Устройство для определения давления угольной загрузки на стены коксовой печи Советский патент 1993 года по МПК G01N33/22 

бой датчик, жестко закрепленный на стенке опытной коксовой печи и связанный с регистрирующим устройством средствами связи, пропущенными через отверстие, выполненное в боковой стенке печи 2.

Недостатком данного устройства является загрязнение датчика и его коррозия, что приводит к ошибкам в измерении давления распирания и усложняет процесс эксплуатации.

Необходимость жесткого фиксиров.а- ния датчика и необходимость соединения его с регистрирующим прибором через боковую стенку печи ограничивает возможность его использования - данное устройство не может быть использовано непосредственно в промышленной коксовой печи.

Другим недостатком данного устройства является то, что из-за существенного раз- личия в геометрических размерах и способе загрузки опытной печи не моделируется промышленный процесс коксования, поэтому получаемые данные не. адекватны данным по давлению распираний в промышленных печах. Поскольку известное устройство может быть использовано только в опытной печи, оно не Позволяет определить динамический удар при загрузке и статическое давление столба шихты в про- мышленных печах.

Целью изобретения является повышение надежности.

Цель достигается тем, что устройство для определения давления угольной загруз- ки на стены коксовой печи, содержащее датчик, соединенный с регистрирующим прибором средствами для передачи сигнала, снабжено трубой, закрытой с одного конца, и имеющей отверстие в боковой ее стенке, съемной пластиной, установленной в отверстии заподлицо со стенной трубы, причем датчик расположен в конце закрытой части трубы напротив отверстия в стенке и соединен со съемной пластиной.

Цель достигается также за счет того, что в устройстве внутри корпуса размещены трубки для подачи охлаждающего агента к датчику и выводу его из корпуса, а также за счет того, что средства для передачи сигна- ла отдатчика к регистрирующему устройству частично размещены в трубке для подачи охлаждающего агента и внутри, трубы со стороны открытого ко.ца установлена поперечная перегородка

Передача давления угольной загрузки на датчик при его размещении в трубе стала возможной благодаря съемной пластине, установленной в боковой стенке, и соединению ее с датчиком.

Размещение датчика и средств связи датчика с регистрирующим устройством в корпусе, выполненном в виде трубы,позволяет сделать это устройство переносным и использовать в любой промышленной печи.

Выполнение корпуса в виде трубы и установка пластины в отверстие трубы заподлицо с одной из боковых сторон трубы обеспечивает возможность извлечения устройства из коксовой печи через канал в загрузке, образованный корпусом устройства, а значит возможность его многократного использования.

Охлаждение датчика путем подачи охлаждающего агента через трубки в зону рас- положения датчика, обеспечивает использование устройства при температурах, превышающих максимально допустимую температуру работы датчика, а наличие разделяющей перегородки повышает эффективность охлаждения датчика.

В случае использования в качестве средств связи металлических проводников, размещение последних в трубках для подачи охлаждающего агента обеспечивает их эффективное охлаждение, что позволяет использовать проводники из металла с температурой плавления ниже температуры рабочей среды (до 1100° С) и уменьшает погрешность измерения в том случае, если изменение сопротивления проводников за сч е-т температурного коэффициента сопротивления оказывает влияние на результат измерения (например, при использовании в датчике тензорезисторов).

Сравнение заявляемого технического решения с прототипом позволило установить соответствие его критерию новизна.

При изучении других известных решений в данной области техники признаки, отличающие заявляемое изобретение от прототипа, не были выявлены и потому они обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию существенные отличия.

На фиг. 1 представлен общий вид с местным разрезом корпуса; на фиг. 2- продольный разрез корпуса одного из возможных вариантов предлагаемого устройства. На фиг. 3 представлен график изменения давления, воздействующего на стены печи в процессе загрузки и коксования угольной шихты, полученный при измерении давления в промышленной коксовой печи предлагаемым устройством.

