一种气体密封装置的制作方法

本实用新型涉及煤化工技术领域，具体涉及一种气体密封装置。

背景技术：

目前，水封罐一般应用于炼油、化工行业方面烟气、氮气、空气、燃料气等需要隔断、安全泄放、压力不大的工艺系统。水封罐的原理是设定一定的液位，正常操作工艺压力平稳时保证介质不泄露，隔断气相介质；当系统超压时气相介质突破水封进行泄放，保证系统的安全运行。

含有可燃介质的常压设备一般采用水封罐作为安全防护，一般水封装置进气管连入箱体底部，通过补水使设备内形成水封，用溢流口控制箱体内水的液位高度，排气管在箱体顶部，从而隔绝系统气体和外界空气的接触。但是，一般的水封在系统压力负压过大时会使打破水封使系统吸入水或空气，严重影响系统运行安全，当排放气体含尘较多时容易在水封底部沉积堵塞水封使水封失去安全保护能力。

为了解决上述问题，在对比文件cn206299841中公开了一种水封装置，通过第一气体出口和第二气体进口管，以及连通第一气体出口和第二气体进口管的连通管，解决了负压过大导致水或空气倒吸入系统影响系统运行安全的问题，因此，该水封装置达到了既能封正压又能封负压的目的；同时，文件中也公开了可以通过排净口一起将沉积在水中的粉尘与水一起排出该水封装置。但是，对于粉煤热解领域而言，由于粉煤热解系统排出的煤气中含尘量比较大，而传统的既能封正压又能封负压的水封装置中进气管道以及气体流道均需要采用90度弯头和水平管道才能实现相应的功能，如：第二气体进口管需要采用采用90度弯头和水平管道才能实现与第一气体出口的导通，进而才能实现负压避免液体进入系统的目的。因此，具有弯头和水平管道的进气管道和气体流道极易发生粉尘在弯头和水平管道内的沉积堵塞；而且，粉煤热解产生的含焦粉煤气容易在气体流道中析出焦油结焦并黏结粉尘，进一步堵塞弯头和水平管道。

技术实现要素：

因此，本实用新型主要解决的技术问题在于：现有技术中既能封正压又能封负压的水封装置的常规进气管道或气体流道需要采用90度弯头和水平管道才能实现相应功能，导致在粉煤热解领域的煤气应用中，极易发生粉尘在进气管道或气体流道内沉积堵塞的缺陷，从而提供一种气体密封装置。

一种气体密封装置，包括：

箱体，其上具有进气口、排气口；所述进气口位于箱体底部；

进气管，为直管，顶端穿过进气口伸入到箱体内部；

排气管，底端穿过排气口伸入到箱体内部，排气管底端端口所在水平面低于进气管顶端端口所在水平面；溢流口位于排气管底端端口与进气管顶端端口之间；

溢流槽，为围绕进气管内壁一周设置的环状结构，该溢流槽的开口朝向进气管顶端端口位置处；

集水箱，与溢流槽连通，用于收集从溢流槽流出的液体。

所述集水箱位于箱体外部，所述箱体、集水箱和进气管共用一个侧壁，该进气管内的溢流槽通过设置在共用的侧壁上的连通口与集水箱连通。

所述集水箱外壁上设置有液位计，该集水箱底部设置有排水口。

所述箱体侧面上还具有底面与箱体底面位于同一水平面上的补液箱，补液箱顶面所在平面不低于溢流口；该补液箱底部与箱体底部之间设置有连通通道。

所述连通通道的底面与补液箱底面和箱体底面位于同一平面上，所述补液箱上不低于溢流口的位置处还设置有出渣口，所述箱体的底面上还设置有将箱体内沉积的粉尘颗粒通过连通通道后从补液箱上的出渣口排出的刮板输送机。所述刮板输送机为可弯曲刮板输送机。

