高温窑炉高清工业电视监控系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种高温窑炉高清工业电视监控系统，包括自炉门伸入炉内的双气冷高温探头、设置在高温窑炉炉门处的外壁上的水冷基板、自动闭合式炉门装置、带动双气冷高温探头往复伸入或退出炉内的链式传动装置、设置在现场的控制箱，以及设置在中央控制室内的远程控制盒、净化稳压电源和工业控制计算机；该高温窑炉高清工业电视监控系统在高温环境下，使操作者在控制室内的监视屏幕上看到炉内物料加热、退火、垃圾焚烧燃烧状况及煤渣燃烧火焰的真实图像，且图像清晰度高，运行可靠，安装维护方便，能确保炉内在点火及正常运行时，突然出现异常情况下给操作者提供真实可靠的图像，为企业安全生产、节约成本提供了一种必不可少的监视系统。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及炉内工况和生产过程的连续监控装置
，特别涉及一种高温窑炉高清工业电视监控系统。
技术介绍
目前，国内外冶金工作者在高温窑炉检测技术方面进行了大量研究和探索，特别是在高温生产状态中，钢坯表面质量是钢坯生产的重要指示之一，钢坯表面缺陷性质及程度是判断钢坯是否合格的重要依据。由于钢坯的热送温度达900℃以上，因此无法用肉眼直接检查其表面质量,更无法检查其内在质量。时至今日在实际的工业生产中，人们还无法直接测量移动钢坯在炉内的温度分布，只能通过在出炉口安装红外温度传感器来测量出炉钢坯的表面温度，由于钢坯从入炉到出炉往往长达数小时，红外测温数据无法用于钢坯在炉内移动加热过程的动态实时控制，同时炉内燃料燃烧产生了大量烟雾和灰尘以及高温，富氧的炉内燃烧环境使钢坯表面生成厚厚的氧化皮，红外传感器的非接触测温精度不高且故障频繁。目前，大部分的工业加热炉都留有较大的加热裕量以弥补这一缺陷，自然增加了能耗和钢坯加热损耗，提高了生产成本。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于，提供一种克服现有工业电视监控系统画面模糊、失真，在高温工作下易损毁等缺陷的高温窑炉高清工业电视监控系统。为此，本技术的技术方案如下：一种高温窑炉高清工业电视监控系统，包括自炉门伸入炉内的双气冷高温探头、设置在高温窑炉炉门处的外壁上的水冷基板、自动闭合式炉门装置、带动双气冷高温探头往复伸入或退出炉内的链式传动装置、设置在现场的控制箱，以及设置在中央控制室内的远程控制盒、净化稳压电源和工业控制计算机(以下简称“工控机”)。双气冷高温探头包括防护外套、前端安装有高清短镜头的高清摄像机、隔热耐高温防护垫、防护内套、支撑管和线缆引入底座，防护外套包括防护前套和防护后套，防护前套以存在缝隙的方式套装在防护内套的外层并构成封闭的双层结构，前端安装有高清短镜头的高清摄像机套装在隔热耐高温防护垫内并设置于防护前套内部前端，在防护外套与防护内套前端端头中心处均开设有一与短镜头位于同一轴线上的小孔；防护后套套装在防护前套后端并与防护前套一体连接，在防护后套内且靠近防护前套后端端部侧壁上设有外层冷气入口，线缆引入底座固定在防护后套后端端部，支撑管设置在防护外套内且一端端部压配在隔热耐高温防护垫上、另一端压配在线缆引入底座上；在线缆引入底座上设有进线口，连接高清摄像机的线缆从进线口中穿出并连接至现场控制箱，用于向工控机输送图像信号；在防护外套后端侧壁上设有用于与冷却气气源连通的进气口，在支撑管后端侧壁上设有内层冷却气入口。具体地，隔热耐高温防护垫为中空圆柱体结构，沿隔热耐高温防护垫内壁圆周方向向内凹陷形成有螺旋式通气槽，在靠近隔热耐高温防护垫两端端部的外壁上各加工有一用于设置支撑环的环形座套，在两个环形座套之间且沿隔热耐高温防护垫侧壁上圆周方向加工有多排螺孔；其中，螺旋式通气槽的内壁与高清摄像机的外壁相适应，隔热耐高温防护垫的外径略小于防护内套的内径，套装在隔热耐高温防护垫外侧的支撑环的外径与防护内套的内径相适应。在材料选择上，隔热耐高温防护垫采用耐高温合金材料制成，优选为硬质铝合金复合材料；支撑环优选采用铁氟龙复合材料制成；前端安装有高清高清短镜头的高清摄像机套装在隔热耐高温防护垫内并通过插装在多排螺孔上的螺钉固定安装在隔热耐高温防护垫内。通过具有双层通冷却气结构的双气冷高温探头和具有特殊结构采用特选材料制成的隔热耐高温防护垫，实现了将原来带长镜头的普通相机装在炉外改为本申请中将带高清短镜头的高清相机伸入炉内，这一改进使得采集到的炉内工况画面更清晰、不失真。