專利名稱：氣體壓力自動(dòng)控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種氣體壓力自動(dòng)控制裝置，特別是適用于焦?fàn)t煤氣壓力的自動(dòng)調(diào)節(jié)。
背景技術(shù)：
常規(guī)煉焦工藝的爐型主要是間歇式生產(chǎn)的水平室式煉焦?fàn)t。在煉焦生產(chǎn)過(guò)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(chǎn)操作，污染較為嚴(yán)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(dá)400Pa以上。因壓力過(guò)大，荒煤氣的收集和疏導(dǎo)相當(dāng)困難，爐頂、爐門跑煙冒火，大量污染物排向大氣，對(duì)環(huán)境的污染是相當(dāng)嚴(yán)重的。
裝煤完畢后，炭化室壓力仍居高不下，即使?fàn)t門密封很嚴(yán)，也難免造成跑煙冒火。隨著結(jié)焦過(guò)程的延續(xù)，炭化室壓力逐漸減小。若集氣槽壓力控制不當(dāng)，則到結(jié)焦末期炭化室內(nèi)將出現(xiàn)負(fù)壓，冷空氣從爐門的縫隙進(jìn)入炭化室，燃燒掉部分焦碳，其剩余灰份中鐵質(zhì)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(jìn)入還會(huì)導(dǎo)致煤氣裂解，產(chǎn)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?shù)呐軣熋盎瓞F(xiàn)象。為避免炭化室出現(xiàn)負(fù)壓，常通過(guò)提高集氣槽壓力的方法來(lái)保證結(jié)焦末期炭化室為正壓，但這樣又會(huì)直接造成裝煤煙塵過(guò)大，結(jié)焦中早期爐頂、爐門跑煙冒火嚴(yán)重等問(wèn)題。由此可見單純調(diào)節(jié)集氣槽壓力難以解決上述問(wèn)題。
為了解決裝煤過(guò)程中荒煤氣壓力過(guò)大的問(wèn)題，常見做法是裝煤時(shí)在橋管內(nèi)使用高壓氨水的射流產(chǎn)生吸力，利用其高壓氨水射流產(chǎn)生的吸力將煤氣吸入集氣槽。但這種辦法能耗高，即相對(duì)效率很低，一般僅5％左右，最高也不超過(guò)10％，嚴(yán)重造成能源浪費(fèi)(按現(xiàn)代觀點(diǎn)，高能耗亦屬污染范疇)。
為了保障在結(jié)焦末期炭化室底部壓力為微正壓，常用的調(diào)節(jié)手段是調(diào)節(jié)集氣槽壓力。但這種調(diào)節(jié)方法無(wú)法同時(shí)滿足不同炭化室在不同階段的不同壓力要求，因此會(huì)顧此失彼，無(wú)法從根本上解決裝煤初期與結(jié)焦末期炭化室壓力變化之間的矛盾。
由于結(jié)焦過(guò)程的各時(shí)間段產(chǎn)生煤氣量存在較大差異，并且各炭化室之間的結(jié)焦進(jìn)程又必須保持時(shí)間間隔，從而使全爐生產(chǎn)保持穩(wěn)定。要穩(wěn)定炭化室內(nèi)煤氣壓力，其關(guān)鍵問(wèn)題在于必須對(duì)各炭化室壓力進(jìn)行單獨(dú)調(diào)節(jié)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是提供一種氣體壓力自動(dòng)控制裝置。目的在于實(shí)現(xiàn)在結(jié)焦過(guò)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(yán)重的煙塵污染和過(guò)量荒煤氣難于疏導(dǎo)和收集的問(wèn)題，消除爐頂、爐門的跑煙冒火現(xiàn)象。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明提供的一種氣體壓力自動(dòng)控制裝置，它由壓力傳感器、氣體流量調(diào)節(jié)器或液位調(diào)節(jié)器、自動(dòng)控制器及動(dòng)作裝置構(gòu)成。
其基本工作原理是壓力傳感器將采集到的壓力數(shù)據(jù)傳送到自動(dòng)控制器；自動(dòng)控制器將數(shù)據(jù)與設(shè)定值比對(duì)后向動(dòng)作裝置發(fā)出動(dòng)作指令；動(dòng)作裝置根據(jù)自動(dòng)控制器的指令做出相應(yīng)動(dòng)作，通過(guò)調(diào)整氣體流量調(diào)節(jié)器內(nèi)的閥芯或液位調(diào)節(jié)器內(nèi)的液面位置來(lái)控制或改變氣流通道的截面積，從而控制通過(guò)液位調(diào)節(jié)器的氣體流量，實(shí)現(xiàn)控制液位調(diào)節(jié)器氣體入口處的壓力的目的。
根據(jù)不同的應(yīng)用條件及使用功能，本發(fā)明可由三種方案實(shí)現(xiàn)。


附圖1氣體壓力自動(dòng)控制裝置方案1示意圖附圖2氣體壓力自動(dòng)控制裝置方案2示意圖附圖3氣體壓力自動(dòng)控制裝置方案3示意圖具體實(shí)施方式
