CN113106179B - 一种用于阻断高炉煤气的阀盖装置及开合方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种用于阻断高炉煤气的阀盖装置及开合方法，属于高炉无料钟炉顶设备领域，解决了现有阻断装置需人工现场操作，安全风险较高的问题。装置的固定筒套设于高炉的波纹管，且下端设置于高炉的布料器上；上阀座的上端与波纹管的下端连接，下阀座的下端设置于布料器上；升降机构的上端设置于固定筒上，下端与上阀座的上端连接，能够带动上阀座向下或向上运动并使波纹管拉伸或压缩，以使上阀座的下端面与下阀座的上端面相贴合或者相远离；旋转机构的一侧铰接于固定筒上，另一侧与阀盖连接，能够带动阀盖绕铰接轴的轴线旋转；阀盖为球形且球心位于铰接处所在侧；升降机构和旋转机构均与控制机构电连接。本申请无需人工现场操作，安全风险低。

Description

一种用于阻断高炉煤气的阀盖装置及开合方法

技术领域

本申请涉及高炉无料钟炉顶设备技术领域，尤其涉及一种用于阻断高炉煤气的阀盖装置及开合方法。

背景技术

高炉是用钢板作炉壳，壳内砌耐火砖内衬的结构。由于高炉炼铁技术具有经济指标良好，工艺简单、生产量大、劳动生产效率高、能耗低等优点，故用高炉炼铁技术生产的铁占世界铁总产量的绝大部分。在实际中，高炉正常工作时，下部阀箱和布料器之间连通，以正常工作。当高炉休风进行检修时，需要将下部阀箱和布料器之间阻断，以隔绝煤气，从而确保在安全状态下检修更换密封阀、料流调节阀、称量料罐衬板等部件。

目前，用于阻断下部阀箱和布料器之间的连通的阻断装置较多，常用的有过渡短管装置。具体地，过渡短管装置包括过渡短管、盲板法兰、密封环。在正常工作时，不安装盲板法兰，过渡短管的上法兰通过螺栓与波纹管固定，过渡短管的下法兰通过螺栓与布料器固定。在过渡短管的上法兰与波纹管接触的端面、下法兰与布料器接触的端面均设置有环槽，环槽内分别设置密封环，从而起到密封的作用。高炉需要检修时，操作人员首先拆掉过渡短管的上法兰和波纹管的连接螺栓，然后向上压缩波纹管，以使波纹管和过渡短管的上法兰之间有足够的间隙，再然后将盲板法兰插入波纹管和过渡短管的上法兰之间，之后将盲板法兰和过渡短管通过螺栓固定，以达到阻断下部阀箱和布料器之间的连通，进而达到阻断高炉煤气的目的。检修完成时，操作人员首先拆掉盲板法兰和过渡短管之间的连接螺栓，然后取掉盲板法兰，之后向下拉伸波纹管，最后再回装过渡短管的上法兰和波纹管的连接螺栓。

使用现有的过渡短管装置来阻断下部阀箱和布料器之间的连通，整个阻断过程需人工现场操作，操作过程复杂，检修所需时间较长，人工成本较高，而且在有高炉煤气的环境下，阻断下部阀箱和布料器之间的连通的操作需人工在现场进行才能实现，人员离高炉煤气源较近，安全风险较高。

