Устройство для дистационного контроля внутренней поверхности печи

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

onисАние

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<п1987346 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 31 ° 03 ° 81 (21 ) 3266141/22 02

Р М К з

F 27 D 21/00

С 03 В 5/16 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (Щ УДК 666. 1 ° 031. .2/6.666. .042.4 (088. 8) Опубликовано 0701ВЗ. бюллетень Мо1

Дата опубликования описания 07.01.83

Ю.Е. Бодров, Ю. Г. Катошин, Ю. С. Михайлов, В.Г. Красильников, Ю. Г. Черневский, В Ф Чирихин и Д.Г. Вервжнин

Особое конструкторское бюро института высоких температур

AH СССР (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОГО КОНТРОЛЯ

ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХЙОСТИ ПЕЧИ

Изобретение относится к вспомогательному металлургическому оборудова-нию и может быть конкретно использовано при конструировании телевизионных устройств для непрерывного дистанционного контроля рабочего состояния сталеплавильной печи в условиях высоких температур и освещенностей.

Известно устройство для дистанцион- (0 ного контроля внутренней поверхности печного агрегата, содержащее охлаждаемый корпус с оптическим окном, размещенную внутри корпуса телевизионную передающую камеру и механизм .перемещения устройства в зону смотро" вого отверстия печи (13.

Недостатком такого устройства является сравнительно малая эксплуата-ционная надежность в условиях максимальных рабочих температур и освещенностей наблюдаемого объекта.

Это не позволяет использовать известное устройство с телевизионной передающей камерой для дистанционного непрерывного наблюдения сверх:ярких низкоконтрастных.объектов в условиях высоких температур (T ) i1600 C), при светимости выше 500 лк, т.е. например, в условиях металлургического производства, а также при, наблюдении процессов в высокотемпературных промышленных установках: камерах сгорания, в каналах ИГД-генераторов н т.п.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для защиты приборов от теплоизлучений и агрессивных сред в печах, содеркащее охлаждаемый корпус со смот.ровой камерой, снабженной патрубком подвода газа. Внутри камеры установлена насадка в виде усеченного конуса, вершиной в сторону прибора, с отверстиями в его боковой поверхности для подачи охлаждающего газа (2).

Вероятность безотказной работы этого устройства в течение десятков сотен часов в этих условиях блйзка к нулю. вследствие низкой защищенности элементов телевизионной камеры от инфракраснОго и светового излучения, а также вследствие возможности попадания во внутренний объем устройства высокотемпературных газовых потоков и быстролетящих раскаленных частиц, капель расплава и т.п.

Цель изобретения — повышение эксплуатационной надежности устройства и времени наблюдения.

987346

Укаэанная цель достигается тем, что в устройстве для дистанционного контроля внутренней поверхности печи, содержащем охлаждаемый корпус с коническим насадком, имеющим отверстия для выхода охлаждающего газа, размещенные в оправе конического насадка защитные стекла, каналы подвода охлаждающего газа к поверхности внешнего защитного стекла и к отверстиям конического насадка, расположенную в охлаждаемом корпусе телевизионную камеру и механизм перемещения охлаждаемого корпуса к месту контроля, в оправе конического насадка дополнительно установлен светофильтр., при этом в оправе выполнены каналы, сообщающие зазоры между защитными стеклами и светофильтром с поверхностью внешнего защитного стекла.

Светофильтр выполнен в виде защитного покрытия иэ окиси титана, нанесенного на основание светофильтра.

Использование оптического окна с гаэоохлаждаемыми защитными стеклами из тугоплавкого материала и свето- 25 фильтра с полупрозрачным покрытием из окиси титана позволяет при высоких уровнях температур и освещенностей осуществить надежное функционирование телевизионной передающей ка- 39 меры, так как спектральная чувствительность такого светофильтра по наблюдаемому объекту имеет максимум в области условий наблюдения.

При толщине слоя окиси титана 10 -35

5 10 мм пропускание по освещенности составит 2-15%. Уменьшение пропускания по освещенности указанного светофильтра менее 23 снижает полезный сигнал на входе в телевизионную ка- 4р меру до уровня, при котором отношение .сигнал-шум резко снижается. Увеличение пропускания светофильтра более 153 также ухудшает условия работы видикона вследствие черезмерного повышения уровня входного сигнала.4>

На чертеже показано предлагаемое устройство, продольный разрез.