方案1參照附圖1，方案1由壓力傳感器4、自動(dòng)控制器5、動(dòng)作裝置7、氣體流量調(diào)節(jié)器9構(gòu)成。氣體1經(jīng)進(jìn)氣管道2進(jìn)入氣體流量調(diào)節(jié)器9，通過(guò)氣體流量調(diào)節(jié)器9的外殼10上的導(dǎo)氣孔12進(jìn)入排氣管道8。液體6由管道3進(jìn)入氣體流量調(diào)節(jié)器9的外殼10，通過(guò)外殼10上的導(dǎo)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(jìn)氣管道2內(nèi)的壓力數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)傳輸至自動(dòng)控制器5，自動(dòng)控制器5對(duì)壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，對(duì)動(dòng)作裝置7發(fā)出動(dòng)作指令，動(dòng)作裝置7帶動(dòng)閥芯13上下動(dòng)作調(diào)整閥芯13在外殼10內(nèi)的位置。隨著閥芯13位置的變化，被閥芯13封閉的導(dǎo)氣孔12的數(shù)量和面積也隨之發(fā)生變化，從而改變了由進(jìn)氣管道2進(jìn)入排氣管道8的通道截面積和氣體流量。旁通液封管11內(nèi)的液體封閉住氣體流量調(diào)節(jié)器9內(nèi)氣體，使氣體不會(huì)從旁通液封管11外泄。當(dāng)閥芯13向下滑動(dòng)至最低位置時(shí)，外殼10上的導(dǎo)氣孔12全部被打開，氣體1通過(guò)進(jìn)氣管道2和氣體流量調(diào)節(jié)器9快速進(jìn)入排氣管道8。當(dāng)閥芯向上滑動(dòng)至最高位置時(shí)，外殼10上的導(dǎo)氣孔12全部被封閉，來(lái)自管道3的液體6不斷注入氣體流量調(diào)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(jìn)氣管道2進(jìn)入排氣管道8。旁通液封管11由一根“U”形管道構(gòu)成，管道內(nèi)有液體封閉，使管道兩端的氣體既不能流通，又能使內(nèi)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(dòng)控制器5、動(dòng)作裝置7、液位調(diào)節(jié)器15、豎向調(diào)節(jié)器18構(gòu)成。氣體1經(jīng)進(jìn)氣管道2進(jìn)入液位調(diào)節(jié)器15的內(nèi)筒14，通過(guò)內(nèi)筒14上的導(dǎo)氣孔12進(jìn)入液位調(diào)節(jié)器15的外筒16，然后從外筒16的上口導(dǎo)出進(jìn)入排氣管道8。液體6由管道3進(jìn)入液位調(diào)節(jié)器15的內(nèi)筒14和外筒16，從豎向調(diào)節(jié)器18的內(nèi)管17頂部溢流進(jìn)入排氣管道8，在外筒16和內(nèi)筒14內(nèi)形成液面。壓力傳感器4在線采集進(jìn)氣管道2內(nèi)的壓力數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)傳輸至自動(dòng)控制器5，自動(dòng)控制器5對(duì)壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，對(duì)動(dòng)作裝置7發(fā)出動(dòng)作指令，動(dòng)作裝置7帶動(dòng)豎向調(diào)節(jié)器18的內(nèi)管17在外管19內(nèi)上下滑動(dòng)調(diào)整液面位置。隨著液面位置的變化，被液體浸沒的導(dǎo)氣孔12的數(shù)量和面積也隨之發(fā)生變化，從而改變了由進(jìn)氣管道2進(jìn)入排氣管道8的通道截面積和氣體流量。當(dāng)內(nèi)管17下降至最低位置時(shí)，排液閥20被內(nèi)管17頂開，液位調(diào)節(jié)器15內(nèi)的液體被排空，氣體1通過(guò)進(jìn)氣管道2和液位調(diào)節(jié)器15快速進(jìn)入排氣管道8。當(dāng)內(nèi)管17上升到最高位置時(shí)，液位調(diào)節(jié)器15內(nèi)的液體將導(dǎo)氣孔12全部封閉，完全阻斷氣體1從進(jìn)氣管道2進(jìn)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(dòng)控制器5、動(dòng)作裝置7、液位調(diào)節(jié)器15、旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)器22構(gòu)成。氣體1經(jīng)進(jìn)氣管道2進(jìn)入液位調(diào)節(jié)器15的內(nèi)筒14，通過(guò)內(nèi)筒14上的導(dǎo)氣孔12進(jìn)入液位調(diào)節(jié)器15的外筒16，然后從外筒16的上口導(dǎo)出，進(jìn)入排氣管道8。液體6由管道3進(jìn)入液位調(diào)節(jié)器15的內(nèi)筒14和外筒16，從旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)器22的溢流口21流出，在外筒16和內(nèi)筒14內(nèi)形成液面。