一种振打除灰系统的制作方法

本发明涉及除灰系统技术领域，尤其涉及一种振打除灰系统。

背景技术：

目前，由于我国具有“煤多油缺”的资源分布结构，因此，煤炭作为目前主要的一次能源。但是，由于转化技术和工艺手段的制约，绝大多数的煤化工及煤电企业的煤炭利用过程都存在利用率低、污染大等问题。基于这些问题，在上世纪90年代后期，国家开始采用洁净煤技术并进行工程化应用推广，煤气化技术被作为洁净煤技术的重要内容之一。在煤气化工艺中，气化炉的激冷管、气体返回室和合成气冷却器的筒形膜式壁、蒸发器段等传热面极容易积灰，不仅大大降低了传热效率，而且还导致了气化炉出口温度大幅升高。根据整个气化炉系统的安全性要求，当气化炉出口温度高于35℃时，整个系统将会自动停车停产。因此，煤气化过程中传热面的积灰问题成为了影响煤气化技术系统设备中必须解决的难题。

目前，通过将多个机械振打器安装在气化炉水冷壁的不同部位，并通过气缸驱动机械振打器以实现自动振打除灰。但是，并未涉及监测气缸是否发生故障的内容，而批量生产的自动振打除灰系统在实际工况下可能因气缸发生故障而导致机械振打器敲击不到气化炉壁面的情况发生，从而影响除灰效果。

技术实现要素：

本发明通过提供一种振打除灰系统，解决了现有技术中无法对气缸是否发生故障进行监测的技术问题，实现了提高除灰效果的技术效果。

本发明提供了一种振打除灰系统，至少包括：撞击杆、气缸及气缸监测机构；所述撞击杆用于振打除灰；所述气缸的伸缩杆的动力输出端对向所述撞击杆的动力输入端；所述气缸监测机构对所述气缸的伸缩杆的伸缩量进行监测。

进一步地，所述气缸监测机构至少包括：测距部件及处理器；所述测距部件对所述气缸的伸缩杆的伸缩量进行监测，所述测距部件的信号输出端与所述处理器的信号输入端通讯连接。

进一步地，所述测距部件至少包括：第一反光元件、第二反光元件、第一激光测距元件及第二激光测距元件；所述第一激光测距元件和所述第二激光测距元件设置在所述气缸的筒壁上；所述第一反光元件设置在所述气缸的伸缩杆的收缩端处；所述第二反光元件设置在所述气缸的伸缩杆的伸出端处；所述第一激光测距元件的激光输出端对向所述第一反光元件；所述第二激光测距元件的激光输出端对向所述第二反光元件；所述第一激光测距元件和所述第二激光测距元件的信号输出端与所述处理器的信号输入端通讯连接。

进一步地，所述第一激光测距元件和所述第二激光测距元件的激光输出端相互反向。

进一步地，所述第一激光测距元件和所述第二激光测距元件的输出光束在同一直线上。

进一步地，所述处理器至少包括：

信号接收模块，用于接收由所述第一激光测距元件和/或所述第二激光测距元件输出的距离数据；

比较模块，用于将所述第一激光测距元件和/或所述第二激光测距元件输出的距离数据与预设值进行比较；

数据输出模块，用于将比较结果输出。

进一步地，所述数据输出模块至少包括：

第一数据输出单元，用于若所述距离数据与所述预设值的差值在预设范围之内，输出气缸无故障的结果；

第二数据输出单元，用于若所述距离数据与所述预设值的差值在预设范围之外，输出气缸有故障的结果。

进一步地，还至少包括：导筒；所述撞击杆设置在所述导筒中；在所述撞击杆与所述导筒之间设置有密封圈；在所述导筒上开设有进气口；所述进气口位于所述密封圈的第一侧和所述撞击杆的动力输入端之间。

进一步地，还至少包括：在所述导筒中设置有导向环；所述导向环套在所述撞击杆上。

进一步地，还至少包括：用于对所述密封圈的第二侧和所述进气口处的气压进行监测的测压元件。

本发明中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

通过气缸监测机构对气缸的伸缩杆的伸缩量进行监测，从而判断气缸是否发生故障，进而避免了因气缸发生故障而导致机械振打器敲击不到气化炉壁面的情况发生，保证了除灰效果。

附图说明

图1为本发明实施例提供的振打除灰系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的振打除灰系统中测距部件的结构示意图；

其中，1-撞击杆，2-气缸，3-导筒，4-密封圈，5-进气口，6-导向环，7-活塞杆，8-弹簧，9-活塞，10-活塞环，11-Y型密封圈，12-过滤器，13-第一反光元件，14-第二反光元件，15-第一激光测距元件，16-第二激光测距元件，17-长椭圆孔。

