CN215923753U - 粉体自动卸料阀及其在线监测和清障控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种粉体自动卸料阀及其在线监测和清障控制系统，该粉体自动卸料阀包括排料管(1)、阀锥体(2)、阀筒体(3)、阀盖(4)、弹簧组件(5)、环板(6)、检修大法兰及法兰盖(7)、进料管(8)和排料管法兰(17)；弹簧组件(5)均包括下钩环(51)、拉力弹簧(52)、上钩环(53)、螺母(54)和螺柱(55)；该在线监测和清障控制系统连接在粉体自动卸料阀(110)上，包括监测控制模块、远传控制模块和清障控制模块。本实用新型能实现除尘器或输送料仓自主自动排料，赋予粉体自动卸料阀对粉粒体物料流量的计量功能、在线分析粉粒体物料流动状况的监测功能和实时处理粉粒料物料在卸料过程中出现问题后的清障功能。

Description

粉体自动卸料阀及其在线监测和清障控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种气固分离及粉粒体输送设备，尤其涉及一种粉体自动卸料阀及其在线监测和清障控制系统。

背景技术

在气固分离及粉粒体输送领域中，各类除尘器(例如重力沉降除尘器、旋风除尘器、布袋除尘器及静电除尘器等)或输送料仓都需要将所收集的固体粉尘或粒料排出器外。当除尘器正常工作在正压工况下时，其内部的气体介质可能存在高温、易燃易爆或含有毒有害成分的情况，若直接将这类固体粉尘或粒料排出除尘器外，有可能将气体介质也排入环境中而造成安全生产事故。当除尘器正常工作在负压工况下时，粉尘或粒料排出除尘器外时可能将空气吸入除尘器内，不但会有引发安全事故的风险，还会因吸入空气造成除尘器无法正常排料或导致除尘器分离效率明显下降。

卸料阀是各类除尘器或输送料仓维持连续稳定工作的根本保证，通常除尘器或输送料仓都配套设置有卸料阀机构，卸料阀必须起到粉体排料和“锁气”密封的双重作用，常见的有球阀、蝶阀、插板阀、旋转阀(或星型阀)和翻板阀等等，这些阀门既可手动也可电动，都已广泛应用在许多工业领域。但这些卸料阀无论手动或电动均不能实现完全自动自主运行操作，为了实现除尘器连续排料要求都必须采用电动或气动控制；同时绝大多数卸料阀都不具备计量、监测和清障等功能。

中国实用新型专利ZL201821057351.6公开了一种旋转下料阀，包括阀体、进料阀口和出料阀口，阀体的顶部设有进料嘴，且底部设有出料嘴，进料嘴和出料嘴的顶部设有凸起，进料阀口和出料阀口上设有与凸起相匹配的凹槽，阀体的一侧设有驱动电机，驱动电机的输出轴通过联轴器与减速机的内部传动连接，减速机的输出端与转轴固定连接，转轴上通过螺栓和螺母螺接有旋转板。该下料阀缺点是需要电机驱动并消耗能源，同时无法实现自动自主排料运行并且没有计量、监测和清障等功能。

中国实用新型专利ZL201720507046.1公开了一种双层电动翻板阀，包括上壳体和下壳体，上壳体和下壳体上端分别具有翻板轴，翻板轴下分别设有翻板，上壳体和下壳体侧方还分别通过锤杆连接有重锤，上壳体和下壳体上端的翻板轴分别通过垂直轴连接有直联式减速机，下壳体侧方设有减速机座，直联式减速机固定在减速机座上，翻板上设置有红外检测器，红外检测器，红外检测器线路连接有控制器，控制机设置在减速机座上端并具有液晶分析屏。该下料阀也需要电机驱动并消耗能源，无法实现自主自动排料运行并且没有计量和清障等功能。

实用新型内容

本实用新型的目的之一在于提供一种粉体自动卸料阀，能够实现各类除尘器或输送料仓所收集的固体粉尘或粒料自动稳定地排料，确保粉粒料在连续排料的过程中阻止除尘器内部气体不向外泄漏，具备良好“锁气”密封性能，也可防止外部气体窜入卸料阀内部。

本实用新型的目的之二在于提供一种粉体自动卸料阀的在线监测和清障控制系统，通过设置多个测点，实现了卸料阀内固体粉粒料流量的计量功能、在线分析粉粒体物料流动状况的监测功能和实时处理粉粒体物料在卸料过程中出现问题后的清障功能，且运行无需能耗亦无需人工干预，保证了除尘器的分离效率，能满足生产自动化及维持除尘器长周期稳定运行。

