CN114317013A - 双联阀及荒煤气调节阀三阀联动单孔炭化室压力精调装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及焦炉炭化室压力调节领域，尤其涉及一种双联阀及荒煤气调节阀三阀联动单孔炭化室压力精调装置,包括上升管、三通上升管、集气管、PLC控制系统、固设在三通上升管下侧的主阀体、固定安装在主阀体底部的第一水封阀；第一水封阀包括固设在主阀体底部的第一水封阀阀体，第一水封阀阀体内部密封转动连接有转轴，转轴上固定连接有第一水封阀阀芯，第一水封阀阀芯位于集气管上侧，转轴上固定有位于第一水封阀阀体外侧的摆臂。本发明实现了第一水封阀、第二水封阀、溢流阀和荒煤气调节阀的联合控制，实现动态调节从上升管到集气管之间的管道阻力，保证炭化室的微正压，能够适应老焦炉的改造，改造成本低廉，且清洗和检修方便。
Description
技术领域
本发明涉及焦炉炭化室压力调节技术领域，尤其涉及一种双联阀及荒煤气调节阀三阀联动单孔炭化室压力精调装置。
背景技术
单孔炭化室压力调节装置是安装在炼焦炉每个的桥管上，根据结焦过程中控制单孔炭化室的压力，控制炼焦过程中荒煤气的排放，减少炼焦过程中污染物排放的装置。
传统的单孔炭化室的压力调节控制装置依靠人工操作，其一是根据炼焦的工序过程(装煤—初步结焦—中期结焦—后期结焦—出焦)中炭化室中产生荒煤气的量来确定阀的开口度；其二是根据装煤或出焦需要炭化室处于密闭或打开的状态，来控制水封盖。
因为炼焦厂中单孔炭化室压力调节装置众多，这种人工操作阀门控制的方式工人劳动强度大，且人工操作无法根据结焦过程荒煤气的排放量实现匹配，无法达到精确控制，装煤初期容易出现炉门烟尘外逸及冒烟冒火现象，造成空气的污染。在结焦末期，特别位于集气管近处的炭化室容易出现负压而吸入空气，影响焦炭的产量和质量，损坏焦炉炉体，影响炉体寿命，造成局部高温，烧掉炉墙砖缝的石墨，造成串漏，增加了荒煤气的泄漏几率。而且炭化室装煤必须按一定间隔顺序进行，人工操作容易出现误操作。其中涉及到的水封阀、溢流阀和荒煤气调节阀需要分别控制，阀门之间容易配合不当，影响控制精度，而且阀门的清洗和检修不方便。
目前，一些焦化企业引进了国外的单孔炭化室压力调节技术，诸如有德国的PROVen技术(现称EnviBAT),意大利保尔沃特Paul Wurth公司(简称PW公司)的SOPREECO技术等。这些技术只适合新建焦炉的应用，不便应用于已有的焦炉改造。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种双联阀及荒煤气调节阀三阀联动单孔炭化室压力精调装置。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
双联阀及荒煤气调节阀三阀联动单孔炭化室压力精调装置，包括上升管、三通上升管、集气管、PLC控制系统、固设在三通上升管下侧的主阀体、固定安装在主阀体底部的第一水封阀；所述第一水封阀包括固设在主阀体底部的第一水封阀阀体，所述第一水封阀阀体内部密封转动连接有转轴，所述转轴上固定连接有位于第一水封阀阀体内部并与第一水封阀阀体匹配的第一水封阀阀芯，所述第一水封阀阀芯位于集气管上侧，所述转轴上固定有位于所述第一水封阀阀体外侧的摆臂；所述主阀体内部固设有合成环，所述合成环呈倒置的圆台状，其上端与所述主阀体的内壁密封连接，所述主阀体的内部设置有与所述合成环匹配的三联阀；所述三联阀包括双联阀、荒煤气调节阀和阀杆；所述双联阀包括上下两端开口的釜管，所述釜管的下段为弧状底，且釜管的