生物质电厂炉前加料管快速启闭闸阀装置的制作方法

本实用新型涉及一种闸阀装置，尤其涉及一种生物质电厂炉前加料管快速启闭闸阀装置。

背景技术：

生物质发电主要是利用农林废弃物为燃料，采取直接燃烧等方式进行发电。生物质直接燃烧发电是将生物质原料送入特定锅炉燃烧，产生蒸汽，带动汽轮发电机发电。近年来，结合中国传统的农林废弃物处置状况，以及环保理念深入人心，环保技术、装备水平的提升，国家适时推出了一系列鼓励生物质发电的政策和配套措施，由此，生物质电厂陆续兴建和投产，呈现出健康发展的良好势头。

在生物质电厂锅炉炉前加料系统的锅炉进料口与料仓之间，连接有一段加料管，作为功能转化和均匀给料之用。为了防止锅炉进料口意外产生回火时火焰上窜，须在加料管处加设一道（或两道）专用阀门装置，遇有锅炉回火的紧急状态下能够快速闭合。由于目前国内外尚无专用于生物质电厂的该类阀门装置，通常采用传统的翻板式（单侧或双侧）、抽板式等阀门装置，或以其为基础作适应性改造而替代。受生物质原料（如秸秆、树皮、枝条、木块、锯末、稻糠、甘蔗渣等）品种多样性、形态特殊性和成分复杂性等制约，该类阀门装置的阀门关闭时，在门与阀体前室端部的闭合处会受到下落物料的阻挡，发生卡料现象而无法有效闭合，留有缝隙，起不到中止给料和阻断空气流通作用，即使采用通常的上下两套布置方法，火灾隐患依然。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种生物质电厂炉前加料管快速启闭闸阀装置，该闸阀装置的阀体前室通生物质原料，后室放置闸板，并且前室前部内侧固定有长条第一锯齿刀片，第一锯齿刀片与闸板前端的长条第二锯齿刀片构成剪刀结构，该闸阀装置结构简洁、适用可靠、启闭迅速、易于控制、维护方便。

为了实现上述技术目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种生物质电厂炉前加料管快速启闭闸阀装置，包括：框架、闸板、动力装置；

所述框架由前端横梁、中间支持梁、后端横梁和左右端纵梁组成，将框架划分为前室和后室；

所述前室上层和下层分别与上部的料仓出料口和下部的加料管联接；前室左右部内侧的中间设置有上下两根导板构成滑槽，将闸板限制在滑槽内运行，前室前部内侧固定有长条第一锯齿刀片，第一锯齿刀片与闸板前端的长条第二锯齿刀片构成剪刀结构，中间支持梁为上下二根钢板，中间支持梁构成前室后部和后室前部，利于闸板通过中间支持梁的上下二根钢板缝隙由后室向前室抽动；

所述后室放置闸板，后室左右部内侧按一定间距安装有悬臂轴，悬臂轴上安装轴承，轴承上放置闸板，闸板包括闸板本体和第二锯齿刀片，闸板本体前端为长条第二锯齿刀片，闸板本体后部经连接头连接动力装置，闸板能沿后室的轴承前行，闸板能在前室的滑槽内移动。

所述前室前部内侧的第一锯齿刀片下方设置有支撑块，支撑块与第一锯齿刀片相隔一定间距，多块支撑块设置于第一锯齿刀片下，并且支撑块前部为下倾角，有利于闸板伸入第一锯齿刀片下方。

所述支撑块与第一锯齿刀片间距为闸板第二锯齿刀片厚度。

所述前室左右部内侧的滑槽下面一根导板端部与前室前部内侧有较大间隙，即下层导板端头处留有空缺。

所述前室前部内侧的第一锯形刀片上方斜向固定有长条薄钢板，前室左右部内侧的滑槽上面一根导板上方斜向固定有长条薄钢板，前室后部内侧的上面一根中间支持梁上方斜向固定有长条薄钢板，以减弱挂料现象。

所述后室前部内侧的上下二根中间支持梁相隔一定距离开有螺孔，经螺栓和压板将橡胶板固定在中间支持梁上，便于上下橡胶板将闸板夹持并保持密封。

所述橡胶板上开有椭圆孔，螺栓穿过椭圆孔以调整橡胶板上下位置。

所述框架前室和后室为矩形状，前室的第一锯齿刀片为长条状，第一锯齿刀片向着前室开有锋刃，设置于后室内的闸板前端的第二锯齿刀片也为长条状，第二锯齿刀片与第一锯齿刀片相配合构成剪刀结构。

