CN210036884U - 一种铁水罐液位在线监测装置及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种铁水罐液位在线监测装置及系统，属于钢铁冶炼领域。针对现有技术中对盛装铁水的铁水罐内液位监测精度差、监测装置结构复杂的问题，本实用新型提供了一种铁水罐液位在线监测装置，它包括导波管，与导波管两端分别连接的电子部件和喇叭天线，均设置在防护罩中，防护罩底部设置有防护罩基座，防护罩基座下方设置透波的隔热片，防护罩基座上设置有若干排气孔，防护罩一侧设置有通气电气口，通气电气口外部设置有快接接头。所述的一种铁水管液位在线监测系统包括与电子部件连接的控制显示器，所述控制显示器将雷达液位计电子部件传递的信号转换为液位高度并显示在显示屏上。整体监测精度高且整个占地面积较小，易于安装与维修。

Description

一种铁水罐液位在线监测装置及系统

技术领域

本实用新型属于钢铁冶炼技术领域，更具体地说，涉及一种铁水罐液位在线监测装置及系统。

背景技术

在高炉连续出铁的过程中，用于盛装铁水的铁水罐内液位高度在线监测比较困难，要么罐车装不满就倒罐，使得罐车利用率降低；要么罐车已满，铁水溢出尚未及时倒罐，易造成事故。而对于后续炼钢工艺，铁水罐车内的铁水量过多或过少，都会出现“并罐”等待，或将多余的铁水再拉回高炉。其结果使铁水罐车不能充分利用，将多余的铁水拉回势必提高运输成本。不管并罐还是拉回都要降低铁水的温度，都间接的提高了生产的成本。实现对铁水罐车盛铁过程罐内铁水液位高度的实时监测直接关系到铁路运输沿线人员、设备的安全，以及高炉与炼钢的运行效率。目前常用的方法有人工经验目视法和轨道称重式液面计量法。人工经验目视法受铁口粉尘、铁水液面浮渣、人眼识别界限和视觉差的影响，其目测的误差非常大，同时工人的劳动强度大，且很伤视力，稍有疏漏极易发生溢罐事故。轨道称重式液面计量法存在成本高，施工安装、维护和维修困难。

针对上述问题也进行了相应的改进，如中国专利申请号CN201620334532.3，公开日为 2016年11月23日，该专利公开了一种铁水罐液位测量装置，包括雷达料位计，雷达料位计包括雷达料位计电路装置和喇叭口天线装置，还包括冷却保护罩，雷达料位计电路装置和喇叭口天线装置之间设置导波延长管，导波延长管分别与雷达料位计电路装置和喇叭口天线装置固定连接，导波延长管固定且连通冷却保护罩，雷达料位计电路装置设置在冷却保护罩内，冷却保护罩上设置与冷却保护罩连通的冷却保护罩进气口。该专利的不足之处在于：整体设备所需安装空间大，维修较为繁琐。

又如中国专利申请号CN201620197005.2，公开日为2016年8月3日，该专利公开了一种铁水液位计。在底座法兰上方设有隔热垫，底座法兰和隔热垫通过若干穿过底座法兰和隔热垫的第一螺栓相连，隔热垫的中心设有与底座法兰的中心孔正对应设置的通孔，伸入隔热垫通孔的导波管下端与伸入底座法兰中心孔的喇叭头上端相连接，并通过若干穿过第一法兰盘、隔热垫、底座法兰和第二法兰盘的第二螺栓固定，在隔热垫上方设有覆盖表头和导波管的保护罩，保护罩上设有进气口、出气口和电气插口。该专利的不足之处在于：整体设备所需安装空间较大，维修较为繁琐。

发明内容

1、要解决的问题

针对现有技术中对盛装铁水的铁水罐内液位监测精度差、监测装置结构复杂的问题，本实用新型提供了一种铁水罐液位在线监测装置及系统。通过雷达进行监测并将结果通过雷达液位计电子部件反馈至控制显示器中并将其结果转化为纯数字的液面高度，监测精度高且整个占地面积较小，易于安装与维修。

2、技术方案

为解决上述问题，本实用新型采用如下的技术方案。

一种铁水罐液位在线监测装置，包括导波管，与导波管两端分别连接的雷达液位计电子部件和喇叭天线，导波管、雷达液位计电子部件和喇叭天线均设置在防护罩中，防护罩底部设置有防护罩基座，防护罩基座下方设置有透波的隔热片，防护罩基座上设置有若干排气孔，防护罩一侧设置有通气电气口，通气电气口外部设置有快接接头。