最大外径大于所述合成环的最小内径，所述釜管的顶部设置有釜管限位部；所述荒煤气调节阀包括冠管，所述阀杆固定连接在所述冠管的上端，所述冠管的内部固设有限位杆，所述限位杆上固设有与釜管限位部匹配的上限位块和下限位块，所述上限位块位于所述釜管限位部上侧，所述下限位块位于所述釜管限位部下侧，所述冠管上周向间隔设置有多个阶梯状的荒煤气调节口，当上限位块与釜管限位部接触时，荒煤气调节口的上沿位于釜管的上沿下侧，上限位块与下限位块的距离大于荒煤气调节口的高度；所述上升管顶部设置有由水封盖驱动气缸驱动的水封盖，水封盖驱动气缸与PLC控制系统电性连接。
优选的，所述第一水封阀阀芯通过摆动动力机构驱动，所述三联阀升降动力机构驱动。
优选的，所述摆动动力机构为摆动气缸，所述上升管的外侧设置有机架，所述摆动气缸铰接在所述机架上，所述摆动气缸的活塞杆与所述摆臂铰接，所述摆动气缸为行程限位气缸；所述升降动力机构为升降气缸，升降气缸为行程限位气缸，升降气缸的活塞杆下端与所述阀杆固定连接。
优选的，所述三通上升管外侧设置有升降气缸支架，所述升降气缸安装在升降气缸支架上。
优选的，所述第一水封阀阀芯和所述三联阀通过同一个摆动动力机构驱动。
优选的，还包括固定的滑杆限位部、沿竖直方向相对滑杆限位部滑动的T型滑杆，所述摆动动力机构为摆动气缸，所述上升管的外侧设置有机架，所述摆动气缸铰接在所述机架上，所述摆动气缸的活塞杆与所述摆臂铰接，所述摆动气缸为行程限位气缸，所述阀杆与所述T型滑杆的竖直段固定连接，所述T型滑杆上设有水平的滑槽，所述摆臂上转动连接有摆臂滚轮，所述摆臂滚轮滑动配合在T型滑杆上的滑槽内部。
优选的，所述上升管的下端固定安装有上升管加长段。
优选的，所述机架上固设有两个分别置于摆臂两侧的摆臂限位座，分别与摆臂的两个极限行程相对应。
本发明的有益效果是：
1、本发明实现了第一水封阀、第二水封阀、溢流阀和荒煤气调节阀的联合控制，压力测量装置实时测量集气管压力,调节第一水封阀、第二水封阀、荒煤气调节阀的开度，实现动态调节从上升管到集气管之间的管道阻力，利用阀门开度的精确调正，使荒煤气的调节阀呈线性变化，从而保证炭化室的微正压。
2、该装置结构简单，不仅适用于新建焦炉的应用，还能够适应老焦炉的改造，改造成本低廉，在不影响生产的前提下进行单炭化室压力智能调节装置的安装调试。
3、老焦炉加装双联阀(第二水封阀和溢流阀)及荒煤气调节阀的三阀联动装置后，仍保留原有的第一水封阀实现集气管与炭化室之间的隔绝，清洗和检修方便。
附图说明
图1为本发明提出的双联阀及荒煤气调节阀三阀联动单孔炭化室压力精调装置的实施例一结构示意图；
图2为本发明提出的双联阀及荒煤气调节阀三阀联动单孔炭化室压力精调装置的实施例一中三联阀关闭状态示意图；
图3为本发明提出的双联阀及荒煤气调节阀三阀联动单孔炭化室压力精调装置的实施例一中双联阀关闭荒煤气调节阀开启状态示意图；
图4为本发明提出的双联阀及荒煤气调节阀三阀联动单孔炭化室压力精调装置的实施例一中三联阀开启状态示意图；
图5为本发明提出的双联阀及荒煤气调节阀三阀联动单孔炭化室压力精调装置的三联阀结构示意图；
图6为本发明提出的双联阀及荒煤气调节阀三阀联动单孔炭化室压力精调装置的实施例二中三联阀开启状态示意图；
图7为本发明提出的双联阀及荒煤气调节阀三阀联动单孔炭化室压力精调装置的实施例二中三联阀关闭状态示意图。
