技术领域本发明涉及冶金行业中煤气供给与回收的技术领域，特别涉及一种进出气装置和具有柜边进出气结构的煤气柜。
背景技术：
冶金行业能源消耗大，容易污染环境。随着钢铁企业生产规模的快速增长，富余煤气不断增长，煤气柜在煤气系统中起煤气供求动态平衡、稳定管网压力的作用，广泛应用于煤气回收和供给系统。现有技术中，煤气柜进出管网的压力波动较大，一般大于3％，实际生产中要求煤气波动在±3％以内，现有的煤气柜由煤气柜侧壁、煤气柜底板和柜顶活塞组成密闭容器，利用具有一定重量的柜顶活塞维持煤气柜的内部压力在较小范围内波动。储气压力较低的煤气柜，如多边形稀油密封煤气柜、膜密封型煤气柜和湿式柜通常采用柜边进出气结构，以节省投资。储气压力较高的煤气柜，如可隆高煤气柜，由于活塞质量大、活塞速度快，一般采用柜底中心进出气结构。采用柜边进出气结构的煤气柜进出气装置，包括从煤气柜外水平进入到煤气柜中心的水平进出气管道和竖直设置在煤气柜中心并与水平进出管道连通的气流导向管。在水平进出气管道上位于煤气柜外部的管段上设置有人孔，以便对管道进行检查、维修。煤气柜进出气管道一般设置在柜体侧壁，由具有一定截面的管道将煤气引入煤气柜内，由于煤气气流的气流流入柜体内封闭空间，随着气量的增加，柜顶活塞上升，同时气流在煤气柜内形成气旋，造成柜顶活塞压力分布不均，容易发生偏心和漂移，造成柜顶活塞升降不畅，甚至发生阻力过大和卡滞的情况，造成柜顶活塞的突然升高或坠落，引起煤气柜内压力波动较大，对生产造成影响。
技术实现要素：
为解决上述的技术问题，本发明提出一种进出气装置和煤气柜，进出气装置能引导气流的流向，缓冲气流的流速；从而煤气柜能减少煤气流股对柜顶活塞造成的偏心冲击，避免柜顶活塞的旋转、漂移。本发明提出一种进出气装置，所述进出气装置包括：水平设置的第一管道和竖直设置的第二管道，所述第二管道的下端开口与所述第一管道的一端开口连通形成进出气通道；在所述第二管道中竖直设置一扭转叶片，所述扭转叶片包括叶片本体，所述叶片本体经其中部相对扭转，在所述叶片本体的两侧对应形成呈螺旋状上升的第一气流通道和第二气流通道。作为一种可实施的方式，所述叶片本体关于所述叶片本体沿竖直方向的轴线对称，所述叶片本体的横截面呈长方形，所述叶片本体在各横截面的长度相同，或者所述叶片本体在各横截面的长度从下到上逐渐减小或增大。作为一种可实施的方式，所述叶片本体的厚度从下到上保持一致、所述叶片本体的厚度从下到上逐渐减小，或者所述叶片本体的厚度从下到上逐渐增大。进一步地，所述扭转叶片固定设置在所述第二管道内，所述扭转叶片的下端面上沿长度方向的中心线与所述第一管道的轴线重合或相交。进一步地，在所述第二管道内横向设置一条形固定板，在所述第二管道的内壁上设置定位槽，所述条形固定板的两端固定在所述定位槽内；所述条形固定板的中心沿竖向开设定位孔，所述扭转叶片的上端面的中心固定设置一朝上凸伸的限位柱，所述限位柱与所述定位孔配合卡紧。进一步地，所述扭转叶片的材料为有机玻璃、金属、陶瓷、橡胶和塑料中的任意一种。更进一步地，所述条形固定板的下表面的形状与所述扭转叶片的上端面的形状相匹配，所述条形固定板的下表面紧压在所述扭转叶片的上端面上。更进一步地，所述定位槽为两个对称设置在所述第二管道的内壁上的凹槽，所述条形固定板的两端分别卡紧在各所述凹槽内，或者所述定位槽为沿所述第二管道的周向设置在所述第二管道的内壁上的环形凹槽，所述条形固定板的两端分别通过锁紧件卡紧在所述环形凹槽内。