一种制氟电解槽阳极导线柱与阳极盖板的密封结构及方法与流程

1.本发明涉及制氟电解槽阳极导线柱与阳极盖板的密封技术领域，尤其是涉及一种制氟电解槽阳极导线柱与阳极盖板的密封结构及方法。

背景技术：

2.铀纯化转化电解制氟生产线主要以10ka碳钢制氟电解槽为制氟设备，采用国内外通用的中温电解制氟工艺制备氟气。通过近几年的不断摸索、优化，中温电解制氟技术已取得一定成果，生产线制氟能力已满足铀纯化转化的需求，但在电解制氟系统运行过程中，仍存在异常工况频发等问题，例如：导线柱着火，影响供氟系统运行的连续性、稳定性。导线柱的作用是将制氟炭板连接固定在电解槽中，导线柱接通电源，进行电解。电解槽在组装过程中对导线柱密封盒密封性及绝缘性要求极高。电解槽在震动、压力波动工况下密封盒的绝缘性和密封性容易受到破坏，当导线柱密封盒密封性破坏，空气进入电解槽，氧气与氟气反应，引起聚四氟乙烯着火，会导致氟气大量泄漏。

技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种制氟电解槽阳极导线柱与阳极盖板的密封结构及方法，在密封盒内部采用颗粒绝缘物质层、柔性绝缘物质层及刚性绝缘物质层相结合的方式填充组装为密封盒，提高密封盒绝缘性及密封性，从而减少或消除导线柱着火故障。
4.本发明的技术方案提供了一种制氟电解槽阳极导线柱与阳极盖板的密封结构，包括导线柱本体，所述导线柱本体的外侧套接有与所述阳极盖板一体成型的密封盒，所述密封盒下方在所述导线柱本体的外侧套接有钢套，所述钢套和所述密封盒之间设有隔离垫，所述密封盒内部设有颗粒绝缘物质层、柔性绝缘物质层和多个刚性绝缘物质层。
5.进一步的，所述颗粒绝缘物质层包括氟化钙粉层和聚四氟乙烯粉层，所述柔性绝缘物质层为密封泥，所述刚性绝缘物质层为聚四氟乙烯垫、胶木垫或钢质垫圈。
6.进一步的，所述密封盒内部由下往上依次设置为密封泥、第一聚四氟乙烯垫、第一聚四氟乙烯粉层、氟化钙粉层、第二聚四氟乙烯粉层、第二聚四氟乙烯垫、胶木垫和钢垫。
7.进一步的，所述密封泥的组分包括环氧树脂、顺丁希二酸甘和邻苯二甲酸酯。
8.进一步的，所述密封泥的组分按重量份数计：环氧树脂55-65份，顺丁希二酸甘10-20份，邻苯二甲酸酯25份。
9.进一步的，所述密封泥的组分按重量份数计：环氧树脂60份、顺丁希二酸甘15份、邻苯二甲酸酯25份。
10.进一步的，所述隔离垫由聚四氟乙烯材料制成，所述隔离垫为凸台形结构，所述隔离垫的顶端与所述密封泥的底端抵接。
11.进一步的，所述导线柱本体上在所述钢垫的顶端安装压紧螺母。
12.一种制氟电解槽阳极导线柱与阳极盖板的密封方法，具体包括以下步骤：
13.s1：过滤氟化钙粉，并置于烘箱中，在100℃-120℃烘干24小时后取出，放至常温备
用；
14.s2：密封泥按照环氧树脂60份、顺丁希二酸甘15份和邻苯二甲酸酯25份的比例混合后与氟化钙粉搅拌混合；
15.s3：将密封泥搓成φ12mm-16mm的圆条状盘绕在密封盒内部的底端，安装第一聚四氟乙烯垫向下按压密封泥，使密封泥形成扁平状，然后依次铺设第一聚四氟乙烯粉层、氟化钙粉层、第二聚四氟乙烯粉层、第二聚四氟乙烯垫、胶木垫和钢垫。
16.进一步的，步骤s1中，所述氟化钙粉使用120目筛网过滤。
17.本发明的技术方案现对于现有技术的有益效果是：该密封盒与导线柱本体之间的密封结构采用同时设置颗粒绝缘物质层、柔性绝缘物质层和多个刚性绝缘物质层，颗粒绝缘物质层的颗粒物质可根据解槽在震动和压力波动进行自适应调整，确保电解槽在震动和压力波动工况下，密封盒绝缘性、密封性不受破坏，柔性绝缘物质层具有一定韧性，进一步保证密封性。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本发明中导线柱本体与制氟碳板的连接示意图；
20.图2为本发明中导线柱与阳极盖板之间的密封结构的剖视图；
21.附图标记说明：1-导线柱本体、2-钢套、3-密封盒、4-隔离垫、5-密封泥、6-第一聚四氟乙烯垫、7-第一聚四氟乙烯粉层、8-氟化钙粉层、9-第二聚四氟乙烯粉层、10-第二聚四氟乙烯垫、11-胶木垫、12-钢垫、13-压紧螺母、14-阳极盖板。
具体实施方式