在原有设计中，由于普通相机放在炉外(防护套低温区)，因此必须为其配置尺寸较长的镜头，导致因距离炉内的画面较远而采集到的画面不清晰，难以观察到炉内工件的运动情况；而如果采用高清相机加高清短镜头伸入炉内，虽然可直接观察到炉内的工作状态，采集到画面非常清晰、不失真，满足客户要求，但同时带来的问题是高清相机和高清短镜头放在高温区，要想保证正常工作，必须采用特种防护技术，以使得高清晰光学镜头得以在炉内高温环境下连续正常使用，并且高清镜头为保证镜筒在高温环境下使用，使得各镜片组之间都有充足的膨胀间隙，因此光学精度最高不能超过四级，为解决膨胀间隙问题，经过反复研究和试验，通过采用具有特殊结构的双气冷高温探头和在探头套内设置隔热的耐高温防护垫，将光学精度由采用高温镜头的四级精度提升到使用光学镜头的五级精度，即使在炉内高温的情况下，也可以保证高清相机在高温探头防护套内，且捕捉的画面清晰、不失真。水冷基板设置在高温窑炉炉门处的外壁上，在其侧壁上分别设有用于与水源连接的冷却水入口和冷却水出口，通过冷水循环使高温窑炉炉门处的炉壁温度降低，防止炉壁热量热传导给双气冷高温探头，使探头温度过高。自动闭合式炉门装置包括自高温窑炉炉口处向外部延伸出的一容置外壳，在容置外壳与炉口相对位置设有一与炉口相适应的开口，沿开口边沿向内延伸形成有炉门口套，在炉门口套上沿设置一向容置外壳内开启的用于封闭容置外壳开口的炉门，炉门通过转轴与炉门口套上沿活动连接且在转轴上还设置有侧壁压配在炉门内板上的凸轮，使双气冷高温探头由炉外向炉内插入的过程中，当双气冷高温探头前端接触到炉门时，炉门相当于杠杆力臂带动转轴向顺时针方向旋转，同时也使得凸轮沿水平方向旋转了一个角度，探头继续插入炉门完全打开；而当双气冷高温探头由炉内向炉外退出的时候，当双气冷高温探头前端脱离炉门时，凸轮在偏心重力的作用下带动转轴以及炉门向逆时针方向旋转，使得紧紧贴在炉门口套上，完成炉门关闭动作。链式传动结构包括设置在一固定架上的传动装置、移动小车和光轴；传动装置包括电机、安装在电机轴上的主动齿轮、与主动齿轮啮合连接的被动齿轮、与被动齿轮轴连接的第一链轮和通过链条带动转动的第二链轮；移动小车穿装在与链条平行且位于链条下方的光轴上，移动小车与链条之间链接，随链条往复转动在光轴上往复运动，控制双气冷高温探头插入或退出炉内。相对于本技术中的链式传动机构，现有技术中普遍使用的丝杠传动装置采用丝杠丝母传递扭矩，支撑钢管作为导向，由于丝杠在支撑钢管内部不利于维护清扫，如果长时间积灰不进行清理在丝杠转动时就很容易将丝杠上的灰尘及杂质带到丝母里去，再加上支撑钢管是由黑色金属制成容易产生锈蚀及受热变形从而加大了丝杠传动的扭矩造成了电机在超负荷的情况下运转，严重时造成电机损坏使传动部分失灵，在遇到特殊情况下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高温窑炉高清工业电视监控系统，其特征在于，包括伸入炉内的双气冷高温探头(1)、设置在高温窑炉炉门处的外壁上的水冷基板(2)、自动闭合式炉门装置(3)、带动双气冷高温探头(1)往复伸入或退出炉内的链式传动装置(4)、设置在现场的控制箱(5)，以及设置在中央控制室内的远程控制盒(6)、净化稳压电源(7)和用于处理图像信号的工业控制计算机(8)，其中：双气冷高温探头(1)包括防护外套、前端安装有高清短镜头的高清摄像机(12)、隔热耐高温防护垫(13)、防护内套(14)、支撑管(15)和线缆引入底座(16)，防护外套包括防护前套(111)和防护后套(112)，防护前套(111)以存在缝隙的方式套装在防护内套(14)的外侧并构成封闭的双层结构，前端安装有高清短镜头的高清摄像机(12)套装在隔热耐高温防护垫(13)内部并设置于防护前套(111)前端，在防护外套与防护内套(14)前端中心处均开设有与短镜头位于同一轴线上的小孔；防护后套(112)套装在防护前套(111)后端并与防护前套(111)一体连接，在防护后套(112)内且靠近防护前套(111)后端端部侧壁上设有外层冷气入口(113)，线缆引入底座(16)固定在防护后套(112)后端端部，支撑管(15)设置在防护外套内且一端端部压配在隔热耐高温防护垫(13)上、另一端压配在线缆引入底座(16)上；在线缆引入底座(16)上设有进线口，连接高清摄像机的线路从进线口中穿出并连接至现场控制箱(5)，用于向工业控制计算机(8)输送图像信号；在防护外套后端侧壁上设有用于与冷气气源连通的进气口(17)，在支撑管(15)后端侧壁上设有内层冷气入口(151)。...