发明内容

本申请实施例通过提供一种用于阻断高炉煤气的阀盖装置及开合方法，能够解决现有阻断装置整个阻断过程需人工现场操作，安全风险较高的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种用于阻断高炉煤气的阀盖装置，包括固定筒、升降机构、上阀座、下阀座、阀盖、旋转机构和控制机构；所述固定筒套设于高炉的波纹管，且下端设置于所述高炉的布料器上；所述上阀座的上端与所述波纹管的下端连接，所述下阀座的下端设置于所述布料器上；所述升降机构的上端设置于所述固定筒上，下端与所述上阀座的上端连接，能够带动所述上阀座向下运动或者向上运动并使所述波纹管向下拉伸或者向上压缩，以使所述上阀座的下端面与所述下阀座的上端面相贴合或者相远离；所述旋转机构的一侧铰接于所述固定筒上，另一侧与所述阀盖连接，能够带动所述阀盖绕铰接轴的轴线旋转，以使所述阀盖能够旋转至所述上阀座的下端与所述下阀座的上端之间的空间或者待机位；所述阀盖为球形且球心位于铰接处所在侧；所述升降机构和所述旋转机构均与所述控制机构电连接。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述升降机构包括碟簧油缸；所述碟簧油缸的活塞杆的前端与所述上阀座的上端连接，缸体设置于所述固定筒上；所述碟簧油缸与所述控制机构电连接。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述升降机构包括四个所述碟簧油缸，四个所述碟簧油缸的缸体分别等间隔设置于所述固定筒的一周。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述旋转机构包括两组旋转组件，两组旋转组件设置于所述阀盖的靠近铰接处的一端的相对位置处，每组旋转组件包括转臂和旋转油缸；所述转臂的一端与所述阀盖连接，另一端与所述固定筒铰接；所述旋转油缸的一端与所述转臂连接，另一端与所述固定筒铰接；所述旋转油缸与所述控制机构电连接。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述旋转机构还包括两组弹性组件；一组所述弹性组件的一端与一个所述转臂的背离所述固定筒的一端连接，另一端与所述阀盖连接，能够带动所述阀盖沿平行于所述波纹管的轴线的方向运动。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，每组所述弹性组件均包括套筒、弹性件和连接杆；所述套筒的一端的端面与所述转臂的背离所述固定筒的一端连接；所述弹性件设置于所述套筒的内腔，其一端设置于所述套筒的靠近所述转臂的一端，另一端与所述连接杆的一端连接；所述连接杆的另一端穿过所述套筒的另一端的端面后与所述阀盖连接。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述下阀座的上端面和所述上阀座的下端面均为凹面，以使下阀座的上端面和所述上阀座的下端面均与所述阀盖接触时，均能够与所述阀盖贴紧。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，阀盖装置还包括密封圈，所述下阀座的上端面设置有环形凹槽，所述密封圈设置于所述环形凹槽内。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，阀盖装置还包括底座，所述底座的上端与所述下阀座的下端连接，所述底座的下端设置于所述布料器上。

第二方面，本发明实施例提供了一种使用上述所述的用于阻断高炉煤气的阀盖装置的开合方法，包括以下步骤：

当高炉正常工作时，升降机构带动上阀座向下运动并向下拉伸所述高炉的波纹管，以使所述下阀座的上端与所述上阀座的下端贴合；

当需要阻断高炉煤气时，所述控制机构控制所述升降机构带动上阀座向上运动并向上压缩所述波纹管；

所述控制机构控制所述旋转机构带动所述阀盖旋转，以使所述阀盖旋转至所述上阀座的下端与所述下阀座的上端之间的空间；

所述控制机构控制所述升降机构带动上阀座向下运动并向下拉伸所述波纹管，以使所述上阀座的下端与所述阀盖的顶面贴合，所述下阀座的上端与所述阀盖的底面贴合；

当高炉需恢复正常工作时，所述控制机构控制所述升降机构带动上阀座向上运动并向上压缩所述波纹管；

所述控制机构控制所述旋转机构旋转所述阀盖至待机位；

所述控制机构控制所述升降机构带动上阀座向下运动并向下拉伸所述波纹管，以使所述下阀座的上端与所述上阀座的下端贴合。

本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明实施例提供了一种用于阻断高炉煤气的阀盖装置，该阀盖装置包括固定筒、升降机构、上阀座、下阀座、阀盖、旋转机构和控制机构。固定筒套设于高炉的波纹管，且下端设置于高炉的布料器上，从而使固定筒能够固定升降机构和旋转机构。上阀座的上端与波纹管的下端连接，下阀座的下端设置于布料器上，当高炉正常工作时，波纹管向下拉伸，使上阀座的下端和下阀座的上端相贴合，从而使高炉密封，能够正常工作。升降机构的上端设置于固定筒上，下端与上阀座的上端连接，由于上阀座的上端还与波纹管连接，从而升降机构能够带动上阀座向下运动或者向上运动并使波纹向下管拉伸或者向上压缩，以使上阀座的下端面与下阀座的上端面相贴合或者相远离。旋转机构的一侧铰接于固定筒上，另一侧与阀盖连接，能够带动阀盖绕铰接轴的轴线旋转，以使阀盖能够旋转至上阀座的下端与下阀座的上端之间的空间或者待机位。阀盖为球形且球心位于铰接处所在侧。升降机构和旋转机构均与控制机构电连接，从而控制机构能够控制升降机构和旋转机构的工作状态。

本申请实施例提供的阀盖装置，当高炉正常工作时，升降机构向下拉伸高炉的波纹管，以使下阀座的上端与上阀座的下端贴合。当需要阻断高炉煤气时，控制机构控制升降机构带动上阀座向上运动并向上压缩波纹管，以使上阀座的下端与下阀座的上端产生缝隙；然后控制机构控制旋转机构带动阀盖旋转，以使阀盖旋转至上阀座的下端与下阀座的上端之间的空间；最后控制机构控制升降机构带动上阀座向下运动并向下拉伸波纹管，以使上阀座的下端与阀盖的顶面贴合，下阀座的上端与阀盖的底面贴合，从而达到阻断高炉煤气的目的。当高炉需恢复正常工作时，控制机构控制升降机构带动上阀座向上运动并向上压缩波纹管；然后控制机构控制旋转机构旋转阀盖至待机位；最后控制机构控制升降机构带动上阀座向下运动并向下拉伸高炉的波纹管，以使下阀座的上端与上阀座的下端贴合，从而高炉恢复工作时的密封状态，能够开始正常工作。相较于现有的阻断装置，本申请的阀盖装置整个阻断过程根据高炉是否需要阻断煤气的需求自动进行煤气的阻断，整个阻断过程不需要人工现场操作，不需要近距离接近煤气源，提高了人员安全性，而且操作过程简单方便，节省时间，减少了检修所需时间，降低了人工成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本发明实施例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例，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。

