本發(fā)明涉及超純石英砂生產(chǎn)的，尤其涉及一種高溫氣化石英砂流量控制裝置及控制方法。

背景技術(shù)：

1、高溫氣化除雜工藝是在1000℃以上的高溫下、在石英玻璃器皿中、利用高活性氣體與石英砂進(jìn)行高溫氣固反應(yīng)，使石英晶格內(nèi)的堿金屬元素(li、na、k)活化轉(zhuǎn)移到氣相中、并與氣體一起排出而達(dá)成去除石英晶格中堿金屬元素的目的。高溫氣化除雜工藝是超純石英砂生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)，因?yàn)槌兪⑸吧a(chǎn)工藝中的物理除雜工藝和化學(xué)除雜工藝是不能去除石英晶格內(nèi)部的堿金屬元素雜質(zhì)的，而堿金屬元素雜質(zhì)對(duì)超純石英砂的品質(zhì)影響很大，堿金屬元素雜質(zhì)含量高，不但降低石英玻璃制品的耐溫度，影響石英玻璃制品的使用性能，而且高含量的堿金屬元素在高溫下還會(huì)擴(kuò)散到石英玻璃制品內(nèi)的超高純物料(如金屬硅)中，對(duì)超高純物料造成污染；高溫氣化除雜工藝是去除石英晶格內(nèi)堿金屬元素最有效的技術(shù)。影響高溫氣化工藝除雜效果的主要因素有反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、高活性氣體的特征(如高活性氣體的配比、流量)等，當(dāng)反應(yīng)溫度和高活性氣體的特征確定后，反應(yīng)時(shí)間就成影響高溫氣化除雜效果的關(guān)鍵因素，所謂反應(yīng)時(shí)間就是石英砂在高溫氣化反應(yīng)用石英玻璃器皿中停留的時(shí)間，在連續(xù)的生產(chǎn)工藝中，就是石英砂從石英玻璃器皿中流出的量，石英砂流量越大，超純石英砂的產(chǎn)量越大，但石英砂在石英玻璃器皿中停留時(shí)間就越短，高溫氣化效果相對(duì)就比較差。在超純石英砂生產(chǎn)過程中，為了對(duì)高溫氣化除雜效果及超純石英砂產(chǎn)量進(jìn)行精準(zhǔn)控制，就必須要對(duì)高溫氣化石英砂實(shí)施安全、無污染的流量控制。

2、目前，市場上暫未有石英砂流量控制相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)，更沒有在高溫、高活性氣體參與的條件下對(duì)石英砂進(jìn)行流量控制的技術(shù)或裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本部分的目的在于概述本發(fā)明的實(shí)施例的一些方面以及簡要介紹一些較佳實(shí)施例。在本部分以及本技術(shù)的說明書摘要和發(fā)明名稱中可能會(huì)做些簡化或省略以避免使本部分、說明書摘要和發(fā)明名稱的目的模糊，而這種簡化或省略不能用于限制本發(fā)明的范圍。

2、鑒于上述現(xiàn)有石英砂流量控制存在的問題，提出了本發(fā)明。

3、因此，本發(fā)明目的是提供一種高溫氣化石英砂流量控制裝置及控制方法，解決現(xiàn)有市場上暫未有石英砂流量控制相關(guān)的技術(shù)，更沒有在高溫、高活性氣體參與的條件下對(duì)石英砂進(jìn)行流量控制的技術(shù)或裝置的問題。

