CN209166074U - 回转窑燃烧器智能控制系统 - Google Patents

Abstract

回转窑燃烧器智能控制系统。涉及回转窑燃烧器控制系统领域。提出了一种结构精巧、自动化程度高、控制精度高且控制效果好的回转窑燃烧器智能控制系统。包括识别系统和动作系统；所述底座的顶面上还固定连接有分处于滑块两侧的前立板和后立板，所述前立板位于滑块远离电机的一侧且套接所述连动臂，所述丝杆的一端与前立板铰接、且另一端穿设所述后立板，所述前立板和后立板之间还固定连接有至少一导向杆，所述导向杆平行于丝杆、且穿设所述滑块。本实用新型从整体上具有结构精巧、自动化程度高、控制精度高且控制效果好的特点。

Description

回转窑燃烧器智能控制系统

技术领域

本实用新型涉及回转窑燃烧器控制系统领域。

背景技术

现有技术中的燃烧器大多如国家局于2015年1月21日公告的一份名为“一种多通道低氮燃烧器”、申请号为“201420532767.4”的中国实用新型专利所示，其在实际使用时通常与“点火器入口管”所在的一侧设置一与“弧形导风板”相连接的控制杆，使得操作人员移动控制杆时，可带动“弧形导风板”平移，从而改变旋流风的角度，实现对火焰中心回流区尺寸的控制。

然而，现有技术中对控制杆的操作大多由人工完成，劳动强度高、响应滞后严重、控制精度低，实际操作起来极为不便。

实用新型内容

本实用新型针对以上问题，提出了一种结构精巧、自动化程度高、控制精度高且控制效果好的回转窑燃烧器智能控制系统。

本实用新型的技术方案为：包括识别系统和动作系统；

所述识别系统包括伸入燃烧器内的耐高温摄像头和数据处理中心，所述耐高温摄像头伸入燃烧器内、且用于拍摄火焰形状，所述数据处理中心连接在耐高温摄像头和动作系统之间、且数据处理中心内置有RGB图像处理模块；

所述动作系统包括固定座、电机、丝杆、滑块、连动臂和驱动杆，所述电机固定连接在固定座的一侧、且与数据处理中心相连接，所述丝杆铰接在固定座的上方、且与电机的输出轴相连接，所述滑块滑动连接在固定座上、且套接所述丝杆，所述滑块与丝杆螺纹连接，所述连动臂的一侧固定连接在滑块的顶端、且另一侧与驱动杆相连接，所述驱动杆与控制杆相连接。

所述固定座的顶面上还固定连接有分处于滑块两侧的前立板和后立板，所述前立板位于滑块远离电机的一侧且套接所述连动臂，所述丝杆的一端与前立板铰接、且另一端穿设所述后立板，所述前立板和后立板之间还固定连接有至少一导向杆，所述导向杆平行于丝杆、且穿设所述滑块。

所述丝杆通过传动箱与电机的输出轴相连接，所述传动箱的一侧开设有滑孔、且另一侧开设有螺纹孔；所述丝杆远离前立板的一侧表面开设有长条形滑槽，所述滑孔的内壁上固定连接有与长条形滑槽适配的滑块，所述丝杆远离前立板的一端经滑孔穿入传动箱内、且通过滑块与传动箱滑动连接；所述电机的输出轴上开设有与螺纹孔适配的外螺纹，所述电机的输出轴经螺纹孔穿入传动箱内、且通过外螺纹与传动箱螺纹连接；

所述传动箱内还设有传动盘，所述传动盘的一侧端面与丝杆连为一体、且另一侧端面上开设有用于容置电机的输出轴的容置孔，所述传动盘的两侧端面与传动箱的内壁之间均留有间隙；

