CN208649231U - 一种上升管清扫装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种上升管清扫装置，所述清扫装置包括上升管盖、上升管盖支架、台车油缸、卷扬、主支架、主支架滑轮、调节支架油缸、清扫头以及控制装置，整个清扫装置安装在台车上，通过台车油缸进行推动，所述上升管盖设置在上升管上，用于上升管的密封，该技术方案结构紧凑巧妙，解决上升管清扫不干净和卡阻的问题，实现上升管的自动和高效清扫。

Description

一种上升管清扫装置

技术领域

本实用新型涉及一种清扫装置，具体涉及一种上升管清扫装置，属于焦炉清扫设备技术领域。

背景技术

上升管安装在焦炉炉顶位置，将炭化室内荒煤气导出到集气管中，主要由筒体、桥管、水封阀阀体和上升管盖等构成。上升管筒体是铸铁的或用钢板焊制的圆筒，内衬粘土砖，桥管上部设有水封上升管盖，以防荒煤气逸出污染大气。当加煤车到达炭化室位置开始装煤时，上升管利用蒸汽或氨水喷射时产生负压引导荒煤气进入集气管以减少由装煤孔逸散的烟气。由于煤干馏过程中会累积大量的石墨附着在上升管口和内壁，且大量的荒煤气经过上升管流入集气管，使上升管内壁易被石墨和煤焦油等垃圾堵塞导致荒煤气无法顺利排出，不但造成集气管系统压力调节紊乱，而且积聚的高压荒煤气会逸散到外界大气中，对环境造成严重污染。通常清扫上升管的方法为人工打开上升管盖，利用荒煤气来焚烧结晶的石墨等垃圾，或利用人工作业方法将金属长杆伸到上升管内部铲除积聚在上升管内壁上的石墨，但上述方式存在以下几点问题：1）打开上升管盖长时间焚烧结晶的石墨不但浪费了大量的荒煤气，而且对环境造成污染；2）人工铲除石墨需要持续在上升管口附近进行高温作业，人员易吸入有毒有害气体，不利于职业健康，而且铲石墨效果差、效率低。

发明内容

本实用新型正是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种上升管清扫装置，该技术方案结构紧凑巧妙，解决上升管清扫不干净和卡阻的问题，实现上升管的自动和高效清扫。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：一种上升管清扫装置，其特征在于，所述清扫装置包括上升管盖、上升管盖支架、台车油缸、卷扬、主支架、主支架滑轮、调节支架油缸、清扫头以及控制装置，整个清扫装置安装在台车上，通过台车油缸进行推动，所述上升管盖设置在上升管上，用于上升管的密封，上升管盖上安装上升管盖支架，用于打开和关闭上升管盖，所述台车上设置有卷扬，所述卷扬用于清扫头的升降，卷扬钢丝绳带有力矩检测器，经过主支架滑轮连接清扫头，安装好清扫头后，测量清扫头在静止和匀速运行状态下力矩检测器测出的平均拉力F。卷扬主支架和其上的主支架滑轮用于支撑清扫头和卷扬的连接钢丝绳，调节支架油缸用于支撑主支架和调节主支架位置。确保清扫头可以对准上升管的中心位置，在调试过程中须记录保证清扫头对准上升管中心的油缸收缩长度Z。

作为本发明的一种改进，所述控制装置包括上升管盖开闭油缸、上升管盖检测限位、卷扬编码器以及力矩检测器，所述上升管盖开闭油缸伸出后推动上升管盖支架将上升管盖打开，安装调试中记录上升管开盖的油缸行程K，开闭油缸复位后将使上升管盖支架退回实现上升管盖关闭，上升管盖检测限位安装在加煤车上，靠近打开的上升管盖，用于检测上升管盖是否到达指定的开盖位置，上升管盖打开后将触发该限位，卷扬上安装卷扬编码器，为绝对值编码器，在调试过程中分别测出初始位置到上升管管口位置行程L和上升管管口位置到上升管根部行程L1，卷扬钢丝绳带有力矩检测器，经过主支架滑轮连接清扫头。

