92）的下段，水箱底板（94）与筒状外壳（92）间隙的水平断面的面积与冷却气出口管（71）的内断面的面积匹配，水箱侧立箱板（96）为设有多排换热管插装固定孔（100）、且高度和长度分别与筒状外壳（92）的高度、宽度相匹配的立板件，每块水箱侧立箱板（96）相互平行且均与壳筒顶盖（93）上的一排炉顶气插装密封管件（97）的中心轴线所在的直立平面平行，每块水箱侧立箱板（96）的下端位于边部透气通孔（98）之内并密闭的与水箱底板（94）固定在一起，水箱侧立箱板（96）的上端位于炉顶气插装密封管件（97）两侧并与壳筒顶盖（93）密闭固定相连，水箱侧立箱板（96）的两侧端面分别匹配密闭的与筒状外壳（92）两端的内壁固定相连，热气总进管构件（70）为由一个直立的进气总管（101）、多个均布的、直立的炉顶气支管（102） 和一个“人”形分气管相通相连而成的分气管件，“人”形分气管的两端分别设有集尘器，炉顶气支管（102）的位置与炉顶气插装密封管件（97）、气流匀布器件（76）上的炉顶气支管固定孔（86）的位置一一对应、个数相等，炉顶气支管（102）分别插装于炉顶气插装密封管件（97）、炉顶气支管固定孔（86），炉顶气支管（102）的下端密封的与气流匀布器件（76）固定相连，筒状外壳（92）及气流匀布器件（76）的长度方向与进气总管（101）的中心轴线走向一致，每个水箱侧立箱板（96）上的换热管插装固定孔（100）的个数与相邻的气流匀布器件（76）上的均气管（78）的个数相等，换热管插装固定孔（100）与均气管（78）位置一一对应，一一对应的换热管插装固定孔（100）与均气管（78）的中心轴线相重合，中心轴线相重合的换热管插装固定孔（100）与均气管（78）之间匹配的设有一个换热支管（103），换热支管（103）的一端密闭的与均气管（78）的一端密闭相通连，换热支管（103）的另一端插装于换热管插装固定孔（100）并与水箱侧立箱板（96）密闭的固定在一起，冷却气出口管（71）位于水箱底板（94）和倒梯台状的底壳（95）的上端面之间并与筒状外壳（92）固定相通连，底壳（95）的大开口端设有底座架（104），底壳（95）的小开口端密封的固定有清污螺旋输送机（105），清污螺旋输送机（105）的出口处设有常闭式排污阀（106），循环水补充管（73）位于两个水箱侧立箱板（96）之间、水箱底板（94）之上且相通相连的固定于筒状外壳（92），两个水箱侧立箱板（96）之间、位置低于导风裙板（99）的筒状外壳（92）上设有冷凝循环水排出管（107），循环水补充管（73）与冷凝循环水排出管（107）位置上、下对应，液位计（77）的下端与循环水补充管（73）相通相连，液位计（77）的上端与蒸汽出口管（72）相通相连，蒸汽出口管（72）上分别设有蒸汽压力表（108）、安全阀（109）和蒸汽输出阀（110），蒸汽出口管（72）经蒸汽循环内供阀（111）与储汽包（69）的进汽口（74）相通连。