高炉仪表保护装置的制作方法

1.本发明涉及高炉配件技术领域，具体涉及一种高炉仪表保护装置。


背景技术：

2.高炉主要应用于钢铁冶炼领域，高炉内部工作环境极其恶劣：温度高、压力大、粉尘大，并且内部煤气浓度高含有粘附性焦油，而用于测量高炉内部数据的仪表(例如，3d雷达扫描器)，在这种恶略环境下极容易损坏，影响冶炼进度，并且更换或维修这些仪表操作复杂，工作量大。
3.因此，本领域需要一种新的仪表保护装置来解决上述问题。


技术实现要素：

4.为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决如何在高炉恶略条件对仪表进行有效保护，且便于对仪表进行维修或维护的问题。本发明提供一种高炉仪表保护装置，所述装置包括基座构件、仪表仓、升降机构、保护套管及电动阀；
5.所述基座构件包括基座护管和基座法兰，所述基座护管的一端连通所述高炉，另一端连接所述基座法兰，所述基座护管上设有至少一个第一进气口；
6.所述仪表仓内设置仪表，所述仪表底部设有排气孔，顶部设有至少一个第二进气口；
7.所述电动阀的一端连接所述基座法兰，另一端连接所述保护套管的一端；所述保护套管顶部设置法兰盖，所述法兰盖上设有至少一个第三进气口，所述第二进气口通过气管连接所述第三进气口；
8.所述升降机构包括固定件和升降件，所述固定件安装在所述法兰盖的上方，所述升降件一端连接所述固定件，另一端穿过所述法兰盖而与所述仪表仓的顶部连接；通过控制升降机构使得所述仪表仓选择性地位于所述基座护管或者保护套管内。
9.在一实施例中，还包括第一温度传感器、第一压力传感器以及控制器；
10.所述第一温度传感器，配置为测量所述仪表仓内的第一温度信息；
11.所述第一压力传感器，配置为测量所述仪表仓内的第一压力信息；
12.所述控制器，配置为根据所述第一温度信息和/或第一压力信息选择性地控制所述控制升降机构，进而使得所述仪表仓位于所述基座护管或者保护套管内，并且在所述仪表仓位于所述保护套管内时，关闭所述电动阀。
13.在一实施例中，还包括第二温度传感器和第二压力传感器；
14.所述第二温度传感器器配置为测量所述高炉内的第二温度信息；
15.所述第二压力传感器，配置为测量所述高炉内的第二压力信息；
16.所述控制器，进一步地配置为根据所述第二温度信息和/或第二压力信息选择性地控制所述控制升降机构，进而使得所述仪表仓位于所述基座护管或者保护套管内，并在所述仪表仓位于保护套管内时，关闭所述电动阀。
17.在一实施例中，所述基座护管上的第一进气口的内侧连接气旋装置，所述气旋装置包括万向喷头。
18.在一实施例中，所述第一进气口的数量为多个。
19.在一实施例中，所述升降机构为电动推杆，所述电动推杆还包括磁性开关，所述磁性开关电性连接所述控制器。
20.在一实施例中，所述单片机电性连接一上位机。
21.在一实施例中，所述保护套管内置一个弹簧，所述弹簧一端连接所述法兰盖，另一端连接所述仪表仓。
22.在一实施例中，所述气管绑扎在所述弹簧上。
23.在一实施例中，所述法兰盖上安装有电磁阀，和/或所述仪表仓底部安装出气阀。
24.本发明的优点在于：
25.本发明提供的高炉仪表保护装置，可实现仪表出现故障后，能够自动对仪表进行保护，即使在生产的过程中不用停炉也可安全对仪表进行维护。
26.进一步地，本发明通过监测仪表仓内或高炉内的温度和气压，实时监控仪表的工作状态，在出现异常时能自动对仪表进行保护。
27.进一步地，通过在保护套管内设置弹簧，并将气管绑扎在弹簧上，如此在升降件上下移动时，气管能够伴随弹簧移动，防止气管堆叠阻塞气路及防止气管堆叠阻碍升降件的升降，同时也减低损坏的气管的风险。
附图说明
28.图1是本发明实施例中的一种高炉仪表保护装置的结构示意图；
