本發(fā)明涉及回轉窯測溫技術領域，尤其涉及一種回轉窯自驅動式直接測溫裝置。

背景技術：

回轉窯被廣泛應用于各大行業(yè)中，例如在建材、冶金、化工、環(huán)保等許多生產行業(yè)中，回轉窯被用來對固體物料進行機械、物理或化學處理。具體地：首先，在有色和黑色冶金中，鐵、鋁、銅、鋅、錫、鎳、鎢、鉻、銼等金屬以回轉窯為冶煉設備，對礦石、精礦、中間物等進行燒結、焙燒。其中，鋁生產中用回轉窯將氫氧化鋁焙燒成氧化鋁；煉鐵中用回轉窯生產供高爐煉鐵的球團礦；國外的SL/RN法、Krupp法用回轉窯對鐵礦石進行直接還原；氯化揮發(fā)焙燒法采用回轉窯提取錫和鉛等。此外，選礦過程中，用回轉窯對貧鐵礦進行磁化焙燒，使礦石原來的弱磁性改變?yōu)閺姶判?，以利于磁選。最后，化學工業(yè)中，用回轉窯生產蘇打，鍛燒磷肥、硫化鋇等。

一直以來，回轉窯溫度的測量與控制都是業(yè)內人士關注的一個難題，如何能精準測量出回轉窯內的實時生產溫度，從而控制各工藝生產參數使其保持最優(yōu)化狀態(tài)，直接影響著回轉窯能耗指標與產品質量指標的高低。而針對不同生產工藝中使用的回轉窯，其測溫所關注的對象也不一樣，例如垃圾焚燒窯在生產時是依靠物料內的高溫使得物料燃燒完全，從而達到焚燒的效果，所以更關注物料溫度；而氧化球團回轉窯在生產時是依靠窯內氣氛與溫度煙氣進行物料焙燒，所以更關注氣氛溫度。

傳統(tǒng)回轉窯測溫方法分為直接測溫與間接測溫兩大類。

使用回轉窯直接測溫方法時，請參見圖1：在回轉窯窯殼1和耐火 內襯2對應位置上開設測溫通孔，然后通過緊固件3將熱電偶4安裝于測溫通孔外，將熱電偶4的偶頭伸入測溫通孔內且與窯內壁保持較小距離。在生產時，回轉窯內的高溫煙氣進入測溫通孔內，高溫煙氣被熱電偶4感應捕捉，進而測量出回轉窯內部的溫度值并傳送至中控室指導生產。

回轉窯直接測溫方法存在的缺點是：測溫通孔內很容易進入高溫粉狀物料，半熔融狀態(tài)的物料極易粘附，一旦進入孔內將很難倒出，日積月累就會形成料瘤堵塞測溫通孔，從而大幅降低測溫精度。而如果采取將熱電偶4伸入回轉窯內部的方式，則用不了多久伸出部分的熱電偶4就會被物料磨損，喪失測溫能力。

使用回轉窯間接測溫方法時，請參見圖2和圖3：熱電偶4的偶頭無需伸入回轉窯內與高溫煙氣直接接觸，只需通過掃描儀支撐腳架6固定紅外線掃描儀5的方法，或是熱電偶4埋入式方法，對生產時的回轉窯窯殼1或是耐火內襯2溫度進行測量，將測量值輸入系統(tǒng)設定好的熱工計算模型內，推算出回轉窯內部溫度從而指導生產。

回轉窯間接測溫方法存在的缺點是：測量精度差、反應速度慢，難以滿足工藝要求，且易受結圈或內襯剝落的影響。

技術實現(xiàn)要素：

(一)要解決的技術問題

本發(fā)明要解決的技術問題就是提供一種防止料瘤堵塞測溫通孔、熱電偶使用壽命長、測溫精度高且反應速度快的回轉窯自驅動式直接測溫裝置，其不受結圈或內襯剝落的影響。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種回轉窯自驅動式直接測溫裝置，包括旋轉驅動電機、螺旋桿、固定安裝座、熱電偶和套筒管；所述旋轉驅動電機、螺旋桿和熱電偶安裝在所述固定安裝座上，且所述固定安裝座固定在回轉窯的側壁上；所述旋轉驅動電機驅動所 述螺旋桿轉動；所述套筒管套設在所述熱電偶的外側且伸入回轉窯側壁上開設的測溫通孔內；所述套筒管的外表面上設有與所述螺旋桿的螺紋配合的螺旋槽，在所述螺旋桿的帶動下，所述套筒管沿所述測溫通孔的軸向做周期性往復運動。