本实用新型是这样实现的：

一种粉体自动卸料阀，包括排料管、阀锥体、阀筒体、阀盖、弹簧组件、环板、检修大法兰及法兰盖、进料管和排料管法兰；排料管法兰、排料管、阀锥体、阀筒体和检修大法兰及法兰盖由下至上同轴连接，形成卸料阀外壳体；环板为圆环形结构并环向安装在进料管的下部外壁上，弹簧组件连接在环板与阀盖的底部外壁之间，若干组弹簧组件周向布置在进料管的外侧，使阀盖密封罩盖在进料管的下端，形成卸料阀阀芯；卸料阀阀芯同轴安装在卸料阀外壳体内，进料管的上端向上贯穿检修大法兰及法兰盖；

每组所述的弹簧组件均包括下钩环、拉力弹簧、上钩环、螺母和螺柱；拉力弹簧的下端通过下钩环连接在阀盖的底部外壁上，拉力弹簧的上端通过上钩环与螺柱的下端连接；环板上形成有螺孔，使螺柱通过一对螺母贯穿旋接在环板上。

所述的阀盖呈中间高、四周低的圆锥形或球冠形结构，且阀盖的表面设有密封层，使阀盖通过密封层密封贴合在进料管的下端边缘处。

所述的圆锥形结构的阀盖的顶角为α,α取值范围为25°-75°，圆锥形的阀盖的底面直径D1与进料管的直径D0的比值为D1/D0＝1.25-1.40。

所述的球冠形结构的阀盖的底面直径D1与进料管的直径D0的比值为D1/D0＝1.25-1.40，球冠形结构的阀盖的直径2R与底面直径D1的比值为2R/D1＝1.45-1.80。

所述的阀筒体内设有限位杆，限位杆为十字形结构并同轴安装在阀盖的正下方，即限位杆所在的平面与卸料阀阀芯的中心轴线垂直；

所述的阀盖的底面与限位杆所在的平面之间的垂直距离为H1，且D0≤H1≤1.25*D1，其中，D0为进料管的直径，D1为阀盖的底面直径。

一种粉体自动卸料阀的在线监测和清障控制系统，该在线监测和清障控制系统连接在粉体自动卸料阀上，粉体自动卸料阀上连接有取压管，所述的在线监测和清障控制系统包括截止阀、压力表、流量计、常闭针阀、中控器、压力变送器和止逆阀；流量计和止逆阀串联构成监测控制模块，流量计通过截止阀外接低压气源，止逆阀与取压管连接；中控器与压力变送器连接，构成远传控制模块，压力变送器通过常开针阀连接至取压管；常闭针阀外接高压气源，构成清障控制模块，常闭针阀连接至取压管；截止阀上通过常开针阀连接有压力表，压力变送器通过常开针阀连接有压力表，常闭针阀上连接有压力表。

所述的粉体自动卸料阀上连接有至少一根取压管，且每根取压管均配置有监测控制模块、远传控制模块和清障控制模块。

所述的取压管包括第一取压管、第二取压管、第三取压管和第四取压管；第一取压管连接在进料管的底部并向上贯穿检修大法兰及法兰盖，第二取压管连接在进料管的顶部且位于阀筒体的上方；进料管的上端通过进料管法兰同轴连接有料腿，料腿的顶部安装有料腿法兰，第三取压管连接在料腿的中部，第四取压管连接在料腿的上部。

所述的第一取压管、第二取压管、第三取压管和第四取压管均倾斜设置，第一取压管、第二取压管、第三取压管和第四取压管与进料管的轴向之间的夹角为β，β的取值范围为β＝20°-90°。

所述的第一取压管与第二取压管的安装位置高度差为H2，H2的取值范围为500-2000mm。

本实用新型与现有技术相比，具有以下有益效果：

1、本实用新型的粉体自动卸料阀由于设有若干组周向布置的弹簧组件，能在拉力弹簧的作用下使阀盖的密封层密封贴合在进料管的下端管口上，具有良好的“锁气”密封性能，且能控制进料管下端管口和阀盖自主灵活开启，整个卸料过程中实现自主自动操作，无需动力驱动和能源消耗。

2、本实用新型的在线监测和清障控制系统由于设置了多个测点，通过进料管上的两个测点的压差，可以实现对粉粒料质量流量的计量，对各类除尘器或输送料仓的优化设计及实际生产指导操作具有重要的意义。

3、本实用新型的在线监测和清障控制系统由于设有检测控制模块和远传控制模块，使粉体自动卸料阀具备在线分析粉粒体物料流动状况的监测功能，同时，由于设有清障控制模块，使粉体自动卸料阀具备实时处理各类卸料故障的能力。

