CN107741156A - 辊道窑断辊检测系统 - Google Patents
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Abstract
一种辊道窑断辊检测系统,包括多组辊棒组,每组辊棒组包括依次相邻的两根以上输送辊棒,各组辊棒组均对应设有两组与监视器相连的光收发组件,各输送辊棒的从动端均连接有交替遮挡两组光收发组件的检测光路的遮光部件,炉体外对应每组辊棒组均设有密封罩,密封罩与炉体的炉壁围合成一个密封腔室,各输送辊棒的从动端穿过炉壁伸入到对应的密封腔室中,光收发组件包括光发射器、光接收器和安装在密封腔室中的反射镜组,光发射器和光接收器安装在密封罩的上方或者下方,密封罩设有第一透射窗和第二透射窗,反射镜组之间形成检测光路。该检测系统具有安装、调试和维护简便、可提高密封性、工作稳定可靠性好、使用寿命长等优点。
Description
技术领域
本发明涉及窑炉设备技术领域,具体涉及一种辊道窑断辊检测系统。
背景技术
目前国内锂电池正极材料基本采用辊道窑烧结工艺,在高温环境下,匣钵长时间在辊棒上运行会使辊棒不断磨损,甚至发生断裂的现象,如若没有及时发现并更换断裂的辊棒,烧结物料会在辊道窑内发生拥堵从而造成堵窑,并引发更大面积的辊棒断裂事故,给工厂造成巨大损失。
现有辊道窑设置断棒检测大部分是针对大气辊道窑(即未完全密封的辊道窑,辊棒从动边裸露在窑炉外部),包括通过感应辊棒断裂后边部的翘起从而判断辊棒断裂,或通过感应周期信号的有无来判断辊棒是否断裂等。这些辊棒检测系统具有如下缺点:1、结构复杂,接线繁琐,安装、调试和维护麻烦,不利于气氛辊道窑的密封;2、不适用于辊道窑现场高温工作的环境。尤其是现在高镍三元材料成为锂电正极材料的发展趋势,而气氛辊道窑(即整个炉膛环境不与外部相通,辊棒的主动边、从动边均密封在窑炉内)是生产高镍三元材料的核心装备,因此这对辊棒检测技术提出了更高的要求,要求实现精准可靠检测的同时,保证炉膛的密封性和结构的简单紧凑性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足,提供一种安装、调试和维护简便、可提高密封性、工作稳定可靠性好、使用寿命长的辊道窑断辊检测系统。
为解决上述技术问题,本发明采用以下技术方案:
一种辊道窑断辊检测系统,包括沿输送物料方向依次间隔安装在辊道窑炉体上的若干输送辊棒,所有输送辊棒分为多组辊棒组,每组辊棒组包括依次相邻的两根以上输送辊棒,各组辊棒组均对应设有用于产生检测光路的两组光收发组件,各光收发组件与一监视器相连,每组辊棒组中各输送辊棒的从动端均连接有随输送辊棒转动并交替遮挡两组光收发组件的检测光路的遮光部件,所述炉体外部对应每组辊棒组均设有一密封罩,所述密封罩与炉体的炉壁围合成一个密封腔室,每组辊棒组中各输送辊棒的从动端穿过炉体的炉壁伸入到对应的密封腔室中,所述光收发组件包括光发射器、光接收器和安装在密封腔室中的反射镜组,所述光发射器和光接收器安装在密封罩的上方或者下方,所述密封罩设有供光发射器的发射光射到反射镜组上的第一透射窗和用于供反射镜组反射的光射到光接收器的第二透射窗,所述反射镜组之间形成所述检测光路。
上述的辊道窑断辊检测系统,优选的,所述反射镜组包括用于反射光发射器的发射光的第一反射镜和用于将第一反射镜反射出的光反射至光接收器的第二反射镜,所述第一反射镜和第二反射镜之间形成所述检测光路。
上述的辊道窑断辊检测系统,优选的,所述辊道窑断辊检测系统还设有用于对第一反射镜和第二反射镜的反射面以及第一透射窗和第二透射窗对应于密封腔室内侧的表面进行清理的清理组件。
上述的辊道窑断辊检测系统,优选的,所述清理组件包括气源,所述密封腔室内设有一个以上吹气方向朝向第一反射镜的第一吹气喷头、一个以上吹气方向朝向吹气方向朝向第二反射镜的第二吹气喷头、一个以上吹气方向朝向第一透射窗的第三吹气喷头、一个以上吹气方向朝向第二透射窗的第四吹气喷头,所述第一吹气喷头、第二吹气喷头、第三吹气喷头、第四吹气喷头均与所述气源相连。