所述连动臂远离滑块的一端还设有延伸臂和活动组件，所述驱动杆连接在延伸臂上，所述延伸臂通过活动组件与连动臂相连接，所述活动组件包括芯棒和拉簧，所述连动臂朝向延伸臂的端面上开设有凹槽一，所述延伸臂朝向连动臂的端面上开设有凹槽二，所述凹槽二的槽底还开设有凹槽三，所述芯棒的一端固定连接在凹槽一的槽底、且另一端滑动连接在凹槽三中，所述拉簧空套所述芯棒，所述拉簧的一端固定连接在凹槽一的槽底、且另一端固定连接在凹槽二的槽底；所述延伸臂的底面上还固定连接有打击板；

所述动作系统还包括启动保护组件，所述启动保护组件包括直线驱动组件、旋转驱动组件和凸轮，所述凸轮铰接在连动臂的底面上、且位于打击板的一侧；

所述传动箱的外壁上开设有环形凹槽，所述直线驱动组件包括齿条、拉杆、轴承和旋转座，所述旋转座容置于环形凹槽中，所述轴承的外壁固定连接在旋转座内，所述拉杆依次穿设前立板、后立板和轴承、且与轴承的内壁固定相连，所述齿条平行于拉杆设置、且与拉杆伸出至前立板外的端头连为一体；

所述旋转驱动组件包括转轴一、转轴二、转轴三、连杆一、连杆二、传动带一和传动带二，所述转轴一固定连接在凸轮的底面上、且竖直设置，所述转轴三铰接在前立板背向滑块的端面上、且竖直设置，所述转轴二竖直设置在连动臂的侧下方，所述连杆一的两端分别铰接转轴一和转轴二，所述连杆二的两端分别铰接转轴二和转轴三，所述传动带一依次绕设在转轴一和转轴二上，所述传动带二依次绕设在转轴二和转轴三上，所述转轴三上还还有与齿条相啮合的齿轮。

所述拉杆的截面呈方形，所述前立板、后立板中均开设有与拉杆适配的方孔。

本实用新型当电机收到指令开始旋转后，将带动丝杆旋转，从而驱使连动臂、驱动杆以及控制杆平移，从而最终驱动“弧形导风板”平移，实现对火焰中心回流区尺寸的控制。即有效解决了传统由人工驱动控制杆平移所带来的劳动强度高、响应滞后严重、控制精度低、操作不便的问题；同时，本案最终实现了对火焰中心回流区尺寸的精确控制，从整体上具有结构精巧、自动化程度高、控制精度高且控制效果好的特点。

附图说明

图1是本案中动作系统的结构示意图，

图2是本案中动作系统的优化实施方式示意图，

图3是图2的俯视图，

图4是图2的仰视图，

图5是图3的A-A向剖视图，

图6是图5的C处局部放大图，

图7是图2的B-B向剖视图；

图中11是固定座，111是前立板，112是后立板，113是导向杆，12是电机，120是输出轴，13是丝杆，14是滑块，15是连动臂，16是驱动杆；

17是延伸臂，171是芯棒，172是拉簧，173是打击板；

21是传动箱，210是滑块，22是传动盘；

31是齿条，32是拉杆，33是轴承，34是旋转座，

41是转轴一，42是转轴二，43是转轴三，44是连杆一，45是连杆二；

5是凸轮。

具体实施方式

本实用新型如图1-7所示，包括识别系统和动作系统；

所述识别系统包括伸入燃烧器内的耐高温摄像头和数据处理中心，所述耐高温摄像头伸入燃烧器内、且用于拍摄火焰形状，所述数据处理中心连接在耐高温摄像头和动作系统之间、且数据处理中心内置有RGB图像处理模块；

