CN107121990A - 一种用于加热系统的压力调节装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于加热系统的压力调节装置，包括外壳部分、气动锥形塞粗调部分、电动阀精调部分、辉光加热器和控制部分；装置采用气动锥形塞粗调和电动阀精调结合的模式控制炉内气体排出量实现精确控制压力。辉光加热器将排出气体中可燃气及时燃烧。当加热系统压力变动超过设定值时，气动锥形塞粗调部分的气缸动作推动锥形塞打开一开度粗调压力，电动阀精调部分的电动阀根据实测压力值和设定值打开一开度精调压力，使压力稳定在设定值；当压力继续增高电动阀调至最大开度仍无法达到压力设定值时气缸再使锥形塞开度增大，随后电动执行器重调电动阀开度直至压力稳定在设定值。本装置能快速调节加热系统的压力，能适应多种加热系统且调节范围大。

Description

一种用于加热系统的压力调节装置
技术领域
本发明涉及一种用于加热系统的压力调节装置，具体地说是一种用于加热系统隔离段的压力调节装置，通过本装置中设有的压力粗调和精调部分的调节，实现加热系统隔离段运行在稳定的压力状态。
背景技术
根据部分工业炉的加热工艺要求，需要将加热系统隔离为若干段。不同隔离段间的阻断通过压力调节装置和密封结构实现。目前实现阻断作用的压力调节装置，由放散管和气动盖板组成，盖板通过链条与气动装置连接，占用空间大，调节压力精度差且反应慢，无可燃气体处理设备，炉内可燃气体会直接排入车间，因此目前使用的压力调节装置对压力的调整作用不理想，隔离效果较差，并存在安全隐患。
在本申请之前，对于加热系统的压力调节，国内外都有相关的研究与开发，如在2004年5月公开了由日本东京毅力科创株式会社申请的“热处理装置”，专利号为02806638，该技术通过设置的排气系统调整加热系统的压力。根据检测的绝对排气压力，调节压力可变阀的开度，由此来调整处理炉内的压力。该技术的不足之处在于压力调节装置结构复杂，采用多个信号修正，压力调节过程繁琐。
还有如在2014年12月中国公开了由东北大学申请的“一种热处理炉的炉膛压力控制系统和方法”，申请号为201410447732.5，该技术在热处理炉炉膛设置一套压力检测机构和两套排烟抽力调节系统，通过调整烟道阀门的开度实现压力的炉内控制。该技术的不足之处在于通过压力传感器感受信号，控制主烟道和旁通烟道的阀门的开启和关闭进行压力调节，延迟性大，压力调节精度低。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于加热系统的压力调节装置，能够根据加热系统的压力变化灵活及精确地控制排出气体流量，保证加热系统隔离段不互相串气和渗透，实现加热系统隔离段内压力的快速精确控制，同时在本装置气体通道腔体上部设有辉光加热器，能将排出气体中的可燃气体及时燃尽。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：提供一种用于加热系统的压力调节装置，包括外壳部分、气动锥形塞粗调部分、电动阀精调部分、辉光加热器和控制部分；所述的外壳部分设有导流筒、支撑筒、电动阀、下部腔体、锥形塞座、气体通道腔体、连接板，挡火板和排气口，所述的导流筒上部外表设有支撑筒，支撑筒通过螺栓A、螺母A和垫片A与电动阀连接，电动阀顶部也通过螺栓A、螺母A和垫片A与下部腔体连接，下部腔体与锥形塞座连接，锥形塞座连接气体通道腔体，气体通道腔体上部通过连接板与挡火板连接，挡火板用于限制气体燃烧时的火焰高度，所述的排气口设在挡火板的下方；
