CN110305997B - 一种具有渣粒直径监测功能的液态熔渣粒化装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有渣粒直径监测功能的液态熔渣粒化装置，包括：粒化仓：内部设有粒化器，粒化器与第一驱动机构连接，粒化仓设有渣流入料通道及渣粒出口通道；粒径监测机构：包括用于接收粒化渣粒的取样盒，取样盒与第二驱动机构连接，第二驱动机构能够将取样盒沿粒化仓径向推入或拉出粒化仓，粒化仓一侧设有拍照机构，拍照机构能够在取样盒推出至粒化仓外部时采集取样盒内粒化渣粒的图像，所述拍照机构与上位机连接，能够将采集的图像传输给上位机，所述上位机能够接收拍照机构采集的图像信息，本发明的粒化装置能够实现渣粒直径的在线监测，并能根据监测结果，自动对粒化器转速进行调节，保证了粒化质量。
Description
技术领域
本发明涉及液态熔渣粒化设备技术领域，具体涉及一种具有渣粒直径监测功能的液态熔渣粒化装置。
背景技术
目前钢铁行业每生产一吨生铁的同时副产0.3～0.6吨液态熔渣，熔渣的出炉温度一般在1400～1500℃，所以钢铁行业液态熔渣产量大且含有的热量高。目前世界范围广泛开展研究的液态熔渣干式离心粒化技术，能够高效的进行热回收，且通过控制渣粒的冷却速度，可以使渣粒内玻璃体的含量达到作为水泥生产原料的要求，实现了资源化利用。发明人发现，在液态熔渣干式离心粒化过程中，熔渣流量难以控制，若粒化器转速不变，则得到的渣粒直径也将随流量而变，会出现渣粒直径过大或形成渣棉较多的情况，不利于热回收及资源化利用。所以，渣粒直径的检测结果既是判定粒化是否达标的依据，又可作为对应不同熔渣流量时粒化器转速调节的依据，目前并没有一种具有对渣粒直径进行在线监测功能的粒化装置。
发明内容
本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种具有渣粒直径监测功能的液态熔渣粒化装置，能够实时在线监测渣粒的直径，对粒化装置的运行进行调节，保证液态熔渣的处理质量。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种具有渣粒直径监测功能的液态熔渣粒化装置，包括：
粒化仓：内部设有粒化器，粒化器与第一驱动机构连接，粒化仓设有渣流入料通道及渣粒出口通道。
粒径监测机构：包括用于接收粒化渣粒的取样盒，取样盒与第二驱动机构连接，第二驱动机构能够将取样盒沿粒化仓径向推入或拉出粒化仓，粒化仓一侧设有拍照机构，拍照机构能够在取样盒推出至粒化仓外部时采集取样盒内粒化渣粒的图像，所述拍照机构与上位机连接，能够将采集的图像传输给上位机，所述上位机能够接收拍照机构采集的图像信息。
进一步的，所述第一驱动机构包括第一电机，所述第一电机通过锥齿轮传动与粒化器连接。
进一步的，所述第二驱动机构包括能够绕自身轴线转动的齿轮，所述齿轮与第二电机连接，所述齿轮与齿条相啮合，所述齿条通过连杆与取样盒固定连接。
进一步的，所述拍照机构与粒化仓之间设置有平整耙，用于对取样盒内的粒化渣粒进行整平，所述平整耙底部设有多排耙齿，相邻排的耙齿交错分布。
进一步的，每排的相邻两个耙齿的齿距为设定值的1.7倍-1.9倍，耙齿底端距离取样盒底端面距离为设定值的1.7倍-1.9倍，相邻两排耙齿的距离为设定值的1.9倍-2.1倍。
进一步的，所述拍照机构一侧设有平整耙，另一侧设有渣粒清除机构，所渣粒清除机构包括渣粒清除铲，所述渣粒清除铲与弹簧一端固定连接，弹簧的另一端固定设置，所述渣粒清除机构位于拍照机构一侧的下方位置设有与渣粒出口通道连通的连接通道，渣粒清除铲能够将取样盒内的渣粒推入连接通道。
进一步的，所述取样盒的侧部盒壁为楔形结构，方便渣粒清除铲进入取样盒。
进一步的，所述渣粒清除机构的两侧设有与控制器连接的第一传感器及第二传感器，所述第一传感器能够检测取样盒的位置，通过控制器触发拍照机构工作，所述第二传感器用于限制取样盒推出粒化仓的最大距离。
