CN106679410A - 一种回转窑测温装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及冶金行业烧结球团领域设备监测技术领域，提供了一种回转窑测温装置，回转窑侧壁上固定有安装支架并开设有测温通孔；安装支架上安装有滑动柱，滑动柱的靠近测温通孔的第一端固定有测温轴，第二端安装有导轨轮；滑动柱可随着回转窑转动，并使得导轨轮通过变轨滑道在测温圆弧段和非测温圆弧段之间切换。本发明的回转窑测温装置，滑动柱带动测温轴进行变轨，仅在需要测温区间测温轴插入窑内，减少了高温下物料对测温轴的冲击、磨损、腐蚀，从而减少了测温装置的维修次数，显著延长测温轴的使用寿命。在此基础上，由于测温轴在测温区间插入回转窑内，可以准确测试窑内轴向温度场分布，为精确控制生产过程提供真实的监测数据。

Description

一种回转窑测温装置

技术领域

本发明涉及冶金行业烧结球团领域设备监测技术领域，尤其涉及一种回转窑测温装置。

背景技术

回转窑是一种广泛用于水泥、化工、冶金和耐火材料等行业的生产窑炉，窑内轴向温度场分布是最重要的反应参数，与烧成产品的质量稳定性密切相关，因此需对窑内温度进行监测。由于回转窑是一种旋转煅烧窑，尚没有有效的直接测温方式，目前主要通过以下几种方式估算窑内温度。第一种，窑头看火工人通过观察火焰的颜色和形状，凭经验估计窑内的温度。第二种，通过红外测温装置测试窑筒体外部温度场分布，间接估算窑内的温度场分布。第三种，通过安装在窑头和窑尾上部的测温轴测得窑头及窑尾的实际温度，再估算窑内轴向的温度分布。第四种，在窑筒体上埋入测温轴，通过无线发射装置和接收装置测得回转窑内温度。

对应上述第一种技术存在的不足是，看火工人对窑内温度的把握需要长时间的经验积累，而且人为的经验判断不利于工业窑炉的自动化控制和产品质量的连续稳定性；第二种技术存在的不足是，红外测温装置不能直接测试窑内温度，只能通过测得窑筒体外的温度来间接估算，误差比较大；第三种技术存在的不足是，以冶金球团在回转窑内氧化焙烧过程为例，从窑头开始沿窑轴向方向，需将回转窑保持在一定的温度范围内，但是由于燃烧及气流不均，回转窑窑内温度是不断变化的，无法通过窑头和窑尾两端的温度来准确估算窑内轴向温度场分布情况；第四种技术存在的不足是，回转窑在煅烧过程中，埋设在窑筒体内的测温轴易被滚动的物料磨损断裂，且窑筒体内突出测温轴也容易产生结块，最后埋住测温轴造成不能准确测量温度，需要停窑更换，增加停窑检修次数和生产成本。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题就是提供一种能直接准确的测试回转窑内轴向温度分布，且维修次数少、使用寿命长的测温装置。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种回转窑测温装置，包括安装支架、滑动柱、测温轴、导轨轮、变轨滑道和定位件；回转窑侧壁上固定有所述安装支架，且在所述回转窑侧壁上对应所述安装支架的位置开设有测温通孔；所述安装支架上安装有所述滑动柱，所述滑动柱的靠近所述测温通孔的第一端固定有所述测温轴，第二端安装有导轨轮；所述滑动柱可随着所述回转窑转动，并使得所述导轨轮沿着测温圆弧段和非测温圆弧段运动；所述测温圆弧段和非测温圆弧段位于所述回转窑外侧，且所述测温圆弧段上的点到回转窑窑心的距离小于所述非测温圆弧段上的点到所述回转窑窑心的距离；所述测温圆弧段和非测温圆弧段运动之间通过所述变轨滑道过渡连接，当所述导轨轮经过所述变轨滑道进入所述测温圆弧段时，所述滑动柱带动所述测温轴伸入所述测温通孔，并通过所述定位件固定在当前圆弧轨迹上运动；当所述导轨轮经过所述变轨滑道进入所述非测温圆弧段时，所述滑动柱带动所述测温轴抽离所述测温通孔，并通过所述定位件固定在当前圆弧轨迹上运动。

