一种具有保护功能的烧结金属元件的制作方法

1.本实用新型涉及煤气化技术领域，具体而言，涉及一种具有保护功能的烧结金属元件。


背景技术：

2.以煤气化为基础的能源及化工系统正在成为世界范围内高效、清洁、经济地开发和利用煤炭的热点技术和重要发展方向。煤的气化是使煤与气化剂作用，进行各种化学反应，把煤炭转变为燃料用煤气或合成用煤气。粉煤气化技术是目前先进的煤气化技术之一。成熟的航天炉、gsp、壳牌，粉煤高压密相输送技术都是其核心技术之一。
3.在高压粉煤密相输送流程中，正常运行时，参见图1，合格的粉煤进入低压储罐2'，并由低压惰性气体携带进入粉煤锁斗3'，通过粉煤锁斗3'中进入的高压惰性气体进行升压后，高压惰性气体携带粉煤进入粉煤给料罐4'，通过粉煤给料罐4'，经流量调节阀5'、流量计6'和四通阀7'后，不间断地将粉煤经烧嘴8'输送入气化炉9'；过滤器1'的作用是惰性气体排放时，过滤掉携带的粉煤，并将过滤后的惰性气体输送至低压储罐2'内。粉煤锁斗3'属于变压容器，煤粉从低压储罐2'到粉煤锁斗3'时，粉煤锁斗3'处于低压状态；粉煤从粉煤锁斗3'到粉煤给料罐4'时，粉煤给料罐4'处于高压状态；粉煤锁斗3'循环变压的过程中，需要不断地充泄压；因此，在高压粉煤密相输送流程中就需要使用烧结金属元件——通气锥、笛管、管道充气器及过滤器等，这些烧结金属元件一般由烧结金属粉末烧结而成。
4.高压气体通过烧结金属元件充气过程中，由于烧结金属元件的内外两侧压差较大，烧结金属元件容易产生变形、破裂，造成装置故障无法运行。


技术实现要素：

5.鉴于此，本实用新型提出了一种具有保护功能的烧结金属元件，旨在解决现有烧结金属元件的内外两侧压差较大容易产生变形、破裂的问题。
6.本实用新型提出了一种具有保护功能的烧结金属元件，该烧结金属元件包括：烧结金属元件本体；调压元件，其设置在所述烧结金属元件本体的端部，用以调节所述烧结金属元件本体内外部的压力，以平衡所述烧结金属元件本体内外部的压力。
7.进一步地，上述具有保护功能的烧结金属元件，所述调压元件为环状结构，并且，所述调压元件上设有若干个调压通道；所述调压通道朝向所述调压元件内部的端部设有进口，并且，所述进口处设有进口挡板，其设有敞开状态和封堵状态；所述调压通道朝向所述调压元件外部的端部设有出口，并且，所述出口处设有出口挡板，其设有敞开状态和封堵状态；在所述烧结金属元件本体内外部存在压差且压差大于阈值时，所述出口挡板和所述进口挡板处于敞开状态，使得所述调压通道、所述烧结金属元件本体的内部与所述烧结金属元件本体的外部三者相连通，形成气体流通通道。
8.进一步地，上述具有保护功能的烧结金属元件，所述进口挡板可滑动地设置在所述进口处；和/或，所述出口挡板可滑动地设置在所述出口处。
9.进一步地，上述具有保护功能的烧结金属元件，所述进口挡板和所述调压通道的内壁之间设有进口弹簧；和/或，所述出口挡板和所述调压通道的内壁之间设有出口弹簧。
10.进一步地，上述具有保护功能的烧结金属元件，所述调压元件为圆环状结构，各所述调压通道均沿所述调压元件的径向设置。
11.进一步地，上述具有保护功能的烧结金属元件，若干个所述调压通道沿所述调压元件的周向均匀排布，并且，相邻两个所述调压通道的轴向之间的夹角小于或等于30
°
。
12.进一步地，上述具有保护功能的烧结金属元件，所述调压元件的外部套设有外部构件，用以连接套设在所述烧结金属元件本体外部的外管件。
13.进一步地，上述具有保护功能的烧结金属元件，所述外部构件为环状结构，其外侧壁设有缺口，并且，所述缺口内卡接有密封环，用以密封所述外部构件和所述外管件之间的缝隙。
14.进一步地，上述具有保护功能的烧结金属元件，所述密封环为密封橡胶圈。
15.进一步地，上述具有保护功能的烧结金属元件，所述调压元件为两个，其分别设置在所述烧结金属元件本体的两端。