图中：1-上升管、2-三通上升管、3-主阀体、4-合成环、5-三联阀、51-双联阀、511-釜管、512-釜管限位部、52-荒煤气调节阀、521-冠管、522-限位杆、523-上限位块、524-下限位块、525-荒煤气调节口、53-阀杆、6-第一水封阀阀体、7-第一水封阀阀芯、8-转轴、9-摆臂、10-机架、11-摆动气缸、12-摆臂限位座、13-上升管加长段、14-升降气缸、15-升降气缸支架、16-水封盖、17-T型滑杆、18-摆臂滚轮、19-滑杆限位部、20-集气管。
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例一：参照图1-5，双联阀及荒煤气调节阀三阀联动单孔炭化室压力精调装置，包括上升管1、三通上升管2、集气管20、PLC控制系统、固设在三通上升管2下侧的主阀体3、固定安装在主阀体3底部的第一水封阀；
第一水封阀包括固设在主阀体3底部的第一水封阀阀体6，第一水封阀阀体6内部密封转动连接有转轴8，转轴8上固定连接有位于第一水封阀阀体6内部并与第一水封阀阀体6匹配的第一水封阀阀芯7，第一水封阀阀芯7位于集气管20上侧，转轴8上固定有位于第一水封阀阀体6外侧的摆臂9。
上升管1的外侧设置有机架10，机架10上铰接有摆动气缸11，摆动气缸11的活塞杆与摆臂9铰接，摆动气缸11为行程限位气缸。行程限位气缸带有气缸行程定位控制元件和气缸行程位置锁定元件。气缸行程定位控制元件能够实现气缸在行程范围内的任何位置的无级调节，从而使第一水封阀阀芯7的开度的可以处于任意位置；气缸行程位置锁定元件能够保证阀门的开度位置准确，不因气缸的内部泄漏而使气缸的位置发生变化，从而使第一水封阀阀芯7的开度与设定的位置一致。
主阀体3内部固设有合成环4，合成环4呈倒置的圆台状，其上端内径大于下端内径，其上端与主阀体3的内壁密封连接，主阀体3的内部设置有与合成环4匹配的三联阀5。
三联阀5包括双联阀51、荒煤气调节阀52和阀杆53；双联阀51包括上下两端开口的釜管511，釜管511的下段为弧状底，且釜管511的最大外径大于合成环4的最小内径，这样一来，釜管511的下段与合成环4能够形成线密封，釜管511的顶部设置有釜管限位部512。双联阀51起到第二水封阀和溢流阀的作用。
荒煤气调节阀52包括冠管521，阀杆53固定连接在冠管521的上端，冠管521的内部固设有限位杆522，限位杆522上固设有与釜管限位部512匹配的上限位块523和下限位块524，上限位块523位于釜管限位部512上侧，下限位块524位于釜管限位部512下侧，冠管521上周向间隔设置有多个阶梯状的荒煤气调节口525，当上限位块523与釜管限位部512接触时，荒煤气调节口525的上沿位于釜管511的上沿下侧，上限位块523与下限位块524的距离大于荒煤气调节口525的高度。
本实施例中，三联阀5通过升降气缸14驱动，升降气缸14为行程限位气缸，升降气缸14的活塞杆下端与阀杆53固定连接。
炭化室中设有炭化室压力测量装置，集气管20中设有集气管压力测量装置，炭化室压力测量装置和集气管压力测量装置分别与PLC控制系统电性连接，装置运行前，事先在PLC控制端设定第一水封阀的延时打开动作时间间隔。
在结焦过程中，炭化室压力传感器和集气管压力传感器测得单炭化室压力的变化和集气管的压力变化，通过比较环节进行比较，由比较环节得到的反馈信号控制指令摆动气缸11和升降气缸14动作，升降气缸14控制三联阀5的开度，摆动气缸11控制第一水封阀的开度。