作为一种可实施的方式，所述定位孔的横截面呈多边形。进一步地，所述叶片本体沿竖直方向的轴线与所述第二管道的轴线重合。进一步地，所述叶片本体的扭转角度大于90度且小于180度。本发明还提出一种煤气柜，所述煤气柜包括具有内部空腔的柜体和进出气装置，所述进出气装置为上述的进出气装置；第一管道水平贯穿所述柜体的底部侧壁，其两端分别位于所述柜体外和所述柜体内；第二管道沿所述内部空腔的轴线竖直设置在所述内部空腔内，所述第二管道的下端开口与所述第一管道在所述柜体内的端部开口连通形成进出气通道。本发明相比于现有技术的有益效果在于：本发明的进出气装置能引导气流的流向，缓冲气流的流速；本发明的煤气柜使进入内部空腔的煤气流股经过进出气装置中设置的扭转叶片，利用扭转叶片的旋流转向作用，使煤气流股从第二管道的上端开口流出时受到干扰，将煤气流股的流向引导到竖直方向，避免了对柜体侧壁的冲击。同时，扭转叶片有效地分散了煤气流股，对煤气流股产生了缓冲，使煤气流股能均匀地排放到内部空腔中，从而避免了煤气流股对柜顶活塞的局部冲击，减少了煤气流股对柜顶活塞的偏心冲击，使柜顶活塞受到的压力分布均匀，避免柜顶活塞的旋转、漂移或卡滞，实现了柜顶活塞的自平衡和动态平衡。本发明的结构简单，扭转叶片的加工、制造和安装也很简便，使煤气柜能持续不断地存储煤气，降低了生产成本，保证了煤气输送的质量。附图说明图1为本发明的煤气柜的整体结构示意图；图2为本发明的煤气柜的进出气装置实施例一的主视示意图；图3为本发明的煤气柜的进出气装置实施例一的俯视示意图；图4为本发明的煤气柜的扭转叶片实施例一的主视示意图；图5为本发明的煤气柜的扭转叶片实施例一的俯视示意图；图6为本发明的煤气柜的扭转叶片实施例二的俯视示意图；图7为本发明的煤气柜的扭转叶片实施例三的主视示意图；图8为本发明的煤气柜的扭转叶片实施例三的俯视示意图；图9为本发明的煤气柜的扭转叶片实施例四的主视示意图；图10为本发明的煤气柜的扭转叶片实施例四的俯视示意图；图11为本发明的煤气柜的进出气装置实施例二的俯视示意图；图12为本发明的煤气柜的进出气装置实施例三的俯视示意图；图13为本发明的煤气柜的进出气装置实施例四的俯视示意图；图14为本发明的煤气柜的进出气装置实施例五的俯视示意图；图15为图2的局部放大示意图；图16为图15的俯视示意图；图17为本发明的煤气柜的条形固定板的结构示意图；图18为本发明的煤气柜的条形固定板在安装状态的连接关系示意图；图19为图18中A处的局部放大示意图。附图标记：10-柜体；20-进出气装置；22-第一管道；24-第二管道；26-扭转叶片；262-限位柱；264-扭转叶片的下端面；266-扭转叶片的上端面；32-条形固定板；322-定位孔；34-凹槽。具体实施方式以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的部分实施例，而不是全部实施例。请参阅图1、图2和图3所示，本发明提出一种进出气装置20，包括水平设置的第一管道22和竖直设置的第二管道24，第二管道24的下端开口与第一管道22的一端开口连通形成进出气通道。如图2所示，在第二管道24中竖直设置一扭转叶片26，扭转叶片26包括叶片本体，叶片本体经其中部相对扭转，在叶片本体的两侧对应形成呈螺旋状上升的第一气流通道和第二气流通道。本发明还提出一种煤气柜，包括具有内部空腔的柜体10和上述的进出气装置20。