一种碱炉黑液喷枪自动清焦以及喷射角度自动控制装置的制作方法

1.本发明属于碱法制浆造纸技术领域，特别涉及一种碱炉黑液喷枪自动清焦以及喷射角度自动控制装置。


背景技术：

2.在碱法制浆造纸行业中，造纸黑液的污染最为严重，碱回收技术是当前治理造纸黑液的最为有效的方法。先对造纸黑液进行浓缩，然后通过黑液喷枪将其喷洒到碱回收锅炉内进一步干燥、裂解和燃烧。浓缩后的黑液经喷枪喷入锅炉，经干燥去除水分、大分子有机物分解成甲烷、氢气等小分子化合物燃烧，未燃尽的碳和无机盐落在垫层上燃烧，在高温缺氧条件下，无机物中的硫酸钠被垫层上的碳（一氧化碳）还原成硫化钠，生成熔融物回收可用碱，使有机物燃烧产生热量被锅炉吸收转化为高压蒸汽。为了建立稳定的工况，需要使黑液在炉内均匀分布，并充分干燥，为黑液在垫层上燃烧创造条件。
3.黑液喷枪工作在1000℃高温炉膛中，黑液经过雾化燃烧，很容易在黑液喷枪上产生大量的结焦，黑液喷枪上的结焦会造成黑液喷枪喷口的堵塞，影响黑液喷枪的喷撒和雾化效果，结焦中还含有高浓度的碱性腐蚀成分，黑液喷枪在炉内受到外部高温和腐蚀性结焦的侵蚀，黑液喷枪容易出现腐蚀、减薄、穿孔，影响黑液喷枪使用寿命，在黑液喷枪上的结焦，会严重影响碱炉的正常运行，严重影响碱炉效率以及增加更换新枪的成本。
4.为了维持黑液在垫层上稳定燃烧，需要操作工到现场观察垫层上燃烧工况，依据炉内垫层上燃烧工况及垫层的形状和位置调整黑液喷枪的角度，黑液以不同的角度向碱炉内喷洒，可有效改变炉内垫层上燃烧工况，使碱炉在最佳状态下运行，有利于提高碱炉的工作效率。
5.目前，只能采用人工定时清焦方式以及人工观察垫层情况手动调整黑液喷枪角度解决这一问题，而黑液喷枪入口处于高温状态，设备工作环境恶劣，由于碱炉内负压不稳定，未燃尽的黑液伴随着火焰经常飞溅出来。清焦过程中操作人员即便穿有防护服，烫伤事故也时有发生，因而急需一种碱炉黑液喷枪自动清焦以及喷射角度自动控制系统 ，确保碱炉稳定运行。


技术实现要素：

6.为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种碱炉黑液喷枪自动清焦以及喷射角度自动控制装置，该装置可实现对碱炉黑液喷枪自动清焦，自动调整黑液喷枪的倾斜角度，改变碱炉垫层燃烧工况，无需人工清焦操作以及调整黑液喷枪的倾斜角度，避免了高温环境下造成的人员烫伤事故，整体提升碱炉高效、安全、节能、环保性。
7.为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种碱炉黑液喷枪自动清焦以及喷射角度自动控制装置，该装置包括机架，所述机架一端与碱炉喷口面板连接，所述机架沿长度方向设有导向槽，所述导向槽内设有滑台，所述滑台可沿所述导向槽前后平移；
所述滑台前端竖直设有支架，后端设有螺旋升降机，所述支架和螺旋升降机之间设有矩形支座，所述矩形支座与支架通过转动轴转动连接并固定在所述螺旋升降机上，所述螺旋升降机的升降可带动所述矩形支座绕所述支架旋转；所述矩形支座上端面两端设有半圆支座，所述半圆支座上设有黑液喷枪连接管，所述黑液喷枪连接管前端通过快换接头与黑液喷枪连接，后端与黑液软管连接，所述黑液喷枪连接管上端设有压紧装置将所述黑液喷枪连接管固定在所述半圆支座；所述矩形支座后端安装有气缸，所述气缸的活塞杆端部连接伸缩杆，所述伸缩杆贯穿所述矩形支座另一端伸出所述矩形支座的前端，伸出端安装有清焦刮刀，所述气缸驱动所述伸缩杆以及清焦刮刀前后运动清理所述黑液喷枪上的结焦。
8.在以上技术方案中，所述矩形支座内沿长度方向贯穿设有导向筒，所述导向筒后端安装有所述气缸，所述气缸的活塞杆端部通过浮动接头与所述伸缩杆一端连接，所述伸缩杆安装在所述导向筒内并伸出所述导向筒的前端，所述伸缩杆另一端安装所述清焦刮刀。