优选地，所述测温圆弧段和非测温圆弧段均与所述回转窑同心。

优选地，所述安装支架包括导向套，所述滑动柱插入所述导向套中并可沿着所述导向套的轴向运动。

优选地，所述导向套的内壁上设置有第一滚珠，所述滑动柱上开设有与所述第一滚珠适配的沿滑动柱轴向延伸的长槽。

优选地，所述滑动柱的第一端固定有与所述滑动柱同轴的套筒管，所述测温轴固定在所述套筒管内，且所述套筒管的靠近所述回转窑窑心的一端开设有气孔。

优选地，所述定位件包括沿所述导向套周向分布的多个卡紧弹簧，所述卡紧弹簧垂直指向所述导向套的轴心；所述导向套筒上对应所述卡紧弹簧的位置开设有限位孔，每个所述限位孔位置设置有一个第二滚珠；所述滑动柱上开设有第一限位槽和第二限位槽；当所述导轨轮在所述测温圆弧段运动时，所述第一限位槽和所述限位孔对应，并使得所述卡紧弹簧将所述第二滚珠部分推入所述第一限位槽中，使得所述滑动柱被轴向固定；当所述导轨轮经过所述变轨滑道时，所述变轨滑道给所述导轨轮施加压力/拉力，使得所述滑动柱轴向运动，直至所述第二限位槽和所述限位孔对应，所述导轨轮运动到所述非测温圆弧段，且所述卡紧弹簧将所述第二滚珠部分嵌入所述第二限位槽中，使得所述滑动柱被轴向固定。

优选地，所述定位件包括分别设置在所述测温圆弧段和非测温圆弧段上的测温导轨和非测温导轨，所述导轨轮在所述测温导轨、非测温导轨和变轨滑道上运动，并经过所述变轨滑道在所述测温导轨和非测温导轨之间切换。

(三)有益效果

本发明的技术方案具有以下优点：本发明的回转窑测温装置，滑动柱带动测温轴进行变轨，仅在需要测温区间测温轴插入窑内，减少了高温下物料对测温轴的冲击、磨损、腐蚀，从而减少了测温装置的维修次数，显著延长测温轴的使用寿命。在此基础上，由于测温轴在测温区间插入回转窑内，可以准确测试窑内轴向温度场分布，为精确控制生产过程提供真实的监测数据。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例一或现有技术中的技术方案，

下面将对实施例一或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例一，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的回转窑测温装置的结构示意图；

图2是图1中A-A位置的剖视示意图；

图3是本发明的回转窑测温装置的工作示意图；

图4是对应图3的侧视图；

图5是对应图3的俯视图；

图6是图3中I处局部放大示意图；

图7是图3中II处局部放大示意图；

图中：1、安装支架；2、滑动柱；3、导轨轮；4、变轨滑道；5、导向套；6、第一滚珠；7、套筒管；8、卡紧弹簧；9、第二滚珠；10、第一限位槽；11、第二限位槽；12、测温圆弧段；13、非测温圆弧段；14、回转窑。

具体实施方式

下面结合附图和实施例一对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例一用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例一