4、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種高溫氣化石英砂流量控制裝置，包括高溫氣化裝置、外套管、流量控制裝置、廢氣處理裝置、排料管、擋板管及高溫石英砂冷卻裝置；其中，所述高溫氣化裝置包括氣化管和加熱裝置；其中，所述流量控制裝置包括帶推拉桿的閘閥、支撐板、氣封裝置，所述帶推拉桿的閘閥包括閘閥底板、閘閥側(cè)板、閘閥掛板、推拉桿和手柄；其中，所述廢氣處理裝置包括排氣管、進(jìn)水管、帶風(fēng)機(jī)的廢氣中和裝置和廢氣軟管，所述排氣管為設(shè)置于所述外套管上端的石英玻璃管，所述進(jìn)水管設(shè)置于所述排氣管靠近末端的位置，所述廢氣軟管連接所述排氣管與所述帶風(fēng)機(jī)的廢氣中和裝置；所述排料管設(shè)置于所述外套管的底部，由所述氣化管的出料管流出的高溫氣化后的石英砂，在經(jīng)過氣封用凈化氣體吹掃后，從所述排料管流入所述高溫石英砂冷卻裝置；所述高溫石英砂冷卻裝置利用水冷和氣冷相結(jié)合的技術(shù)對(duì)高溫石英砂實(shí)施無污染冷卻。

5、作為本發(fā)明所述的高溫氣化石英砂流量控制裝置的一種優(yōu)選方案，其中：所述氣化管為頂部中心設(shè)置進(jìn)料管、底部中心設(shè)置出料管的圓柱狀石英玻璃管，所述氣化管上設(shè)置有進(jìn)氣管和出氣管，所述加熱裝置為設(shè)置于所述氣化管外的高溫電爐。

6、作為本發(fā)明所述的高溫氣化石英砂流量控制裝置的一種優(yōu)選方案，其中：所述外套管為直徑與所述氣化管相同、套接在所述氣化管下部的石英玻璃管，所述氣化管的出料管位于所述外套管內(nèi)。

7、作為本發(fā)明所述的高溫氣化石英砂流量控制裝置的一種優(yōu)選方案，其中：所述閘閥底板為長方形石英玻璃板、水平設(shè)置于所述氣化管的出料管下方，長方形的窄邊大于所述氣化管的出料管直徑；所述閘閥側(cè)板為垂直設(shè)置于所述閘閥底板長邊二側(cè)的石英玻璃板，所述閘閥側(cè)板底端與所述閘閥底板連接、上端與所述閘閥掛板連接；所述閘閥掛板為水平設(shè)置于所述閘閥側(cè)板內(nèi)側(cè)的、窄條狀的石英玻璃片，所述閘閥掛板的一側(cè)長邊與所述閘閥側(cè)板的上端連接；所述推拉桿為石英玻璃棒，所述推拉桿平行于所述閘閥底板的長邊，所述推拉桿一端與所述閘閥底板的窄邊中心連接，另一端延伸至所述外套管的管外、并與所述手柄連接；所述手柄為由石英玻璃棒構(gòu)成的十字形棒或由石英玻璃板制作成的圓形板，十字形棒或圓形板的中心與所述推拉桿連接。

8、作為本發(fā)明所述的高溫氣化石英砂流量控制裝置的一種優(yōu)選方案，其中：所述支撐板整體為長方形石英玻璃板、水平設(shè)置于所述氣化管的出料管上，所述支撐板設(shè)置在出料管上的高度受制于所述閘閥側(cè)板的高度、使所述帶推拉桿的閘閥能通過所述閘閥掛板而懸掛于所述支撐板上，并且使所述閘閥底板與所述氣化管的出料管下端之間有一定間隙，所述支撐板的寬度受制于所述閘閥底板的寬度、使所述帶推拉桿的閘閥能通過所述閘閥掛板而懸掛于所述支撐板上，并且使所述氣化管的出料管位于二所述閘閥側(cè)板中間，所述支撐板的長度要大于2倍的所述閘閥底板長度，并且在所述支撐板的二窄邊垂直向上設(shè)置一定高度的擋板，所述氣封裝置包括氣封管和進(jìn)氣管，所述氣封管平行套在所述推拉桿上，所述氣封管一端敞口、穿進(jìn)所述外套管內(nèi)，所述氣封管與所述外套管連接，另一端在所述外套管外、用石英玻璃片進(jìn)行局部封堵，在封堵用石英玻璃片的中心偏上的部位，開一個(gè)比所述推拉桿直徑大的圓孔，使所述推拉桿在穿過封堵玻璃片時(shí)與玻璃片間有一絲間隙，所述進(jìn)氣管從所述外套管外與所述氣封管連接，為所述氣封管提供氣封用凈化氣體。