22.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
24.此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以
是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
25.实施例1
26.如图1和图2所示，一种制氟电解槽阳极导线柱与阳极盖板的密封结构，包括导线柱本体1，导线柱本体1的外侧套接有与阳极盖板14一体成型的密封盒3，密封盒3下方在导线柱本体1的外侧套接有钢套2，钢套2与导线柱本体1旋合连接，对其顶端的密封盒3形成支撑。
27.为确保在电解槽震动、压力波动工况下密封盒3绝缘性、密封性不受破坏，在密封盒3内部设置颗粒绝缘物质层、柔性绝缘物质层和多个刚性绝缘物质层，颗粒绝缘物质层包括氟化钙粉层8和聚四氟乙烯粉层，柔性绝缘物质层为密封泥5，刚性绝缘物质层为聚四氟乙烯垫、胶木垫11或钢质垫圈。具体密封时，在密封盒3内部由下往上依次设置为密封泥5、第一聚四氟乙烯垫6、第一聚四氟乙烯粉层7、氟化钙粉层8、第二聚四氟乙烯粉层9、第二聚四氟乙烯垫10、胶木垫11和钢垫12。导线柱本体1上在钢垫12的顶端安装压紧螺母13，用于压紧密封盒3内部的各个密封层，尤其使颗粒绝缘物质层更加密实；密封盒3内部大面积铺设氟化钙粉的原因是：一方面氟化钙粉起到绝缘的作用不与氟气发生反应，另一方面氟化钙粉颗粒受热不会出现粘连，方便后期对密封盒3的拆卸；胶木垫11起到绝缘作用。
28.钢套2和密封盒3之间设有由聚四氟乙烯材料制成的起到隔离和密封作用的隔离垫4。隔离垫4为凸台形结构，隔离垫4的顶端与密封泥5的底端抵接，。
29.充分考虑氟气化学性质十分活泼，氧化性极强，为了使密封泥5与氟气不反应，在常温或电解槽运行温度下固化后具备一定的韧性，本发明采用环氧树脂、顺丁希二酸甘和邻苯二甲酸酯，按照一定配比制作密封材料，因环氧树脂具有很强的内聚力，分子结构致密，是一种有益、多功能性的电绝缘材料，环氧树脂固化后具有优良的介电常数，添加适合的固化剂、制韧剂以及固体填料，并在常温～100℃之间自主固化，密封性、绝缘性良好。除此之外，充分考虑氟气化学性质十分活泼，为了使密封泥5与氟气不反应，常温或电解槽运行温度下固化后具有一定的韧性，采用顺丁希二酸甘作为固化剂，邻苯二甲酸酯作为制韧剂，从而提高密封泥5收缩率、强度以及耐受性，本发明选择环氧树脂，同时采用顺丁希二酸甘作为固化剂，邻苯二甲酸酯作为制韧剂。
30.环氧树脂、顺丁希二酸甘和邻苯二甲酸酯的具体配方研究如下：
31.配方一：环氧树脂65克、顺丁希二酸甘10克、邻苯二甲酸酯25克；
32.配方二：环氧树脂60克、顺丁希二酸甘15克、邻苯二甲酸酯25克；
33.配方三：环氧树脂55克、顺丁希二酸甘20克、邻苯二甲酸酯25克；
34.根据工况运行验证，本发明采用配方二制作的密封泥5，其密封性、绝缘性及运行状况等均优于配方一、三，其具体特点如下：在运行温度下能够充分固化，固化后硬度、柔韧性以及表面光洁度满足工况要求；密封泥5在固化前后均不与氟气和氟化氢气体发生反应；固化后成为陶瓷状物质，并粘黏在密封处的金属上，密封效果良好，电解槽运行周期内密封盒3不发生氟气泄漏事件；电介性能良好，电阻率大于107ωωm，配方一和配方三的电阻率均小于100ωωm。
35.一种制氟电解槽阳极导线柱与阳极盖板的密封方法，该密封方法包括以下步骤：首先使用120目的筛网过滤氟化钙粉，使氟化钙粉的颗粒更小，从而使氟化钙粉颗粒之间的
间隙更小，密封性好，并置于烘箱中，在100℃-120℃烘干24小时后取出，放至常温备用；然后密封泥5按照环氧树脂60份、顺丁希二酸甘15份和邻苯二甲酸酯25份的比例混合后与氟化钙粉搅拌混合；将密封泥5搓成φ12mm-16mm的圆条状盘绕在密封盒3内部的底端，安装第一聚四氟乙烯垫6向下按压密封泥5，使密封泥5形成扁平状，然后依次铺设第一聚四氟乙烯粉层7、氟化钙粉层8、第二聚四氟乙烯粉层9、第二聚四氟乙烯垫10、胶木垫11和钢垫12，最后使用压紧螺母13对钢垫12进行压紧。
36.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

