CN217634085U - 高温泄爆装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高温泄爆装置，其包括：第一阀体，所述第一阀体的一侧用于和烟气输送设备密封连接，能组成一个密闭的高温烟气输送工作空间；第二阀体，所述第二阀体密封连接在所述第一阀体的另一侧，与所述第一阀体组合形成阀结构本体；所述第二阀体上设置有定位孔；阀板，用于密封地设置在所述第二阀体上，对所述阀结构本体进行密封；定位杆，所述定位杆安装在所述定位孔中；定位装置，所述定位装置套设在所述定位杆上并至少部分压合在所述阀板上；水冷结构，设置在所述第一阀体、所述第二阀体和所述阀板中。本申请提供的高温泄爆装置不仅能耐高温，使用寿命长，而且阀板能自动复位，使用可靠性高。

Description

高温泄爆装置

技术领域

本实用新型涉及阀门装置技术领域，特别涉及一种高温泄爆装置。

背景技术

转炉炼钢生产过程中，空气与煤气交互变化，烟气中会出现CO与O₂的混合气体，烟气温度在低于610℃以下，存在爆炸而带来的瞬时超压风险。

目前转炉烟气净化及一次除尘工艺的泄爆点多设置在低温烟气段(烟气温度≤200℃)，与发生泄爆的起点距离较远，往往因不能及时实现泄爆导致泄爆点之前的设备、管道等严重破损。在转炉烟气高温段(烟气温度≤1000℃)设置泄爆点并配置高温泄爆装置，对炼钢工艺的正常生产及相关设施安全保障等方面具有巨大的现实意义及商业价值。

现有技术中提供了一种适用于高温烟气条件下的常用高温泄爆装置结构。该结构主要依靠阀板自身重力对高温烟气进行密封。当密闭环境内高温烟气发生爆炸，内部压力发生骤升，泄爆装置的阀板被高温烟气顶开，高温烟气从泄爆口进行泄放。

上述现有技术中的高温阀板被顶开超过70～90度后，阀板将无法复位，易造成以下严重后果：若阀板无法自动复位，则工艺烟气不再处于密闭环境内，转炉炼钢正常生产无法进行，造成停产。此外，阀板不能复位，周边环境长期处于高温烟气环境内，生产环境安全不能保障。

为此，有必要提出一种高温泄爆装置，至少能解决上述技术问题。

实用新型内容

针对现有技术所存在的缺陷，本实用新型实施方式中提供了一种高温泄爆装置，不仅能耐高温，使用寿命长，而且阀板能自动复位，使用可靠性高。

本实用新型实施方式的具体技术方案是：

一种高温泄爆装置，所述高温泄爆装置包括：第一阀体，所述第一阀体的一侧用于和烟气输送设备密封连接，能组成一个密闭的高温烟气输送工作空间；第二阀体，所述第二阀体密封连接在所述第一阀体的另一侧，与所述第一阀体组合形成阀结构本体；所述第二阀体上设置有定位孔；阀板，用于密封地设置在所述第二阀体上，对所述阀结构本体进行密封；定位杆，所述定位杆安装在所述定位孔中；定位装置，所述定位装置套设在所述定位杆上并至少部分压合在所述阀板上；水冷结构，设置在所述第一阀体、所述第二阀体和所述阀板中，用于对所述第一阀体、所述第二阀体和所述阀板进行冷却。

在一个优选的实施方式中，所述水冷结构包括设置在所述第一阀体中的第一水冷却腔，所述第一阀体整体呈环状的筒体结构，所述第一阀体包括：位于内侧的第一筒壁；位于外侧的第二筒壁，所述第一筒壁和第二筒壁之间形成环形间隙；位于所述环形间隙一端的封堵底壁；所述第一筒壁、所述第二筒壁和所述底壁相配合形成所述第一水冷却腔。

在一个优选的实施方式中，所述水冷结构包括设置在所述第二阀体中的第二水冷却腔，所述第二阀体整体呈回转体结构，所述第二阀体的内部形成有中空的环形腔体，所述环形腔体用于形成所述第二水冷却腔。

在一个优选的实施方式中，所述高温泄爆装置还包括阀体冷却水管路，所述阀体冷却水管路分别用于向所述第一水冷却腔和所述第二水冷却腔提供循环冷却水，所述阀体冷却水管路包括用于冷却所述第一阀体的第一支路和用于冷却所述第二阀体的第二支路。

