CN116699789A - 一种用于氧化炉内火焰探测的长镜头固定结构 - Google Patents
一种用于氧化炉内火焰探测的长镜头固定结构 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及氧化炉灭火技术领域，尤其涉及一种用于氧化炉内火焰探测的长镜头固定结构，包括：镜头本体和智能相机，放置组件具有固定在炉壁孔洞上的套筒；支架与炉壁外侧垂直连接，支架上具有与套筒连接的同轴心开口；隔热套管，套设在镜头本体外侧；隔温仓，内部容纳智能相机，并与支架远离炉壁的一端相连。本发明通过在支架上固定镜头本体与智能相机，在氧化炉壁孔洞上设置套筒，并将镜头本体穿过套筒，再对镜头的外侧设置隔热套管，智能相机的外侧设置隔温仓进行高温隔离，如此设置，使得智能相机与镜头本体上均进行了隔热，降低了环境温度对智能相机的影响，与现有技术相比，提高了智能相机在使用过程中的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及氧化炉灭火技术领域，尤其涉及一种用于氧化炉内火焰探测的长镜头固定结构。
背景技术
碳纤维在生产过程中，尤其是在氧化炉内氧化的过程中会产生较高的热量，遇明火极易发生爆燃，故氧化炉内灭火成为了目前亟待解决的技术问题。
现有技术中，如申请公布号为CN115035677A的中国发明专利申请于2022年9月9日公开了一种氧化炉炉内火灾火焰的探测系统及灭火的安保系统，通过伸入至氧化炉内的长光学镜头来进行火焰的自动识别，然后再识别到火焰以后进行快速的灭火，与传统温度传感器相比大大提高了灭火的速度。
然而发明人在实施上述方案时发现，现有技术中，长光学镜头穿过氧化炉内壁，用于检测火焰的长镜头相机长期暴露在高温环境下，会使相机元件老化加快，降低了相机的使用可靠性。
发明内容
鉴于以上技术问题中的至少一项，本发明提供了一种用于氧化炉内火焰探测的长镜头固定结构，采用结构的改进来提高相机的使用可靠性。
根据本发明的第一方面，提供一种用于氧化炉内火焰探测的长镜头固定结构，包括：
放置组件，所述放置组件具有固定在炉壁孔洞上的套筒；
支架，所述支架与炉壁外侧垂直连接，所述支架上具有与所述套筒连接的同轴心开口；
镜头本体，所述镜头本体一端固定在所述支架上，另一端沿所述套筒方向伸入至炉壁内侧；
智能相机，固定在所述支架上远离炉壁的一侧，并与所述镜头本体对应设置；
隔热套管，套设在所述镜头本体外侧；
隔温仓，内部容纳所述智能相机，并与所述支架远离炉壁的一端相连。
在本发明的一些实施例中，所述放置组件还包括固定法兰与固定螺母，所述固定法兰在所述套筒处于炉壁内侧的一端，所述固定螺母与所述套筒另一端突出炉壁的部分螺接，并将所述套筒紧固在炉壁上。
在本发明的一些实施例中，所述固定法兰的前端具有与所述固定法兰连接的密封环，所述密封环的内径为变径结构，从靠近所述固定法兰至远离所述固定法兰的方向逐渐减小。
在本发明的一些实施例中，所述支架上还具有滑移组件，所述滑移组件包括设置在所述支架上的滑轨以及在所述滑轨上可相对滑动的用于固定长镜头的固定座，所述镜头本体固定在所述固定座上。
在本发明的一些实施例中，所述固定座上还具有用于将所述锁定固定座在所述滑轨上任意位置的锁定件。
在本发明的一些实施例中，所述隔热套管靠近相机的方向还具有隔热腔室，所述隔热套管与所述隔热腔室的内径均大于长镜头外径。
在本发明的一些实施例中，所述隔温仓内具有制冷器与温度传感器，所述制冷器与温度传感器用于控制所述隔温仓内的温度在固定阈值范围内。
在本发明的一些实施例中，所述隔温仓包括内层和外层以及所述内层与外层之间形成的冷却腔，所述冷却腔内具有可流动的冷却介质。
在本发明的一些实施例中，所述隔温仓包括内层和外层以及在所述内层与外层之间填充的保温棉。
