CN101047782B - 外窥视摄像机防护罩装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及在环境恶劣条件下的工业电视监视设备保护装置，尤其涉及在冷轧连续退火炉中的外窥视摄像机防护罩装置。一种外窥视摄像机防护罩装置，包括平板阀门、防护罩、温控部件，其特征是：防护罩装置还包括翻转机构，翻转机构包括翻转轴固定支架、固定销固定支架、翻转座、翻转架，翻转座固定在平板阀门上，翻转轴固定支架和固定销固定支架固定在翻转座两端，防护罩安装在翻转架上，翻转架两端分别用翻转轴和固定销安装在翻转轴固定支架和固定销固定支架上，防护罩以翻转轴为转动轴进行90度翻转。本发明在炉子运行状态下，窥视玻璃或摄像设备能方便地更换与检修，摄像机镜头在高温常态下可持续稳定运行。

Description

外窥视摄像机防护罩装置

(一)技术领域

本发明涉及在环境恶劣条件下的工业电视监视设备保护装置，尤其涉及在冷轧连续退火炉中的外窥视摄像机防护罩装置。

(二)背景技术

冷轧连续退火工艺中，要实时、动态地掌握连续退火炉内带钢的运行状态，必须安装摄像机监控系统。而连续退火炉是一个高温、正压、无可见光、需用气体保护、易爆炸的密封容器，通常用外置可见光源从窗口投入炉内，实现对炉内的照明，并采用外窥式低照度摄像系统，实现对炉内的监视。现有的连续退火炉用外窥视监视设备由炉子窥视装置和冷却防护罩二部分构成。参见图1，炉子窥视装置由平板阀门32、内嵌高温窥视玻璃窗23组成，高温窥视玻璃窗由金属压圈固定，压圈由12个均布排列的螺栓同窥视孔固定而成。在窥视玻璃前通入保护气——氮气，氮气的流量由进口处24的阀门调节。当窥视玻璃损坏或需检修时，可关闭平板阀，防止炉子漏气，确保生产正常运行。摄像机防护罩27由水冷型防护罩构成，摄像机22和镜头28安装在防护罩内部，前面有防护玻璃31，防护罩夹层内通入流动的冷却介质——水。该窥视系统主要存在以下缺点：

1.窥视玻璃光通量弱。在窥视玻璃窗的内测(面向炉内的一侧)虽有吹扫气保护，但是气体直接玻璃表面，由于负压在作用，玻璃表面容易集尘，污染严重，造成通光效果不佳。由于窥视装置与摄像机防护罩分别是独立设备装置，窥视玻璃窗的外侧(面向镜头的一侧)和防护罩上的玻璃之间有间隙，且暴露在空气中，环境空气中的灰尘易污染窥视窗和防护罩上的玻璃，造成二块玻璃表面积灰特别严重，进一步减弱了光通量。摄像机至窥视目标之间隔着二层玻璃，上面所陈集的粉尘遮挡了摄像机所需的光通量，导致摄像系统不能正常工作，一般时隔一至二天就需对窥视玻璃进行清洁或检修，最长不超过一周。

2.炉子在运行状态下，窥视窗玻璃更换困难。在连续退火炉生产运行时炉内温度很高，由于平板阀和窥视窗是直接安装在炉壁之上，窥视窗的温度一般在100℃以上，给更换窥视窗玻璃带来困难，所以，目前只能在停炉情况下清洁或更换窥视玻璃。

3.检修环境恶劣，调试方法复杂。在装拆窥视窗玻璃或对窥视窗玻璃表面进行清灰，必须先拆除摄像机防护罩设备，然后再重新安装。在防护罩设备拆装过程中，摄像系统参数(焦距、聚焦、后聚焦、镜头方位角、设备的安装固定等)将发生变动，需进行重新调整，而整个调整过程非常复杂，一旦上述某个环节出现问题，必须依次步骤重新进行。

