一种焦炉炭化室压力调节阀及焦炉炭化室压力调节方法与流程

1.本发明涉及焦炉生产技术领域，尤其涉及一种焦炉炭化室压力调节阀及焦炉炭化室压力调节方法。


背景技术：

2.焦炉生产产生的荒煤气导出通常采用三段集气管、横管、负压管，通过煤气鼓风机形成的吸力，导入至煤气净化工序。常规型焦炉集气管正压调节工艺是由安装在三段集气管横管与吸气管之间的调节阀来实现控制，对于每个炭化室底部压力做不到整个结焦周期内均衡稳定，这种固定压力调节的荒煤气导出压力控制方式，导致在装煤及装煤之后的结焦初期，荒煤气发生量比较高，荒煤气导出阻力较大，炭化室底部压力过大，易造成装煤孔、炉墙、炉门、炉体等多处发生荒煤气无组织窜漏，造成大气环境污染，而在结焦末期，荒煤气发生量小，炭化室底部易形成负压，空气被漏吸入炭化室，造成焦炭烧损和炉体损坏。
3.常规阀门如满足装煤工况，阀门口径必须增大，结焦末期小量调节性能降低，甚至小量不能调节，带来的结果是结焦末期炭化室底部会出现长期负压，对焦炉生产及焦炉寿命危害很大；常规阀门如满足结焦末期小量调节性能，则阀门口径减小，如专利cn 216273933u公开的焦炉炭化室荒煤气压力调节装置，带来的结果是无法满足装煤工况烟尘顺利导出，烟尘无组织排放，污染环境。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的在于提供一种焦炉炭化室压力调节阀及焦炉炭化室压力调节方法，旨在解决现有技术中装煤以及结焦初期荒煤气导出阻力较大；结焦末期，荒煤气发生量小，炭化室底部易形成负压的技术问题。
5.为实现上述目的，本发明提供了一种焦炉炭化室压力调节阀，包括设置在桥管和水封阀之间的单调调节阀，所述单调调节阀包括：
6.外壳，内部设有上下贯穿的通道，所述通道一端与桥管的输出口连通，另一端端口设有水封阀；
7.阀板，一侧设有转动轴，所述阀板转动设置在所述通道内,所述转动轴用于控制阀板的开合程度；
8.调节组件，包括调节齿轮和驱动部件，所述调节齿轮套设在转动轴上用于带动转动轴转动，所述调节齿轮沿圆心分别环设有第一卡齿和第二卡齿，所述第一卡齿的齿数大于所述第二卡齿的齿数，所述驱动部件包括驱动齿轮，所述驱动齿轮分别与所述第一卡齿和第二卡齿啮合。
9.进一步地，所述驱动部件还包括动力部件、转动杆和轴套，所述轴套套设在转动杆上并与转动杆滑动连接，所述驱动齿轮包括设在所述轴套上的第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮和第二齿轮分别与第一卡齿和第二卡齿啮合，所述第一齿轮和第二齿轮不同时与第一卡齿和第二卡齿啮合，所述轴套靠近转动轴的一端设有凸起，所述转动轴上设有环形
凸块，所述环形凸块用于抵触凸起推动轴套滑动从而带动第二齿轮和第二卡齿分离，同时第一齿轮与第一卡尺啮合；所述轴套与转动杆之间设有复位弹簧，所述复位弹簧用于推动轴套向靠近转动轴的方向移动；所述动力部件驱动转动杆转动；
10.所述第一齿轮和第一卡齿的传动比小于第二齿轮和第二卡齿的传动比。
11.进一步地，所述环形凸块为两个，两个所述环形凸块沿转动轴对称设置。
12.进一步地，所述转动杆上环向设有滑轨，所述轴套相应滑轨的位置处设有滑槽，所述滑槽和滑轨滑动配合。
13.进一步地，所述外壳两侧设有安装盒，所述转动轴一端伸进一侧的安装盒内，所述调节组件位于相应的安装盒内。
14.进一步地，所述安装盒内设有溢流管，所述溢流管一端与阀板上方的通道连通，另一端与阀板下方的通道连通。
15.7.一种焦炉炭化室压力调节方法，包括以下步骤：
16.s1、在桥管或上升管处设置压力检测仪表，将压力检测仪表和所述单调调节阀分别与焦炉炭化室压力调节系统电性连接；