本实施例一的回转窑测温装置，包括安装支架1、滑动柱2、测温轴(图中未示出)、导轨轮3和定位件，请参见图1和图2。具体地，将所述安装支架1固定在回转窑14侧壁上，且在所述回转窑14侧壁上对应所述安装支架1的位置开设有测温通孔。所述安装支架1上安装有所述滑动柱2，所述滑动柱2可随着所述回转窑14转动。所述滑动柱2的第一端靠近所述测温通孔，且在所述滑动柱2第一端固定有所述测温轴；所述滑动柱2的第二端远离所述测温通孔，且所述滑动柱2的第二端安装有导轨轮3。除此以外，本实施例一的回转窑测温装置还包括设置在回转窑14外围的变轨滑道4。当所述滑动柱2随着所述回转窑14转动时，所述导轨轮3沿着测温圆弧段12和非测温圆弧段13运动，且变轨滑道4用于实现测温圆弧段12和非测温圆弧段13运动之间的过渡连接。

请参见图3至图5，图中r1为回转窑14内径，r2为回转窑14外径，r3为测温圆弧段12的半径也即滑动柱2插入回转窑14时导轨轮3离回转窑14圆心的半径，r4为非测温圆弧段13的半径也即滑动柱2拔出回转窑14时导轨轮3离回转窑14圆心的半径。此外，图中C箭头代表回转窑14转动方向，D虚线指代物料堆积线。

其中，测温圆弧段12和非测温圆弧段13位于所述回转窑外侧，且所述测温圆弧段12上的点到回转窑窑心的距离小于所述非测温圆弧段13上的点到所述回转窑窑心的距离。从而，当导轨轮3在测温圆弧段12上运动时，滑动柱2第一端上的测温轴相对伸入回转窑中。相反，当导轨轮3在非测温圆弧段13上运动时，滑动柱2第一端上的测温轴相对从回转窑中拔出。

具体地，当所述导轨轮3经过所述变轨滑道4进入所述测温圆弧段12时，所述滑动柱2带动所述测温轴伸入所述测温通孔，并通过所述定位件固定在当前圆弧轨迹上运动，直到导轨轮3运动到变轨滑道4的位置，在变轨滑道4施加的外力作用下，导轨轮3才进行变轨。当所述导轨轮3经过所述变轨滑道4进入所述非测温圆弧段13时，所述滑动柱2带动所述测温轴抽离所述测温通孔，并通过所述定位件固定在当前圆弧轨迹上运动，同样直到导轨轮3在此运动经过变轨滑道4。

其中，优选测温圆弧段12和非测温圆弧段13均与回转窑14同心。此时，所述测温圆弧段12的直径必然小于所述非测温圆弧段13的直径。当然，如果测温圆弧段12和非测温圆弧段13不与回转窑14同心，那么当导轨轮3在测温圆弧段12和非测温圆弧段13上运动时，测温轴会有一个逐渐插入或者逐渐抽离回转窑的过程。本实施例一主要就测温圆弧段12和非测温圆弧段13均与回转窑14同心的情况进行说明。

本实施例一中，随着导轨轮3运行轨迹的变化，滑动柱2必然沿着测温通孔的轴向运动，因此通过对导轨轮3运行轨迹的控制即可控制滑动柱2的轴向运动。

需要说明的是，测温圆弧段12和非测温圆弧段13仅仅是用于说明导轨轮3的运动轨迹，其并不是一个实体结构。但是，对应测温圆弧段12和非测温圆弧段13的位置均可以设置实体的测温导轨和非测温导轨，从而对导轨轮3的运动轨迹进行限制，具体将在下文详细描述，此处不赘述。

其中，优选在安装支架1上设置导向套5，使得滑动柱2插入所述导向套5中并可沿着所述导向套5的轴向运动，从而通过导向套5对滑动柱2起到一定的导向作用，使得滑动柱2可以沿着测温通孔的轴向运动，避免滑动柱2的方向跑偏。

在此基础上，为了防止滑动柱2在滑动过程中相对导向套5发生偏转，本实施例一优选在滑动柱2和导向套5之间设置防偏转件。请参见图2，在导向套5的内壁上设置有第一滚珠6，具体可以在导向套5上开设一半球形槽，并将第一滚珠6安装在该半球形槽位置。在此基础上，在所述滑动柱2上开设有与所述第一滚珠6适配的沿滑动柱2轴向延伸的长槽，从而通过该滚珠和长槽的配合，防止滑动柱2相对导向套5转动。当然，滑动柱2和导向套5之间的防偏转件不受本实施例一与附图的限制，任何适用的防偏转方案均可用于本实施例一中。