(三)发明内容

本发明的目的在于提供一种外窥视摄像机防护罩装置，该外窥视摄像机防护罩装置在炉子运行状态下，窥视玻璃或摄像设备能方便地更换与检修，摄像机镜头在高温常态下可持续稳定运行。

本发明是这样实现的：一种外窥视摄像机防护罩装置，包括平板阀门、防护罩、温控部件，其特征是：防护罩装置还包括翻转机构，翻转机构包括翻转轴固定支架、固定销固定支架、翻转座、翻转架，翻转座固定在平板阀门上，翻转轴固定支架和固定销固定支架固定在翻转座两端，防护罩安装在翻转架上，翻转架两端分别用翻转轴和固定销安装在翻转轴固定支架和固定销固定支架上，防护罩以翻转轴为转动轴进行90度翻转。

所述防护罩装置还包括气锥窥视组件，气锥窥视组件包括窥视窗石英玻璃、石英玻璃座、密封螺母、压圈，窥视窗石英玻璃、压圈安装在密封螺母上端并合成一体，密封螺母下端开有进气孔，在进气孔前端和侧端沿螺母径向开有小孔和斜向锥形槽，小孔和锥形槽沿密封螺母内圆周均布，密封螺母上端与石英玻璃座为螺纹连接，石英玻璃座安装在翻转座上，密封螺母的进气孔与装于翻转座上的进气气道相连通。

所述防护罩内有托架和电缆座，托架上装有摄像机和镜头，防护罩前端置放摄像机镜头前为无障碍空间，防护罩前端对应于装在翻转座上的窥视窗石英玻璃，防护罩与翻转座间装有多层密封环。

所述防护罩内有夹层，夹层内装有冷却介质，冷却介质从进口沿导流管流到防护罩最前端的扩散口处，然后向夹层内扩散，再从防护罩出口流出，防护罩内有温控部件和冷却风扇。

本发明是采用了炉子窥视装置和高温摄像机防护罩的一体化设计，优化了吹扫气的内部结构，解决了原有外窥视装置存在的窥视玻璃易被污染的缺陷；采用翻转机构，在炉子运行时可在线更换窥视窗玻璃，并实现在更换窥视窗玻璃时，保持摄像系统各种参数不变。

本发明实现了炉子在二次停炉检修期间，即2至3个月内的窥视玻璃保持洁净，无须对窥视玻璃进行清洁与检修，解决了连续退火炉炉内工业电视图像质量差、画面不稳等问题。本发明结构简单，维护方便，缩短了检修时间，提高了设备使用效率。

(四)附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

图1为现有的外窥视摄像机防护罩系统结构示意图；

图2为本发明外窥视摄像机防护罩装置主视图；

图3为外窥视摄像机防护罩装置右视图；

图4为外窥视摄像机防护罩装置俯视图；

图5为密封螺母结构示意图。

图中：1防护罩，2翻转架，3翻转轴固定支架，4翻转轴，5固定销固定支架，6固定销，7翻转座，8石英玻璃座，9窥视窗石英玻璃，10电缆座，11摄像机，12摄像机镜头，13平板阀门，14进气孔，15密封螺母，16镜头托架，17压圈，18小孔，19锥形槽；21压缩空气出口，22摄像机，23窥视窗玻璃，24炉子保护气进口，25炉子窥视接口，26炉内辊子，27摄像机防护罩，28摄像机镜头，29压缩空气进口，30防护罩固定架，31防护罩玻璃，32平板阀门，41进口，42出口，43导流管，44扩散口。