9、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明還提供如下技術(shù)方案：一種高溫氣化石英砂流量控制方法，應(yīng)用上述所述的高溫氣化石英砂流量控制裝置，包括如下具體控制步驟：s1、將高溫石英砂冷卻裝置的進(jìn)料管設(shè)置于排料管與擋板管之間；s2、利用廢氣軟管將帶風(fēng)機(jī)的廢氣中和裝置與排氣管連接；s3、打開冷卻水源的供水閥門，對(duì)所述排氣管上進(jìn)水管供水、對(duì)所述帶風(fēng)機(jī)的廢氣中和裝置供水、對(duì)所述高溫石英砂冷卻裝置供水；s4、打開凈化氣體氣源閥門，對(duì)氣封裝置的進(jìn)氣管供氣、對(duì)所述高溫石英砂冷卻裝置供氣；s5、向外套管內(nèi)推進(jìn)帶推拉桿的閘閥的手柄，使閘閥底板完全封堵高溫氣化裝置氣化管的出料管，石英砂在所述氣化管內(nèi)進(jìn)行高溫氣化除雜；s6、慢慢向外抽拉所述手柄，開啟所述氣化管的出料管下方的所述帶推拉桿的閘閥，隨著所述閘閥底板的窄邊越過所述氣化管的出料管外徑到達(dá)內(nèi)徑后，經(jīng)過一段時(shí)間高溫氣化的石英砂從所述氣化管的出料管與所述閘閥底板間的縫隙流出所述氣化管，隨著所述帶推拉桿的閘閥越向外抽拉，所述帶推拉桿的閘閥開啟程度越大，所述閘閥底板與所述氣化管的出料管之間的間隙越大，流出的石英砂量就越多；s7、調(diào)節(jié)凈化氣體氣源閥門的開啟程度，使經(jīng)過所述進(jìn)氣管進(jìn)入氣封管的凈化氣體流量足夠大，使凈化氣體一方面能阻止石英砂裹夾的高活性氣體從推拉桿與所述氣封管間的縫隙流入環(huán)境，另一方面凈化氣體還能通過所述氣封管的敞口端進(jìn)入所述外套管、從所述閘閥底板下方對(duì)石英砂進(jìn)行吹掃，使石英砂裹夾的高活性氣體快速與石英砂分離；s8、調(diào)節(jié)所述帶風(fēng)機(jī)的廢氣中和裝置的風(fēng)機(jī)流量，使所述外套管內(nèi)的凈化氣體和高活性氣體能及時(shí)地被抽出所述外套管，并使廢氣得到中和處理后排放；s9、經(jīng)過氣固分離后的高溫石英砂，經(jīng)排料管流入所述高溫石英砂冷卻裝置進(jìn)行冷卻處理。

10、本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明提供一種高溫氣化石英砂流量控制裝置及控制方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，該高溫氣化石英砂流量控制技術(shù)與裝置，通過采用懸掛式、推拉閘閥工藝，結(jié)合氣封技術(shù)，對(duì)高溫氣化裝置氣化管的出料管實(shí)施流量控制，同時(shí)氣封用凈化氣體還能將高活性氣體從石英砂中吹掃出來，并被廢氣處理裝置收集、處理，從而達(dá)成對(duì)高溫氣化石英砂進(jìn)行安全、無污染的流量控制，為在高溫氣化效果與超純石英砂產(chǎn)量之間尋求平衡點(diǎn)提供了可能。