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  本实用新型提供了一种煤化工用平衡气压安全设备，包括煤化工反应罐和控制器，煤化工反应罐侧部具有进料口，煤化工反应罐下部具有出料口，煤化工反应罐上部具有存气腔，存气腔的顶部连通排气口，存气腔还连通气压检测仪，存气腔的侧部连通平衡气管，平衡气管连通平衡罐，平衡气管上装设电磁阀，平衡罐包括固定半壳和活动半壳，固定半壳与活动半壳形成套接，固定半壳与活动半壳之间设置密封组件，活动半壳的外壁连接若干升降机构，升降机构驱动活动半壳沿平衡罐的中心轴线做伸缩运动，固定半壳的外壁上设置标尺，标尺与平衡罐的中心轴线)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 CN 213840480 U (45)授权公告日 2021.07.30 (21)申请号 2.2 (22)申请日 2020.11.23 (73)专利权人 榆林学院 地址 719000 陕西省榆林市榆阳区崇文路 51号 (72)发明人 王震曹元甲张智文 (74)专利代理机构 青岛润集专利代理事务所 (普通合伙) 37327 代理人 赵以芳 (51)Int.Cl. F17C 13/02 (2006.01) F17C 13/12 (2006.01) F17D 3/01 (2006.01) F17D 5/00 (2006.01) B66F 11/00 (2006.01) 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 (54)实用新型名称 一种煤化工用平衡气压安全设备 (57)摘要 本实用新型提供了一种煤化工用平衡气压 安全设备，包括煤化工反应罐和控制器，煤化工 反应罐侧部具有进料口，煤化工反应罐下部具有 出料口，煤化工反应罐上部具有存气腔，存气腔 的顶部连通排气口，存气腔还连通气压检测仪， 存气腔的侧部连通平衡气管，平衡气管连通平衡 罐，平衡气管上装设电磁阀，平衡罐包括固定半 壳和活动半壳，固定半壳与活动半壳形成套接， 固定半壳与活动半壳之间设置密封组件，活动半 壳的外壁连接若干升降机构，升降机构驱动活动 半壳沿平衡罐的中心轴线做伸缩运动，固定半壳 的外壁上设置标尺，标尺与平衡罐的中心轴线相 U 平行，气压检测仪通过电路连接控制器，控制器 0 通过电路连接电磁阀，控制器通过电路连接升降 8 4 0 机构。 4 8 3 1 2 N C CN 213840480 U 权利要求书 1/1页 1.一种煤化工用平衡气压安全设备，包括煤化工反应罐和控制器，所述煤化工反应罐 的侧部具有进料口，所述煤化工反应罐的下部具有出料口，所述煤化工反应罐的上部具有 存气腔，所述存气腔的顶部连通排气口，其特征是，所述存气腔还连通气压检测仪，所述 存气腔的侧部连通平衡气管，所述平衡气管连通平衡罐，所述平衡气管上装设电磁阀，所述 平衡罐包括固定半壳和活动半壳，所述固定半壳与所述活动半壳形成套接，所述固定半壳 与所述活动半壳之间设置密封组件，所述活动半壳的外壁连接若干升降机构，所述升降机 构驱动所述活动半壳沿所述平衡罐的中心轴线做伸缩运动，所述固定半壳的外壁上设置标 尺，所述标尺与所述平衡罐的中心轴线相平行，所述气压检测仪通过电路连接控制器，所述 控制器通过电路连接电磁阀，所述控制器通过电路连接所述升降机构。 2.如权利要求1所述的煤化工用平衡气压安全设备，其特征是，所述升降机构包括升 降液压缸，所述升降液压缸具有伸缩杆，所述伸缩杆的末端固连所述活动半壳的外壁，所述 固定半壳的外壁上设置导轨，所述伸缩杆的侧部固连滑条，所述滑条嵌入所述导轨内形成 滑动连接，所述控制器电控连接所述升降液压缸。 3.如权利要求2所述的煤化工用平衡气压安全设备，其特征是，所述升降液压缸的数 量至少为3个，至少3个所述升降液压缸均匀分布在所述平衡罐的外周。 4.如权利要求1所述的煤化工用平衡气压安全设备，其特征是，所述升降机构包括升 降电机，所述升降电机的转动轴固连丝杠，所述丝杠上套接螺母，所述螺母与所述丝杠形成 螺纹配合连接，所述丝杠的旁侧平行设置滑轨，所述螺母的一侧固设滑块，所述滑块嵌入所 述滑轨内形成滑动连接，所述螺母的另一侧固连所述活动半壳的外壁，所述控制器通过电 路连接所述升降电机。 5.