CN203294594U - 一种中心惰化管式储煤筒仓安全保护装置 - Google Patents

Abstract

一种中心惰化管式储煤筒仓安全保护装置，包括储煤筒仓，管式充气装置2，自动锁气漏斗装置3，自动卸压装置4，管式充气装置设置在储煤筒仓中央位置，自动锁气漏斗装置设置在储煤筒仓顶部以便为筒仓进料，自动卸压装置均匀布置在储煤筒仓顶部。

Description

一种中心惰化管式储煤筒仓安全保护装置

技术领域

本实用新型涉及一种中心惰化管式筒仓安全保护装置，该装置主要用于煤矿、煤化工、火力发电厂、钢铁冶炼厂、配煤中心等需要储存大量煤炭的场所，以提供一种安全可靠、无粉尘污染、降低储煤损耗的储煤筒仓。

背景技术

目前储煤筒仓大多为直径达10-20米，高40米的大型筒仓，物料放在这样的筒仓内，长期存放后，物料会释放一些含硫、含CH₄的易燃气体。这些气体在筒仓内会大量富集，同时煤的燃点较低，当煤在筒仓中缓慢的发反应发生自然时，如果筒仓内的易燃气体达到一定浓度，就是发生火灾爆炸，导致发生安全事故。

为了解决以上问题，目前普遍采用在筒仓外壁向内充入惰性气体的方式(例如氮气)，从而降低筒仓内混合气体的氧气浓度和易燃气体浓度，使得筒仓内部保持在爆炸发生的临界点一下。为了实现这样的目标，现有技术是在筒仓的外壁开置充气孔，从充气孔向筒仓内注入氮气。这种方法在很大程度上降低筒仓内混合气体的氧气浓度和易燃气体浓度，从而降低了发生爆炸的几率。

公开号为CN102303758A的发明专利，其公开了一种储煤筒仓安全保护系统，该系统中在筒仓壁上部、环绕筒仓壁墙中部、筒仓底部安装有释放管路，当检测到筒仓内温度或者可燃性气体浓度达到报警值时，启动释放管路以一定的流量向筒仓内释放惰性气体，从而降低爆炸发生的可能性。

公开号为CN101559863A的发明专利公开了一种筒仓惰化保护装置，该装置设置有向储煤筒仓内释放惰性气体的装置，该装置包括两种向储煤筒仓内释放惰性气体的方式，包括1、环向多点式充气：惰化气体以内部多点式充气环上多个有一定间隔的孔做为充气口向筒仓充入高纯度的惰化气体。孔状可以是圆的，方的等多种形状。2、环向连续式充气：惰化气体只能以固定部位处预埋钢管做为充气口，连续均匀地向筒仓的各个标高处充入高纯度的惰化气体。

上述发明专利公开的技术方案并没有从实质上去解决自燃问题，并且资源能源消耗大。原因如下：

1、现有技术均由外部向内部注入隋性气体，不能控制仓内中心部位的易燃险情。

2、筒仓是大型储物设备，物料(煤块)也是外形较大的块状，物料与仓壁之间存在着空隙，从外壁充入隋性气体，会使隋性气体随着空隙流失至仓顶，这时仓顶的混合气体中会产生C₂O、CH₄和烟雾。

3、现有筒仓的顶部并不闭封，下面的进气孔与上面的出气孔会相连，从而在筒仓内形成烟道，一旦筒仓内部发生燃烧或者爆炸，烟道反而起到助燃作用，甚至导致发生更大的事故。

4、现有筒仓的混合气体排放均人工排放，需要操作员定期人工释放气体，操作不准确，劳动量大，若有险情发生得不到实时的监控。

发明内容

本实用新型的目的，是提供一种中心惰化管式储煤筒仓安全保护装置，从而提高储煤筒仓的安全性。本实用新型采用下列技术方案：

一种中心惰化管式储煤筒仓安全保护装置，包括储煤筒仓，管式充气装置，自动锁气漏斗装置，自动卸压装置，管式充气装置设置在储煤筒仓中央位置，自动锁气漏斗装置设置在储煤筒仓顶部以便为筒仓进料，自动卸压装置均匀布置在储煤筒仓顶部。

