專利名稱：平板門式彈簧鎖氣監(jiān)測流量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種廣泛應(yīng)用于由低壓力向較高壓力區(qū)管道輸送物料的行業(yè)，同時(shí)具有鎖氣及流量測量雙重功能的彈簧式鎖氣監(jiān)測流量裝置。本文僅對電站鍋爐煤粉制備系統(tǒng)，采用本裝置所做的技術(shù)說明。
背景技術(shù)：
迄今為止，電站鍋爐煤粉制備系統(tǒng)中粗粉分離器回粉管道上，仍然使用著僅有鎖氣單一功能并無計(jì)量功能的錐式鎖氣器。這種鎖氣器的缺點(diǎn)在1999年12月29日授權(quán)公告的實(shí)用新型專利彈簧式鎖氣器中，已對錐式鎖氣器存在的缺點(diǎn)做了說明。它的主要工作部件均安放在輸送的管道中，這不僅影響回粉的暢通輸送，而且容易引起錐帽脫落、掉桿及發(fā)生空氣竄流，降低粗粉分離器的分離效率等缺陷，錐式鎖氣器一旦出現(xiàn)事故也無法及時(shí)維修。更重要的是它不具備回粉量的計(jì)量功能，由于粗粉分離器分離下來的不合格煤粉不能夠量化，這使得給煤粉制備系統(tǒng)提供風(fēng)量的送風(fēng)機(jī)和提供煤粉攜帶能力的煤粉風(fēng)機(jī)，缺乏調(diào)整風(fēng)機(jī)運(yùn)行負(fù)荷的數(shù)據(jù)依據(jù)，因而不能實(shí)現(xiàn)以控制回粉量為零為目標(biāo)的控制操作，對串聯(lián)運(yùn)行的送風(fēng)機(jī)和煤粉風(fēng)機(jī)進(jìn)行合理地自動(dòng)化控制調(diào)節(jié)。以火力發(fā)電廠的中間儲倉式煤粉制備系統(tǒng)為例，進(jìn)一步闡明煤粉制備系統(tǒng)不能按回粉量調(diào)整風(fēng)機(jī)運(yùn)行所帶來的弊端公知煤粉制備系統(tǒng)中的磨煤機(jī)額定出力是以粗粉分離器的出口標(biāo)定的?？諝饨橘|(zhì)攜帶煤粉的能力是靠煤粉風(fēng)機(jī)提供攜帶煤粉的動(dòng)力，送風(fēng)機(jī)只是提供攜帶煤粉所需的風(fēng)量。以往煤粉制備系統(tǒng)的空氣動(dòng)力的調(diào)節(jié)是依據(jù)調(diào)節(jié)磨煤機(jī)入口的負(fù)壓值控制在一定的范圍內(nèi)，對煤粉風(fēng)機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)維持煤粉制備系統(tǒng)的運(yùn)行。本應(yīng)將回粉量控制在最小量甚至為零，作為調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)運(yùn)行的主要調(diào)節(jié)參數(shù)，卻苦于因沒有可供調(diào)節(jié)的對象而不能實(shí)現(xiàn)。由此造成輸送過量的空氣量，把磨煤機(jī)磨制尚不合格的煤粉也攜帶出磨煤機(jī)至粗粉分離器進(jìn)行分離處理，而不合格煤粉又被粗粉分離器通過回粉管道返送回磨煤機(jī)重新磨制，輸送粗粒的煤粉不僅大大增加了空氣動(dòng)力系統(tǒng)的電耗，也加大設(shè)備和管道的磨損。不合格的煤粉可以返回磨煤機(jī)重磨，而攜帶不合格煤粉的風(fēng)量卻不能回收，這部分多余的風(fēng)量攜帶著合格煤粉一同進(jìn)入爐膛參加燃燒，這樣不僅會使輸送管道的管徑加大，并使一次風(fēng)的煤粉濃度下降，對鍋爐的著火和穩(wěn)燃極其不利。同時(shí)過量的三次風(fēng)量被迫送至爐膛，嚴(yán)重地影響鍋爐的正常運(yùn)行。