16.本实用新型提供的具有保护功能的烧结金属元件，通过设置在烧结金属元件本体端部的调压元件，调节所述烧结金属元件本体内外部的压力，以平衡所述烧结金属元件本体内外部的压力，可不破坏烧结金属元件本体的基础上平衡烧结金属元件本体内外部的压力，以解决内外两侧压较大导致烧结金属元件产生变形、破裂的问题，保证了烧结金属元件运行的稳定性，进而保证了长周期稳定装置运行，同时可提高了烧结金属元件运行的使用寿命，降低维修更换成本。
附图说明
17.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
18.图1为现有技术中粉煤迷信输送系统的结构示意图；
19.图2为本实用新型实施例提供的具有保护功能的烧结金属元件的结构示意图；
20.图3为本实用新型实施例提供的具有保护功能的烧结金属元件和外管件之间的结构示意图；
21.图4为本实用新型实施例提供的调压元件的俯视图；
22.图5为本实用新型实施例提供的调压元件的半边剖视图；
23.图6为本实用新型实施例提供的外部构件的半边剖视图。
具体实施方式
24.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新
型。
25.参见图2至图3，其示出了本实用新型实施例提供的具有保护功能的烧结金属元件的优选结构。如图所示，该烧结金属元件包括：烧结金属元件本体1、调压元件2、外部构件3；其中，
26.调压元件2设置在所述烧结金属元件本体1的端部（如图2所示的上下端），用以调节所述烧结金属元件本体1内外部的压力，以平衡所述烧结金属元件本体1内外部的压力。具体地，烧结金属元件本体1可以为通过烧结金属制作的元件，例如可以为通气锥、通气笛管、管道通气器、过滤器等元件，该烧结金属元件本体1可以为锥形结构，亦可以管状结构，本实施例中对其不做任何限定。调压元件2可以为至少一个，即烧结金属元件本体1的至少一端设置有该调压元件2，本实施例中以烧结金属元件本体1的上下两端各设一个调压元件2为例进行说明，当然，亦可仅为烧结金属元件本体1的上端或下端设置一个调压元件2，本实施例中对其不做任何限定。优选地，所述调压元件2与所述烧结金属元件本体1的外壁平齐设置，即调压元件2与所述烧结金属元件本体1的外径可以相同，当然，烧结金属元件本体1为锥形结构时，调压元件2亦可与该烧结金属元件本体1的外壁相适配可整体组合形成一锥形结构；调压元件2和烧结金属元件本体1之间可通过焊接固定，亦可通过其他连接方式连接，本实施例中对其不做任何限定。
27.外部构件3套设在所述调压元件2的外部，用以连接套设在所述烧结金属元件本体1外部的外管件4。具体地，本实施例中以烧结金属元件本体1为管状结构为例进行说明，调压元件2为圆环状结构且为两个分别设置在烧结金属元件本体1的两端，外部构件3为圆环形盘状结构且为两个，两个外部构件3分别套设在两个调压元件2的外部，外部构件3与调压元件2之间可通过焊接连接固定，亦可通过其他连接方式连接固定，本实施例中对其不做任何限定；当然，烧结金属元件本体1设置一个调压元件2时，外部构件3亦可为两个，其中一个可套设且连接在调压元件2的外部，另一个外部构件3可套设在烧结金属元件本体1远离调压元件2的端部；外部构件3的设置可使得外管件4和烧结金属元件本体1之间形成缓冲空间5，以便外管件4的气体进口41输入的高压气体在缓冲空间5进行缓冲和再分配后，均匀地经过烧结金属件本体1以在烧结金属件本体1的内部与粉煤混合，输入的高压气体可实现粉煤的输送同时可防止粉煤沉积。