此外，为了对测温轴进行保护，优选但不必须在滑动柱2的第一端固定有与所述滑动柱2同轴的套筒管7，所述测温轴固定在所述套筒管7内，请进一步参见图1和图2，图中滑动柱2的第一端上焊接有所述套筒管7，当然通过其它方式安装套筒管7也是可以的。本实施例一优选但不必须将测温轴通过法兰螺栓连接固定插入在防磨耐高温的套筒管7中。所述套筒管7的靠近所述回转窑14窑心的一端开设有气孔，便于测温轴感应外部所测环境。其中，测温轴优选但不必须采用热电偶的形式。

需要说明的是，测温圆弧段12和非测温圆弧段13并非是固定的，具体是根据回转窑14内物料多少及回转窑14转速决定。根据回转窑14中物料堆积线，为防止物料对套筒管7的磨损，在回转窑14内物料堆积处使套筒管7端部处于回转窑14侧壁内，不进行测温；在回转窑14内无物料相对运动处，套筒管7端部通过测温通孔伸入回转窑14内进行测温。例如：请进一步参见图3，当回转窑14内物料填充料为30％、回转窑14转速1.8转/每分钟，此时回转窑14内物料堆积斜度θ3为25°左右，根据此物料堆积线，为防止物料对套筒管7的磨损，在图3中A处时，需在套筒管7接触物料前拔出回转窑14，即此时θ2为45°左右；在图3中B处时，需在高出物料堆积线套筒管7开始伸入出回转窑14，此时θ2为5°左右，从而A、B之间的靠近下端的大直径的圆弧为非测温圆弧段13，而A、B之间的靠近上端的小直径的圆弧为测温圆弧段12。其中，“A、B之间的靠近上端的小直径圆弧为测温圆弧段12”实际上忽略了变轨滑道4的长度，实际上，是对应A、B两点处的变轨滑道4的端点之间确定了测温圆弧段12。当然，当回转窑14内物料更多或者更少，或者回转窑14转速不同时，对应的A、B点的位置会发生改变，从而测温圆弧段12和非测温圆弧段13也发生改变。

为了使得轨道轮在测温圆弧段12和非测温圆弧段13之间切换，需要设置变轨滑道4，请进一步参见图6和图7。变轨滑道4优选为有一定斜度的平面钢板，斜度θ1决定测温轴完全插入或完全拔出回转窑14时所需要的时间，本实施例一中优选θ1取值60°～75°。

本实施例一的测温装置运行变轨方式如下：滑动柱2随着回转窑14转动，当导轨轮3运行至B处时，导轨轮3受变轨滑道4施加的压力，使滑动柱2逐渐滑动并带动套筒管7逐渐插入回转窑14内，优选设定套筒管7的端部伸出到回转窑14内50～150mm，与回转窑14热空气开始接触，继而套筒管7内的测温轴开始测温；当测温装置运行至A处时，导轨轮3受变轨滑道4施加的推力，使滑动柱2逐渐滑动套筒管7拔出回转窑14内，此时套筒管7端部埋在回转窑14壁内，防止运动物料对其过度磨损，停止测温，直至再运行到B处后，再开始测温，如此反复，完成测温过程。显然，A处的变轨滑道4的轨面远离窑心设置，B处的变轨滑道4的轨面靠近窑心设置。