所述溢流口位于补液箱的侧面上。

所述补液箱的顶部设置有进水口。

所述箱体上设置有放水口，放水口位于进气管底端端口所在平面的下方的底壁或侧壁上。

所述箱体侧壁上设置有另一个液位计。

所述箱体的顶部设置有补气口。

本实用新型技术方案，具有如下优点：

1.本实用新型优化了进气管的结构，将进气管设置为直管，同时，优化了本实用新型的结构，具体的，将进气管从箱体底部穿入到箱体内部，并在进气管的内壁上设置溢流槽和集水箱。通过上述进气管为直管，且竖直设置的方式，以及本实用新型的密封装置内并没有采用对比文件中能够达到负压下避免液体灌入的第二气体进口管和连通管的设置，有效避免本实用新型的装置在粉煤热解领域的煤气应用中采用90度弯头和水平管道作为进气管道的方式，因此，有效避免了粉尘在水封装置内及弯头和水平管道内的沉积堵塞。煤热解领域的系统排出的煤气的正压过大时，气体会通过进气管进入箱体，箱体内压力将水位压低至排气管底端端口时气体就突破密封液面从排气管排放出去；同时，通过溢流槽和集水箱的配合设置，当在负压状态下时，箱体内液体持续上升，当液体高度高于进气管顶端时，通过液体的重力作用，液体会沿着进气管的管内壁流入到进气管中，通过溢流槽拦截该进气管内壁上的液体，进而使该液体通过连通口被收集到集水箱中，通过溢流槽和集水箱的配合，避免了负压时箱体内的液体从进气管流入到粉煤热解系统中影响系统运行。综上可知：本实用新型的结构在不采用具有弯头和水平管道的进气管道和气体流道，避免煤气中粉尘沉积导致的管道堵塞外，通过结构的优化设计，依然能有效达到既能封正压又能封负压的目的，使粉煤热解系统安全、稳定运行。

2．本实用新型还增加了补液箱，通过补液箱顶面高于排气管底端端口所在水平面，补液箱底部与箱体底部之间具有连通通道，且补液箱和排气管均与大气连通的设置方式，因此，在箱体内为负压时，能同时将补液箱和排气管中的液体均同时补充到箱体中，减小了仅仅只有排气管时从排气管内补充到箱体中的液体量，使排气管内外两侧的液面高度差变小，避免排气管中液体全部流入箱体内后，大气从排气管内进入到箱体中，进而避免大气进入到粉煤热解系统中影响系统运行。

3.在运行过程中，如果遇到气体泄放，由于泄放气中含有大量的粉尘，粉尘混合在水中会形成渣灰沉积在箱底，如果不能有效去除，会因为渣灰堆积而导致堵塞，影响系统的稳定运行；基于此，本实用新型中通过补液箱的设置，还能有效方便地在箱体内底面、连通通道底面和补液箱底面上设置刮板输送机，在通过刮板输送机将沉积在箱体底面上的渣灰清除出去；具体的是，连通通道的底面与补液箱底面和箱体底面位于同一平面上，所述补液箱上不低于排气管底端端口所在水平面的位置处还设置有出渣口；使用时，只需通过刮板输送机的设置，即可将沉积在箱体底部的渣灰通过连通通道输送到补液箱底部中，再通过刮板输送机将渣灰从补液箱底部运输到出渣口处，通过出渣口排出，进而避免气体泄放时渣灰堆积而导致的堵塞，保障水封正常运行。

4.本实用新型还设置有放水口、排水口、进水口、补气口等结构。当遇到系统需要紧急泄压时，打开放水口阀门，即可快速放掉部分密封用液体，进而降低液位，当液位降低到低于排气管底端端口所在水平面时，系统内的气体就可以通过排气管快速释放，操作简便；当系统停车，本实用新型结构停止工作后，打开放水口上的阀门放掉箱体内部存水即可。当集水箱水位上升后，只需打开底部排水口上的排水阀，即可进行集水箱的排水操作。当箱体上的进水口出现故障时，补不进水，可以通过补气口连接氮气或者蒸汽，往箱体中吹扫，确保箱体安全运行。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的结构的俯视图。

附图标记说明：

1-箱体；2-进气管；3-排气管；4-集水箱；5-液位计；6-排水口；7-溢流口；8-放水口；9-刮板输送机；10-溢流槽；11-出渣口；12-补气口；13-进水口；14-补液箱。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，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；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例

一种气体密封装置，包括箱体1、进气管2、排气管3、溢流槽10和集水箱4。其中，箱体1上具有进气口、排气口；所述进气口位于箱体1底部；进气管2为直管，进气管2顶端穿过进气口伸入到箱体1内部；排气管3底端穿过排气口伸入到箱体1内部，排气管3底端端口所在水平面低于进气管2顶端端口所在水平面；溢流槽10为围绕进气管2内壁一周设置的环状结构，该溢流槽10的开口朝向进气管2顶端端口位置处；集水箱4与溢流槽10通过设置在溢流槽10上的连通口连通，用于收集流入到溢流槽10中的液体。