優(yōu)選地，所述套筒管靠近窯心的一端的端面為開面。

優(yōu)選地，所述套筒管靠近窯心的一端設置測溫細孔。

優(yōu)選地，所述測溫細孔的形狀為圓形、橢圓形、方形或矩形。

優(yōu)選地，所述旋轉驅動電機通過齒輪副驅動所述螺旋桿轉動，且所述齒輪副安裝在所述固定安裝座上。

優(yōu)選地，所述固定安裝座包括用于固定安裝所述旋轉驅動電機、齒輪副以及螺旋桿的安裝座本體，以及用于將所述安裝座本體固定在回轉窯側壁上的多根分布在所述測溫通孔周圍的承力桿。

優(yōu)選地，還包括用于監(jiān)測所述回轉窯轉動角度的回轉窯轉動定位單元。

優(yōu)選地，所述回轉窯轉動定位單元包括限位開關、觸碰板和無線傳輸芯片；所述限位開關固定在所述回轉窯側壁上并隨所述回轉窯一起轉動，所述觸碰板位置固定；所述回轉窯每轉動一周所述限位開關與所述觸碰板接觸一次，并通過所述限位開關將接觸信號發(fā)送給所述無線傳輸芯片，所述無線傳輸芯片通過回轉窯用PLC信號箱將所述接觸信號發(fā)送給中控室。

優(yōu)選地，所述旋轉驅動電機包括與所述PLC信號箱連接的無線信號接收芯片；中控室通過所述PLC信號箱以及無線信號接收芯片控制所述旋轉驅動電機與所述回轉窯轉動之間的同步，使得所述測溫通孔由最高點朝最低點位置運動過程中所述套筒管朝遠離回轉窯窯心的方向運動，由最低點朝最高點運動過程中所述套筒管朝靠近回轉窯窯心的方向運動。

優(yōu)選地，所述套筒管與所述熱電偶同軸設置。

(三)有益效果

本發(fā)明的技術方案具有以下優(yōu)點：本發(fā)明的回轉窯自驅動式直接測溫裝置，通過旋轉驅動電機驅動套筒管，使得回轉窯轉動過程中，套筒管沿所述測溫通孔的軸向做周期性往復運動，從而自動對進入測溫通孔中的物料進行清除，避免了料瘤堵塞測溫通孔，從而保證熱電偶的使用壽命和測溫精度。

本發(fā)明的優(yōu)選方案中，套筒管伸入所述測溫通孔內的一端的端面為開面，從而無需將套筒管設置太長，以避免套筒管被窯內的高溫物料沖擊碰撞。

本發(fā)明的又一優(yōu)選方案中，通過設置監(jiān)測所述回轉窯轉動角度的回轉窯轉動定位單元，從而可以將測得的回轉窯溫度數據完美區(qū)分成氣氛溫度數據與物料溫度數據。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是現(xiàn)有技術的回轉窯直接測溫裝置的結構示意圖；

圖2是現(xiàn)有技術的回轉窯用紅外線間接測溫裝置的結構示意圖；

圖3是現(xiàn)有技術的回轉窯熱電偶埋入式間接測溫裝置的結構示意圖；

圖4是本發(fā)明的回轉窯自驅動式直接測溫裝置的結構示意圖；

圖5是圖4中A處的放大示意圖；

圖6是圖5中B-B處的剖視示意圖；

圖7是圖5中C-C處的剖視示意圖；

圖中：1、回轉窯窯殼；2、耐火內襯；3、緊固件；4、熱電偶； 5、紅外線掃描儀；6、掃描儀支撐腳架；7、套筒管；8、限位開關；9、觸碰板；10、螺旋桿；11、承力桿；12、安裝座本體；13、旋轉驅動電機；14、主動輪；15、從動輪。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明的實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不能用來限制本發(fā)明的范圍。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“頂”、“底”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。

本實施例的回轉窯自驅動式直接測溫裝置，請參見圖4和圖5，包括旋轉驅動電機13、螺旋桿10、固定安裝座、熱電偶4和套筒管7。所述旋轉驅動電機13、螺旋桿10和熱電偶4安裝在所述固定安裝座上，且所述固定安裝座固定在回轉窯的側壁上；所述旋轉驅動電機13驅動所述螺旋桿10轉動；所述套筒管7套設在所述熱電偶4的外側且伸入回轉窯側壁上開設的測溫通孔內；所述套筒管7的外表面上設有與所述螺旋桿10的螺紋配合的螺旋槽，在所述螺旋桿10的帶動下，所述套筒管7沿所述測溫通孔的軸向做周期性往復運動。