所述动作系统包括固定座11、电机12、丝杆13、滑块14、连动臂15和驱动杆16，所述电机12固定连接在固定座11的一侧、且与数据处理中心相连接，所述丝杆13铰接在固定座11的上方、且与电机12的输出轴相连接，所述滑块14滑动连接在固定座11上、且套接所述丝杆13，所述滑块14与丝杆13螺纹连接，所述连动臂15的一侧固定连接在滑块14的顶端、且另一侧与驱动杆16相连接，所述驱动杆16与控制杆相连接。当电机收到指令开始旋转后，将带动丝杆旋转，从而驱使连动臂、驱动杆以及控制杆平移，从而最终驱动“弧形导风板”平移，实现对火焰中心回流区尺寸的控制。即有效解决了传统由人工驱动控制杆平移所带来的劳动强度高、响应滞后严重、控制精度低、操作不便的问题。

实际使用时，可通过RGB图像处理判断火苗粗细，λ=n₁/n₀，n₁为火焰像素点数，n₀为图像整体像素点数。λ∈[P₁,P₂]，P₁和P₂为回转窑火焰状态范围阈值，根据具体回转窑规格进行初始测定；此后，数据处理中心可根据实时火苗状态处理结果，控制连动臂以及驱动杆直线运动，其传动关系为ι=K•λ，K为传递系数，根据具体回转窑规格进行标定，ι为丝杆直线传动装置的位移量。

这样，即最终实现了对火焰中心回流区尺寸的精确控制，从整体上具有结构精巧、自动化程度高、控制精度高且控制效果好的特点。

所述固定座11的顶面上还固定连接有分处于滑块14两侧的前立板111和后立板112，所述前立板111位于滑块14远离电机12的一侧、且套接所述连动臂15，所述丝杆13的一端与前立板111铰接、且另一端穿设所述后立板112，所述前立板111和后立板112之间还固定连接有至少一导向杆113，所述导向杆113平行于丝杆13、且穿设所述滑块14。从而对滑块起良好有效的导向作用。

人们在实际应用时还发现，由于燃烧器在使用时，其“弧形导风板”内外两侧将具有一定的压力差，若电机直接带动丝杆，将给电机带来极大的启动负荷，从而极大的影响了电机的实际使用寿命，给本案的正常使用带来了极大的影响。

所述丝杆13通过传动箱21与电机12的输出轴120相连接，所述传动箱21的一侧开设有滑孔、且另一侧开设有螺纹孔；所述丝杆13远离前立板111的一侧表面开设有长条形滑槽，所述滑孔的内壁上固定连接有与长条形滑槽适配的滑块210，所述丝杆13远离前立板111的一端经滑孔穿入传动箱21内、且通过滑块210与传动箱21滑动连接；所述电机12的输出轴120上开设有与螺纹孔适配的外螺纹，所述电机的输出轴120经螺纹孔穿入传动箱21内、且通过外螺纹与传动箱21螺纹连接；

所述传动箱21内还设有传动盘22，所述传动盘22的一侧端面与丝杆13连为一体、且另一侧端面上开设有用于容置电机的输出轴120的容置孔，所述传动盘22的两侧端面与传动箱21的内壁之间均留有间隙；这样，电机开启初期，输出轴的旋转运动将不会直接传递至丝杆上，而是将先在螺纹的作用下带动传动箱平移，待传动箱的内壁与传动盘的其中一侧端面完全贴合后，才会将动力传递至丝杆上；

所述连动臂15远离滑块14的一端还设有延伸臂17和活动组件，所述驱动杆16连接在延伸臂17上，所述延伸臂17通过活动组件与连动臂15相连接，所述活动组件包括芯棒171和拉簧172，所述连动臂15朝向延伸臂17的端面上开设有凹槽一，所述延伸臂17朝向连动臂15的端面上开设有凹槽二，所述凹槽二的槽底还开设有凹槽三，所述芯棒171的一端固定连接在凹槽一的槽底、且另一端滑动连接在凹槽三中，所述拉簧172空套所述芯棒171，所述拉簧的一端固定连接在凹槽一的槽底、且另一端固定连接在凹槽二的槽底；所述延伸臂17的底面上还固定连接有打击板173；这样，常态下，延伸臂将在拉簧的作用下与连动臂保持贴合；而当有外力冲击在打击板上时，将使得延伸臂可沿芯棒与连动臂做小幅的直线相对运动；