更进一步的，所述防护罩基座下方设置有万向调整基座，防护罩基座与万向调整基座之间依次通过密封法兰I和密封法兰II连接。

更进一步的，护罩基座下方的隔热片设置在密封法兰I和密封法兰II之间。

更进一步的，所述隔热片为云母片。

更进一步的，还包括上紧固螺栓和下紧固螺栓，上紧固螺栓穿过隔热片将防护罩基座与密封法兰I连接，下紧固螺栓将密封法兰II与万向调整基座连接。

更进一步的，所述防护罩的上方设置有把手。

更进一步的，所述把手呈圆弧状。

一种铁水灌液位在线监测系统，包括如上述任意一项所述的铁水罐液位在线监测装置以及与铁水罐液位在线监测装置中雷达液位计电子部件连接的控制显示器，所述控制显示器通过将雷达液位计电子部件传递的信号转换为纯数字的液位高度信息，并显示在控制显示器中的显示屏上。

更进一步的，还包括对液位进行报警的报警器，所述报警器与控制显示器连接。

更进一步的，所述报警器为声光报警器。

3、有益效果

相比于现有技术，本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型在防护罩基座下方设置有透波的隔热片，在不妨碍雷达监测的情况下阻止外部热量进入到防护罩内，提高防护罩内部件的使用寿命；且在防护罩的一侧设置有通气电气口，通过该通气电气口吹入冷却气体对整个装置进行吹扫冷却和保护，所述通气电气口外部设置有快接接头，外部的电气线路通过该快接接头连接防护罩内部雷达液位计电子部件的电气线路，方便整个装置的拆卸和移位；且装置内的气体通过防护罩基座上的若干排气孔排出，避免另外从防护罩一侧开设排气孔，整体装置占地面积小，通过雷达对铁水罐液位进行监测，整体精度高且提高整个装罐过程的安全性，安装与维修都较为方便；

(2)本实用新型在防护罩基座的下方设置有万向调整基座，方便在安装、检修或因其他因素部件之间位置发生改变时进行在线调整，保证工作过程中的准确性；且防护罩基座与万向调整基座之间通过两个密封法兰进行固定，有效保证了连接关系的稳固且法兰连接为可拆卸连接，方便后期的维修；

(3)本实用新型中护罩基座下方的隔热片设置在密封法兰I和密封法兰II之间，隔热片的设置有效隔绝了装罐过程中的热量进入到装置中，避免了装置内部的部件因高温受到损坏，使得整体监测结果较为稳定精准；隔热片、防护罩基座与密封法兰I之前用上紧固螺栓进行固定，密封法兰II与万向调整基座之间用下紧固螺栓进行固定，采用紧固螺栓进行固定使得连接关系稳固，不易发生相对松动且易拆卸；

(4)本实用新型中雷达液位计电子部件与控制显示器连接，控制显示器通过A/D转换将雷达液位计电子部件传递的信号转换为纯数字的液位高度，并显示在控制显示器中的显示屏上，操作人员可直观看见结果从而避免了必须在现场观察的情况，还通过报警器对罐内的液位高度进行监测，达到设定高度值将会发生报警，有效提高了整个过程的安全性与效率。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型中铁水液位监测装置结构示意图。

图中：1、雷达液位计电子部件；2、导波管；3、喇叭天线；4、防护罩基座；5、防护罩；6、密封法兰I；7、隔热片；8、密封法兰II；9、通气电气口；91、快接接头；10、排气孔； 11、把手；12、上紧固螺栓；13、下紧固螺栓；14、铁水罐液位在线监测装置；15、万向调整基座；16、活动盖板；17、轨面。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本实用新型进一步进行描述。

实施例1

如图1和图2所示，一种铁水罐液位在线监测装置，包括导波管2，与导波管2两端分别连接的雷达液位计电子部件1和喇叭天线3，导波管2、雷达液位计电子部件1和喇叭天线3均设置在防护罩5中，防护罩5底部设置有防护罩基座4，优选的，所述防护罩5与防护罩基座4为一体化结构，制作简便；防护罩基座4下方设置隔热垫7，在不妨碍雷达监测的情况下阻止外部热量进入到防护罩5内，提高防护罩5内部件的使用寿命；防护罩基座4上设置有若干排气孔10，使得装置内的气体从排气孔10进行到密封法兰I6中心孔中进行排出改变了以往在防护罩5一侧设置出气孔，利于整个装置的气体排出；为降低辐射热及粉尘对该装置的影响，防护罩5一侧设置有通气电气口9，通气电气口9外部设置有快接接头91，该通气电气口9既作为通气口又作为连接内外界电气线路的连接口，外界冷却气体从通气电气口9进入到防护罩5内进行吹扫冷却和保护，且通过快接接头91将外部电气线路与雷达液位计电子部件1的电气线路连接，一口多用，避免在防护罩5上开设多个功能口，方便整个装置的拆卸和移位；

