CN209702789U - 用于高炉布料溜槽的角度测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种用于高炉布料溜槽的角度测量装置，高炉具有人孔，其中角度测量装置包括：底座；竖向支柱；旋转调节器，其套装在竖向支柱外表面上的合适位置，用于旋转竖向支柱以调节竖向支柱的位置；激光测距仪，其铰接到竖向支柱的顶部，用于通过将至少两束激光穿过人孔发射到布料溜槽的外表面上，以精确测量和调整激光测距仪与布料溜槽之间的间距，使激光测距仪与穿过布料溜槽中心线的竖向平面平行；以及角度尺，其用于测量激光测距仪与竖向支柱之间的角度，从而获得布料溜槽的中心线与竖向之间的夹角度数。本实用新型可提高对布料溜槽的α角等角的测量精度，也可改善作业安全性。

Description

用于高炉布料溜槽的角度测量装置

技术领域

本实用新型涉及冶金行业高炉辅助设备技术领域，尤其涉及一种用于高炉布料溜槽的角度测量装置。

背景技术

无料钟炉顶是中大型高炉的关键设备，无料钟装料是指利用炉顶装料设备实现上料的系统。在无料钟炉顶中，布料溜槽的作用是通过改变布料溜槽的中心线与垂直于地面的竖向之间的夹角α角、布料溜槽中心线在水平方向上的投影β角的角度，实现在高炉内的任意位置布料，如图1所示。

布料溜槽大多采用整体装配式结构，安装在倾动控制设备上。但是，由于工作温度高(100-350℃)，环境粉尘大，倾动齿轮摩损等原因，导致布料溜槽实际执行的α角角度与理论设定角度不一致。因此，测量人员必需对布料溜槽进行角度校核，以确保其功能精度。

由于存在煤气、粉尘及高温等对测量人员的多种安全隐患，因此，传统校核方式常常是测量人员人工从人孔处远远观察，通过手持角尺等工具目测布料溜槽的α角等角度。人孔是用于测量人员进出设备以便安装、检修和安全检查的开孔结构。然而，这种传统校核方式存在测量结果偏差大，不同测量人员的结果差异大等问题。因而，传统校核方式既难以准确校核，又存在作业安全风险。

因此，本领域需要一种用于高炉布料溜槽的角度测量装置及角度测量方法，其可提高对布料溜槽的α角等角的测量精度，也可改善作业安全性。

实用新型内容

针对现有技术中存在的上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种用于高炉布料溜槽的角度测量装置，其依据空间平行角定理，通过借助激光测距仪，使角度测量装置的两个边与布料溜槽的α角或其它角的两个边分别平行，再用角度尺精确测出角度测量装置的两个边所组成的夹角的度数，从而获得布料溜槽的α角等角的准确度数。本实用新型也提供一种用于高炉布料溜槽的角度测量方法。本实用新型可提高对布料溜槽的α角等角的测量精度，也可改善作业安全性。

空间平行角定理是指对于空间两个不相同的角，如果它们的两组对应边分别平行，则这两个角相等或互补，其中，当角的两组对应边同时同向或同时反向时，两角相等，而当两组对应边一组同向一组反向时，两角互补。

为此，一方面，根据本实用新型一实施例，提供一种用于高炉布料溜槽的角度测量装置，其中高炉具有用于从高炉外部观察高炉内部的布料溜槽的人孔，其中，所述角度测量装置包括：

底座，其设置于人孔附近；

竖向支柱，其底部以相对于底座可旋转的方式安装到底座，且竖向支柱垂直于地面；

旋转调节器，其套装在竖向支柱外表面上的合适位置，用于旋转竖向支柱以调节竖向支柱的位置；

激光测距仪，其铰接到竖向支柱的顶部，用于通过将至少两束激光穿过人孔发射到布料溜槽的外表面上，以精确测量和调整激光测距仪与布料溜槽之间的间距，使激光测距仪与穿过布料溜槽中心线的竖向平面平行；以及

角度尺，其用于测量激光测距仪与竖向支柱之间的角度，从而获得布料溜槽的中心线与竖向之间的夹角度数。

在一实施例中，激光测距仪与竖向支柱之间形成的角与布料溜槽的中心线与竖向之间形成的夹角可同向或反向。

在一实施例中，当布料溜槽旋转到与人孔相对的竖向位置时，激光测距仪与竖向支柱重合，此时可判定布料溜槽位于竖向位置。

在一实施例中，底座可设有垫脚螺丝，通过调节垫脚螺丝可保持竖向支柱垂直于地面。

在一实施例中，在使用角度尺测量激光测距仪与竖向支柱之间的角度时，角度尺的零度刻线可与竖向支柱对准。

在一实施例中，激光测距仪可设置有位于一直线上并彼此间隔开的至少两个激光发射点，所述至少两个激光发射点可用于发射所述至少两束激光，其中，所述直线平行于激光测距仪的中心线；

