一种带式焙烧机用篦条热膨胀测试系统及其测试方法与流程

本发明属于球团矿制造领域，具体是涉及一种带式焙烧机用篦条热膨胀测试系统及其测试方法。

背景技术：

篦条是烧结机台车上的主要配件，篦条的作用是与台车栏板构成槽形空间，容纳、承载矿料。篦条与矿料接触的部分是上表面，篦条上部的两端受力，起到支撑作用。而篦条的底部有两方面作用，首先是在翻转卸料时固定篦条的作用，使之不能脱落；其次是在篦条顶部受压的情况下起到支撑的作用，可以有效防止篦条弯曲。

在带式焙烧机的台车上装载篦条时，使用人员往往会在篦条尾端留出一部分空隙，以解决在升温阶段篦条发生一定的热膨胀引起的崩坏现象。但是由于放置篦条的数量没有明确的方法，因此，放置篦条的数量只能取决于使用人员的经验。倘若放置篦条数量过少，篦条上的球团则会掉入篦条下方，甚至掉入带式焙烧机的鼓风处，导致带式焙烧机发生故障，引起重大损失；倘若放置篦条数量过多，在高温阶段，由于热膨胀效应，尾端的篦条会抵住台车两侧，当篦条热膨胀量过大时，篦条会产生崩坏，也会导致球团在台车运行过程中掉入台车下方。而且随着带式焙烧机运行次数增多，篦条之间也会发生严重磨损，凭经验很难保证运行过程中不会发生篦条之间空隙过大或者篦条崩坏的现象。因此，测量带式焙烧机整个运行过程中篦条热膨胀系数刻不容缓。

技术实现要素：

为了解决现有带式焙烧机中篦条热膨胀量无法保证的问题，本发明提供一种带式焙烧机用篦条热膨胀测试系统及其测试方法。为达到上述目的，本发明采用激光测距仪、气压阀、电磁铁、透明陶瓷窗口、鼓风机等机械零部件，对带式焙烧机整个干燥与升温过程中篦条的热膨胀量进行实时测量，可有效避免篦条数量不准确导致的球团遗漏、篦条崩坏、台车受损等问题，可极大提升带式焙烧机运行中的安全性。

实现本发明的具体方案是：一种带式焙烧机用篦条热膨胀测试系统，其特征在于，测试系统包括进排气系统、升温系统、激光测距与定位系统；

所述升温系统包括篦条、点火装置、空气通道、温度控制装置、空气管道、鼓风机五、电阻丝、燃料通道、升温系统腔、燃料管汇、压力阀、煤气通道、煤粉通道、燃油通道、燃料源、燃料控制单元；升温系统腔的四周侧壁上分别开设有透明陶瓷窗口一、二、三、四升温系统腔顶部外设温度控制装置，温度控制装置连接设置在升温系统腔内壁上的电阻丝，升温系统腔上部穿接多个空气通道，多个空气通道汇总经空气管道外接鼓风机五，升温系统腔内设燃料通道，燃料通道上设有多个分别对应多个空气通道的点火装置，燃料通道经燃料管汇接穿接在升温系统腔上部的煤气通道、煤粉通道、燃油通道接带有燃料控制单元的燃料源，煤气通道、煤粉通道、燃油通道上接压力阀，篦条设置在点火装置下方；

所述进排气系统包括电磁开关一、鼓风机一、电磁控制器一、气体集中装置、气体接收器一、气压阀一、静电除尘器一、鼓风机二、净化器一、净化器二、鼓风机三、静电除尘器二、气压阀二、气体接收器二、电磁控制器二、净化器三、鼓风机四、静电除尘器三、电磁开关二；鼓风机一经带有电磁控制器一的电磁开关一接气体集中装置，气体集中装置对应接至篦条下方升温系统腔，气体集中装置还经带有电磁控制阀二的电磁开关二通过静电除尘器三接鼓风机四，鼓风机四外接净化器三，升温系统腔的透明陶瓷窗口一一侧的上部外接带气压阀一的气体接收器一，气体接收器一通过静电除尘器一接鼓风机二，鼓风机二外接净化器一；升温系统腔的透明陶瓷窗口三一侧的上部侧壁外接带气压阀二的气体接收器二，气体接收器二通过静电除尘器二接鼓风机三，鼓风机三外接净化器二；