优选的，所述防护罩5的上方设置有把手11，方便对防护罩5进行搬运；更具体的，所述把手11呈圆弧状，圆弧状的设计有效避免了人工搬运时受伤的情况发生，且搬运较为省力；在本实施例中，所述防护罩基座4安装在出铁场位于出铁口上方的检修通道的活动盖板16上，在安装前，先对活动盖板16进行开孔焊接安装底座，所述孔正对铁水罐中心的两侧任意上方，避开铁水流；安装环境友好，整体装置占地面积小，不影响现场其它作业，通过雷达对铁水罐内的液位进行监测，整体精度高，改变了以往需要操作人员在操作现场进行观察，降低操作人员的劳动强度；且提高整个装罐过程的安全性，安装与维修都较为方便。

实施例2

基本同实施例1，优选的，所述防护罩基座4下方设置有万向调整基座15，方便在安装、检修或因其他因素部件之间位置发生改变时进行在线调整，保证工作过程中的准确性；防护罩基座4与万向调整基座15依次通过密封法兰I6和密封法兰II8连接，法兰连接有效保证了连接关系的稳固且法兰连接为可拆卸连接，方便后期的维修；优选的，防护罩基座4的中心设置有与密封法兰I6的中心孔正对应设置的通孔，喇叭天线3底端经所述通孔与密封法兰I6 连接，避免了喇叭天线3长期暴露在外部受到磨损，有效提高了喇叭天线3的使用寿命；护罩基座4下方的隔热片7设置在密封法兰I6和密封法兰II8之间，对隔热片7起到保护作用，提高隔热片7的使用寿命；隔热片7的设置有效隔绝了装罐过程中的热量进入到防护罩5中，避免了防护罩5内部的部件因高温受到损坏，使得整体监测结果较为稳定精准；所述隔热片 7为云母片，具有较高的耐热性能且稳定性能好，适应高温高尘的恶劣环境；所述隔热片7 也可为以碳化硅为主材添加纳米或其它材料烧结制成具有透波和阻止热量的板材；还包括上紧固螺栓12和下紧固螺栓13，上紧固螺栓12穿过隔热片7将防护罩基座4与密封法兰I6 连接，下紧固螺栓13将密封法兰II8与万向调整基座15连接，采用紧固螺栓进行固定使得连接关系稳固，不易发生相对松动且易拆卸，方便后期的维修与更换。

实施例3

一种铁水灌液位在线监测系统，包括如上述任意一项实施例所述的铁水罐液位在线监测装置14以及与铁水罐液位在线监测装置14中雷达液位计电子部件1连接的控制显示器，所述控制显示器通过A/D转换将雷达液位计电子部件1传递的信号转换为纯数字的液位高度信息，并显示在控制显示器中的显示屏上，该监测系统的工作原理如下：当开始工作时，雷达穿透波隔热片7，遇到铁水液面反射回来，喇叭口天线3接收反射的雷达波并将雷达波传输给雷达液位计电子部件1，雷达液位计电子部件1输出4-20mA标准信号至控制显示器，控制显示器通过A/D计算转换将标准信号转换成4位有效数字的液位高度H，并且显示在控制显示器的显示屏上，优选的，还包括对液位进行报警的报警器，所述报警器与控制显示器连接，达到设定高度值将会发生报警，有效提高了整个过程的安全性与效率；更具体的，所述报警器为声光报警器，方便操作人员直观的感受到警报，所述设定高度值为控制出铁量的理论计算值；

