CN2226204Y - 锅炉火焰电视装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种锅炉火焰电视装置，它由镜头冷却器、镜头座、摄像机、冷却器、滑动小车、支架、大小气缸、架盒、炉口组件、平移板、自动控制器等部件组成，利用耐高温广角光学镜头清晰的监视炉膛内部火焰，设置镜头插入/抽出装置，自动化程度高，镜头、摄像机有冷却装置，确保在高温下工作，并且本实用新型还具有体积小，成本低廉，维护保养简便，运行可靠，性能完善等特点，是发电厂锅炉火焰监视理想的普及推广应用设备。

Description

锅炉火焰电视装置

本实用新型涉及一种监视炉膛内部火焰的锅炉火焰电视装置，特别适用于发电厂锅炉作炉膛内的火焰监视。

目前，发电厂为监视炉膛内部火焰情况大多使用简易炉膛火焰监视电视装置，这种简易装置潜望光学镜头被固定在锅炉上，无插入/抽出装置，因此无法对潜望光学镜头清洁保养，显示的火焰图象不清晰。同时一旦发生故障潜望光学镜头无法从炉膛内退出来，有被烧毁的可能。潜望光学镜头插入锅炉口无炉口闭锁门，锅炉内火焰可能直接窜出暴露于外，对操作人员不安全。目前也已有简易电机驱动传动装置的插入/抽出潜望光学镜头，但是可靠性差，易发生“卡住”现象，影响生产。并且这种简易装置的潜望光学镜头构造简单，视场小，因此观察到的炉膛火焰图象不清楚。国外进口的锅炉火焰电视装置虽功能完善，但结构复杂，价格昂贵，不易普及推广应用。

本实用新型的目的在于避免上述背景技术中的不足之处而提供一种操作自动化程度高、炉膛火焰监视清晰、性能完善的锅炉火焰电视装置。并且本实用新型还具有体积小、成本低廉、维护保养简便、运行可靠等特点。

本实用新型的目的是这样实现的：它由进水管39、气压开关40、流量开关41、温度开关42、控制电路43构成的自动控制器18、镜头冷却器1、镜头座2、摄像机3、冷却器4、滑动小车5、支架6、大气缸7、小气缸8、水气管架盒9、炉口组件10、平移板17组成。其中镜头冷却器1紧配合穿过镜头座2后并用套环固定在镜头座2上，摄像机3用紧固件安装在冷却器4中，并使镜头冷却器1的镜头口插入摄像机3的输入口，镜头座2、冷却器4用紧固件安装在平移板17上，平移板17通过滑动轨道安装在滑动小车5上，使平移板17能作横向平行移动，滑动小车5安装在支架6的轨道纵向上，使滑动小车5能沿支架6的轨道纵向移动，支架6左侧的法兰盘用紧固件与锅炉口固定，大气缸7的两端用紧固件固定在支架6的左侧下面，并使其活塞杆与滑动小车5用紧固件连接，小气缸8用紧固件固定在支架6的右侧下面，使其带钩的活塞杆当镜头冷却器1抽出炉膛时能勾住滑动小车5，水气管架盒9焊接安装在支架6的侧面，水气管架盒9中的气管口通过橡胶软管分别与大、小气缸7、8连接，冷却气管口、冷却水管口通过橡胶软管分别与镜头冷却器1、冷却器4的各气、水管口连接，炉口组件10焊接在支架6法兰盘上，并使炉口组件10闭锁门的口对准炉口、外面对准镜头冷却器1，自动控制器18中气压开关40通过铜管与压缩空气源连接，压缩空气再通过铜管与水气管架盒9入气管口连接，水气管架盒9中的回水管口通过橡胶软管与温度开关42、流量开关41串接后流出，进水管39一端通过橡胶软管与水气管架盒9进水管口连接、另一端外接水源，控制电路43通过继电器、电磁阀与气压开关40、流量开关41、温度开关42连接成自控线路。