壓力傳感器4在線采集進(jìn)氣管道2內(nèi)的壓力數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)傳輸至自動(dòng)控制器5，自動(dòng)控制器5對(duì)壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，對(duì)動(dòng)作裝置7發(fā)出動(dòng)作指令，動(dòng)作裝置7帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)器22以旋轉(zhuǎn)中心線24為軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，調(diào)整液面位置。隨著旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)器22的旋轉(zhuǎn)角度發(fā)生變化，改變了溢流口21的高度，外筒16和內(nèi)筒14內(nèi)的液面位置也隨之改變，被液體浸沒的導(dǎo)氣孔12的數(shù)量和面積也隨之發(fā)生變化，從而改變了由進(jìn)氣管道2進(jìn)入排氣管道8的通道截面積和氣體流量。當(dāng)溢流口21旋轉(zhuǎn)至最低位置時(shí)，液位調(diào)節(jié)器15內(nèi)的全部液體被排空，氣體1通過(guò)進(jìn)氣管道2和液位調(diào)節(jié)器15快速進(jìn)入排氣管道8。當(dāng)溢流口21旋轉(zhuǎn)到最高位置時(shí)，液位調(diào)節(jié)器15內(nèi)的液體將導(dǎo)氣孔12全部封閉，完全阻斷氣體1從進(jìn)氣管道2進(jìn)入排氣管道8。旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)器22轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)與其支撐體之間保持密封，打開清掃孔23可對(duì)積留物進(jìn)行清掃。
方案1結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用于在氣體壓力自動(dòng)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(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，調(diào)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(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，調(diào)節(jié)精度高，適用于在經(jīng)常停電、電源沒有保障的條件下使用。三種方案中的導(dǎo)氣孔可設(shè)計(jì)成多種形狀，當(dāng)采用圓形或橢圓形導(dǎo)氣孔時(shí)，具有較高的水力半徑，可產(chǎn)生較高的氣流阻力，能夠提高氣體壓力自動(dòng)控制裝置的調(diào)節(jié)靈敏度。三種方案可依據(jù)應(yīng)用條件及使用功能選擇使用。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明是一種氣體壓力自動(dòng)控制裝置，其特征在于它由壓力傳感器、氣體流量調(diào)節(jié)器或液位調(diào)節(jié)器、自動(dòng)控制器及動(dòng)作裝置構(gòu)成，壓力傳感器在線采集氣體入口前端的壓力數(shù)值并傳輸至自動(dòng)控制器，經(jīng)與預(yù)先設(shè)定數(shù)值比對(duì)后向動(dòng)作裝置發(fā)出動(dòng)作指令，通過(guò)調(diào)整氣體流量調(diào)節(jié)器內(nèi)的閥芯或液位調(diào)節(jié)器內(nèi)的液面位置來(lái)控制或改變氣流通道的截面積，從而控制氣體流量，實(shí)現(xiàn)控制液位調(diào)節(jié)器氣體入口處壓力的目的。根據(jù)不同的應(yīng)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(jù)權(quán)利要求1所述的氣體壓力自動(dòng)控制裝置，其特征在于所述方案1由壓力傳感器(4)、自動(dòng)控制器(5)、動(dòng)作裝置(7)、氣體流量調(diào)節(jié)器(9)構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣體壓力自動(dòng)控制裝置，其特征在于所述氣體流量調(diào)節(jié)器(9)內(nèi)的閥芯(13)與外殼(10)之間相對(duì)滑動(dòng)可以改變導(dǎo)氣孔(12)開放或關(guān)閉的數(shù)量和面積。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣體壓力自動(dòng)控制裝置，其特征在于所述外殼(10)外側(cè)帶有由一根“U”形管道構(gòu)成的旁通液封管(11)，管道內(nèi)有液體封閉，使管道兩端的氣體既不能流通，又能使內(nèi)部液體順暢排出。