作为本发明的一种改进，所述清扫头为重锤刀边结构。便于刮取石墨等垃圾，工作中进行上下运动，自重为G，依靠重力对上升管内的垃圾进行破碎清理。

作为本发明的一种改进，上升管盖开闭油缸、台车油缸和调节支架油缸的行程指示进车载PLC控制系统，用于对各自油缸顺序和行程的控制，卷扬编码器的绝对值进车载PLC控制系统，用于对卷扬收放钢丝绳行程的控制，上升管盖检测限位信号进车载PLC控制系统，用于对上升管盖开闭位置的检测，力矩检测器信号进车载PLC控制系统，用于对清扫头所产生拉力F的检测，车载PLC控制系统通过对所采集的各种信号进行逻辑判断处理，控制各油缸的输出行程，给定变频器VVVF的速度来控制卷扬电机M，进而可以控制清扫头上下运动的速度。

相对于现有技术，本实用新型的优点如下：该技术方案结构设计紧凑巧妙，该方案中所述的上升管清扫装置实现在加煤车加煤过程中对上升管内壁的周期清扫，控制器用于对上升管清扫过程中各设备位置进行动态的监视和控制，实现上升管的自动和高效清扫。采用整体台车结构，便于对原有加煤车进行改造，具体如下：1）台车不工作时，收回在加煤车内侧，投入使用时才自动推动到工作位置，不影响加煤车原有的外观和功能；2）通过对油缸进行精确位置控制，确保工作过程中清扫头可以和上升管中心对齐，避免清扫头损坏上升管口周围设备，该方案带有上升管开盖检测，避免不开盖进行误清扫；3）该方案全过程无需人工干预，设备自动化程度高，可实现上升管的自动化清扫；4）针对上升管内壁卡阻清扫头问题采用独特的清扫控制方式，对清扫行程进行分段检测和控制，既避免卡阻又能实现良好的清扫效果；5）安装调试简单方便，只需在调试过程中记录油缸和编码器的工作参数，即可通过简单的逻辑控制程序实现对上升管有效的清扫。

附图说明

图1 上升管清扫装置结构图；

图2为图1俯视图；

图3 上升管清扫装置工作示意图；

图4为图3俯视图；

图5 本实用新型整个控制流程图；

其中：1-集聚在上升管的石墨和焦油、2-荒煤气流动方向、3-上升管、4-集气管、5-上升管盖、6-上升管盖支架、7-上升管盖开闭油缸、8-上升管盖检测限位、9-上升管清扫装置台车、10-台车油缸、11-卷扬、12-卷扬编码器、13-力矩检测器、14-主支架、15-主支架滑轮、16-调节支架油缸、17-清扫头。

具体实施方式

为了加强对本实用新型的理解和认识，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做出进一步的说明和介绍。

实施例1：参见图1-图5，一种上升管清扫装置，所述清扫装置包括上升管盖5、上升管盖支架6、台车油缸、卷扬11、主支架14、主支架滑轮15、调节支架油缸16、清扫头17以及控制装置，整个清扫装置安装在台车9上，通过台车油缸进行推动，所述上升管盖5设置在上升管3上，用于上升管3的密封，避免荒煤气2溢出。上升管盖5上安装上升管盖支架6，用于打开和关闭上升管盖，所述台车上设置有卷扬11，所述卷扬11用于清扫头17的升降，卷扬钢丝绳带有力矩检测器13，经过主支架滑轮连接清扫头17，安装好清扫头后，测量清扫头在静止和匀速运行状态下力矩检测器测出的平均拉力F。卷扬主支架14和其上的主支架滑轮15用于支撑清扫头17和卷扬11的连接钢丝绳，调节支架油缸16用于支撑主支架和调节主支架位置。确保清扫头17可以对准上升管的中心位置，在调试过程中须记录保证清扫头对准上升管中心的油缸收缩长度Z；所述控制装置包括上升管盖开闭油缸7、上升管盖检测限位8、卷扬编码器12以及力矩检测器13，所述上升管盖开闭油缸7伸出后推动上升管盖支架6将上升管盖5打开，安装调试中记录上升管开盖的油缸行程K，开闭油缸7复位后将使上升管盖支架6退回实现上升管盖5关闭，上升管盖检测限位8安装在加煤车上，靠近打开的上升管盖，用于检测上升管盖5是否到达指定的开盖位置，上升管盖打开后将触发该限位，卷扬11上安装卷扬编码器12，为绝对值编码器，在调试过程中分别测出初始位置到上升管管口位置行程L和上升管管口位置到上升管根部行程L1，卷扬钢丝绳带有力矩检测器13，经过主支架滑轮连接清扫头17，所述清扫头17为重锤刀边结构。便于刮取石墨等垃圾，工作中进行上下运动，自重为G，依靠重力对上升管内的垃圾进行破碎清理，上升管盖开闭油缸7、台车油缸10和调节支架油缸16的行程指示进车载PLC控制系统，用于对各自油缸行程的控制，卷扬编码器12的绝对值进车载PLC控制系统，用于对卷扬收放钢丝绳行程的控制，上升管盖检测限位8信号进车载PLC控制系统，用于对上升管盖开闭位置的检测，力矩检测器13信号进车载PLC控制系统，用于对清扫头17所产生拉力F的检测，车载PLC控制系统通过对所采集的各种信号进行逻辑判断处理，控制各油缸的输出行程，给定变频器VVVF的速度来控制卷扬电机M，进而可以控制清扫头17上下运动的速度。顶装焦炉在生产过程中，加煤车按生产周期循环到各碳化室完成加煤任务，在加煤过程中，加煤车在上升管附近停留可达10分钟时间，根据其生产特性，可以考虑在加煤车上安装本装置，实现在加煤车加煤过程中顺带完成碳化室上升管的自动清扫工作。