图1为本申请实施例提供的用于阻断高炉煤气的阀盖装置在高炉检修时的密封状态的结构示意图；

图2为图1中A处放大图；

图3为本申请实施例提供的用于阻断高炉煤气的阀盖装置在升降机构提升上阀座，弹性组件带动阀盖远离下阀座的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的用于阻断高炉煤气的阀盖装置的阀盖位于待机位时的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的用于阻断高炉煤气的阀盖装置在高炉工作时的密封状态时的结构示意图；

图6为图5中B处放大图；

图7为本申请实施例提供的使用用于阻断高炉煤气的阀盖装置的开合方法的流程图；

图8为现有技术中的过渡短管装置的结构示意图；

图9为现有技术中的过渡短管装置安装于高炉的结构示意图。

图标：1-固定筒；11-加强肋；12-固定腿；2-升降机构；21-碟簧油缸；211-缸体；212-碟簧；213-活塞杆；22-第一连接臂；3-上阀座；4-下阀座；5-阀盖；6-旋转机构；61-转臂；62-旋转油缸；63-弹性组件；631-套筒；632-弹性件；633-连接杆；64-第二连接臂；7-底座；8-波纹管；9-环形凹槽；10-过渡短管；20-盲板法兰；30-密封环；40-下部阀箱。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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的一部分实施例，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。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”，“顶”、“底”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实施例和简化描述，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。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。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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

高炉是用钢板作炉壳，壳内砌耐火砖内衬的结构。由于高炉炼铁技术具有经济指标良好，工艺简单、生产量大、劳动生产效率高、能耗低等优点，故用高炉炼铁技术生产的铁占世界铁总产量的绝大部分。在实际中，高炉正常工作时，下部阀箱40和布料器之间连通，以正常工作。当高炉休风进行检修时，需要将下部阀箱40和布料器之间阻断，以隔绝煤气，从而确保在安全状态下检修更换密封阀、料流调节阀、称量料罐衬板等部件。

目前，用于阻断下部阀箱40和布料器之间的连通的阻断装置较多，常用的有过渡短管装置。具体地，如图8所示，过渡短管装置包括过渡短管10、盲板法兰20、密封环30。如图8和图9所示，在正常工作时，不安装盲板法兰20，过渡短管10的上法兰通过螺栓与波纹管8固定，过渡短管10的下法兰通过螺栓与布料器固定。在过渡短管10的上法兰与波纹管8接触的端面、下法兰与布料器接触的端面均设置有环槽，环槽内分别设置密封环30，从而起到密封的作用。高炉需要检修时，操作人员首先拆掉过渡短管10的上法兰和波纹管8的连接螺栓，然后向上压缩波纹管8，以使波纹管8和过渡短管10的上法兰之间有足够的间隙，再然后将盲板法兰20插入波纹管8和过渡短管10的上法兰之间，之后将盲板法兰20和过渡短管10通过螺栓固定，以达到阻断下部阀箱40和布料器之间的连通，进而达到阻断高炉煤气的目的。检修完成时，操作人员首先拆掉盲板法兰20和过渡短管10之间的连接螺栓，然后取掉盲板法兰20，之后向下拉伸波纹管8，最后再回装过渡短管10的上法兰和波纹管8的连接螺栓。

使用现有的过渡短管装置来阻断下部阀箱40和布料器之间的连通，整个阻断过程需人工现场操作，操作过程复杂，检修所需时间较长，人工成本较高，而且在有高炉煤气的环境下，阻断下部阀箱40和布料器之间的连通的操作需人工在现场进行才能实现，人员离高炉煤气源较近，安全风险较高。