附图说明

图1是本实用新型粉体自动卸料阀的剖视图；

图2是本实用新型粉体自动卸料阀中弹簧组件的主视图；

图3是本实用新型粉体自动卸料阀中环板的俯视图；

图4是本实用新型粉体自动卸料阀中阀盖的剖视图(圆锥形)；

图5是本实用新型粉体自动卸料阀中阀盖的剖视图(球冠形)；

图6是本实用新型粉体自动卸料阀中限位杆的俯视图；

图7是本实用新型粉体自动卸料阀的在线监测和清障控制系统的控制原理图。

图中，110粉体自动卸料阀，1排料管，2阀椎体，3阀筒体，4阀盖，41密封层，5弹簧组件，51下钩环，52拉力弹簧，53上钩环，54螺母，55螺柱，6环板，7检修大法兰及法兰盖，8进料管，9进料管法兰，10料腿，11料腿法兰，12第四取压管，13第三取压管，14第二取压管，15第一取压管，16限位杆，17排料管法兰，101钢管，102截止阀，104压力表，105流量计，106常闭针阀，107中控器，108压力变送器，109止逆阀。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。

请参见附图1，一种粉体自动卸料阀，包括排料管1、阀锥体2、阀筒体3、阀盖4、弹簧组件5、环板6、检修大法兰及法兰盖7、进料管8和排料管法兰17；排料管法兰17、排料管1、阀锥体2、阀筒体3和检修大法兰及法兰盖7由下至上同轴连接，形成卸料阀外壳体；环板6为圆环形结构并环向安装在进料管8的下部外壁上，弹簧组件5连接在环板6与阀盖4的底部外壁之间，若干组弹簧组件5周向布置在进料管8的外侧，使阀盖4密封罩盖在进料管8的下端，形成卸料阀阀芯；卸料阀阀芯同轴安装在卸料阀外壳体内，进料管8的上端向上贯穿检修大法兰及法兰盖7。

请参见附图2和附图3，每组所述的弹簧组件5均包括下钩环51、拉力弹簧52、上钩环53、螺母54和螺柱55；拉力弹簧52的下端通过下钩环51连接在阀盖4的底部外壁上，拉力弹簧52的上端通过上钩环53与螺柱55的下端连接；环板6上形成有螺孔，使螺柱55通过一对螺母54贯穿旋接在环板6上。通过螺母54与螺柱55之间的螺纹旋动，将螺母54的转动运动转化为螺柱55的直线运动，从而调节螺柱55相对环板6的位置，用于拉紧或放松拉力弹簧52，以调整对阀盖4的预拉力，保证阀盖4密封罩盖在进料管8的下端。弹簧组件5优选为3组并周向均布在进料管8外侧。

三组弹簧组件5能可靠地将小于某一定重量(或一定料封高度)的粉粒体物料锁定在进料管8内部，此时阀盖4与进料管8下端管口之间是封闭的，因而进料管8内的气体介质不会泄露；当进料管8中的粉粒体物料积累到超过某一定重量(或一定料封高度)时，此时阀盖4与进料管8下端管口之间开始打开，称之为阀启初值。随着进料管8中物粒料的进料量(进料速度)逐步增大，阀盖4与进料管8下端管口之间的距离(即阀门开度)随之增大，相应的粉粒体物料卸料速度加快。三组弹簧组件5利用拉力弹簧52的弹性自动控制，阀门开度与卸料量可进行实时跟踪，排料过程中进料管8能始终维持某一重量(或一定料封高度H)的粉粒体物料，这样即便在卸料过程中进料管8上部的气体介质仍不会向外泄露。粉体自动卸料阀110在整个卸料过程中都是自主自动操作，没有动力驱动且无需消耗能源，同时具有良好的“锁气”密封性能。

由于拉力弹簧52的伸长量与拉力成正比关系，阀盖4的阀门开度亦与粉粒体物料卸料量成线性关系，阀门开度又与进料管8中内粉粒体物料的重量(或料封高度)成正比关系，物料的重量(或料封高度H)进一步与这段料封高度所引起的压差成正比关系，因此只要测量到物料料封高度上下两端的压差随时间变化曲线，即可计算得到粉体自动卸料阀110内粉粒体物料的流量。

请参见附图4和附图5，所述的阀盖4呈中间高、四周低的圆锥形或球冠形结构，且阀盖4的表面设有密封层41，使阀盖4通过密封层41密封贴合在进料管8的下端边缘处。优选的，密封层41可采用耐磨橡胶制成，能保证阀盖4对进料管8下端的有效密封，且密封层41的使用寿命长。

请参见附图4，所述的圆锥形结构的阀盖4的顶角为α,α取值范围为25°-75°，圆锥形的阀盖4的底面直径D1与进料管8的直径D0的比值为D1/D0＝1.25-1.40。

请参见附图5，所述的球冠形结构的阀盖4的底面直径D1与进料管8的直径D0的比值为D1/D0＝1.25-1.40，球冠形结构的阀盖4的直径2R与底面直径D1的比值为2R/D1＝1.45-1.80。