工作过程：参见图1-图5，制造和安装上升管清扫装置，将其安装在加煤车上，上升管盖5上安装上升管盖支架6，用于打开和关闭上升管盖。上升管盖开闭油缸7伸出后可以推动上升管盖支架6将上升管盖5打开，安装调试中记录上升管开盖的油缸行程K。开闭油缸7复位后将使上升管盖支架6退回实现上升管盖5关闭。上升管盖检测限位8（接近开关）安装在加煤车上，靠近打开的上升管盖（铁材料），用于检测上升管盖5是否到达指定的开盖位置，上升管盖打开后将触发该限位。上升管清扫装置台车9上安装清扫设备，由台车油缸10进行推动，安装调试过程中记录台车前进到工作位的距离T。卷扬11用于清扫头17的升降，卷扬钢丝绳带有力矩检测器13，经过主支架滑轮连接清扫头17，安装好清扫头后，测量清扫头在静止和匀速运行状态下力矩检测器测出的平均拉力F。卷扬11上安装卷扬编码器12，为绝对值编码器，在调试过程中分别测出初始位置到上升管管口位置行程L和上升管管口位置到上升管根部行程L1。主支架14和其上的主支架滑轮15用于支撑清扫头17和卷扬11的连接钢丝绳，调节支架油缸16用于支撑主支架和调节主支架位置，确保清扫头17可以对准上升管的中心位置，在调试过程中须记录保证清扫头对准上升管中心的油缸收缩长度Z。清扫头17为重锤刀边结构，便于刮取石墨等垃圾，工作中进行上下运动，自重为G，依靠重力对上升管内的垃圾进行破碎清理。

其中上升管盖开闭油缸7、台车油缸10和调节支架油缸16的行程指示进车载PLC控制系统，用于对各自油缸行程的控制。卷扬编码器12的绝对值进车载PLC控制系统，用于对卷扬收放钢丝绳行程的控制。上升管盖检测限位8信号进车载PLC控制系统，用于对上升管盖开闭位置的检测。力矩检测器13信号进车载PLC控制系统，用于对清扫头17所产生拉力F的检测。车载PLC控制系统通过对所采集的各种信号进行逻辑判断处理，控制各油缸的输出行程，给定变频器VVVF的速度来控制卷扬电机M，进而可以控制清扫头17上下运动的速度。

