Устройство для автоматического контроля толщины внутренней теплоизоляции во вращающейся печи

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„SU„„3130546 A,„„С 04 В 7/44

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ASTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) . 5631333/29-33 (22) 05.08.83 (46) 23.12.84. Бюл. Р 47 (72) A.Ï.Èùåíêî, А.Д.Кацман, В.С.Шидлович, М Б.Призанд и Т.Г.Грищенко (71) Одесский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт и Институт технической теплофизики АН Украинской ССР ., (53) 666. 3. 041. 9 1088. 8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

У 757494, кл, С.04 В 7/44, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР

В 866397, кл. С. 04 В 7/44, 1981 . (прототип). (54),(57) УСТРОЙСТВО ДПЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ТОЛЩИНЫ ВНУТРЕННЕЙ

ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ ВО ВРАЩАЮЩЕЙСЯ ПЕЧИ, содержащее измерители толщины.и регистрирующий прибор, о т л и ч а ющ е е с я тем,что,с целью повышения надежности его контроля., оно снабжено пятью функциональными-преобразователями датчиком .температуры внутренней поверхности футеровки в зоне контроля,,двумя передающими-устройствами, блоком суммирования, блоком деления и блоком коррекции, причем измерители толщины соединены соответственно с входами первого и второго функциональных преобразователей, вы- ходы которых соединены с входами соответствующих передающих устройств, выходы передающих устройств соответ ственно соединены с входами третьего и четвертого функциональных преобра- .зователей, выходы которых соединены с входом блока суммирования; выход которого подключен к входу блока деления, выход которого соединен с пер" вым входом блока коррекции, второй вход которого соединен с датчиком температуры внутренней поверхности футеровки в зоне контроля, выход блока коррекции соединен через пятый функциональный преобразователь с ре- гистрирующим прибором при этом измерители толщины выполнены в виде датчиков плотности теплового потока и установлены на одной образующей печи в зоне контроля а первый и второй функциональный преобразователи — на корпусе печи.

1 1130

Изобретение относится к устройст-.вам автоматического контроля толщины внутренней теплоизоляции во вращающихся печах и может быть использовано в цементной, химической и ме5 таллургиче ской отраслях промьппленности.

Известно устройство для диагностики обрушения обмазки при обжиге сырья во вращающейся печи, работа которого основана на анализе темпа нарастания мощности приводного двигателя (1) .

Недостатком этого устройства является то, что с его помощью можно определять моменты критического изменения толщины только при обрушении обмазки в зоне спекания.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для автоматического контроля толщины внутренней теплоизоляции во вращающейся печи, включающее .измерители толщины и регистрирующий прибор (2j, Однако известное устройство не позволяет осуществить контроль толщины внутренней поверхности печи по всей ее длине, так как громоздкая конструкция мостового крана препятстЗО .вует обслуживанию печи при ремонтных работах и в аварийных ситуациях. К тому же в производственных условиях практически невозможно обеспечить работу устройства на всей длине печи (до 185 м} из-за сильно выступающих за габариты печи опор приводного двигателя с редуктором и венцовой шестерней. Кроме того, устройство металлоемко и имеет высокую стоимость конструкции, низкую надежность из-за большого числа движущихся механических элементов, Целью изобретения является повышение надежности контроля.

Цель достигается тем, что устройство для автоматического контроля толщины внутренней теплоизоляции во вращающейся печи, содержащее измерители толщины и регистрирующий прибор, снабжено пятью функциональными преобразователями, датчиком температуры внутренней поверхности футеровки В зоне контроля, двумя передающими устройствами, блоком суммирования, блоком деления и блоком коррекции, причем измерители толщины соединены соответственно с входами первого и второго функциональных преобразова-.

546 2 телей, выходы которых соединены с входами соответствующих передающих устройств, выходы передающих устройств соответственно соединены с входами третьего и четвертоги функциональных преобразователей, выходы которых соединены с входом блока суммирования, выход которого подключен к входу блока деления, выход которого соединен с первым входом блока коррекции, второй вход которого соединен с датчиком температуры внутренней поверхности футеровки в зоне контроля, выход блока коррекции соединен через пятый функциональный преобразователь с регистрирующим прибором, при этом измерители толщины выполнены в виде датчиков плотности теплового потока и установлены на одной образующей печи в зоне контроля, а первьи и второй функциональный преобразователи — на корпусе печи.

В устройстве в качестве основных измерительных элементов использованы датчики плотности теплового потока, при помощи которых можно непосредственно измерить тепловой поток, теряемый корпусом вращающейся печи в окружающую среду, Известно, что тепловой поток через неоднородную стенку зависит от ее теплопроводности, разности температур на внутренней и наружной поверхностях и от толщины контролируемой стенки. Теплопроводность обмазки и футеровки вращающейся печи в установившихся тепловых режимах можно считать величиной постоянной для каждого контролируемого сечения соответственно.

При изменениях теплового режима печи температура внутренней поверхности футеровки и обмазки изменяется в среднем на величину не более 100 К при этом общая теплопроводность футеровки и обмазки практически не меняются, Таким образом, изменение теплового потока, измеренное при помощи датчиков плотности теплового потока, зависит только от толщины футеровки и обмазки и от температуры внутренней поверхности, Так как последняя о изменяется эт условий горения и изменения расхода топлива при управлении процессом обжига, то для исключения влияния колебаний температуры внутренней поверхности теплоизоляции на контроль ее толщины предлагаемое устройство содержит блок коррекции, 3 11305 один вход которого соединен, с датчиком температуры внутренней поверхности, а другой вход подключен к функциональному блоку усреднения теплового потока на контролируемом

5 участке.