请参见附图6，所述的阀筒体3内设有限位杆16，限位杆16为十字形结构并同轴安装在阀盖4的正下方，即限位杆16所在的平面与卸料阀阀芯的中心轴线垂直。

所述的阀盖4的底面与限位杆16所在的平面之间的垂直距离为H1，且D0≤H1≤1.25*D1，其中，D0为进料管8的直径，D1为阀盖4的底面直径。

请参见附图1和附图7，一种粉体自动卸料阀的在线监测和清障控制系统，该在线监测和清障控制系统连接在粉体自动卸料阀110上，粉体自动卸料阀110上连接有取压管，所述的在线监测和清障控制系统包括截止阀102、压力表104、流量计105、常闭针阀106、中控器107、压力变送器108和止逆阀109；流量计105和止逆阀109串联构成监测控制模块，流量计105通过截止阀102外接低压气源，止逆阀109与取压管连接；中控器107与压力变送器108连接，构成远传控制模块，压力变送器108通过常开针阀103连接至取压管；常闭针阀106外接高压气源，构成清障控制模块，常闭针阀106连接至取压管；截止阀102上通过常开针阀103连接有压力表104，压力变送器108通过常开针阀103连接有压力表104，常闭针阀106上连接有压力表104。监测控制模块、远传控制模块和清障控制模块均采用钢管101连接布置，确保气体的安全流动。

所述的粉体自动卸料阀110上连接有至少一根取压管，且每根取压管均配置有监测控制模块、远传控制模块和清障控制模块。

所述的取压管包括第一取压管15、第二取压管14、第三取压管13和第四取压管14；第一取压管15连接在进料管8的底部并向上贯穿检修大法兰及法兰盖7，第二取压管14连接在进料管8的顶部且位于阀筒体3的上方；进料管8的上端通过进料管法兰9同轴连接有料腿10，料腿10的顶部安装有料腿法兰11，第三取压管13连接在料腿10的中部，第四取压管14连接在料腿10的上部。

所述的第一取压管15、第二取压管14、第三取压管13和第四取压管14均倾斜设置，第一取压管15、第二取压管14、第三取压管13和第四取压管14与进料管8的轴向之间的夹角为β，β的取值范围为β＝20°-90°。

所述的第一取压管15与第二取压管14的安装位置高度差为H2，H2的取值范围为500-2000mm。

将第一取压管15记为测点A，第二取压管14记为测点B，通过监测控制模块对粉粒料物料流量的测量原理是：

测点A和测点B的压差ΔP是时间t和料封高度H的函数，即ΔP＝F(t,H),ΔP曲线可以通过生产厂控制室中控器107获得，而粉粒体物料的密度ρ是时间t和压差ΔP的函数，即ρ＝F(t,ΔP)，也就是ρ＝F(t,H，ΔP),A、B两个测点之间的体积V是已知的，因此可计算得到一段时间T内通过下料阀的粉体的质量W为：

各类除尘器能否正常工作最重要的判断指标之一就是排料的状况，比如袋式除尘器正常工作时，一般说来其排料也是连续稳定的，一旦其出现故障：例如过滤袋破损、反吹清灰系统失效、排料口串气/漏气及卸料阀故障，其结果就会直接反映在粉粒体物料的排料量发生了十分明显变化，因此实时在线分析粉粒料流动状况对保证长周期稳定运行生产具有重要意义。故采用监测控制模块和远传控制模块线分析粉粒料流动状况，第三取压管13记为测点C，第四取压管12记为测点D，共计四个测点：测点A、测点B、测点C和测点D。

监测控制模块通过压力表104测量四个测点的压力，为了确保钢管101及测点不被粉尘等杂质堵塞引起测量误差，监测控制模块在测量过程中持续通入一定流量的低压压缩空气(或氮气)并通过流量计105计量，确保粉体自动卸料阀110内的粉尘不会窜入监测控制模块。这部分低压压缩空气(或氮气)进入到进料管8和料腿10内后形成了一股“松动风”，这股“松动风”能起到破坏进料管8和料腿10粉尘的“架桥”作用，同时非常有助于粉粒体物料在管道内的流动，大幅降低了管道堵塞的发生频率。但是当粉尘流动性比较差时，仍然存在管道堵塞的可能，故需及时发现故障并及时处理故障以保证生产稳定性。远传控制模块用于将四个测点的压力变送信号送入中控器107进行比较和分析。

