CN201962307U - 自清灰式超低照度炉顶成像装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种实现自动清扫观察口粉尘，具有超低照度可实现高炉炉内状况实时观察的成像装置，属于工业监控设备领域。包括安装在高炉炉顶的安装底座、外枪水冷防护罩、可插拔内枪、可控密封装置及耐高温密封件，其特征是：该安装底座直接与高炉炉壁满焊安装，可控密封装置及耐高温密封件、外枪水冷防护罩安装在安装底座上，超低照度摄像机组固定在可插拔内枪内部前端，可插拔内枪穿过球阀插入外枪水冷防护罩，内枪锥形视孔和外枪锥形视孔与可插拔内枪中超低照度摄像机组视孔相对，可插拔内枪和外枪水冷防护罩通过其上的进气口与气源相连，外枪水冷防护罩的进水口和出水口与进出水源相连。

Description

自清灰式超低照度炉顶成像装置

技术领域：

本实用新型是一种实现自动清扫观察口粉尘，具有超低照度可实现高炉炉内状况实时观察的成像装置，属于工业监控设备领域。

背景技术：

高炉冶炼过程中，为了能实时观察炉内溜槽运行、料面气流分布、坐料、塌料和高炉炉壁结瘤等情况，就需要给高炉安装炉顶成像系统，通过在炉顶斜壁开较小的观察孔，让操作人员在控制室能实时了解高炉运行情况，出现问题及时采取措施。但是，由于高炉内部的条件十分恶劣，加料初期无可见光，粉尘、湿度和压力极大、温度高、气流分布复杂，这就对炉顶成像装置提出了极高的要求。目前市场上该类设备运行的情况主要存在不少问题：加料初期炉内无可见光时根本无法观察炉内情况，只能等到煤气流温度较高，有明显光亮时才可看清图像；炉内高温粉尘极易污染探头和堵塞观察孔，需要维护人员经常去现场清灰，维护量大；针孔镜头不耐高温；出现气源压力低或冷却水循环不够，需要及时去现场拔出摄像内枪，没及时拔出极易导致镜头和摄像机损坏；以上问题对高炉生产的正常运行造成不小影响。

发明内容：

本实用新型要解决上述技术问题，提供一种能在超低照度环境下、耐高温、自动清除镜头和观察孔粉尘、气压低和冷却水流量不够的情况下自动实现摄像机组保护的炉顶成像装置，彻底解决多年来该设备不足之处。

高炉内部气流复杂、高温、高压、高粉尘的环境，要使炉顶成像设备长期稳定运行，必须要满足设备的冷却、防尘、自动清扫灰尘、耐压等难题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种自清灰式超低照度炉内成像系统，包括安装在高炉炉顶的底座、可控密封装置及耐高温密封件、外枪水冷防护罩，可插拔内枪。

安装底座直接与高炉炉壁满焊安装，可控密封装置及耐高温密封件、外枪水冷防护罩安装在安装底座上，超低照度摄像机组固定在可插拔内枪内部前端，可插拔内枪穿过球阀插入外枪水冷防护罩，内枪锥形视孔和外枪锥形视孔与可插拔内枪中超低照度摄像机组视孔相对，可插拔内枪和外枪水冷防护罩通过其上的进气口与气源相连，外枪水冷防护罩的冷却水进水口和冷却水出水口与进出水源相连。

可插拔内枪超低照度摄像机组为超低照度的红外摄像机和蓝宝石针孔镜头，镜头前端成像镜片采用经过镀镆处理的蓝宝石镜头组，可长时间耐受400℃高温，针孔镜头视角可达110度，景深长，小巧，前段视孔只有1mm大小，可插拔内枪观察孔锥形设计，前端开孔6MM，锥度30°，内枪中温度传感器和摄像视频信号电缆与内枪上端航空插头连接座相连。

外枪水冷防护罩是中空设计，两端圆环封闭，进水口与高炉炉壁冷却水相连，强制冷却的加长进水口沉入防护罩底部保证了冷却效果，出水口与无压力的敞口水池相连，外枪水冷防护罩前端观察孔锥形设计，开孔20MM，锥度30°。

可控密封装置由可动密封板和执行机构组成，执行机构与可动密封板相连。

执行机构为汽缸、油缸或电机为动力源的传动机构。

气源为氮气或经过除尘、干燥处理的高炉煤气。

气源压力为大于压力≥3.0Kg/cm²。

通过主控室控制箱远程操作可控密封装置的动作。

可插拔内枪的进气口管路和放散口管路具有可控制的阀门。

可控制阀门由气源或电磁阀作为动力控制。

本实用新型的优点是：

1、超低照度的红外摄像机和蓝宝石针孔镜头可保证在无可见光的情况下能清晰监视炉内运行情况。

2、观察视孔采用锥形超小设计，加大了单位空间的压强，阻止了炉内粉尘的侵入。

3、在正常生产情况下，可通过主控室控制按钮实现对可控密封装置和可插拔内枪的进、放散气口中可控制阀门的动作，能实现镜头和观察孔结灰的自动清扫，保证图像的视角和清晰度。