第一管道22水平贯穿柜体10的底部侧壁，第一管道22的两端分别位于柜体10外和柜体10内；第二管道24沿内部空腔的轴线竖直设置在内部空腔内，第二管道24的下端开口与第一管道22在柜体10内的端部开口连通形成进出气通道，用于煤气的流通。进出气装置能引导气流的流向，缓冲气流的流速。从第一管道22进入的气流经螺旋形的第一气流通道和\\或第二气流通道进入到第二管道24内，流速得到缓冲。在煤气柜中，进入柜体10的内部空腔的煤气流股，经过第二管道24中设置的扭转叶片26，利用扭转叶片26的旋流转向作用，使煤气流股从第二管道24的上端开口流出时受到干扰，将煤气流股的流向引导到竖直方向，避免了对柜体侧壁的冲击。同时，扭转叶片26具有较大的表面积，煤气流股能被扩散到更大范围内，扭转叶片26有效地分散了煤气流股，对煤气流股产生了缓冲，使煤气流股能均匀地排放到内部空腔中，从而避免了煤气流股对柜顶活塞的局部冲击，减少了煤气流股对柜顶活塞的偏心冲击，使柜顶活塞受到的压力分布均匀，避免柜顶活塞的旋转、漂移或卡滞，实现了柜顶活塞的自平衡和动态平衡。请参阅图4和图5所示，也就是说，扭转叶片26由一呈扁平状的叶片本体经扭转制成，叶片本体绕叶片本体沿竖直方向的轴线扭转。如图4所示，扭转叶片26包括从上到下依次连接的上导流部和下导流部，上导流部的下端与下导流部的上端对接，从而在叶片本体的两侧形成上下贯通的第一气流通道和第二气流通道，第一气流通道和第二气流通道均呈螺旋形上升。上导流部为图4中所示的倒置的三角形，下导流部为图4中所示的正立的三角形，上导流部的下端与下导流部的上端在正立的三角形的顶点处(扭转叶片26的中部)平顺对接，叶片本体绕叶片本体沿竖直方向的轴线从下到上匀速同向(顺时针或逆时针)扭转形成扭转叶片26，使第一气流通道和第二气流通道能顺畅地导引气流。作为一种可实施的方式，叶片本体关于叶片本体沿竖直方向的轴线对称，叶片本体的横截面呈长方形；如图5所示，在扭转叶片26的实施例一中，叶片本体在各横截面的长度相同，叶片本体从下往上顺时针扭转，形成上下等径的叶片结构；请参阅图6所示，在扭转叶片26的实施例二中，叶片本体在各横截面的长度相同，但是叶片本体从下往上逆时针扭转，形成上下等径的叶片结构。或者叶片本体在各横截面的长度从下到上逐渐减小或增大，请参阅图7和图8所示，在扭转叶片26的实施例三中，叶片本体在各横截面的长度从下到上逐渐增大，叶片本体从下往上逆时针扭转，形成上下不等径的叶片结构。请参阅图9和图10所示，在扭转叶片26的实施例四中，叶片本体在各横截面的长度从下到上逐渐增大，叶片本体从下往上逆时针扭转，形成上下不等径的叶片结构。设计扭转叶片26的三维模型时，先绘制一个矩形，并找出矩形的中垂线，该矩形沿中垂线向上匀速扫描，同时该矩形绕中垂线匀速旋转，从而得到扭转叶片26。本发明的结构简单，扭转叶片26的加工、制造和安装也很简便，成本低，可以广泛推广运用，也能很方便地将扭转叶片26的结构加装到现有的煤气柜中，不必改进煤气柜的其他结构，方便推广使用。本发明的煤气柜减少了柜顶活塞发生漂移和卡滞的几率，从而使煤气柜能持续不断地存储煤气，从而使输出煤气的成本降低，保证了煤气输送的质量。较优地，叶片本体在各横截面的长度从下到上逐渐增大时，具有最佳的扰流效果，扭转叶片26形成直径下小上大的叶片结构，使气流从下到上在较大的叶片表面积上逐渐得到缓冲，气流速度逐渐降低，避免气流流速过快对柜体侧壁和柜顶活塞造成冲击。