从理论分析可以得知：卸料阀正常工作时进料管8和料腿10上测点A、测点B、测点C和测点D的压力分布规律为：PA＞PB＞PC＞PD。当粉粒体物料重量(或料封高度H)小于等于阀启初值时，粉体自动卸料阀110此时处于关闭状态，显然满足压力分布规律：PA＞PB＞PC＞PD。当粉粒体物料重量(或料封高度H)大于阀启初值时，粉体自动卸料阀110此时处于打开状态，由于弹簧组件5的设置，粉体自动卸料阀110内始终都能维持一段相对稳定的料封高度H，随着粉粒体下料量增大，阀盖4的开度也相应增大，此时四个测点满足压力分布规律，即PA＞PB＞PC＞PD。当粉体自动卸料阀110发生故障时，比如料腿10上测点C因粉尘“架桥”发生故障导致堵塞不下料，就会出现PA＝PB＝PC＞PD情况，可通过中控器107直接反映出来，因此除了除尘器开启初期，即进料管8和料腿10内还没有粉粒体物料时，PA＝PB＝PC＝PD，其他任何运行工况下只要不符合压力分布规律：PA＞PB＞PC＞PD，就可以实时判定粉体自动卸料阀110工作出现异常，并且可以实时判定出出现问题的测点位置。

以测点C的粉尘“架桥”故障为例，清障控制模块的工作过程是：将测点C对应的监测控制模块和远传控制模块中常开针阀103和截止阀102全部从常开状态切换到关闭状态，然后将测点C对应的清障控制模块中常闭针阀106打开，手动控制清障孔模块中高压压缩空气(或氮气)总进气的常闭针阀106，延时数秒并反复开启，再退出清障控制模块。恢复监测控制模块和远传控制模块的初值，若此时进料管8和料腿10上四个测点满足压力分布规律，即PA＞PB＞PC＞PD，则说明测点C已经恢复正常，故障得到排除；若不符合压力分布规律，重复上述清障操作直至压力分布规律满足。

实施例1：

上海某化工公司建设投产的聚氨酯粒料输送项目，共计七条粒料输送线以送至成品包装，每条粒料输送线每小时最大输送量为22吨，采用正压稀相气力输送方式，输送料仓容积为4.6m³，输送料仓原有设置一台电动回转卸料阀，其进料管直径D0＝200mm，配备电机功率0.75kW。投产运行后发现装置输送能力只达到设计值78％左右，严重影响产品产量，分析原因后认为：电动回转卸料阀密封性比较差，且聚氨酯粒料之间的空隙率远大于普通粉尘的空隙率，加之采用输送气体的正压压力比较高，造成输送气体经电动回转卸料阀窜入输送料仓形成类似流化床，导致聚氨酯粒料难以顺利通过电动回转卸料阀排出。厂家另行选配了密封性能更好的国外进口电动回转卸料阀，其效果仍然没有改观，同时由于聚氨酯粒料颗粒较大且具有很强的韧性，反而常常将电动回转卸料阀的叶片给卡住，导致整个输送线生产停车，给生产厂家造成不小的经济损失。

为此该厂家采用了本实用新型粉体自动卸料阀及其在线监测和清障控制系统，本实施例中的粉体自动卸料阀110包括排料管1、阀锥体2、阀筒体3、阀盖4、弹簧组件5、环板6、检修大法兰及法兰盖7、进料管8和排料管法兰17；排料管法兰17、排料管1、阀锥体2、阀筒体3和检修大法兰及法兰盖7由下至上同轴连接，形成卸料阀外壳体；环板6为圆环形结构并环向安装在进料管8的下部外壁上，弹簧组件5连接在环板6与阀盖4的底部外壁之间，三组弹簧组件5周向均布在进料管8的外侧，使阀盖4密封罩盖在进料管8的下端，形成卸料阀阀芯；卸料阀阀芯同轴安装在卸料阀外壳体内，进料管8的上端向上贯穿检修大法兰及法兰盖7。

每组弹簧组件5均包括下钩环51、拉力弹簧52、上钩环53、螺母54和螺柱55；用于调整对阀盖4的预拉力，保证阀盖4通过耐磨橡胶制成的密封层41密封罩盖在进料管8的下端。

阀盖4呈中间高、四周低的圆锥形，其顶角α为25°，圆锥形的阀盖4的底面直径D1与进料管8的直径D0的比值为D1/D0＝250/200＝1.25。

阀筒体3内部位于阀盖4正下方设有十字形的限位杆16，阀盖4的底面与限位杆16所在的平面之间的垂直距离H1为230mm，且满足D0≤H1≤1.25*D1。

本实施例设置四根取压管：第一取压管15、第二取压管14、第三取压管13和第四取压管14；第一取压管15连接在进料管8的底部并向上贯穿检修大法兰及法兰盖7，第二取压管14连接在进料管8的顶部且位于阀筒体3的上方，第二取压管14与第一取压管15之间的安装位置高度差H2为500mm；进料管8的上端通过进料管法兰9同轴连接有料腿10，料腿10的顶部安装有料腿法兰11，第三取压管13连接在料腿10的中部，第四取压管14连接在料腿10的上部。第一取压管15、第二取压管14、第三取压管13和第四取压管14与进料管8的轴向之间的夹角β均为20°。