进一步的，所述粒化仓通过进风管与风机连接，风机用于向粒化仓内部吹风，所述粒化仓内壁还固定有朝向拍照机构的风冷管，用于对拍照机构进行吹风冷却，同时能够防止粒化仓内部热空气流出粒化仓，所述粒化仓还在顶部设有排风口，用于回收粒化仓内热空气。
进一步的，所述粒化仓外周包裹有水冷壁，所述水冷壁与冷却水源连接，用于对粒化仓进行冷却。
本发明的有益效果：
1.本发明的液态熔渣粒化装置，设置有取样盒对粒化仓内部的粒化渣粒进行实时取样，取样盒进出粒化仓为沿粒化仓径向运动，能够最大程度保证取样渣粒的代表性，同时具有拍照机构，能够采集取样盒内的粒化渣粒的图像，实现了对渣粒直径的在线监测，并将结果反馈用来对粒化器的运行转速进行调节，使渣粒直径达到要求，保证粒化质量。
2.本发明的液态熔渣粒化装置，同时设置有风机和水冷壁，能够快速降低粒化后的液态渣粒的温度，使其表层固化，有利于后续工艺流程。
3.本发明的液态熔渣粒化装置，渣粒清除铲能够利用取样盒的直线运动将粒化渣粒推入连接通道中，无需取样盒的翻转，结构简单耐用。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。
图1为本发明实施例1整体结构示意图；
图2为本发明实施例1耙齿结构主视示意图；
图3为本发明实施例1耙齿结构侧视示意图；
其中，1.粒化仓，2.渣流入料通道，3.取样盒，4.连杆，5.平整耙，5-1.耙齿，6.水冷壁，7.相机，8.安装筒，9.弹簧，10.上位机，11.控制器，12.变频器，13.第一传感器，14.渣粒清除铲，15.第二传感器，16.齿条，17.齿轮，18.连接通道，19.冷风管，20.渣粒出口通道，21.第一电机，22.锥齿轮传动机构，23.鼓风机，24.进风管，25.粒化器，26.排风口。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”字样，仅表示与附图本身的上、下方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
正如背景技术所介绍的，目前的液态熔渣粒化装置无法对粒化渣粒的直径进行在线监测，不方便对粒化装置的运行进行调节，粒化质量无法保证，针对上述问题，本申请提出了一种具有渣粒直径监测功能的液态熔渣粒化装置。
本申请的一种典型实施方式实施例1中，如图1-3所示，一种具有渣粒直径监测功能的液态熔渣粒化装置，包括粒化仓1，所述粒化仓顶部设有渣流入料通道2，所述粒化仓底部设有渣粒出口通道20，所述粒化仓的仓壁外侧面连接有水冷壁6，所述水冷壁能够通入冷却水，对粒化仓进行冷却，能够实现余热回收及放置粒化仓温度过高，同时也对渣粒起到一定的冷却作用，所述粒化仓内部设有粒化器25，所述粒化器与第一驱动机构连接，第一驱动机构能够驱动粒化器转动，对流入粒化仓的液态熔渣进行干式离心粒化，所述第一驱动机构采用第一电机21，所述第一电机通过锥齿轮传动机构22与粒化器连接，所述第一电机与变频器12连接，变频器与控制器11连接，控制器能够通过变频器控制第一电机的转速。
所述粒化装置还包括位于粒化仓一侧的粒径监测机构，所述粒径监测机构包括取样盒3，所述取样盒与第二驱动机构连接，第二驱动机构能够将取样盒沿粒化仓的径向推入或拉出粒化仓，所述粒化仓设置有与取样盒相匹配的开口，用于取样盒进入或离开粒化仓。
所述取样盒包括底部盒壁及固定在底部盒壁四个边缘的侧部盒壁，四个侧部盒壁为楔形结构。
所述第二驱动机构包括第二电机，所述第二电机固定在粒化仓外部设置的电机支架上，所述第二电机与控制器连接，由控制器控制其工作，所述第二电机的输出轴与齿轮17固定连接，第二电机能够带动齿轮的转动，所述齿轮与齿条16相啮合，所述齿条与齿条导轨滑动连接，齿条导轨固定在相应的齿条支架上，所述齿条与连杆4的一端固定连接，连杆的另一端与取样盒固定连接。
