專利名稱：氣體壓力自動控制裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是一種氣體壓力自動控制裝置，特別是適用于焦爐煤氣壓力的自動調節(jié)。
背景技術：
常規(guī)煉焦工藝的爐型主要是間歇式生產的水平室式煉焦爐。在煉焦生產過程中，這種爐型必須在高溫下頻繁開啟爐門、裝煤、出焦、熄焦等生產操作，污染較為嚴重。以4.3m高炭化室為例，由于裝煤，荒煤氣泄出不暢，炭化室中荒煤氣的壓力高達400Pa以上。因壓力過大，荒煤氣的收集和疏導相當困難，爐頂、爐門跑煙冒火，大量污染物排向大氣，對環(huán)境的污染是相當嚴重的。
裝煤完畢后，炭化室壓力仍居高不下，即使爐門密封很嚴，也難免造成跑煙冒火。隨著結焦過程的延續(xù)，炭化室壓力逐漸減小。若集氣槽壓力控制不當，則到結焦末期炭化室內將出現負壓，冷空氣從爐門的縫隙進入炭化室，燃燒掉部分焦碳，其剩余灰份中鐵質在高溫下易與耐火材料中的SiO2化合，影響耐火材料壽命；而且空氣進入還會導致煤氣裂解，產生大量游離碳集聚在炭化室、上升管、橋管、集氣槽以及吸氣管等部位，造成氣流不暢，更加劇了爐門、爐頂的跑煙冒火現象。為避免炭化室出現負壓，常通過提高集氣槽壓力的方法來保證結焦末期炭化室為正壓，但這樣又會直接造成裝煤煙塵過大，結焦中早期爐頂、爐門跑煙冒火嚴重等問題。由此可見單純調節(jié)集氣槽壓力難以解決上述問題。
為了解決裝煤過程中荒煤氣壓力過大的問題，常見做法是裝煤時在橋管內使用高壓氨水的射流產生吸力，利用其高壓氨水射流產生的吸力將煤氣吸入集氣槽。但這種辦法能耗高，即相對效率很低，一般僅5％左右，最高也不超過10％，嚴重造成能源浪費(按現代觀點，高能耗亦屬污染范疇)。
為了保障在結焦末期炭化室底部壓力為微正壓，常用的調節(jié)手段是調節(jié)集氣槽壓力。但這種調節(jié)方法無法同時滿足不同炭化室在不同階段的不同壓力要求，因此會顧此失彼，無法從根本上解決裝煤初期與結焦末期炭化室壓力變化之間的矛盾。
由于結焦過程的各時間段產生煤氣量存在較大差異，并且各炭化室之間的結焦進程又必須保持時間間隔，從而使全爐生產保持穩(wěn)定。要穩(wěn)定炭化室內煤氣壓力，其關鍵問題在于必須對各炭化室壓力進行單獨調節(jié)。
發(fā)明內容
本發(fā)明是提供一種氣體壓力自動控制裝置。目的在于實現在結焦過程中每孔炭化室底部壓力始終保持微正壓，解決裝煤階段嚴重的煙塵污染和過量荒煤氣難于疏導和收集的問題，消除爐頂、爐門的跑煙冒火現象。
為實現本發(fā)明的目的，本發(fā)明提供的一種氣體壓力自動控制裝置，它由壓力傳感器、氣體流量調節(jié)器或液位調節(jié)器、自動控制器及動作裝置構成。
其基本工作原理是壓力傳感器將采集到的壓力數據傳送到自動控制器；自動控制器將數據與設定值比對后向動作裝置發(fā)出動作指令；動作裝置根據自動控制器的指令做出相應動作，通過調整氣體流量調節(jié)器內的閥芯或液位調節(jié)器內的液面位置來控制或改變氣流通道的截面積，從而控制通過液位調節(jié)器的氣體流量，實現控制液位調節(jié)器氣體入口處的壓力的目的。
根據不同的應用條件及使用功能，本發(fā)明可由三種方案實現。
附圖1氣體壓力自動控制裝置方案1示意圖附圖2氣體壓力自動控制裝置方案2示意圖附圖3氣體壓力自動控制裝置方案3示意圖具體實施方式
方案1參照附圖1，方案1由壓力傳感器4、自動控制器5、動作裝置7、氣體流量調節(jié)器9構成。氣體1經進氣管道2進入氣體流量調節(jié)器9，通過氣體流量調節(jié)器9的外殼10上的導氣孔12進入排氣管道8。液體6由管道3進入氣體流量調節(jié)器9的外殼10，通過外殼10上的導氣孔12或者外殼10上的旁通液封管11流出。壓力傳感器4在線采集進氣管道2內的壓力數據并將數據傳輸至自動控制器5，自動控制器5對壓力數據進行處理后，對動作裝置7發(fā)出動作指令，動作裝置7帶動閥芯13上下動作調整閥芯13在外殼10內的位置。