该中心惰化管式储煤筒仓安全保护装置还包括密封螺旋给料装置，该密封螺旋给料装置设置在向储煤筒仓输送物料的输送皮带滚筒下方。

如前述中心惰化管式储煤筒仓安全保护装置，其中管式充气装置从储煤筒仓底部直达顶部，该管式充气装置包括多个相同管式部件，多个管式部件拼接在一起形成管式充气装置，每个管式部件均设置有隋性气体释放喷嘴。

如前述中心惰化管式储煤筒仓安全保护装置，其中自动锁气漏斗装置设置在向储煤筒仓输送物料的输送皮带两侧，该自动锁气漏斗装置包括盖板、漏斗侧壁、入料口和与筒仓进料口相连接的出料口，盖板与漏斗侧壁铰接，漏斗侧壁铰接有一气缸，气缸另一端推动盖板沿铰接处翻转，实现进料口的打开和密闭。

如前述中心惰化管式储煤筒仓安全保护装置，其中自动卸压装置顶部设置有一密封板，该密封板与设置在自动卸压装置内的气缸连接；密封板下方设置有排气装置，自动卸压装置侧壁设置有百叶窗。

如前述中心惰化管式储煤筒仓安全保护装置，其中密封螺旋给料装置设置在向储煤筒仓输送物料的输送皮带滚筒下方，该密封螺旋给料装置包括一喇叭口，喇叭口下方设置有水平放置的螺旋推料棒，螺旋推料棒出料侧设置有出料弯头，出料弯头的出料口安装有通过转轴连接的重锤盖。

本实用新型的优点是：

(1)通过设置在储煤筒仓中央位置的管式充气装置向储煤筒仓释放惰性气体，由于惰性气体从筒仓中央向周围扩散，因此惰性气体扩散均匀，可彻底排除、解决筒仓内可燃气体，爆炸混合气体。

(2)筒仓采用密封螺旋给料装置进行给料，给料自动，密封性好，设置了重锤盖，既可以实现螺旋送料，又实现了对筒仓的密封。筒仓因此不会产生烟道，提高了筒仓安全性。

(3)本实用新型中心惰化管式充气装置采用分体式设计，制造简单，仪器、仪表管内安装，组装方便，便于维修。

(4)本实用新型中自动、气动锁气漏斗装置在现有重锤式锁气漏斗的基础上进行了改进，设置了气缸式开闭，提高了密封强度，减少物料摩擦，既可以实现自动开盖进料，又实现了对筒仓的密封。

附图说明

图1a为中心惰化管式储煤筒仓安全保护装置示意图；

图1b为中心惰化管式储煤筒仓顶部示意图；

图2为管式充气装置示意图；

图3为自动锁气漏斗装置示意图；

图4为自动卸压装置示意图；

图5为密封螺旋给料装置示意图。

具体实施方式

图1为中心惰化管式储煤筒仓安全保护装置示意图。中心惰化管式储煤筒仓1直径为10-20米，高40米。筒仓顶部安装有自动锁气漏斗装置3、自动卸压装置4和密封螺旋给料装置5，筒仓内部中央位置设有管式充气装置2。筒仓顶部上方有运送物料的皮带传输装置BELT。自动锁气漏斗装置设置在皮带传输装置两侧，每仓每侧设置3-4个，用于接收皮带传输装置送来的物料，筒仓主要依靠该自动锁气漏斗装置进料。密封螺旋给料装置设置在皮带传输装置的尾端，也即皮带辊筒下方，用于接收皮带上残余的物料。自动卸压装置均匀分布在筒仓顶部泄压口，可以为4-8个。

图2为管式充气装置示意图。以仓底-仓顶40米高度的筒仓为例，管式充气装置2高度为40米，其包括多个相同管式部件21，每个管式部件可以为1-6米高，例如为4米高，此时管式部件共有10节。管式部件可以拼接，中间连接口用内法兰22连接，拼接后的管式部件形成的管式充气装置的两端密闭。每个管式部件侧壁均匀分布有若干隋性气体释放喷嘴23，隋性气体释放喷嘴均通过电磁阀控制开关，电磁阀由主控制机控制，从而实现单点分层控制。

中心惰化管式储煤筒仓还包括采样装置。采样装置设置在筒仓室内底面，管式充气装置内侧分层设有多个采样点，可以通过采样点对筒仓内混合气体的温度、压力、CO和CH4等可燃性气体以及氧气浓度进行检测。采样装置通过主控制机完成自动采集、气体分析等工作，可以通过管道抽出后进行检测。