在一个优选的实施方式中，所述水冷却结构包括设置在所述阀板中的第三水冷却腔，所述阀板整体呈回转体结构，所述阀板在与所述第二阀体相配合的外侧位置设置有中空的环形腔体，所述环形腔体用于形成所述第三水冷却腔。

在一个优选的实施方式中，所述高温泄爆装置还包括阀板冷却水管路，所述阀板冷却水管路包括与所述阀板的环形腔体相连通的进水管道和出水管道。

在一个优选的实施方式中，所述高温泄爆装置还包括：设置在所述阀板与所述第二阀体之间的密封组件，所述密封机构包括：一级密封单元，所述一级密封单元包括设置在所述阀板与所述第二阀体之间的金属面密封；二级密封单元，所述二级密封单元包括设置在所述阀板与所述第二阀体之间且位于所述一级密封单元外围的第一密封件；三级密封单元，所述三级密封单元包括设置在在所述阀板与所述第二阀体之间且位于所述第一密封件外围的第二密封件。

在一个优选的实施方式中，所述第一密封件、所述第二密封件包括下述中的任意一种或其组合：硅胶密封件、橡胶密封件、耐高温石棉盘根密封件。

在一个优选的实施方式中，所述阀板的迎烟气面为不锈钢材质的钢板，阀板的内部形成有填充腔，所述填充腔内部填充有耐热陶瓷纤维。

在一个优选的实施方式中，所述定位装置包括：套设在所述定位杆上的压合件，压合在所述压合件背离所述阀板侧的加载限位机构，所述加载限位机构包括：导向框架，以及通过所述导向框架进行轴向限位的加载导向件，所述加载导向件与所述定位杆平行设置。

在一个优选的实施方式中，所述高温泄爆装置还包括高温烟气收集罩，所述高温烟气收集罩用于收集所述高温泄爆装置泄放的高温烟气。

本实用新型的技术方案具有以下显著有益效果：

1、为确保阀板起跳后能够原位复位，在阀板和上阀体的周边设置定位装置和定位杆，当该阀板在压力作用下脱离上阀体后，后续可以在定位装置和定位杆的配合下精确的复位，重新和上阀体接触密封。也就是说，通过在相互配合的阀板和上阀体的周边设置定位装置和定位杆，本申请实施方式中所提供的高温泄爆装置构成一种可原位复位型高温泄爆装置，其在使用时，可避免转炉工序因高温烟气紧急泄爆导致停产的情况出现，较佳地解决了现有技术中阀板泄爆时为不稳定结构，没有限位结构，不能原位复位的问题。

2、阀板、第一阀体、第二阀体采用水冷结构，可耐高温烟气的烘烤，避免纯金属受热面的严重变形导致的密封效果不佳，提高阀体使用寿命，整体设备能适用于转炉烟气高温段(烟气温度≤1000℃)的工作环境。

3、此外，烟气密封面设置有三级密封。一级密封采用金属硬密封，能够隔绝大部分高温烟气；同时少量的高温烟气通过二级密封及三级密封进行补充密封，达到了较佳的密封效果。

参照后文的说明和附图，详细公开了本实用新型的特定实施方式，指明了本实用新型的原理可以被采用的方式。应该理解，本实用新型的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本实用新型的实施方式包括许多改变、修改和等同。针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本实用新型公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本实用新型的理解，并不是具体限定本实用新型各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本实用新型的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本实用新型。

图1为本申请实施方式中提供的一种高温泄爆装置的结构示意图；

图2为本申请实施方式中提供的一种高温泄爆装置中除去定位装置后的结构示意图；

图3为图2中A向的结构示意图；

图4为图2中提供的一种高温泄爆装置的俯视图。

说明书附图标记：

1、第一阀体；

11、第一水冷却腔；

2、第二阀体；

21、第二水冷却腔；

3、阀板；

31、第三水冷却腔；

4、定位装置；

41、压合件；

42、导向框架；

43、加载导向件；

5、定位杆；

6、一级密封单元；

7、二级密封单元；

8、三级密封单元；

9、阀体冷却水管路；

10、阀板冷却水管路。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例，对本实用新型的技术方案作详细说明，应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围内。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本申请实施方式中提供一种高温泄爆装置，适用于转炉烟气高温段(烟气温度≤1000℃)的工作环境。

