[發(fā)明專利]橡膠膜密封干式煤氣柜活塞傾斜值確定裝置及方法

在審

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• 申請日: 2017-09-26
• 公開（公告）號: CN107504954A
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 付重重;萬磊;黃永紅
• 申請（專利權(quán)）人: 中冶南方工程技術(shù)有限公司
• 主分類號: G01C9/12
• 分類號: G01C9/12
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司42102
• 代理人: 唐萬榮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于煤氣柜領(lǐng)域，具體涉及一種橡膠膜密封干式煤氣柜活塞傾斜值確定裝置及方法。

背景技術(shù)

橡膠膜密封干式煤氣柜廣泛運用于鋼鐵企業(yè)副產(chǎn)煤氣的回收儲存，對于橡膠膜密封干式煤氣柜來說，由于該種柜型的煤氣柜的活塞在運行過程中處于漂浮狀態(tài)，同時其自重很大，所以在惡劣工況下易發(fā)生活塞的傾斜情況，設(shè)計有效的活塞傾斜值確定方法可以對活塞的傾斜情況進(jìn)行實時預(yù)警，方便操作人員了解活塞運行的狀況，并采取進(jìn)一步的控制措施。

現(xiàn)有的橡膠膜密封干式煤氣柜傾斜測量裝置主要采用了液位測量法，即通常在活塞上部設(shè)有由液體箱、環(huán)管、豎向標(biāo)尺組成的水平測量儀，沿活塞環(huán)梁內(nèi)側(cè)圓周均布設(shè)有若干個刻度標(biāo)尺，通過讀固定在標(biāo)尺邊的玻璃管液位的刻度，人工計算出活塞傾斜值，同時也可以通過差壓變送器等裝置將液位信號傳輸?shù)娇刂剖遥偻ㄟ^程序計算，得到活塞的傾斜值和傾斜度。

上述橡膠膜密封干式煤氣柜傾斜測量裝置已經(jīng)廣泛應(yīng)用在橡膠膜密封干式煤氣柜上，但是實踐證明其存在以下缺陷：1)用來顯示液位的介質(zhì)一般為水或油，兩者介質(zhì)均有顯著缺陷，水易揮發(fā)，長期使用會流失嚴(yán)重，寒冷天氣下更會凍結(jié)，無法起到顯示的作用，油在寒冷季節(jié)流動性不佳，顯示不夠準(zhǔn)確，同時容易污染活塞表面的工作環(huán)境，且難以清理；2)因為環(huán)管饒活塞幾乎一整圈，管中不可避免會產(chǎn)生積垢，一旦堵塞將無法起到液位顯示作用，進(jìn)而也就無法表達(dá)活塞傾斜情況；3)測量用的液體介質(zhì)流失后補充困難，需人工帶入柜內(nèi)添加，費時費力；4)采用壓力變送器等信號傳輸裝置的傾斜測量裝置，變送器在長期使用的情況下需要經(jīng)常維護(hù)，工作量巨大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種橡膠膜密封干式煤氣柜活塞傾斜值確定裝置及方法，將活塞尺寸和測得的高度變化結(jié)合空間幾何知識即可求得初始活塞平面與實時活塞平面的夾角，結(jié)構(gòu)簡單、測量準(zhǔn)確、免維護(hù)、不占用活塞工作空間、成本低。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種橡膠膜密封干式煤氣柜活塞傾斜值確定裝置，包括信號處理設(shè)備、信號傳輸鏈路和三組活塞固定點高度檢測機構(gòu)，活塞固定點高度檢測機構(gòu)包括一端固定在不同的活塞固定點上且另一端向上伸出柜頂板后通過導(dǎo)輪換向豎直向下的鋼繩、固定在鋼繩伸出端的配重、豎直安裝在柜側(cè)板外壁上且與配重配合的導(dǎo)軌、設(shè)在柜側(cè)板外壁上且位于導(dǎo)軌附近的高度刻線以及安裝在配重上的指示箭頭和照相機，照相機指向指示箭頭與高度刻線且通過信號傳輸鏈路將信息傳給信號處理設(shè)備，信號處理設(shè)備能夠識別出指示箭頭所在的刻度值并根據(jù)對應(yīng)的三個活塞固定點高度和活塞尺寸計算出活塞傾斜值。

進(jìn)一步地，高度刻線的量程等于活塞行程，起點為活塞落底時配重對應(yīng)的位置、起點值為零，終點為活塞剛好啟動放散時配重對應(yīng)的位置、終點值為活塞行程的值，高度刻線從起點到終點均勻分布。

進(jìn)一步地，高度刻線的最小刻度為0.1米以上1米以下的0.1米的任意整倍數(shù)。

進(jìn)一步地，三個活塞固定點將活塞三等分。

一種基于上述橡膠膜密封干式煤氣柜活塞傾斜值確定裝置的活塞傾斜值確定方法，包括如下步驟：

1)以活塞落底時活塞環(huán)梁所在的水平面為基準(zhǔn)面、以活塞環(huán)梁的中心為原點建立幾何坐標(biāo)系，確定三個活塞固定點的初始坐標(biāo)；

2)活塞移動后，根據(jù)照相機拍攝的信息得到三個活塞固定點的實時坐標(biāo)，實時坐標(biāo)相對于初始坐標(biāo)只有高度值發(fā)生改變；

3)通過三點式平面方程和三個活塞固定點的初始坐標(biāo)表示出初始活塞平面的一般方程，通過三點式平面方程和三個活塞固定點的實時坐標(biāo)表示出實時活塞平面的一般方程；

4)通過兩個平面的夾角公式得到初始活塞平面和實時活塞平面的夾角，夾角值為活塞傾斜值。

本發(fā)明的有益效果是：

三個活塞固定點可以確定活塞平面，將活塞尺寸和測得的高度變化結(jié)合空間幾何知識即可求得初始活塞平面與實時活塞平面的夾角，本發(fā)明與現(xiàn)有橡膠膜密封干式煤氣柜活塞傾斜測量裝置相比有以下優(yōu)點：1)整個系統(tǒng)簡單、測量準(zhǔn)確，在正確安裝的情況下，幾乎可以免維護(hù)；2)不需要使用如何介質(zhì)，不需要占用活塞工作空間；3)即使信號處理設(shè)備、信號傳輸鏈路或照相機出現(xiàn)故障，通過現(xiàn)場讀取配重的高度，依然可以手動計算出活塞傾斜情況；4)成本低廉，幾乎沒用運行費用，可以在新建氣柜上使用，已建成的氣柜也方便獨立添加使用。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有橡膠膜密封干式煤氣柜的示意圖。

圖2是本發(fā)明實施例的示意圖。

圖3是本發(fā)明實施例的原理圖。