所述框架前室为人字状，后室前部为人字状，前室的第一锯齿刀片由二根长条状锯齿刀片组成并构成人字状，第一锯齿刀片向着前室开有锋刃，设置于后室内的闸板前端的第二锯齿刀片也为人字状，第二锯齿刀片与第一锯齿刀片相配合构成剪刀结构。

所述框架前室为菱形状，后室前部为菱形状，或后室为菱形状，前室的第一锯齿刀片为长条状，并且第一锯齿刀片为斜向设置，第一锯齿刀片向着前室开有锋刃，设置于后室内的闸板前端的第二锯齿刀片也为长条状，并且第二锯齿刀片为斜向设置，第二锯齿刀片与第一锯齿刀片相配合构成剪刀结构。

本实用新型生物质电厂炉前加料管快速启闭闸阀装置采用框架（阀体）和闸板结构，框架分为前室和后室，前室与料仓出料口、加料管相连，前室使生物质原料通行，后室放置闸板；前室前部内侧固定有长条第一锯齿刀片，第一锯齿刀片与闸板前端的长条第二锯齿刀片构成剪刀结构。当锅炉进料口意外产生回火时，控制系统能迅速启动其带有第二锯齿刀片的闸板，与前室固定的第一锯齿刀片产生“剪刀”效应，有效切断阀体前室（包括闭合处）产生卡料的各种形态生物质原料；同时，其阀体前室顶端内侧的结构形式，使枝叶、木屑、草纤维等杂质难于嵌入积存，闸板能够闭合到位，及时中止连续给料和阻断空气流通，从而达到防止火焰上窜、引发火灾事故的目的。

本实用新型的闸阀装置应用于生物质电厂锅炉炉前加料系统中，安装在连接锅炉进料口与料仓之间的加料管上侧，兼具闸门和锁气的功能。

本实用新型的闸阀装置分为I、II、III型，对应有三种形态的框架和闸板，并由此可衍生更多形式，以适应目前生物质电厂锅炉炉前加料系统的不同布置需求。

本实用新型的闸阀装置在实际应用时，可根据现场条件和系统需求，在加料管处设置一套或两套。若设两套，两者之间拟留有1m以上间距。

本实用新型的闸阀装置具有结构简洁、布置灵活、物流顺畅、适用可靠、启闭迅速、易于控制、维护方便、成本较低等特点，贴合生物质电厂运行的实际状况。

本实用新型的闸阀装置也可应用于处理城市生活垃圾、塑料、橡胶等非生物质物料的类似应用场合。

附图说明

图1为本实用新型生物质电厂炉前加料管快速启闭闸阀装置结构示意图（I型结构）；

图2为本实用新型生物质电厂炉前加料管快速启闭闸阀装置结构示意图（II型结构）；

图3为本实用新型生物质电厂炉前加料管快速启闭闸阀装置结构示意图（III型结构）；

图4为图1至图3中A-A向剖视示意图；

图5为图1至图3中D向示意图；

图6为图1至图3中C-C向剖视示意图（逆时针旋转90度）；

图7为图1至图3中B-B向放大示意图；

图8为图4中I部放大示意图；

图9为图6中II部放大示意图；

图10为第一锯齿刀片结构示意图；

图11为第二锯齿刀片结构示意图（I型结构）；

图12为第二锯齿刀片结构示意图（II型结构）；

图13为第二锯齿刀片结构示意图（III型结构）；

图14为闸板为大尺寸加强示意图。

图中：1框架，2闸板，3动力装置，4连接头，5轴承，6橡胶板，7压板，8前室，9后室；101前端横梁，102第一锯齿刀片，103支撑块，104长条薄钢板，105中间支持梁（支持梁），106长条薄钢板，107纵梁（左右端纵梁），108导板，109长条薄钢板，110筋板，111悬臂轴，112 筋板，113吊环，114底板，115后端横梁；21闸板本体，22第二锯齿刀片。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。

参见图1、图4至图11，一种生物质电厂炉前加料管快速启闭闸阀装置，包括：框架1、闸板2、动力装置3、连接头4、轴承5、橡胶板6、压板7；

所述框架1由前端横梁101、中间支持梁105、后端横梁115和左右端纵梁107组成，框架1为类日字形，将框架1划分为前室8和后室9。前端横梁101、后端横梁115和左右端纵梁107采用型钢制作，或为槽钢制作，中间支持梁105为上下二根钢板，该钢板采用角钢制作，经焊接构成框架1，参见图1。

所述前室8上层和下层四周按一定间距开孔，便于采用螺栓分别与上部的料仓出料口和下部的加料管联接；前室8左右部内侧的中间设置有上下两根导板108构成滑槽，将闸板2限制在滑槽内运行，导板108采用扁钢制作，参见图4、图6和图8；前室8前部内侧固定有长条第一锯齿刀片102，第一锯齿刀片102与闸板2前端的长条第二锯齿刀片22构成剪刀结构；第一锯齿刀片102采用硬质合金材料制作，第一锯齿刀片102的刀刃应打磨锋利，参见图10。当闸阀装置启动后，闸板2前端第二锯齿刀片22与前室端部第一锯齿刀片102之间产生“剪刀”效应。