9.在以上技术方案中，所述矩形支座前端安装有滚轮支架，所述滚轮支架上安装有两个导向滚轮，所述导向滚轮夹持所述伸缩杆为所述伸缩杆导向，所述伸缩杆后端四周分别安装有滚轮，所述滚轮与矩形支座的内腔接触，在所述气缸的驱动下所述伸缩杆以及清焦刮刀前后运动。
10.在以上技术方案中，所述矩形支座前端安装有可摆动滚轮支架，所述可摆动滚轮支架前端安装有两个导向滚轮，所述导向滚轮夹持所述伸缩杆为所述伸缩杆导向，所述伸缩杆后端四周分别安装有滚轮，所述滚轮与矩形支座的内腔接触，在所述气缸的驱动下所述伸缩杆以及清焦刮刀前后运动；所述可摆动滚轮支架中间设有摆动转轴，所述摆动转轴的固定端安装在所述矩形支座前端，所述可摆动滚轮支架后端两侧设有摆动气缸安装支架，所述摆动气缸安装支架上安装有摆动气缸，所述摆动气缸位于所述矩形支座两侧，两个所述摆动气缸交替动作驱动所述导向滚轮左右摆动，带动所述伸缩杆左右摆动，从而使所述清焦刮刀左右摆动。
11.在以上技术方案中，所述压紧装置包括旋转轴、两个压杆、压紧组件和两个上压块，所述压紧装置通过旋转轴与所述半圆支座转动连接，所述半圆支座上设有支撑所述黑液喷枪连接管的凹槽，所述压杆下端面设有与所述半圆支座上相匹配的凹槽，所述压杆下压时两个所述凹槽形成圆形空间刚好供所述黑液喷枪连接管穿过，所述半圆支座上端面远离所述旋转轴一侧靠近所述凹槽的位置设有下压块，所述上压块设置于所述压杆下端面与所述下压块相对的位置，所述压杆下压时所述上压块和下压块扣合，所述压紧装置与半圆支座之间通过所述压紧组件压紧。
12.在以上技术方案中，所述转动轴上安装有转角指针，所述支架下端位于所述转角指针后方位置安装有角度显示刻度盘。
13.在以上技术方案中，所述机架和滑台上相对设有定位孔板，所述定位孔板上设有多个定位孔，同侧的两个所述定位孔板之间设有定位销，通过所述定位销插入所述定位孔的位置调节所述滑台与机架的相对位置。
14.在以上技术方案中，所述装置还包括控制系统，碱炉垫层上方安装有摄像头实时拍摄垫层状态并将视频传送到所述控制系统，所述角度显示刻度盘前端安装有摄像头实时
拍摄喷射角度并将视频传送到所述控制系统，所述螺旋升降机和气缸与所述控制系统电连接，所述控制系统控制所述螺旋升降机和气缸的工作状态。
15.在以上技术方案中，所述装置还包括控制系统，碱炉垫层上方安装有摄像头实时拍摄垫层状态并将视频传送到所述控制系统，所述转动轴处安装有角度传感器并将角度数值传送到所述控制系统，所述螺旋升降机和气缸与所述控制系统电连接，所述控制系统控制所述螺旋升降机和气缸的工作状态。
16.在以上技术方案中，所述清焦刮刀采用耐700℃以上高温耐腐蚀的gh4145不锈钢弹簧板制造，所述伸缩杆采用耐高温耐腐蚀的316不锈钢方形管制造，所述导向筒、矩形支座、压紧装置和半圆支座采用304不锈钢方形管制造。
17.本发明的有益效果在于：1、本发明采用自动化控制技术，自动化除焦装置利用自动伸缩式刮刀清除黑液喷枪上的结焦块，无需人工捅渣操作，避免了高温环境下熔渣飞溅造成的人员烫伤事故。
18.2、本发明采用了自动化控制技术，自动调整黑液喷枪的倾斜角度，改变碱炉垫层燃烧工况，无需人工调整黑液喷枪角度操作，既避免了高温环境下熔渣飞溅造成的人员烫伤事故，又可以实现远程控制黑液喷枪工作状态，保证碱炉在最优状态下运行。
19.3、本发明具有投资小、智能化、运行可靠的特点，能实现黑液喷枪上结焦块的在线清除，以及黑液喷枪角度的在线调整，可大幅度提高碱炉的运行安全性，以及运行经济性。
附图说明