所述粒化仓的一侧设有拍照机构，所述拍照机构采用相机7，所述相机设置在第二驱动机构及取样盒所在位置的正上方，固定在相机支架上，所述相机用于采集取样盒内粒化渣粒的图像。
所述相机与上位机连接，相机采集的图像能够传送给上位机10，上位机能够利用图像分析软件对采集的图像进行分析，采用图像分析软件分析渣粒图像为现有的成熟的技术，在此不进行详细叙述。
所述相机与粒化仓之间的位置处设有平整耙5，所述平整耙设置在第二驱动机构及取样盒位置的正上方，所述平整耙顶端固定在平整耙支架上，平整耙底部设有两排耙齿，每排均具有多个耙齿5-1，同一排中，相邻耙齿之间的距离为a设定值的1.8倍，耙齿底端距离取样盒底部盒壁上表面距离为设定值的1.8倍，相邻两排耙齿的距离b为设定值的1.8倍，所述设定值为期望的渣粒直径值，采用平整耙，能够有效对取样盒内的渣粒进行平整，减少层叠和粘连，方便后续的图像处理。
所述相机的一侧设有渣粒清除机构，所述渣粒清除机构及平整耙分别位于相机的两侧，所述渣粒清除机构包括安装筒8，所述安装筒与固定支架固定连接，所述安装筒内设有可沿其做升降运动的渣粒清除铲14，所述渣粒清除铲与弹簧9的一端固定连接，弹簧的另一端与安装筒的底面固定连接。
所述渣粒清除机构位于相机一侧的下方位置设置有连接通道20，所述连接通道与渣粒出口通道连通，本实施例中，所述连接通道设置在相机的正下方。
取样盒经过渣粒清除机构时，渣粒清除铲可通过楔形结构的侧部盒壁进入取样盒内部，并利用弹簧压紧取样盒的底部盒壁上表面，此时取样盒继续运动，渣粒清除铲能够将取样盒内的渣粒推入连接通道18，进而进入渣粒出口通道20。渣粒利用取样盒的直线运动即可从取样盒内排出，整个过程无需取样盒翻转，结构简单、耐用。
所述渣粒清除机构的两侧分别设有与控制器连接的第一传感器13及第二传感器15，所述第一传感器及第二传感器可采用光电传感器，第一传感器及第二传感器可通过传感器支架进行固定，当取样盒运动至第一传感器检测到其位置信息时，第一传感器向控制器发送指令，控制器接收到指令后，控制第二电机停止工作，并向相机发送指令工作，相机拍摄取样盒内渣粒的图像，拍摄完成后取样盒继续运动，直至运动至第二传感器检测到其位置信息时，第二电机停止工作，对取样盒伸出粒化仓的最大距离进行限制，起到过位保护的作用。
所述控制器采用PLC控制器，所述PLC控制器与上位机连接，操作人员可利用上位机对PLC控制器发送指令。
所述粒化仓还通过进风管24连接有风机，所述风机采用鼓风机23，所述鼓风机能够向粒化仓内吹入冷空气，与粒化后在粒化仓内飞行的渣粒进行热交换，实现余热回收及渣粒冷却的目的，与此相匹配的，粒化仓的顶部位置设置排风口26，用于回收热空气。
所述粒化仓内还设有朝向相机设置的冷风管19，所述冷风管采用矩形的304不锈钢钢管，其截面尺寸与粒化仓用于取样盒进出的开口尺寸相一致，鼓风机吹出的冷风可通过冷风管吹向相机，避免高温对相机及第一传感器、第二传感器产生影响，有利于相机、第一传感器及第二传感器的长期稳定工作，同时，风冷管吹出的冷风可以防止粒化仓内的热空气通过粒化仓的开口散发到粒化仓外部，有利于余热的回收利用。
本实施例公开的一种具有渣粒直径监测功能的液态熔渣粒化装置的工作方法为：液态熔渣经渣粒入料通道进入粒化仓内部，第一电机带动粒化器转动，对落到粒化器上的液态熔渣进行干式离心粒化，第二电机工作，带动取样盒沿粒化仓径向伸入粒化仓内部，粒化的渣粒落入取样盒内部，第二电机工作，带动取样盒伸出粒化仓，平整耙对取样盒内的渣粒进行平整，当第一传感器检测到取样盒位置信息时，给PLC控制器发送指令，PLC控制器控制第二电机停止工作，并向相机发送指令，相机对取样盒内的渣粒进行拍照，并将采集的图像信息传输给上位机，上位机利用自身安装的图像分析软件对图像进行处理，统计出渣粒直径的分布情况，本实施例中可采用现有的图像分析软件，其工作方法为现有技术，在此不进行详细叙述，取样盒继续运动，渣粒清除铲进入取样盒内部，将取样盒内的渣粒推入连接通道，进而落入渣粒出口通道，当上位机分析的渣粒直径不满足要求时，图像分析软件通过上位机给PLC控制器发送指令，PLC控制器通过变频器调节第一电机的转速，直至渣粒直径满足要求。
