一种铜冶炼还原用天然气配气装置的制作方法

1.本发明涉及天然气输送设备技术领域，具体为一种铜冶炼还原用天然气配气装置。


背景技术：

2.铜广泛分布在岩层中，要将铜从矿石中还原出来所需温度低于铁，人类最早冶炼的金属便是铜，通过现代工业冶炼的铜质，其纯度可以达到99.99％以上，铜在生活以及工业生产中随处可见其身影，使用天然气煅烧铜矿对铜进行冶炼是最常见的一种方式，工厂从天然气管线中引入天然气，用于若干个高炉的加热，在高炉启动工作时，若没有配气装置，供气的初始阶段会导致天然气管线中气压降过大，引起火焰蔓延到管道内部，造成安全隐患，其次铜在冶炼的过程中需要时刻监测高炉内的温度，以防其他杂质熔炼到铜水中，这便需要配置额外的测温装置控制天然气的气流量，若不加以控制，则天然气的损耗则会变高，造成天然气能源的浪费。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种铜冶炼还原用天然气配气装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种铜冶炼还原用天然气配气装置，包括天然气管线、高炉、恒压罐，所述恒压罐的底部连接有进气管，所述进气管的一端与天然气管线相接通，所述恒压罐的顶部连接有出气管，所述出气管的一端连接有若干个配气管，每个所述配气管的一端与高炉连接，所述恒压罐上设置有调压组件，所述进气管的中部设置有插板闸阀，所述调压组件控制插板闸阀运动，每个所述配气管上设置有温控配气组件，每个所述温控配气组件调节高炉进气的大小。
5.进一步的，所述调压组件包括检压管、调压螺柱，所述检压管的一端伸入到恒压罐内部，检压管的内部滑动设置有检压活塞，检压管远离恒压罐的一端转动安装有蜗轮，检压管的内壁上开设有一段内螺纹，所述调压螺柱与检压管螺纹连接，调压螺柱外侧开设有滑槽，所述蜗轮的中部空心设置，蜗轮的中部设置有与滑槽相配合的凸块，所述凸块与滑槽滑动连接，操作人员在启用配气装置前通过调节调压组件，调整恒压罐中的储气压力，使得恒压罐中具备一定的储气量再向高炉中供气，避免供气的初始阶段气压降过大引起火焰蔓延到管道内部。
6.进一步的，所述检压活塞与调压螺柱之间设置有开启弹簧，所述调压组件包括伺服电机、蜗杆，所述伺服电机设置在恒压罐的顶部，所述蜗杆连接在伺服电机上，蜗杆与蜗轮啮合传动，天然气管线中的天然气通过进气管进入到恒压罐中，气压推动检压活塞在检压管内移动，控制系统使得伺服电机通电工作，伺服电机带动蜗杆转动，蜗杆带动蜗轮旋转，蜗轮带动调压螺柱同时转动，调压螺柱旋转时在螺纹的带动下在检压管内部移动，当调压螺柱向上移动时，调压螺柱的底部与检压活塞之间的距离增大，开启弹簧变得松弛，当调
压螺柱向下移动时，调压螺柱的底部与检压活塞之间的距离减小，开启弹簧被压紧，意味着恒压罐中天然气的气压需要更高，才能将检压活塞在检压管中推的位置越高，操作人员通过控制伺服电机调整调压螺柱的位置，进而调整开启弹簧的紧迫程度，将恒压罐中天然气的气压转变为检压活塞的位移，以便于利用检压活塞的位移调整插板闸阀的开闭程度。
7.进一步的，所述蜗杆远离伺服电机的一端同轴设置有从动链轮，所述调压组件包括减速器，所述减速器设置在恒压罐的一侧，所述减速器的输出轴上连接有主动链轮，所述主动链轮与从动链轮之间连接有链条，所述减速器的输入轴上连接有调压手柄，当人工对调压螺柱的位置进行调节时，操作人员拨动调压手柄转动，调压手柄通过减速器后带动主动链轮转动，主动链轮通过链条带动从动链轮转动，从动链轮同时带动蜗杆进行旋转，以此带动调压螺柱转动调节位置，实现了手动控制和自动控制的结合。