17.s2、在装煤工况中，焦炉炭化室压力调节系统焦炉炭化室压力调节系统控制所述单调调节阀为全开状态；
18.s3、在结焦工况中，设置一个预设压力区间，焦炉炭化室压力调节系统根据压力检测仪表测得的实际压力值来调节单调调节阀的开合程度使得测定压力值位于预设压力区间内；
19.s4、在推焦工况中，焦炉炭化室压力调节系统控制所述单调调节阀和水封阀为关闭状态，低压、高低压氨水喷头喷洒氨水形成水封，隔断桥管至集气管荒煤气导出通道。
20.本发明的有益效果体现在：对比现有技术，在装煤工况中，由于通道设计足够大，荒煤气通过通道的阻力减小，降低集气管操作压力，更利于装煤时烟尘顺利导出，实现无烟装煤；
21.在结焦初中期，荒煤气产生量仍然较大，此时驱动齿轮与第二卡齿啮合，在“大调节量”区间对阀板进行调节，即能使换煤气顺利导出，又能通过调节，使炭化室压力始终处于微正压状态；
22.在结焦末期，荒煤气发生量较小，此时驱动齿轮与第一卡齿啮合，在“小调节量”区间对阀板进行调节，使炭化室压力始终处于微正压状态，炭化室底部不会出现负压；本发明将单调调节阀设置在桥管与水封阀之间，保留了水封阀，后期焦炉生产设备更换时，可用水封阀隔断功能，为维护提供便利；本发明独特的设计理念能满足焦炉生产的装煤及结焦两种工况，经济性强，实用性高。
附图说明
23.图1为本发明焦炉炭化室压力调节阀荒煤气导出图；
24.图2为本发明焦炉炭化室压力调节阀立体图；
25.图3为本发明焦炉炭化室压力调节阀阀板图；
26.图4为图3的a处放大图；
27.图5为本发明焦炉炭化室压力调节阀阀板前视图；
28.图6为本发明焦炉炭化室压力调节阀调节组件图；
29.图7为本发明焦炉炭化室压力调节阀剖视图。
30.附图标记说明：1、单调调节阀；2、调节组件；11、外壳；12、通道；13、阀板；14、转动轴；15、安装盒；21、调节齿轮；22、驱动部件；23、驱动齿轮；151、溢流管；152、溢流口；211、第一卡齿；212、第二卡齿；221、动力部件；222、转动杆；223、轴套；224、第一齿轮；225、第二齿轮；141、环形凸块；227、复位弹簧；2221、滑轨。
具体实施方式
31.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
32.另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。
33.参见图1至图7。
34.本发明一种焦炉炭化室压力调节阀，涉及桥管和水封阀，包括设置在桥管和水封阀之间的单调调节阀1，所述单调调节阀1包括：
35.外壳11，内部设有上下贯穿的通道12，所述通道12一端与桥管的输出口连通，另一端端口设有水封阀；
36.阀板13，一侧设有转动轴14，所述阀板13转动设置在所述通道12内,所述转动轴14用于控制阀板13的开合程度；
37.调节组件2，包括调节齿轮21和驱动部件22，所述调节齿轮21套设在转动轴14上用于带动转动轴14转动，所述调节齿轮21沿圆心分别环设有第一卡齿211和第二卡齿212，所述第一卡齿211的齿数大于所述第二卡齿212的齿数，所述驱动部件22包括驱动齿轮23，所述驱动齿轮23分别与所述第一卡齿211和第二卡齿212啮合。这样设计，在装煤工况中，由于通道12设计足够大，荒煤气通过通道12的阻力减小，降低集气管操作压力，更利于装煤时烟尘顺利导出，实现无烟装煤；
38.在结焦初中期，荒煤气产生量仍然较大，此时驱动齿轮23与第二卡齿212啮合，在“大调节量”区间对阀板13进行调节，即能使换煤气顺利导出，又能通过调节，使炭化室压力始终处于微正压状态；