所述激光测距与定位系统包括激光测距仪器一、激光测距仪器二、激光测距仪器三与激光测距仪器四、激光发射装置、激光接收装置与信号处理器、定位装置一、定位装置二、定位装置三、定位装置四、定位装置五、定位装置六、定位装置七、定位装置八，各个激光测距仪器均包含激光发射装置、激光接收装置与信号处理器，八个定位装置每两个一组分别设置在透明陶瓷窗口一至四的两侧，每个定位装置均包含夹紧面、螺母与螺栓，螺栓螺纹穿接升温系统腔，升温系统腔外的螺栓上旋接螺母，升温系统腔内的螺栓上连接用于抵紧篦条的夹紧面，激光测距仪器一与激光测距仪器三为整个测试系统长度方向对向布置在透明陶瓷窗口一与三的对应外侧，激光测距仪器二与激光测距仪器四为整个测试系统宽度方向对向布置在透明陶瓷窗口二与四的对应外侧；篦条总体长度为x5，篦条总体宽度为x6；

夹紧面均做抛光处理。

一种带式焙烧机用篦条热膨胀测试系统测试方法，其特征在于，测试方法包括以下步骤：

步骤s1，测量篦条的总体长度x5与宽度x6，将篦条置放于升温系统中中，依次将定位装置一、定位装置二、定位装置三、定位装置四、定位装置五、定位装置六、定位装置七、定位装置八的螺栓深入升温系统中，将八个定位装置每两个的夹紧面内侧面分别与篦条的四侧面夹紧，并采用螺母旋紧将其固定好，避免篦条在升温系统中出现摆放歪斜的状况；

步骤s2，待篦条摆放完成后，将螺母松开，将定位装置一、定位装置二、定位装置三、定位装置四、定位装置五、定位装置六、定位装置七、定位装置八的螺栓旋开，直到夹紧面外侧面触及升温系统腔内壁，然后拧紧各个螺母；

步骤s3，将激光测距仪器一、激光测距仪器二、激光测距仪器三与激光测距仪器四固定在升温系统四侧，分别发射激光，激光经各个激光测距仪器的激光发射装置发射后，分别通过透明陶瓷窗口一、透明陶瓷窗口二、透明陶瓷窗口三和透明陶瓷窗口四发射到篦条后返回，被各自的激光接收装置接收，所得信号传递到信号处理器，测得激光测距仪器一与篦条最近端距离为x1，激光测距仪器二与篦条最近端距离为x2，激光测距仪器三与篦条最近端距离为x3，激光测距仪器四与篦条最近端距离为x4，完成初始测距工作；

步骤s4，开启实验整体装置，电磁控制器一通电，电磁开关一受到电磁控制器一的磁力，向上运动，该管道打开；同时，鼓风机一开始工作，向气体集中装置鼓入温度为350°c的干燥空气，干燥空气通过管道由气体集中装置进入升温系统中，对篦条进行干燥；经过篦条后，干燥空气分别通过气体接收器一、气压阀一、静电除尘器一、鼓风机二和净化器一排出升温系统中，通过以及气体接收器二、气压阀二、静电除尘器二、鼓风机三和净化器二排出升温系统中；其中，气体接收器一与气体接收器二用于接受干燥气体，当升温系统内气压达到0.3mpa时，气压阀一与气压阀二打开，气体进入静电除尘器一与静电除尘器二，进行静电除尘处理；同时，鼓风机二与鼓风机三开始工作，将气体排入和净化器一与净化器二，经过净化操作后，气体排出升温系统中；待干燥过程完毕后，电磁控制器一断电，电磁开关一受重力作用，将管道关闭；在干燥过程中，激光测距仪器一、激光测距仪器二、激光测距仪器三与激光测距仪器四开始工作，激光经各个激光测距仪器的激光发射装置发射后，分别通过透明陶瓷窗口一、透明陶瓷窗口二、透明陶瓷窗口三和透明陶瓷窗口四发射到篦条后返回，被各自的激光接收装置接收，所得信号传递到信号处理器，测得x1、x2、x3、x4，完成测距工作；