采样装置通过设置在储煤筒仓内的自动检测装置多各个采样点对储煤筒仓内进行检测分析得出筒仓内状况信息，得出信息数据后通过信号线传输至主控制机。自动检测装置包括可燃气体检测器、氧气检测器、甲烷检测仪、温度传感器、烟雾传感器、料位计等。

采样装置将采集到的可燃气体浓度、氧气浓度和温度数值送入主控制机，当信号值超过预定警报值后，主控制机产生警报信号，主控制机根据不同管式部件侧面的信号值，控制相应的惰性气体释放以及释放的流量，从而稀释煤层表面、煤层中部的可燃性气体和空气，从而有效预防和抑制筒仓内煤的自燃和爆炸。当筒仓温度或可燃气体浓度下降到正常值时自动停止惰性气体释放。

采样装置采样得到的烟雾信号和料位信号送入主控制机，通过主控制机可以获得各管式部件侧面的烟雾状况和料位状况，为掌握筒仓内部信息提供保证。

图3为自动锁气漏斗装置示意图。自动锁气漏斗装置3设置在向储煤筒仓输送物料的输送皮带两侧，该自动锁气漏斗装置包括盖板31、漏斗侧壁32、底座33，漏斗底座与筒仓进料口相连接。矩形漏斗的相对的两个侧壁分别铰接有第一气缸34，第一气缸34的缸体铰接在侧壁上；铰接有第一气缸34的两侧壁之间的侧壁上设置有铰接轴35，铰接轴35两端铰接有两根第一连杆36，第一气缸34的活塞杆铰接在第一连杆36的中部，从而第一连杆可在第一气缸的推动作用下绕铰接轴35自由转动。两根第一连杆36上各铰接有两个第二连杆37。主控制机控制第一气缸34伸出推动第一连杆36，第一连杆36绕铰接轴35转动，盖板31在第二连杆37的作用下倾斜打开；31盖板的关闭动作与盖板打开动作相反，在第一气缸34收缩作用下，第一连杆36带动第二连杆37关闭盖板31。在本专利中，为了扩大盖板31打开的程度以及控制盖板的打开，也可以使用第二气缸代替第二连杆37，采用两组气缸配合作用。当第一气缸34伸出时，第二气缸同时伸出，并且控制其伸出的长度，从而提高对盖板的控制效果，扩大盖板的打开程度。第一气缸34(和第二气缸)通过电磁阀门(未示出)控制，电磁阀门信号来自主控制机，主控制机根据人工或者自动设定确定气缸的电磁阀门的信号。中心惰化管式储煤筒仓顶部还设置有手动控制器，手动开启电磁阀门。

图4为自动卸压装置示意图。自动卸压装置4顶部设置有一密封板41，该密封板41中间部位与设置在自动卸压装置内的卸压气缸42的连杆铰接，密封板41边缘铰接在自动卸压装置4。卸压气缸42的缸体铰接在自动卸压装置4的底部。该卸压气缸42通过与主控制机相连的电磁阀门控制。当采样装置采集的信号超过预警值时，主控制机在利用管式充气装置对物料充入惰性气体稀释可燃性气体后，主控制机将会给自动卸压装置4的卸压气缸42的电磁阀门一个打开信号，将筒仓内气体排出。自动卸压装置还设有手动卸压装置，当需要完成特定操作时，可以根据需要手动对筒仓进行卸压。

该自动卸压装置内还设置有排气装置(未示出)，排气装置可以为排风扇。在打开密封板的同时，排风扇启动，加快筒仓内排气速度。

自动卸压装置优选的为长方体形状，此时，自动卸压装置的一个侧壁设置有百叶窗43，通过这种设置，减少粉尘对气缸和排风扇的损害，提高自动卸压装置的使用寿命。

本实用新型采用上述结构的自动卸压装置，使得自动卸压装置可以重复使用，排除险情后，自动卸压装置可以自动关闭。避免了使用一次性防爆门所带来的更换繁琐、影响生产效率等问题。

