CN107388831B - 用于砌筑热风炉炉顶拱形砌体的控制装置及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于砌筑热风炉炉顶拱形砌体的控制装置，包括砖块弧度控制装置和砌体分隔板块分度装置；砖块弧度控制装置包括中心轴和固定安装于中心轴一侧的弧度样板，弧度样板上标有砖层线，弧度样板上安装有激光笔，激光束与砖层线平行；砌体分隔板块分度装置包括自旋平台，自旋平台包括底座和旋转平台，旋转平台转动安装于底座的上方，旋转平台的周向均布安装有若干一字标线仪；底座通过第一轴承与中心轴连接，旋转平台以中心轴为轴心旋转。本发明在热风炉炉顶拱形砌体砌筑过程中能同时对砖块弧度以及砌体分隔板块分度标线进行控制，砌体的水平半径、高度尺寸、弧形段砌体的高向斜度上的偏差检测与拱形砌体分隔板块的环形分段检测互不干涉。

Description

用于砌筑热风炉炉顶拱形砌体的控制装置及施工方法

技术领域

本发明涉及炉窑施工技术领域，具体涉及一种用于砌筑热风炉炉顶拱形砌体的控制装置及施工方法。

背景技术

热风炉炉顶拱形砌体是逐渐缩小类似一个半球顶结构，且为了避免热膨胀给半球顶造成损伤，在拱形砌体的拱脚处均匀设置多个膨胀缝，将拱形砌体分隔成多个砌筑板块，比如说底部为30个板块，中部为15个板块，顶部为一个球面整体，三段结构由关节砖分隔。

施工中，为了能逐层检查砌体的水平半径及高度尺寸，控制弧形段砌体的高向斜度上的偏差，在热风炉炉顶中心部位安装了一种可旋转弧度板，包括中心轴和弧度样板，使用时，推动弧度样板，带动中心轴旋转，弧度样板上标有砖层线，作为每层砖砌筑时的导向线。但是对炉顶拱形砌体分隔板块砌筑分度，无法采用测量仪器站位放线，需以中心轴为原点作为半径检测依据，再采用弧长分段的方式，将板块分布线刻划在下一环的砖层上，而这一环砖层椭圆度误差较大，造成板块分布线也存在较大误差，致使灰缝不均匀，直接影响整个热风炉的砌筑质量。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足，提供一种用于砌筑热风炉炉顶拱形砌体的控制装置及施工方法，它在热风炉炉顶拱形砌体砌筑过程中能同时对砖块弧度以及砌体分隔板块分度标线进行控制。

本发明为解决上述提出的技术问题所采用的技术方案为：

一种用于砌筑热风炉炉顶拱形砌体的控制装置，包括砖块弧度控制装置和砌体分隔板块分度装置：

所述砖块弧度控制装置包括中心轴和固定安装于所述中心轴一侧的弧度样板，所述弧度样板根据热风炉拱顶砌体的弧度制作，所述弧度样板上标有砖层线，所述弧度样板上安装有激光笔，所述激光笔安装于所述砖层线的上方，所述激光笔的激光束与所述砖层线平行，所述中心轴安装于热风炉的中心位置并能够自转；

所述砌体分隔板块分度装置包括自旋平台，所述自旋平台包括底座和旋转平台，所述旋转平台转动安装于所述底座的上方，所述旋转平台上安装有驱动装置，所述驱动装置驱动所述旋转平台转动，所述旋转平台的周向均布安装有若干一字标线仪；

所述底座通过第一轴承与所述中心轴连接，所述旋转平台以所述中心轴为轴心旋转。

上述方案中，所述一字标线仪的数量为砌体分隔板块的1/N倍，N为正整数。

上述方案中，所述驱动装置包括安装于所述旋转平台上的电机以及安装于所述电机输出轴的小齿轮，所述底座的外沿为大齿轮，所述大齿轮与小齿轮啮合，所述电机驱动所述小齿轮绕所述大齿轮转动，使所述旋转平台相对所述底座的中心轴转动。