Устройство для дистанционного контроля внутренней поверхности рабочей камеры сталеплавильной печи содержит телевизионную передающую камеру, видикон 1 которой установлен в охлаждаемом корпусе 2, размещенном в рабочем положении в смотровом окне

3 сталеплавильной печи. Корпус 2 те- 55 левиэионной камеры в головной части содержит оптическое окно, в оправке

4 которого закреплены два защитных кварцевых стекла 5 и оптический светофильтр 6. Между светофильтром 6 и g) видиконом 1 размещен короткофокусный кинообъектив 7 типа Мир-.llM телевизионной камеры. Блок 8 предварительного усиления сигналов иэображения передающей камеры размещен на открытых платах 9 внутри тубуса 10., Оправка 4 оптического окна снабжена каналами 11 для протока охлаждающего воздуха из полости корпуса 2 последо- вательно через зазоры между светофильтром 6 и защитными стеклами 5 на наружную поверхность внешнего защитного стекла. Кроме того, оправка

4 содержит свободные каналы 12 для протока охлаждающего воздуха непосредственно из полости корпуса 2 в его головную часть в направлении образующих конуса с углом при его вершине от 30 до 120 ° Охлаждающий воздух в корпус 2 устройства подается по патрубкам 13 и омывает последова тельно блок 8 предварительного усиления сигналов изображения, видикон

1 камеры, кинообъектив 7, а затем светофильтр 6 и защитные стекла 5.

Охлаждающая вода подается в рубашку

14 и в каналы охлаждения головной части корпуса 2 по патрубкам 15. Патрубки 13 и 15 укреплены на торцовой части опорного фланца 16, на котором консольно укреплен тубус 10 и электроразъемы 17 для питания видикона 1 блока 8 и вывода полезного сигнала.

На оправке кинообъектива 7 укреплен контактный датчик 18 температуры, соединенный электрически с блоком управления (не показан) механизмом 19 перемещения устройства. Механизм 19 перемещения содержит сферический шарнир 20, установленный консольно на тягах 21 для линейного перемещения устройства, причем привод углового перемещения устройства (не показан) может быть соединен с выходом блока управления (не показан) для обеспечения сканирования в диапазоне углов до 56 . Кроме того, кинообъектив

7 видикона 1 может быть снабжен механизмом (не показан) для его дистан ционного диафрагмирования и трансфокации. Смотровая часть окна 3 печи защищена водоохлаждаемой рубашкой 22 и снабжена кольцевым коллектором 23 для подачи охлаждающего воздуха.

Оптический защитный блок передаю-: щей камеры содержит по крайней мере два последовательно установленных защитных стекла иэ тугоплавкого материала и один кварцевый светофильтр, который имеет защитное покрытие на внутренней поверхности стекла с 5% пропусканием по освещенности. В качестве материала для такого полупрозрачного зеркального покрытия используется температуростойкая (до 500 ) окись титана, спектральная чувствительность которого по наблюдаемому объекту (футеровка, фурмы, металл) имеет максимум в области условий наблюдения.

Устройство с телевизионной передающей камерой предназначено для дистанционного контроля за состояни987346 ем подины двухванной сталеплавильной печи после выпуска металла, работы и состояния форм, загрузки шихты и засыпки магнезита, контроля сопел газовых горелок и т.п.

Экономический эффект использова- 5 ния изобретения состоит в повышении качества продукции, сталеплавильной печи, оборудованной такой телевизионной камерой. При этом возможен постоянный контроль за ведением техно- fQ логического процесса плавки металла, своевременного объективного анализа рабочего состояния печи, а также ее футеровки при проведении ремонтных работ. f5

Ожидаемый технико-экономический эффект от использования устройства на металлургическом заводе при дистанционном объективном контроле за состоянием подины ванны двухванной сталеплавильной печи при мощности

300 т каждой ванны составляет не менее 6,1.10 рвуб.в год из расчета экономии 1,5 мин чистого времени при проведении осмотра печи после каждой плавки (время одной плавки

210 мин), что дает экономию 13 плавок в сутки, или 4400 плавок в год.

Стоимость 1 т стали составляет

68 руб./т (время визуального осмотра внутренности печи после плавки ранее равнялось 5 мин).

В действительности указанный эффект будет значительно выше вследствие повышения качества выплавляемой стали, надежности объективного конт- 35 роля состояния фурм, газовых тарелок, процесса загрузки печи и т.п.

Формула изобретения

1. Устройство для дистанционного контроля внутренней поверхности печи, содержащее охлаждаемый корпус с коническим насадком, имеющим отверстия для выхода охлаждающего газа, размещенные в оправке конического насадка защитные стекла, каналы подвода охлаждающего газа к поверхности внешнего защитного стекла и к отверстиям конического насадка, расположенную в охлаждаемом корпусе телевизионную камеру и механизм перемещения охлаждаемого корпуса к месту контроля, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности и увеличения времени наблюдения, в оправе конического насадка дополнительно установлен светофильтр, при этом в оправе выполнены каналы, сообщающие зазоры между защитными стеклами и светофильтром с поверхностью внешнего защитного стекла.

2. Устройство по п. l о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что светофильтр выполнен в виде защитного покрытия иэ окиси титана, нанесенного на основание светофильтра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кочетов В.С. и Парижский Г.С.

Телевизионная техника в технологии строительных материалов. Л., Стройиздат, 1980, с. 51.

2. Авторское свидетельство СССР

9 541798 кл. Г 27 D 21/00, 1974.

987346

ТиРаж 613 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113935, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Закаэ 10272/23

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, Ул. Проектная, 4

Составитель О. Попов

Редактор А. Коэориэ 1ехред О.Неце Корректор С. Шекмар