该粉体自动卸料阀的在线监测和清障控制系统包括截止阀102、流量计105、常闭针阀106、中控器107、压力变送器108和止逆阀109；流量计105和止逆阀109串联构成监测控制模块，四组监测控制模块的流量计105均连接至截止阀102，截止阀102的一端外接低压气源，四组监测控制模块的止逆阀109分别一一对应连接至第一取压管15、第二取压管14、第三取压管13和第四取压管14；中控器107与压力变送器108连接，构成远传控制模块，四组远传控制模块的压力变送器108分别通过常开针阀103一一对应连接至第一取压管15、第二取压管14、第三取压管13和第四取压管14；常闭针阀106外接高压气源，构成清障控制模块，四组清障控制模块的常闭针阀106一一对应连接至第一取压管15、第二取压管14、第三取压管13和第四取压管14。截止阀102上通过常开针阀103连接有压力表104，压力变送器108通过常开针阀103连接有压力表104，常闭针阀106上连接有压力表104。在线监测和清障控制系统的管路连接可采用钢管101，确保气体的安全流通。

低压压缩空气(或氮气)同时通过四组监测控制模块的流量计105计量，四条线路均具有相同的气体流量；四个止逆阀109分别与四根取压管(即测点，记为测点A、测点B、测点C和测点D)直接连接，便于阻止粉体自动卸料阀110中的气体夹带着粉尘串入管线。

中控器107可采用集散控制系统DCS，四组远传控制模块分别与粉体自动卸料阀110上四根取压管(即测点，记为测点A、测点B、测点C和测点D)对应连接，通过压力变送器108将四个测点压力数据(记为PA、PB、PC、和PD)远传至DCS中控器107，可以通过DCS中控器107对PA、PB、PC、和PD四个数据进行实时地判断和比较。

四组清障控制模块分别与粉体自动卸料阀110上四根取压管(即测点)对应连接，高压压缩空气(或氮气)同时可通过四条线路的分别进入四根取压管；四个止逆阀109分别与四根取压管直接连接，便于阻止粉体自动卸料阀110中的气体夹带着粉尘串入管线。

采用本实用新型后，该厂家的生产显著提高：每条生产线最大输送能力超过原设计值的23％，即最大输送量超过27吨/小时；输送料仓的窜气现象完全消失，粉体自动卸料阀110排料稳定通畅，由于粉体自动卸料阀110具备了“计量功能”、“监测功能”和“清障功能”，生产的自动化程度及稳定性大幅提高，经两年多的实际运行，卸料阀从未发生故障；加之粉体自动卸料阀110无需动力驱动且无需消耗能源，综合经济效益十分明显，获得了用户好评。

实施例2：

山西某一大型煤化工企业粉煤流化干燥项目尾气采用低压氮气脉冲袋式除尘器收集煤粉，除尘器每小时回收135吨，由于除尘器工作在负压工况，考虑到设备的密封性能要求较高采用了防爆型电动双翻板阀，其下料口径DN400，配备电机功率1.7kW。投产后发现一个比较严重的安全问题，即除尘器内部氧浓度超过工艺要求8％的安全生产上线，经反复研究和分析，问题还是出现在电动双翻板阀密封性能上，由于翻板阀口径较大，上下两块阀板与密封面贴合都不够严密；同时由于运行时翻板阀两块阀板上煤粉物料的料封高度都不够，在除尘器内部负压较大的工况下，都不足以抵消内外压差而造成“窜气”。此外、由于煤粉颗粒较细且物料流动性比较差，除尘器下料口煤粉因“架桥”而导致翻板阀排不出物料的情况时有发生，严重影响生产的稳定性，先期是操作工人需反复振打除尘器外壁，后期外壁设置振动/振打装置，但效果仍然不佳，因此除尘器的排料问题成为生产隐患。

为此该厂家采用了本实用新型的粉体自动卸料阀及其在线监测和清障控制系统，本实施例中的粉体自动卸料阀110包括排料管1、阀锥体2、阀筒体3、阀盖4、弹簧组件5、环板6、检修大法兰及法兰盖7、进料管8和排料管法兰17；排料管法兰17、排料管1、阀锥体2、阀筒体3和检修大法兰及法兰盖7由下至上同轴连接，形成卸料阀外壳体；环板6为圆环形结构并环向安装在进料管8的下部外壁上，弹簧组件5连接在环板6与阀盖4的底部外壁之间，三组弹簧组件5周向均布在进料管8的外侧，使阀盖4密封罩盖在进料管8的下端，形成卸料阀阀芯；卸料阀阀芯同轴安装在卸料阀外壳体内，进料管8的上端向上贯穿检修大法兰及法兰盖7。

每组弹簧组件5均包括下钩环51、拉力弹簧52、上钩环53、螺母54和螺柱55；用于调整对阀盖4的预拉力，保证阀盖4通过耐磨橡胶制成的密封层41密封罩盖在进料管8的下端。