请综合参阅图1和图2，本申请说明书实施方式中提供了一种高温泄爆装置，该高温泄爆装置可以包括：第一阀体1，所述第一阀体1的一侧用于和烟气输送设备密封连接，能组成一个密闭的高温烟气输送工作空间；第二阀体2，所述第二阀体2密封连接在所述第一阀体1的另一侧，与所述第一阀体1组合形成阀结构本体；所述第二阀体2上设置有定位孔；阀板3，用于密封地设置在所述第二阀体2上，对所述阀结构本体进行密封；定位杆5，所述定位杆5安装在所述定位孔中；定位装置4，所述定位装置4套设在所述定位杆5上并至少部分压合在所述阀板3上；水冷结构，设置在所述第一阀体1、所述第二阀体2和所述阀板3中，用于对所述第一阀体1、所述第二阀体2和所述阀板3进行冷却。

在本实施方式中，该高温泄爆装置可以主要包括：第一阀体1(即图中的下阀体，在以下实施方式中，可能以下阀体为描述对象进行说明)、第二阀体2(即图中的上阀体，在以下实施方式中，可能以上阀体为描述对象进行说明)、阀板3、定位杆5、定位装置4和水冷结构等。

高温泄爆装置的下阀体与大空间烟气输送设备采用焊接或法兰连接，组成一个密闭的高温烟气输送工作空间。生产过程中产生大量高温烟气进入密闭的高温烟气输送空间。其中，阀板3与上阀体的接触面为烟气密封面。

正常生产过程中，高温泄爆装置依靠阀板3的自身重力进行高温烟气密封。当密闭的高温烟气输送工作空间内压力因烟气爆炸急剧上升，至超过阀板3自身重力时，阀板3将被顶开，高温烟气将从烟气密封面区域外排至外部空间。随后，内部空间的压力因高温超压烟气的快速泄放在短时间内急剧下降，至阀板3自身重力以下时，阀板3靠自身重力自动恢复到原始密封状态。

在本申请的实施方式中，为确保阀板3起跳后能够原位复位，在阀板3和上阀体的周边设置定位装置4和定位杆5，当该阀板3在压力作用下脱离上阀体后，后续可以在定位装置4和定位杆5的配合下精确的复位，重新和上阀体接触密封。也就是说，通过在相互配合的阀板3和上阀体的周边设置定位装置4和定位杆5，本申请实施方式中所提供的高温泄爆装置构成一种可原位复位型高温泄爆装置，其在使用时，可避免转炉工序因高温烟气紧急泄爆导致停产的情况出现，较佳地解决了现有技术中阀板3泄爆时为不稳定结构，没有限位结构，不能原位复位的问题。

如图1所示，所述定位装置4可以包括：套设在所述定位杆5上的压合件41，压合在所述压合件41背离所述阀板3侧的加载限位机构，所述加载限位机构包括：导向框架42，以及通过所述导向框架42进行轴向限位的加载导向件43，所述加载导向件43与所述定位杆5平行设置。

需要说明的是，该加载限位机构中还可以设置有多级弹性限位机构，该弹性限位机构能用于对阀板3进行限位，防止其在压力作用下彻底脱离阀结构本体。例如，该弹性限位机构的个数可以根据压力等级的不同而进行设置，不同限位机构的下端距离该阀板3的间距不同，从而实现分级限位。

请结合图4所示，该定位杆5和定位装置4的个数可以为多个，多个定位杆5和定位装置4可以围绕着阀板3的圆周方向间隔均匀布置。其中，该定位杆5和定位装置4的个数本申请在此并不做具体的限定，例如可以为3个，也可以为4个，或者更多或更少。当该定位杆5和定位装置4的个数为4个时，相邻两个定位杆5或相邻两个定位装置4可以间隔90°圆弧均匀分布。

请结合参阅图1、图2和图3，该高温泄爆装置中与高温烟气直接接触的阀门构件包括：下阀体、上阀体和阀板3，为保证这些构件耐高温、高寿命，下阀体、上阀体、阀板3均设置有水冷结构。高温泄爆装置高温烟气直接接触面采用水冷结构，可耐高温烟气的烘烤，避免纯金属受热面的严重变形导致的密封效果不佳，提高阀体使用寿命。

具体的，所述水冷结构包括设置在所述第一阀体1中的第一水冷却腔11。所述第一阀体1整体呈环状的筒体结构，所述第一阀体1包括：位于内侧的第一筒壁；位于外侧的第二筒壁，所述第一筒壁和第二筒壁之间形成环形间隙；位于所述环形间隙一端的封堵底壁；所述第一筒壁、所述第二筒壁和所述底壁相配合形成所述第一水冷却腔11。