28.继续参见图2至图5，该调压元件2可以为环状结构，调压元件2上设有若干个调压通道21，所述调压通道21朝向所述调压元件2内部的端部（如图5所示的左端）设有进口22，并且，所述进口22处设有进口挡板23，其设有敞开状态和封堵状态；所述调压通道21朝向所述调压元件2外部的端部（如图5所示的右端）设有出口24，并且，所述出口24处设有出口挡板25，其设有敞开状态和封堵状态；在所述烧结金属元件本体1内外部存在压差且压差大于阈时，所述出口挡板23和所述进口挡板25处于敞开状态，所述调压通道21、所述烧结金属元件本体1的内部与所述烧结金属元件本体1的外部三者相连通，形成气体流通通道。具体地，进口22与烧结金属元件本体1的内部相连通，出口24与烧结金属元件本体1的外部相连通，以便出口挡板23和所述进口挡板25处于敞开状态时，所述调压通道21、所述烧结金属元件本体1的内部与所述烧结金属元件本体1的外部三者相连通，形成气体流通通道，以便气体在气体流通通道内流动，实现烧结金属元件本体1内外压力的平衡。为提高压力平衡的效率，优选地，调压元件2为圆环状结构时，调压通道21可以沿所述调压元件2的径向设置，相
比于其他方向，可减小气体在调压元件2内流动的时间，进而提高压力平衡的效率；进一步优选地，若干个所述调压通道21沿所述调压元件1的周向均匀排布，并且，相邻两个所述调压通道21的轴向之间的夹角α小于或等于30
°
，以使调压时气体沿所述调压通道21的周向均匀分布。在本实施例中，进口22不限定于调压通道21的进气口，出口24不限定于调压通道21的出气口，也就是说，在烧结金属元件本体1内部压力大于外部压力且压差大于阈值时，出口挡板23和所述进口挡板25处于敞开状态，烧结金属元件本体1内部的气体自进口22流动至调压通道21，再经出口24流动至烧结金属元件本体1的外部，气体流动方向如图5所示的箭头方向；在烧结金属元件本体1外部压力大于内部压力且压差大于阈值时，出口挡板23和所述进口挡板25处于敞开状态，烧结金属元件本体1外部的气体自出口24流动至调压通道21，再经进口22流动至烧结金属元件本体1的内部，此时，出口24则作为调压通道21的进气口，进口22为调压通道21的出气口。其中，阈值可以根据实际情况确定，本实施例中对其不做任何限定。
29.在本实施例中，为便于实现进口22的敞开和封堵，优选地，进口挡板23可滑动地设置在所述进口22处，在烧结金属元件本体1外部压力大于内部压力且压差大于阈值时，所述烧结金属元件本体1的内部和所述调压通道21之间存在一定压差，所述进口挡板23在压差的作用下向所述调压通道21的内部或调压通道21的外部滑动，以使气体向所述烧结金属元件本体1的内部或所述调压通道21流动；当然出口挡板24可滑动地设置在所述出口23处，在烧结金属元件本体1外部压力大于内部压力且压差大于阈值时，所述烧结金属元件本体1的外部和所述调压通道21之间存在一定的压差，所述出口挡板24在压差的作用下调压通道21的内部或调压通道21的外部滑动，以使气体向所述烧结金属元件本体1的外部或所述调压通道21流动。具体地，通常情况下即烧结金属元件本体1的内外压差小于或等于阈值时，进口挡板23封堵在进口22处，出口挡板25封堵在出口24处，即进口挡板23和出口挡板25均处于封堵状态；在烧结金属元件本体1的内外压差大于阈值时，可在气压的作用下使得进口挡板23和出口挡板25滑动离开原始位置，即处于敞开状态，调压通道21、所述烧结金属元件本体1的内部与所述烧结金属元件本体1的外部三者连通，形成气体流通通道，以使气体沿气体流通通道流动，进而实现烧结金属元件本体1内外压力的平衡；当然，进口挡板23和出口挡板25亦可在其他驱动件的作用下实现滑动，进而实现敞开状态和封堵状态的切换。
30.为确保进口挡板23封堵的稳定性和压力平衡后的复位，优选地，所述进口挡板23和所述调压通道21的内壁之间设有进口弹簧26，以便在进口挡板23处于封堵状态时，施加作用力至进口挡板23上，以确保进口挡板23封堵在进口22处，同时，可确保进口挡板23只有在烧结金属元件本体1的内外压差大于阈值时才可打开；在进口挡板23滑动至敞开状态后，随着烧结金属元件本体1内外压差的减小，则作用在进口挡板23上的作用力随之减小直至一定值后，进口挡板23在进口弹簧26的作用下，逐步复位至进口22处以封堵进口22，即进口挡板23复位至封堵状态。优选地，进口弹簧26的一端（如图5所示的右端）可固定连接在进口挡板23上，另一端（如图5所示的左端）可固定连接在调压通道21的外侧壁（如图5所示的右侧壁上）。