在本发明的一些实施例中，放置组件还包括设置在炉壁外侧的开关门机构，所述开关门机构包括隔热箱以及在所述隔热箱一端与所述套筒连接的通孔，另一端与所述通孔位置对应的门板，其中所述门板弹性铰接在所述隔热箱内，并且所述门板在所述镜头本体伸入时打开，在所述镜头本体消失时保持关闭。
本发明的有益效果为：本发明通过在支架上固定镜头本体与智能相机，在氧化炉壁孔洞上设置套筒，并将镜头本体穿过套筒，再对镜头的外侧设置隔热套管，智能相机的外侧设置隔温仓进行高温隔离，如此设置，使得智能相机与镜头本体上均进行了隔热，降低了环境温度对智能相机的影响，与现有技术相比，提高了智能相机在使用过程中的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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中记载的一些实施例，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为本发明实施例中长镜头固定结构的结构示意图；
图2为本发明实施例中放置组件的爆炸分解结构示意图；
图3为本发明实施例中的长镜头安装结构的套筒剖视图；
图4为本发明实施例中滑移组件的结构示意图；
图5为本发明实施例中图4中B-B向剖视图；
图6为本发明实施例中隔热套管与隔热腔室的结构示意图；
图7为本发明实施例中隔温仓内部的结构示意图；
图8为本发明第一实施例中隔温仓的剖视图；
图9为本发明第二实施例中隔温仓的剖视图；
图10为本发明实施例中开关门机构的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1至图10所示的用于氧化炉内火焰探测的长镜头固定结构，包括：放置组件1、支架2、镜头本体3、智能相机4、隔热套管5和隔温仓6。
如图2所示，氧化炉炉壁上具有贯穿内外的孔洞，其中，放置组件1具有固定在炉壁孔洞上的套筒11，氧化炉上孔洞的直径大于套筒11直径，可使套筒11伸入孔洞内并固定在炉壁上。固定在氧化炉炉壁上的套筒11，内部可使镜头本体3穿过，在本发明的实施例中通过将镜头本体3的头部伸入至氧化炉内部，智能相机4设置在氧化炉外部，可使智能相机4所处环境温度低于氧化炉内部温度，更好的保护智能相机4内部的电子元件。
如图1所示，通过上述套筒11的设置，一方面为使镜头本体3与智能相机4在工作过程中不发生位置偏移，另一方面为使镜头本体3在清洗与检修过程中具有稳定性，本发明的实施例中将镜头本体3与智能相机4固定在支架2上，支架2的一部分与炉壁外侧垂直连接，支架2的延伸方向与套筒11的延伸方向相同，支架2的另一部分具有与套筒11直径相同的同轴心开口，支架2上的开口与套筒11处于氧化炉外侧的一端固定连接，通过支架2的设置可使长镜头具有稳定性，并在套筒11内部伸入与拔出过程中不发生位置的偏移。
如图1、图7所示，镜头本体3一端固定在支架2上，另一端沿套筒11方向伸入至炉壁内侧，智能相机4固定在支架2上远离炉壁的一侧，并与镜头本体3对应设置。在本发明的实施例中，是通过镜头本体3与智能相机4实时在线的传送氧化炉内部的图像，再经过成像系统分析，来判断氧化炉内的情况，为安全生产提供依据。其中，智能相机4与镜头本体3远离氧化炉的一端固定连接，镜头本体3的延伸方向与套筒11的延伸方向相同，并且镜头本体3的在支架2上的高度与套筒11所在的高度相适应，可使镜头本体3沿着套筒11方向伸入至氧化炉内部。
镜头本体3工作在氧化炉内的高温环境下，智能相机4工作在氧化炉外侧的高温环境下，为使智能相机4与镜头本体3稳定工作，如图6所示，在镜头本体3的外侧套设有隔热套管5，隔热套管5的材质具有多种，可以是胶木，也可以是橡塑棉，同样也可以设置成中空的双层套管，并在双层套管上两个相对的方向上设置开孔，两个开孔分别用来向中空的双层套管输送和输出冷却介质。本发明的实施例中通过隔热套管5对镜头本体3进行了隔温或降温处理，使镜头本体3的温度降低，减少高温环境对镜头本体3与智能相机4的影响，并延长使用寿命。