上述方案中，所述大齿轮的齿条数量为360个，相邻两个齿条之间的夹角为1°，所述大齿轮的齿条设有0°、90°、180°和270°的标识。

上述方案中，所述弧度样板上的砖层线上方固定安装有U形夹具，所述激光笔卡置于所述U形夹具内。

上述方案中，所述砖块弧度控制装置还包括顶部固定座，所述顶部固定座包括角钢和U形卡具，角钢固定安装于热风炉炉顶，U形卡具安装于角钢的中部，U形卡具的两个端头设有丝扣，U形卡具与角钢通过螺母连接，所述中心轴的上端插设于所述角钢与U形卡具之间。

上述方案中，所述砖块弧度控制装置还包括底部固定座，所述底部固定座包括钢板、槽钢和插管，槽钢焊接于钢板的上方，槽钢中心设有用于所述中心轴穿过的孔，所述插管竖直焊接于所述钢板的下方。

上述方案中，所述底座通过连接筋板与所述钢板固定连接。

上述方案中，所述中心轴底部踏步与自旋平台之间设有爬梯，所述爬梯包括外部框架和水平杆，所述外部框架罩住自旋平台，外部框架底部放置在热风炉内的格子砖上，所述水平杆设于外部框架之间，所述爬梯的顶部通过第二轴承与所述中心轴连接。

本发明还提出了上述用于砌筑热风炉炉顶拱形砌体的控制装置的施工方法，包括以下步骤：

步骤一，确定基准点和轴线：先通过线坠将热风炉轴线从炉顶部位投射到热风炉内格子砖砌体的表面，并做好标识A、B作为两个基准点；再将线坠放置在炉顶中心，架设激光标线仪，使激光标线仪的中心点与炉顶中心重合，激光标线仪所投标线与点A、点B在一条轴线上；

步骤二，用于砌筑热风炉炉顶拱形砌体的控制装置的安装：将中心轴对准激光标线仪中心轴安装，并使自旋平台底座大齿轮的齿条标识与轴线标线对位；

步骤三，热风炉炉顶拱形砌体分隔板块分度：开启自旋平台外沿的一字标线仪，形成标线网络，进一步根据砌筑标高及砌筑半径进行砌筑，砌筑过程中，参考标线网络，每一条投射的砌体分隔板中心线标线对应一个砌体分隔板块；

步骤四，热风炉炉顶拱形砌体分隔板块砌筑：每个砌体分隔板块包括若干砌筑而成的砖块，砖块砌筑过程，推动弧度样板，带动中心轴旋转，弧度样板上的砖层线以及激光笔所射出的激光束作为每层砖块砌筑时的导向线，与此同时，还可以逐层检查砌体的水平半径及高度尺寸，控制弧形段砌体的高向斜度上的偏差。

本发明的有益效果在于：

1.本实用新型在热风炉炉顶拱形砌体砌筑过程中能同时对砖块弧度以及砌体分隔板块分度标线进行控制，自旋平台底座通过第一轴承与中心轴连接，中心轴旋转时，底座保持静止，旋转平台在底座上旋转，不受中心轴旋转影响。砌体的水平半径、高度尺寸、弧形段砌体的高向斜度上的偏差检测与拱形砌体分隔板块的环形分段检测互不干涉。

2.旋转平台外沿设置多个一字标线仪，形成标线网络，一次支设，能同时对多个拱形砌体分隔板块几何尺寸进行预控。一字标线仪，安装数量为拱形砌体分隔板块数量的1/N倍，比如三分之一或五分之一，与砌筑人员的数量匹配，砌筑完一部分拱形砌体分隔板块，通过控制旋转平台旋转，使一字标线仪的投射标线对其它拱形砌体分隔板块的砌筑几何尺寸进行预控，大大提高了一字标线仪利用率。