本实用新型的目的还可通过以下措施来达到：

本实用新型的镜头冷却器1由外套层管11、中套层管12、内套层管13、光学镜头14、物镜口管15、过渡段管16组成，其中外、中、内套层管11、12、13安装成套装结构，并且外、中、内套层管11、12、13左端各筒帽的物镜口焊接在物镜口管15上、各管右端口焊接在过渡段管16上，并使外、中、内套层管11、12、13之间安装成两夹层空间结构，两夹层空间管口用橡胶软管分别与水气管架盒9的回水管口、冷却器4出水管口连接，光学镜头14套装在内套层管13中，在左端物镜口管15中用光学镜头14的物镜外壳25螺纹结构固定住光学镜头14，并内套层管13右端管口用橡胶软管与水气管架盒9的冷却气管连接。

本实用新型的光学镜头14由物镜21、接物镜22、棱镜23、转像镜24、物镜外壳25、镜头外壳26、衬垫27、28组成，其中物镜21通过衬垫27挤压安装固定在物镜外壳25中，接物镜22、棱镜23、转像镜24分别通过衬垫28顺序排列挤压安装固定在镜头外壳26中，物镜外壳25与镜头外壳26之间螺纹结构连接安装，光学镜头14套装在镜头冷却器1的内套层管13内。

本实用新型的冷却器4由外套筒31、内套筒32、拖板33、固定环34、光衰减器35组成，其中外套筒31、内套筒32的后盖板套装后分别焊接固定在两端的固定环34上，使外、内套筒31、32之间形成夹层空间，外套筒31进水管口用橡胶软管与水气管架盒9上冷却出水管口连接，内套筒32的后盖板进气口用橡胶软管与水气管架盒9上的冷却气管口连接，拖板33焊接在内套筒32内的后盖板上，拖板33上安装固定摄像机3，光衰减器35用紧固件固定在摄像机3镜头口前的拖板33上。

本实用新型的镜头冷却器1的外套层管11的外径19尺寸为φ60至100毫米，镜头冷却器1的物镜口倾角角度20范围为0至90度。

冷却器4的内套筒32的内径29尺寸为φ120至300毫米。

本实用新型的大气缸7的内径30尺寸为φ40至80毫米，光学镜头14的镜头外壳26外径36尺寸为φ30至70毫米，其长度37尺寸为70至150毫米。

本实用新型相比背景技术有如下优点：

1.本实用新型的光学镜头14前端使用了耐高温的广角短焦物镜21，因此光学镜头14的视场角度可达110度。同时光学镜头14使用时，有压缩冷却空气从物镜21四周喷射出来，对物镜21起自洁作用，因此获得的火焰图象清晰。

2.本实用新型使用了以气源做动力的插入/抽出装置，因此工作灵活可靠、插入/抽出时间速度快，能对镜头起到有效的保护作用。

3.本实用新型光学镜头14、摄像机3工作时采用水冷风冷双重冷却装置，能保证装置在高温条件下可靠安全工作。

4.本实用新型设置了光衰减器35装置，使摄像机3在低照度下能良好工作，在强光源下工作时，不损坏摄像机3。还装有炉口组件10闭锁门结构，确保火焰不喷出炉膛外达到安全工作。因此本实用新型功能完善，运行可靠。

5.本实用新型设置有自动控制器18能对冷却水温、水速、气压、孔道温度等状态作自动保护和报警，操作自动化程度高。

6.本实用新型设计结构体积小，成本低廉，维护保养简易，便于普及推广应用。

以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细描述。

图1是本实用新型总装结构示意图。

图2是本实用新型镜头冷却器1的结构示意图。

图3是本实用新型光学镜头14的结构示意图。

图4是本实用新型冷却器4的结构示意图。

图5是本实用新型大气缸7的结构示意图。

图6是本实新型自动控制器18的安装结构示意图。

参照图1至图6，本实用新型由进水管39、气压开关40、流量开关41、温度开关42、控制电路43构成的自动控制器18、镜头冷却器1、镜头座2、摄像机3、冷却器4、滑动小车5、支架6、大气缸7、小气缸8、水气管架盒9、炉口组件10、平移板17组成。