所述的气动锥形塞粗调部分设有气缸、第一连杆、第二连杆、连杆支撑板、下导杆、上导杆、连接件、上盘带、下盘带、上支撑件、下支撑件、锥形塞、上立杆和下立杆；所述的气缸铰接在下立杆的上端，下立杆下端固定在加热系统的炉壳钢板上，上立杆与下立杆连接；气缸的活塞杆端与第一连杆铰接，第一连杆另一端与第二连杆铰接，且第一连杆与第二连杆之间的铰接接头固定在连杆支撑板上，连杆支撑板固定在气体通道腔体下部的外壁上；所述的第二连杆的另一端设有开叉口，通过销与连接件连接；所述的下导杆、上导杆和连接件组成导向机构，为第二连杆作运动导向，在下导杆上固定有锥形塞；所述的上盘带、导向套筒和上支撑件构成上导向滑道，下盘带、导向套筒和下支撑件构成下导向滑道，导向机构在上、下导向滑道的导向套筒中上下移动，上导向滑道和下导向滑道分别通过螺栓B、螺母B和垫片B固定在气体通道腔体和下部腔体内壁上；所述的气缸运动时，其活塞杆的伸缩推动第一连杆、第二连杆运动，第二连杆在导向机构的作用下，推动连接件、下导杆和锥形塞一起运动，锥形塞的运动使锥形塞与锥形塞座分开一个开度，实现对加热系统压力的粗调；
所述的电动阀精调部分设有电动阀和电动执行器，电动执行器根据实测压力值和设定值使电动阀动作，直至炉压稳定在设定值，实现精确控制炉压；
所述的辉光加热器安装在气体通道腔体的上部，辉光加热器的加热端设在气体通道内，用于将加热系统排出气体中的可燃气体及时燃烧；
所述的控制部分为加热系统总控制系统的一部分，控制部分用于实时传送检测到的炉压信息，并输出控制指令使电动阀和气缸动作，实现炉压的实时调节。
所述的导流筒与支撑筒之间设有耐火纤维，用于隔热及提高气密性，导流筒下部伸入到加热系统内部，支撑筒下端连接加热系统的炉壳钢板。
所述的上盘带与导向套筒之间设有2～4根上支撑件，同样下盘带与导向套筒之间也设有2～4根下支撑件。
当加热系统工况变化导致炉压有变动时，所述的控制部分立即根据压力情况通过气缸调整锥形塞的开度，以及通过电动执行器使电动阀动作，实现压力的精确控制，即当检测到加热系统隔离段中炉压超过设定值时，气缸动作带动第一连杆、第二连杆动作，使锥形塞打开一开度实现压力的粗调，随后电动阀对炉压进行精调，使炉压稳定在设定值；当电动阀调整至最大开度仍无法达到设定压力值时，气缸再次动作使锥形塞逐级打开直至全开状态，随后电动执行器根据炉压精调电动阀开度直至炉压稳定在设定值。
本发明用于加热系统隔离段的压力调节装置与现有的技术相比具有的优点是：
⑴、本发明的一种用于加热系统隔离段的压力调节装置是采用气动锥形塞粗调和电动阀精调相结合的模式调节压力，能够快速实现炉压的精确控制，同时能够及时燃烧排出气体中的可燃成分。
⑵、本发明的装置结构简单，操作方便，且调压范围大，能适应加热系统的多种炉况调压。
附图说明
图1为本发明一种用于加热系统的压力调节装置结构示意图。
图2为图1中的A向视图。
图3为图1中的B向视图。
图4为图1中的V1区的结构放大图。
图5为图4中的V2区的右向视图。
图6为本发明装置中锥形塞向上移动至开度I时的结构示意图。
上述图中：1-气缸，2-第一连杆，3-第二连杆，4-辉光加热器，5-挡火板，6-连接板，7-气体通道腔体，8-上盘带，9-销，10-下盘带，11-排气口，12-电动阀，13-导流筒，14-耐火纤维，15-支撑筒，16-螺栓A，17-下部腔体，18-下导杆，19-锥形塞座，20-锥形塞，21-连杆支撑板，22-上导杆，23-连接件，24-上立杆，25-下立杆,26-炉壳钢板，27-导向套筒,28-上支撑件,29-螺栓B，30-下支撑件。
具体实施方式
下面结合附图对本发明用于加热系统的压力调节装置作进一步详细的描述，但本发明的实施不限于此。
实施例1：本发明提供一种用于加热系统的压力调节装置，其结构如图1、6所示，包括外壳部分、气动锥形塞粗调部分、电动阀精调部分、辉光加热器4和控制部分；所述的外壳部分设有导流筒13、支撑筒15、电动阀12、下部腔体17、气体通道腔体7、连接板6，挡火板5和排气口11，所述的导流筒13上部外表设有支撑筒15，所述的导流筒与支撑筒之间设有耐火纤维14，耐火纤维用于隔热及提高气密性，支撑筒下端与加热系统的炉壳钢板连接，导流筒的下部伸入到加热系统的炉内。