20.图1是本发明装置其中一实施例结构示意图；图2是图1装置调整黑液喷枪倾斜角度后结构示意图；图3是本发明装置上的压紧装置其中一实施例结构示意图；图4是本发明装置其中一实施例结构示意图；图5是本发明装置其中一实施例结构示意图；图6是图4实施例中局部结构示意图；图7是图5实施例中局部结构示意图；其中：1、黑液喷枪； 2、快换接头；3、黑液喷枪连接管； 4、压紧装置；4a、旋转轴；4b、压紧螺栓；4c、上压块；4d、压杆；4e、偏心轮机构；5、半圆支座；5a、下压块；6、螺旋升降机；7、气缸；8、清焦刮刀；9、伸缩杆；10、导向筒；11、矩形支座；12、转角指针；13、角度显示刻度盘；14、安装法兰；15、定位孔板；16、机架； 17、滑台；18、转动轴；19、角度传感器，20、摄像头，21、手轮；22、定位销；23、导向槽；24、支架；25、滚轮支架；26、导向滚轮；27、可摆动滚轮支架；28、摆动转轴；29、摆动气缸；30、滚轮； 31、摆动气缸安装支架。
具体实施方式
21.为了更好地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明做进一步描述。本发明可以以许多不同的形式实施，而不应该被理解为限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例，使得本公开将是彻底和完整的，并且将把本发明的构思充分传达给本领域技术人员，本发明将仅由权利要求来限定。
22.如图1-7所示，一种碱炉黑液喷枪自动清焦以及喷射角度自动控制装置，该装置包
括机架16，机架16一端设有安装法兰14，机架16通过安装法兰14与碱炉喷口面板连接。机架16沿长度方向设有导向槽23，导向槽23内设有滑台17，滑台17两侧设有滚轮，导向槽23内设有与滚轮配合的滑轨，滑台17可通过滚轮与滑槽的配合结构沿导向槽23前后平移。
23.机架16和滑台17之间设有限位结构，限位结构可调整滑台17与机架16的相对位置。作为其中一种实施例，机架16和滑台17上相对设有定位孔板15，定位孔板15上设有多个定位孔，如图1和2所示，每个定位孔板15上设有5个定位孔，同侧的两个定位孔板15之间设有定位销22，通过定位销22插入定位孔的位置调节滑台17与机架16的相对位置。
24.滑台17前端竖直设有支架24，后端竖直设有螺旋升降机6，螺旋升降机6可选择手动或自动，如图1和2所示，螺旋升降机6安装有手轮21，旋转手轮21可控制螺旋升降机6升降。同时，螺旋升降机6也可采用电机驱动。支架24和螺旋升降机6之间设有矩形支座11，矩形支座11与支架24通过转动轴18转动连接并固定在螺旋升降机6上，旋转手轮21或驱动电机带动螺旋升降机6升降，从而带动矩形支座11绕支架24旋转，从而带动黑液喷枪1改变喷射角度。转动轴18上安装有转角指针12，支架24下端位于转角指针12后方位置安装有角度显示刻度盘13。转角指针12和角度显示刻度盘13可直观显示黑液喷枪1的倾斜角度。
25.矩形支座11上端面两端设有半圆支座5，半圆支座5上设有黑液喷枪连接管3，黑液喷枪连接管3前端通过快换接头2与黑液喷枪1连接，后端与黑液软管连接。黑液喷枪连接管3上端设有压紧装置4将黑液喷枪连接管3固定在半圆支座5。
26.作为其中一种实施例，压紧装置4包括旋转轴4a、两个压杆4d、压紧组件和两个上压块4c，压紧装置4通过旋转轴4a与半圆支座5转动连接，压紧装置4可与半圆支座5扣合实现黑液喷枪连接管3的固定或分离方便黑液喷枪连接管3的拆卸。半圆支座5上设有支撑黑液喷枪连接管3的凹槽，黑液喷枪连接管3下方设有定位凸台，凹槽和定位凸台的配合结构保持黑液喷枪连接管3安装方向的准确。压杆4d下端面设有与半圆支座5上相匹配的凹槽，压杆4d下压时两个凹槽形成圆形空间刚好供黑液喷枪连接管3穿过。半圆支座5上端面远离旋转轴4a一侧靠近凹槽的位置设有下压块5a，上压块4c设置于压杆4d下端面与下压块5a相对的位置，压杆4d下压时上压块4c和下压块5a扣合，压紧装置4与半圆支座5之间通过压紧组件压紧。
27.作为其中一种实施例，上压块4c和下压块5a可为90度弯钩结构，通过半圆支座5和压杆4d的侧边相应位置边缘弯折延伸组成。压紧组件可以为压紧螺栓4b或偏心轮机构4e。