用本發(fā)明提供的彈簧式鎖氣監(jiān)測流量裝置，代替錐式鎖氣器，除克服了錐式鎖氣器的缺陷外，更重要的是使系統(tǒng)節(jié)省廠用電率，使鍋爐燃燒及煤粉制備系統(tǒng)在安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行等諸多方面全面受益。對于新建電廠而言，從設(shè)計(jì)上就可選擇較低功率容量的風(fēng)機(jī)、較小規(guī)格的輸送管道、免設(shè)三次風(fēng)管道、不設(shè)旋風(fēng)分離器及煤粉斗以降低煤倉間高度，簡化煤粉制備系統(tǒng)、不必采用中間儲倉式制粉系統(tǒng)等優(yōu)選方案、降低建設(shè)工程造價(jià)、節(jié)約能源等方面更有特別的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種彈簧式鎖氣監(jiān)測流量的裝置，解決錐式鎖氣器存在的問題和缺陷。錐式鎖氣器存在兩個(gè)方面的問題一是錐式鎖氣器在結(jié)構(gòu)上存在諸多缺陷。彈簧式鎖氣監(jiān)測流量的裝置用平板門替代錐形帽，用安裝在管道外部的彈簧、齒輪和直齒條替代杠桿裝置。通過這些改進(jìn)可以克服錐式鎖氣器存在的錐帽脫落、掉桿及發(fā)生空氣竄流，降低粗粉分離器的分離效率等諸多缺陷。二是錐式鎖氣器不具備監(jiān)測煤粉回粉量的功能。應(yīng)用彈簧的彈力與煤粉重量之間的力矩平衡關(guān)系，通過與平板門軸上的齒輪和直齒條把力矩傳給壓縮彈簧，彈簧在彈性范圍以內(nèi)，由于平門板一側(cè)的重力所形成的力矩與彈簧的壓縮力所形成的力矩總是相互保持平衡，而煤粉的重力與彈簧壓縮力根據(jù)彈簧的虎克定律是成正比例的關(guān)系，因而彈簧的壓縮度的變化，就顯示出了煤粉重量的變化。本項(xiàng)發(fā)明就是這樣實(shí)現(xiàn)其鎖氣并能測量出回粉流量的技術(shù)裝置。
本發(fā)明解決技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是將錐式鎖氣器杠桿錐冒的一端改為平板門，杠桿的另一端改用壓縮彈簧代替重錘，中間是以齒輪和直齒條代替平衡桿，原有杠桿中間是以刀口為支點(diǎn)做左右擺動(dòng)，現(xiàn)改為與平板門同體的門桿軸為中心做轉(zhuǎn)動(dòng)，避免了因錐冒設(shè)在管道中心位置容易堵塞煤粉和錐帽脫落、掉桿及發(fā)生空氣竄流現(xiàn)象，降低粗粉分離器的分離效率等缺陷。彈簧式鎖氣監(jiān)控流量裝置主要是由與門桿軸、齒輪連為一體的平板門、直齒條和測量輪以及安放在彈簧套筒里的壓縮彈簧等幾部分組成。這些零件不會發(fā)生類似錐式鎖氣器所具有的各種缺陷。殼體是密閉的，彈簧式鎖氣監(jiān)測流量裝置的彈簧套筒、齒輪、測量輪、直齒條置于殼體之外，監(jiān)視與維護(hù)非常方便。殼體內(nèi)僅裝有可轉(zhuǎn)動(dòng)的平板門，因此密閉的殼體內(nèi)幾乎沒有任何可維修的工作量。殼體內(nèi)僅有一門桿軸穿出殼體外，由于門桿軸很細(xì)，僅有輕微小弧度轉(zhuǎn)動(dòng)的零件，很容易做到密封，因此不會產(chǎn)生漏風(fēng)和漏粉現(xiàn)象，即節(jié)能又不污染工作環(huán)境。本裝置的平板門開啟與關(guān)閉帶動(dòng)門桿軸上的齒輪與之同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)同步帶動(dòng)測量輪轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)帶動(dòng)直齒條做直線運(yùn)動(dòng)，直齒條與壓簧板連為一體使壓縮彈簧伸縮。彈簧的另一端設(shè)有調(diào)整螺絲手輪，根據(jù)平板門的工作狀態(tài)可用調(diào)整螺絲手輪調(diào)整彈簧的壓縮度，改變彈簧的壓縮度可改變密封煤粉層的高度。