步骤s5，电磁控制器二通电，电磁开关二受到电磁控制器二的磁力，向上运动，该管道打开；其他管路关闭不工作；根据测试需要，当测试对象采取的加热方式为燃料燃烧加热时，燃料源中的燃料控制单元开始工作，将燃料通入相应通道，燃料经过压力阀与燃料管汇后，进入燃料管道燃料通道，压力阀控制通过相应的通道后压力为0.2mpa；同时，鼓风机五向空气管道、与空气通中鼓入空气，将燃料管道燃料通道中的燃气鼓入点火装置中，进行打火，对篦条进行升温处理；而当测试对象采取的加热方式为电阻丝加热时，温度控制装置打开电阻丝，对篦条进行升温处理；燃烧后产生的废气通过气体集中装置、静电除尘器三、鼓风机四、净化器三排出升温系统；待升温过程完毕后，电磁控制器二断电，电磁开关二受重力作用，将管道关闭；在升温过程中，激光测距仪器一、激光测距仪器二、激光测距仪器三与激光测距仪器四开始工作，激光经各个激光测距仪器的激光发射装置发射后，分别通过透明陶瓷窗口一、透明陶瓷窗口二、透明陶瓷窗口三和透明陶瓷窗口四发射到篦条后返回，被各自的激光接收装置接收，所得信号传递到信号处理器，测得x1、x2、x3、x4，完成测距工作；

步骤s6，电磁控制器一通电，电磁开关一受到电磁控制器一的磁力，向上运动，该管道打开；同时，鼓风机一开始工作，向气体集中装置鼓入温度为冷空气，冷空气通过管道进入升温系统中，对篦条进行冷却；经过篦条后，空气分别通过气体接收器一、气压阀一、静电除尘器一、鼓风机二和净化器一排出升温系统中以及通过气体接收器二、气压阀二、静电除尘器二、鼓风机三和净化器二排出升温系统中；其中，气体接收器一与气体接收器二用于接受气体，当升温系统内气压达到0.3mpa时，气压阀一与气压阀二打开，气体进入静电除尘器一与静电除尘器二，进行静电除尘处理；同时，鼓风机二与鼓风机三开始工作，将气体排入和净化器一与净化器二，经过净化操作后，气体排出升温系统中；待干燥过程完毕后，电磁控制器一断电，电磁开关一受重力作用，将管道关闭；在冷却过程中，激光测距仪器一、激光测距仪器二、激光测距仪器三与激光测距仪器四开始工作，激光经各个激光测距仪器的激光发射装置发射后，分别通过透明陶瓷窗口一、透明陶瓷窗口二、透明陶瓷窗口三和透明陶瓷窗口四发射到篦条后返回，被各自的激光接收装置接收，所得信号传递到信号处理器，测得x1、x2、x3、x4，完成测距工作；

步骤s7，将激光测距系统在干燥、升温和冷却各个阶段测得的篦条的数据导出，得到热膨胀量变化曲线。

为了保证测试的精准性，升温系统中篦条的四周侧面和夹紧面外侧面在测试前均进行抛光处理。

该系统能将篦条在升温系统中夹装定位，并对带式焙烧机干燥、升温过程中篦条的热膨胀系数进行实时激光发射测量，接收有效数据，以得到带式焙烧机运行过程中篦条的热膨胀量，准确计算出实际运行中篦条的放置数量。这样可以有效避免篦条数量不准确导致的球团遗漏、篦条崩坏、台车受损等问题，大大提高了带式焙烧机运行阶段的安全性，减少了带式焙烧机的工作成本。