如图1～6所示，本发明实施例提供了一种用于阻断高炉煤气的阀盖装置，该阀盖装置包括固定筒1、升降机构2、上阀座3、下阀座4、阀盖5、旋转机构6和控制机构。

固定筒1套设于高炉的波纹管8，且下端设置于高炉的布料器上，从而使固定筒1能够固定升降机构2和旋转机构6。其中，由于固定筒1固定升降机构2和旋转机构6时需要承载较大重量，如图4所示，在固定筒1的外侧壁设置有加强肋11，具体的，加强肋11为直角梯形，固定筒1的上端面向外延伸形成一圈外沿，加强肋11的下底与外沿的下面固定，加强肋11的直角边与固定筒1的外侧壁固定。加强肋11设置有多个，分别等间隔设置于固定筒1的外侧壁上，极大地增加了固定筒1的强度。进一步地，继续参照图4所示，固定筒1包括三条固定腿12，固定腿12的侧面与固定筒1的外侧壁固定，固定腿12的下端与高炉的布料器固定，三条固定腿12等间隔设置于固定筒1的外侧壁，从而使固定筒1能够稳定地固定于布料器上，而由于升降机构2和旋转机构6均固定于固定筒1上，固定筒1比较稳定地固定，能够使升降机构2和旋转机构6在工作时更稳定，不晃动。

上阀座3的上端与波纹管8的下端连接，具体地，上阀座3的上端与波纹管8的下法兰连接，波纹管8的上法兰安装在下部阀箱40上固定不动。下阀座4的下端设置于布料器上，如图5所示，当高炉正常工作时，波纹管8向下拉伸，使上阀座3的下端和下阀座4的上端相贴合，从而使高炉密封，能够正常工作。升降机构2的上端固定设置于固定筒1上，下端与上阀座3的上端连接，由于上阀座3的上端还与波纹管8连接，如图1、图3和图5所示，从而升降机构2能够带动上阀座3向下运动或者向上运动并使波纹管8拉伸或者压缩以使上阀座3的下端面与下阀座4的上端面相贴合或者相远离。如图1和图4所示，旋转机构6的一侧铰接于固定筒1上，另一侧与阀盖5连接，能够带动阀盖5绕铰接轴的轴线旋转，以使阀盖5能够旋转至上阀座3的下端与下阀座4的上端之间的空间或者待机位，如图4所示，该待机位位于固定筒1的外侧壁的外部。继续参照图1和图4所示，阀盖5为球形且球心位于铰接处所在侧。升降机构2和旋转机构6均与控制机构电连接，从而控制机构能够控制升降机构2和旋转机构6的工作状态。

本申请实施例提供的阀盖装置，当高炉正常工作时，升降机构2带动上阀座3向下运动并向下拉伸高炉的波纹管8，以使下阀座4的上端与上阀座3的下端贴合。当需要阻断高炉煤气时，控制机构控制升降机构2带动上阀座3向上运动并向上压缩波纹管8，以使上阀座3的下端与下阀座4的上端产生缝隙；然后控制机构控制旋转机构6带动阀盖5旋转，以使阀盖5旋转至上阀座3的下端与下阀座4的上端之间的空间；最后控制机构控制升降机构2带动上阀座3向下运动并向下拉伸波纹管8，以使上阀座3的下端与阀盖5的顶面贴合，下阀座4的上端与阀盖5的底面贴合，从而达到阻断高炉煤气的目的。当高炉需恢复正常工作时，控制机构控制升降机构2带动上阀座3向上运动并向上压缩波纹管8；然后控制机构控制旋转机构6旋转阀盖5至待机位；最后控制机构控制升降机构2带动上阀座3向下运动并并向下拉伸高炉的波纹管8，以使下阀座4的上端与上阀座3的下端贴合，从而高炉恢复工作时的密封状态，能够开始正常工作。相较于现有的阻断装置，本申请的阀盖装置整个阻断过程根据高炉是否需要阻断煤气的需求自动进行煤气的阻断，整个阻断过程不需要人工现场操作，不需要近距离接近煤气源，提高了人员安全性，而且操作过程简单方便，节省时间，减少了检修所需时间，降低了人工成本。

如图3和图5所示，升降机构2包括碟簧油缸21。碟簧油缸21的活塞杆213的前端与上阀座3的上端连接，缸体211固定设置于固定筒1上。碟簧油缸21与控制机构电连接。其中，碟簧油缸21用于移动部位的固定，依靠改变液压自动“夹紧-放松”，其具有无泄漏、高可靠性、寿命持久、无需维护、结构简单和容易安装使用的优点。在一些手工难以操作的场合使用碟簧油缸21卡进，可以缩短安装、卸载、定位和卡紧时间，有效提高工作效率。