布料溜槽呈半个筒体的形状，所述半个筒体具有位于布料溜槽中心线两侧的第一上表面和第二上表面，第一上表面和第二上表面均与布料溜槽的中心线平行，且第一上表面和第二上表面的外边缘均与布料溜槽的中心线平行，并均与穿过布料溜槽中心线的竖向平面平行；

其中，在测量激光测距仪与竖向支柱之间的角度时，所述至少两个激光发射点可分别将激光穿过人孔发射到布料溜槽的第一上表面和第二上表面之一的外边缘处，从而在所述外边缘处形成至少两个激光接受点，其中，当通过旋转竖向支柱的位置，使得每个激光发射点与对应的激光接受点之间的间距均相等时，可判定激光测距仪与穿过布料溜槽中心线的竖向平面平行。

另一方面，根据本实用新型另一实施例，提供一种使用上述各实施例中的用于高炉布料溜槽的角度测量装置的角度测量方法，其中，所述方法包括步骤：

调整底座，以使竖向支柱垂直于地面；

利用旋转调节器旋转竖向支柱，并通过人孔观察，以将激光测距仪移至与穿过布料溜槽中心线的竖向平面近似平行的位置；

在激光测距仪校零位后，通过将至少两束激光穿过人孔发射到布料溜槽的外表面上，以精确测量和调整激光测距仪与布料溜槽之间的间距，使激光测距仪与穿过布料溜槽中心线的竖向平面平行；

将角度尺的零度刻线与竖向支柱对准，读取角度尺的读数，从而获得布料溜槽的中心线与竖向之间的夹角度数。

在一实施例中，激光测距仪与竖向支柱之间形成的角与布料溜槽的中心线与竖向之间形成的夹角可同向或反向。

在一实施例中，当布料溜槽旋转到与人孔相对的竖向位置时，激光测距仪与竖向支柱重合，此时可判定布料溜槽位于竖向位置。

在一实施例中，在所述的“在激光测距仪校零位后，通过将至少两束激光穿过人孔发射到布料溜槽的外表面上，以精确测量和调整激光测距仪与布料溜槽之间的间距，使激光测距仪与穿过布料溜槽中心线的竖向平面平行”的步骤中，

激光测距仪可设置有位于一直线上并彼此间隔开的至少两个激光发射点，所述至少两个激光发射点可用于发射所述至少两束激光，其中，所述直线平行于激光测距仪的中心线；

布料溜槽呈半个筒体的形状，所述半个筒体具有位于布料溜槽中心线两侧的第一上表面和第二上表面，第一上表面和第二上表面均与布料溜槽的中心线平行，且第一上表面和第二上表面的外边缘均与布料溜槽的中心线平行，并均与穿过布料溜槽中心线的竖向平面平行；

其中，在测量激光测距仪与竖向支柱之间的角度时，所述至少两个激光发射点可分别将激光穿过人孔发射到布料溜槽的第一上表面和第二上表面之一的外边缘处，从而在所述外边缘处形成至少两个激光接受点，其中，当通过旋转竖向支柱的位置，使得每个激光发射点与对应的激光接受点之间的间距均相等时，可判定激光测距仪与穿过布料溜槽中心线的竖向平面平行。

根据本实用新型实施例提供的用于高炉布料溜槽的角度测量装置及角度测量方法可具有如下有益效果：

本实用新型对高炉布料溜槽的角度采用非接触式测量，可避免煤气、高温等对测量人员的安全隐患，可提高角度测量作业的安全性；

本实用新型以精确测量手段替代人工目测，因此对高炉布料溜槽的角度测量结果的准确性可极大提高，结果可信度增强；

本实用新型可提高测量灵活性，这是因为布料溜槽的停止位置对测量难度的影响降低，除布料溜槽正对人孔的状况下无法测量外，其它位置理论上都可以直接测量；而当布料溜槽旋转到与人孔相对的竖向位置时，激光测距仪与竖向支柱重合，此时可判定布料溜槽位于竖向位置。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示意性示出一常用高炉及其内部的布料溜槽；