利用该第一水冷却腔11可以对该第一阀体1进行冷却。其中，该第一阀体1上可以开设有用于向所述第一水冷却腔11导入冷却液(例如水)的第一入口，以及用于将对第一阀体1进行冷却后的冷却液导出该第一阀体1的第一出口。使用时，冷却液从第一入口进入第一水冷却腔11，流经环形间隙对该第一阀体1进行冷却后，再从第一出口流出。

所述水冷结构包括设置在所述第二阀体2中的第二水冷却腔21，所述第二阀体2整体呈回转体结构，所述第二阀体2的内部形成有中空的环形腔体，所述环形腔体用于形成所述第二水冷却腔21。

利用该第二水冷却腔21可以对该第二阀体2进行冷却。其中，该第二阀体2上可以开设有用于向所述第二水冷却腔21导入冷却液(例如水)的第二入口，以及用于将对第二阀体2进行冷却后的冷却液导出该第二阀体2的第二出口。使用时，冷却液从第二入口进入第二水冷却腔21，流经环形间隙对该第二阀体2进行冷却后，再从第二出口流出。

进一步的，所述高温泄爆装置还包括阀体冷却水管路9，所述阀体冷却水管路9分别用于向所述第一水冷却腔11和所述第二水冷却腔21提供循环冷却水，所述阀体冷却水管路9包括用于冷却所述第一阀体1的第一支路和用于冷却所述第二阀体2的第二支路。

在本实施方式中，该第一水冷却腔11和所述第二水冷却腔21可以共用一个冷却水管路，从而简化结构。该阀体冷却水管路9具体可以为三通结构，其具有一个入口端和两个出口端，其中一个出口端和第一阀体1的第一入口相连接，另一个出口端和第二阀体2的第二入口相连接。

所述水冷却结构包括设置在所述阀板3中的第三水冷却腔31，所述阀板3整体呈回转体结构，所述阀板3在与所述第二阀体2相配合的外侧位置设置有中空的环形腔体，所述环形腔体用于形成所述第三水冷却腔31。

利用该第三水冷却腔31可以对该第三阀体进行冷却。其中，该第三阀体上可以开设有用于向所述第三水冷却腔31导入冷却液(例如水)的第三入口，以及用于将对第三阀体进行冷却后的冷却液导出该第三阀体的第三出口。使用时，冷却液从第三入口进入第三水冷却腔31，流经环形间隙对该第三阀体进行冷却后，再从第三出口流出。

进一步的，所述高温泄爆装置还包括阀板冷却水管路10，所述阀板冷却水管路10包括与所述阀板3的环形腔体相连通的进水管道和出水管道。其中，该进水管道与第三入口相连接，用于向所述第三入口导入冷却液；该出水管道与第三出口相连接，用于导出冷却液。

在一个实施方式中，所述高温泄爆装置还可以包括：设置在所述阀板3与所述第二阀体2之间的密封组件。所述密封机构可以包括：一级密封单元6，所述一级密封单元6包括设置在所述阀板3与所述第二阀体2之间的金属面密封；二级密封单元7，所述二级密封单元7包括设置在所述阀板3与所述第二阀体2之间且位于所述一级密封单元6外围的第一密封件；三级密封单元8，所述三级密封单元8包括设置在在所述阀板3与所述第二阀体2之间且位于所述第一密封件外围的第二密封件。烟气密封面设置有三级密封单元8。

一级密封单元6采用金属硬密封，能够隔绝大部分高温烟气。同时少量的高温烟气通过二级密封单元7及三级密封单元8进行补充密封，即通一级密封6内漏过去的介质通过冷却水降温后进行第二、第三次密封，实现高温下的可靠密封。具体的，所述第一密封件、所述第二密封件包括下述中的任意一种或其组合：硅胶密封件、橡胶密封件、耐高温石棉盘根密封件。

在一个实施方式中，为了提升该阀板3的耐热性能，所述阀板3的迎烟气面为不锈钢材质的钢板，阀板3的内部形成有填充腔，所述填充腔内部填充有耐热陶瓷纤维。

在一个实施方式中，所述高温泄爆装置还包括高温烟气收集罩，所述高温烟气收集罩用于收集所述高温泄爆装置泄放的高温烟气。

从高温泄爆装置泄放出来的高温烟气，由于温度高、冲击大等特点，不适宜在车间内相对密闭空间内排放。本申请所提供的高温泄爆装置在泄爆装置泄放区域设置有高温烟气收集罩，可将泄放的高温烟气通过收集罩和附属废气通道排放至车间外安全环境中。高温烟气收集罩为密闭空间，内部设置煤气报警设施和监测系统，正常生产期间无人员操作需求，可与外部空间完全分割。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的和区别类似的对象，两者之间并不存在先后顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