3.旋转平台由电机驱动，电机内设无线信号接收器、角度位移传感器以及数字显示模块，底座外沿的大齿轮相邻齿条的夹角为1°或0.5°，可以精确控制旋转平台的旋转角度，旋转到位后由于齿轮的啮合自动锁紧固定，结构简单，无需附加锁紧装置。

4.在砖层线上方平行部位，通过U型夹具安装激光笔，激光笔的激光束与砖层线的倾斜角度平行，通过尺具进行测量，砖块内侧的数值小于外侧，则砖块内侧的灰浆厚度过高，需要下压；砖块内侧的数值大于外侧，则砖块内侧的灰浆厚度过低，需要向上调整。很好的对热风炉炉顶拱形砌体的每环砖的倾斜角度砌筑进行预控。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明的用于砌筑热风炉炉顶拱形砌体的控制装置的整体结构图；

图2是图1所示的用于砌筑热风炉炉顶拱形砌体的控制装置的底部固定座及砌体分隔板块分度装置的结构图；

图3是图1所示的用于砌筑热风炉炉顶拱形砌体的控制装置的激光笔和U形夹具的结构图；

图4是本发明的用于砌筑热风炉炉顶拱形砌体的控制装置的安装时定位示意图；

图5是本发明的用于砌筑热风炉炉顶拱形砌体的控制装置的工作状态示意图；

图6是图5的侧视图；

图7是图6的A处局部放大图。

图中：100、用于砌筑热风炉炉顶拱形砌体的控制装置；10、中心轴；11、踏步；111、堵头板；12、夹板；13、连接板；14、轴；20、弧度样板；21、砖层线；22、激光笔；221、激光束；23、夹具；30、支撑板；31、水平支撑板；32、斜撑板；40、第一轴承；50、顶部固定座；51、角钢；52、卡具；60、底部固定座；61、钢板；62、槽钢；63、插管；64、连接筋板；70、自旋平台；71、底座；711、大齿轮；72、旋转平台；73、一字标线仪；80、驱动装置；81、电机；82、小齿轮；90、爬梯；91、框架；92、水平杆；93、第二轴承；200、砖块；300、砌体分隔板块；400、激光标线仪；500、线坠；600、轴线标线；700、格子砖；800、轴线；900、尺具。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

如图1-3所示，为本发明一较佳实施例的一种用于砌筑热风炉炉顶拱形砌体的控制装置100，包括砖块弧度控制装置和砌体分隔板块分度装置：

砖块弧度控制装置包括中心轴10和固定安装于中心轴10一侧的弧度样板20，弧度样板20根据热风炉拱顶砌体的弧度制作，弧度样板20上标有砖层线21，弧度样板20上安装有激光笔22，激光笔22安装于砖层线21的上方，激光笔22的激光束221与砖层线21平行，中心轴10安装于热风炉的中心位置并能够自转；

砌体分隔板块分度装置包括自旋平台70，自旋平台70包括底座71和旋转平台72，旋转平台72转动安装于底座71的上方，旋转平台72上安装有驱动装置80，驱动装置80驱动旋转平台72转动，旋转平台72的周向均布安装有若干一字标线仪73，形成标线网络；

自旋平台70位于中心轴10的下部，底座71通过第一轴承40与中心轴10连接，旋转平台72以中心轴10为轴心旋转，中心轴10旋转时，底座71保持静止，旋转平台72在底座71上旋转，不受中心轴10旋转影响。

弧度样板20为多层胶合板粘合而成，弧度样板20上的砖层线21是依据每层砖高度尺寸的具体数值求得水平内径和角度并在弧度样板20上标识其刻度与层数得到的。

进一步优化，本实施例中，为了提高一字标线仪73的利用率，一字标线仪73的数量为砌体分隔板块300的1/N倍，N为正整数，比如三分之一或五分之一，与砌筑人员的数量匹配，砌筑完一部分拱形砌体分隔板块300，通过控制旋转平台72旋转，使一字标线仪73的投射标线对其它拱形砌体分隔板块300的砌筑几何尺寸进行预控。本实施例中取N＝5，一字标线仪73的数量为6个，砌体分隔板块300的数量为30个，每个砌体分隔板块300中心线的夹角为12°。