Устройство состоит из трубы 1, на боковой поверхности которой выполнено отверстие 2, в котором установлена заподлицо с боковой стенкой съемная пластина 3, связанная с датчиком. Датчик содержит мембрану 4, шток 5 и упругую пластину 6. с укрепленными на ней тензорезисторами 7, опирающуюся на выступы 8. Тензорезисторы 7 соединены с регистрирующим прибором 9. Пластина 3 соединена с упругой пластиной 6 штоком 5. Внутри трубок 1 поперек ее установлены перегородка 10, трубки 11. Перегородка 10 делит объем корпуса на две зоны. В зоне между перегородкой 10 и закрытым концом трубы расположен датчик. Концы трубок 11 помещены в зоне расположения датчика. Проводники 12 пропущены через две трубки 11.

Устройство работает следующим образом. Трубу 1 с размещенным в ней датчиком устанавливают в кокосовую печь перед за- грузкой шихты через отверстие в двери или. через загрузочный люк таким образом, чтобы отверстие 2 и установленная в ней пластина 3 были расположены параллельно греющей стенке коксовой печи. При воздействии угольной шихты давление через пластину 3 передается на мембрану 4, шток 5, на упругую пластину 6, что вызывает ее прогиб, который с помощью тензорезисторов 7 преобразуется в выходной сигнал, поступающий через металлические проводники 12 на прибор 9.

В момент загрузки угольной шихты (г0) фиксируется пик давления (Рд) -. это динамический удар, обусловленный гравитационной загрузкой шихты в камеры. Далее наступает кратковременная стабилизация давления (РСт) - в этот момент времени фиксируется статическое давление столба шихты в камере. В последующее время измеряется сумма давления- распирания, возникающего в результате сложных физико-химических превращений угля и выделения и фильтрации парогазовых продуктов коксования, и статического давления, причем последнее по мере коксования и отхода коксового пирога от стен печи прекращает свое действие.

Для предотвращения нагрева тензорезисторов выше максимально допустимой температуры работы, в одну из труб 11 для охлаждения подается воздух или вода, которые после охлаждения тензорезисторов выходят через оставшиеся трубы 11.

Перед работой необходимо выполнить тарировку устройства и определить зависимость величины выходного сигнала от температуры датчика при отсутствии нагрузки на пластину 3 для введения соответствующей поправки при обработке получаемых данных.

Устройство позволяет получить количественные данные всей суммы нагрузок на стены промышленных коксовых печей, на любом уровне от пода печи, во всем диапазоне температур коксования. Это позволит

при коксовании промышленных шихт, при внедрении новых процессов подготовки и коксования углей подобрать технологические и эксплуатационные параметры процесса коксования, исключающие

возможность разрушения кладки коксовых печей, стоимость которой достигает 30% от стоимости коксовой батареи в 13-16 млн. руб. Конструкция устройства обеспечивает его многократное использование и простоту

эксплуатации. В настоящее время изготовлен опытный образец предлагаемого устройства и осуществляется его испытание на батарее № 7 ЗСМК. Внедрение устройства предполагается, осуществить там же в первом

полугодии 1990 г.

Формула изобретения

1. Устройство для определения давле- ния угольной загрузки на .стены коксовой печи, содержащее датчик, соединенный с регистрирующим прибором средствами для передачи сигнала, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено трубой, закрытой с одного конца и имеющей отверстие в боковой стенке, съемной пластиной, установленной в отверстии заподлицо со стенкой трубы, при этом датчик расположен в конце закрытом части трубы напротив отверстия в стенке и соединен со съемной пластиной.

2. Устройство поп. 1, отличающееся тем, что внутри трубы размещены трубки для подачи охлаждающего агента к датчику и выводу его из корпуса.

3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что средства для передачи сигнала от датчика частично размещены в трубке для подачи охлаждающего агента. 4. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что внутри трубы со стороны открытого конца установлена поперечная перегородка.

fctf

6 : n