4、当系统出现停气、冷却水异常的情况时，可控密封装置也能实现自动关闭，保证超低照度红外摄像机和蓝宝石镜头不受损坏。

具有耐温、耐压、防尘、超低可见性、自动清扫的特点极大的提高了设备的稳定性，降低了维护强度和提供设备的使用寿命。

附图说明

图1是本装置的总体示意图，图中：1-航空插头连接座，2-可插拔内枪，3-内枪冷却气道，4-可插拔内枪固定环，5-内枪放散口，6-可控制阀门，7-内枪进气口，8-可插拔内枪固定螺母，9-球阀，10-外枪水冷防护罩气道，11-外枪进气口，12-冷却水进口，13-冷却水出口，14-摄像机固定套，15-外枪水冷防护罩，16-超低照度摄像机组，17-安装底座，18-可控密封执行机构，19-高炉，20，内枪密封环，21-可控密封板，22-外枪冷却道，23-可控密封装置，24-气源，25-水源，26-温度传感器，27 现场控制箱，28 主控室操作箱，29-内枪放散口可控阀门，30-内枪锥形视孔，31-外枪锥形视孔。

图2是本装置、现场控制箱、主控室操作箱的连接示意图

具体实施方式

组合图1和图2对本实用新型专利做详细说明。

本自清灰式超低照度炉内成像系统，主要由安装在高炉炉顶的底座17、可控密封装置23及耐高温密封件、外枪水冷防护罩15，可插拔内枪2等组成。可控密封装置23由可控密封板21和可控密封执行机构18及耐高温密封件构成，可控密封装置23通过安装底座17安装在高炉炉壁上，外枪水冷防护罩15通过螺栓与密封底座17连接。

超低照度摄像机组21通过摄像机固定套14安装在可插拔内枪2前端，调整好合适位置对准视孔，可插拔内内枪2前段视孔采用锥形设计，使吹扫气形成气幕，摄像机组尾部装有温度传感器26，温度信号和视频信号与可插拔内枪尾部航空插头连接座1引线连接，外接插头与该连接座连接1，即可将信号传给显示报警终端。内枪进气口7和内枪放散口5管路中间都具有可控制阀门6，通过主控室操作箱28操作可控制阀门6的动作。

外枪水冷防护罩15冷却水进水口12与高炉19炉壁冷却水连接，沉底的冷却水口保证了防护罩的冷却效果，冷却水出水口与高炉19回水平台无压力的敞开式水池相连。

可插拔内枪2通过球阀9插入外枪水冷防护罩15，调整可插拔内枪固定螺母20，找到视像最佳插入位置，采用可插拔内枪固定环4压实内枪密封环20，密封效果良好。正常工作时，内枪进气口可控阀门6通过主控室操作箱28操作处于打开状态，内枪放散口可控阀门29关闭，通入气源24，形成内枪冷却气道3，气体通过摄像机组经前端内枪锥形视孔30吹出，气源24对摄像机组16具有冷却和阻止前端高炉粉尘侵入内枪，污染针孔镜头。

外枪水冷防护罩15对摄像机组16起到良好的降温保护作用，外枪进气口11通入气源24后，形成外枪冷却道22，高压气体经前端外枪锥形视孔排入炉内，内枪和外枪的高压气源都经过外枪视孔排出，再次形成强大幕帘阻止炉内高温粉尘的污染。

设备经过一段时间的使用，视孔需要清灰时，通过主控室操作箱28关闭可控密封板21，关闭瞬间，内外枪体内气压突然增大气流紊乱，对内枪锥形视孔30和超低照度摄像机组16有初步清除作用，再通过主控室操作箱28关闭内枪进气口可控阀门6，打开内枪放散口可控阀门29，此时外枪冷却道22气体通过内枪视孔经摄像机组倒流经内枪放散口可控阀门29排入大气，超强的气压经过较小的内枪视孔和摄像机组倒吹，形成强烈的冲刷作用，一次操作只需持续一分钟左右，粉尘即吹扫干净，操作关闭内枪放散口阀门29，打开内枪进气口可控阀门6，打开可控密封板21，镜头视口吹扫完毕，视像清晰如初。当摄像枪尾部温度传感器和进气压力报警，可控密封装置自动关闭，保护摄像机组免受损坏。

Claims (6)

1.自清灰式超低照度炉顶成像装置，主要由可插拔内枪(2)、外枪水冷防护罩(15)、可控密封装置(23)及耐高温密封件、安装底座(17)构成，其特征是：该安装底座(17)直接与高炉(19)炉壁满焊安装，可控密封装置(23)及耐高温密封件、外枪水冷防护罩(15)安装在安装底座(17)上，超低照度摄像机组(16)固定在可插拔内枪(2)内部前端，可插拔内枪(2)穿过球阀(9)插入外枪水冷防护罩(15)，内枪锥形视孔(30)和外枪锥形视孔(31)与可插拔内枪(2)中超低照度摄像机组(16)视孔相对，可插拔内枪(2)和外枪水冷防护罩(15)通过其上的进气口与气源(24)相连，外枪水冷防护罩(15)的冷却水进水口(12)和冷却水出水口(13)与进出水源(25)相连。

2.根据权利要求1所述的自清灰式超低照度炉顶成像装置，其特征在于：该可控密封装置(23)由可动密封板(21)和执行机构(18)组成，执行机构(18)与可动密封板(21)相连。

3.根据权利要求1-2所述的自清灰式超低照度炉顶成像装置，其特征在于：该执行机构(18)为汽缸、油缸或电机为动力源的传动机构。

4.根据权利要求1所述的自清灰式超低照度炉顶成像装置，其特征在于：该气源(24)为氮气或经过除尘、干燥处理的高炉煤气。

5.根据权利要求1所述的自清灰式超低照度炉顶成像装置，其特征在于：该气源(24)压力为大于≥3.0Kg/cm²。

6.根据权利要求1所述的自清灰式超低照度炉顶成像装置，其特征在于：内枪进气口(7)管路和内枪放散口(5)管路具有可控制的阀门。 

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