39.在结焦末期，荒煤气发生量较小，此时驱动齿轮23与第一卡齿211啮合，在“小调节量”区间对阀板13进行调节，使炭化室压力始终处于微正压状态，炭化室底部不会出现负压。
40.在一实施例中，所述驱动部件22还包括动力部件221、转动杆222和轴套223，所述轴套223套设在转动杆222上并与转动杆222滑动连接，所述驱动齿轮23包括设在所述轴套223上的第一齿轮224和第二齿轮225，所述第一齿轮224和第二齿轮225分别与第一卡齿211和第二卡齿212啮合，所述第一齿轮224和第二齿轮225不同时与第一卡齿211和第二卡齿
212啮合，所述轴套223靠近转动轴14的一端设有凸起，所述转动轴14上设有环形凸块141，所述环形凸块141用于抵触凸起推动轴套223滑动从而带动第二齿轮225和第二卡齿212分离，同时第一齿轮224与第一卡尺啮合；所述轴套223与转动杆222之间设有复位弹簧227，所述复位弹簧227用于推动轴套223向靠近转动轴14的方向移动；所述动力部件221驱动转动杆222转动；
41.所述第一齿轮224和第一卡齿211的传动比小于第二齿轮225和第二卡齿212的传动比。
42.具体实施中，将阀板13开启角度为10
°
内设为“小调节量”区间，装置未启动时，第二齿轮225与第二卡齿212处于啮合状态，装煤阶段时，驱动第二齿轮225顺时针转动90
°
至阀板13全开状态，结焦初期，第二齿轮225与第二卡齿212仍处于啮合状态，第二齿轮225继续顺时针转动在“大调节量”区间调节阀板13的开合程度；结焦末期，第二齿轮225转动至170
°
时，环形凸块141恰好与凸起相抵并推动轴套223滑动从而带动第二齿轮225和第二卡齿212分离，同时第一齿轮224与第一卡尺啮合，此时第一齿轮224在“小调节量”区间调节阀板13的开合程度，当阀板13全关时，环形凸块141与凸起分离，复位弹簧227将轴套223复位，第二齿轮225与第二卡齿212啮合，完成一次循环。优选的，环形凸块141的弧长与阀板13开启角度为10
°
对应的弧长相等。
43.这样设计，由于第一齿轮224和第一卡齿211的传动比小于第二齿轮225和第二卡齿212的传动比，当第二齿轮225和第二卡齿212啮合时，动力部件221驱动转动杆222转动时，在转动杆222转动相同角度时，第二齿轮225带动第二卡齿212转动的角度更大，适用于“大调节量”区间的调节；第一齿轮224带动第一卡齿211转动的角度较小，适用于“小调节量”区间的调节。
44.在一实施例中，所述环形凸块141为两个，两个所述环形凸块141沿转动轴14对称设置。这样设计，确保阀板13每次顺时针或逆时针转动180
°
时都能实现阀板13按照全开-大调节量-小调节量-全关这样的顺序循环，环形凸块141的位置与转动轴14转动方向相对应，确保仅在“小调节量”内环形凸块141与凸起相抵。
45.在一实施例中，所述转动杆222上环向设有滑轨2221，所述轴套223相应滑轨2221的位置处设有滑槽，所述滑槽和滑轨2221滑动配合。这样设计，通过滑槽和滑轨2221的配合，既能使轴套223跟随转动杆222转动又能使轴套223在转动杆222上滑动，结构简单。
46.在一实施例中，所述外壳11两侧设有安装盒15，所述转动轴14一端伸进一侧的安装盒15内，所述调节组件2位于相应的安装盒15内。这样设计，将调节组件2安装在外壳11侧面，防止荒煤气产生的高温损坏调节组件2。
