Устройство для дистационного контроля внутренней поверхности печи Советский патент 1983 года по МПК F27D21/00 C03B5/16 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОГО КОНТРОЛЯ ВаУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ПЕЧИ

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

Известно устройство для дистанционного контроля внутренней поверхности печного агрегата, содержащее охлаждаемый корпус с оптическим окном, размещенную внутри корпуса телевизионную передающую камеру и механизм перемещения устройства в зону смотрового отверстия печи 1.

Недостатком такого устройства является сравнительно малая эксплуатационная надежность в условиях максимальных рабочих температур и освещеннобтей наблюдаемого объекта.

Это не позволяет использовать известное устройство с телевизионной передающей камерой для дистанционного непрерывного наблюдения сверх ;ярких низкоконтрастных объектов в. i условиях высоких температур (Т ) / при светимости выше. 500 лк, т.е. например, в условиях металлур.гического производства, а также при

наблюдении процессов в высокотемпературных промышленных установках: камерах сгорания, в каналах МГД-генераторов и т.п.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для защиты приборов от теплоизлучений и агрессивных сред в печах, содержащее охлаждаемый корпус со смотгровой камерой, снабженной патруб1 ом подвода газа. Внутри камеры установлена насадка в виде усеченного конуса, вершиной в сторону прибора, с отверстиями в его боковой поверхности дяя подачи охлс1ждающего газа 2.

Вероятность безотказной работы этого устройства в течение десятков .сотен часов в этих условиях близка к нулю вследствие низкой защищенности элементов телевизионной камеди 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 30 и времени наблюдения. Указанная цель достигается тем, что в устройстве для дистанционного контроля внутренней Ьоверхности 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 насад ка дополнительно установлен светофильтр., при этом в оправе выполнены каналы,сообщающие зазоЕЫ между защитными стеклами и светофильтром с поверхностью внешнего защитного стекла. Светофильтр выполнен в виде защитного покрытия из окиси титана, на несенного на основание светофильтра Использование оптического окна с Газоохлаждаемыми защитными стеклами из тугоплавкого материала и светофильтра с полупрозрачным покрытием из окиси титана позволяет при высоких уровнях температур и освещенностей осуществить надежное функционирование телевизионной передающей камеры, так как спектральная чувствительность такого светофильтра по наблюдаемому объекту имеет максимум в области условий наблюдения. При толщине слоя окиси титана 1(Г пропускание по освещенности составит 2-15%. Уменьшение пропускания по освещенности указанного свето фильтра менее 2% снижает полезный сигнал на входе в телевизионную камеру до уровня, при котором отношение .сигнал-шум резко снижается. Увеличение пропускания светофильтра более 15% также ухудшает условия работы видикона вследствие чрезмерного повышения уровня входного сигнала На чертеже показано предлагаемое устройство, продольный разрез. Устройство для дистанционного кон роля внутренней поверхности рабочей камеям сталеплавильной печи содержит телевизионную передающую камеру, видикон 1 которой установлен в охлаждаемом кЪрпусе 2,размещенном в рабочем положении в смотровом окне 3сталеплавильной печи. Корпус 2 телевизионной камеры в головной части содержит оптическое окно, в оправке 4которого закреплены два защитных кварцевых стекла 5 и оптический светофильтр 6. Между светофильтром 6 и видиконом 1 размещен короткофокусный кинообъектив 7 типа Мир-.11М телевизионной камера. Блок 8 предварительного усиления сигналов изображения передающей камеры 1 азмещен на открытых платах 9 внутри тубуса 10., Оправка 4 оптического окна снабжена каналами 11 для протока охлаждающего воздуха из полости корпуса 2 последовательно через зазоры между светофильтром 6 и защитными стеклами 5 ца 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 образукяцих 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 упра:вления (не показан) для обеспечения сканирования в диапазоне углов до 56°. Кроме того, кинообъектив. 7 видикона 1 может быть снабжен механизмом (не показан) для его дистанционного диафрагмирования и трансфокации. Смотровая часть окна 3 печи защищена водоохлаждаемой рубашкой 22 и снабжена кольцевым коллектором 23 для подачи охлаждакяцего воздуха. Оптический защитный блок передаю-: щей содержит по крайней мере два последовательно установленных защитных стекла из тугоплавкого материала и один кварцевый светофильтр, который имеет защитное покрытие на внутренней поверхности стекла с 5% пропусканием йо 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 состоянием подины двухванной сталеплавильно печи после выпуска металла, работы и состояния форм, загрузки шихты и засыпки магнезита, контроля сопел г зовых горелок и т.п Экономический эффект использоваНИН изобретения состоит в повышении качества продукции, сталеплавильной печи, оборудованной такой телевизионной камерой. При этом возможен по стоянный контроль за ведением техно логического процесса плавки металла своевременного объективного анализа рабочего состояния печи, а также : ее футеровки при проведении ремонтных работ. 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 вследст вие повышения качества выплавляемой стали, надежности объективного контроля состояния фурм, газовых тарело процесса загрузки печи и т.п. Формула изобретения 1.Устройство для дистанционного контроля внутренней поверхности печи , содержащее охлаждаемый корпус с коническим нассщком, 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, отличающееся 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. 1, отличающее ся тем, что светофильтр выполнен в виде защитного покрытия из окиси титана, нанесенного на основание светофильтра. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Кочетов B.C. и Парижский Г.С. Телевизионная техника в технологии строительных материалов. Л., Стройиздат, 1980, с. 51. 2.Авторское свидетельство СССР 541798, кл. F 27 D 21/00, 1974.

V|