该方案的控制过程如图5所示，实现对上升管的自动清扫，在加煤车进行上升管清扫之前，上升管盖开闭油缸7处于关盖原位，上升管清扫装置台车9处于台车原位，调节支架油缸16处于支架原位，卷扬11处于零位。在加煤车到达设定位置开始进行上升管清扫时，首先上升管盖开闭油缸7伸出行程K到开盖位置，通过推动上升管盖支架6将上升管盖5打开，这时控制系统通过上升管盖检测限位8检测到上升管盖5已打开，控制两只台车油缸10将上升管清扫装置台车9推到清扫位，调节支架油缸16开始收缩到Z，通过调节主支架14移动清扫头17对准上升管中心。在卷扬11下放清扫头17从初始位置到达上升管3管口位置的过程中，低速V1=0.5米/秒，若出现F《G，则说明清扫头17被外围设备堵住而无法下放（包括上升管盖实际未打开），这时PLC控制变频器立即停机，避免清扫头继续下放所造成的松绳故障；若在卷扬11下放清扫头17从初始位置到达上升管3管口位置的过程中，F≈G，则说明清扫头顺利进入到上升管。清扫头进入上升管后，需要进行快速下降以产生足够的重力来有效清扫上升管内壁的石墨和垃圾，高速V2=1.5米/秒，为防止清扫头向下清扫过程中因卡阻而出现松绳故障，这时PLC不断监控卷扬的行程和拉力F，若在L1段的行程中，F≈0.则说明清扫头已遇到卡阻，这是PLC控制清扫头停车，测算记录下放的行程L2（L2<L1），并再次拉动清扫头上升到管口位置，再次快速下放清扫头，行程为L2，撞击卡阻部位，以达到良好的清扫效果并避免松绳故障。若PLC检测清扫头已到达L1行程末端，则立即停止下放清扫头，若此时F《G，则说明上升管内壁清理不彻底导致卡阻产生，可以根据生产要求再进行几次重复清理，每次将清扫头提高管口位置，然后快速下放清扫头，行程为L1。 若此时F≈G，则说明上升管内壁清理已经干净，这时PLC控制清扫头上升到初始位置，调节支架油缸16伸出到支架原位推动主支架14也恢复到原位，台车油缸10将上升管清扫装置台车9拉回到台车原位，上升管盖开闭油缸7退回到关盖原位，释放上升管盖支架6将上升管盖5关闭，此时对一个上升管的清扫工作结束。

需要说明的是上述实施例，并没有用来限定本实用新型的保护范围，在上述基础上所作出的等同替换或者替代均属于本实用新型权利要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种上升管清扫装置，其特征在于，所述清扫装置包括上升管盖、上升管盖支架、台车油缸、卷扬、主支架、主支架滑轮、调节支架油缸、清扫头以及控制装置，整个清扫装置安装在台车上，通过台车油缸进行推动，所述上升管盖设置在上升管上，用于上升管的密封，

上升管盖上安装上升管盖支架，用于打开和关闭上升管盖，所述台车上设置有卷扬，所述卷扬用于清扫头的升降，卷扬钢丝绳带有力矩检测器，经过主支架滑轮连接清扫头，卷扬主支架和其上的主支架滑轮用于支撑清扫头和卷扬的连接钢丝绳，调节支架油缸用于支撑主支架和调节主支架位置。

2.根据权利要求1所述的上升管清扫装置，其特征在于，所述控制装置包括上升管盖开闭油缸、上升管盖检测限位、卷扬编码器以及力矩检测器，所述上升管盖开闭油缸伸出后推动上升管盖支架将上升管盖打开，安装调试中记录上升管开盖的油缸行程K，开闭油缸复位后将使上升管盖支架退回实现上升管盖关闭，上升管盖检测限位安装在加煤车上，靠近打开的上升管盖，用于检测上升管盖是否到达指定的开盖位置，上升管盖打开后将触发该限位，卷扬上安装卷扬编码器，为绝对值编码器，在调试过程中分别测出初始位置到上升管管口位置行程L和上升管管口位置到上升管根部行程L1，卷扬钢丝绳带有力矩检测器，经过主支架滑轮连接清扫头。

3.根据权利要求2所述的上升管清扫装置，其特征在于，所述清扫头为重锤刀边结构。

4.根据权利要求3所述的上升管清扫装置，其特征在于，上升管盖开闭油缸、台车油缸和调节支架油缸的行程指示进车载PLC控制系统，用于对各自油缸行程的控制，卷扬编码器的绝对值进车载PLC控制系统，用于对卷扬收放钢丝绳行程的控制，上升管盖检测限位信号进车载PLC控制系统，用于对上升管盖开闭位置的检测，力矩检测器信号进车载PLC控制系统，用于对清扫头所产生拉力F的检测，车载PLC控制系统通过对所采集的各种信号进行逻辑判断处理，控制各油缸的输出顺序和行程，给定变频器VVVF的速度来控制卷扬电机M，进而可以控制清扫头上下运动的速度。