測量輪是跟隨齒輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)的，齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)一段弧長，在測量輪上可轉(zhuǎn)動(dòng)約一周，以適應(yīng)電位器工作的需要。測量輪軸上裝有雙電位器，可反映出彈簧壓縮度的變化，雙電位器所產(chǎn)生的電位變化，通過變送器傳送電流到鍋爐控制盤上，再復(fù)位于電位的變化，直接在遠(yuǎn)方讀出回粉的流量。帶觸點(diǎn)的流量表可與煤粉風(fēng)機(jī)和送風(fēng)管道上的風(fēng)門聯(lián)動(dòng)，對其進(jìn)行自控調(diào)節(jié)。同時(shí)在彈簧式鎖氣監(jiān)測流量裝置的直齒條上，就地也標(biāo)有回粉流量刻度，供現(xiàn)場與遠(yuǎn)方表計(jì)對照使用。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明之目的在于提供一種即能克服錐式鎖氣器的諸多缺陷，又能監(jiān)測回粉流量，且不需任何自動(dòng)控制設(shè)備，就能自動(dòng)實(shí)現(xiàn)鎖氣和測量回粉流量的彈簧式鎖氣監(jiān)測流量裝置。
附

圖1說明以下結(jié)合說明書附圖1和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
附圖1是彈簧式鎖氣監(jiān)測流量裝置的構(gòu)造圖附圖中1平板門，2門桿軸，3齒輪，4帶流量刻度的直齒條，5測量輪，6壓簧板，7壓縮彈簧，8流量標(biāo)計(jì)，9彈簧套筒，10調(diào)整螺絲手輪，11支架，12殼體，13檢查門具體實(shí)施方式
說明書附圖1中彈簧式鎖氣監(jiān)測流量裝置的殼體12是一密閉容器，上下兩端與輸送設(shè)備(管道)相連接，用平板門1控制回粉流量，平板門處在關(guān)閉狀態(tài)時(shí)其上部保持有一定高度的粉位。當(dāng)上部的煤粉重量和平板門自重之合，再計(jì)入上下兩不同壓力區(qū)的壓力差值，此時(shí)上部的垂直重力與壓縮彈簧7所形成的彈力矩相平衡時(shí)，平板門仍處在關(guān)閉狀態(tài)，此粉位起鎖氣作用稱之為密封粉位。當(dāng)平板門能保持關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，說明沒有回粉量輸送，當(dāng)有回粉輸送時(shí)，由于平板門側(cè)的力矩加大，使平板門打開，同時(shí)帶動(dòng)彈簧被再度壓縮，達(dá)到新的動(dòng)態(tài)力矩平衡。根據(jù)彈簧的虎克定律，可知彈簧的變形在彈性限度以內(nèi)，是以正比例關(guān)系發(fā)生變化的，因此，通過彈簧的變形量，就可計(jì)算出回粉通過本裝置的重力流量。粉位高于密封粉位的情況下，上部的垂直重力大于壓縮彈簧的彈力，平板門被開啟，上部的垂直重力越大平板門打開的開度也越大，上部的垂直重力與壓縮彈簧的彈力依虎克定律工作。平板門與門桿軸2同為一體連接，它的轉(zhuǎn)動(dòng)會帶動(dòng)與其同軸的齒輪3做同步同圓心的轉(zhuǎn)動(dòng)，在裝有雙電位器測量輪5的跟蹤下，會產(chǎn)生電位的信號變化，通過變送器把電流信號傳輸?shù)竭h(yuǎn)方表盤，再將信號恢復(fù)為電位信號，提供給操作人員對回粉系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，或直接把信號傳送給自動(dòng)控制系統(tǒng)，對煤粉風(fēng)機(jī)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。