隨著閥芯13位置的變化，被閥芯13封閉的導氣孔12的數量和面積也隨之發(fā)生變化，從而改變了由進氣管道2進入排氣管道8的通道截面積和氣體流量。旁通液封管11內的液體封閉住氣體流量調節(jié)器9內氣體，使氣體不會從旁通液封管11外泄。當閥芯13向下滑動至最低位置時，外殼10上的導氣孔12全部被打開，氣體1通過進氣管道2和氣體流量調節(jié)器9快速進入排氣管道8。當閥芯向上滑動至最高位置時，外殼10上的導氣孔12全部被封閉，來自管道3的液體6不斷注入氣體流量調節(jié)器9，從外殼10上的旁通液封管11流出，完全阻斷氣體1從進氣管道2進入排氣管道8。旁通液封管11由一根“U”形管道構成，管道內有液體封閉，使管道兩端的氣體既不能流通，又能使內部液體順暢排出。
方案2參照附圖2，方案2由壓力傳感器4、自動控制器5、動作裝置7、液位調節(jié)器15、豎向調節(jié)器18構成。氣體1經進氣管道2進入液位調節(jié)器15的內筒14，通過內筒14上的導氣孔12進入液位調節(jié)器15的外筒16，然后從外筒16的上口導出進入排氣管道8。液體6由管道3進入液位調節(jié)器15的內筒14和外筒16，從豎向調節(jié)器18的內管17頂部溢流進入排氣管道8，在外筒16和內筒14內形成液面。壓力傳感器4在線采集進氣管道2內的壓力數據并將數據傳輸至自動控制器5，自動控制器5對壓力數據進行處理后，對動作裝置7發(fā)出動作指令，動作裝置7帶動豎向調節(jié)器18的內管17在外管19內上下滑動調整液面位置。隨著液面位置的變化，被液體浸沒的導氣孔12的數量和面積也隨之發(fā)生變化，從而改變了由進氣管道2進入排氣管道8的通道截面積和氣體流量。當內管17下降至最低位置時，排液閥20被內管17頂開，液位調節(jié)器15內的液體被排空，氣體1通過進氣管道2和液位調節(jié)器15快速進入排氣管道8。當內管17上升到最高位置時，液位調節(jié)器15內的液體將導氣孔12全部封閉，完全阻斷氣體1從進氣管道2進入排氣管道8。
方案3參照附圖3，方案3由壓力傳感器4、自動控制器5、動作裝置7、液位調節(jié)器15、旋轉調節(jié)器22構成。氣體1經進氣管道2進入液位調節(jié)器15的內筒14，通過內筒14上的導氣孔12進入液位調節(jié)器15的外筒16，然后從外筒16的上口導出，進入排氣管道8。液體6由管道3進入液位調節(jié)器15的內筒14和外筒16，從旋轉調節(jié)器22的溢流口21流出，在外筒16和內筒14內形成液面。壓力傳感器4在線采集進氣管道2內的壓力數據并將數據傳輸至自動控制器5，自動控制器5對壓力數據進行處理后，對動作裝置7發(fā)出動作指令，動作裝置7帶動旋轉調節(jié)器22以旋轉中心線24為軸進行旋轉，調整液面位置。隨著旋轉調節(jié)器22的旋轉角度發(fā)生變化，改變了溢流口21的高度，外筒16和內筒14內的液面位置也隨之改變，被液體浸沒的導氣孔12的數量和面積也隨之發(fā)生變化，從而改變了由進氣管道2進入排氣管道8的通道截面積和氣體流量。當溢流口21旋轉至最低位置時，液位調節(jié)器15內的全部液體被排空，氣體1通過進氣管道2和液位調節(jié)器15快速進入排氣管道8。當溢流口21旋轉到最高位置時，液位調節(jié)器15內的液體將導氣孔12全部封閉，完全阻斷氣體1從進氣管道2進入排氣管道8。旋轉調節(jié)器22轉動時與其支撐體之間保持密封，打開清掃孔23可對積留物進行清掃。
方案1結構簡單，適用于在氣體壓力自動控制裝置的氣體入口和出口壓力差較大的條件下使用。方案2結構相對復雜，調節(jié)精度高，適用于電源有保障(如雙電源)的條件下使用。方案3結構比較復雜，調節(jié)精度高，適用于在經常停電、電源沒有保障的條件下使用。三種方案中的導氣孔可設計成多種形狀，當采用圓形或橢圓形導氣孔時，具有較高的水力半徑，可產生較高的氣流阻力，能夠提高氣體壓力自動控制裝置的調節(jié)靈敏度。三種方案可依據應用條件及使用功能選擇使用。
權利要求