上述的辊道窑断辊检测系统,优选的,两组光收发组件产生的检测光路相互平行且分别位于输送辊棒的上方和下方。
上述的辊道窑断辊检测系统,优选的,所述第一透射窗和第二透射窗均包括设于密封罩上的开口以及螺纹配合连接于密封罩上并将所述开口封闭的密封盖,所述密封盖设有透光板。
上述的辊道窑断辊检测系统,优选的,所述遮光部件可拆卸的安装在输送辊棒上。
上述的辊道窑断辊检测系统,优选的,所述遮光部件包括半圆环形遮挡部和与半圆环形遮挡部相连的弹性夹持部,所述遮光部件通过弹性夹持部夹紧安装在输送辊棒上,所述半圆环形遮挡部的两端位于过输送辊棒轴线的同一平面上。
上述的辊道窑断辊检测系统,优选的,所述光发射器通过第一角度调节组件安装在密封罩上并可调节发射光的方向,所述光接收器通过第二角度调节组件安装在密封罩上并可调节接收光的方向。
上述的辊道窑断辊检测系统,优选的,所述第一角度调节组件包括通过第一调节螺栓以可锁紧方式铰接连接的第一固定支架和第一摆动支架,所述第一固定支架安装在密封罩上,所述光发射器安装在第一摆动支架上;所述第二角度调节组件包括通过第二调节螺栓以可锁紧方式铰接连接的第二固定支架和第二摆动支架,所述第二固定支架安装在密封罩上,所述光接收器安装在第二摆动支架上。
与现有技术相比,本发明的优点在于:本发明辊道窑断辊检测系统设置密封罩可将穿过炉体炉壁伸出的输送辊棒与炉壁之间的间隙密封,从而提高辊道窑炉膛的密封性,保证炉内气氛的稳定;同时,将光发射器和光接收器安装在密封罩的上方或者下方,遮光部件安装在密封罩内,通过反射镜组的反射作用在密封罩内形成能被遮光部件遮挡的检测光路,该种设置合理利用了输送辊棒上下方的空间,使光发射器和光接收器以及相关配套安装部件不需要占用在输送物料方向上输送辊棒之间的空间,避免了因输送辊棒之间的空间小而导致安装困难甚至无法安装的问题,大大提高了安装、调试和维护的简便性,并且光发射器和光接收器位于炉体以及密封罩的外部,受炉内高温影响小,利于保证工作的稳定可靠性和延长使用寿命。
附图说明
图1为辊道窑断辊检测系统的主视结构示意图。
图2为辊道窑断辊检测系统在单组辊棒组位置处的剖视结构示意图。
图3为遮光部件与输送辊棒相连的主视结构示意图。
图4为遮光部件与输送辊棒相连的侧视结构示意图。
图5为在无断辊情况下各遮光部件处在第一角度位置的示意图。
图6为在无断辊情况下各遮光部件处在第二角度位置的示意图。
图7为在无断辊情况下各遮光部件处在第三角度位置的示意图。
图8为在无断辊情况下的光信号波形图。
图9为第一种断辊情况下各遮光部件的角度位置的示意图。
图10为第一种断辊情况下的光信号波形图。
图11为第二种断辊情况下各遮光部件的角度位置的示意图。
图12为第二种断辊情况下的光信号波形图。
图13为第三种断辊情况下各遮光部件的角度位置的示意图。
图14为第三种断辊情况下的光信号波形图。
图例说明:
1、炉体;2、输送辊棒;3、遮光部件;31、半圆环形遮挡部;32、弹性夹持部;4、密封罩;40、密封腔室;41、第一透射窗;42、第二透射窗;43、密封盖;5、光发射器;6、光接收器;7、第一反射镜;8、第二反射镜;100、监视器;101、第一吹气喷头;102、第二吹气喷头;103、第三吹气喷头;104、第四吹气喷头;201、第一调节螺栓;202、第一固定支架;203、第一摆动支架;204、第二调节螺栓;205、第二固定支架;206、第二摆动支架。