本实用新型镜头冷却器1紧配合穿过镜头座2后用套环固定在镜头座2上，镜头座2用紧固件固定安装在平移板17上，实施例镜头座2用铜材料机加工成轴孔结构，轴孔内紧配合安装镜头冷却器1，套环用不锈钢材料加工成卡环结构，把镜头冷却器1卡住安装在镜头座2上，并在镜头座2的上端面加工有与镜头冷却器1连接的进出水管和压缩冷却空气管，此进出水管口和压缩冷却空气管口通过橡胶软管分别与冷却器4的出水管口、水气管架盒9上的回水管口及压缩空气管口连接。

本实用新型镜头冷却器1由外套层管11、中套层管12、内套层管13、光学镜头14、物镜口管15、过渡段管16组成。其中外、中、内套层管11、12、13安装成套装结构，并各管在左端筒帽处加工有物镜口结构，然后左端各筒帽的物镜口焊接在物镜口管15上，各管右端口焊接在过渡段管16上，并使外、中、内套层管11、12、13之间安装成两夹层空间结构，两夹层空间管口分别与镜头座上的进出水管口连接后用密封圈隔离。出水口再用橡胶软管与水气管架盒9的回水管口连接。光学镜头14套装在内套层管13中，它们之间微留空隙，在左端物镜口管15中用光学镜头14的物镜外壳25螺纹结构固定住光学镜头14，并在内套层管13右端管口与镜头座2上压缩空气管连接后再用橡胶软管与水气管架盒9的压缩空气出气管连接。夹层中的进出水达到冷却光学镜头14作用，内套层管13中的压缩空气一方面冷却光学镜头14，另一方面能吹掉镜头灰尘，使获得清晰火焰图象。实施例外、中、内套层管11、12、13用市售不锈钢材料机加工而成，安装时两夹层空间间距无特殊要求，物镜口管15、过渡段管16同样用市售不锈钢材料制作。本实用新型的外套层管11的外径19尺寸大小为φ60至100毫米，镜头冷却器1的物镜口倾角角度20范围为0至90度。实施例外套层管11的外径19尺寸加工成95毫米，物镜口倾角角度20为30度，满足光学镜头14的探视角度。

本实用新型光学镜头14由物镜21、接物镜22、棱镜23、转像镜24、物镜外壳25、镜头外壳26、衬垫27、28组成，其中物镜21通过衬垫27挤压安装固定在物镜外壳25中，接物镜22、棱镜23、转像镜24分别通过衬垫28顺序排列挤压安装固定在镜头外壳26中，物镜外壳25与镜头外壳26之间螺纹结构连接安装，实施例物镜外壳25、衬垫27采用市售不锈钢材料制作，镜头外壳26、衬垫28采用市售铜材料组成。物镜21、接物镜22、棱镜23、转像镜24采用市售光学玻璃镜片制作，转像镜24制作中可以由多组镜片制作，并依次排列，用衬垫28安装固定在镜头外壳26中，使光学镜头14能达到所需要的长度。光学镜头14探视的炉膛火焰图象至摄像机3。实施例物镜21采用耐高温的广角短焦距光学镜片制作，使光学镜头14的视场角度可达110度，在大范围内探视炉膛火焰。光学镜头14安装时套装在镜头冷却器1的内套层管13内，并使镜头冷却器1的光学镜头14镜头口插入摄像机3的输入口，把光学镜头14探视的炉膛火焰图象输入摄像机3。光学镜头14的镜头外壳26外径36的尺寸为φ30至70毫米，实施例外径36采用55毫米尺寸制作，其长度37尺寸为70至150毫米，实施例长度37尺寸采用100毫米尺寸制作。