工作過程中，套筒管7在旋轉驅動電機13的帶動下，沿著所述測溫通孔的軸向做周期往復運動，從而自動對進入測溫通孔中的物料進行清除，避免了料瘤堵塞測溫通孔，從而保證熱電偶4的使用壽命和測溫精度。

本實施例中，將熱電偶4與固定安裝座固定，從而達到熱電偶4與回轉窯位置固定的目的。由于熱電偶4相對回轉窯的位置始終是固定的，從而可以保證溫度測量的準確性。

為了避免套筒管7在測溫通孔中做軸向運動時與熱電偶4發(fā)生運 動干涉，將套筒管7的靠近窯心的一端端面設計為開面，所述開面指的就是該端敞開。當套筒管7最大程度伸入回轉窯側壁上時，熱電偶4露出套筒管7開面以外；當套筒管7最小程度伸入回轉窯側壁上時，熱電偶4位于套筒管7內。

值得注意的是，也可以通過增加套筒管7的長度來保證套筒管7與熱電偶4之間不發(fā)生運動干涉。此時，為了實現(xiàn)對回轉窯溫度的精確測量，可以在套筒管7靠近窯心的一端設置測溫細孔，從而便于熱電偶4對回轉窯內煙氣或者物料進行測溫。其中，當回轉窯用于生產供高爐煉鐵的球團礦時，測溫細孔的孔徑以不大于球團礦平均粒徑為準。此外，根據現(xiàn)場實際情況的不同，對測溫細孔的布置方式、布置數量與細孔形狀進行特殊的設定。其中，測溫細孔的形狀可以為圓形、方形或者橢圓形。但是該種情況下套筒管7太長，可能導致其深入到測溫通孔中時，套筒管7的端部露出窯內太多，易被窯內的高溫物料沖擊碰撞，從而對套筒管7造成損害。

本實施例中，旋轉驅動電機13可以通過齒輪副驅動螺旋桿10轉動，當然也可以通過其它的傳動方式實現(xiàn)轉矩傳遞，此處雖不一一列舉，但應當理解任何可以實施的傳遞方式都應當包含在本申請的保護范圍內。其中，齒輪副也安裝在所述固定安裝座上。

請參見圖6和圖7，本實施例的齒輪副包括主動輪14和從動輪15。其中，主動輪14和所述旋轉驅動電機13的輸出軸連接，從動輪15和所述螺旋桿10連接。圖中從動輪15的數量為兩個，從而與之對應的螺旋桿10的數量也為兩根。工作過程中，螺旋桿10轉動帶動套筒管7轉動，并同時使得套筒管7沿著自身軸向方向運動。需要說明的是，螺旋桿10的數量并不受附圖的限制，只要能帶動套筒管7轉動即可。

本實施例的固定安裝座包括用于固定安裝所述旋轉驅動電機、齒輪副以及螺旋桿的安裝座本體12，以及用于將所述安裝座本體12固定在回轉窯側壁上的多根分布在所述測溫通孔周圍的承力桿11。其中優(yōu) 選承力桿11的數量為四根。并且，優(yōu)選所述套筒管7與所述熱電偶4同軸設置，并且套筒管7與所述安裝座本體12的對應于回轉窯的側壁中心位置連接。

本實施例的回轉窯自驅動式直接測溫裝置工作過程中，隨著回轉窯的逐漸轉動，旋轉驅動電機13會帶動主動輪14轉動，再通過從動輪15將轉矩傳遞給螺旋桿10。螺旋桿10轉動驅使套筒管7沿著測溫通孔的軸向且垂直于回轉窯殼面做上下活塞式起伏運動。具體通過控制旋轉驅動電機13的轉向控制螺旋桿10的轉向，進而實現(xiàn)套筒管7靠近/遠離窯心。本實施例中可以設定：旋轉驅動電機13正轉時，套筒管7朝靠近窯心的方向運動；旋轉驅動電機13反轉時，套筒管7朝遠離窯心的方向運動。

在測溫通孔隨著回轉窯轉動過程中，其中測溫通孔從圓周的最低點開始運動到圓周的最高點的過程中，旋轉驅動電機13帶動套筒管7朝靠近回轉窯窯心的方向運動。當測溫通孔轉動到圓周的最高點時，也即圖4順時針轉動90°到達的位置，此時套筒管7最大深度地伸入測溫通孔內部，對上一圈在測溫通孔內堆積的物料進行推擠清理，并對熱電偶4進行保護；同時，由于熱電偶4固定，因此熱電偶4最大程度的縮入套筒管7中，此時熱電偶4不與物料直接接觸，因此測量的是煙氣的溫度。在測溫通孔從圓周的最高點開始運動到圓周的最低點過程中，旋轉驅動電機13帶動套筒管7向遠離回轉窯窯心的方向運動。當測溫通孔轉動到圓周的最低點時，套筒管7最小深度地伸入測溫通孔內部；此時高溫物料會進入測溫通孔內，因此熱電偶4測量的不是窯內煙氣溫度，而是進入測溫通孔內的物料溫度。