图2示意性示出根据本实用新型一实施例的用于高炉布料溜槽的角度测量装置；

图3示意性示出图1中的用于高炉布料溜槽的角度测量装置的使用方法；以及

图4示意性示出根据本实用新型一实施例的用于高炉布料溜槽的角度测量方法的测量原理。

附图标号说明

1：底座；2：竖向支柱；3：旋转调节器；4：激光测距仪；5：角度尺；10：角度测量装置；20：高炉；21：布料溜槽；22：人孔；

a：平面；b：平面；c：平面；L0：间距；L1：间距；L2：间距；S1：第一上表面；S2：第二上表面；T1：激光发射点；T2：激光发射点；T3：激光发射点；α：角。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型具体实施例及相应的附图对本实用新型技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

以下结合附图，详细说明根据本实用新型实施例提供的技术方案。

一方面，参见图2至4，根据本实用新型一实施例，提供一种用于高炉布料溜槽的角度测量装置10，其中高炉20具有用于从高炉外部观察高炉内部的布料溜槽21的人孔22，其中，所述角度测量装置10包括：

底座1，其设置于人孔22附近；

竖向支柱2，其底部以相对于底座1可旋转的方式安装到底座1，且竖向支柱2垂直于地面；

旋转调节器3，其套装在竖向支柱2外表面上的合适位置，用于旋转竖向支柱2以调节竖向支柱2的位置；

激光测距仪4，其铰接到竖向支柱2的顶部，用于通过将至少两束激光穿过人孔22发射到布料溜槽21的外表面上，以精确测量和调整激光测距仪4与布料溜槽21之间的间距，使激光测距仪4与穿过布料溜槽21中心线的竖向平面a平行；以及

角度尺5，其用于测量激光测距仪4与竖向支柱2之间的角度，从而获得布料溜槽21的中心线与竖向之间的夹角度数。

在一实施例中，底座1可设有垫脚螺丝，通过调节垫脚螺丝可保持竖向支柱2垂直于地面。

竖向支柱2可用于支撑测量装置，例如激光测距仪4、角度尺5等装置，并同时保持与地面垂直的竖直状态，以与组成布料溜槽21的α角的一个竖向边平行。

在一实施例中，参见图3，竖向支柱2的高度可介于人孔22的高度和布料溜槽21的最高高度之间。在另一示例中，竖向支柱2的高度可大于布料溜槽21的最高高度。在其它示例中，竖向支柱2的高度也可为其它高度，例如小于人孔22的高度，只要测量人员可通过人孔22观察并调整激光测距仪4与穿过布料溜槽21中心线的竖向平面a平行即可。

旋转调节器3可在水平面内360度旋转，并带动竖向支柱2及其支撑的激光测距仪4等一起绕竖向支柱2的轴向自由旋转。

激光测距仪4与竖向支柱2之间形成的角与布料溜槽21的中心线与竖向之间形成的夹角可同向或反向。

在一优选示例中，激光测距仪4可用于与组成布料溜槽21的α角的另一个边平行，换言之，与布料溜槽21的中心线平行；并且，激光测距仪4和竖向支柱2组成的夹角可与布料溜槽21的α角同向，例如都面向地面。在这种示例中，激光测距仪4和竖向支柱2组成的夹角与布料溜槽21的α角相等。

在另一示例中，激光测距仪4可用于与组成布料溜槽21的α角的另一个边平行，换言之，与布料溜槽21的中心线平行；并且，激光测距仪4和竖向支柱2组成的夹角可与布料溜槽21的α角反向，例如α角面向地面，激光测距仪4和竖向支柱2组成的夹角面向天空。在这种示例中，激光测距仪4和竖向支柱2组成的夹角可与布料溜槽21的α角互补，即布料溜槽21的α角＝180°－激光测距仪4和竖向支柱2组成的夹角。

在一实施例中，在使用角度尺5测量激光测距仪4与竖向支柱2之间的角度时，角度尺5的零度刻线可与竖向支柱2对准。在达到测量要求后，可直接读取角度尺5的读数。典型地，角度尺5可为量角器。

在一实施例中，激光测距仪4可设置有位于一直线上并彼此间隔开的至少两个激光发射点，例如图2所示的T1、T2、T3，所述至少两个激光发射点可用于发射所述至少两束激光，其中，所述直线平行于激光测距仪4的中心线；

布料溜槽21呈半个筒体的形状，如图4所示，所述半个筒体具有位于布料溜槽21中心线两侧的第一上表面S1和第二上表面S2，第一上表面S1和第二上表面S2均与布料溜槽21的中心线平行，且第一上表面S1和第二上表面S2的外边缘均与布料溜槽21的中心线平行，并均与穿过布料溜槽21中心线的竖向平面a平行；