所述前室8前部内侧的第一锯齿刀片102下方设置有支撑块103，支撑块103与第一锯齿刀片102相隔一定间距，该间距为闸板第二锯齿刀片22厚度，多块支撑块103设置于第一锯齿刀片102下，并且支撑块103前部为下倾角，利于闸板2伸入第一锯齿刀片102下方，参见图6和图9。所述支撑块103为小块扁钢制成，闸板2与支撑块103接触时，可平稳导入到位，并起到支撑作用，同时也避免了杂物的积存。

所述前室8左右部内侧的滑槽下面一根导板108端部与前室前部内侧有较大间隙，即下层导板108端头处留有空缺，参见图6，便于闸板2推进过程中将积存于滑槽内杂物排出。下层导板108下方，焊有若干筋板110，以加强支托，参见图6和图8。

所述中间支持梁105为上下二根钢板，该钢板采用角钢制作，中间支持梁105构成前室8后部和后室9前部，利于闸板2通过中间支持梁105的上下二根钢板的缝隙由后室9向前室8抽动，参见图1和图6。后室前部内侧的上下二根中间支持梁105相隔一定距离开有螺孔，经螺栓和压板7将橡胶板6固定在中间支持梁105上，便于上下橡胶板6将闸板2夹持并保持密封，参见图6。该橡胶板6上开有椭圆孔，螺栓穿过椭圆孔以调整橡胶板6上下位置。橡胶板6采用阻燃橡胶板材质制作。

所述前室8前部内侧的第一锯形刀片102上方斜向固定有长条薄钢板104，前室左右部内侧的滑槽上面一根导板108上方斜向固定有长条薄钢板109，前室后部内侧的上面一根中间支持梁105上方斜向固定有长条薄钢板106，即前室8内侧四周上方均装有斜向的长条薄钢板，以减弱生物质原料的挂料现象，使卸料通畅，参见图1、图8和图9。

所述后室9放置闸板2，后室9左右部内侧按一定间距安装有悬臂轴111，悬臂轴111上安装轴承5，轴承5上放置闸板2，参见图1和图7；闸板2包括闸板本体21和第二锯齿刀片22，闸板本体21前端为长条第二锯齿刀片22，参见图11，闸板本体21后部经连接头4连接动力装置3，连接头4采用叉形连接头，闸板2能沿后室9的轴承5前行，闸板2能在前室8的滑槽内移动。

所述后室9的框架四角焊有筋板112，以增加框架1强度，参见图1。由于后室9载有闸板2、动力装置3等，在框架后端横梁115上固定有吊环113，便于采用钢丝绳等吊挂于其上可承载部位。吊环113可自制或外购标准件。在框架后端横梁115外侧还焊有底板114，便于与动力装置3的执行器（如气缸等）配作，参见图5。

如果闸板2长度方向尺寸较大，可在后室区域的框架中部（与闸板运行方向相同），增设一根型钢和若干轴承，避免闸板中部下垂。

所述闸板2：如是较小尺寸的闸阀，闸板本体21主要采用钢板，其前端焊接第二锯齿刀片22，第二锯齿刀片22采用硬质合金材料制作，参见图11。较大尺寸的闸阀，闸板本体21背面焊扁钢等型材予以加强，参见图14；第二锯齿刀片22的刀刃应打磨锋利，并且第二锯齿刀片22锋刃与第一锯齿刀片102锋刃相配合构成剪刀结构。为防止生锈和利于防火，闸板2拟涂刷防火涂料。

本实用新型生物质电厂炉前加料管快速启闭闸阀装置的主要创新点是框架和闸板。基于生物质电厂炉所燃烧的生物质原料（如秸秆、树皮、枝条、木块、锯末、稻糠、甘蔗渣等）品种多样性、形态特殊性和成分复杂性，为克服现有技术中阀门关闭时发生卡料现象而无法有效闭合，从而起不到中止给料和阻断空气流通作用的缺陷，本实用新型生物质电厂炉前加料管快速启闭闸阀装置提供了三种闸阀装置结构，其框架分为I、II、III型，对应三种闸板形状，可参见图1、图2、图3，以及图11、图12、图13，虽形状有所差异，但构件内容、功能等基本相同。与后二种闸阀装置的框架连接的加料管截面也应相匹配。具体描述如下：