При использовании в устройстве блока коррекции по температуре измеряемый тепловой поток характеризует только толщину теплоизоляции

10 контролируемого участка. Так как измерение температуры внутренней поверхности футеровки в ряде случаев невозможно из-за помех (например, в зоне спекания), для характеристики температуры внутренней поверхности может бьггь использован любой косвен- . ный параметр. Так, для зоны спекания это может быть величина тока, потребляемого приводным двигателем.

Для устранения возможных помех от изменения температуры окружающей среды датчики плотности теплового потока помещены в тепловые экраны, В качестве измерителя теплового потока можно применить датчик плотности теплового потока типа ДТП-04.

Так как датчик теплового потока представляет собой совокупность термопар, измеряющих очень малую разность температур, его выходной сигнал не превышает величину 15 мВ и различные помехи (изменение переходного сопротивления в контактной паре троллей- r ное кольцо - щетка из-за запыпеннос" ти или наводки электрического поля 35 приводного двигателя при передаче сигнала через радиоэфир и т.д.) /могут искажать его выходной сигнал, Для исключения помех при передаче сигнала от датчика плотности тепло- 40 ваго потока, установленного на корпусе вращающейся печи, к неподвижным элементам измерительного устройства датчик ДТП-04 подключен к функцио- нальному преобразователю напряжение- 45 частота и частотный выход преобразователя через блок передачи сигнала, например токосъемник и троллейное кольцо, подключен к функциональному преобразователю частота-ток. Такое устройство передачи маломощных сигналов позволяет избежать потерь в контактной паре троллейное кольцотокосъемник, связанных с изменением переходного сопротивления и переда- 55 вать сигнал без искажений.

На чертеже изображена структурная схема устройства.

46 4

Устройство содержит датчики 1 и 2 плотности теплового потока, функциональные преобразователи 3 и 4, установленные на корпусе вращающейся печи, передающие устройства 5 и 6, функциональные преобразователи 7-9, блок 10 суммирования, блок 11 деления, блок 12 коррекции, датчик 13 температуры, регистрирующий прибор

14. Соединение элементов указано на чертеже.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал от датчиков 1 и 2 плотности теплового потока поступает на функциональные преобразователи 3 и 4, которые преобразуют .постоянное напря" жение в унифицированный сигнал по частоте переменного тока (4-8 кГц), Частотный сигнал через передающие устройства 5 и 6 (например, через троллейные кольца и токосъемники) поступает на вход функциональных преобразователей 7 и 8, которые преобра. зуют сигнал по частоте переменного тока в унифицированный токовый сигнал (0-5 мА). На сумматоре 10 происходит суммирование этих сигналов и в блоке 11 деления величина суммарного сигнала делится на два. Сигнал с выхода блока 11 деления, пропорциональный среднеарифметическому значению плотности теплоього потока на контролируемом участке, поступает на первый вход блока 12 коррекции, на второй его вход поступает сигнал от датчика 13 температуры внутренней поверхности контролируемого участка

1,или от измерителя величины тока приводного двигателя, например, для .зоны спекания) . Функциональный преобразователь 9 преобразует сигнал, поступающий на него иэ блока 12 кор1 рекции, в величину, пропорциональную толщине внутренней теплоизоляционной поверхности- контролируемого участка вращающейся печн. На регистрирующем приборе 14 производится контроль и запись измеряемого параметра.

При изменении толщины внутренней теплоиэоляционной поверхности контра" лируемой зоны вращающейся печи, например, вследствие увеличения (уменьшения) слоя обмазки из-за изменения физико-химических- свойств сырья или истирания футеровки в процессе эксплуатации происходит изменение вели чины тепловых потерь корпусом печи на э1 ом участке. Если толщина футеСоставитель В.Алекперов

Техред Т.Фанта . Корректор В.Синицкая

Редактор Н,Джуган

Заказ 9508/19 Тираж 605 Подписное

ВНИКПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1)ЭОЭ5, Москва, E-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 11305 ровки уменьшается, при этом увеличи- - вается величина выходного сигнала датчиков 1 и 2 плотности теплового потока и происходит отклонение стрел» ки регистрирующего прибора 14 в соот- g ветствующую сторону. При неизменной толщине футеровки и обмазки на конт, ролируемом участке, но при изменении температуры .внутренней поверхности, также происходит изменение тепловых 1О потерь корпусом печи в окружающую среду. Если. температура поверхности . увеличивается, при этом сигнал датчиков 1 и 2 плотности теплового потока увеличивается. Увеличится также 15 сигнал от датчика 13 температуры

46 б внутренней поверхности. Сигналы по

1 температуре и по тепловому потоку подключены к блоку 12 коррекции с противоположными знакамн. Поэтому выходной сигнал корректирующего блока остается неизменным. °

Предлагаемое устройство имеет более простую конструкцию и,высокую надежность, его можно монтировать на любом участке вращающейся печи, не требует создания специальных служб эксплуатации, а обслуживание его гораздо дешевле и проще. Экономический эффект получается за счет значительного сокращения капитальных и эксплуатационных расходов.