图5为密封螺旋给料装置示意图。密封螺旋给料装置5包括一喇叭口51、机身，喇叭口下方设置有水平放置的螺旋推料棒52，螺旋推料棒52出料侧设置有出料弯头53。现有技术中给出了类似螺旋推料棒。但是，现有技术中的螺旋推料棒并不能密封。本实用新型出料弯头的出料口安装有通过转轴连接的重锤盖54，物料通过螺旋退料棒推至弯头内后并不立即下落，当物料积累到一定重量后，重锤盖在物料重力作用下翻转，物料落入筒仓内，随后重锤盖恢复原位。可以利用弹簧装置压住重锤盖，在物料超出设定的重力后，弹簧变形量超过一定程度，从而实现翻转，物料排出后，在弹簧作用下重锤盖重新恢复原状；也可以采用为铰接在出料弯头尾端的重锤盖连接一平衡重，当物料超出设定的重力后，因为转轴起到杠杆作用，平衡重翻转，物料排出后，在平衡重作用下重锤盖重新恢复原状；也可以采用其他翻转装置。

本实用新型还包括氮气发生装置，通过管道将氮气发生装置与管式充气装置连接。氮气发生装置受主控制机控制，根据采样装置采集的信号确定氮气发生装置阀门的开闭，控制充入筒仓内的氮气量。

本实用新型中心惰化管式储煤筒仓安全保护装置的控制过程为：主控制机通过管式充气装置的采样装置检测到的物料位置状况，根据来料情况，由主控制机控制打开自动锁气漏斗装置，并使得密封螺旋给料装置开启工作。送料完毕后，主控制机关闭自动锁气漏斗装置和密封螺旋给料装置。日常储存过程中，主控制机监控采样装置检测到的物料状况(温度、可燃气体浓度、氧气浓度、甲烷含量等)，一旦物料状况处于危险状态，立即开动氮气发生装置，通过管式充气装置向筒仓充入惰性气体，降低险情发生可能。充气完毕后，主控制机控制打开自动卸压装置，进行减压排气。主控制机在排气同时监控筒仓内部物料状况，一旦物料状况处于安全值，关闭自动卸压装置，结束排气。

以上所述仅为本实用新型的实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的可以对本实用新型实施例进行各种改动或变型而不脱离本实用新型的精神和范围。

Claims (7)

1.一种中心惰化管式筒仓安全保护装置，其特征为：包括储煤筒仓，管式充气装置(2)，自动锁气漏斗装置(3)，自动卸压装置(4)；管式充气装置设置在储煤筒仓中央位置，自动锁气漏斗装置设置在储煤筒仓顶部以便为筒仓进料，自动卸压装置均匀布置在储煤筒仓顶部。

2.如权利要求1所述的中心惰化管式储煤筒仓安全保护装置，其特征为：还包括密封螺旋给料装置(5)，该密封螺旋给料装置设置在向储煤筒仓输送物料的输送皮带滚筒下方。

3.如权利要求1-2所述的中心惰化管式储煤筒仓安全保护装置，其特征为，其中管式充气装置从储煤筒仓底部直达顶部，该管式充气装置包括多个相同管式部件(21)，多个管式部件拼接在一起形成管式充气装置，每个管式部件均设置有隋性气体释放喷嘴(23)。

4.如权利要求1所述的中心惰化管式储煤筒仓安全保护装置，其特征为，其中自动锁气漏斗装置设置在向储煤筒仓输送物料的输送皮带两侧，该自动锁气漏斗装置包括盖板(31)、漏斗侧壁(32)、入料口、与筒仓进料口相连接的出料口，盖板与漏斗侧壁铰接，漏斗侧壁铰接有一气缸，气缸另一端推动盖板沿铰接处翻转。

5.如权利要求1所述的中心惰化管式储煤筒仓安全保护装置，其特征为，其中自动卸压装置(4)顶部设置有一密封板(41)，该密封板与设置在自动卸压装置内的气缸连接

6.如权利要求5所述的中心惰化管式储煤筒仓安全保护装置，其特征为，其中自动卸压装置的密封板下方设置有排气装置，自动卸压装置侧壁设置有百叶窗。

7.如权利要求2所述的中心惰化管式储煤筒仓安全保护装置，其特征为，密封螺旋给料装置设置在向储煤筒仓输送物料的输送皮带滚筒下方，该密封螺旋给料装置包括一喇叭口(51)，喇叭口下方设置有水平放置的螺旋推料棒(52)，螺旋推料棒出料侧设置有出料弯头(53)，出料弯头的出料口安装有通过转轴连接的重锤盖(54)。

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