技术特征：

1.一种制氟电解槽阳极导线柱与阳极盖板的密封结构，其特征在于，包括导线柱本体，所述导线柱本体的外侧套接有与所述阳极盖板一体成型的密封盒，所述密封盒下方在所述导线柱本体的外侧套接有钢套，所述钢套和所述密封盒之间设有隔离垫，所述密封盒内部设有颗粒绝缘物质层、柔性绝缘物质层和多个刚性绝缘物质层。2.根据权利要求1所述的制氟电解槽阳极导线柱与阳极盖板的密封结构，其特征在于，所述颗粒绝缘物质层包括氟化钙粉层和聚四氟乙烯粉层，所述柔性绝缘物质层为密封泥，所述刚性绝缘物质层为聚四氟乙烯垫、胶木垫或钢质垫圈。3.根据权利要求1所述的制氟电解槽阳极导线柱与阳极盖板的密封结构，其特征在于，所述密封盒内部由下往上依次设置为密封泥、第一聚四氟乙烯垫、第一聚四氟乙烯粉层、氟化钙粉层、第二聚四氟乙烯粉层、第二聚四氟乙烯垫、胶木垫和钢垫。4.根据权利要求2所述的制氟电解槽阳极导线柱与阳极盖板的密封结构，其特征在于，所述密封泥的组分包括环氧树脂、顺丁希二酸甘和邻苯二甲酸酯。5.根据权利要求4所述的制氟电解槽阳极导线柱与阳极盖板的密封结构，其特征在于，所述密封泥的组分按重量份数计：环氧树脂55-65份，顺丁希二酸甘10-20份，邻苯二甲酸酯25份。6.根据权利要求5所述的制氟电解槽阳极导线柱与阳极盖板的密封结构，其特征在于，所述密封泥的组分按重量份数计：环氧树脂60份、顺丁希二酸甘15份、邻苯二甲酸酯25份。7.根据权利要求3所述的制氟电解槽阳极导线柱与阳极盖板的密封结构，其特征在于，所述隔离垫由聚四氟乙烯材料制成，所述隔离垫为凸台形结构，所述隔离垫的顶端与所述密封泥的底端抵接。8.根据权利要求3所述的制氟电解槽阳极导线柱与阳极盖板的密封结构，其特征在于，所述导线柱本体上在所述钢垫的顶端安装压紧螺母。9.一种制氟电解槽阳极导线柱与阳极盖板的密封方法，其特征在于，具体包括以下步骤：s1：过滤氟化钙粉，并置于烘箱中，在100℃-120℃烘干24小时后取出，放至常温备用；s2：密封泥按照环氧树脂60份、顺丁希二酸甘15份和邻苯二甲酸酯25份的比例混合后与氟化钙粉搅拌混合；s3：将密封泥搓成φ12mm-16mm的圆条状盘绕在密封盒内部的底端，安装第一聚四氟乙烯垫向下按压密封泥，使密封泥形成扁平状，然后依次铺设第一聚四氟乙烯粉层、氟化钙粉层、第二聚四氟乙烯粉层、第二聚四氟乙烯垫、胶木垫和钢垫。10.根据权利要求9所述的制氟电解槽阳极导线柱与阳极盖板的密封方法，其特征在于，步骤s1中，所述氟化钙粉使用120目筛网过滤。

技术总结

本发明提供了一种制氟电解槽阳极导线柱与阳极盖板的密封结构及方法，包括导线柱本体，所述导线柱本体的外侧套接有与所述阳极盖板一体成型的密封盒，所述密封盒下方在所述导线柱本体的外侧套接有钢套，所述钢套和所述密封盒之间设有隔离垫，所述密封盒内部设有颗粒绝缘物质层、柔性绝缘物质层和多个刚性绝缘物质层。该密封盒与导线柱本体之间的密封结构采用同时设置颗粒绝缘物质层、柔性绝缘物质层和多个刚性绝缘物质层，颗粒绝缘物质层的颗粒物质可根据解槽在震动和压力波动进行自适应调整，确保电解槽在震动和压力波动工况下，密封盒绝缘性、密封性不受破坏，柔性绝缘物质层具有一定韧性，进一步保证密封性。进一步保证密封性。进一步保证密封性。