本实用新型摄像机3用紧固件固定安装在冷却器4中的拖板33上，冷却器4由外套筒31、内套筒32、拖板33、固定环34、光衰减器35组成，冷却器4中通过冷却水和压缩空气对摄像机3进行冷却，保证摄像机3在高温环境条件下能正常工作。实施例外套筒31、内套筒32采用市售不锈钢材料机加工制作成园筒形结构，外内套筒31、32套装后并分别焊接固定在两端的固定环34上，使外内套筒31、32之间形成夹层空间，外套筒31上加工有进出水管口，进出水管口分别用橡胶软管与水气管架盒9上的冷却出水管口、镜头座2的进水管口连接，使用时冷却水的循环对摄像机3进行冷却。实施例固定环34采用市售不锈钢材料加工成园环形结构，其内外径大小与外套筒31、内套筒32的直径一致，其作用是焊接固定外内套筒31、32，并对外内套筒31、32起密封作用。拖板33焊接安装在内套筒32的后盖板上，拖板33上安装摄像机3，实施例拖板33采用不锈钢板材料制作，尺寸大小比摄像机3稍大即可。内套筒32的后盖板上加工有压缩空气进气管口，并用橡胶软管与水气管架盒9上的冷却压缩气管连接。冷却器4左侧前盖板加工有摄像机3镜头孔，工作时向内套筒32内吹气达到冷却摄像机3环境温度，同时对摄像机3的镜头有自洁作用，使火焰图象清晰。本实用新型内套筒32的内径29尺寸为φ120至300毫米，内外套筒32、31之间夹层空间厚度无特殊要求，内外套筒32、31的长度也无特殊要求，一般比摄像机3的尺寸稍长即可，实施例内套筒32的内径29尺寸制作成φ150毫米，筒的长度尺寸制作成250毫米。本实用新型的光衰减器35用紧固件固定在摄像机3镜头口前的拖板33上，光衰减器35自动调节摄像机3的输入光通量，使摄像机3在低照度下能良好工作，在强光源下工作时，不损坏摄像机3，实施例光衰减器35采用市售的衰减器片加工而成。使用时它与光学镜头14镜头口对接，传递图象，实施例摄像机3采用市售通用摄像机来制作。

本实用新型冷却器4用紧固件安装在平移板17上，平移板17通过滑动轨道安装在滑动小车5上，平移板17的作用是使镜头冷却器1、镜头座2、冷却器4在滑动小车5上能横向平移到支架6外面，移开炉膛口，以便向炉膛打焦，保护镜头冷却器1插入炉膛时不易损坏，还可大范围观察炉膛火焰。实施例平移板17采用市售钢板材料机加工制作而成，安装在滑动小车5的平移滑动轨道上即可平移滑动。

本实用新型滑动小车5安装在支架6的轨道上，使滑动小车5能沿支架6的轨道纵向移动，从而达到镜头冷却器1能插入/抽出炉膛。实施例滑动小车5用市售钢板材料机加工制作而成，支架6用市售的钢型材机加工制作而成，在支架6左端焊接固定安装法兰盘，并在法兰盘上焊接安装炉口组件10，炉口组件10为闭锁门，炉口组件10闭锁门的口安装高度与镜头冷却器1的中心线一致，并同炉口一致，法兰盘用紧固件固定安装在锅炉口外壁上。当镜头冷却器1插入炉膛时，自动顶开炉口组件10的闭锁门，当抽出时炉口组件10闭锁门自动关闭，确保火焰不喷出炉膛外达到安全工作目的。实施例法兰盘用市售钢板材料机加工制作而成，炉口组件10用市售不锈钢材料机加工而成。

本实用新型大气缸7的两端用紧固件固定在支架6的左侧下面，并使其活塞杆与滑动小车5用紧固件连接，大气缸7作为滑动小车5移动的动力装置。由于采用压缩空气作大气缸7的动力源，因此能使滑动小车5带动镜头冷却器1移动，并移动灵活和移动速度快，并且移动性能可靠。本实用新型大气缸7的内径30尺寸为40至80毫米，实施例大气缸7的内径30尺寸制作成45毫米，其活塞杆行程长短只要满足镜头冷却器1能插入/抽出炉膛即可。本实用新型小气缸8用紧固件固定在支架6的右侧下面，其带钩的活塞杆当镜头冷却器1抽出炉膛时能勾住滑动小车5，使滑动小车5不能自动下滑，因此小气缸8的活塞杆行程距离只要能勾住滑动小车5即可，实施例大气缸7、小气缸8均自制加工而成。

本实用新型水气管架盒9焊接安装在支架6的侧面，水气管架盒9的作用是供水、供气的转接机构，减少供气、供水的管子长度。水气管架盒9的出端压缩空气气管通过橡胶软管分别与大、小气缸7、8的供气端口连接，同时也和冷却器4、镜头冷却器1的压缩空气气管入端口连接，水气管架盒9的冷却水管包括回水、进水管口通过像胶软管分别与镜头冷却器1、冷却器4的回水、进水管口连接，橡胶软管的长度是滑动小车5移动至抽出位置时即可，实施例水气管架盒9中管道采用铜管材料自制加工而成，并把各管道安装在一个铁板加工的机箱中，构成水气管架盒9。