如权利要求4所述的煤化工用平衡气压安全设备，其特征是，所述升降电机的数量 至少为3个，至少3个所述升降电机均匀分布在所述平衡罐的外周。 6.如权利要求1所述的煤化工用平衡气压安全设备，其特征是，所述密封组件包括若 干相平行设置的密封圈，相邻所述密封圈之间设置环形隔腔，所述环形隔腔中排列设置若 干滚珠。 7.如权利要求6所述的煤化工用平衡气压安全设备，其特征是，所述密封圈的内周圈 设置波浪形外壁，所述密封圈的外周圈设置波浪形外壁。 8.如权利要求6所述的煤化工用平衡气压安全设备，其特征是，所述固定半壳为具有 上端敞口的圆筒壳体，所述活动半壳为具有下端敞口的圆筒壳体，所述活动半壳由其敞口 倒扣在所述固定半壳的敞口上。 9.如权利要求8所述的煤化工用平衡气压安全设备，其特征是，所述密封圈的内周圈 套接在所述固定半壳的外壁上，所述密封圈的外周圈密贴于所述活动半壳的内壁上。 10.如权利要求1所述的煤化工用平衡气压安全设备，其特征是，所述平衡气管固连 在所述固定半壳上，且所述平衡气管连通所述固定半壳的内腔。 2 2 CN 213840480 U 说明书 1/4页 一种煤化工用平衡气压安全设备 技术领域 [0001] 本实用新型属于化工机械技术领域，涉及一种安全系统，特别是一种煤化工用平 衡气压安全设备。 背景技术 [0002] 煤化工是指以煤为原料，经化学加工使煤转化为气体、液体和固体燃料以及化学 品的过程。最重要的包含煤的气化、液化、干馏以及焦油加工和电石乙炔化工等。煤化学加工过 程。煤中有机质的化学结构，是以芳香族为主的稠环为单元核心，由桥键互相连接，并带有 各种官能团的大分子结构，通过热加工和催化加工，可以使煤转化为各种燃料和化工产品。 [0003] 现有煤化工使用的反应容器设备的容积是固定的，因生成原料的投放量不同、反 应效果不同，其单位时间内产生的气体量不同，导致容器内的气压时刻发生明显的变化，由此当气 压高于安全范围值时，对容器壁形成过负荷应力，轻易造成容器受损，甚至发生安全事故， 同时严重缩短容器常规使用的寿命。 实用新型内容 [0004] 本实用新型的目的是针对现有的技术存在以上问题，提出了一种在反应罐上连通 平衡罐，并对反应罐内气压进行监控，通过调节平衡罐容积以确保反应罐处于安全气压值 的煤化工用平衡气压安全设备。 [0005] 本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种煤化工用平衡气压安全设 备，包括煤化工反应罐和控制器，所述煤化工反应罐的侧部具有进料口，所述煤化工反应罐 的下部具有出料口，所述煤化工反应罐的上部具有存气腔，所述存气腔的顶部连通排气口， 其特征是，所述存气腔还连通气压检测仪，所述存气腔的侧部连通平衡气管，所述平衡气 管连通平衡罐，所述平衡气管上装设电磁阀，所述平衡罐包括固定半壳和活动半壳，所述固 定半壳与所述活动半壳形成套接，所述固定半壳与所述活动半壳之间设置密封组件，所述 活动半壳的外壁连接若干升降机构，所述升降机构驱动所述活动半壳沿所述平衡罐的中心 轴线做伸缩运动，所述固定半壳的外壁上设置标尺，所述标尺与所述平衡罐的中心轴线相 平行，所述气压检测仪通过电路连接控制器，所述控制器通过电路连接电磁阀，所述控制器 通过电路连接所述升降机构。 [0006] 本煤化工用平衡气压安全设备的运作方法为，首先通过气压检测仪检测出存气腔 的时刻气压，并将气压信号发送至控制器，通过控制器判断时刻气压是否处于安全范围值 内；当气压超出安全范围值时，控制器打开平衡气管上的电磁阀，使存气腔的一部分气体泄 入平衡罐中，以保持存气腔的安全；若存气腔中的气压仍然高于安全范围值，控制器驱动升 降机构启动，将活动半壳升起以按需求增大平衡罐的容积，使存气腔的气体继续泄入平衡 罐中，直至存气腔内气压抵达安全范围值内，控制器控制升降机构停机；当存气腔内气压低 于安全范围值时，控制器驱动升降机构启动，将活动半壳下降以按需求减小平衡罐的容积， 使平衡罐内气体回流至存气腔中，直至存气腔内气压抵达安全范围值内，控制器控制升降 3 3 CN 213840480 U 说明书 2/4页 机构停机；在不需要平衡罐调节气压时，控制器关闭电磁阀。通过固定半壳上的标尺，精准 控制并显示平衡罐所增加或缩短的长度，从而获得平衡罐所变化的容积。 [0007] 在上述的煤化工用平衡气压安全设备中，所述升降机构包括升降液压缸，所述升 降液压缸具有伸缩杆，所述伸缩杆的末端固连所述活动半壳的外壁，所述固定半壳的外壁 上设置导轨，所述伸缩杆的侧部固连滑条，所述滑条嵌入所述导轨内形成滑动连接，所述控 制器电控连接所述升降液压缸。控制器经过控制升降液压缸伸出或回缩升缩杆的长度，进 而操控平衡罐的容积变化。 [0008] 在上述的煤化工用平衡气压安全设备中，所述升降液压缸的数量至少为3个，至少 3个所述升降液压缸均匀分布在所述平衡罐的外周。 [0009] 在上述的煤化工用平衡气压安全设备中，所述升降机构包括升降电机，所述升降 电机的转动轴固连丝杠，所述丝杠上套接螺母，所述螺母与所述丝杠形成螺纹配合连接，所 述丝杠的旁侧平行设置滑轨，所述螺母的一侧固设滑块，所述滑块嵌入所述滑轨内形成滑 动连接，所述螺母的另一侧固连所述活动半壳的外壁，所述控制器通过电路连接所述升降 电机。控制器经过控制升降电机正转或反转的圈数，进而控制螺母沿丝杠上升或下降的距 离，从而操控平衡罐的容积变化。 [0010] 在上述的煤化工用平衡气压安全设备中，所述升降电机的数量至少为3个，至少3 个所述升降电机均匀分布在所述平衡罐的外周。 [0011] 在上述的煤化工用平衡气压安全设备中，所述密封组件包括若干相平行设置的密 封圈，相邻所述密封圈之间设置环形隔腔，所述环形隔腔中排列设置若干滚珠。通过环形排 列的大量滚珠利于固定半壳与活动半壳的相对滑移动作流畅进行。 [0012] 在上述的煤化工用平衡气压安全设备中，所述密封圈的内周圈设置波浪形外壁， 所述密封圈的外周圈设置波浪形外壁。 [0013] 在上述的煤化工用平衡气压安全设备中，所述固定半壳为具有上端敞口的圆筒壳 体，所述活动半壳为具有下端敞口的圆筒壳体，所述活动半壳由其敞口倒扣在所述固定半 壳的敞口上。 [0014] 在上述的煤化工用平衡气压安全设备中，所述密封圈的内周圈套接在所述固定半 壳的外壁上，所述密封圈的外周圈密贴于所述活动半壳的内壁上。 [0015] 在上述的煤化工用平衡气压安全设备中，所述平衡气管固连在所述固定半壳上， 且所述平衡气管连通所述固定半壳的内腔。 [0016] 与现存技术相比，本煤化工用平衡气压安全设备具备了以下优点： [0017] 通过在煤化工反应罐连通平衡罐，并对反应罐内气压进行实时监控，通过调节平 衡罐容积，在反应罐气压高时泄压，在反应罐气压低时冲压，以确保反应罐处于安全气压 值，一则确保反应罐的安全运行，二则确保供气标准量，同时实现供气含量的稳定性，确保 下一步工艺的稳定进行。本实用新型实现自动化操控，减省人工，提升工作效率，增加经济 效益，有效保障安全生成要求。 附图说明 [0018] 图1是本煤化工用平衡气压安全设备的实施例一的结构示意图。 [0019] 图2是本煤化工用平衡气压安全设备的实施例二的结构示意图。 4 4 CN 213840480 U 说明书 3/4页 [0020] 图中，1、煤化工反应罐；2、气压检测仪；3、平衡气管；4、电磁阀；5、固定半壳；6、活 动半壳；7、密封圈；8、滚珠；9、升降液压缸；10、导轨；11、滑条；12、升降电机；13、丝杠；14、螺 母；15、滑轨。 具体实施方式 [0021] 下面结合附图和具体实施例对本实用新型的具体实施方式做进一步说明： [0022] 实施例一 [0023] 如图1所示，本煤化工用平衡气压安全设备，包括煤化工反应罐1和控制器，煤化工 反应罐1的侧部具有进料口，煤化工反应罐1的下部具有出料口，煤化工反应罐1的上部具有 存气腔，存气腔的顶部连通排气口，存气腔还连通气压检测仪2，存气腔的侧部连通平衡气 管3，平衡气管3连通平衡罐，平衡气管3上装设电磁阀4，平衡罐包括固定半壳5和活动半壳 6，固定半壳5与活动半壳6形成套接，固定半壳5与活动半壳6之间设置密封组件，活动半壳6 的外壁连接若干升降机构，升降机构驱动活动半壳6沿平衡罐的中心轴线做伸缩运动，固定 半壳5的外壁上设置标尺，标尺与平衡罐的中心轴线通过电路连接控 制器，控制器通过电路连接电磁阀4，控制器通过电路连接升降机构。 [0024] 本煤化工用平衡气压安全设备的运作方法为，首先通过气压检测仪2检测出存气 腔的时刻气压，并将气压信号发送至控制器，通过控制器判断时刻气压是否处于安全范围 值内；当气压超出安全范围值时，控制器打开平衡气管3上的电磁阀4，使存气腔的一部分气 体泄入平衡罐中，以保持存气腔的安全；若存气腔中的气压仍然高于安全范围值，控制器驱 动升降机构启动，将活动半壳6升起以按需求增大平衡罐的容积，使存气腔的气体继续泄入 平衡罐中，直至存气腔内气压抵达安全范围值内，控制器控制升降机构停机；当存气腔内气 压低于安全范围值时，控制器驱动升降机构启动，将活动半壳6下降以按需求减小平衡罐的 容积，使平衡罐内气体回流至存气腔中，直至存气腔内气压抵达安全范围值内，控制器控制 升降机构停机；在不需要平衡罐调节气压时，控制器关闭电磁阀4。通过固定半壳5上的标 尺，精准控制并显示平衡罐所增加或缩短的长度，从而获得平衡罐所变化的容积。 [0025] 升降机构包括升降液压缸9，升降液压缸9具有伸缩杆，伸缩杆的末端固连活动半 壳6  的外壁，固定半壳5的外壁上设置导轨10，伸缩杆的侧部固连滑条11，滑条11嵌入导轨 10  内形成滑动连接，控制器电控连接升降液压缸9。控制器经过控制升降液压缸9伸出或回 缩升缩杆的长度，进而操控平衡罐的容积变化。 [0026] 升降液压缸9的数量至少为3个，至少3个升降液压缸9均匀分布在平衡罐的外周。 [0027] 密封组件包括若干相平行设置的密封圈7，相邻密封圈7之间设置环形隔腔，环形 隔腔中排列设置若干滚珠8。通过环形排列的大量滚珠8利于固定半壳5与活动半壳6的相对 滑移动作流畅进行。 [0028] 密封圈7的内周圈设置波浪形外壁，密封圈7的外周圈设置波浪形外壁。 [0029] 固定半壳5为具有上端敞口的圆筒壳体，活动半壳6为具有下端敞口的圆筒壳体， 活动半壳6由其敞口倒扣在固定半壳5的敞口上。 [0030] 密封圈7的内周圈套接在固定半壳5的外壁上，密封圈7的外周圈密贴于活动半壳6 的内壁上。 [0031] 平衡气管3固连在固定半壳5上，且平衡气管3连通固定半壳5的内腔。 5 5 CN 213840480 U 说明书 4/4页 [0032] 与现存技术相比，本煤化工用平衡气压安全设备具备了以下优点： [0033] 通过在煤化工反应罐1连通平衡罐，并对反应罐内气压进行实时监控，通过调节平 衡罐容积，在反应罐气压高时泄压，在反应罐气压低时冲压，以确保反应罐处于安全气压 值，一则确保反应罐的安全运行，二则确保供气标准量，同时实现供气含量的稳定性，确保 下一步工艺的稳定进行。本实用新型实现自动化操控，减省人工，提升工作效率，增加经济 效益，有效保障安全生成要求。 [0034] 实施例二 [0035] 本实施例同实施例一的结构及原理基本相同，不一样的地方在于： [0036] 升降机构包括升降电机12，升降电机12的转动轴固连丝杠13，丝杠13上套接螺母 14，螺母14与丝杠13形成螺纹配合连接，丝杠13的旁侧平行设置滑轨15，螺母14的一侧固设 滑块，滑块嵌入滑轨15内形成滑动连接，螺母14的另一侧固连活动半壳6的外壁，控制器通 过电路连接升降电机12。控制器经过控制升降电机12正转或反转的圈数，进而控制螺母  14 沿丝杠13上升或下降的距离，从而操控平衡罐的容积变化。利用伺服驱动机构能够进一步 提高位移变化的精准度。 [0037] 升降电机12的数量至少为3个，至少3个升降电机均匀分布在平衡罐的外周。 [0038] 当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例， 本技术领域的技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应 属于本实用新型的保护范围。 [0039] 尽管本文较多地使用了煤化工反应罐1；气压检测仪2；平衡气管3；电磁阀4；固定 半壳5；活动半壳6；密封圈7；滚珠8；升降液压缸9；导轨10；滑条11；升降电机12；丝杠  13；螺 母14；滑轨15等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这一些术语仅仅是为了更方便 地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精 神相违背的。 6 6 CN 213840480 U 说明书附图 1/2页 图1 7 7 CN 213840480 U 说明书附图 2/2页 图2 8 8

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