如图1、图8所示，隔温仓6内部容纳智能相机4，同样为使智能相机4远离高温对电子元件的影响，将智能相机4外侧套设有隔温仓6，通过隔温仓6上的隔温材质将外界温度进行隔离。容纳智能相机4的隔温仓6与支架2远离炉壁的一端相连，本发明的实施例中，是通过智能相机4对氧化炉内部的图像进行实时传输，镜头本体3设置为可通过套筒11伸入至氧化炉内部，因此容纳智能相机4的隔温仓6就设置在支架2远离炉壁的一端，由此与氧化炉之间形成距离以隔离一定温度，使隔温仓6内部的温度降低，使智能相机4远离高温对电子元件的影响，并使智能相机4的使用寿命延长，提高智能相机4使用的可靠性。
本发明通过在支架2上固定镜头与智能相机4，在氧化炉壁上开设孔洞并设置套筒11，使套筒11贯穿氧化炉壁，并将镜头穿过套筒11伸入至氧化炉内，对氧化炉内情况进行实时检测，由于氧化炉周围温度较高，对镜头与智能相机4内部元件寿命产生较大影响，再对镜头的外侧设置隔热套管5，智能相机4的外侧设置隔温仓6进行高温隔离，本发明通过对镜头与智能相机4的固定安装与隔热处理，来实现长镜头与智能相机4使用过程中的可靠性。
在本发明的一些实施例中，放置组件1还包括固定法兰12与固定螺母14，固定法兰12在套筒11处于炉壁内侧的一端，固定螺母14与套筒11另一端突出炉壁的部分螺接，并将套筒11紧固在炉壁上。如图2、图3所示，套筒11贯穿氧化炉壁，套筒11在氧化炉内侧具有固定连接的固定法兰12，套筒11在氧化炉外侧突出部分具有外螺纹，外螺纹与固定螺母14螺接，可使套筒11紧固在氧化炉壁上。通过上述设置，与采用焊接形式相比，减少了焊接过程中对炉壁的损伤，提高了炉壁在穿孔后的使用可靠性。
在本发明实施例中，为了进一步提高套筒11与炉壁之间的密封性，防止气体的泄漏，如图3中所示，固定法兰12与氧化炉内壁之间还具有密封圈16，为使套筒11与氧化炉之间的实现密封，防止氧化炉内部的高温气体从套筒11与氧化炉之间的缝隙流出，通过密封圈16使套筒11与氧化炉壁实现密封。这里需要指出的是，密封圈16的材质可以是多种材质，可以是全氟橡胶，也可以是柔性石墨夹金属等其他材质。
通过上述在套筒11上设置有固定法兰12，进一步地，固定法兰12的前端具有与固定法兰12连接的密封环13，密封环13的内径为变径结构，从靠近固定法兰12至远离固定法兰12的方向逐渐减小。请继续参考图2、图3所示，当长镜头伸入至套筒11内时，如图3所示，固定法兰12前端的密封环13具有变径结构，变径结构具有靠近固定法兰12至远离固定法兰12的方向逐渐减小的特性，长镜头前端与密封环13接触，根据长镜头头部的直径适配密封环13的不同直径，来达到对长镜头的密封。其中，密封环13设置为变径结构，一方面方便长镜头滑入并找到准确安装位置，另一方面变径方便密封圈16与镜头接触形成密封环13境。请继续参考图2所示，密封环13上具有一字型孔17，固定法兰12上具有与密封环13上一字型孔17对应的螺孔，密封环13与固定法兰12螺接，在氧化炉对不同的纱线生产过程中，由于纱线的工艺不同，张力不同，高度也就不同，可通过一字型孔17的螺接位置对长镜头高度进行调节，来实现对氧化炉内不同高度的纱线进行实时监测。
在本发明的一些实施例中，为了便于对镜头组件进行维护，支架2上还具有滑移组件21，滑移组件21包括设置在支架2上的滑轨21a以及在滑轨21a上可相对滑动的用于固定长镜头的固定座21b，所述镜头本体3固定在所述固定座21b上。如图4所示，支架2与氧化炉外壁垂直固定连接，在支架2上固定有滑轨21a，滑轨21a与支架2同向设置，在滑轨21a上具有可相对滑动的固定座21b，固定座21b上固定连接有长镜头，长镜头的延伸方向与支架2相同，通过固定座21b在滑轨21a上滑动，用于将长镜头朝向伸入或者拔出所述套筒11的方向移动。这里需要指出的是，镜头滑移的方式有很多种，可以是导轨滑块、直线轴承或者滚珠丝杠，也可以是液压缸、气缸、或者电缸等其他形式。