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1和图2所示,本实施例的辊道窑断辊检测系统,包括沿输送物料方向依次间隔安装在辊道窑炉体1上的若干输送辊棒2,所有输送辊棒2分为多组辊棒组,每组辊棒组包括依次相邻的两根以上输送辊棒2,各组辊棒组均对应设有用于产生检测光路的两组光收发组件,各光收发组件与一监视器100相连,每组辊棒组中各输送辊棒2的从动端(非连接驱动机构的一端)均连接有随输送辊棒2转动并交替遮挡对应两组光收发组件的检测光路的遮光部件3,炉体1外部对应每组辊棒组均设有一密封罩4,密封罩4与炉体1的炉壁围合成一个密封腔室40,每组辊棒组中各输送辊棒2的从动端穿过炉体1的炉壁伸入到对应的密封腔室40中,光收发组件包括光发射器5、光接收器6和安装在密封腔室40中的反射镜组,光发射器5和光接收器6安装在密封罩4的上方或者下方,密封罩4设有供光发射器5的发射光射到反射镜组上的第一透射窗41和用于供反射镜组反射的光射到光接收器6的第二透射窗42,反射镜组之间形成上述的检测光路,各输送辊棒2连接的遮光部件3位于密封腔室40中,从而能够遮挡检测光路。
该辊道窑断辊检测系统设置密封罩4可将穿过炉体1炉壁伸出的输送辊棒2与炉壁之间的间隙密封,从而提高辊道窑炉膛的密封性,保证炉内气氛的稳定;同时,将光发射器5和光接收器6安装在密封罩4的上方或者下方,遮光部件3安装在密封罩4内,通过反射镜组的反射作用在密封罩4内形成能被遮光部件3遮挡的检测光路,该种设置合理利用了输送辊棒2上下方的空间,使光发射器5和光接收器6以及相关配套安装部件不需要占用在输送物料方向上输送辊棒2之间的空间,避免了因输送辊棒2之间的空间小而导致安装困难甚至无法安装的问题,大大提高了安装、调试和维护的简便性,并且光发射器5和光接收器6位于炉体1以及密封罩4的外部,受炉内高温影响小,利于保证工作的稳定可靠性和延长使用寿命。该辊道窑断辊检测系统将若干输送辊棒2分组并分别进行检测,能够实现快速、准确检测断辊情况。
本实施例中,反射镜组包括用于反射光发射器5的发射光的第一反射镜7和用于将第一反射镜7反射出的光反射至光接收器6的第二反射镜8,第一反射镜7和第二反射镜8之间形成检测光路。其中,第一反射镜7和第二反射镜8分别连接在密封罩4在输送物料方向上的两端内壁上。反射镜组仅设置第一反射镜7和第二反射镜8,能够降低成本、简化安装调试。
本实施例中,辊道窑断辊检测系统还设有用于对第一反射镜7和第二反射镜8的反射面以及第一透射窗41和第二透射窗42对应于密封腔室40内侧的表面进行清理的清理组件。通过清理组件对第一反射镜7和第二反射镜8的反射面、第一透射窗41和第二透射窗42对应于密封腔室40内侧的表面进行清理,能够避免粉尘累积而影响检测光路。
本实施例中,清理组件包括气源,密封腔室40内设有一个以上吹气方向朝向第一反射镜7的第一吹气喷头101、一个以上吹气方向朝向吹气方向朝向第二反射镜8的第二吹气喷头102、一个以上吹气方向朝向第一透射窗41的第三吹气喷头103、一个以上吹气方向朝向第二透射窗42的第四吹气喷头104,第一吹气喷头101、第二吹气喷头102、第三吹气喷头103、第四吹气喷头104均与气源相连,通过吹气可有效清理第一反射镜7和第二反射镜8的反射面、第一透射窗41和第二透射窗42对应于密封腔室40内侧的表面的粉尘。该种清理组件的结构简单、成本低、清理效果好,且不会损伤反射面和透射面。
本实施例中,两组光收发组件产生的检测光路相互平行且分别位于输送辊棒2的上方和下方。
本实施例中,第一透射窗41和第二透射窗42均包括设于密封罩4上的开口以及螺纹配合连接于密封罩4上并将开口封闭的密封盖43,密封盖43设有透光板。该种结构的第一透射窗41和第二透射窗42制作方便、成本低,且还能打开对密封罩4内的粉尘进行清理。
本实施例中,遮光部件3可拆卸的安装在输送辊棒2上,以便于单独制作,降低制作难度和制作成本。如图3和图4所示,遮光部件3包括半圆环形遮挡部31和与半圆环形遮挡部31相连的弹性夹持部32,弹性夹持部32为一U型结构,遮光部件3通过弹性夹持部32夹紧安装在输送辊棒2上,半圆环形遮挡部31的两端位于过输送辊棒2轴线的同一平面上,从而可交替遮挡两组光收发组件的检测光路。