附图说明

图1为本发明所述的一种带式焙烧机用篦条热膨胀测试系统的总体结构示意图。

图2是本发明的进排气系统的结构示意图。

图3是本发明的升温系统的结构示意图1。

图4是本发明的升温系统的结构示意图2。

图5是本发明的激光测距与定位系统布置示意图。

图6是图5中a处定位部分局部放大示意图。

图7是本发明的激光测距仪器的结构示意图。

图8是本发明的篦条未定位示意图。

图9是本发明的篦条定位工作示意图。

图10是本发明的测距工作示意图。

图11是本发明的干燥阶段工作示意图。

图12是本发明的升温阶段工作示意图。

图13是本发明的冷却阶段工作示意图。

图中：1-进排气装置，101-电磁开关一，102-鼓风机一，103-电磁控制器一，104-气体集中装置，105-透明陶瓷窗口一，106-气体接收器一，107-气压阀一，108-静电除尘器一，109-鼓风机二，110-净化器一，111-净化器二，112-鼓风机三，113-静电除尘器二，114-气压阀二，115-气体接收器二，116-透明陶瓷窗口三，117-电磁控制器二，118-净化器二，119-鼓风机四，120-静电除尘器三，121-电磁开关二、122-透明陶瓷窗口二、123-透明陶瓷窗口四；

2-升温系统，201-包括篦条，202-点火装置，203-空气通道，204-温度控制装置，205-空气管道，206-鼓风机五，207-电阻丝、208-燃料通道、209-升温系统壁、210-燃料管汇、211-压力阀、212-煤气通道、213-煤粉通道、214-燃油通道、215-燃料源、216-燃料控制单元；

3-激光测距与定位系统，301-激光测距仪器一，302-激光测距仪器二，303-激光测距仪器三，304-激光测距仪器四，305-激光发射装置，306-激光接收装置，307-信号处理器、308-定位装置一、309-定位装置二、310-定位装置三、311-定位装置四、312-定位装置五、313-定位装置六、314-定位装置七、315-定位装置八、316-夹紧面、317-螺母与318-螺栓。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。

如图1所示，一种带式焙烧机用篦条热膨胀测试系统及其测试方法，其特征在于，测试系统包括进排气系统1、升温系统2、激光测距与定位系统3。

如图1、图2、图5所示进排气系统1包括电磁开关一101、鼓风机一102、电磁控制器一103、气体集中装置104、气体接收器一106、气压阀一107、静电除尘器一108、鼓风机二109、净化器一110、净化器二111、鼓风机三112、静电除尘器二113、气压阀二114、气体接收器二115、电磁控制器二117、净化器三118、鼓风机四119、静电除尘器三120、电磁开关二121；鼓风机一经带有电磁控制器一的电磁开关一接气体集中装置，气体集中装置对应接至篦条201下方升温系统腔，气体集中装置还经带有电磁控制阀二的电磁开关二通过静电除尘器三接鼓风机四，鼓风机四外接净化器三，升温系统腔的透明陶瓷窗口一一侧的上部外接带气压阀一的气体接收器一，气体接收器一通过静电除尘器一接鼓风机二，鼓风机二外接净化器一；升温系统腔的透明陶瓷窗口三一侧的上部侧壁外接带气压阀二的气体接收器二，气体接收器二通过静电除尘器二接鼓风机三，鼓风机三外接净化器二。