叶片本体在各横截面的长度相同的扰流效果次之，扰流效果相对较差的是叶片本体在各横截面的长度从下到上逐渐减小的扭转叶片26。作为一种可实施的方式，如图5、图6和图8所示，本发明的扭转叶片26的实施例一、二和三中，叶片本体的厚度从下到上保持一致。还可以使叶片本体的厚度从下到上逐渐减小，或者叶片本体的厚度从下到上逐渐增大。如图9和图10所示，在扭转叶片26的实施例四中，叶片本体的厚度从下到上逐渐增大。进一步地，扭转叶片26固定设置在第二管道24内，扭转叶片的下端面264上沿长度方向的中心线与第一管道22的轴线重合或相交。安装扭转叶片26时，可以根据煤气柜的结构，灵活调整扭转叶片的下端面264沿长度方向的中心线与第一管线22的轴线的夹角，不同的夹角产生不同的旋流效果，形成不同的气流流场分布，满足不同结构的煤气柜对气流的实际需要。在图3所示的进出气装置20实施例一中，采用的扭转叶片26的叶片本体的厚度从下到上保持一致，叶片本体在各横截面的长度相同，且为从下往上顺时针扭转形成，扭转叶片的下端面264上沿长度方向的中心线与第一管道22的轴线之间的夹角等于扭转叶片的上端面266上沿长度方向的中心线与第一管道22的轴线之间的夹角，即扭转叶片26的正面(与扭转方向一致的叶片表面)正对第一管道22所在的方向。可设定扭转叶片26的正面螺旋形成的为第一气流通道，扭转叶片26的背面螺旋形成第二气流通道，此时，第一管道22内进入的气流垂直进入第一气流通道。请参阅图11所示，进出气装置20实施例二与进出气装置20实施例一的区别在于，扭转叶片的下端面264上沿长度方向的中心线与第一管道22的轴线重合，扭转叶片26的的正面朝向第一管道22所在的方向，此时，第一管道22内进入的气流能沿叶片本体的两侧表面进入第一气流通道和第二气流通道。请参阅图12所示，进出气装置20实施例三与进出气装置20实施例一的区别在于，扭转叶片26的的正面的法线垂直于第一管道22的轴线，此时，第一管道22内进入的气流进入第二气流通道。请参阅图13所示，进出气装置20实施例四与进出气装置20实施例一的区别在于，扭转叶片的下端面264上沿长度方向的中心线与第一管道22的轴线重合，但扭转叶片26的正面背向第一管道22所在的方向，此时，第一管道22内进入的气流能沿叶片本体的两侧表面进入第一气流通道和第二气流通道。请参阅图14所示，进出气装置20实施例五与进出气装置20实施例一的区别在于，扭转叶片的下端面264上沿长度方向的中心线垂直于第一管道22的轴线，扭转叶片26的的正面背向第一管道22所在的方向，此时，第一管道22内进入的气流垂直进入第二气流通道。进一步地，请查阅图15和图16所示，在第二管道24内横向设置一条形固定板32，在第二管道24的内壁上设置定位槽，条形固定板32的两端固定在定位槽内。请参阅图17所示，条形固定板32的中心沿竖向开设定位孔322，如图16所示，扭转叶片的上端面266的中心固定设置一朝上凸伸的限位柱262，限位柱262与定位孔322配合卡紧。图16中限位柱262可通过螺栓固定到扭转叶片26的上端面。作为另一种可实施的方式，扭转叶片26还可以能转动地设置在第二管道24内，在煤气流股的冲击下，扭转叶片26能随气流旋转，扭转叶片26利用自身的扭转结构，对煤气流股进行发散并导引其流向。此时扭转叶片26和第二管道24需要采用不会产生火花的材质，如非金属材料制成，保证生产安全。