阀盖4呈中间高、四周低的球冠形，圆锥形的阀盖4的底面直径D1与进料管8的直径D0的比值为D1/D0＝560/400＝1.40，球冠形结构的阀盖4的直径2R与底面直径D1的比值为2R/D1＝1008/560＝1.80。

阀筒体3内部位于阀盖4正下方设有十字形的限位杆16，阀盖4的底面与限位杆16所在的平面之间的垂直距离H1为480mm，且满足D0≤H1≤1.25*D1。

本实施例设置四根取压管：第一取压管15、第二取压管14、第三取压管13和第四取压管14；第一取压管15连接在进料管8的底部并向上贯穿检修大法兰及法兰盖7，第二取压管14连接在进料管8的顶部且位于阀筒体3的上方，第二取压管14与第一取压管15之间的安装位置高度差H2为2000mm；进料管8的上端通过进料管法兰9同轴连接有料腿10，料腿10的顶部安装有料腿法兰11，第三取压管13连接在料腿10的中部，第四取压管14连接在料腿10的上部。第一取压管15、第二取压管14、第三取压管13和第四取压管14与进料管8的轴向之间的夹角β均为90°。

该粉体自动卸料阀的在线监测和清障控制系统包括截止阀102、流量计105、常闭针阀106、中控器107、压力变送器108和止逆阀109；流量计105和止逆阀109串联构成监测控制模块，四组监测控制模块的流量计105均连接至截止阀102，截止阀102的一端外接低压气源，四组监测控制模块的止逆阀109分别一一对应连接至第一取压管15、第二取压管14、第三取压管13和第四取压管14；中控器107与压力变送器108连接，构成远传控制模块，四组远传控制模块的压力变送器108分别通过常开针阀103一一对应连接至第一取压管15、第二取压管14、第三取压管13和第四取压管14；常闭针阀106外接高压气源，构成清障控制模块，四组清障控制模块的常闭针阀106一一对应连接至第一取压管15、第二取压管14、第三取压管13和第四取压管14。截止阀102上通过常开针阀103连接有压力表104，压力变送器108通过常开针阀103连接有压力表104，常闭针阀106上连接有压力表104。在线监测和清障控制系统的管路连接可采用钢管101，确保气体的安全流通。

低压压缩空气(或氮气)同时通过四组监测控制模块的流量计105计量，四条线路均具有相同的气体流量；四个止逆阀109分别与四根取压管(即测点，记为测点A、测点B、测点C和测点D)直接连接，便于阻止粉体自动卸料阀110中的气体夹带着粉尘串入管线。

中控器107可采用集散控制系统DCS，四组远传控制模块分别与粉体自动卸料阀110上四根取压管(即测点，记为测点A、测点B、测点C和测点D)对应连接，通过压力变送器108将四个测点压力数据(记为PA、PB、PC、和PD)远传至DCS中控器107，可以通过DCS中控器107对PA、PB、PC、和PD四个数据进行实时地判断和比较。

四组清障控制模块分别与粉体自动卸料阀110上四根取压管(即测点)对应连接，高压压缩空气(或氮气)同时可通过四条线路的分别进入四根取压管；四个止逆阀109分别与四根取压管直接连接，便于阻止粉体自动卸料阀110中的气体夹带着粉尘串入管线。

本实用新型粉体自动卸料阀110与电动双翻板阀相比，贴合处的密封面面积远小于翻板阀且密封面稳定、不易变形和不易被粉尘卡涩，加之本实用新型粉体自动卸料阀110上部拥有足够长的煤粉物料料封高度，因此外部空气很难被吸入袋式除尘器内部，除尘器内部氧浓度一直满足小于8％的安全生产工艺要求，彻底消除了安全隐患。

因本实用新型卸料阀具备了“计量功能”、“监测功能”和“清障功能”，同时由于粉体自动卸料阀110的进料管8和料腿10上四个测点任何时候都有经流量计105计量后的氮气通入，这些持续稳定通入的氮气能够完美地破除除尘器下料口煤粉的“架桥”现象；即便出现“架桥”现象，也可实时通过监测控制模块发现问题所在，并及时通过清障控制模块及时解决，生产的自动化程度及稳定性大幅提高，经多年的实际运行考核，卸料阀完全能够确保长期稳定运行；同时粉体自动卸料阀110无需动力驱动且无需消耗能源，直接经济效益和社会效益(安全问题)十分明显，获得了用户好评。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围，因此，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种粉体自动卸料阀，其特征是：包括排料管(1)、阀锥体(2)、阀筒体(3)、阀盖(4)、弹簧组件(5)、环板(6)、检修大法兰及法兰盖(7)、进料管(8)和排料管法兰(17)；排料管法兰(17)、排料管(1)、阀锥体(2)、阀筒体(3)和检修大法兰及法兰盖(7)由下至上同轴连接，形成卸料阀外壳体；环板(6)为圆环形结构并环向安装在进料管(8)的下部外壁上，弹簧组件(5)连接在环板(6)与阀盖(4)的底部外壁之间，若干组弹簧组件(5)周向布置在进料管(8)的外侧，使阀盖(4)密封罩盖在进料管(8)的下端，形成卸料阀阀芯；卸料阀阀芯同轴安装在卸料阀外壳体内，进料管(8)的上端向上贯穿检修大法兰及法兰盖(7)；