在关闭状态时：PLC系统给出关闭命令，摆动气缸11驱动摆臂9转动，从而带动第一水封阀阀芯7转动，使得第一水封阀关闭。同时，升降气缸14驱动阀杆53向下移动，当阀杆53位于行程的最下端时，上限位块523与釜管限位部512接触，荒煤气调节口525的上沿位于釜管511的上沿之下，釜管511的下段与合成环4形成线密封，此时双联阀51与合成环4形成一个“V”密封腔，冠管521处于最下端极限位置，氨水将荒荒煤气调节口525封住，使炭化室的荒煤气与集气管20隔绝，当氨水注满“V”腔后，从釜管511的上口溢流到集气管20。
调压状态时：PLC系统给出调压命令，摆动气缸11驱动摆臂9转动，从而带动第一水封阀阀芯7转动，使得第一水封阀打开。升降气缸14驱动阀杆53向上移动，此时上限位块523与釜管限位部512分离，阀杆53仅带动冠管521向上运动，随着冠管521的上移，荒煤气调节口525高于冠管521的上沿的部分逐渐增大，起到调节荒煤气通流面积的作用，双联阀51仍处于封闭状态。
打开状态时：PLC系统给出打开命令，升降气缸14驱动阀杆53向上移动，下限位块524与釜管限位部512接触后，下限位块524带动釜管511上移，釜管511与合成环4分离，双联阀51打开，这时炭化室的荒煤气和集气管20相通。
进一步的，三通上升管2外侧设置有升降气缸支架15，升降气缸14安装在升降气缸支架15上。
上升管1顶部设置有由水封盖驱动气缸驱动的水封盖16，水封盖驱动气缸与PLC控制系统电性连接，装煤时水封盖16关闭，出焦时，水封盖16开启。
进行老焦炉改造时，为了保持三通上升管2与上升管1的长度平衡，在上升管1的下端加装上升管加长段13。
进一步的，机架10上固设有两个分别置于摆臂9两侧的摆臂限位座12，分别与摆臂9的两个极限行程相对应，即摆臂9处于最小行程时，第一水封阀阀芯7全开，摆臂9与一个摆臂限位座12接触，摆臂9处于最大行程时，第一水封阀阀芯7关闭，摆臂9与摆臂限位座12接触。摆臂限位座12对摆臂9起到限位作用。
实施例二：参照图6-7，与实施例一不同的是，还包括固定的滑杆限位部19、沿竖直方向相对滑杆限位部19滑动的T型滑杆17，阀杆53与T型滑杆17的竖直段固定连接，由摆动气缸11驱动，T型滑杆17上设有水平的滑槽，摆臂9上转动连接有摆臂滚轮18，摆臂滚轮18滑动配合在T型滑杆17上的滑槽内部，在摆动气缸11的驱动下沿滑槽沿水平方向滑动，在摆臂9的作用下，T型滑杆17沿竖直方向移动，带动阀杆53上下移动，从而驱动三联阀5开合。
本实施例中，一个气缸即可同时控制第一水封阀、第二水封阀、溢流阀和荒煤气调节阀52，简化了装置结构。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.双联阀及荒煤气调节阀三阀联动单孔炭化室压力精调装置，其特征在于，包括上升管(1)、三通上升管(2)、集气管(20)、PLC控制系统、固设在三通上升管(2)下侧的主阀体(3)、固定安装在主阀体(3)底部的第一水封阀；
所述第一水封阀包括固设在主阀体(3)底部的第一水封阀阀体(6)，所述第一水封阀阀体(6)内部密封转动连接有转轴(8)，所述转轴(8)上固定连接有位于第一水封阀阀体(6)内部并与第一水封阀阀体(6)匹配的第一水封阀阀芯(7)，所述第一水封阀阀芯(7)位于集气管(20)上侧，所述转轴(8)上固定有位于所述第一水封阀阀体(6)外侧的摆臂(9)；
所述主阀体(3)内部固设有合成环(4)，所述合成环(4)呈倒置的圆台状，其上端与所述主阀体(3)的内壁密封连接，所述主阀体(3)的内部设置有与所述合成环(4)匹配的三联阀(5)；
所述三联阀(5)包括双联阀(51)、荒煤气调节阀(52)和阀杆(53)；所述双联阀(51)包括上下两端开口的釜管(511)，所述釜管(511)的下段为弧状底，且釜管(511)的最大外径大于所述合成环(4)的最小内径，所述釜管(511)的顶部设置有釜管限位部(512)；
