[发明专利]电磁强密封闪爆装置及工作方法

说明书

本发明涉及电磁强密封闪爆装置及工作方法，包括高温高压处理单元、闪爆缓冲单元、阀头、顶杆、第一电磁铁、第二电磁铁、第三电磁铁和外部支架。高温高压处理单元与闪爆缓冲单元密封连接，高温高压处理单元和闪爆缓冲单元通过外部支架支撑于地面，高温高压处理单元在位于闪爆缓冲单元内的一端设置有阀座，阀座通过阀头密封；闪爆缓冲单元中部设置有第一电磁铁，闪爆缓冲单元底部设置有对应于第一电磁铁的第二电磁铁；第三电磁铁通过导向件活动设置于第一电磁铁和第二电磁铁之间，阀头通过顶杆连接第三电磁铁。本发明结构简单，操作及控制方便，高压闪爆阀密封可靠，开启速度快，对物料的闪爆效果显著。

技术领域

本发明涉及高压设备技术领域，尤其是指电磁强密封闪爆装置及工作方法。

背景技术

以环保、生态的惰性气体(如CO₂等)为介质的超临界流体闪爆技术，可有效实现对纤维材料或其他领域材料或物料的物理化加工，改变其物理、化学结构，提高处理材料的相关性能。特别是超临界CO₂流体是一种安全、绿色、生态的流体介质，其具有类似气体的超低粘度，以及非常高的扩散性和对固体物质的穿透性，使其在对各类固体材料的闪爆处理中具有非常突出的优势。这也大大拓展了超临界流体技术在相关领域或行业中相关应用。

然而，由于超临界流体(如超临界CO₂流体)其临界点相对较高，需要在较高的温度和压力条件下才能较好地开展闪爆处理。故其对闪爆机构的密封及快开方式等要求较高，需要其能承受较高的温度和压力，以及优良的密封性能，还需要耐久，能持续进行运行或工作。此外，在闪爆时，还能在非常短的时间内实现快速开启，达到瞬间闪爆效果。同时，由于超临界流体闪爆时，闪爆阀及其物料获得的动能高、速度快、冲击大，需要有非常可靠的缓冲机构或单元，以有效保护闪爆装置，提高其使用寿命，并降低闪爆时冲击带来的噪声。

在课题组的前期研发技术中，首次引入了超临界流体电磁闪爆技术，以利用电磁铁磁性变化快，磁性大小可连续调节和瞬时可控等特点，从而使得超临界流体机构具有密封方便、快捷可靠、闪爆响应速度快，并可以实现闪爆阀的磁场软着陆缓冲等优点。因而，在达到工艺目的的同时，也有效保护了设备，减少了噪音对环境的影响。

然而，由于电磁铁两端的磁场强度随距离延长而衰减，因此前期研发的双电磁铁闪爆机构为充分保证闪爆阀的密封效果，需要对双电磁铁输入较高的电流，或需要增加较多的电磁铁线圈匝数，从而达到提供足够强度的电磁密封作用力。此外，双电磁铁闪爆机构也存在闪爆行程偏短，对一次处理较多或大量物料时，会阻碍闪爆速度，引起闪爆出料效果不佳等不足。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中超临界流体电磁闪爆通道密封效果差、闪爆行程短等缺陷，以利用多个电磁铁组合，改变电磁铁的作用方式，改善闪爆行程，实现闪爆通道的强密封和提高闪爆效果等目的。

为解决上述技术问题，本发明提供了电磁强密封闪爆装置，包括高温高压处理单元、闪爆缓冲单元、阀头、顶杆、第一电磁铁、第二电磁铁、第三电磁铁和外部支架。

在本发明的一个实施例中，所述高温高压处理单元与闪爆缓冲单元密封连接，所述高温高压处理单元和闪爆缓冲单元通过外部支架支撑于地面；所述高温高压处理单元在位于所述闪爆缓冲单元内的一端设置有阀座，所述阀座通过所述阀头密封；所述闪爆缓冲单元中部设置有所述第一电磁铁，所述闪爆缓冲单元在底部设置有对应于所述第一电磁铁的所述第二电磁铁；所述第三电磁铁通过导向件活动设置于所述第一电磁铁和第二电磁铁之间，所述阀头通过所述顶杆连接所述第三电磁铁。

在本发明的一个实施例中，所述第一电磁铁通过连接于所述阀座的拉杆固定于所述闪爆缓冲单元中部；所述导向件为导向杆，所述导向杆连接所述第一电磁铁和第二电磁铁，所述第三电磁铁滑动套设于所述导向杆上。

在本发明的一个实施例中，所述拉杆和导向杆分别设置有不少于3根。

在本发明的一个实施例中，所述第三电磁铁与第二电磁铁之间设置有缓冲弹簧。