本实用新型由进水管39、气压开关40、流量开关41、温度开关42、控制电路43构成自动控制器18，实施例自动控制器18的所有控制件安装在一个机箱中，同时在机箱面板上安装气压、水流量、回水温度、孔道温度正常与否的指示灯，还安装镜头冷却器1插入/抽出按钮。气压开关40入端通过铜管与压缩空气源连接，压缩空气再通过铜管与水气管架盒9入气管口连接，水气管架盒9中的回水管口通过橡胶软管与温度开关42、流量开关41串接后流出，进水管39一端外接水源、另一端通过橡胶软管与水气管架盒9进水管口连接。控制电路43通过继电器、电磁阀与气压开关40、流量开关41、温度开关42连接成自控线路，实施例气压开关40、流量开关41、温度开关42采用市售通用型号器件制作，控制线路43采用自制的通用控制线路制作，实现对气压低、回水温度高、水流速低、孔道温度高时对镜头冷却器1、摄像机3进行自动控制保护，同时通过指示灯进行报警指示。自动控制器18的机箱使用时安装在锅炉附近，摄像机3通过电缆传送的火焰图象信号用监视器进行监视，并通过自动控制器18上的操作按钮控制镜头冷却器1的插入或抽出，以达到监视炉膛内火焰目的。

本实用新型简要工作过程如下：

本装置正常工作时气压开关40、流量开关41、温度开关42都处于断开状态，按动自动控制器18面板上的“插入”按钮时，控制线路43中电磁阀断电，压缩空气给大气缸7加压推动活塞杆移动并带动滑动小车5移动，使镜头冷却器1的光学镜头14插入炉膛内探视火焰，并通过摄像机3把火焰图象信号送监视器监视。同时压缩冷却空气、冷却水加入镜头冷却器1、冷却器4中对光学镜头14、摄像机3进行冷却。当水流量过低、气压过低、水温及孔道温度过高时，相应的气压开关40、流量开关41、温度开关42的接点短接，这时控制线路43中继电器工作，给电磁阀加电，压缩空气注入大气缸7另一端口，其活塞杆从大气缸7内移动出来并带动滑动小车5移动，使镜头冷却器1自动的抽出炉膛，并由小气缸8的活塞杆把滑动小车5勾住，控制线路43中继电器工作的同时通过指示灯进行故障报警。也可按动自动控制器18面板上的“抽出”按钮手动从炉膛内抽出光学镜头14。当光学镜头14抽出时，炉口组件10闭锁门自动关闭，火焰不向外喷射。

Claims (8)

1.一种锅炉火焰电视装置，由进水管(39)、气压开关(40)、流量开关(41)、温度开关(42)、控制电路(43)构成的自动控制器(18)组成，其特征在于还有镜头冷却器(1)、镜头座(2)、摄像机(3)、冷却器(4)、滑动小车(5)、支架(6)、大气缸(7)、小气缸(8)、水气管架盒(9)、炉口组件(10)、平移板(17)组成，其中镜头冷却器(1)紧配合穿过镜头座(2)后并用套环固定在镜头座(2)上，摄像机(3)用紧固件安装在冷却器(4)中，并使镜头冷却器(1)的镜头口插入摄像机(3)的输入口，镜头座(2)、冷却器(4)用紧固件安装在平移板(17)上，平移板(17)通过滑动轨道安装在滑动小车(5)上，使平移板(17)能作横向平行移动，滑动小车(5)安装在支架(6)的轨道上，使滑动小车(5)能沿支架(6)的轨道纵向移动，支架(6)左侧的法兰盘用紧固件与锅炉口固定，大气缸(7)的两端用紧固件固定在支架(6)的左侧下面，并使其活塞杆与滑动小车(5)用紧固件连接，小气缸(8)用紧固件固定在支架(6)的右侧下面，使其带钩的活塞杆当镜头冷却器(1)抽出炉膛时能勾住滑动小车(5)，水气管架盒(9)焊接安装在支架(6)的侧面，水气管架盒(9)中的气管口通过橡胶软管分别与大、小气缸(7)、(8)连接，冷却气管口、冷却水管口通过橡胶软管分别与镜头冷却器(1)、冷却器(4)的各气、水管口连接，炉口组件(10)焊接在支架(6)法兰盘上，并使炉口组件(10)闭锁门的口对准炉口、外面对准镜头冷却器(1)，自动控制器(18)中气压开关(40)通过铜管与压缩空气源连接、压缩空气再通过铜管与水气管架盒(9)入气管口连接，水气管架盒(9)中的回水管口通过橡胶软管与温度开关(42)、流量开关(41)串接后流出，进水管(39)一端通过橡胶软管与水气管架盒(9)进水管口连接、另一端外接水源，控制电路(43)通过继电器、电磁阀与气压开关(4)、流量开关(41)、温度开关(42)连接成自控线路。