其中，在测量激光测距仪4与竖向支柱2之间的角度时，所述至少两个激光发射点可分别将激光穿过人孔22发射到布料溜槽21的第一上表面S1和第二上表面S2之一的外边缘处，从而在所述外边缘处形成至少两个激光接受点，其中，当通过旋转竖向支柱2的位置，使得每个激光发射点与对应的激光接受点之间的间距均相等时，例如图4中的间距L0＝L1＝L2，可判定激光测距仪4与穿过布料溜槽21中心线的竖向平面a平行。

参见图2，例如，激光测距仪4可等间距设置位于一直线上的三个激光发射点T1、T2、T3，并且可从激光测距仪4上直接读出三个激光发射点T1、T2、T3与布料溜槽21之间的距离。根据两点确定一直线的原理，如果三个激光发射点T1、T2、T3中的至少两个点与布料溜槽21之间的距离读数相同，则可认为激光测距仪4与布料溜槽21位置是平行的。

另外，在第一上表面S1和第二上表面S2之一的外边缘处形成的激光接受点所组成的连线，也可方便测量人员观察或确定α角是否一致。

参见图3，在布料溜槽21旋转过程中，当布料溜槽21的第一上表面S1和第二上表面S2与人孔22的距离不同时，激光测距仪4可将至少两束激光发射到第一上表面S1和第二上表面中的距离人孔22较近的一方上；而当布料溜槽21的第一上表面S1和第二上表面S2与人孔22的距离相同时，激光测距仪4可将至少两束激光发射到第一上表面S1和第二上表面中的任一方上。

在一实施例中，当布料溜槽21旋转到与人孔22相对的竖向位置时，激光测距仪4与竖向支柱2重合，此时可判定布料溜槽21位于竖向位置。

另一方面，根据本实用新型另一实施例，提供一种使用上述各实施例中的用于高炉布料溜槽21的角度测量装置的角度测量方法，其中，所述方法包括步骤：

调整底座1，以使竖向支柱2垂直于地面；

利用旋转调节器3旋转竖向支柱2，并通过人孔22观察，以将激光测距仪4移至与穿过布料溜槽21中心线的竖向平面a近似平行的位置；

在激光测距仪4校零位后，通过将至少两束激光穿过人孔22发射到布料溜槽21的外表面上，以精确测量和调整激光测距仪4与布料溜槽21之间的间距，使激光测距仪4与穿过布料溜槽21中心线的竖向平面a平行；

将角度尺5的零度刻线与竖向支柱2对准，读取角度尺5的读数，从而获得布料溜槽21的中心线与竖向之间的夹角度数。

激光测距仪4与竖向支柱2之间形成的角与布料溜槽21的中心线与竖向之间形成的夹角可同向或反向。

在一实施例中，当布料溜槽21旋转到与人孔22相对的竖向位置时，激光测距仪4与竖向支柱2重合，此时可判定布料溜槽21位于竖向位置。

在一实施例中，在所述的“在激光测距仪4校零位后，通过将至少两束激光穿过人孔22发射到布料溜槽21的外表面上，以精确测量和调整激光测距仪4与布料溜槽21之间的间距，使激光测距仪4与穿过布料溜槽21中心线的竖向平面a平行”的步骤中，

激光测距仪4可设置有位于一直线上并彼此间隔开的至少两个激光发射点，所述至少两个激光发射点可用于发射所述至少两束激光，其中，所述直线平行于激光测距仪4的中心线；

布料溜槽21呈半个筒体的形状，所述半个筒体具有位于布料溜槽21中心线两侧的第一上表面S1和第二上表面S2，第一上表面S1和第二上表面S2均与布料溜槽21的中心线平行，且第一上表面S1和第二上表面S2的外边缘均与布料溜槽21的中心线平行，并均与穿过布料溜槽21中心线的竖向平面a平行；

其中，在测量激光测距仪4与竖向支柱2之间的角度时，所述至少两个激光发射点可分别将激光穿过人孔22发射到布料溜槽21的第一上表面S1和第二上表面S2之一的外边缘处，从而在所述外边缘处形成至少两个激光接受点，其中，当通过旋转竖向支柱2的位置，使得每个激光发射点与对应的激光接受点之间的间距均相等时，可判定激光测距仪4与穿过布料溜槽21中心线的竖向平面a平行。