8.进一步的，所述恒压罐上设置有支撑架，所述支撑架上转动设置有杠杆，所述杠杆靠近恒压罐的一端开设有短滑槽，所述检压活塞的一端设置有销子，所述销子滑动安装在短滑槽中，所述杠杆远离短滑槽的一端转动设置有连杆，所述连杆的一端与插板闸阀中的插板转动连接，检压活塞的高度越高，说明恒压罐中的压力越大，检压活塞将杠杆向上顶，杠杆连接连杆的一端向下压，连杆将插板闸阀的插板向下移动，将插板闸阀的内部关小或者关闭，直到恒压罐中的压力降低，检压活塞下降高度，插板闸阀被打开，天然气管线中的天然气对恒压罐进行补充，使得恒压罐内部的压力保持恒定。
9.进一步的，所述温控配气组件包括陶瓷连接管，所述陶瓷连接管设置在配气管与高炉之间，陶瓷连接管的外侧环绕设置有散热翅片，所述散热翅片的上方设置有蒸发盒，所述蒸发盒的上方设置有弹性盖板，所述弹性盖板与蒸发盒密封连接，配气管中部还设置有电磁阀，电磁阀对配气管进行封闭，陶瓷连接管耐高温，热膨胀系数小，用来作为高炉与配气管之间的连接，既能够承受高炉的高温，又能够减小衔接位置热膨胀引起的变形，极大地保证了连接的密封性，防止天然气泄漏，当高炉内部的温度超过铜的冶炼温度后，高炉内的压力也随之升高，高炉内的火焰受压力影响向配气管方向串动，使得陶瓷连接管被迅速加热，散热翅片将陶瓷连接管的热量向往散出，蒸发盒的底部被加热，蒸发盒存有水，水被加热后气化使得弹性盖板向上隆起，弹性盖板与蒸发盒之间的压力迅速降低。
10.进一步的，所述蒸发盒上连接有抽水管、出水管，所述温控配气组件包括水箱，所述抽水管的一端位于水箱中，所述抽水管及出水管的内部均通过金属弹片连接有挡片，两个所述挡片分别对抽水管及出水管进行封堵，所述抽水管内挡片运动方向与出水管内挡片的运动方向相反，抽水管从水箱中抽水填充到弹性盖板与蒸发盒之间，蒸发盒温度降低，蒸汽液化，弹性盖板复位，蒸发盒中的水通过出水管挤到液压缸中，弹性盖板在反复工作的过程中，使得越来越多的水被挤入液压缸内，针形阀芯向下运动，将截断阀体的内部关小，减少进入到高炉中天然气的流量，降低高炉的燃烧温度。
11.进一步的，所述温控配气组件包括截断阀体，所述截断阀体设置在配气管的中部，所述截断阀体的上方设置有液压缸，所述液压缸内部滑动设置有针形阀芯，所述针形阀芯伸入到截断阀体内，针形阀芯对截断阀体进行封堵，所述针形阀芯与液压缸之间设置有复位弹簧，所述出水管的一端与液压缸相连接，所述液压缸上还连接有回水管，所述回水管的中部设置有节流阀，回水管的一端位于水箱中，复位弹簧将针形阀芯向上项，带动针形阀芯复位，液压缸内的水通过回水管流回到水箱中，但受到节流阀对水流量控制的影响，针形阀
芯的复位缓慢，若一直有水从出水管中流入液压缸内，则针形阀芯的复位时间约缓慢，直到高炉的温度降至正常范围，弹性盖板不在工作，针形阀芯逐渐恢复到原位，针形阀芯将截断阀体完全打开，通过监控高炉的温度和压力，利用高炉中的火焰加热蒸发盒与弹性盖板之间的水，使得截断阀体控制对高炉中的进气量，达到配气控制高炉温度的效果，起到节约天然气的目的，同时防止高温影响到配气组件的工作，避免配气组件被烧坏的几率。
12.与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
13.1、通过自动控制以及手动控制相结合的方式，调整调压螺柱的位置，进而调整开启弹簧的紧迫程度，将恒压罐中天然气的气压转变为检压活塞的位移，以便于利用检压活塞的位移调整插板闸阀的开闭程度，天然气管线中的天然气对恒压罐进行补充，使得恒压罐内部的压力保持恒定，满足多个高炉同时进行使用，避免供气的初始阶段气压降过大引起火焰蔓延到管道内部。
14.2、通过监控高炉的温度和压力，利用高炉中的火焰加热蒸发盒与弹性盖板之间的水，使得截断阀体控制对高炉中的进气量，达到配气控制高炉温度的效果，起到节约天然气的目的，同时防止高温影响到配气组件的工作，避免配气组件被烧坏的几率。