参见图1和图11，一种生物质电厂炉前加料管快速启闭闸阀装置，为I型，主要包括：框架1和闸板2，所述框架前室8和后室9为矩形状，前室8的第一锯齿刀片102为长条状，第一锯齿刀片102向着前室开有锋刃，参见图10；设置于后室9内的闸板2前端的第二锯齿刀片22也为长条状，第二锯齿刀片22与第一锯齿刀片102相配合构成剪刀结构。

参见图2和图12，一种生物质电厂炉前加料管快速启闭闸阀装置，为II型，主要包括：框架1和闸板2，所述框架前室8为人字状，后室9前部为人字状，前室8的第一锯齿刀片102由二根长条状锯齿刀片组成并构成人字状，第一锯齿刀片102向着前室开有锋刃，参见图10；设置于后室9内的闸板2前端的第二锯齿刀片22也为人字状，第二锯齿刀片22与第一锯齿刀片102相配合构成剪刀结构。

参见图3和图13，一种生物质电厂炉前加料管快速启闭闸阀装置，为III型，主要包括：框架1和闸板2，所述框架前室8为菱形状，后室9前部为菱形状，或后室9为菱形状，前室8的第一锯齿刀片102为长条状，并且第一锯齿刀片102为斜向设置，第一锯齿刀片102向着前室开有锋刃，参见图10；设置于后室9内的闸板2前端的第二锯齿刀片22也为长条状，并且第二锯齿刀片22为斜向设置，第二锯齿刀片22与第一锯齿刀片102相配合构成剪刀结构。

本实用新型生物质电厂炉前加料管快速启闭闸阀装置的其它主要部件，描述如下：

动力装置3：根据工程实际情况，可采用电动、气动和液压等不同类型驱动方式，如电动推杆、气缸、液压缸等执行器，置于框架1外侧，采用螺栓将其前端与焊接于框架1的底板114（方形钢板）固定，参见图1和图5。执行器的推力和行程等参数，根据工程应用的闸阀装置实际规格和应用场合等状况计算、分析和确定，并相应选用配套的电动、气动、液压驱动系统。

连接头4：连接头4为叉形连接头，采用焊接件或铸锻件，连接闸板2与动力装置3，参见图1，动力装置3如气缸等执行器。其一端可采用叉形连接方式，另一端连接头形式和尺寸，可根据气缸等执行器的活塞杆端头形式配制。

轴承5，安装于悬臂轴111上，用于保持闸板2水平状态和确保闸板2灵活抽动，参见图7。

此外，在框架后室9区域上下两面采用封板将后室覆盖，封板可采用薄钢板制作。由于生物质电厂炉前加料系统正常运行时，闸板2位于闸阀装置后室区域，仅在发生事故时启动闸板，所以后室区域内的轴承平时状态应注有润滑油，确保一旦动作能灵活转动。封板的目的之一是为了保持后室9腔内环境清洁。

本实用新型生物质电厂炉前加料管快速启闭闸阀装置的工作过程：

本实用新型的闸阀装置主要用于生物质电厂的锅炉炉前加料系统中。框架1（阀体）与料仓出料口、加料管相连，使生物质原料通行的区域为前室8；闸板2在正常状态下所处部位为后室9。采用螺栓，框架1的前室部分分别与其上的料仓出料口和其下的加料管联接。当锅炉进料口出现回火现象时，置于加料管下部的温度传感器发讯，通过控制系统启动本闸阀装置的动力装置3，推动带有第二锯齿刀片的闸板2快速动作，与前室端部横梁一侧固定的第一锯齿刀片之间产生“剪刀”效应，切断前室（包括闭合处）产生卡料的各种形态生物质原料而闭合到位，及时中止连续给料和阻断空气上下流通，达到防止火焰上窜、引发火灾事故的目的。当确认解决了锅炉回火问题和解除了相关警示后，可采取人工干预方式启动本闸阀装置动力装置3，使闸板2复位，恢复加料。

当加料系统正常运行时，闸板2位于闸阀装置的后室区域，仅在发生事故时启动。由于闸阀装置后室（后部）同时承载闸板、动力装置等负荷，其后端横梁（型钢）上固定有吊环，便于采用钢丝绳等方式直接悬吊于闸阀装置上方的料仓及其它可承载的适当部位；或支撑于就近的锅炉炉前钢架上。

根据不同的物料特性和使用场合，本闸阀装置分为I、II、III型三种。与后二种闸阀装置连接的加料管截面形状应相匹配，即加料管原为矩形，在连接处需作过渡性改变。基于三种闸阀装置，通过改变自身的尺寸、形状，或溜管的尺寸、形状等，可衍生更多形式闸阀装置,以适应目前生物质电厂锅炉炉前加料系统的不同布置需求。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围，因此，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。