47.在一实施例中，所述安装盒15内设有溢流管151，所述溢流管151一端与阀板13上方的通道12连通，另一端与阀板13下方的通道12连通。这样设计，当结焦末期，单调调节阀1全关时，桥管上方的氨水喷头喷出氨水形成水封，由于此时炭化室压力较低，会发生氨水倒灌的情况，为了防止氨水倒灌至炭化室中，在阀板13上方设置溢流管151，同时溢流管151侧面设有溢流口152，溢流口152高于溢流管151的底部可以防止荒煤气从溢流管导出，发生倒灌时氨水会从溢流管151溢流到集气管中，避免氨水“倒灌”至炭化室中导致的生产安全事故。
48.一种焦炉炭化室压力调节方法，涉及焦炉炭化室压力调节系统、上升管、集气管和
低压、高低压氨水喷头，具体实施步骤为：
49.s1、在桥管或上升管处设置压力检测仪表，将压力检测仪表和所述单调调节阀1分别与焦炉炭化室压力调节系统电性连接；
50.s2、在装煤工况中，焦炉炭化室压力调节系统焦炉炭化室压力调节系统控制所述单调调节阀1为全开状态；
51.s3、在结焦工况中，设置一个预设压力区间，焦炉炭化室压力调节系统根据压力检测仪表测得的实际压力值来调节单调调节阀1的开合程度使得测定压力值位于预设压力区间内；
52.s4、在推焦工况中，焦炉炭化室压力调节系统控制所述单调调节阀1和水封阀为关闭状态，低压、高低压氨水喷头喷洒氨水形成水封，隔断桥管至集气管荒煤气导出通道。
53.具体实施中，将单调调节阀1与焦炉大车焦炉炭化室压力调节系统电性连接，在装煤工况中，焦炉炭化室压力调节系统控制单调调节阀1至“全开”位置，由于单调调节阀1内的通道12足够大，荒煤气通过通道12的阻力减小，降低集气管操作压力，更利于装煤时烟尘顺利导出，实现无烟装煤。
54.在焦炉结焦工况中，结焦初期时，将整个结焦期间压力设定值分为若干段，根据压力检测仪表测得的实际压力值在“大调节量”区间进行调节，即能使换煤气顺利导出，又能通过调节，使炭化室压力始终处于微正压状态，保证炉门不冒火冒烟，荒煤气不从炉门外溢，不污染环境，提高荒煤气回收率；
55.在结焦末期，荒煤气发生量较小，为了保证炭化室压力始终处于微正压状态，根据压力检测仪表测得的压力值在“小调节量”区间进行调节，保证炭化室底部不会出现负压，避免焦炭烧损，延长焦炉及铁件的寿命。
56.在焦炉推焦工况中，焦炉炭化室压力调节系统控制单调调节阀1至“关闭”的位置，同时水封阀也至“关闭”位置，低压、高低压氨水喷头喷洒氨水形成水封，使得桥管与集气管完全隔离，防止焦炉生产过程中各炭化室之间的串扰以及空气被吸入集气管，保证焦炉及后续工艺生产安全。
57.此发明专利独特的设计理念，增加了溢流管，氨水能顺利的通过溢流管溢流到集气管中，避免氨水“倒灌”至桥管、炭化室中导致的生产安全事故。此阀门专利独特的设计理念，在单调调节阀与集气管之间保留了水封阀，后期焦炉生产设备更换时，可用水封阀隔断功能，为维护提供便利。
58.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种焦炉炭化室压力调节阀，涉及桥管和水封阀，其特征在于，包括设置在桥管和水封阀之间的单调调节阀(1)，所述单调调节阀(1)包括：外壳(11)，内部设有上下贯穿的通道(12)，所述通道(12)一端与桥管的输出口连通，另一端端口设有水封阀；阀板(13)，一侧设有转动轴(14)，所述阀板(13)转动设置在所述通道(12)内,所述转动轴(14)用于控制阀板(13)的开合程度；调节组件(2)，包括调节齿轮(21)和驱动部件(22)，所述调节齿轮(21)套设在转动轴(14)上用于带动转动轴(14)转动，所述调节齿轮(21)沿圆心分别环设有第一卡齿(211)和第二卡齿(212)，所述第一卡齿(211)的齿数大于所述第二卡齿(212)的齿数，所述驱动部件(22)包括驱动齿轮(23)，所述驱动齿轮(23)分别与所述第一卡齿(211)和第二卡齿(212)啮合。2.