如图1、图3、图4、图5所示进排气系统1包括电磁开关一101、鼓风机一102、电磁控制器一103、气体集中装置104、气体接收器一106、气压阀一107、静电除尘器一108、鼓风机二109、净化器一110、净化器二111、鼓风机三112、静电除尘器二113、气压阀二114、气体接收器二115、电磁控制器二117、净化器三118、鼓风机四119、静电除尘器三120、电磁开关二121；鼓风机一经带有电磁控制器一的电磁开关一接气体集中装置，气体集中装置对应接至篦条201下方升温系统腔，气体集中装置还经带有电磁控制阀二的电磁开关二通过静电除尘器三接鼓风机四，鼓风机四外接净化器三，升温系统腔的透明陶瓷窗口一一侧的上部外接带气压阀一的气体接收器一，气体接收器一通过静电除尘器一接鼓风机二，鼓风机二外接净化器一；升温系统腔的透明陶瓷窗口三一侧的上部侧壁外接带气压阀二的气体接收器二，气体接收器二通过静电除尘器二接鼓风机三，鼓风机三外接净化器二。

如图1、图5、图6和图7所示所述激光测距与定位系统3包括激光测距仪器一301、激光测距仪器二302、激光测距仪器三303与激光测距仪器四304、激光发射装置305、激光接收装置306与信号处理器307、定位装置一308、定位装置二309、定位装置三310、定位装置四311、定位装置五312、定位装置六313、定位装置七314、定位装置八315，各个激光测距仪器均包含激光发射装置305、激光接收装置306与信号处理器307，八个定位装置每两个一组分别设置在透明陶瓷窗口一至四的两侧，每个定位装置均包含夹紧面316、螺母317与螺栓318，螺栓318螺纹穿接升温系统腔209，升温系统腔外的螺栓上旋接螺母，升温系统腔内的螺栓上连接用于抵紧篦条的夹紧面，激光测距仪器一301与激光测距仪器三303为整个测试系统长度方向对向布置在透明陶瓷窗口一与三的对应外侧，激光测距仪器二302与激光测距仪器四304为整个测试系统宽度方向对向布置在透明陶瓷窗口二与四的对应外侧；篦条201总体长度为x5，篦条201总体宽度为x6。

结合附图详细说明带式焙烧机用篦条热膨胀测试系统测试方法，其包含以下步骤：

步骤s1，测量篦条的总体长度x5与宽度x6，将篦条置放于升温系统中中，依次将定位装置一、定位装置二、定位装置三、定位装置四、定位装置五、定位装置六、定位装置七、定位装置八的螺栓深入升温系统中，将八个定位装置每两个的夹紧面内侧面分别与篦条的四侧面夹紧，并采用螺母旋紧将其固定好，避免篦条在升温系统中出现摆放歪斜的状况；

步骤s2，待篦条摆放完成后，将螺母松开，将定位装置一、定位装置二、定位装置三、定位装置四、定位装置五、定位装置六、定位装置七、定位装置八的螺栓旋开，直到夹紧面外侧面触及升温系统腔内壁，然后拧紧各个螺母；

步骤s3，将激光测距仪器一、激光测距仪器二、激光测距仪器三与激光测距仪器四固定在升温系统四侧，分别发射激光，激光经各个激光测距仪器的激光发射装置发射后，分别通过透明陶瓷窗口一、透明陶瓷窗口二、透明陶瓷窗口三和透明陶瓷窗口四发射到篦条后返回，被各自的激光接收装置接收，所得信号传递到信号处理器，测得激光测距仪器一与篦条最近端距离为x1，激光测距仪器二与篦条最近端距离为x2，激光测距仪器三与篦条最近端距离为x3，激光测距仪器四与篦条最近端距离为x4，完成初始测距工作；