所述的导流筒13顶部通过螺栓A16、螺母A和垫片A与电动阀12连接，电动阀12顶部也通过螺栓A16、螺母A和垫片A与下部腔体17连接，下部腔体与锥形塞座19连接，锥形塞座连接气体通道腔体7，气体通道腔体通过连接板6与挡火板5连接，挡火板用于限制气体燃烧时的火焰高度，排气口11设在挡火板5的下方。
所述的气动锥形塞粗调部分设有气缸1、第一连杆2、第二连杆3、下导杆18、上导杆22、连接件23、上盘带8、下盘带10、上支撑件28、下支撑件30、锥形塞20、上立杆24、下立杆25；所述的气缸一端铰接在下立杆顶端，下立杆另一端固定在加热系统的炉壳钢板26上，上立杆与下立杆焊接连接，上立杆25用于防止气缸活塞杆与第一连杆向上立杆后方倾斜；气缸的活塞杆与第一连杆铰接，第一连杆与第二连杆铰接，且第一连杆与第二连杆之间的铰接接头固定在连杆支撑板21上，连杆支撑板固定在气体通道腔体7下部的外壁上。
参见图4、5，所述的连接件23通过销9连接下导杆18与上导杆22，下导杆、上导杆和连接件组成导向机构，销9和导向机构为第二连杆的运动作导向，锥形塞20固定在下导杆上。第二连杆3的一端设有开叉口，第二连杆3也通过销9与连接件23连接。在气动锥形塞粗调部分动作时，由于销9固定在连接件23上，第二连杆3在运动，如同销9在第二连杆3的开叉口中滑动。
参见图2、3，所述的上盘带8、导向套筒27、上支撑件28构成上导向滑道，下盘带10、导向套筒27和下支撑件30构成下导向滑道，导向机构在上、下导向滑道的二个导向套筒27中上下移动，上导向滑道和下导向滑道分别通过螺栓B29、螺母B和垫片B固定在气体通道腔体7和下部腔体17内筒壁上。本实施例的上盘带8与导向套筒27之间设有3根上支撑件28，下盘带10与导向套筒27之间也设有3根下支撑件30。
所述的气缸运动时，其活塞杆的伸缩推动第一连杆2、第二连杆3运动，第二连杆3在导向机构的作用下，推动连接件23、上导杆22、下导杆18和锥形塞20整体一起运动，锥形塞的运动使锥形塞与锥形塞座19分开一个开度，加热系统中炉内的气体得到分流，实现对加热系统的压力粗调功能。
所述的电动阀12组成了外壳部分中的一段，但电动阀12最主要的功能是作为电动阀精调部分的主要部件，电动阀精调部分还设有电动执行器，电动执行器根据加热系统的炉压实时控制电动阀阀门动作，即电动执行器根据炉压实测压力值和设定值控制电动阀开度动作，分流加热系统中炉内的气体，实现精确控制炉压直至炉压稳定在设定值。
所述的辉光加热器4安装在气体通道腔体7的上部，辉光加热器的加热端设在气体通道腔体内，用于使加热系统排出气体中的可燃气体及时燃烧。
所述的控制部分为加热系统总控制系统的一部分，控制部分用于将检测到的加热系统炉压信息实时传送，并输出控制指令使电动阀12和气缸1运动。
本发明用于加热系统的压力调节装置，其工作过程如下：将本装置安装到加热系统的炉上，首先把导流筒13的下端伸入到炉内，把支撑筒15固定在炉壳钢板26上，同时也固定好下立杆25。本装置开始工作前气缸1动作，气缸的活塞杆推动第一连杆2、第二连杆3运动，使与第二连杆3连接在一起的导向机构运动，锥形塞20跟随导向机构向下运动，锥形塞严密地座在锥形塞座19上；如图1所示。
当加热系统的炉内高温气体经导流筒13进入本压力调节装置的外壳部分，装置控制部分检测到炉压，当炉压超过设定值时，控制部分输出信号控制气缸1动作，气缸的活塞杆回缩，带动第一连杆2、第二连杆3运动，使与第二连杆3连接在一起的导向机构运动，锥形塞20跟随导向机构向上移动至开度I位置，如图6所示，炉内气体经下部腔体17、锥形塞20的开缝，在气体通道腔体7内向上流动，流动的气体中可燃性气体经过辉光加热器4时被点燃燃烧后通过排气口11排出。同时控制部分根据检测到的炉内压力变化实时调整电动阀12动作，电动阀的电动执行器根据炉压实测压力值和设定值相比精调电动阀的阀门开度，直至炉压稳定在设定值。当炉压继续增高，且电动阀12逐级调整，甚至阀门开到最大开度仍无法达到压力设定值时，气缸1再动作带动锥形塞20打开更大开度，甚至到全开状态，随后电动执行器根据炉内压力调整电动阀的阀门开度直至压力稳定在设定值。当炉内压力低于设定值时锥形塞和电动阀的阀门均关闭。