进一步优化，本实施例中，驱动装置80包括安装于旋转平台72上的电机81以及安装于电机81输出轴的小齿轮82，底座71的外沿为大齿轮711，大齿轮711与小齿轮82啮合，电机81驱动小齿轮82绕大齿轮711转动，使旋转平台72相对中心轴10转动。优选地，电机81内设无线信号接收器，以便操作人员远程控制电机81转动。

进一步优化，本实施例中，大齿轮711的齿条数量为360个，相邻两个齿条之间的夹角为1°，大齿轮711的齿条设有0°、90°、180°和270°的标识，以便与热风炉炉内轴线标线600对位。在其他实施例中，大齿轮711的齿条数量也可以为720个，相邻两个齿条之间的夹角为0.5°，同样地，大齿轮711的齿条设有0°、90°、180°和270°的标识。

电机81内设有角度位移传感器以及数字显示模块。电机81带动小齿轮82旋转，在底座71的大齿轮711上移动，角位移由角度位移传感器识别，再通过数字显示模块显示，从而精准控制旋转平台72的旋转角度。

进一步优化，本实施例中，弧度样板20上的砖层线21上方固定安装有U形夹具23，激光笔22卡置于U形夹具23内。U型夹具23一面为平底，设有孔，以便通过螺丝与弧度样板20连接。

进一步优化，本实施例中，砖块弧度控制装置还包括顶部固定座50，中心轴10的上端安装在顶部固定座50中，具体地，顶部固定座50包括角钢51和U形卡具52，角钢51固定安装于热风炉炉顶，U形卡具52安装于角钢51的中部，U形卡具52的两个端头设有丝扣，U形卡具52与角钢51通过螺母连接，中心轴10的上端插设于角钢51与U形卡具52之间，能自由旋转。

进一步优化，本实施例中，砖块弧度控制装置还包括底部固定座60，中心轴10的下端安装在底部固定座60中，具体地，底部固定座60包括钢板61、槽钢62和插管63，槽钢62焊接于钢板61的上方，槽钢62中心设有用于中心轴10穿过的孔，插管63竖直焊接于钢板61的下方。中心轴10的下端设有轴14，轴的端头焊有圆球，圆球与钢板61接触，以便轴在槽钢62中旋转。插管63的直径小于格子砖700的孔，以便插管63插入到格子砖700孔中，固定住底部固定座60。

进一步优化，本实施例中，底座71通过连接筋板64与钢板61固定连接。

进一步优化，本实施例中，中心轴10的两侧可拆卸地安装有踏步11。踏步11采用钢管制作，钢管的一端焊有堵头板111，另一端设有丝扣，安装在中心轴10上，形成直梯状，以便施工人员进出热风炉。踏步11能拆除，便于中心轴10的运输。

进一步优化，本实施例中，中心轴10底部踏步与自旋平台70之间设有爬梯90，爬梯90包括外部框架91和水平杆92，外部框架91罩住自旋平台70，外部框架91底部放置在热风炉内的格子砖700上，水平杆92设于外部框架91之间，形成上人的爬梯90，爬梯90的顶部通过第二轴承93与中心轴10连接，中心轴10旋转时，爬梯90保持静止。

中心轴10的一侧焊接有夹板12，夹板12采用钢板制作，钢板上设有螺丝孔，两块钢板为一组，中间夹紧连接板13，弧度样板20固定在连接板13上。连接板13为木板，其长度略比中心轴10短。砖块弧度控制装置还包括支撑板30，支撑板30包括水平支撑板31和斜撑板32，水平支撑板31水平安装于中心轴10与弧度样板20之间，斜撑板32的上端固定在弧度样板20的顶端，斜撑板32的下端固定在水平支撑板31上，水平支撑板31、斜撑板32及中心轴10形成三角形，以便防止弧度样板20的下端部下垂变形。优选地，水平支撑板31有三根，斜撑板32有一根。