所述荒煤气调节阀(52)包括冠管(521)，所述阀杆(53)固定连接在所述冠管(521)的上端，所述冠管(521)的内部固设有限位杆(522)，所述限位杆(522)上固设有与釜管限位部(512)匹配的上限位块(523)和下限位块(524)，所述上限位块(523)位于所述釜管限位部(512)上侧，所述下限位块(524)位于所述釜管限位部(512)下侧，所述冠管(521)上周向间隔设置有多个阶梯状的荒煤气调节口(525)，当上限位块(523)与釜管限位部(512)接触时，荒煤气调节口(525)的上沿位于釜管(511)的上沿下侧，上限位块(523)与下限位块(524)的距离大于荒煤气调节口(525)的高度；
所述上升管(1)顶部设置有由水封盖驱动气缸驱动的水封盖(16)，水封盖驱动气缸与PLC控制系统电性连接。
2.根据权利要求1所述的双联阀及荒煤气调节阀三阀联动单孔炭化室压力精调装置，其特征在于，所述第一水封阀阀芯(7)通过摆动动力机构驱动，所述三联阀(5)升降动力机构驱动。
3.根据权利要求2所述的双联阀及荒煤气调节阀三阀联动单孔炭化室压力精调装置，其特征在于，所述摆动动力机构为摆动气缸(11)，所述上升管(1)的外侧设置有机架(10)，所述摆动气缸(11)铰接在所述机架(10)上，所述摆动气缸(11)的活塞杆与所述摆臂(9)铰接，所述摆动气缸(11)为行程限位气缸；所述升降动力机构为升降气缸(14)，升降气缸(14)为行程限位气缸，升降气缸(14)的活塞杆下端与所述阀杆(53)固定连接。
4.根据权利要求3所述的双联阀及荒煤气调节阀三阀联动单孔炭化室压力精调装置，其特征在于，所述三通上升管(2)外侧设置有升降气缸支架(15)，所述升降气缸(14)安装在升降气缸支架(15)上。
5.根据权利要求1所述的双联阀及荒煤气调节阀三阀联动单孔炭化室压力精调装置，其特征在于，所述第一水封阀阀芯(7)和所述三联阀(5)通过同一个摆动动力机构驱动。
6.根据权利要求5所述的双联阀及荒煤气调节阀三阀联动单孔炭化室压力精调装置，其特征在于，还包括固定的滑杆限位部(19)、沿竖直方向相对滑杆限位部(19)滑动的T型滑杆(17)，所述摆动动力机构为摆动气缸(11)，所述上升管(1)的外侧设置有机架(10)，所述摆动气缸(11)铰接在所述机架(10)上，所述摆动气缸(11)的活塞杆与所述摆臂(9)铰接，所述摆动气缸(11)为行程限位气缸，所述阀杆(53)与所述T型滑杆(17)的竖直段固定连接，所述T型滑杆(17)上设有水平的滑槽，所述摆臂(9)上转动连接有摆臂滚轮(18)，所述摆臂滚轮(18)滑动配合在T型滑杆(17)上的滑槽内部。
7.根据权利要求1-6任一项所述的双联阀及荒煤气调节阀三阀联动单孔炭化室压力精调装置，其特征在于,所述上升管(1)的下端固定安装有上升管加长段(13)。
8.根据权利要求1-6任一项所述的双联阀及荒煤气调节阀三阀联动单孔炭化室压力精调装置，其特征在于,所述机架(10)上固设有两个分别置于摆臂(9)两侧的摆臂限位座(12)，分别与摆臂(9)的两个极限行程相对应。
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- 2021-11-25 CN CN202111412661.1A patent/CN114317013B/zh active Active
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