28.矩形支座11后端安装有气缸7，气缸7的活塞杆端部连接伸缩杆9，伸缩杆9贯穿矩形支座11另一端伸出矩形支座11的前端，伸出端安装有清焦刮刀8，气缸7驱动伸缩杆9以及清焦刮刀8前后运动，可定时清理黑液喷枪1上的结焦。当需要更换黑液喷枪1时，先拔出定位销22，将滑台17沿着机架16的导向槽23移动到后端，黑液喷枪1位于炉外，松开压紧装置4，将黑液喷枪1连同黑液喷枪连接管3取下，更换好黑液喷枪1之后，还原到工作状态。
29.作为其中一种实施例，如图1和2所示，矩形支座11内沿长度方向贯穿设有导向筒10，导向筒10一端有法兰，矩形支座11后端也有法兰，导向筒10法兰与矩形支座11法兰用螺栓固定，导向筒10法兰上还安装有气缸7，气缸7的活塞杆端部通过浮动接头与伸缩杆9一端连接，伸缩杆9安装在导向筒10内并伸出导向筒10的前端，伸缩杆9另一端安装清焦刮刀8，气缸7驱动伸缩杆9以及清焦刮刀8前后运动，清理黑液喷枪1上的结焦。
30.作为其中一种实施例，如图4所示，在矩形支座11前端安装有滚轮支架25，在滚轮
支架25上安装有两个导向滚轮26，导向滚轮26从上下左右四个方向方向夹持伸缩杆9，为伸缩杆9导向，在伸缩杆9的后端四周安装有滚轮30，伸缩杆9后端四周的滚轮30与矩形支座11内腔接触，矩形支座11内腔可为伸缩杆9导向，在气缸7驱动下，伸缩杆9可前后运动。
31.作为其中一种实施例，如图5所示，在矩形支座11前端安装有可摆动滚轮支架27，在可摆动滚轮支架27前端安装有两个导向滚轮26，导向滚轮26从上下左右四个方向方向夹持伸缩杆9，为伸缩杆9导向，在伸缩杆9的后端四周安装有滚轮30，伸缩杆9后端四周的滚轮30与矩形支座11内腔接触，矩形支座11内腔可为伸缩杆9导向，在气缸7驱动下，伸缩杆9可前后运动。
32.可摆动滚轮支架27中间有摆动转轴28，摆动转轴28固定端安装在矩形支座11前端，可摆动滚轮支架27后端两侧设有摆动气缸安装支座31，摆动气缸安装支座31上安装有摆动气缸29，摆动气缸29位于矩形支座11两侧，两个摆动气缸29交替动作，驱动可摆动滚轮支架27前端的导向滚轮26左右摆动，带动伸缩杆9左右摆动，从而使伸缩杆9前端的清焦刮刀8左右摆动。
33.本发明装置还包括控制系统，喷射角度控制通过控制系统实现。作为其中一种实施例，碱炉垫层上方安装有摄像头实时拍摄垫层状态并将视频传送到控制系统，角度显示刻度盘13前端安装有摄像头20实时拍摄喷射角度并将视频传送到控制系统，螺旋升降机6和气缸7与控制系统电连接，控制系统控制螺旋升降机6和气缸7的工作状态。操作人员通过连接控制系统的显示装置观察每个黑液喷枪1的喷射角度视频，结合其它炉内燃烧工况监控仪器反馈的信息，可实现远程控制每个黑液喷枪1的喷射角度变化，从而实现炉内燃烧工况的在线调整和控制。
34.作为另一种实施例，碱炉垫层上方安装有摄像头实时拍摄垫层状态并将视频传送到控制系统，转动轴18处安装有角度传感器19并将角度数值传送到控制系统，螺旋升降机6和气缸7与控制系统电连接，控制系统控制螺旋升降机6和气缸7的工作状态。操作人员通过连接控制系统的显示装置观察每个黑液喷枪1的喷射角度数值，结合其它炉内燃烧工况监控仪器反馈的信息，可实现远程控制每个黑液喷枪1的喷射角度变化，从而实现炉内燃烧工况的在线调整和控制。
35.另外，清焦刮刀8采用耐700℃以上高温耐腐蚀的gh4145不锈钢弹簧板制造，伸缩杆9采用耐高温耐腐蚀的316不锈钢方形管制造，导向筒10、矩形支座11、压紧装置4和半圆支座5采用304不锈钢方形管制造。其余采用碳钢材料制造，气缸活塞环以及轴封采用耐温150度以上的四丙氟橡胶制造。
36.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。