具体实施方式

本发明实施例通过提供一种振打除灰系统，解决了现有技术中无法对气缸是否发生故障进行监测的技术问题，实现了提高除灰效果的技术效果。

本发明实施例中的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：

通过气缸监测机构对气缸的伸缩杆的伸缩量进行监测，从而判断气缸是否发生故障，进而避免了因气缸发生故障而导致机械振打器敲击不到气化炉壁面的情况发生，保证了除灰效果。

为了更好地理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

参见图1，本发明实施例提供的振打除灰系统，至少包括：撞击杆1、气缸2及气缸监测机构；撞击杆1用于振打除灰；气缸2的伸缩杆的动力输出端对向撞击杆1的动力输入端；气缸监测机构对气缸2的伸缩杆的伸缩量进行监测。

对气缸监测机构的结构进行说明，气缸监测机构至少包括：测距部件及处理器；测距部件对气缸2的伸缩杆的伸缩量进行监测，测距部件的信号输出端与处理器的信号输入端通讯连接。

在本实施例中，测距部件至少包括：第一反光元件13、第二反光元件14、第一激光测距元件15及第二激光测距元件16；第一激光测距元件15和第二激光测距元件16设置在气缸2的筒壁上；第一反光元件13设置在气缸2的伸缩杆的收缩端处；第二反光元件14设置在气缸2的伸缩杆的伸出端处；第一激光测距元件15的激光输出端对向第一反光元件13；第二激光测距元件16的激光输出端对向第二反光元件14；第一激光测距元件15和第二激光测距元件16的信号输出端与处理器的信号输入端通讯连接。

在本实施例中，反光元件为反光板。激光测距元件为激光测距仪。第一激光测距元件15和第二激光测距元件16的激光输出端相互反向。

进一步地，第一激光测距元件15和第二激光测距元件16的输出光束在同一直线上。

参见图2，本发明实施例提供了一种具体的测距部件的结构，具体包括：

在气缸2与活塞杆7的连接筒壁上开有长椭圆孔17。第一反光元件13和第二反光元件14分别设置在长椭圆孔17的两端。在安装时，确保第一反光元件13和第二反光元件14的中心分别与第一激光测距元件15和第二激光测距元件16的光头在同一水平直线上，第一激光测距元件15和第二激光测距元件16的光头轴线分别与第一反光元件13和第二反光元件14的反光面垂直。

气缸2的伸缩杆的运行区域的总长度设为L(固定值)，第一激光测距元件15和第二激光测距元件16之间的距离设为M(固定值)。第一激光测距元件15到第一反光元件13的距离为D1，第二激光测距元件16到第二反光元件14的距离为D0，则M＝L-D0-D1。

当气缸2的伸缩杆在初始位置时(即第一激光测距元件15位于第一反光元件13处)，则在正常情况下，D1＝0，D0＝L-M。

此时，第一激光测距元件15和第二激光测距元件16分别将各自监测到的D1和D0发送到处理器，由处理器对接收到的D0和D1进行判断；

若D1≠0且D0≠L-M，则说明气缸2存在故障，则输出报警，提醒操作人员检查气缸装置。

当气缸2的伸缩杆伸出到最大进程时(即第二激光测距元件16位于第二反光元件14处)，则在正常情况下，D0＝0，D1＝L-M。

此时，第一激光测距元件15和第二激光测距元件16分别将各自监测到的D1和D0发送到处理器，由处理器对接收到的D0和D1进行判断；

若D0≠0且D1≠L-M，则说明气缸2存在故障，则输出报警，提醒操作人员检查气缸装置。

这里需要说明的是，长椭圆孔17的长度大于L(即气缸2的伸缩杆的正常行程)，从而便于反光板和激光测距仪的安装和维修。

这里还需要说明的是，激光测距元件的输出方式为脉冲信号。激光的安全等级为Ⅰ级，其发束或反射光束不会对人体造成损伤。

激光测距元件的调节方法包括：

①在测量时，将激光测距元件调至最高输出水平，消除非测量波长杂散光

的影响。

②激光测距元件对眼和皮肤的最大容许照射量的测量，测量仪器的接头应

置于光束中，以光束截面中最强的辐射水平为准。

③测量最大容许照射量的最大圆面积直径为极限孔径。

因操作环境的需要，激光测距元件为防爆型。

对处理器的结构进行说明，处理器至少包括：

信号接收模块，用于接收由第一激光测距元件15和/或第二激光测距元件16输出的距离数据；

比较模块，用于将第一激光测距元件15和/或第二激光测距元件16输出的距离数据与预设值进行比较；

数据输出模块，用于将比较结果输出。

在本实施例中，数据输出模块至少包括：

第一数据输出单元，用于若距离数据与预设值的差值在预设范围之内，输出气缸无故障的结果；

第二数据输出单元，用于若距离数据与预设值的差值在预设范围之外，输出气缸有故障的结果。

对本发明实施例的结构进行说明，还至少包括：导筒3；撞击杆1设置在导筒3中；在撞击杆1与导筒3之间设置有密封圈4；在导筒3上开设有进气口5；进气口5位于密封圈4的第一侧和撞击杆1的动力输入端之间。