1.本發(fā)明是一種氣體壓力自動控制裝置，其特征在于它由壓力傳感器、氣體流量調節(jié)器或液位調節(jié)器、自動控制器及動作裝置構成，壓力傳感器在線采集氣體入口前端的壓力數值并傳輸至自動控制器，經與預先設定數值比對后向動作裝置發(fā)出動作指令，通過調整氣體流量調節(jié)器內的閥芯或液位調節(jié)器內的液面位置來控制或改變氣流通道的截面積，從而控制氣體流量，實現控制液位調節(jié)器氣體入口處壓力的目的。根據不同的應用條件及使用功能，本發(fā)明有三種方案，方案1、方案2和方案3。
2.根據權利要求1所述的氣體壓力自動控制裝置，其特征在于所述方案1由壓力傳感器(4)、自動控制器(5)、動作裝置(7)、氣體流量調節(jié)器(9)構成。
3.根據權利要求2所述的氣體壓力自動控制裝置，其特征在于所述氣體流量調節(jié)器(9)內的閥芯(13)與外殼(10)之間相對滑動可以改變導氣孔(12)開放或關閉的數量和面積。
4.根據權利要求3所述的氣體壓力自動控制裝置，其特征在于所述外殼(10)外側帶有由一根“U”形管道構成的旁通液封管(11)，管道內有液體封閉，使管道兩端的氣體既不能流通，又能使內部液體順暢排出。
5.根據權利要求1所述的氣體壓力自動控制裝置，其特征在于所述方案2由壓力傳感器(4)、自動控制器(5)、動作裝置(7)、液位調節(jié)器(15)、豎向調節(jié)器(18)構成。
6.根據權利要求1所述的氣體壓力自動控制裝置，其特征在于所述方案3由壓力傳感器(4)、自動控制器(5)、動作裝置(7)、液位調節(jié)器(15)、旋轉調節(jié)器(22)構成。
7.根據權利要求5、6所述的氣體壓力自動控制裝置，其特征在于所述液位調節(jié)器(15)由外筒(16)、內筒(14)構成。
8.根據權利要求5、6所述的氣體壓力自動控制裝置，其特征在于所述的液位調節(jié)器(15)內的液面位置變化能夠改變被液體浸沒的導氣孔(12)的數量和面積。
9.根據權利要求3、7所述的氣體壓力自動控制裝置，其特征在于所述外殼(10)和內筒(14)上帶有圓形或橢圓形結構的導氣孔，以使其具有較高的水力半徑，可產生較高的氣流阻力，能夠提高氣體壓力自動控制裝置的調節(jié)靈敏度。
10.根據權利要求5所述的氣體壓力自動控制裝置，其特征在于所述豎向調節(jié)器(18)由截面尺寸不同的外管(19)、內管(17)和排液閥(20)構成，通過外管(19)與內管(17)之間的相對滑動以及排液閥(20)開啟或關閉能夠改變液位調節(jié)器(15)內的液面位置，排液閥(20)可在外管(19)或內管(17)做相對滑動時被自動頂開或關閉。
11.根據權利要求6所述的氣體壓力自動控制裝置，其特征在于所述旋轉調節(jié)器(22)是一條彎曲的管道，它與支撐體之間設置有能夠以旋轉中心線(24)為軸進行轉動并保持密封的機構，旋轉調節(jié)器(22)進行旋轉時通過改變溢流口(21)的高度，可改變液位調節(jié)器(15)內的液面位置。
12.根據權利要求6所述的旋轉調節(jié)器(22)，其特征在于旋轉調節(jié)器(22)設有清掃孔(23)，可對積留物進行清掃。
全文摘要
本發(fā)明是一種氣體壓力自動控制裝置，它由壓力傳感器、氣體流量調節(jié)器或液位調節(jié)器、自動控制器、動作裝置構成。壓力傳感器在線采集氣體入口前端的壓力數值并傳輸至自動控制器，經與預先設定數值比對后向動作裝置發(fā)出動作指令，通過調整氣體流量調節(jié)器內的閥芯或液位調節(jié)器內的液面位置來控制或改變氣流通道的截面積，從而控制通過液位調節(jié)器的氣體流量，實現控制液位調節(jié)器氣體入口處的壓力的目的。本發(fā)明主要目的是實現對焦爐荒煤氣壓力進行動態(tài)調節(jié)，保障各炭化室底部壓力在結焦各階段始終保持微正壓，解決裝煤階段嚴重的煙塵污染和過量荒煤氣難于疏導和收集的問題，消除爐頂、爐門的跑煙冒火現象。
文檔編號G05D16/00GK1924749SQ20061010825
公開日2007年3月7日 申請日期2006年8月2日 優(yōu)先權日2006年8月2日
發(fā)明者程相魁 申請人:程相魁