附图说明
15.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
16.图1是本发明的外观结构前视示意图；
17.图2是本发明的外观结构侧视示意图；
18.图3是本发明的内部结构示意图；
19.图4是本发明图3中a区域的局部放大图；
20.图5是本发明配气管部分的结构示意图；
21.图6是本发明配气管的连接结构示意图；
22.图7是本发明的抽水管内部结构示意图；
23.图8是本发明调压螺柱部分的结构示意图；
24.图中：1、恒压罐；2、进气管；3、插板闸阀；4、检压管；5、检压活塞；6、开启弹簧；7、蜗轮；8、调压螺柱；9、蜗杆；10、伺服电机；11、支撑架；12、杠杆；13、连杆；14、从动链轮；15、主动链轮；16、链条；17、减速器；18、调压手柄；19、出气管；20、配气管；21、陶瓷连接管；22、高炉；23、散热翅片；24、水箱；25、蒸发盒；26、弹性盖板；27、抽水管；28、出水管；29、挡片；30、截断阀体；31、针形阀芯；32、复位弹簧；33、回水管；34、节流阀。
具体实施方式
25.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一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
26.请参阅图1-图8，本发明提供技术方案：一种铜冶炼还原用天然气配气装置，包括天然气管线、高炉22、恒压罐1，恒压罐1的底部连接有进气管2，进气管2的一端与天然气管
线相接通，恒压罐1的顶部连接有出气管19，出气管19的一端连接有一个配气管20，每个配气管20的一端与高炉22连接，恒压罐1上设置有调压组件，进气管2的中部设置有插板闸阀3，调压组件控制插板闸阀3运动，每个配气管20上设置有温控配气组件，每个温控配气组件调节高炉22进气的大小。
27.调压组件包括检压管4、调压螺柱8，检压管4的一端伸入到恒压罐1内部，检压管4的内部滑动设置有检压活塞5，检压管4远离恒压罐1的一端转动安装有蜗轮7，检压管4的内壁上开设有一段内螺纹，调压螺柱8与检压管4螺纹连接，调压螺柱8外侧开设有滑槽，蜗轮7的中部空心设置，蜗轮7的中部设置有与滑槽相配合的凸块，凸块与滑槽滑动连接，检压活塞5与调压螺柱8之间设置有开启弹簧6，调压组件包括伺服电机10、蜗杆9，伺服电机10设置在恒压罐1的顶部，蜗杆9连接在伺服电机10上，蜗杆9与蜗轮7啮合传动，蜗杆9远离伺服电机10的一端同轴设置有从动链轮14，调压组件包括减速器17，减速器17设置在恒压罐1的一侧，减速器17的输出轴上连接有主动链轮15，主动链轮15与从动链轮14之间连接有链条16，减速器17的输入轴上连接有调压手柄18。
28.操作人员在启用配气装置前通过调节调压组件，调整恒压罐1中的储气压力，使得恒压罐1中具备一定的储气量再向高炉22中供气，天然气管线中的天然气通过进气管2进入到恒压罐1中，气压推动检压活塞5在检压管4内移动，控制系统使得伺服电机10通电工作，伺服电机10带动蜗杆9转动，蜗杆9带动蜗轮7旋转，蜗轮7带动调压螺柱8同时转动，调压螺柱8旋转时在螺纹的带动下在检压管4内部移动，当调压螺柱8向上移动时，调压螺柱8的底部与检压活塞5之间的距离增大，开启弹簧6变得松弛，当调压螺柱8向下移动时，调压螺柱8的底部与检压活塞5之间的距离减小，开启弹簧6被压紧，意味着恒压罐1中天然气的气压需要更高，才能将检压活塞5在检压管4中推的位置越高，操作人员通过控制伺服电机10调整调压螺柱8的位置，进而调整开启弹簧6的紧迫程度，将恒压罐1中天然气的气压转变为检压活塞5的位移，以便于利用检压活塞5的位移调整插板闸阀3的开闭程度，当人工对调压螺柱8的位置进行调节时，操作人员拨动调压手柄18转动，调压手柄18通过减速器17后带动主动链轮15转动，主动链轮15通过链条16带动从动链轮14转动，从动链轮14同时带动蜗杆9进行旋转，以此带动调压螺柱8转动调节位置，实现了手动控制和自动控制的结合。