本实施例中,光发射器5通过第一角度调节组件安装在密封罩4上并可调节发射光的方向,光接收器6通过第二角度调节组件安装在密封罩4上并可调节接收光的方向。在制作装配过程中如存在误差,可通过调节光发射器5发射光的方向和光接收器6接收光的方向来适应,以保证检测光路沿设定路径传播,这样可降低制作和装配难度和精度,利于降低制作成本和提高装配效率。
本实施例中,第一角度调节组件包括通过第一调节螺栓201以可锁紧方式铰接连接的第一固定支架202和第一摆动支架203,第一固定支架202安装在密封罩4上,光发射器5安装在第一摆动支架203上,其中,第一固定支架202和第一摆动支架203均设有铰接通孔,第一调节螺栓201穿设安装在第一固定支架202和第一摆动支架203的铰接通孔中,松开第一调节螺栓201,可使第一摆动支架203相对于第一固定支架202转动调节角度,进而调节光发射器5的发射光方向,锁紧第一调节螺栓201可将第一固定支架202和第一摆动支架203锁紧固定,进而保持调节好的角度不变。第二角度调节组件包括通过第二调节螺栓204以可锁紧方式铰接连接的第二固定支架205和第二摆动支架206,第二固定支架205安装在密封罩4上,光接收器6安装在第二摆动支架206上,第二角度调节组件的调节原理与第一角度调节组件相同。上述第一角度调节组件和第二角度调节组件的结构简单、调节方便。
本实施例的光发射器5、光接收器6和监视器100均为现有技术。
本实施例的辊道窑断辊检测系统的检测原理是,在无断辊的正常工作情况下时,同一组辊棒组件中所有输送辊棒2上的遮光部件3的角度位置相同,所有遮光部件3随输送辊棒2转动时开始遮挡和结束遮挡任一条检测光路的时间相同,也即所有遮光部件3同步交替遮挡对应两组光收发组件的检测光路,两组光收发组件的光接收器6都为间歇式的接收到光信号,并将周期性变化的信号传送至监视器100。在任意输送辊棒2断裂的情况下,该断裂输送辊棒2的从动端无法转动,与该断裂输送辊棒2从动端连接的遮光部件3也不转动,此时该遮光部件3会始终遮挡其中一组光收发组件的检测光路,导致该组光收发组件的光接收器6始终无法接收到光信号,这样,可根据各组光收发组件的光接收器6接收的光信号是否呈周期性变化来判断是否发生断辊。
图5至图7分别为在无断辊情况下各遮光部件3在三个不同角度位置的示意图,在无断辊情况下,两组光收发组件的光接收器6接收到的光信号的波形图如图8所示。图9为在第一种断辊情况的示意图,该情况下有一根辊棒断裂,且断辊所连接的遮光部件3正好停留在同时遮挡两组光收发组件检测光路的角度位置,此时两组光收发组件的光接收器6接收到的光信号的波形图如图10所示。图11为在第二种断辊情况的结构示意图,该情况下有一根辊棒断裂,且断辊所连接的遮光部件3正好停留在只遮挡上方检测光路的角度位置,此时两组光收发组件的光接收器6接收到的光信号制成波形图如图12所示。图13为在第二种断辊情况的结构示意图,该情况下有一根辊棒断裂,且断辊所连接的遮光部件3正好停留在只遮挡下方检测光路的角度位置,此时两组光收发组件的光接收器6接收到的光信号制成波形图如图14所示。
本实施例的辊道窑断辊检测系统尤其适用于气氛窑等密封性要求高的窑炉。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。