如图3和图5所示，本申请实施例提供了一种碟簧油缸21的具体结构，该碟簧油缸21包括缸体211、碟簧212、隔板和活塞杆213。缸体211的内腔被隔板分为相隔离的第一腔体和第二腔体，碟簧212设置于第一腔体内，并套设于活塞杆213，碟簧油缸21的锁紧力即由碟簧油缸21中的碟簧212提供，碟簧212的卡紧力牢固可靠，活塞杆213的一端穿过隔板并穿过第二腔体的内腔后与上阀座3固定连接，第二腔体用于充放液压油。碟簧油缸21的具体工作过程为：高炉正常工作状态时，碟簧油缸21的碟簧力推动活塞杆213向下运动，由于活塞杆213与上阀座3的上端固定连接，且上阀座3的上端还与波纹管8的下端固定连接，从而能够拉伸波纹管8，并使上阀座3的下端面与下阀座4的上端面相贴合，进而达到高炉密封的作用，此时碟簧油缸21仅有碟簧力工作。高炉检修时，需要隔绝煤气，液压油进入碟簧油缸21的第二腔体，液压油推动活塞杆213向上运动，以带动上阀座3向上移动，并实现波纹管8向上压缩，从而使上阀座3和下阀座4之间有足够的间隙。之后旋转机构6带动阀盖5旋入上阀座3的下端与下阀座4的上端之间的空间。再之后碟簧油缸21的第二腔体卸油，活塞杆213通过碟簧预紧力推动上阀座3向下移动且波纹管8向下拉伸，上阀座3向下压阀盖5，从而实现阀盖5的密封，进而达到阻断高炉煤气的目的。当高炉需恢复正常工作时，液压油进入碟簧油缸21的第二腔体，液压油推动活塞杆213，以带动上阀座3向上移动并使波纹管8向上压缩，从而使上阀座3和下阀座4之间有足够的间隙，旋转机构6带动阀盖5转入待机位。碟簧油缸21的第二腔体卸油，碟簧油缸21的碟簧力推动活塞杆213向下拉伸波纹管8并带动上阀座3向下运动，使上阀座3的下端面与下阀座4的上端面相贴合，从而实现高炉的密封，高炉可开始正常工作。

为了让上阀座3更精确地沿平行于波纹管8的轴线的方向运动，碟簧油缸21设置于固定筒1时，其轴线与波纹管8的轴线平行，从而上阀座3的上端面与碟簧油缸21的轴线垂直。而上阀座3的上端面与碟簧油缸21的轴线垂直不方便将碟簧油缸21的活塞杆213与上阀座3的上端连接。为了使碟簧油缸21的活塞杆213与上阀座3的上端方便连接，升降机构2还包括第一连接臂22，如图3和图5所示，该截面图中，第一连接臂22的截面呈Z字型，即第一连接臂22的中间段与第一连接臂22的与活塞杆213连接的端面呈一定角度，从而方便上阀座3与活塞杆213的连接。

在实际应用中，升降机构2包括四个碟簧油缸21，四个碟簧油缸21的缸体211分别等间隔设置于固定筒1的一周，从而使升降机构2带动上阀座3向下运动或向上运动且波纹管8向下拉伸或者向上压缩，以使上阀座3的下端面与下阀座4的上端面相贴合或者相远离时，能够更稳定，更安全，而且也在合理的成本内。当然，升降机构2也可以包括两个、三个、六个等碟簧油缸21，本申请实施例对此不做限定。

如图1和图4所示，旋转机构6包括两组旋转组件，两组旋转组件设置于阀盖5的靠近铰接处的一端的相对位置处，每组旋转组件包括转臂61和旋转油缸62。转臂61的一端与阀盖5连接，另一端与固定筒1铰接。旋转油缸62的一端与转臂61连接，另一端与固定筒1铰接，具体地，固定筒1上设置有耳轴，旋转油缸62与该耳轴铰接。旋转油缸62与控制机构电连接。

高炉正常工作状态时，该旋转机构6的具体结构带动阀盖装置开合的具体过程为：高炉正常工作状态时，碟簧油缸21的碟簧力推动活塞杆213向下运动，由于活塞杆213与上阀座3的上端固定连接，且上阀座3的上端还与波纹管8的下端固定连接，从而能够带动上阀座3向下运动并拉伸波纹管8，并使上阀座3的下端面与下阀座4的上端面相贴合，进而达到高炉密封的作用，此时碟簧油缸21仅有碟簧力工作。高炉检修时，需要隔绝煤气，首先液压油进入碟簧油缸21的第二腔体，液压油推动活塞杆213向上运动，以带动上阀座3向上运动，并实现波纹管8向上压缩，从而使上阀座3和下阀座4之间有足够的间隙。之后由于转臂61的一端与阀盖5固定连接，另一端与固定筒1铰接，旋转油缸62的一端与转臂61连接，另一端与固定筒1铰接，控制机构控制旋转油缸62压缩，旋转油缸62驱动转臂61转动，阀盖5随转臂61转入上阀座3的下端与下阀座4的上端之间的空间。再之后碟簧油缸21的第二腔体卸油，活塞杆213通过碟簧预紧力推动上阀座3向下移动且波纹管8向下拉伸，上阀座3向下压阀盖5，从而实现阀盖5的密封，进而达到阻断高炉煤气的目的。当高炉需恢复正常工作时，液压油进入碟簧油缸21的第二腔体，液压油推动活塞杆213，以带动上阀座3向上运动并使波纹管8向上压缩，从而使上阀座3和下阀座4之间有足够的间隙，控制机构控制旋转油缸62拉伸，以使旋转油缸62带动转臂61旋转，转臂61再带动阀盖5转入待机位，之后碟簧油缸21的第二腔体卸油，碟簧油缸21的碟簧力推动活塞杆213带动上阀座3向下运动并向下拉伸波纹管8，使上阀座3的下端面与下阀座4的上端面相贴合，从而实现高炉的密封，高炉可开始正常工作。