【技术特征摘要】
1.一种高温窑炉高清工业电视监控系统，其特征在于，包括伸入炉内的双
气冷高温探头(1)、设置在高温窑炉炉门处的外壁上的水冷基板(2)、自动闭合
式炉门装置(3)、带动双气冷高温探头(1)往复伸入或退出炉内的链式传动装
置(4)、设置在现场的控制箱(5)，以及设置在中央控制室内的远程控制盒(6)、
净化稳压电源(7)和用于处理图像信号的工业控制计算机(8)，其中：双气冷
高温探头(1)包括防护外套、前端安装有高清短镜头的高清摄像机(12)、隔热
耐高温防护垫(13)、防护内套(14)、支撑管(15)和线缆引入底座(16)，防
护外套包括防护前套(111)和防护后套(112)，防护前套(111)以存在缝隙的
方式套装在防护内套(14)的外侧并构成封闭的双层结构，前端安装有高清短镜
头的高清摄像机(12)套装在隔热耐高温防护垫(13)内部并设置于防护前套(111)
前端，在防护外套与防护内套(14)前端中心处均开设有与短镜头位于同一轴线
上的小孔；防护后套(112)套装在防护前套(111)后端并与防护前套(111)
一体连接，在防护后套(112)内且靠近防护前套(111)后端端部侧壁上设有外
层冷气入口(113)，线缆引入底座(16)固定在防护后套(112)后端端部，支
撑管(15)设置在防护外套内且一端端部压配在隔热耐高温防护垫(13)上、另
一端压配在线缆引入底座(16)上；在线缆引入底座(16)上设有进线口，连接
高清摄像机的线路从进线口中穿出并连接至现场控制箱(5)，用于向工业控制计
算机(8)输送图像信号；在防护外套后端侧壁上设有用于与冷气气源连通的进
气口(17)，在支撑管(15)后端侧壁上设有内层冷气入口(151)。
2.根据权利要求1所述的高温窑炉高清工业电视监控系统，其特征在于，
隔热耐高温防护垫(13)为中空圆柱体结构，沿隔热耐高温防护垫(13)内壁圆
周方向向内凹陷形成有螺旋式通气槽(131)，在隔热耐高温防护垫(13)两端外
壁上分别加工有用于设置支撑环(133)的环形座套，在环形座套之间沿隔热耐
高温防护垫(13)侧壁圆周方向加工有多排螺孔(132)；其中，螺旋式通气槽(131)
的内壁与高清摄像机(12)的外壁相适应，隔热耐高温防护垫(13)外径小于防

\t护内套(14)内径，套装在隔热耐高温防护垫(13)外侧的支撑环(133)的外
径与防护内套(14)的内径相适应；前端安装有高清高清短镜头的高清摄像机(12)
套装在隔热耐高温防护垫(13)内并通过插装在螺孔(132)上的螺钉固定。
3.根据权利要求1所述的高温窑炉高清工业电视监控系统，其特征在于，
自动闭合式炉门装置(3)包括自高温窑炉炉口处向外部延伸出的一容置外壳(31)，
在容置外壳(31)与炉口相对位置设有一与炉口相适应的开口，沿开口边沿向内
延伸形成有炉门口...

【专利技术属性】
技术研发人员：张海根，
申请(专利权)人：天津市三特电子有限公司，
类型：新型
国别省市：天津;12