本发明还提出利用上述用于砌筑热风炉炉顶拱形砌体的控制装置100的施工方法，包括以下步骤：

步骤一，确定基准点和轴线：如图4所示，先通过线坠500将热风炉轴线800从炉顶朝天孔部位投射到热风炉炉内格子砖砌体的表面，并做好标识A、B作为两个基准点；再将线坠500放置在炉顶中心，架设激光标线仪400，使激光标线仪400的中心点与炉顶中心重合，激光标线仪400所投标线与点A、点B在一条轴线上。

为了减少线坠500定位的误差，线坠500顶部设有红外坠尖，红外坠尖投射的光束为垂线延长部分，能精准的投射出基准点A、B。

步骤二，用于砌筑热风炉炉顶拱形砌体的控制装置100的安装：将中心轴10对准激光标线仪400中心轴安装，并使自旋平台70底座71大齿轮711的齿条标识的0°与180°标识对准激光标线仪400所投的轴线标线600对位，整个装置安装完成。

步骤三，热风炉炉顶拱形砌体分隔板块分度：开启自旋平台70外沿的一字标线仪73，形成标线网络，进一步根据砌筑标高及砌筑半径进行砌筑，砌筑过程中，参考标线网络，每一条投射的砌体分隔板块中心线标线对应一个砌体分隔板块300。

步骤四，热风炉炉顶拱形砌体分隔板块砌筑：如图5所示，每个砌体分隔板块300包括若干砌筑而成的砖块200，砖块200砌筑过程，推动弧度样板20，带动中心轴10旋转，弧度样板20上的砖层线21以及激光笔22所射出的激光束221作为每层砖块200砌筑时的导向线，与此同时，还可以逐层检查砌体的水平半径及高度尺寸，控制弧形段砌体的高向斜度上的偏差。

需要说明的是，由于弧度样板20上的砖层线21与每层砖的外侧(靠近热风炉中心轴的一侧)砖缝对应，而砖块200的倾斜角度是否与砖层线21的导向方向一致不便测量，因此，本发明装置在砖层线21上方平行部位安装激光笔22，防止激光笔22的激光束221被砖块200挡住，如图6-7所示，激光笔22的激光束221与砖层线21平行，砌筑该层砖块200时，通过尺具900分别测量砖块200上边缘外侧及内侧(远离热风炉中心轴的一侧)到激光束221的距离，若内侧到激光束221的距离小于外侧到激光束221的距离，则说明砖块200内侧的灰浆厚度过高，需要下压；若内侧到激光束221的距离大于外侧到激光束221的距离，则说明砖块200内侧的灰浆厚度过低，需要向上调整。灰缝(两砖之间采用灰浆砌筑、粘结形成的灰浆厚度，行业俗称灰缝)的差距一次调整不到位时，可进行多次调整。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种用于砌筑热风炉炉顶拱形砌体的控制装置，其特征在于，包括砖块弧度控制装置和砌体分隔板块分度装置：

所述砖块弧度控制装置包括中心轴和固定安装于所述中心轴一侧的弧度样板，所述弧度样板根据热风炉拱顶砌体的弧度制作，所述弧度样板上标有砖层线，所述弧度样板上安装有激光笔，所述激光笔安装于所述砖层线的上方，所述激光笔的激光束与所述砖层线平行，所述中心轴安装于热风炉的中心位置并能够自转；

所述砌体分隔板块分度装置包括自旋平台，所述自旋平台包括底座和旋转平台，所述旋转平台转动安装于所述底座的上方，所述旋转平台上安装有驱动装置，所述驱动装置驱动所述旋转平台转动，所述旋转平台的周向均布安装有若干一字标线仪；