在实际应用中，当阀盖5旋转至上阀座3的下端面与下阀座4的上端面之间的空间时，只有阀盖5的底面刚好与下阀座4的上端面相贴合，再通过升降机构2将上阀座3的下端面与阀盖5的顶面相贴合，才能达到高炉煤气阻断状态时的最佳密封状态。但是要将阀盖5的底面刚好与下阀座4的上端面相贴合这种理想状态很难做到，为了提高阀盖5与下阀座4的上端面的密封性，如图1所示，旋转机构6还包括两组弹性组件63。一组弹性组件63的一端与一个转臂61的背离固定筒1的一端连接，另一端与阀盖5连接，能够带动阀盖5沿平行于波纹管8的轴线的方向运动。

当阀盖装置包括弹性组件63时，阀盖装置的工作过程为：高炉正常工作状态时，升降机构2带动上阀座3向下运动并向下拉伸波纹管8，使上阀座3的下端面与下阀座4的上端面相贴合，从而实现高炉的密封。高炉检修时，需要隔绝煤气，升降机构2带动上阀座3向上运动并使波纹管8向上压缩，从而使上阀座3和下阀座4之间有足够的间隙。之后控制机构控制旋转机构6带动阀盖5转入上阀座3的下端与下阀座4的上端之间的空间。再之后控制机构控制升降机构2带动上阀座3向下压阀盖5，弹性组件63受到向下的拉力，由于弹性组件63的一端与一个转臂61的背离固定筒1的一端连接，另一端与阀盖5连接，能够带动阀盖5沿平行于上阀座3的轴线的方向运动，从而使阀盖5的底面能够与下阀座4的上端面贴合，进而实现高炉阻断煤气状态时的密封。当高炉需恢复正常工作时，控制机构控制升降机构2带动上阀座3向上运动并向上压缩波纹管8，此时阀盖5的顶面的压力消失，弹性组件63的回弹力带动阀盖5向上移动，使阀盖5的底面与下阀座4的上端面不再紧贴，从而在阀盖5旋转至待机位时，下阀座4的上端面与阀盖5的底面之间的阻力减小，进而方便后续旋转机构6带动阀盖5快速地旋转至待机位，也降低了下阀座4的上端面和阀盖5底面的磨损。再之后控制机构控制升降机构2带动上阀座3向下运动并向下拉伸波纹管8，使上阀座3的下端面与下阀座4的上端面相贴合，从而实现高炉的密封，高炉可以开始正常工作。

为了让阀盖5被压或者压力解除时，更精确地沿平行于上阀座3的轴线的方向运动，当阀盖5位于上阀座3的下端面与下阀座4的上端面之间的空间时，弹性组件63的轴线与上阀座3的轴线平行，而此时阀盖5的上端面与弹性组件63的轴线垂直，故不方便弹性组件63的一端与阀盖5的连接。为了使弹性组件63的一端与阀盖5方便连接，旋转机构6还包括第二连接臂64，如图1所示，该截面图中，第二连接臂64的截面呈Z字型，即第二连接臂64的中间段与第二连接臂64的与阀盖5连接的端面呈一定角度，第二连接臂64的中间段与第二连接臂64的与弹性组件63连接的端面也呈一定角度，从而方便弹性组件63的一端与阀盖5的连接。

继续参照图1所示，每组弹性组件63均包括套筒631、弹性件632和连接杆633。套筒631的一端的端面与转臂61的背离固定筒1的一端连接。弹性件632设置于套筒631的内腔，其一端设置于套筒631的靠近转臂61的一端，另一端与连接杆633的一端连接，从而弹性件632可以沿套筒631的轴线方向被拉伸或压缩，套筒631对弹性件632的拉伸或压缩的方向起导向的作用。连接杆633的另一端穿过套筒631的另一端的端面后与阀盖5连接。具体地，当阀盖5受到向下的压力时，弹性件632被拉伸，当阀盖5所受压力消失时，弹性件632的回弹力带动阀盖5向上运动，使阀盖5的底面远离下阀座4的上端面。本申请的实施例提供的弹性组件63，结构简单，容易制作。当然，弹性组价还可以只包括弹性件632。其中，弹性件632可以是弹簧。当旋转机构6还包括第二连接臂64时，第二连接臂64的一端与连接杆633的远离弹性件632的一端连接，另一端与阀盖5连接。