使回粉系統(tǒng)總維持在回粉量為零的狀態(tài)，說明煤粉風(fēng)機(jī)所提供的攜帶煤粉能力，只能攜帶出合格粒度的煤粉，而不能攜帶出不合格粒度的煤粉，使風(fēng)機(jī)的負(fù)荷大大降低節(jié)省電力。齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)直齒條4做直線運(yùn)動(dòng)，直齒條與壓簧板6直接連為一體，從而使壓縮彈簧7隨平板門開度做相應(yīng)的伸縮。壓縮彈簧是裝在彈簧套筒9內(nèi)的，彈簧套筒通過支架11與殼體壁12固接在一起，調(diào)整調(diào)整螺絲手輪10可以調(diào)整壓縮彈簧的壓縮度，以改變密封粉位高度。通過齒條上的流量標(biāo)計(jì)8可直接知道彈簧式鎖氣監(jiān)測流量裝置的工作狀態(tài)。在殼體上還設(shè)有透明有機(jī)玻璃的檢查門13，可直接觀察到平板門的開度狀態(tài)。
說明書附圖2是說明煤粉重力Pa與彈簧壓縮力Pg之間的數(shù)量關(guān)系和本裝置是如何實(shí)現(xiàn)測得煤粉流量的。下面以電站鍋爐煤粉制備系統(tǒng)中，粗粉分離器回粉管上安裝彈簧式鎖氣監(jiān)測流量裝置為例解釋本裝置是怎樣測量回粉流量的。當(dāng)粗粉分離器有回粉時(shí)，回粉會落到平板門的上部，當(dāng)平板門上部的粉位超過密封粉位高度時(shí)，由于上部的重力大于壓縮彈簧的彈力，平板門被壓開，使超出密封粉位高度的回粉量通過，任回粉量如何變化，本裝置永遠(yuǎn)保持有密封粉位的存在，從而起到鎖氣的作用。本裝置組裝時(shí)，用調(diào)整螺絲手輪10調(diào)整壓縮彈簧7的彈簧壓縮力Pg，使平板門1正好處于關(guān)閉狀態(tài)，據(jù)力矩平衡原理有Pg×L2＝Pa×L1，等式中的Pa、L1、L2均為已知，故可求出彈簧壓縮力Pg＝Pa×L1/L2；又根據(jù)彈簧在彈性范圍內(nèi)有虎克定律Pa∶Pa1＝ΔHa∶ΔHg1，式中Pa是平板門處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)煤粉側(cè)的重力；ΔHa是平板門處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)彈簧的壓縮變形量；Pa1是平板門處于人為臨時(shí)頂住平板門不讓它打開，人工往密封粉位上面再加入一定量的煤粉重量Pa1；ΔHg1是使平板門上增加煤粉重量Pa1時(shí)彈簧所增加的壓縮變形量ΔHg1＝Pa/Pa1/ΔHa，這些參數(shù)均為已知數(shù)。此時(shí)把人為臨時(shí)參與量移開，平板門就會打開，讓后加進(jìn)的煤粉重量Pa1流出來，測得平板門由關(guān)閉狀態(tài)到打開，又從打開狀態(tài)恢復(fù)到關(guān)閉狀態(tài)時(shí)所記錄的時(shí)間t，由此我們便得到彈簧的壓縮度為ΔHa+ΔHg1處的回粉流量為Pa1×t，據(jù)此就可按正比例關(guān)系將流量刻度求刻出來。