本实用新型使用前需要将本实用新型的气体密封装置的进气管2底端与粉煤热解系统的排气管道连通，并向箱体1内充入液体使箱体1内的液面高度达到正常的密封液位，该液面的高度可以通过增加设置溢流口的方式来确定，也可以直接通过加入的液体量来控制。加入液体后，由于进气管2底端位于液面上方，排气管3底端位于液体内，箱体1和集水箱4整体就处于密封的状态，本实用新型就实现了采用液体来隔绝系统排出的气体与外界空气的目的。箱体1内的气体会保持有一定的压力，且由于箱体1内常规采用的密封用液体为水，这个压力就称为水封压力。

正常运行时,本实用新型密封装置的水封压力与粉煤热解系统的压力持平，达到持续、稳定密封的效果。当粉煤热解系统的压力较高时，箱体1内正压力升高，促使箱体1内的水位降低，当水位降低到排气管3底端端口所在水平面时，冲破水封，箱体1内的气体通过排气管3排出箱体1实现减压。当粉煤热解系统处于负压时，箱体1内负压力升高，促使箱体1内的水位升高，排气管3内液面降低，当升高的液面与系统的负压抵消时，液面停止移动。当水位升高到高于进气管2顶端位置处时，升高的液面依然无法抵消系统的负压时，液面持续上升，进而使箱体1内的液体通过进气管2顶端端口流入到溢流槽10中，然后通过集水箱4收集溢流槽10中液体，即达到抵消系统负压的作用，同时还能避免箱体1中的液体流入到粉煤热解系统中，保证系统安全。

因此，通过本实用新型结构的设置，能够有效达到既能封正压又能封负压的效果。并且，通过上述结构的优化设置，还能避免箱体1内出现具有导气作用的90度弯头和水平管道，避免发生粉尘在设备及弯头和水平管道内沉积堵塞的问题，同时也能避免粉煤热解产生的含焦粉煤气容易在气体流道中析出焦油结焦并黏结粉尘导致气体流道的堵塞，非常适用于粉煤热解领域的煤气应用中，保证系统的稳定运行，效果非常显著。

在本实用新型的上述结构中，该集水箱4可以是箱体1的一部分，也可以是单独设置的一个部件，该集水箱4可以设置在箱体1内，也可以设置在箱体1外部。当本实用新型中的集水箱4设置在箱体1外部时，该集水箱4为一个密闭的腔体，腔体底端端面低于溢流槽10上的连通口，保证从连通口流出的液体能顺利进入到集水箱4中。当本实用新型中的集水箱4设置在箱体1内部时，集水箱4顶端高于进气管2的管口顶端位置处，集水箱4底端端面低于溢流槽10上的连通口，即溢流槽10需要设置在箱体1内部的进气管2上，能有效将从进气管2进入到溢流槽10中液体导入到集水箱4中。

为了实时了解集水箱4内液体高度，所述集水箱4外壁上还设置有液位计5。为了能排出集水箱4中液体，该集水箱4底部还设置有排水口6，当集水箱4位于箱体1外部时，只需直接在其底端设置一个排水口6即可，当集水箱4位于箱体内部时，该集水箱4底部设置的排水口6还需要贯穿箱体1后延伸到箱体1外部。

本实施例中，为了能达到最好的效果，并且简化制造难度，节约制造成本，将集水箱4与箱体1集合在一起设置。即，该箱体1、集水箱4和进气管2共用一个侧壁，如图1所示，该箱体1、集水箱4和进气管2均设置为方形结构，该溢流槽10为方形的环状结构，如图2所示，该进气管2内的溢流槽10通过设置在共用的侧壁上的连通口与集水箱4连通。

本实用新型通过上述结构的设置，虽然能够达到既能封正压又能封负压的效果，但是在排气管3管道内的液体量较少但负压又较大的情况下，排气管3内液体非常容易完全被排出到箱体1中，当排气管3内液体完全排出且此时箱体1内压力依然还小于排气管3管道内的压力时，会促使大气中的空气通过排气管3进入到箱体1内，影响系统的稳定运行。因此，本实用新型可以通过两种方式解决上述问题。

一种是优化排气管3的体积大小，并在负压状态时持续补水。设排气管3内，排气管3底端端口与初始液面之间的体积为v1；排气管3外箱体1内，进气管2顶端端口与初始液面之间的体积为v2；只要v1大于v2，并持续为箱体1内部补充液体即可。由于v1大于v2，因此，排气管3内液体并不会完全排出到箱体1中，依然能有效达到密封的性能。此时，系统的负压只能将进气管2中的水经过溢流槽10吸入集水箱4中，而不能将排气管3的空气直接通过箱体1和进气管2由上到下吸入到系统中，实现了隔绝空气的功能。