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體壓力自動(dòng)控制裝置，其特征在于所述方案2由壓力傳感器(4)、自動(dòng)控制器(5)、動(dòng)作裝置(7)、液位調(diào)節(jié)器(15)、豎向調(diào)節(jié)器(18)構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體壓力自動(dòng)控制裝置，其特征在于所述方案3由壓力傳感器(4)、自動(dòng)控制器(5)、動(dòng)作裝置(7)、液位調(diào)節(jié)器(15)、旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)器(22)構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求5、6所述的氣體壓力自動(dòng)控制裝置，其特征在于所述液位調(diào)節(jié)器(15)由外筒(16)、內(nèi)筒(14)構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求5、6所述的氣體壓力自動(dòng)控制裝置，其特征在于所述的液位調(diào)節(jié)器(15)內(nèi)的液面位置變化能夠改變被液體浸沒的導(dǎo)氣孔(12)的數(shù)量和面積。
9.根據(jù)權(quán)利要求3、7所述的氣體壓力自動(dòng)控制裝置，其特征在于所述外殼(10)和內(nèi)筒(14)上帶有圓形或橢圓形結(jié)構(gòu)的導(dǎo)氣孔，以使其具有較高的水力半徑，可產(chǎn)生較高的氣流阻力，能夠提高氣體壓力自動(dòng)控制裝置的調(diào)節(jié)靈敏度。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的氣體壓力自動(dòng)控制裝置，其特征在于所述豎向調(diào)節(jié)器(18)由截面尺寸不同的外管(19)、內(nèi)管(17)和排液閥(20)構(gòu)成，通過(guò)外管(19)與內(nèi)管(17)之間的相對(duì)滑動(dòng)以及排液閥(20)開啟或關(guān)閉能夠改變液位調(diào)節(jié)器(15)內(nèi)的液面位置，排液閥(20)可在外管(19)或內(nèi)管(17)做相對(duì)滑動(dòng)時(shí)被自動(dòng)頂開或關(guān)閉。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的氣體壓力自動(dòng)控制裝置，其特征在于所述旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)器(22)是一條彎曲的管道，它與支撐體之間設(shè)置有能夠以旋轉(zhuǎn)中心線(24)為軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)并保持密封的機(jī)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)器(22)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時(shí)通過(guò)改變溢流口(21)的高度，可改變液位調(diào)節(jié)器(15)內(nèi)的液面位置。
12.根據(jù)權(quán)利要求6所述的旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)器(22)，其特征在于旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)器(22)設(shè)有清掃孔(23)，可對(duì)積留物進(jìn)行清掃。
全文摘要
本發(fā)明是一種氣體壓力自動(dòng)控制裝置，它由壓力傳感器、氣體流量調(diào)節(jié)器或液位調(diào)節(jié)器、自動(dòng)控制器、動(dòng)作裝置構(gòu)成。壓力傳感器在線采集氣體入口前端的壓力數(shù)值并傳輸至自動(dòng)控制器，經(jīng)與預(yù)先設(shè)定數(shù)值比對(duì)后向動(dòng)作裝置發(fā)出動(dòng)作指令，通過(guò)調(diào)整氣體流量調(diào)節(jié)器內(nèi)的閥芯或液位調(diào)節(jié)器內(nèi)的液面位置來(lái)控制或改變氣流通道的截面積，從而控制通過(guò)液位調(diào)節(jié)器的氣體流量，實(shí)現(xiàn)控制液位調(diào)節(jié)器氣體入口處的壓力的目的。本發(fā)明主要目的是實(shí)現(xiàn)對(duì)焦?fàn)t荒煤氣壓力進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，保障各炭化室底部壓力在結(jié)焦各階段始終保持微正壓，解決裝煤階段嚴(yán)重的煙塵污染和過(guò)量荒煤氣難于疏導(dǎo)和收集的問(wèn)題，消除爐頂、爐門的跑煙冒火現(xiàn)象。
文檔編號(hào)G05D16/00GK1924749SQ20061010825
公開日2007年3月7日 申請(qǐng)日期2006年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月2日
發(fā)明者程相魁 申請(qǐng)人:程相魁