对本发明实施例的结构进行进一步说明，还至少包括：在导筒3中设置有导向环6；导向环6套在撞击杆1上。

对本发明实施例的结构进行更进一步说明，还至少包括：用于对密封圈4的第二侧和进气口5处的气压进行监测的测压元件。

在本实施例中，测压元件的信号输出端与处理器的信号输入端通讯连接。

进一步地，本发明实施例还至少包括：双向内密封结构；双向内密封结构至少包括：弹簧8、活塞9、活塞环10及Y型密封圈11；弹簧8安装在导筒3的底部，借助于弹簧8的可压缩性，在安装导筒3时，允许弹簧8有一定的压缩范围，在安装时非常方便，比固定式安装要简单容易的多。活塞9安装在导筒3内。在工作状态下，由于弹簧8的预紧力作用，活塞9内表面与活塞杆7的第一端紧密压紧，起到该位置的内密封作用；活塞环10套在活塞9上。Y型密封圈11也套在活塞9上。在这种情况下，将一个测压元件布置在导筒3内的位置A处，用于监测导筒3与活塞9间靠撞击杆1一侧空隙位置处的压力值；将另一个测压元件布置在进气口5内的位置B处，用于监测从进气口5处通入的氮气的压力值。

在本实施例中，活塞环10的数量为4。Y型密封圈11至少包括两个Y型密封圈，且其唇口朝向相反方向。在对气化炉内气体采用一定压力的氮气(其压力比气化炉内气体的压力高0.5-0.6MPa)密封后，Y型密封圈11的自封作用可以有效防止氮气的内漏。

对本发明实施例的结构进行更进一步说明：

气缸2的伸缩杆与活塞杆7传动连接，活塞杆7又与撞击杆1传动连接。过滤器12安装在撞击杆1的动力输出端处。工作状态下的气化设备内的粉尘气体径由过滤器12滤掉粉尘后进入导筒3内部的活塞杆7与活塞9间、活塞9与导筒3间缝隙中，从而保证撞击杆1与活塞杆7接触位置的压力与气化设备内的压力相同，有效防止了撞击杆1或活塞杆7因巨大压力差而产生“抱死”现象。

本发明实施例的工作原理如下：

当控制气源接收到0.8s的气脉冲信号后，气缸2完成一次振打动作行程，并自动恢复到准备状态等待下一次气脉冲的到来。具体地，由气缸2发出的动能，通过气缸2的伸缩杆对活塞杆7产生冲击，活塞杆7将动能传递给撞击杆1，撞击杆1对气化炉换热壁进行撞击，使壁面产生振动和炉内产生声波振荡。在壁面振动、声波振荡及二者耦合作用下共同实现除灰，以达到壁面振动和声波振动的双重除灰效果。这里需要说明的是，当A处的测压元件所测的压力值大于B处的测压元件所测的压力值时，说明发生气体泄漏，则发出警报，同时需要同步增大通入进气口5的氮气量进行补压。

【技术效果】

1、通过气缸监测机构对气缸2的伸缩杆的伸缩量进行监测，从而判断气缸2是否发生故障，进而避免了因气缸2发生故障而导致机械振打器敲击不到气化炉壁面的情况发生，保证了除灰效果。

2、通过测压元件对密封圈4的第二侧和进气口5处的气压进行监测，从而可以判断是否发生气体泄漏，进而可以进行相应的措施以保证密封效果。

3、通过对活塞环10的使用，一方面可以将活塞9的热量传导给导筒3，从而增强了散热，即起冷却作用，保护了活塞9。另一方面防止了活塞9与导筒3内壁的直接接触，不仅保证了活塞9平顺运动，降低了摩擦阻力，从而降低了摩擦损伤，而且还增加了能量传递效率。此外，活塞环10还实现了对活塞9的支承和定位作用，同时还在活塞9与导筒3之间形成了一道密封结构。

4、本发明实施例通过对导向环6的使用，不仅实现了对活塞杆7的定位，而且还在活塞杆7与导筒3之间形成了一道密封结构，进一步防止了气体外泄。

5、压缩态的弹簧8使得气化炉壁面、撞击杆1和活塞杆7三者之间保持紧密接触，从而增强了能量的传递效率。另外，弹簧8还大大减小了因活塞杆7的周期性往复运动而产生的撞击力，从而延长了本发明实施例的使用寿命。

本发明实施例的自动化程度高，能自动监测气缸是否发生故障，无需人工监测，降低了劳动强度。而且，本发明实施例具有多重密封结构，有效防止了气体外泄。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。