29.恒压罐1上设置有支撑架11，支撑架11上转动设置有杠杆12，杠杆12靠近恒压罐1的一端开设有短滑槽，检压活塞5的一端设置有销子，销子滑动安装在短滑槽中，杠杆12远离短滑槽的一端转动设置有连杆13，连杆13的一端与插板闸阀3中的插板转动连接，检压活塞5的高度越高，说明恒压罐1中的压力越大，检压活塞5将杠杆12向上顶，杠杆12连接连杆13的一端向下压，连杆13将插板闸阀3的插板向下移动，将插板闸阀3的内部关小或者关闭，直到恒压罐1中的压力降低，检压活塞5下降高度，插板闸阀3被打开，天然气管线中的天然气对恒压罐1进行补充，使得恒压罐1内部的压力保持恒定。
30.温控配气组件包括陶瓷连接管21，陶瓷连接管21设置在配气管20与高炉22之间，陶瓷连接管21的外侧环绕设置有散热翅片23，散热翅片23的上方设置有蒸发盒25，蒸发盒25的上方设置有弹性盖板26，弹性盖板26与蒸发盒25密封连接，配气管20中部还设置有电磁阀(图中未画出)，电磁阀对配气管20进行封闭，陶瓷连接管21耐高温，热膨胀系数小，用来作为高炉22与配气管20之间的连接，既能够承受高炉22的高温，又能够减小衔接位置热膨胀引起的变形，极大地保证了连接的密封性，防止天然气泄漏，当高炉22内部的温度超过
铜的冶炼温度后，高炉22内的压力也随之升高，高炉22内的火焰受压力影响向配气管20方向串动，使得陶瓷连接管21被迅速加热，散热翅片23将陶瓷连接管21的热量向往散出，蒸发盒25的底部被加热，蒸发盒25存有水，水被加热后气化使得弹性盖板26向上隆起，弹性盖板26与蒸发盒25之间的压力迅速降低。
31.蒸发盒25上连接有抽水管27、出水管28，温控配气组件包括水箱24，抽水管27的一端位于水箱24中，抽水管27及出水管28的内部均通过金属弹片连接有挡片29，两个挡片29分别对抽水管27及出水管28进行封堵，抽水管27内挡片29运动方向与出水管28内挡片29的运动方向相反，温控配气组件包括截断阀体30，截断阀体30设置在配气管20的中部，截断阀体30的上方设置有液压缸，液压缸内部滑动设置有针形阀芯31，针形阀芯31伸入到截断阀体30内，针形阀芯31对截断阀体30进行封堵，针形阀芯31与液压缸之间设置有复位弹簧32，出水管28的一端与液压缸相连接，液压缸上还连接有回水管33，回水管33的中部设置有节流阀34，回水管33的一端位于水箱24中。
32.抽水管27从水箱24中抽水填充到弹性盖板26与蒸发盒25之间，蒸发盒25温度降低，蒸汽液化，弹性盖板26复位，蒸发盒25中的水通过出水管28挤到液压缸中，弹性盖板26在反复工作的过程中，使得越来越多的水被挤入液压缸内，针形阀芯31向下运动，将截断阀体30的内部关小，减少进入到高炉22中天然气的流量，降低高炉22的燃烧温度，复位弹簧32将针形阀芯31向上顶，带动针形阀芯31复位，液压缸内的水通过回水管33流回到水箱24中，但受到节流阀34对水流量控制的影响，针形阀芯31的复位缓慢，若一直有水从出水管28中流入液压缸内，则针形阀芯31的复位时间约缓慢，直到高炉22的温度降至正常范围，弹性盖板26不在工作，针形阀芯31逐渐恢复到原位，针形阀芯31将截断阀体30完全打开，通过监控高炉22的温度和压力，利用高炉22中的火焰加热蒸发盒25与弹性盖板26之间的水，使得截断阀体30控制对高炉22中的进气量，达到配气控制高炉22温度的效果，起到节约天然气的目的，同时防止高温影响到配气组件的工作，避免配气组件被烧坏的几率。