根据上述滑移组件21上设置有滑轨21a与固定座21b，进一步地，为了提高在维护镜头组件时的稳定性，在固定座21b上还具有用于锁定固定座21b在滑轨21a上任意位置的锁定件21c。 请继续参考图4、图5所示，在固定座21b上还具有锁定件21c，其中，锁定件21c包括与滑轨21a平行设置的两根导杆，以及分别与两根导杆抵接的两个止锁件。当滑轨21a上的固定座21b带动长镜头向氧化炉内部伸入，并使长镜头与套筒11前端的密封环13接触，通过锁定止锁件，使固定座21b固定，从而达到长镜头头部与密封环13密封。这里需要指出的是，锁定件21c具有多种结构形式，可以是凸轮锁紧销结构，也可以是对称锁扣结构，还可以是滑块锁紧结构。
在本发明的一些实施例中，隔热套管5靠近相机的方向还具有隔热腔室51，隔热套管5与隔热腔室51的内径均大于长镜头外径。请参考图6所示，长镜头与智能相机4相连，长镜头的外侧具有隔热套管5，长镜头与智能相机4镜头连接部位具有隔热腔室51，为使长镜头的使用寿命延长，对长镜头进行隔温保护。其中，隔热套管5与隔热腔室51的结构可以是通过在外部粘贴隔热材质，也可以是通过将隔热套管5和隔热腔室51设置成双层夹层结构，双层夹层结构中间为中空结构，并在相对的两个方向设置两个管道通口，通过在中空结构中通入可流动的气体介质或者液体介质，再通过对气体介质或者液体介质进行降温处理，实现隔热套管5和隔热腔室51内部温度的降低处理。
在本发明的一些实施例中，隔温仓6内具有制冷器61与温度传感器62，制冷器61与温度传感器62用于控制隔温仓6内的温度在固定阈值范围内。如图7所示，隔温仓6内部容纳智能相机4，为使智能相机4免于外部高温对电子元件的损伤，在隔温仓6中还设置有制冷器61与温度传感器62，温度传感器62对隔温仓6内的温度 进行实时监测，当温度高于设定阈值最大值时，传感器控制制冷器61制冷，对隔温仓6内的温度进行降温。请继续参考图7所示，制冷器61为半导体制冷件，即通过半导体制冷片通电来实现制冷，其中，制冷器61分为冷端与热端，冷端设置在隔温仓6的内部，热端设置在隔温仓6的外部，以此保证制冷器61工作过程中产生的热量不会对隔温仓6内部产生影响。当然这里不对温控探头的具体安装位置进行限定，本领域技术人员可以根据需要对温控探头的具体安装位置进行设定。
在本发明的第一种实施方式中，隔温仓6包括内层和外层以及内层与外层之间形成的冷却腔63，冷却腔63内具有可流动的冷却介质。如图8所示，隔温仓6的机构为内层与外层双层机构，在内层与外层之间形成中空腔室，中空腔室为冷却腔63，冷却腔63上设置有介质进口与出口，进口与出口在冷却腔63上相对设置，进口和出口与外界的冷却装置相连。通过冷却装置对冷却介质制冷，经过制冷后的介质从进口进入，流经冷却腔63，对隔温仓6内部进行降温，再经过出口流出，以此循环对隔温仓6内部进行降温处理。这里需要指出的是，冷却介质可为气体，也可以是液体。
在本发明的第二种实施方式中，隔温仓6包括内层和外层以及在内层与外层之间填充的保温棉。如图9所示，在隔温仓6的外壁上具有内层与外层双层结构，与上述第一实施例不同，内层与外层为封闭结构，封闭结构之间形成的腔室中填充保温棉，保温棉起到温度隔绝的作用，可将氧化炉周围的高温气体隔离在隔温仓6外，同时减少隔温仓6内部制冷器61产生的冷气流失。