29.图2是本发明实施例中的一种高炉仪表保护装置的主要结构示意图；
30.图3是本发明实施例中的一种高炉仪表保护装置的主要结构，其中仪表仓是位于保护套内时使用状态示意图；
31.图4是本发明实施例中的一种高炉仪表保护装置的主要结构，其中仪表仓是位于基座护管内时使用状态示意图；
32.图5是本发明实施例中的一种高炉仪表保护装置的检修状态示意图；
33.图6是本发明实施例中的一种高炉仪表保护装置的结构示意图；
34.图7是本发明实施例的一种高炉仪表保护装置的电路结构框图；
35.图8是本发明另一实施例的高炉仪表保护装置的结构示意图；
36.图9是本发明另一实施例的高炉仪表保护装置的主要结构示意图；
37.图10是本发明另一实施例的高炉仪表保护装置的电路结构框图；
38.图11是本发明又一实施例的高炉仪表保护装置的主要结构示意图。
具体实施方式
39.本发明提供的高炉仪表自动保护装置80主要用于保护检测仪表21不受高炉60内的高温、粉尘影响，通过冷却气体进行降温使仪表21在高温、重粉尘环境下也能正常工作。高炉仪表自动保护装置80实时监测高炉60炉内的温度和压力，温度和压力正常时，高炉仪表自动保护装置80在软件管理平台的指令下将仪表21下降到测量位置对料面进行测量。温
度或压力异常时，高炉仪表自动保护装置80会立即把仪表21提升到保护套管40进行保护。确保检测仪表在高炉60的复杂条件下有序稳定的测量，且便于对仪表21进行维修和维护，保证高炉稳定生产。以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细的描述。
40.参阅附图1至4，本发明提供的高炉仪表保护装置80包括基座构件10、仪表仓20、升降机构30、保护套管40及电动阀50。
41.该基座构件10安装于高炉60的顶部，其包括基座护管11和基座法兰12，基座护管11的一端连通高炉60，另一端连接基座法兰12。基座护管11上设有至少一个第一进气口13，该第一进气口13可以连接外界气源，例如氮气或惰性气体等。通过不断向高炉60内吹气，防止炉内灰尘进入基座护管11并且也能够压制上升的高温带粉尘气流，同时对仪表21进行冷却。进一步地，该第一进气口13的数量可以是多个，基座护管11上的第一进气口13的内侧可以连接气旋装置14，气旋装置14包括万向喷头，通过该万向喷头向四周喷射细小的气流(向基座护管内喷射气流)，多路气流相互交错，在基座护管11口形成一个气流屏蔽层，防止炉内灰尘进入基座护管11并且也能够压制上升的高温带粉尘气流。同时也可以对仪表21起到的降温作用。需要说明的是，第一进气口13的数量可以根据实际使用情况，对其数量不作限定。本实施例中的连接法兰均符合标准hg20592
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2009。
42.参阅附图3，仪表仓20内设置仪表21，仪表仓20内可以适配任何合适的测量仪表，例如3d雷达扫描器、物位计、红外热成像系统、炉内摄像装置等等高炉检测仪表。仪表仓20底部设有排气孔22。顶部设有至少一个第二进气口23。电动阀50的一端连接基座法兰12，另一端连接保护套管40的一端。电动阀50可以是电动球阀，或其电动阀门，并对其材质、尺寸、原理不作限制，只要在打开时能够供仪表仓20通过，关闭时与炉腔产生隔绝即可。保护套管40顶部设置法兰盖41，法兰盖41上设有至少一个第三进气口43，第二进气口23通过气管(图中未示出)连接第三进气口43。值得注意的是，可以通过第二进气口23向仪表仓20内充入一定压力范围的惰性气体，并由排气孔22排除，从而达到防爆的目的，同时也起到对仪表21降温的作用。仪表仓20材质可以是不锈钢或其他任何耐温材质，对其材质不作限制；仪表仓20形状可以是圆管形或者其他任何适配形状，对其形状不作限制。