步骤s4，开启实验整体装置，电磁控制器一通电，电磁开关一受到电磁控制器一的磁力，向上运动，该管道打开；同时，鼓风机一开始工作，向气体集中装置鼓入温度为350°c的干燥空气，干燥空气通过管道由气体集中装置进入升温系统中，对篦条进行干燥；经过篦条后，干燥空气分别通过气体接收器一、气压阀一、静电除尘器一、鼓风机二和净化器一排出升温系统中，通过以及气体接收器二、气压阀二、静电除尘器二、鼓风机三和净化器二排出升温系统中；其中，气体接收器一与气体接收器二用于接受干燥气体，当升温系统内气压达到0.3mpa时，气压阀一与气压阀二打开，气体进入静电除尘器一与静电除尘器二，进行静电除尘处理；同时，鼓风机二与鼓风机三开始工作，将气体排入和净化器一与净化器二，经过净化操作后，气体排出升温系统中；待干燥过程完毕后，电磁控制器一断电，电磁开关一受重力作用，将管道关闭；在干燥过程中，激光测距仪器一、激光测距仪器二、激光测距仪器三与激光测距仪器四开始工作，激光经各个激光测距仪器的激光发射装置发射后，分别通过透明陶瓷窗口一、透明陶瓷窗口二、透明陶瓷窗口三和透明陶瓷窗口四发射到篦条后返回，被各自的激光接收装置接收，所得信号传递到信号处理器，测得x1、x2、x3、x4，完成测距工作；

步骤s5，电磁控制器二通电，电磁开关二受到电磁控制器二的磁力，向上运动，该管道打开；其他管路关闭不工作；根据测试需要，当测试对象采取的加热方式为燃料燃烧加热时，燃料可选择燃油、煤粉、煤气中一种，燃料源中的燃料控制单元开始工作，将燃料通入相应通道，燃料经过压力阀与燃料管汇后，进入燃料管道燃料通道，压力阀控制通过相应的通道后压力为0.2mpa；同时，鼓风机五向空气管道、与空气通中鼓入空气，将燃料管道燃料通道中的燃气鼓入点火装置中，进行打火，对篦条进行升温处理；而当测试对象采取的加热方式为电阻丝加热时，温度控制装置打开电阻丝，对篦条进行升温处理；燃烧后产生的废气通过气体集中装置、静电除尘器三、鼓风机四、净化器三排出升温系统；待升温过程完毕后，电磁控制器二断电，电磁开关二受重力作用，将管道关闭；在升温过程中，激光测距仪器一、激光测距仪器二、激光测距仪器三与激光测距仪器四开始工作，激光经各个激光测距仪器的激光发射装置发射后，分别通过透明陶瓷窗口一、透明陶瓷窗口二、透明陶瓷窗口三和透明陶瓷窗口四发射到篦条后返回，被各自的激光接收装置接收，所得信号传递到信号处理器，测得x1、x2、x3、x4，完成测距工作；

步骤s6，电磁控制器一通电，电磁开关一受到电磁控制器一的磁力，向上运动，该管道打开；同时，鼓风机一开始工作，向气体集中装置鼓入温度为冷空气，冷空气通过管道进入升温系统中，对篦条进行冷却；经过篦条后，空气分别通过气体接收器一、气压阀一、静电除尘器一、鼓风机二和净化器一排出升温系统中以及通过气体接收器二、气压阀二、静电除尘器二、鼓风机三和净化器二排出升温系统中；其中，气体接收器一与气体接收器二用于接受气体，当升温系统内气压达到0.3mpa时，气压阀一与气压阀二打开，气体进入静电除尘器一与静电除尘器二，进行静电除尘处理；同时，鼓风机二与鼓风机三开始工作，将气体排入和净化器一与净化器二，经过净化操作后，气体排出升温系统中；待干燥过程完毕后，电磁控制器一断电，电磁开关一受重力作用，将管道关闭；在冷却过程中，激光测距仪器一、激光测距仪器二、激光测距仪器三与激光测距仪器四开始工作，激光经各个激光测距仪器的激光发射装置发射后，分别通过透明陶瓷窗口一、透明陶瓷窗口二、透明陶瓷窗口三和透明陶瓷窗口四发射到篦条后返回，被各自的激光接收装置接收，所得信号传递到信号处理器，测得x1、x2、x3、x4，完成测距工作；

步骤s7，将激光测距系统在干燥、升温和冷却s4-6各个阶段测得的篦条的数据导出，并结构s3步骤测得原始数据比较，得到热膨胀量变化曲线。

所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。