(五)具体实施方式

参见图2、图3、图4，一种外窥视摄像机防护罩装置，包括平板阀门13、防护罩1、温控部件、翻转机构、气锥窥视组件。翻转机构包括翻转轴固定支架3、固定销固定支架5、翻转座7、翻转架2，翻转座7固定在平板阀门13上，翻转轴固定支架3和固定销固定支架5固定在翻转座7两端，防护罩1安装在翻转架2上，翻转架2两端分别用翻转轴4和固定销6安装在翻转轴固定支架3和固定销固定支架5上，防护罩1以翻转轴4为转动轴进行90度翻转。通过翻转机构能实现防护罩1与翻转座7分离，可以对气锥窥视组件进行维护，这样省去了拆装摄像机11、镜头12、防护罩1等工序，从而保持了摄像机11和镜头12在防护罩1内的各种参数保持不变，如：焦距、聚焦、方位角等，实现了快速定位和安装的操作方法。

平板阀门13安装在炉壁的法兰上，阀门13采用法兰旋转机构，通过平板阀门13的开和关实现气锥窥视组件等同炉内热源的隔断作用，也是其它部件的主要受力构件。

参见图5，气锥窥视组件包括窥视窗石英玻璃9、石英玻璃座8、密封螺母15、压圈17，窥视窗石英玻璃9、压圈17安装在密封螺母15上端并合成一体，密封螺母15下端开有进气孔14，在进气孔14前端和侧端沿螺母15径向开有小孔18和斜向锥形槽19，小孔18和锥形槽19沿密封螺母15内圆周均布，密封螺母15上端与石英玻璃座8为螺纹连接，石英玻璃座8安装在翻转座7上，密封螺母15的进气孔14与装于翻转座7上的进气气道相连通。

炉子吹扫气体由进气孔14通过翻转座7内的气孔把气体导入到密封螺母15上的绕圆周均布的锥形槽19内，形成气锥帘；部分气体通过密封螺母15进气孔内前端若干小孔18导入气锥的负压区，小孔18的数量或孔径大小确保在窥视玻璃9前形成实心的气锥体，使窥视玻璃9外侧中心无负压，且炉子吹扫气不会直接吹扫到窥视玻璃9上。在等流量的气体情况下，它比一般的气帘(空心的气锥)，形成气压更高，避免造成气体对窥视玻璃9外侧的污染，一般设计的吹扫气直接

吹扫到窥视玻璃上，同时也防止窥视玻璃9被炉内浮尘粘敷。

气锥窥视组件可实现窥视玻璃9在一定范围内沿轴向移动，以满足摄像机镜头12视场角的要求。通过对构成气锥窥视组件中的部件，即密封螺母15上端h的不同深浅设计，决定窥视玻璃9在轴向的位置。镜头12安装在摄像机11上，摄像机11固定安装在摄像机与镜头托架16的导槽内，可以前后移动，实现镜头12与窥视玻璃9的零距离，来达到摄像机镜头12视场角的要求。

参见图3，将摄像机11、摄像机镜头12及十芯电缆座10安装在摄像机与镜头托架16上，用螺栓将耐热橡胶垫及装有摄像机等部件的托架16安装在防护罩1内，防护罩1前端置放摄像机镜头12前为无障碍空间，防护罩1前端对应于装在翻转座7上的窥视窗石英玻璃9，防护罩1与翻转座7间装有多层密封环。这样不但减少了摄像机防护罩1前端的玻璃，而且改变了窥视玻璃暴露在空气中的局面，消除了窥视玻璃上大量集尘的问题，保持玻璃表面长久清洁。另外，摄像机镜头12前只有一块石英玻璃9，避免了二块玻璃安装不平行，造成玻璃反光的现象。

防护罩1内有夹层，夹层内装有冷却介质，冷却介质在夹层中流动的方向参见图3，冷却介质从进口41沿导流管43流到防护罩1的最前端的扩散口44位置，然后向夹层内扩散，扩散的冷却介质带走防护罩1内的热量，从防护罩出口42流出。冷却介质可为气体或液体，如压缩空气、水等。在防护罩1内安装电风扇和温度检测器，电信号通过十芯电缆座10连接到现场电气控制柜，在控制柜上或其它地方显示温度，一旦防护罩1内温度达到某一设定值时，罩内电风扇启动，迅速使防护罩1内温度均匀，当温度低于某一设定值时，电风扇停止转动，同时能实现远程报警和控制功能。