本实施例的粒化装置，能够实现在线实时监测渣粒的直径，并能根据监测结果自动调节粒化器的工作，保证了粒化质量。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (8)
1.一种具有渣粒直径监测功能的液态熔渣粒化装置，包括：
粒化仓：内部设有粒化器，粒化器与第一驱动机构连接，粒化仓设有渣流入料通道及渣粒出口通道；
粒径监测机构：包括用于接收粒化渣粒的取样盒，取样盒与第二驱动机构连接，第二驱动机构包括能够绕自身轴线转动的齿轮，所述齿轮与第二电机连接，所述齿轮与齿条相啮合，所述齿条通过连杆与取样盒固定连接，第二驱动机构能够将取样盒沿粒化仓径向推入或拉出粒化仓，粒化仓一侧设有拍照机构，所述拍照机构与粒化仓之间设置有平整耙，拍照机构能够在取样盒推出至粒化仓外部时采集取样盒内粒化渣粒的图像，所述拍照机构与上位机连接，能够将采集的图像传输给上位机，所述上位机能够接收拍照机构采集的图像信息；
所述拍照机构的另一侧设有渣粒清除机构，渣粒清除机构的两侧设有与控制器连接的第一传感器及第二传感器，所述第一传感器能够检测取样盒的位置，通过控制器触发拍照机构工作，所述第二传感器用于限制取样盒推出粒化仓的最大距离。
2.如权利要求1所述的一种具有渣粒直径监测功能的液态熔渣粒化装置，其特征在于，所述第一驱动机构包括第一电机，所述第一电机通过锥齿轮传动与粒化器连接。
3.如权利要求1所述的一种具有渣粒直径监测功能的液态熔渣粒化装置，其特征在于，所述平整耙底部设有多排耙齿，相邻排的耙齿交错分布。
4.如权利要求1所述的一种具有渣粒直径监测功能的液态熔渣粒化装置，其特征在于，每排的相邻两个耙齿的齿距为设定值的1.7倍-1.9倍，耙齿底端距离取样盒底端面距离为设定值的1.7倍-1.9倍，相邻两排耙齿的距离为设定值的1.9倍-2.1倍。
5.如权利要求1所述的一种具有渣粒直径监测功能的液态熔渣粒化装置，其特征在于，所渣粒清除机构包括渣粒清除铲，所述渣粒清除铲与弹簧一端固定连接，弹簧的另一端固定设置，所述渣粒清除机构位于拍照机构一侧的下方位置设有与渣粒出口通道连通的连接通道，渣粒清除铲能够将取样盒内的渣粒推入连接通道。
6.如权利要求5所述的一种具有渣粒直径监测功能的液态熔渣粒化装置，其特征在于，所述取样盒的侧部盒壁为楔形结构。
7.如权利要求1所述的一种具有渣粒直径监测功能的液态熔渣粒化装置，其特征在于，所述粒化仓通过进风管与风机连接，风机用于向粒化仓内部吹风，所述粒化仓内壁还固定有朝向拍照机构的风冷管，用于对拍照机构进行吹风冷却，同时能够防止粒化仓内部热空气流出粒化仓，所述粒化仓还在顶部设有排风口，用于回收粒化仓内热空气。
8.如权利要求1所述的一种具有渣粒直径监测功能的液态熔渣粒化装置，其特征在于，所述粒化仓外周包裹有水冷壁，所述水冷壁与冷却水源连接，用于对粒化仓进行冷却。
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2019
- 2019-07-30 CN CN201910695643.5A patent/CN110305997B/zh active Active
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Also Published As
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