2.根据权利要求1所述的锅炉火焰电视装置，其特征在于镜头冷却器(1)由外套层管(11)、中套层管(12)、内套层管(13)、光学镜头(14)、物镜口管(15)、过渡段管(16)组成，其中外、中、内套层管(11)、(12)、(13)安装成套装结构，并且外、中、内套层管(11)、(12)、(13)左端各筒帽的物镜口焊接在物镜口管(15)上、各管右端口焊接在过渡段管(16)上，并使外、中、内套层管(11)、(12)、(13)之间安装成两夹层空间结构，两夹层空间管口用橡胶软管分别与冷却器(4)出水口和水气管架盒(9)的回水管口连接，光学镜头(14)套装在内套层管(13)中，在左端物镜口管(15)中用光学镜头(14)的物镜外壳(25)螺纹结构固定住光学镜头(14)，并内套层管(13)右端管口用橡胶软管与水气管架盒(9)的冷却气管连接。

3.根据权利要求1或2所述的锅炉火焰电视装置，其特征在于光学镜头(14)由物镜(21)、接物镜(22)、棱镜(23)、转像镜(24)、物镜外壳(25)、镜头外壳(26)、衬垫(27)、(28)组成，其中物镜(21)通过衬垫(27)挤压安装固定在物镜外壳(25)中，接物镜(22)、棱镜(23)、转像镜(24)分别通过衬垫(28)顺序排列挤压安装固定在镜头外壳(26)中，物镜外壳(25)与镜头外壳(26)之间螺纹结构连接安装，光学镜头(14)套装在镜头冷却器(1)的内套层管(13)内。

4.根据权利要求3所述的锅炉火焰电视装置，其特征在于冷却器(4)由外套筒(31)、内套筒(32)、拖板(33)、固定环(34)、光衰减器(35)组成，其中外套筒(31)、内套筒(32)套装后分别焊接固定在两端的固定环(34)上，使外、内套筒(31)、(32)之间形成夹层空间，外套筒(31)进水管口用橡胶软管与水气管架盒(9)上冷却出水管口连接，内套筒(32)的后盖板进气口用橡胶软管与水气管架盒(9)上的冷却气管口连接，拖板(33)焊接安装在内套筒(32)内的后盖板上，拖板(33)上安装固定摄像机(3)，光衰减器(35)用紧固件固定在摄像机(3)镜头口前的拖板(33)上。

5.根据权利要求4所述的锅炉火焰电视装置，其特征在于镜头冷却器(1)的外套层管(11)的外径(19)尺寸为φ60至100毫米，镜头冷却器(1)的物镜口倾角角度(20)范围为0至90度。

6.根据权利要求5所述的锅炉火焰电视装置，其特征在于冷却器(4)的内套筒(32)的内径(29)尺寸为φ120至300毫米。

7.根据权利要求6所述的锅炉火焰电视装置，其特征在于大气缸(7)的内径(30)尺寸为φ40至80毫米。

8.根据权利要求7所述的锅炉火焰电视装置，其特征在于光学镜头(14)的镜头外壳(26)外径(36)尺寸为φ30至70毫米，其长度(37)尺寸为70至150毫米。

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