所述动作系统还包括启动保护组件，所述启动保护组件包括直线驱动组件、旋转驱动组件和凸轮5，所述凸轮5铰接在连动臂15的底面上、且位于打击板173的一侧；

所述传动箱21的外壁上开设有环形凹槽，所述直线驱动组件包括齿条31、拉杆32、轴承33和旋转座34，所述旋转座34容置于环形凹槽中，所述轴承33的外壁固定连接在旋转座34内，所述拉杆32依次穿设前立板111、后立板112和轴承33、且与轴承33的内壁固定相连，所述齿条31平行于拉杆32设置、且与拉杆32伸出至前立板11外的端头连为一体；这样，电机开启初期，输出轴的旋转运动在螺纹的作用下带动传动箱平移，从而带动旋转座、拉杆以及齿条一同平移，待传动箱的内壁与传动盘的其中一侧端面完全贴合后，传动箱、旋转座则开始旋转，而齿条和拉杆则保持不动；

所述旋转驱动组件包括转轴一41、转轴二42、转轴三43、连杆一44、连杆二45、传动带一（图中未示出）和传动带二（图中未示出），所述转轴一41固定连接在凸轮5的底面上、且竖直设置，所述转轴三43铰接在前立板111背向滑块14的端面上、且竖直设置，所述转轴二42竖直设置在连动臂15的侧下方，所述连杆一44的两端分别铰接转轴一41和转轴二42，所述连杆二45的两端分别铰接转轴二42和转轴三43，所述传动带一依次绕设在转轴一41和转轴二42上（从而受连杆一的影响始终保持张紧），所述传动带二依次绕设在转轴二42和转轴三43上（从而受连杆二的影响始终保持张紧），所述转轴三43上还还有与齿条相啮合的齿轮。这样，电机开启初期，旋转座、拉杆以及齿条的平移将带动转轴三旋转，从而在经过传动带二、转动带一之后下带动转轴一以及凸轮旋转，从而使其不断击打打击板，使延伸臂以及驱动杆出现多次的小幅运动；待传动箱的内壁与传动盘的其中一侧端面完全贴合后，齿条和拉杆保持不动，转轴三、转轴一也将不再旋转，凸轮停止击打；此后，丝杆旋转，连动臂以及滑块平移，从而最终驱动“弧形导风板”平移，实现对火焰中心回流区尺寸的控制。

这样，即可在电机开启初期对其进行良好、有效的保护，使其不受“弧形导风板”内外两侧压力差的影响，而是通过凸轮对打击板的不断冲击，驱使延伸臂以及驱动杆出现多次的小幅运动，从而大幅削弱压力差的影响；待传动箱的内壁与传动盘的其中一侧端面完全贴合，则停止冲击，并开始驱使丝杆旋转，使控制连动臂以及滑块平移，从而最终驱动“弧形导风板”精准的平移到位，实现对火焰中心回流区尺寸的控制。

实际操作时，可在每一次驱动杆、控制杆、“弧形导风板”平移到位后，均控制电机反转一端距离，使得传动盘重新回到传动箱的中心，以应对下一次启动时对电机的启动负荷。

所述拉杆32的截面呈方形，所述前立板、后立板中均开设有与拉杆适配的方孔。从而使得拉杆可且仅可沿其长度方向做直线往复运动。

Claims (4)

1.回转窑燃烧器智能控制系统，其特征在于，包括识别系统和动作系统；

所述识别系统包括伸入燃烧器内的耐高温摄像头和数据处理中心，所述耐高温摄像头伸入燃烧器内、且用于拍摄火焰形状，所述数据处理中心连接在耐高温摄像头和动作系统之间、且数据处理中心内置有RGB图像处理模块；