本實施例的回轉窯自驅動式直接測溫裝置，還包括用于監(jiān)測所述回轉窯轉動角度的回轉窯轉動定位單元，從而可以將測得的回轉窯溫度數據完美區(qū)分成氣氛溫度數據和物料溫度數據。

其中，回轉窯轉動定位單元包括限位開關8、觸碰板9和無線傳輸 芯片；所述限位開關8固定在所述回轉窯側壁上并隨所述回轉窯一起轉動，所述觸碰板9位置固定；所述回轉窯每轉動一周所述限位開關8與所述觸碰板9接觸一次，并通過所述限位開關8將接觸信號發(fā)送給所述無線傳輸芯片，所述無線傳輸芯片通過回轉窯用PLC信號箱將所述接觸信號發(fā)送給中控室。

本實施例中，限位開關8和測溫通孔所在的半徑之間呈90度夾角。其中的半徑指的是回轉窯結構上的半徑。從圖4中的位置開始到回轉窯順時針轉動半圈，該過程中熱電偶4未與窯內物料直接接觸但是與窯內煙氣直接接觸，因此被認為是氣氛測溫時間段，測得的溫度值自動歸入氣氛溫度數據庫內。而其余的半圈物料會進入測溫通孔中，因此被認為是物料測溫時間段，測得的溫度值自動歸入物料溫度數據庫內。故通過安裝限位開關8與觸碰板9的方式，當限位開關8轉動至觸碰板9位置的時候，此時系統(tǒng)認為回轉窯進入物料測溫時間段，開始采集熱電偶4所測溫度值歸入物料溫度數據內。當時間超過回轉窯1/2圈所需時間后，此時回轉窯轉動到圖所示位置，系統(tǒng)認為回轉窯進入氣氛測溫時間段，開始采集熱電偶4所測溫度值并歸入氣氛溫度數據庫內。

值得注意的是，為了實現(xiàn)上述回轉窯轉動和套筒管7運動之間的同步，保證從圖4位置開始到回轉窯順時針轉動半圈過程中套筒管7端部對煙氣溫度進行測量，另外半圈物料進入測溫通孔中；本實施例中給旋轉驅動電機13設置無線信號接收芯片。所述無線信號接收芯片與所述PLC信號箱連接，且中控室通過所述PLC信號箱以及無線信號接收芯片控制所述旋轉驅動電機13運動與所述回轉窯轉動之間的同步。使得所述測溫通孔從最高點朝最低點位置運動過程中，旋轉驅動電機13帶動套筒管7朝遠離回轉窯窯心的方向運動；由最低點朝最高點運動過程中，旋轉驅動電機13帶動套筒管7朝靠近回轉窯窯心的方向運動。其中需要說明的是，所述的最低點和最高點指的是回轉窯轉 動過程中測溫通孔的位置。

其中，可以將PLC信號箱設置在回轉窯旁。PLC信號箱一端通過電纜線與中控室相連，另一端通過無線信號傳輸的方式與無線傳輸芯片及旋轉驅動電機13內無線信號接收芯片相連，起到傳輸現(xiàn)場信號給中控室，同時傳輸中控室動作指令給窯上芯片的功能。

此外需要說明的是，限位開關8和測溫通孔所在的半徑之間的角度無關緊要，上述提供的90度只是一個代表數字，實際上，只要達到當限位開關8觸碰到板時，這個時候測溫通孔正好移到窯內物料的上面，開始進入氣氛溫度收集時間段，達成這種效果即可，可能是90度，也可能是110度，也可能是60度，與窯內物料在生產時的最高料面有關系。

由于為直接測溫裝置，因此本實施例的回轉窯自驅動式直接測溫裝置對回轉窯溫度的測試不受結圈或內襯剝落的影響。在此基礎上，該測溫裝置有效彌補了現(xiàn)有技術所存在的測溫精度差、裝置壽命低等缺陷，使得回轉窯在轉動一圈的過程中，測溫裝置能自動實現(xiàn)熱電偶4的保護和取值，在確保了測溫精度的前提下極大地延長了熱電偶4的壽命，具有很高的市場應用價值。

以上實施方式僅用于說明本發(fā)明，而非對本發(fā)明的限制。盡管參照實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，對本發(fā)明的技術方案進行各種組合、修改或者等同替換，都不脫離本發(fā)明技術方案的精神和范圍，均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍當中。