本说明书中的上述各个实施方式均采用递进的方式描述，各个实施方式之间相同相似部分相互参照即可，每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式不同之处。

以上仅为本实用新型的几个实施方式，虽然本实用新型所揭露的实施方式如上，但内容只是为了便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用于限定本实用新型。任何本实用新型所属技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施方式的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附权利要求书所界定的范围为准。

Claims (11)

1.一种高温泄爆装置，其特征在于，所述高温泄爆装置包括：

第一阀体，所述第一阀体的一侧用于和烟气输送设备密封连接，能组成一个密闭的高温烟气输送工作空间；

第二阀体，所述第二阀体密封连接在所述第一阀体的另一侧，与所述第一阀体组合形成阀结构本体；所述第二阀体上设置有定位孔；

阀板，用于密封地设置在所述第二阀体上，对所述阀结构本体进行密封；

定位杆，所述定位杆安装在所述定位孔中；

定位装置，所述定位装置套设在所述定位杆上并至少部分压合在所述阀板上；

水冷结构，设置在所述第一阀体、所述第二阀体和所述阀板中，用于对所述第一阀体、所述第二阀体和所述阀板进行冷却。

2.如权利要求1所述的高温泄爆装置，其特征在于，所述水冷结构包括设置在所述第一阀体中的第一水冷却腔，所述第一阀体整体呈环状的筒体结构，所述第一阀体包括：

位于内侧的第一筒壁；

位于外侧的第二筒壁，所述第一筒壁和第二筒壁之间形成环形间隙；

位于所述环形间隙一端的封堵底壁；

所述第一筒壁、所述第二筒壁和所述底壁相配合形成所述第一水冷却腔。

3.如权利要求2所述的高温泄爆装置，其特征在于，所述水冷结构包括设置在所述第二阀体中的第二水冷却腔，所述第二阀体整体呈回转体结构，所述第二阀体的内部形成有中空的环形腔体，所述环形腔体用于形成所述第二水冷却腔。

4.如权利要求3所述的高温泄爆装置，其特征在于，所述高温泄爆装置还包括阀体冷却水管路，所述阀体冷却水管路分别用于向所述第一水冷却腔和所述第二水冷却腔提供循环冷却水，所述阀体冷却水管路包括用于冷却所述第一阀体的第一支路和用于冷却所述第二阀体的第二支路。

5.如权利要求4所述的高温泄爆装置，其特征在于，所述水冷结构包括设置在所述阀板中的第三水冷却腔，所述阀板整体呈回转体结构，所述阀板在与所述第二阀体相配合的外侧位置设置有中空的环形腔体，所述环形腔体用于形成所述第三水冷却腔。

6.如权利要求5所述的高温泄爆装置，其特征在于，所述高温泄爆装置还包括阀板冷却水管路，所述阀板冷却水管路包括与所述阀板的环形腔体相连通的进水管道和出水管道。

7.如权利要求1至6任一所述的高温泄爆装置，其特征在于，所述高温泄爆装置还包括：设置在所述阀板与所述第二阀体之间的密封组件，所述密封组件包括：

一级密封单元，所述一级密封单元包括设置在所述阀板与所述第二阀体之间的金属面密封；

二级密封单元，所述二级密封单元包括设置在所述阀板与所述第二阀体之间且位于所述一级密封单元外围的第一密封件；

三级密封单元，所述三级密封单元包括设置在所述阀板与所述第二阀体之间且位于所述第一密封件外围的第二密封件。

8.如权利要求7所述的高温泄爆装置，其特征在于，所述第一密封件、所述第二密封件包括下述中的任意一种或其组合：硅胶密封件、橡胶密封件、耐高温石棉盘根密封件。

9.如权利要求1至6任一所述的高温泄爆装置，其特征在于，所述阀板的迎烟气面为不锈钢材质的钢板，阀板的内部形成有填充腔，所述填充腔内部填充有耐热陶瓷纤维。

10.如权利要求1至6任一所述的高温泄爆装置，其特征在于，所述定位装置包括：套设在所述定位杆上的压合件，压合在所述压合件背离所述阀板侧的加载限位机构，所述加载限位机构包括：导向框架，以及通过所述导向框架进行轴向限位的加载导向件，所述加载导向件与所述定位杆平行设置。

11.如权利要求1所述的高温泄爆装置，其特征在于，所述高温泄爆装置还包括高温烟气收集罩，所述高温烟气收集罩用于收集所述高温泄爆装置泄放的高温烟气。

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