本实施例一中的定位件包括沿所述导向套5周向分布的多个卡紧弹簧8，所述卡紧弹簧8垂直指向所述导向套5的轴心；所述导向套5上对应所述卡紧弹簧8的位置开设有限位孔，每个所述限位孔位置设置有一个第二滚珠9；所述滑动柱2上开设有第一限位槽10和第二限位槽11；当所述导轨轮3在所述测温圆弧段12上运动时，所述第一限位槽10和所述限位孔对应，并使得所述卡紧弹簧8将所述第二滚珠9部分推入所述第一限位槽10中，使得所述滑动柱2被轴向固定；当所述导轨轮3经过所述变轨滑道4时，所述变轨滑道4给所述导轨轮3施加压力/拉力，使得所述滑动柱2轴向运动，直至所述第二限位槽11和所述限位孔对应，所述导轨轮3运动到所述非测温圆弧段13上时，且所述卡紧弹簧8将所述第二滚珠9部分嵌入所述第二限位槽11中，使得所述滑动柱2被轴向固定。

其中，卡紧弹簧8的数量可以是两根，此时优选两根卡紧弹簧8设置在导向套5的同一直径上；当然，卡紧弹簧8的数量也可以是任意多根，只要能够对滑动柱2产生一定的卡紧力，避免滑动柱2在测温圆弧段12和非测温圆弧段13之间切换时突然变换轨迹即可。

需要说明的是，当导轨轮3经过所述变轨滑道4时，虽然第二滚珠9离开第一限位槽10或者第二限位槽11，但是在卡紧弹簧8的作用力下，第二滚珠9始终会对滑动柱2产生一定的卡紧力，从而避免滑动柱2在重力作用下突然切换轨道。

此外，滑动柱2上的第一限位槽10和第二限位槽11之间的距离对应测温轴沿测温通孔轴向运动的距离，也即图3中b尺寸对应的距离。随着回转窑14的转动，所述导轨轮3一直在测温圆弧段12和所述非测温圆弧段13之间切换。每经过一次变轨滑道4时，滑动柱2都会受到变轨滑道4施加的压力/推力，从而使得滑动柱2沿着测温通孔轴向往复运动。

本实施例一中，由于非测温圆弧段13主要分布在下半圆周，因此优选在下半圆周的对应位置上设置非测温轨道，从而对滑动柱2产生一定的支撑，保证其维持在当前轨道上运动。

本实施例一中，安装支架1、导向套5、滑动柱2以及套筒管7的结构均不受附图的限制。

实施例二

本实施例二和实施例一不同之处在于其限位件的不同。本实施例二中，为了对滑动柱2沿测温通孔轴向的运动进行控制，实现对回转窑14内温度周期性监测的效果，定位件采用设置在所述测温圆弧段12和非测温圆弧段13上的测温导轨和非测温导轨。

此时，由于不额外设置卡紧弹簧8对测温轴进行固定，因此测温轴受重力作用会沿着测温通孔的轴向运动。为了避免测温轴在重力作用下不受控制的运动，测温导轨、非测温导轨以及变轨滑道4和导轨轮3之间并不是简单的表面接触，而是保证导轨轮3始终在上述测温导轨、非测温导轨或者变轨滑道4其中之一上运行，或者说导轨轮3不可以离开轨道，而只能沿着轨道延伸方向运动。从而，当导轨轮3随着回转窑14转动在测温导轨上运动时，测温轴保持插入回转窑14内部的状态，并对回转窑14内的温度进行监测；而当导轨轮3随着回转窑14转动经过变轨滑道4时，测温轴逐渐从回转窑14中拔出，直到导轨轮3运动到非测温轨道上，测温轴停留在回转窑14侧壁内，此时测温轴停止测温。

上述实施例的回转窑测温装置，不需要借助外部动力，只依靠回转窑14自身转动即可实现测温轴在测温导轨和非测温导轨之间的变轨。此外，上述回转窑测温装置中，测温轴是可以实现回转窑温度测量的测温件的总称，例如测温轴的具体形式可以是热电偶，当然也可以是其它的形式。