进一步地，本发明中，扭转叶片26的材料为有机玻璃、金属、陶瓷、橡胶或塑料中的任意一种。为保证使用强度，提高使用寿命，扭转叶片26采用铜合金、纯铜、不锈钢、铸铁、铸钢等金属材质制成。由于煤气属于易燃易爆的气体，采用金属材质制作扭转叶片26时，扭转叶片26必须确保不能在第二管道24内自由旋转，避免旋转时与其他零件摩擦产生电火花。为确保煤气柜的安全并同时使扭转叶片26具有较高的耐冲击性能，在气流冲击不会损坏扭转叶片26的前提下，优先采用橡胶、塑料、耐火材料等非金属材料制作扭转叶片26。更进一步地，如图15所示，条形固定板32的下表面的形状与扭转叶片26的上端面的形状相匹配，条形固定板32的下表面紧压在扭转叶片的上端面266上，从而将扭转叶片26可靠限定在第二管道24中，即使在煤气流股的强大冲击下，扭转叶片26的位置也不会偏移，稳定地将煤气流股的流向由水平方向完全偏转到竖直方向。扭转叶片的下端面264与第一管道22的最高处平齐，或者扭转叶片的下端面264略高于第一管道22的最高处。更进一步地，请参阅图18和图19所示，定位槽为两个对称设置在第二管道24的内壁上的凹槽34，条形固定板32的两端分别卡紧在各凹槽34内，可以在第二管道24的内壁上设置多对对称设置的凹槽34，从而能根据扭转叶片26的安装角度，灵活地选择其中一对凹槽34安装条形固定板32。或者定位槽为沿第二管道24的周向设置在第二管道24的内壁上的环形凹槽34，条形固定板32的两端分别通过锁紧件卡紧在环形凹槽34内，环形凹槽34能更方便地根据扭转叶片26的安装角度调整条形安装板32，使之与扭转叶片的上端面266配合压紧。作为一种可实施的方式，定位孔322的横截面呈多边形。如图17所示，定位孔322的横截面为六边形。相应地，扭转叶片的上端面266上的限位柱262的横截面也为六边形，六边形的结构不仅方便加工，还能使卡紧更可靠。还可以将定位孔322的横截面设计为其他的形状，如矩形，或者使定位孔322的横截面形状与限位柱262的横截面形状不同，只要能实现定位孔322与限位柱262的配合卡紧即可。进一步地，叶片本体沿竖直方向的轴线与第二管道24的轴线重合，这样使扭转叶片26正立在第二管道24的中心位置上，能使扭转叶片26尽可能多地接触到从第一管道22进入的气流，大部分气流能进入第一气流通道和/或第二气流通道内被缓冲，而且对气流具有最佳的导引效果，避免气流对柜体的强冲击。进一步地，扭转角度大于90度且小于180度，扭转叶片26的扭转角度还可在较大范围内选取，顺时针或逆时针的扭转角度可在360度内。本发明的扭转叶片26的实施例一、二、三、四中，扭转角度均为120度。扭转叶片26的直径范围为1000mm～5000mm，高度范围为1000mm～5000mm，厚度范围为30mm～2000mm。可以对扭转叶片26的模型进行有限元仿真分析，针对仿真分析预测出的气流流场分布，根据需要确定扭转叶片26的尺寸。本发明的煤气柜中，将扭转叶片26固定设置到进出气装置20中的主要过程如下：扭转叶片26放置到第二管道24中，将扭转叶片26的限位柱262卡紧到条形固定板32的定位孔322中，调整扭转叶片26的安装角度，即调整扭转叶片的下端面264沿长度方向的中心线与第一管道22的轴线的夹角，调整到位后，将条形固定板32的两端固定到第二管道24内壁上的凹槽34内。以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。