將管道上下兩個(gè)不同壓力區(qū)用密封煤粉隔離開，實(shí)現(xiàn)該裝置的能連續(xù)輸送而又有鎖氣及監(jiān)測流量的功能。當(dāng)控制風(fēng)機(jī)的風(fēng)量只能提供給合格的煤粉攜帶出磨煤機(jī)時(shí)，回粉管的回粉量將是零流量，這使風(fēng)機(jī)的控制有了數(shù)據(jù)依據(jù)，對風(fēng)機(jī)進(jìn)行節(jié)能調(diào)節(jié)。不僅如此，還給鍋爐煤粉制備和燃燒系統(tǒng)帶來很多好處，如制粉系統(tǒng)的通風(fēng)量減少了，可以減小輸送管道的管徑，不合格的粗粉回粉沒有了，會減輕設(shè)備及管道的磨損，風(fēng)機(jī)的功率減小了，可以選擇功率較小的風(fēng)機(jī)，減少了攜帶粗粉的風(fēng)量，使輸送氣粉混合物的濃度大大增加，這對于燃燒系統(tǒng)的噴燃器，具有足夠的煤粉濃度而使煤粉容易著火和穩(wěn)燃。本發(fā)明針對不同的使用對象，也會得到相應(yīng)的好處。
權(quán)利要求
1.一種由低壓力區(qū)向另一高壓力區(qū)管道輸送煤粉(物料)時(shí)，不會發(fā)生氣體竄流現(xiàn)象，具有鎖氣功能，同時(shí)還具備監(jiān)測煤粉流量具有雙重功能的平板門式彈簧鎖氣監(jiān)測流量裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1、所述的平板門式彈簧鎖氣監(jiān)測流量裝置，其特征是由平板門(1)、門桿軸(2)、齒輪(3)、直齒輪(4)、測量輪(5)、壓簧板(6)、壓縮彈簧(7)、流量標(biāo)計(jì)(8)、彈簧套筒(9)、調(diào)整螺絲手輪(10)、支架(11)、殼體(12)、檢查門(13)部件組成。壓縮彈簧在彈性范圍內(nèi)依據(jù)虎克定律工作，實(shí)現(xiàn)平板門式彈簧鎖氣監(jiān)測流量裝置能連續(xù)輸送煤粉(物料)具有鎖氣功能。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、和2、所述的平板門式彈簧鎖氣監(jiān)測流量裝置，依據(jù)煤粉(物料)重力矩與彈簧的彈力矩總是保持平衡關(guān)系，以及壓縮彈簧在彈性范圍內(nèi)依據(jù)虎克定律工作的原理，能夠測量出煤粉(物料)的流量，同時(shí)通過測量輪(5)軸上安裝的雙電位器顯示電位信號的變化，變送器將電位信號轉(zhuǎn)為電流信號傳送到遠(yuǎn)方控制盤，然后再恢復(fù)為電位信號，并根據(jù)電位變化與煤粉(物料)重量流量之間的相對應(yīng)關(guān)系，用重量流量刻度表示出來，實(shí)現(xiàn)就地與遠(yuǎn)方同時(shí)得到可互相對照的監(jiān)測流量結(jié)果。
全文摘要
一種從低壓力向較高壓力區(qū)管道輸送物料的同時(shí)有鎖氣和監(jiān)測流量雙重功能的平板門式彈簧鎖氣監(jiān)測流量裝置，可廣泛地應(yīng)用于電站鍋爐的制粉系統(tǒng)、電氣式除塵器落灰管、循環(huán)流化床鍋爐的給料與回料管等行業(yè)領(lǐng)域，其特征是在殼體12內(nèi)有與門桿軸2連為一體的平板門1和齒輪3可同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，通過與其相咬合的直齒條4作直線運(yùn)動(dòng)，直接驅(qū)動(dòng)伸縮壓縮彈簧7，根據(jù)物料側(cè)的重力矩與彈簧側(cè)的彈力矩相平衡的關(guān)系，以及彈簧依據(jù)虎克定律，在彈性限度內(nèi)所受的壓縮力與其變形成正比，可直接測量物料流量，同時(shí)齒輪帶動(dòng)裝有雙電位器的測量輪5轉(zhuǎn)動(dòng)，通過變送器將電信號傳送到遠(yuǎn)方表盤，實(shí)現(xiàn)平板門式彈簧鎖氣監(jiān)測流量裝置自動(dòng)監(jiān)控物料連續(xù)不斷地工作。
文檔編號B65G53/66GK1792748SQ20051012770
公開日2006年6月28日 申請日期2005年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月5日
發(fā)明者孫家鼎 申請人:孫家鼎