本发明的装置结构简单，操作方便，采用气动锥形塞粗调和电动阀精调相结合的模式调节压力，调节压力范围大，能适应加热系统的多种炉况调压。

Claims (4)

1.一种用于加热系统的压力调节装置，包括外壳部分、气动锥形塞粗调部分、电动阀精调部分、辉光加热器和控制部分；其特征在于：所述的外壳部分设有导流筒、支撑筒、电动阀、下部腔体、锥形塞座、气体通道腔体、连接板，挡火板和排气口，所述的导流筒上部外表设有支撑筒，支撑筒通过螺栓A、螺母A和垫片A与电动阀连接，电动阀顶部也通过螺栓A、螺母A和垫片A与下部腔体连接，下部腔体与锥形塞座连接，锥形塞座连接气体通道腔体，气体通道腔体上部通过连接板与挡火板连接，挡火板用于限制气体燃烧时的火焰高度，所述的排气口设在挡火板的下方；
所述的气动锥形塞粗调部分设有气缸、第一连杆、第二连杆、连杆支撑板、下导杆、上导杆、连接件、上盘带、下盘带、上支撑件、下支撑件、锥形塞、上立杆和下立杆；所述的气缸铰接在下立杆的上端，下立杆下端固定在加热系统的炉壳钢板上，上立杆与下立杆连接；气缸的活塞杆端与第一连杆铰接，第一连杆另一端与第二连杆铰接，且第一连杆与第二连杆之间的铰接接头固定在连杆支撑板上，连杆支撑板固定在气体通道腔体下部的外壁上；所述的第二连杆的另一端设有开叉口，通过销与连接件连接；所述的下导杆、上导杆和连接件组成导向机构，为第二连杆作运动导向，在下导杆上固定有锥形塞；所述的上盘带、导向套筒和上支撑件构成上导向滑道，下盘带、导向套筒和下支撑件构成下导向滑道，导向机构在上、下导向滑道的导向套筒中上下移动，上导向滑道和下导向滑道分别通过螺栓B、螺母B和垫片B固定在气体通道腔体和下部腔体内壁上；所述的气缸运动时，其活塞杆的伸缩推动第一连杆、第二连杆运动，第二连杆在导向机构的作用下，推动连接件、下导杆和锥形塞一起运动，锥形塞的运动使锥形塞与锥形塞座分开一个开度，实现对加热系统压力的粗调；
所述的电动阀精调部分设有电动阀和电动执行器，电动执行器根据实测压力值和设定值使电动阀动作，直至炉压稳定在设定值，实现精确控制炉压；
所述的辉光加热器安装在气体通道腔体的上部，辉光加热器的加热端设在气体通道内，用于将加热系统排出气体中的可燃气体及时燃烧；
所述的控制部分为加热系统总控制系统的一部分，控制部分用于实时传送检测到的炉压信息，并输出控制指令使电动阀和气缸动作，实现炉压的实时调节。
2.根据权利要求1所述的用于加热系统的压力调节装置，其特征在于：所述的导流筒与支撑筒之间设有耐火纤维，用于隔热及提高气密性，导流筒下部伸入到加热系统内部，支撑筒下端连接加热系统的炉壳钢板。
3.根据权利要求1所述的用于加热系统的压力调节装置，其特征在于：所述的上盘带与导向套筒之间设有2～4根上支撑件，同样下盘带与导向套筒之间也设有2～4根下支撑件。
4.根据权利要求1所述的用于加热系统的压力调节装置，其特征在于：当加热系统工况变化导致炉压有变动时，所述的控制部分立即根据压力情况通过气缸调整锥形塞的开度，以及通过电动执行器使电动阀动作，实现压力的精确控制，即当检测到加热系统隔离段中炉压超过设定值时，气缸动作带动第一连杆、第二连杆动作，使锥形塞打开一开度实现压力的粗调，随后电动阀对炉压进行精调，使炉压稳定在设定值；当电动阀调整至最大开度仍无法达到设定压力值时，气缸再次动作使锥形塞逐级打开直至全开状态，随后电动执行器根据炉压精调电动阀开度直至炉压稳定在设定值。
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