33.本发明的工作原理：操作人员在启用配气装置前通过调节调压组件，调整恒压罐1中的储气压力，使得恒压罐1中具备一定的储气量再向高炉22中供气，天然气管线中的天然气通过进气管2进入到恒压罐1中，气压推动检压活塞5在检压管4内移动，控制系统使得伺服电机10通电工作，伺服电机10带动蜗杆9转动，蜗杆9带动蜗轮7旋转，蜗轮7带动调压螺柱8同时转动，调压螺柱8旋转时在螺纹的带动下在检压管4内部移动，当调压螺柱8向上移动时，调压螺柱8的底部与检压活塞5之间的距离增大，开启弹簧6变得松弛，当调压螺柱8向下移动时，调压螺柱8的底部与检压活塞5之间的距离减小，开启弹簧6被压紧，意味着恒压罐1中天然气的气压需要更高，才能将检压活塞5在检压管4中推的位置越高，操作人员通过控制伺服电机10调整调压螺柱8的位置，进而调整开启弹簧6的紧迫程度，将恒压罐1中天然气的气压转变为检压活塞5的位移，以便于利用检压活塞5的位移调整插板闸阀3的开闭程度，当人工对调压螺柱8的位置进行调节时，操作人员拨动调压手柄18转动，调压手柄18通过减速器17后带动主动链轮15转动，主动链轮15通过链条16带动从动链轮14转动，从动链轮14同时带动蜗杆9进行旋转，以此带动调压螺柱8转动调节位置，实现了手动控制和自动控制的结合。
34.检压活塞5的高度越高，说明恒压罐1中的压力越大，检压活塞5将杠杆12向上顶，杠杆12连接连杆13的一端向下压，连杆13将插板闸阀3的插板向下移动，将插板闸阀3的内
部关小或者关闭，直到恒压罐1中的压力降低，检压活塞5下降高度，插板闸阀3被打开，天然气管线中的天然气对恒压罐1进行补充，使得恒压罐1内部的压力保持恒定。
35.陶瓷连接管21耐高温，热膨胀系数小，用来作为高炉22与配气管20之间的连接，既能够承受高炉22的高温，又能够减小衔接位置热膨胀引起的变形，极大地保证了连接的密封性，防止天然气泄漏，当高炉22内部的温度超过铜的冶炼温度后，高炉22内的压力也随之升高，高炉22内的火焰受压力影响向配气管20方向串动，使得陶瓷连接管21被迅速加热，散热翅片23将陶瓷连接管21的热量向往散出，蒸发盒25的底部被加热，蒸发盒25存有水，水被加热后气化使得弹性盖板26向上隆起，弹性盖板26与蒸发盒25之间的压力迅速降低。
36.抽水管27从水箱24中抽水填充到弹性盖板26与蒸发盒25之间，蒸发盒25温度降低，蒸汽液化，弹性盖板26复位，蒸发盒25中的水通过出水管28挤到液压缸中，弹性盖板26在反复工作的过程中，使得越来越多的水被挤入液压缸内，针形阀芯31向下运动，将截断阀体30的内部关小，减少进入到高炉22中天然气的流量，降低高炉22的燃烧温度，复位弹簧32将针形阀芯31向上顶，带动针形阀芯31复位，液压缸内的水通过回水管33流回到水箱24中，但受到节流阀34对水流量控制的影响，针形阀芯31的复位缓慢，若一直有水从出水管28中流入液压缸内，则针形阀芯31的复位时间约缓慢，直到高炉22的温度降至正常范围，弹性盖板26不在工作，针形阀芯31逐渐恢复到原位，针形阀芯31将截断阀体30完全打开，通过监控高炉22的温度和压力，利用高炉22中的火焰加热蒸发盒25与弹性盖板26之间的水，使得截断阀体30控制对高炉22中的进气量，达到配气控制高炉22温度的效果，起到节约天然气的目的，同时防止高温影响到配气组件的工作，避免配气组件被烧坏的几率。
37.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
38.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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。