43.升降机构30包括固定件31和升降件32，固定件31安装在法兰盖41的上方，升降件32一端连接固定件31，另一端穿过法兰盖41而与仪表仓20的顶部连接。通过控制升降机构30使得仪表仓20选择性地位于基座护管11或者保护套管40内。其中，在仪表仓20位于基座护管11内时，该电动阀50是处于打开状态。具体地，在需要仪表21测量时，打开电动阀50，通过升降机构30将仪表仓20移动至基座护管11内(如图4所示)。在需要检修仪表21或其他紧急情况时，通过控制升降机构30使高仪表仓20移动至保护套管40内(如图3所示)，此时可电动阀50处于关闭状态，进而起到保护仪表21的作用，同时也方便对仪表21进行检修。
44.该升降机构30可以为直线伸缩式传动，例如液压，气动或其他电动直线伸缩式传动方式。该升降件32外部可以安装有弹性伸缩防护罩，以保证升降件32的清洁。
45.电动阀50与保护套管40的连接为螺栓加销轴方式，电动阀50整体可沿销轴旋转(如图5所示)，而不需将整个装置拆开来维修仪表21，减少了维修工时。维修时松开螺栓，电动阀50整体沿销轴旋转180度，使得电动阀50与保护套管40内机构完全错开，此时可以取出保护套管40内仪表仓20，待维修完成，反向旋转180度，旋紧螺栓，恢复原位。
46.参阅附图6和7，本实施例提供的高炉仪表保护装置80还可以包括第一温度传感器
71、第二温度传感器72、第一压力传感器73、第二压力传感器74以及控制器70。第一温度传感器71器，配置为测量仪表仓20内的第一温度信息；第二温度传感器72器配置为测量高炉60内的第二温度信息；第一压力传感器73器，配置为测量仪表仓20内的第一压力信息；第二压力传感器74，配置为测量高炉60内的第二压力信息；控制器70，配置为根据第一温度信息和/或第二温度信息和/或第一压力信息和/或第二压力信息选择性地控制控制升降机构30，进而使得仪表仓20位于基座护管11或者保护套管40内，并且在高温仪表仓20位于保护套管40内时，关闭电动阀50。在仪表仓20位于基座护管11内时，电动阀50是处于打开状态。即，高炉仪表自动保护装置可以设置两组温度与压力传感器，第一组传感器安装在仪表仓20内负责测量仪表仓20内的温度与压力信息；第二组传感器安装在基座护管11上负责测量高炉60内的温度与压力信息，通过两组温度与压力信息。控制器70选择性地控制升降机构，执行测量和保护指令。值得注意的是，温度与压力传感器可以是单组设置也可以是多组设置，对其数量不作限制。
47.具体地，第一温度传感器71可以安装在仪表仓20内，设置仪表仓20内部的最高温度为仪表21的休眠温度，例如55℃。应用中，假如仪表仓20破损，致使仪表仓20内部温度上升；或者因冷却装置的故障，造成仪表21不能得到冷却，或者其它原因，仪表仓20内部温度达到55℃，第一温度传感器71会将该温度信息传输到控制器70，控制器70会控制升降机构30将仪表仓20上升至保护套管40内，之后关闭电动阀50。另外该控制器70还可以电性连接一个上位机76，利用上位机76可输入一个休眠指令发送至控制器70，在控制器70接收到该休眠指令时，控制器70会控制升降机构30将仪表仓20上升至保护套管40内，之后关闭电动阀50。需要说明的是，电动阀50和升降机构30还可以通过手动控制，方便技术人员的安装、检修或维护工作。技术人员还可以通过上位机76分析两组传感器或炉内的各种信号或数据。
48.第二温度传感器72也可以设置于基座护管11上，用于测量高炉60内部的第二温度信息，高炉60内环境恶劣，控制器70可以根据第二温度信息的变化进行判断高炉60内温度突变，在高炉60内温度突变时，控制器70会控制升降机构30将仪表仓20上升至保护套管40内，之后关闭电动阀50。