本发明在各个部件的连接中采用了多重密封设计，增加密封垫、密封圈，以提高防护罩装置的防尘性能，确保窥视玻璃9内侧表面无灰尘。

本发明与现有技术相比，其优点是：

1.在窥视玻璃9中心采用实心气锥设计和不直接吹扫窥视玻璃表面，可最大限度保持窥视玻璃9外侧(炉内)表面的清洁干净。

2.窥视玻璃9的内侧是在防护罩1内，而防护罩1内采用多重密封设计，确保窥视玻璃9内侧表面没有灰尘，使玻璃表面清洁。

3.采用摄像机防护罩1的翻转技术，不但为清扫或更换窥视玻璃9提供了方便的途径，而且保持了摄像机11和镜头12在拆装前的各种性能参数不变，实现了快速检修操作方法。

4.取消了摄像机防护罩11前端的玻璃，改变了窥视玻璃暴露在空气中的局面，解决了窥视玻璃上大量集尘的问题，保持玻璃表面长久清洁。另外，摄像机镜头12前只有一块玻璃，避免了二块玻璃安装不平行，造成玻璃反光现象。

5.防护罩1内温度均匀且能直接显示温度数字，实现了远程报警和控制功能。

Claims (4)

1.一种外窥视摄像机防护罩装置，包括平板阀门(13)、防护罩(1)、温控部件，其特征是：防护罩装置还包括翻转机构，翻转机构包括翻转轴固定支架(3)、固定销固定支架(5)、翻转座(7)、翻转架(2)，翻转座(7)固定在平板阀门(13)上，翻转轴固定支架(3)和固定销固定支架(5)固定在翻转座(7)两端，防护罩(1)安装在翻转架(2)上，翻转架(2)两端分别用翻转轴(4)和固定销(6)安装在翻转轴固定支架(3)和固定销固定支架(5)上，防护罩(1)以翻转轴(4)为转动轴进行90度翻转。

2.根据权利要求1所述的外窥视摄像机防护罩装置，其特征是：防护罩装置还包括气锥窥视组件，气锥窥视组件包括窥视窗石英玻璃(9)、石英玻璃座(8)、密封螺母(15)、压圈(17)，窥视窗石英玻璃(9)、压圈(17)安装在密封螺母(15)上端并合成一体，密封螺母(15)下端开有进气孔(14)，在进气孔(14)前端和侧端沿螺母(15)径向开有小孔(18)和斜向锥形槽(19)，小孔(18)和锥形槽(19)沿密封螺母(15)内圆周均布，密封螺母(15)上端与石英玻璃座(8)为螺纹连接，石英玻璃座(8)安装在翻转座(7)上，密封螺母(15)的进气孔(14)与装于翻转座(7)上的进气气道相连通。

3.根据权利要求1或2所述的外窥视摄像机防护罩装置，其特征是：摄像机(11)、摄像机镜头(12)和电缆座(10)都安装在托架(16)上，托架(16)安装在防护罩(1)内，其中电缆座(10)置于防护罩(1)的顶端外部，防护罩(1)前端置放摄像机镜头(12)前为无障碍空间，防护罩(1)前端对应于装在翻转座(7)上的窥视窗石英玻璃(9)，防护罩(1)与翻转座(7)间装有多层密封环。

4.根据权利要求3所述的外窥视摄像机防护罩装置，其特征是：防护罩(1)内有夹层，夹层内装有冷却介质，冷却介质从进口(41)沿导流管(43)流到防护罩(1)最前端的扩散口(44)处，然后向夹层内扩散，再从防护罩出口(42)流出，防护罩(1)内有温控部件和冷却风扇。

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