在实际应用中，只要下阀座4的上端面和阀盖5的底面至少有一圈紧贴的线接触，即下阀座4的上端面为平面，上阀座3的下端面和阀盖5的顶面至少有一圈紧贴的线接触，即上阀座3的下端面为平面，就能达到高炉阻断煤气状态时的密封。但为了确保高炉阻断煤气状态时更好的密封状态，下阀座4的上端面和上阀座3的下端面均为凹面，以使下阀座4的上端面和上阀座3的下端面均与阀盖5接触时，均能够与阀盖5贴紧，从而使下阀座4的上端面和阀盖5的底面为紧贴的面接触，上阀座3的下端面和阀盖5的顶面均为紧贴的面接触，进而使高炉阻断煤气时有更好的密封状态。

进一步地，阀盖装置还包括密封圈，如图1～3和图5～6所示，下阀座4的上端面设置有环形凹槽9，密封圈设置于环形凹槽9内，以提高高炉的密封性和安全性。具体地，高炉正常工作状态时，如图6所示，升降机构2带动上阀座3向下运动并向下拉伸波纹管8，此时上阀座3压紧下阀座4的环形凹槽9内设置的密封圈，并使上阀座3的下端面与下阀座4的上端面相贴合，从而实现高炉正常工作时的密封。如图2所示，当控制机构控制旋转机构6旋转，旋转机构6带动阀盖5旋转至上阀座3的下端面与下阀座4的上端面之间的空间，控制机构控制升降机构2带动上阀座3向下运动并向下拉伸波纹管8，此时阀盖5的底面压紧下阀座4的环形凹槽9内设置的密封圈，并使上阀座3的下端面与阀盖5的上端面相贴合，从而实现高炉阻断煤气状态时的密封。

在实际应用中，下阀座4的下端设置于布料器上，下阀座4的下端可以直接与布料器连接，此时基于下阀座4安装位置的高度，下阀座4需制作得比较高，整体体积较大、耗材比较多。由于阀盖5转进或者转出上阀座3的下端面与下阀座4的上端面之间的空间时，均容易与下阀座4的上端面产生摩擦，从而使下阀座4磨损，进而下阀座4需经常更换，下阀座4制作得体积大不方便更换，而且整体更换浪费材料，增加了成本。为了方便下阀座4的更换并节约成本，阀盖装置还包括底座7，底座7的上端与下阀座4的下端连接，具体地，下阀座4与底座7通过螺栓固定，底座7的下端设置于布料器上，具体地，底座7固定于布料器上。在实际应用中，当下阀座4被磨损时，直接更换下阀座4即可，此时的下阀座4的体积小，更换极其方便，便于检修维护，而且由于只需要更换下阀座4这个很小的部件即可，节省了材料，降低了成本。

本申请实施例提供的阀盖装置，包括旋转油缸62和碟簧油缸21两种液压缸，双液压缸驱动阀盖装置的打开和闭合，整个操作过程通过液压和电控系统完成，无需人工操作，操作简单，检修时间短，人工成本低，在有高炉煤气的环境下，无需人工现场操作，不存在人员安全风险。

如图7所示，本申请实施例提供了一种使用上述的用于阻断高炉煤气的阀盖装置的开合方法，包括以下步骤：

步骤101：当高炉正常工作时，升降机构2带动上阀座3向下运动并向下拉伸高炉的波纹管8，以使下阀座4的上端与上阀座3的下端贴合。

步骤102：当需要阻断高炉煤气时，控制机构控制升降机构2带动上阀座3向上运动并向上压缩波纹管8，以使上阀座3的下端与下阀座4的上端产生缝隙。

步骤103：控制机构控制旋转机构6带动阀盖5旋转，以使阀盖5旋转至上阀座3的下端与下阀座4的上端之间的空间。

步骤104：控制机构控制升降机构2带动上阀座3向下运动并向下拉伸波纹管8，以使上阀座3的下端与阀盖5的顶面贴合，下阀座4的上端与阀盖5的底面贴合。

步骤105：当高炉需恢复正常工作时，控制机构控制升降机构2带动上阀座3向上运动并向上压缩波纹管8。

步骤106：控制机构控制旋转机构6旋转阀盖5至待机位。

步骤107：控制机构控制升降机构2带动上阀座3向下运动并向下拉伸波纹管8，以使下阀座4的上端与上阀座3的下端贴合。

本申请实施例提供的使用上述的用于阻断高炉煤气的阀盖装置的开合方法的整个阻断过程根据高炉是否需要阻断煤气的需求自动进行煤气的阻断，整个阻断过程不需要人工现场操作，不需要近距离接近煤气源，提高了人员安全性，而且操作过程简单方便，节省时间，减少了检修所需时间，降低了人工成本。