每组所述的弹簧组件(5)均包括下钩环(51)、拉力弹簧(52)、上钩环(53)、螺母(54)和螺柱(55)；拉力弹簧(52)的下端通过下钩环(51)连接在阀盖(4)的底部外壁上，拉力弹簧(52)的上端通过上钩环(53)与螺柱(55)的下端连接；环板(6)上形成有螺孔，使螺柱(55)通过一对螺母(54)贯穿旋接在环板(6)上。

2.根据权利要求1所述的粉体自动卸料阀，其特征是：所述的阀盖(4)呈中间高、四周低的圆锥形或球冠形结构，且阀盖(4)的表面设有密封层(41)，使阀盖(4)通过密封层(41)密封贴合在进料管(8)的下端边缘处。

3.根据权利要求2所述的粉体自动卸料阀，其特征是：所述的圆锥形结构的阀盖(4)的顶角为α,α取值范围为25°-75°，圆锥形的阀盖(4)的底面直径D1与进料管(8)的直径D0的比值为D1/D0＝1.25-1.40。

4.根据权利要求2所述的粉体自动卸料阀，其特征是：所述的球冠形结构的阀盖(4)的底面直径D1与进料管(8)的直径D0的比值为D1/D0＝1.25-1.40，球冠形结构的阀盖(4)的直径2R与底面直径D1的比值为2R/D1＝1.45-1.80。

5.根据权利要求1所述的粉体自动卸料阀，其特征是：所述的阀筒体(3)内设有限位杆(16)，限位杆(16)为十字形结构并同轴安装在阀盖(4)的正下方，即限位杆(16)所在的平面与卸料阀阀芯的中心轴线垂直；

所述的阀盖(4)的底面与限位杆(16)所在的平面之间的垂直距离为H1，且D0≤H1≤1.25*D1，其中，D0为进料管(8)的直径，D1为阀盖(4)的底面直径。

6.一种权利要求1所述的粉体自动卸料阀的在线监测和清障控制系统，其特征是：该在线监测和清障控制系统连接在粉体自动卸料阀(110)上，粉体自动卸料阀(110)上连接有取压管，所述的在线监测和清障控制系统包括截止阀(102)、压力表(104)、流量计(105)、常闭针阀(106)、中控器(107)、压力变送器(108)和止逆阀(109)；流量计(105)和止逆阀(109)串联构成监测控制模块，流量计(105)通过截止阀(102)外接低压气源，止逆阀(109)与取压管连接；中控器(107)与压力变送器(108)连接，构成远传控制模块，压力变送器(108)通过常开针阀(103)连接至取压管；常闭针阀(106)外接高压气源，构成清障控制模块，常闭针阀(106)连接至取压管；截止阀(102)上通过常开针阀(103)连接有压力表(104)，压力变送器(108)通过常开针阀(103)连接有压力表(104)，常闭针阀(106)上连接有压力表(104)。

7.根据权利要求6所述的在线监测和清障控制系统，其特征是：所述的粉体自动卸料阀(110)上连接有至少一根取压管，且每根取压管均配置有监测控制模块、远传控制模块和清障控制模块。

8.根据权利要求7所述的在线监测和清障控制系统，其特征是：所述的取压管包括第一取压管(15)、第二取压管(14)、第三取压管(13)和第四取压管(12)；第一取压管(15)连接在进料管(8)的底部并向上贯穿检修大法兰及法兰盖(7)，第二取压管(14)连接在进料管(8)的顶部且位于阀筒体(3)的上方；进料管(8)的上端通过进料管法兰(9)同轴连接有料腿(10)，料腿(10)的顶部安装有料腿法兰(11)，第三取压管(13)连接在料腿(10)的中部，第四取压管(12)连接在料腿(10)的上部。

9.根据权利要求8所述的在线监测和清障控制系统，其特征是：所述的第一取压管(15)、第二取压管(14)、第三取压管(13)和第四取压管(12)均倾斜设置，第一取压管(15)、第二取压管(14)、第三取压管(13)和第四取压管(12)与进料管(8)的轴向之间的夹角为β，β的取值范围为β＝20°-90°。

10.根据权利要求8或9所述的在线监测和清障控制系统，其特征是：所述的第一取压管(15)与第二取压管(14)的安装位置高度差为H2，H2的取值范围为500-2000mm。

Images