所述底座通过第一轴承与所述中心轴连接，所述旋转平台以所述中心轴为轴心旋转。

2.根据权利要求1所述的用于砌筑热风炉炉顶拱形砌体的控制装置，其特征在于，所述一字标线仪的数量为砌体分隔板块的1/N倍，N为正整数。

3.根据权利要求1所述的用于砌筑热风炉炉顶拱形砌体的控制装置，其特征在于，所述驱动装置包括安装于所述旋转平台上的电机以及安装于所述电机输出轴的小齿轮，所述底座的外沿为大齿轮，所述大齿轮与小齿轮啮合，所述电机驱动所述小齿轮绕所述大齿轮转动，使所述旋转平台相对所述底座的中心轴转动。

4.根据权利要求3所述的用于砌筑热风炉炉顶拱形砌体的控制装置，其特征在于，所述大齿轮的齿条数量为360个，相邻两个齿条之间的夹角为1°，所述大齿轮的齿条设有0°、90°、180°和270°的标识。

5.根据权利要求1所述的用于砌筑热风炉炉顶拱形砌体的控制装置，其特征在于，所述弧度样板上的砖层线上方固定安装有U形夹具，所述激光笔卡置于所述U形夹具内。

6.根据权利要求1所述的用于砌筑热风炉炉顶拱形砌体的控制装置，其特征在于，所述砖块弧度控制装置还包括顶部固定座，所述顶部固定座包括角钢和U形卡具，角钢固定安装于热风炉炉顶，U形卡具安装于角钢的中部，U形卡具的两个端头设有丝扣，U形卡具与角钢通过螺母连接，所述中心轴的上端插设于所述角钢与U形卡具之间。

7.根据权利要求1所述的用于砌筑热风炉炉顶拱形砌体的控制装置，其特征在于，所述砖块弧度控制装置还包括底部固定座，所述底部固定座包括钢板、槽钢和插管，槽钢焊接于钢板的上方，槽钢中心设有用于所述中心轴穿过的孔，所述插管竖直焊接于所述钢板的下方。

8.根据权利要求7所述的用于砌筑热风炉炉顶拱形砌体的控制装置，其特征在于，所述底座通过连接筋板与所述钢板固定连接。

9.根据权利要求7所述的用于砌筑热风炉炉顶拱形砌体的控制装置，其特征在于，所述中心轴底部踏步与自旋平台之间设有爬梯，所述爬梯包括外部框架和水平杆，所述外部框架罩住自旋平台，外部框架底部放置在热风炉内的格子砖上，所述水平杆设于外部框架之间，所述爬梯的顶部通过第二轴承与所述中心轴连接。

10.利用权利要求1所述的用于砌筑热风炉炉顶拱形砌体的控制装置的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，确定基准点和轴线：先通过线坠将热风炉轴线从炉顶部位投射到热风炉内格子砖砌体的表面，并做好标识A、B作为两个基准点；再将线坠放置在炉顶中心，架设激光标线仪，使激光标线仪的中心点与炉顶中心重合，激光标线仪所投标线与点A、点B在一条轴线上；

步骤二，用于砌筑热风炉炉顶拱形砌体的控制装置的安装：将中心轴对准激光标线仪中心轴安装，并使自旋平台底座大齿轮的齿条标识与轴线标线对位；

步骤三，热风炉炉顶拱形砌体分隔板块分度：开启自旋平台外沿的一字标线仪，形成标线网络，进一步根据砌筑标高及砌筑半径进行砌筑，砌筑过程中，参考标线网络，每一条投射的砌体分隔板中心线标线对应一个砌体分隔板块；

步骤四，热风炉炉顶拱形砌体分隔板块砌筑：每个砌体分隔板包括若干砌筑而成的砖块，砖块砌筑过程，推动弧度样板，带动中心轴旋转，弧度样板上的砖层线以及激光笔所射出的激光束作为每层砖块砌筑时的导向线，与此同时，还可以逐层检查砌体的水平半径及高度尺寸，控制弧形段砌体的高向斜度上的偏差。