本说明书中的各个实施方式采用递进的方式描述，各个实施方式之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式的不同之处。

以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对本申请限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域普通技术人员应当理解：其依然可以对前述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申请技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种用于阻断高炉煤气的阀盖装置，其特征在于，包括固定筒、升降机构、上阀座、下阀座、阀盖、旋转机构和控制机构；

所述固定筒套设于高炉的波纹管，且下端设置于所述高炉的布料器上；

所述上阀座的上端与所述波纹管的下端连接，所述下阀座的下端设置于所述布料器上；

所述升降机构的上端设置于所述固定筒上，下端与所述上阀座的上端连接，能够带动所述上阀座向下运动或者向上运动并使所述波纹管向下拉伸或者向上压缩，以使所述上阀座的下端面与所述下阀座的上端面相贴合或者相远离；

所述旋转机构的一侧铰接于所述固定筒上，另一侧与所述阀盖连接，能够带动所述阀盖绕铰接轴的轴线旋转，以使所述阀盖能够旋转至所述上阀座的下端与所述下阀座的上端之间的空间或者待机位；所述阀盖为球形且球心位于铰接处所在侧；

所述升降机构和所述旋转机构均与所述控制机构电连接；

所述升降机构包括碟簧油缸；

所述碟簧油缸的活塞杆的前端与所述上阀座的上端连接，缸体设置于所述固定筒上；

所述碟簧油缸与所述控制机构电连接；

所述下阀座的上端面和所述上阀座的下端面均为凹面，以使下阀座的上端面和所述上阀座的下端面均与所述阀盖接触时，均能够与所述阀盖贴紧。

2.根据权利要求1所述的阀盖装置，其特征在于，所述升降机构包括四个所述碟簧油缸，四个所述碟簧油缸的缸体分别等间隔设置于所述固定筒的一周。

3.根据权利要求1所述的阀盖装置，其特征在于，所述旋转机构包括两组旋转组件，两组旋转组件设置于所述阀盖的靠近铰接处的一端的相对位置处，每组旋转组件包括转臂和旋转油缸；

所述转臂的一端与所述阀盖连接，另一端与所述固定筒铰接；

所述旋转油缸的一端与所述转臂连接，另一端与所述固定筒铰接；

所述旋转油缸与所述控制机构电连接。

4.根据权利要求3所述的阀盖装置，其特征在于，所述旋转机构还包括两组弹性组件；

一组所述弹性组件的一端与一个所述转臂的背离所述固定筒的一端连接，另一端与所述阀盖连接，能够带动所述阀盖沿平行于所述波纹管的轴线的方向运动。

5.根据权利要求4所述的阀盖装置，其特征在于，每组所述弹性组件均包括套筒、弹性件和连接杆；

所述套筒的一端的端面与所述转臂的背离所述固定筒的一端连接；

所述弹性件设置于所述套筒的内腔，其一端设置于所述套筒的靠近所述转臂的一端，另一端与所述连接杆的一端连接；

所述连接杆的另一端穿过所述套筒的另一端的端面后与所述阀盖连接。

6.根据权利要求1所述的阀盖装置，其特征在于，还包括密封圈，所述下阀座的上端面设置有环形凹槽，所述密封圈设置于所述环形凹槽内。

7.根据权利要求1所述的阀盖装置，其特征在于，还包括底座，所述底座的上端与所述下阀座的下端连接，所述底座的下端设置于所述布料器上。

8.一种使用如权利要求1~7任一项所述的用于阻断高炉煤气的阀盖装置的开合方法，其特征在于，包括以下步骤：

当高炉正常工作时，升降机构带动上阀座向下运动并向下拉伸所述高炉的波纹管，以使所述下阀座的上端与所述上阀座的下端贴合；

当需要阻断高炉煤气时，所述控制机构控制所述升降机构带动上阀座向上运动并向上压缩所述波纹管；

所述控制机构控制所述旋转机构带动所述阀盖旋转，以使所述阀盖旋转至所述上阀座的下端与所述下阀座的上端之间的空间；

所述控制机构控制所述升降机构带动上阀座向下运动并向下拉伸所述波纹管，以使所述上阀座的下端与所述阀盖的顶面贴合，所述下阀座的上端与所述阀盖的底面贴合；

当高炉需恢复正常工作时，所述控制机构控制所述升降机构带动上阀座向上运动并向上压缩所述波纹管；

所述控制机构控制所述旋转机构旋转所述阀盖至待机位；

所述控制机构控制所述升降机构带动上阀座向下运动并向下拉伸所述波纹管，以使所述下阀座的上端与所述上阀座的下端贴合。