所述动作系统包括固定座、电机、丝杆、滑块、连动臂和驱动杆，所述电机固定连接在固定座的一侧、且与数据处理中心相连接，所述丝杆铰接在固定座的上方、且与电机的输出轴相连接，所述滑块滑动连接在固定座上、且套接所述丝杆，所述滑块与丝杆螺纹连接，所述连动臂的一侧固定连接在滑块的顶端、且另一侧与驱动杆相连接，所述驱动杆与控制杆相连接。

2.根据权利要求1所述的回转窑燃烧器智能控制系统，其特征在于，所述固定座的顶面上还固定连接有分处于滑块两侧的前立板和后立板，所述前立板位于滑块远离电机的一侧且套接所述连动臂，所述丝杆的一端与前立板铰接、且另一端穿设所述后立板，所述前立板和后立板之间还固定连接有至少一导向杆，所述导向杆平行于丝杆、且穿设所述滑块。

3.根据权利要求2所述的回转窑燃烧器智能控制系统，其特征在于，所述丝杆通过传动箱与电机的输出轴相连接，所述传动箱的一侧开设有滑孔、且另一侧开设有螺纹孔；所述丝杆远离前立板的一侧表面开设有长条形滑槽，所述滑孔的内壁上固定连接有与长条形滑槽适配的滑块，所述丝杆远离前立板的一端经滑孔穿入传动箱内、且通过滑块与传动箱滑动连接；所述电机的输出轴上开设有与螺纹孔适配的外螺纹，所述电机的输出轴经螺纹孔穿入传动箱内、且通过外螺纹与传动箱螺纹连接；

所述传动箱内还设有传动盘，所述传动盘的一侧端面与丝杆连为一体、且另一侧端面上开设有用于容置电机的输出轴的容置孔，所述传动盘的两侧端面与传动箱的内壁之间均留有间隙；

所述连动臂远离滑块的一端还设有延伸臂和活动组件，所述驱动杆连接在延伸臂上，所述延伸臂通过活动组件与连动臂相连接，所述活动组件包括芯棒和拉簧，所述连动臂朝向延伸臂的端面上开设有凹槽一，所述延伸臂朝向连动臂的端面上开设有凹槽二，所述凹槽二的槽底还开设有凹槽三，所述芯棒的一端固定连接在凹槽一的槽底、且另一端滑动连接在凹槽三中，所述拉簧空套所述芯棒，所述拉簧的一端固定连接在凹槽一的槽底、且另一端固定连接在凹槽二的槽底；所述延伸臂的底面上还固定连接有打击板；

所述动作系统还包括启动保护组件，所述启动保护组件包括直线驱动组件、旋转驱动组件和凸轮，所述凸轮铰接在连动臂的底面上、且位于打击板的一侧；

所述传动箱的外壁上开设有环形凹槽，所述直线驱动组件包括齿条、拉杆、轴承和旋转座，所述旋转座容置于环形凹槽中，所述轴承的外壁固定连接在旋转座内，所述拉杆依次穿设前立板、后立板和轴承、且与轴承的内壁固定相连，所述齿条平行于拉杆设置、且与拉杆伸出至前立板外的端头连为一体；

所述旋转驱动组件包括转轴一、转轴二、转轴三、连杆一、连杆二、传动带一和传动带二，所述转轴一固定连接在凸轮的底面上、且竖直设置，所述转轴三铰接在前立板背向滑块的端面上、且竖直设置，所述转轴二竖直设置在连动臂的侧下方，所述连杆一的两端分别铰接转轴一和转轴二，所述连杆二的两端分别铰接转轴二和转轴三，所述传动带一依次绕设在转轴一和转轴二上，所述传动带二依次绕设在转轴二和转轴三上，所述转轴三上还还有与齿条相啮合的齿轮。

4.根据权利要求3所述的回转窑燃烧器智能控制系统，其特征在于，所述拉杆的截面呈方形，所述前立板、后立板中均开设有与拉杆适配的方孔。