如权利要求1所述的焦炉炭化室压力调节阀，其特征在于，所述驱动部件(22)还包括动力部件(221)、转动杆(222)和轴套(223)，所述轴套(223)套设在转动杆(222)上并与转动杆(222)滑动连接，所述驱动齿轮(23)包括设在所述轴套(223)上的第一齿轮(224)和第二齿轮(225)，所述第一齿轮(224)和第二齿轮(225)分别与第一卡齿(211)和第二卡齿(212)啮合，所述第一齿轮(224)和第二齿轮(225)不同时与第一卡齿(211)和第二卡齿(212)啮合，所述轴套(223)靠近转动轴(14)的一端设有凸起(226)，所述转动轴(14)上设有环形凸块(141)，所述环形凸块(141)用于抵触凸起(226)推动轴套(223)滑动从而带动第二齿轮(225)和第二卡齿(212)分离，同时第一齿轮(224)与第一卡尺啮合；所述轴套(223)与转动杆(222)之间设有复位弹簧(227)，所述复位弹簧(227)用于推动轴套(223)向靠近转动轴(14)的方向移动；所述动力部件(221)驱动转动杆(222)转动；所述第一齿轮(224)和第一卡齿(211)的传动比小于第二齿轮(225)和第二卡齿(212)的传动比。3.如权利要求2所述的焦炉炭化室压力调节阀，所述环形凸块(141)为两个，两个所述环形凸块(141)沿转动轴(14)对称设置。4.如权利要求2所述的焦炉炭化室压力调节阀，所述转动杆(222)上环向设有滑轨(2221)，所述轴套(223)相应滑轨(2221)的位置处设有滑槽，所述滑槽和滑轨(2221)滑动配合。5.如权利要求2所述的焦炉炭化室压力调节阀，所述外壳(11)两侧设有安装盒(15)，所述转动轴(14)一端伸进一侧的安装盒(15)内，所述调节组件(2)位于相应的安装盒(15)内。6.如权利要求5所述的焦炉炭化室压力调节阀，所述安装盒(15)内设有溢流管(151)，所述溢流管(151)一端与阀板(13)上方的通道(12)连通，另一端与阀板(13)下方的通道(12)连通。7.一种焦炉炭化室压力调节方法，涉及焦炉炭化室压力调节系统、上升管、集气管和低压、高低压氨水喷头，其特征在于，使用如权利要求1至6中任一项所述的焦炉炭化室压力调节阀，包括以下步骤：s1、在桥管或上升管处设置压力检测仪表，将压力检测仪表和所述单调调节阀(1)分别与焦炉炭化室压力调节系统电性连接；s2、在装煤工况中，焦炉炭化室压力调节系统焦炉炭化室压力调节系统控制所述单调
调节阀(1)为全开状态；s3、在结焦工况中，设置一个预设压力区间，焦炉炭化室压力调节系统根据压力检测仪表测得的实际压力值来调节单调调节阀(1)的开合程度使得测定压力值位于预设压力区间内；s4、在推焦工况中，焦炉炭化室压力调节系统控制所述单调调节阀(1)和水封阀为关闭状态，低压、高低压氨水喷头喷洒氨水形成水封，隔断桥管至集气管荒煤气导出通道。

技术总结
本发明公开了一种焦炉炭化室压力调节阀及焦炉炭化室压力调节方法，包括单调调节阀，单调调节阀包括：外壳，内部设有上下贯穿的通道，所述通道一端与桥管的输出口连通，另一端端口设有水封阀；阀板，一侧设有转动轴，所述阀板转动设置在所述通道内,所述转动轴用于控制阀板的开合程度；调节组件，包括调节齿轮和驱动部件，所述调节齿轮套设在转动轴上用于带动转动轴转动，所述调节齿轮沿圆心分别环设有第一卡齿和第二卡齿，所述第一卡齿的齿数大于所述第二卡齿的齿数，所述驱动部件包括驱动齿轮，所述驱动齿轮分别与所述第一卡齿和第二卡齿啮合。齿啮合。齿啮合。


技术研发人员：龚辉 明同庆 毛明智 何双梅 蔡伟 张军 袁为民 严虎
受保护的技术使用者：武汉睿翔天泽工程技术有限公司
技术研发日：2023.06.20
技术公布日：2023/9/13