上述实施例的回转窑测温装置，可以自动在测温区对回转窑14内温度进行监测，而在非测温区将测温轴拔出，从而减少了高温下物料对测温轴的冲击、磨损、腐蚀和淹埋，从而减少了测温装置的维修次数，显著延长测温轴的使用寿命。在此基础上，由于测温轴只在测温区间插入回转窑14内，可以准确测试窑内轴向温度场分布，为精确控制生产过程提供真实的监测数据。

以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例一对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种回转窑测温装置，其特征在于，包括安装支架、滑动柱、测温轴、导轨轮、变轨滑道和定位件；回转窑侧壁上固定有所述安装支架，且在所述回转窑侧壁上对应所述安装支架的位置开设有测温通孔；所述安装支架上安装有所述滑动柱，所述滑动柱的靠近所述测温通孔的第一端固定有所述测温轴，第二端安装有导轨轮；所述滑动柱可随着所述回转窑转动，并使得所述导轨轮沿着测温圆弧段和非测温圆弧段运动；所述测温圆弧段和非测温圆弧段位于所述回转窑外侧，且所述测温圆弧段上的点到回转窑窑心的距离小于所述非测温圆弧段上的点到所述回转窑窑心的距离；所述测温圆弧段和非测温圆弧段运动之间通过所述变轨滑道过渡连接；当所述导轨轮经过所述变轨滑道进入所述测温圆弧段时，所述滑动柱带动所述测温轴伸入所述测温通孔，并通过所述定位件固定在当前圆弧轨迹上运动；当所述导轨轮经过所述变轨滑道进入所述非测温圆弧段时，所述滑动柱带动所述测温轴抽离所述测温通孔，并通过所述定位件固定在当前圆弧轨迹上运动。

2.根据权利要求1所述的回转窑测温装置，其特征在于，所述测温圆弧段和非测温圆弧段均与所述回转窑同心。

3.根据权利要求1所述的回转窑测温装置，其特征在于，所述安装支架包括导向套，所述滑动柱插入所述导向套中并可沿着所述导向套的轴向运动。

4.根据权利要求3所述的回转窑测温装置，其特征在于，所述导向套的内壁上设置有第一滚珠，所述滑动柱上开设有与所述第一滚珠适配的沿滑动柱轴向延伸的长槽。

5.根据权利要求4所述的回转窑测温装置，其特征在于，所述滑动柱的第一端固定有与所述滑动柱同轴的套筒管，所述测温轴固定在所述套筒管内，且所述套筒管的靠近所述回转窑窑心的一端开设有气孔。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的回转窑测温装置，其特征在于，所述定位件包括沿所述导向套周向分布的多个卡紧弹簧，所述卡紧弹簧垂直指向所述导向套的轴心；所述导向套筒上对应所述卡紧弹簧的位置开设有限位孔，每个所述限位孔位置设置有一个第二滚珠；所述滑动柱上开设有第一限位槽和第二限位槽；当所述导轨轮在所述测温圆弧段运动时，所述第一限位槽和所述限位孔对应，并使得所述卡紧弹簧将所述第二滚珠部分推入所述第一限位槽中，使得所述滑动柱被轴向固定；当所述导轨轮经过所述变轨滑道时，所述变轨滑道给所述导轨轮施加压力/拉力，使得所述滑动柱轴向运动，直至所述第二限位槽和所述限位孔对应，所述导轨轮运动到所述非测温圆弧段，且所述卡紧弹簧将所述第二滚珠部分嵌入所述第二限位槽中，使得所述滑动柱被轴向固定。

7.根据权利要求1至5中任意一项所述的回转窑测温装置，其特征在于，所述定位件包括分别设置在所述测温圆弧段和非测温圆弧段上的测温导轨和非测温导轨，所述导轨轮在所述测温导轨、非测温导轨和变轨滑道上运动，并经过所述变轨滑道在所述测温导轨和非测温导轨之间切换。