49.第二压力传感器74可以设置于基座护管11上，如果仪表仓20破损，内部压力会迅速降至高炉60压力，通过第一压力信息和第二压力信息，即可判断仪表仓20所处的环境是否异常，当出现异常情况时，控制器70会控制升降机构30将仪表仓20上升至保护套管40内，之后关闭电动阀50，起到保护仪表21的作用。
50.另外，控制器70还可以通过对比第一压力信息和第二压力信息，即可判断仪表仓20所处的环境压力是否异常，当出现压力异常情况时，控制器70会控制升降机构30将仪表仓20上升至保护套管40内，之后关闭电动阀50，起到保护仪表的作用。
51.本实施例提供的用于高炉仪表保护装置80，可在温度异常或压力异常时自动对仪表21进行保护。仪表仓20底部还可以设置出气阀，该出气阀可连接一气源，在提升仪表仓20的瞬间，该出气阀可迅速打开，用气体对底部进行密封，防止粉尘上升到保护套管40内部。
52.参阅附图8至10，本发明还提供一种高炉仪表保护装置80，高炉60顶部对称设有两个孔和两个高炉60仪表21保护装置，孔的尺寸为300mm至350mm之间，两个基座构件10的一端分别安装在一个孔上。仪表仓20内的仪表21为3d雷达扫描器。控制器70为单片机。升降机
构30为电动推杆，该电动推杆具有磁性开关75。该磁性开关75电性连接单片机。即在电动推杆缩回到位后，该磁性开关75可以向单片机发送一指令，单片机在接收到该指令后，发出另一指令使电动阀50关闭。关闭后的电动阀50与保护套管40之间形成一个与高炉60内部隔绝的密闭空间，从而实现保护仪表21的目的。
53.参阅附图11，本发明又提供一实施例，与前述实施例主要区别在于：在保护套管40内置一个弹簧44，弹簧44一端连接法兰盖41，另一端连接仪表仓20。气管绑扎在弹簧44上。法兰盖41上安装有电磁阀45。该电磁阀45通过气管连接一流量计45，该流量计45电连接控制器70。通过在保护套管40内设置弹簧44，并将气管绑扎在弹簧44上，如此在升降件32上下移动时，气管能够伴随弹簧44移动，防止气管堆叠阻塞气路及防止气管堆叠阻碍升降件32的升降，同时也减低损坏的气管的风险。
54.法兰盖41上的电磁阀45是常闭状态，通过向仪表仓20内输入恒定的和在预定压力范围内的惰性气体，使仪表仓20体内形成一个密闭的、恒压空间，以此使装置达到防爆要求。
55.综上，运行中的高炉是一个高温、高粉尘的压力容器，本发明的高炉自动保护装置是维持系统正常运作，保护高炉检测仪表的重要保护装置。自动保护高炉检测仪表不受高炉内的粉尘影响，通过冷却气体进行降温使高炉检测仪表在高温、重粉尘环境下也能正常工作。自动保护装置实时检测高炉炉内的温度和压力，温度和压力正常时，自动保护装置在软件管理平台指令下将高炉测量仪表移动到指定位置对炉内料面进行扫描。温度和压力异常时，自动保护装置会立即把高炉检测仪表移动到仪表仓内，避免检测仪表损坏。
56.高炉安装此仪表自动保护装置，可以确保检测仪表在高炉的复杂条件下有序稳定的测量，而且便于对仪表进行维修和维护，保证高炉稳定生产，料面实时稳定的检测，可以指导布料系统优化控制，降低焦比、节约能源、稳定高产，对提高生产效率降低燃烧比具有重要的意义。因此该装置对高炉炼铁生产效益的提高有着十分重要的价值。
57.以上所述是本发明的较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的精神和范围的情况下，任何基于本发明技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均属于本发明保护范围之内。