另一种是在本实用新型的箱体1上增加设置补液箱14，并且在负压状态下持续给水。只要增加的补液箱14的顶面高于排气管3底端端口所在水平面，且，补液箱14顶部设置有与大气连通的通口，该补液箱14底部与箱体1底部之间具有连通通道即可。通过上述补液箱14的设置，能为箱体1提供更多的补充液体，有效减小排气管3下降的液面高度，避免排气管3内液面降低到排气管3底端端口以下，更好的保证本实用新型封负压的效果。

本实用新型中可以采用上述任意一种方式，也可以同时采用上述两种方式达到本实用新型的目的。本实施例中优选采用具有补液箱14的方式，该方式不仅仅可以有效避免大气中的气体从排气管3底端端口进入到箱体1中；并且，还能有效为排出箱体1底部沉积的渣灰提供便利。具有原因和设置如下：

由于系统在紧急放散过程中气体携带出来大量的粉尘颗粒会在水封装置的箱体底部沉积，沉积的粉尘最终会导致现有技术中箱体上的排净口以及气体排放通道堵塞，导致水封装置不能平稳运行，存在安全隐患的问题。通过上述补液箱14的设置，不仅仅能克服负压较大，排气管3中液体量不能满足需求时，容易通过排气管3将大气中的气体抽吸到系统中的问题；还能有效为排出箱体1底部沉积的渣灰的刮板输送机的安装提供便利。具体的，所述连通通道的底面与补液箱14底面和箱体1底面位于同一平面上，所述补液箱14上不低于排气管3底端端口所在水平面的位置处还设置有出渣口11，所述箱体1的底面上还设置有将箱体1内沉积的粉尘颗粒通过连通通道后从补液箱14上的出渣口11排出的刮板输送机9，该刮板输送机9为电机驱动的可弯曲刮板输送机，由一侧电机驱动头轮，另一侧设置尾轮，中间设置过渡轮，头轮和尾轮的两端带动链条来回运转，链条上带有刮板可将粉尘清理出来。该可弯曲刮板输送机为现有技术，具体结构不再赘述，本实用新型中着重描述可弯曲刮板输送机与补液箱14之间的位置关系。本实用新型中该补液箱14一侧通过连通通道与箱体1底部连通，补液箱14另一侧顶端位置处设置出渣口11，且设置出渣口11的补液箱14侧面倾斜设置，与补液箱14地面呈大于90度的夹角，如图1所示，该可弯曲刮板输送机的尾轮设置在箱体1底部，头轮设置在补液箱14的出渣口11位置处，链条穿过连通通道同时与尾轮、过渡轮和头轮连接，通过链条上的刮板进而将粉尘颗粒输送出去，本实施例中，该箱体1与补液箱14之间共用一个侧壁，则该连通通道即为该共用侧壁下方的连通口结构，如图1所示。

通过上述刮板输送机9结构的优化，并结合补液箱14上出渣口11的设置，即可有效将箱体1内部沉积的渣灰排出箱体1内部，避免粉尘在箱体1底部发生沉积堵塞。

本实用新型的结构中还具有溢流口7、进水口13、放水口8和补气口12等结构。进水口13、放水口8既可以设置在箱体1上，也可以设置在补液箱14上。所述溢流口7位于排气管3底端端口与进气管2顶端端口之间的高度位置处，所述出渣口11的位置高于溢流口7，放水口8位于进气管2底端端口所在平面的下方的底壁或侧壁上。本实用新型通过进水口13的设置可以为箱体1补充液体，通过溢流口7的设置可以确定箱体1内的初始水位高度，同时在负压补水时，还能有效将补水后装置内的液面高度始终保持在溢流口7所在高度位置处，通过放水口8的设置可以将箱体1内液体排出，通过补气口12的设置可以为本实用新型的装置或者本实用新型应用的系统补充气体。

本实施例中该溢流口7、进水口13均设置在补液箱14上，且进水口13位于补液箱14的顶面上，溢流口7位于补液箱14的侧面上，如图1和图2所示。该放水口8设置在箱体1的底部位置处，当在事故状态下，遇到系统需要紧急泄压时，打开放水口8上的阀门，即可快速放掉部分液体，进而降低液位，系统的气体就可以通过排气管3快速释放。该补气口12设置在箱体1的上端部或顶部位置处，在负压状态下或进水口13无法进水时，可以通过补气口12连接氮气或者蒸汽，往箱体1中吹扫，既可以防止空气和水吸入系统，又可防止负压过低，确保系统安全运行。

本实用新型中所述箱体1侧壁上还设置有另一个液位计5，可以有效测量箱体内体面高度，当箱体内液面高度过高或过低时，均能及时予以显示，操作人员根据显示结果进行处理，进一步保证系统运行的稳定性。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。