对于本技术领域的技术人员来说,在不脱离本发明技术构思前提下所得到的改进和变换也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种辊道窑断辊检测系统,包括沿输送物料方向依次间隔安装在辊道窑炉体(1)上的若干输送辊棒(2),所有输送辊棒(2)分为多组辊棒组,每组辊棒组包括依次相邻的两根以上输送辊棒(2),各组辊棒组均对应设有用于产生检测光路的两组光收发组件,各光收发组件与一监视器(100)相连,每组辊棒组中各输送辊棒(2)的从动端均连接有随输送辊棒(2)转动并交替遮挡两组光收发组件的检测光路的遮光部件(3),其特征在于:所述炉体(1)外部对应每组辊棒组均设有一密封罩(4),所述密封罩(4)与炉体(1)的炉壁围合成一个密封腔室(40),每组辊棒组中各输送辊棒(2)的从动端穿过炉体(1)的炉壁伸入到对应的密封腔室(40)中,所述光收发组件包括光发射器(5)、光接收器(6)和安装在密封腔室(40)中的反射镜组,所述光发射器(5)和光接收器(6)安装在密封罩(4)的上方或者下方,所述密封罩(4)设有供光发射器(5)的发射光射到反射镜组上的第一透射窗(41)和用于供反射镜组反射的光射到光接收器(6)的第二透射窗(42),所述反射镜组之间形成所述检测光路。
2.根据权利要求1所述的辊道窑断辊检测系统,其特征在于:所述反射镜组包括用于反射光发射器(5)的发射光的第一反射镜(7)和用于将第一反射镜(7)反射出的光反射至光接收器(6)的第二反射镜(8),所述第一反射镜(7)和第二反射镜(8)之间形成所述检测光路。
3.根据权利要求2所述的辊道窑断辊检测系统,其特征在于:所述辊道窑断辊检测系统还设有用于对第一反射镜(7)和第二反射镜(8)的反射面以及第一透射窗(41)和第二透射窗(42)对应于密封腔室(40)内侧的表面进行清理的清理组件。
4.根据权利要求3所述的辊道窑断辊检测系统,其特征在于:所述清理组件包括气源,所述密封腔室(40)内设有一个以上吹气方向朝向第一反射镜(7)的第一吹气喷头(101)、一个以上吹气方向朝向吹气方向朝向第二反射镜(8)的第二吹气喷头(102)、一个以上吹气方向朝向第一透射窗(41)的第三吹气喷头(103)、一个以上吹气方向朝向第二透射窗(42)的第四吹气喷头(104),所述第一吹气喷头(101)、第二吹气喷头(102)、第三吹气喷头(103)、第四吹气喷头(104)均与所述气源相连。
5.根据权利要求1所述的辊道窑断辊检测系统,其特征在于:两组光收发组件产生的检测光路相互平行且分别位于输送辊棒(2)的上方和下方。
6.根据权利要求1所述的辊道窑断辊检测系统,其特征在于:所述第一透射窗(41)和第二透射窗(42)均包括设于密封罩(4)上的开口以及螺纹配合连接于密封罩(4)上并将所述开口封闭的密封盖(43),所述密封盖(43)设有透光板。
7.根据权利要求1所述的辊道窑断辊检测系统,其特征在于:所述遮光部件(3)可拆卸的安装在输送辊棒(2)上。
8.根据权利要求7所述的辊道窑断辊检测系统,其特征在于:所述遮光部件(3)包括半圆环形遮挡部(31)和与半圆环形遮挡部(31)相连的弹性夹持部(32),所述遮光部件(3)通过弹性夹持部(32)夹紧安装在输送辊棒(2)上,所述半圆环形遮挡部(31)的两端位于过输送辊棒(2)轴线的同一平面上。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的辊道窑断辊检测系统,其特征在于:所述光发射器(5)通过第一角度调节组件安装在密封罩(4)上并可调节发射光的方向,所述光接收器(6)通过第二角度调节组件安装在密封罩(4)上并可调节接收光的方向。
10.根据权利要求9所述的辊道窑断辊检测系统,其特征在于:所述第一角度调节组件包括通过第一调节螺栓(201)以可锁紧方式铰接连接的第一固定支架(202)和第一摆动支架(203),所述第一固定支架(202)安装在密封罩(4)上,所述光发射器(5)安装在第一摆动支架(203)上;所述第二角度调节组件包括通过第二调节螺栓(204)以可锁紧方式铰接连接的第二固定支架(205)和第二摆动支架(206),所述第二固定支架(205)安装在密封罩(4)上,所述光接收器(6)安装在第二摆动支架(206)上。
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