31.当然，出口挡板25和所述调压通道21的内壁之间亦可设有出口弹簧27，其原理与进口弹簧26相似，本实施例中对其不做赘述，两者区别在于，出口弹簧27的一端（如图5所示的左端）可固定连接在出口挡板25上，另一端（如图5所示的右端）可固定连接在调压通道21
的内侧壁（如图5所示的左侧壁上）。
32.继续参见图2、图3和图6，为避免气体的泄露，优选地，外部构件3的外侧壁可设有缺口31，并且，所述缺口31内卡接有密封环6，用以密封所述外部构件3和所述外管件4之间的缝隙。具体地，密封环6可以为密封橡胶圈，例如橡胶o形圈，通过橡胶o形圈和外管件4的内壁紧贴，从而起到密封作用，防止高压气体泄漏。
33.以烧结金属元件本体1内部压力大于外部压力为例，即对烧结金属元件本体1的内部进行泄压，说明该烧结金属元件的调压原理：在烧结金属元件本体1内部压力大于外部压力且压差大于阈值时，烧结金属元件本体1内部的高压气体作用于进口挡板23并压缩进口弹簧26，使进口挡板23往调压通道21的内部方向（如图5所示的向右）发生位移，高压气体进入调压通道21后继续作用于出口挡板25并拉伸出口弹簧27，使出口挡板25往调压通道21的外部方向（如图5所示的向右）发生位移，排出高压气体，气体流动方向如图5所示的箭头方向。
34.该烧结金属元件可应用于通气锥、笛管、管道充气器及过滤器等使用烧结件本体1的零部件上，以对烧结金属元件本体1进行保护，且根据这些部件所需承载的压力来设置进口弹簧26压缩力和出口弹簧27的弹出力。
35.例如烧结金属元件应用在粉煤气化炉时：对于一种粉煤气化炉而言，粉煤密相输送的负荷可以为500t/d；正常运行时，气化炉压力为6.5mpa，设定粉煤给料罐压力为6.9mpa，粉煤锁斗的压力为7.2mpa，低压储罐的压力为常压；采用高压二氧化碳作为输送气和充压气体，压力为11mpa；锁斗在充泄压过程中，高压二氧化碳需经烧结金属元件，起到过滤粉煤的作用，防止粉煤进入二氧化碳系统；以管道充气器为例：管道充气器在粉煤锁斗充压时使用，开始充压时，粉煤锁斗内压力很低，小于等于1mpa，而高压二氧化碳气体的压力为11mp；烧结金属元件的内外设计压差为1mpa；为了降低和控制内外两侧压差，一般采用高压二氧化碳管道增加限流孔板或压差调节阀的方式，但是由于锁斗充压过程需要时间较短、限流孔板降压作用有限、压差调节阀的调节效率不足等原因，经常存在管道充气器内外两侧压差较大，导致管道充气器产生变形、破裂，通过实验可知，采用高压二氧化碳管线增加限流孔板的方式，使用原有管道充气器时，大概5个月，管道充气器已经发现变形；而采用本实施例中设有该烧结金属元件的管道充气器后，设定调压元件的调压压力为1.2mpa即阈值为1.2mpa，管道充气器的使用寿命大概在15个月左右，增加了3倍以上。
36.综上，本实施例提供的具有保护功能的烧结金属元件，通过设置在烧结金属元件本体1端部的调压元件2，调节所述烧结金属元件本体1内外部的压力，以平衡所述烧结金属元件本体1内外部的压力，可不破坏烧结金属元件本体的基础上平衡烧结金属元件本体1内外部的压力，以解决内外两侧压较大导致烧结金属元件产生变形、破裂的问题，保证了烧结金属元件运行的稳定性，进而保证了长周期稳定装置运行，同时可提高了烧结金属元件运行的使用寿命，降低维修更换成本。
37.需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
38.此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安
装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
39.显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。