在本发明的一些实施例中，放置组件1还包括设置在炉壁外侧的开关门机构15，开关门机构15包括隔热箱15a以及在隔热箱15a一端与套筒11连接的通孔，另一端与通孔位置对应的门板15b，其中门板15b弹性铰接在隔热箱15a内，并且门板15b在外力伸入时打开，在外力消失时保持关闭。如图10所示，在套筒11处于氧化炉壁外侧的一端，还连接有开关门机构15，由于套筒11前端的密封环13中间为空洞，当长镜头从套筒11中拔出时，氧化炉内部的高温空气会通过套筒11向氧化炉外流动，工作人员对长镜头进行维修与清洁时，会发生危险伤害，因此在套筒11外侧设置有开关门机构15，当长镜头拔出时，由于长镜头对门板15b施加的外力消失，门板15b保持关闭，阻挡了氧化炉内的热气对工作人员的危害。请继续参考图10所示，开关门机构15上的隔热箱15a与支架2固定连接，在支架2上同样具有一字型孔17，开关门机构15与套筒11另一侧的密封环13同时通过竖向的一字型孔17进行高度调节，对氧化炉内部不同高度的纱线生产进行监测。这里需要指出的是，门板15b可以是对开的两块门板15b，也可以是一块门板15b。同样需要指出的是，开关门的方式可以是通过铰簧实现，也可以是通过其他弹性伸缩结构。
本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种用于氧化炉内火焰探测的长镜头固定结构，其特征在于，包括：
放置组件，所述放置组件具有固定在炉壁孔洞上的套筒；
支架，所述支架与炉壁外侧垂直连接，所述支架上具有与所述套筒连接的同轴心开口；
镜头本体，所述镜头本体一端固定在所述支架上，另一端沿所述套筒方向伸入至炉壁内侧；
智能相机，固定在所述支架上远离炉壁的一侧，并与所述镜头本体对应设置；
隔热套管，套设在所述镜头本体外侧；
隔温仓，内部容纳所述智能相机，并与所述支架远离炉壁的一端相连。
2.根据权利要求1所述的用于氧化炉内火焰探测的长镜头固定结构，其特征在于，所述放置组件还包括固定法兰与固定螺母，所述固定法兰在所述套筒处于炉壁内侧的一端，所述固定螺母与所述套筒另一端突出炉壁的部分螺接，并将所述套筒紧固在炉壁上。
3.根据权利要求2所述的用于氧化炉内火焰探测的长镜头固定结构，其特征在于，所述固定法兰的前端具有与所述固定法兰连接的密封环，所述密封环的内径为变径结构，从靠近所述固定法兰至远离所述固定法兰的方向逐渐减小。
4.根据权利要求1所述的用于氧化炉内火焰探测的长镜头固定结构，其特征在于，所述支架上还具有滑移组件，所述滑移组件包括设置在所述支架上的滑轨以及在所述滑轨上可相对滑动的用于固定长镜头的固定座，所述镜头本体固定在所述固定座上。
5.根据权利要求4所述的用于氧化炉内火焰探测的长镜头固定结构，其特征在于，所述固定座上还具有用于将所述固定座锁定在所述滑轨上任意位置的锁定件。
6.根据权利要求1所述的用于氧化炉内火焰探测的长镜头固定结构，其特征在于，所述隔热套管靠近相机的方向还具有隔热腔室，所述隔热套管与所述隔热腔室的内径均大于长镜头外径。
7.根据权利要求1所述的用于氧化炉内火焰探测的长镜头固定结构，其特征在于，所述隔温仓内具有制冷器与温度传感器，所述制冷器与温度传感器用于控制所述隔温仓内的温度在固定阈值范围内。
8.根据权利要求7所述的用于氧化炉内火焰探测的长镜头固定结构，其特征在于，所述隔温仓包括内层和外层以及所述内层与外层之间形成的冷却腔，所述冷却腔内具有可流动的冷却介质。
9.据权利要求7所述的用于氧化炉内火焰探测的长镜头固定结构，其特征在于，所述隔温仓包括内层和外层以及在所述内层与外层之间填充的保温棉。
10.根据权利要求1所述的用于氧化炉内火焰探测的长镜头固定结构，其特征在于，放置组件还包括设置在炉壁外侧的开关门机构，所述开关门机构包括隔热箱以及在所述隔热箱一端与所述套筒连接的通孔，另一端与所述通孔位置对应的门板，其中所述门板弹性铰接在所述隔热箱内，并且所述门板在所述镜头本体伸入时打开，在外力消失时保持关闭。
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