参见图3和4，例如，在测量布料溜槽21的α角时，先打开检修人孔22，可将角度测量装置10放在测量人员和人孔22之间的合适位置，调整底座1以使竖向支柱2保持垂直于地面的竖直状态。然后，测量人员调节视线高度，以能完整观察到布料溜槽21为宜。

下一步，将激光测距仪4校零位，确保读数准确。然后将激光测距仪4全部打开，粗略调节角度尺5，使测距的各个激光发射点T1、T2、T3能够照射到布料溜槽21上。

下一步，读取各个激光发射点T1、T2、T3与布料溜槽21的第一上表面S1或第二上表面S2之间的距离，即读取L0、L1、L2数据。根据读取的距离数据转动竖向支柱2，直到L0＝L1＝L2为止。此时，可判定穿过布料溜槽21中心线的竖向平面a与穿过激光测距仪4的竖向平面b处于平行状态。

下一步，测量人员可移动微调激光测距仪4的位置，使激光测距仪4处于平面c内，其中平面c为第一上表面S1和第二上表面S2确定的平面。此时可以参考三个激光发射点T1、T2、T3在布料溜槽21上投射的连线，上述连线与第一上表面S1和第二上表面S2之一的外边缘齐平即可停止。

最后，测量人员将角度尺5的零度刻线与竖向支柱2对准，读取量角器读数，因为激光测距仪4与竖向支柱2之间形成的角与布料溜槽21的中心线与竖向之间形成的夹角同向，因此该读数即为α角的实际角度值。

本实用新型不仅可用于测量高炉布料溜槽的中心线与垂直于地面的竖向之间的夹角α角，也可用于测量其它不宜直接测量的夹角。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

最后应说明的是：以上实施例仅用于说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种用于高炉布料溜槽的角度测量装置，其中高炉具有用于从高炉外部观察高炉内部的布料溜槽的人孔，其特征在于，所述角度测量装置包括：

底座，其设置于人孔附近；

竖向支柱，其底部以相对于底座可旋转的方式安装到底座，且竖向支柱垂直于地面；

旋转调节器，其套装在竖向支柱外表面上的合适位置，用于旋转竖向支柱以调节竖向支柱的位置；

激光测距仪，其铰接到竖向支柱的顶部，用于通过将至少两束激光穿过人孔发射到布料溜槽的外表面上，以精确测量和调整激光测距仪与布料溜槽之间的间距，使激光测距仪与穿过布料溜槽中心线的竖向平面平行；以及

角度尺，其用于测量激光测距仪与竖向支柱之间的角度，从而获得布料溜槽的中心线与竖向之间的夹角度数。

2.如权利要求1所述的用于高炉布料溜槽的角度测量装置，其特征在于，激光测距仪与竖向支柱之间形成的角与布料溜槽的中心线与竖向之间形成的夹角同向或反向。

3.如权利要求1所述的用于高炉布料溜槽的角度测量装置，其特征在于，当布料溜槽旋转到与人孔相对的竖向位置时，激光测距仪与竖向支柱重合，此时判定布料溜槽位于竖向位置。

4.如权利要求1所述的用于高炉布料溜槽的角度测量装置，其特征在于，底座设有垫脚螺丝，通过调节垫脚螺丝保持竖向支柱垂直于地面。

5.如权利要求1所述的用于高炉布料溜槽的角度测量装置，其特征在于，在使用角度尺测量激光测距仪与竖向支柱之间的角度时，角度尺的零度刻线与竖向支柱对准。

6.如权利要求1所述的用于高炉布料溜槽的角度测量装置，其特征在于，激光测距仪设置有位于一直线上并彼此间隔开的至少两个激光发射点，所述至少两个激光发射点用于发射所述至少两束激光，其中，所述直线平行于激光测距仪的中心线；

布料溜槽呈半个筒体的形状，所述半个筒体具有位于布料溜槽中心线两侧的第一上表面和第二上表面，第一上表面和第二上表面均与布料溜槽的中心线平行，且第一上表面和第二上表面的外边缘均与布料溜槽的中心线平行，并均与穿过布料溜槽中心线的竖向平面平行；

其中，在测量激光测距仪与竖向支柱之间的角度时，所述至少两个激光发射点分别将激光穿过人孔发射到布料溜槽的第一上表面和第二上表面之一的外边缘处，从而在所述外边缘处形成至少两个激光接受点，其中，当通过旋转竖向支柱的位置，使得每个激光发射点与对应的激光接受点之间的间距均相等时，判定激光测距仪与穿过布料溜槽中心线的竖向平面平行。