本监测系统可通过液位高度H的变化分辨出铁水罐液位在线监测装置14有无鱼雷罐车、鱼雷罐车是否停靠就位、开始出铁、停止出铁时间及鱼雷罐车满罐驶离时间，有助于鱼雷罐车的调度和信息化管理，在出铁当H为0时，表示铁口下方无鱼雷罐车；当H为某一较小值且有一段时间不发生变化时，表示下方鱼雷罐车停靠就位，还未出铁；当H值开始增大时表明正在出铁；当H值达到设定高度值时报警器动作，出铁场声光报警，对应罐位停止出铁；在本实施例中，设定铁轨的轨面17与活动盖板16之间的距离为初始位置“0”，为防止铁路路基下沉及检修时活动盖板16位置变化对初始位置的影响，当初始位置发生变化时采用万向调整基座15进行校正；

以某钢厂2500m3高炉应用本实施例所述的一种铁水灌液位在线监测系统，座高炉全部采用320t鱼雷罐盛装和转运铁水，应用前一直采用人工看罐判断鱼雷罐内铁水的满罐液位，要求罐重控制在270～320t。本实用新型所述的一种铁水灌液位在线监测系统在实施前后鱼雷罐铁水重量控制情况如下表所示：

表1实施前后鱼雷罐铁水重量控制情况

从实施前一年的生产数据看，人工看罐准确率较低，安全期间罐重普遍控制较低，270t 以下的比例达到35.16％，但是铁水重量超过320t的比例也不低，为4.86％。采用本实用新型所述的一种铁水灌液位在线监测系统监测鱼雷罐内铁水液面，包括调试已连续运行50天，累计有效监测205罐铁水的液位高度，鱼雷罐计量重量＜270t及＞320t的罐次比例显著下降，控制在270～320t内的罐次比例由实施前59.98％提升到67％，说明从安全多装铁水的角度考虑已有了一定的效果，操作人员的工作压力得到了释放，无须在出铁场观察口一直紧盯鱼雷罐内铁水液位高度，而是待控制显示器中的显示屏显示高度结合声光报警器判断是否满罐切换，整个过程的安全性能也得到了较大的提高。

本实用新型所述实例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型构思和范围进行限定，在不脱离本实用新型设计思想的前提下，本领域工程技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种铁水罐液位在线监测装置，包括导波管(2)，与导波管(2)两端分别连接的雷达液位计电子部件(1)和喇叭天线(3)，导波管(2)、雷达液位计电子部件(1)和喇叭天线(3)均设置在防护罩(5)中，其特征在于：防护罩(5)底部设置有防护罩基座(4)，防护罩基座(4)下方设置有透波的隔热片(7)，防护罩基座(4)上设置有若干排气孔(10)，防护罩(5)一侧设置有通气电气口(9)，通气电气口(9)外部设置有快接接头(91)。

2.根据权利要求1所述的一种铁水罐液位在线监测装置，其特征在于：所述防护罩基座(4)下方设置有万向调整基座(15)，防护罩基座(4)与万向调整基座(15)之间依次通过密封法兰I(6)和密封法兰II(8)连接。

3.根据权利要求2所述的一种铁水罐液位在线监测装置，其特征在于：护罩基座(4)下方的隔热片(7)设置在密封法兰I(6)和密封法兰II(8)之间。

4.根据权利要求1或3所述的一种铁水罐液位在线监测装置，其特征在于：所述隔热片(7)为云母片。

5.根据权利要求4所述的一种铁水罐液位在线监测装置，其特征在于：还包括上紧固螺栓(12)和下紧固螺栓(13)，上紧固螺栓(12)穿过隔热片(7)将防护罩基座(4)与密封法兰I(6)连接，下紧固螺栓(13)将密封法兰II(8)与万向调整基座(15)连接。

6.根据权利要求1所述的一种铁水罐液位在线监测装置，其特征在于：所述防护罩(5)的上方设置有把手(11)。

7.根据权利要求6所述的一种铁水罐液位在线监测装置，其特征在于：所述把手(11)呈圆弧状。

8.一种铁水灌液位在线监测系统，其特征在于：包括如上述权利要求1-7任一所述的铁水罐液位在线监测装置(14)以及与铁水罐液位在线监测装置(14)中雷达液位计电子部件(1)连接的控制显示器，所述控制显示器通过将雷达液位计电子部件(1)传递的信号转换为纯数字的液位高度信息，并显示在控制显示器中的显示屏上。

9.根据权利要求8所述的一种铁水灌液位在线监测系统，其特征在于：还包括对液位进行报警的报警器，所述报警器与控制显示器连接。

10.根据权利要求9所述的一种铁水灌液位在线监测系统，其特征在于：所述报警器为声光报警器。

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