本发明专利技术涉及一种用于测量回转窑(30)中的温度的装置(10)，固体材料通过所述回转窑(30)被加热至升高的温度。所述装置(10)具有驱动器(20)以及具有用来固定热电偶(12)的装置的长条形中空体(11)，其中所述驱动器(20)和所述长条形中空体(11)被安装成使得它们与所述回转窑(30)共同旋转。所述驱动器(20)可以使所述长条形中空体(11)与所述热电偶(12)一同通过开口(31)运动进入和离开回转窑内部(32)，以在操作期间测量所述回转窑(30)内部的温度。
Temperature measurement for automatic quick response of rotary kiln
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于回转窑的自动快速响应的温度测量
本专利技术涉及一种用于测量回转窑中的温度的装置，材料通过所述回转窑被加热至升高的温度。本专利技术还涉及一种配备有所述装置的回转窑以及用于在现场测量所述回转窑的内部温度的工艺。
技术介绍
温度测量对于每个工艺控制都特别地重要。尤其是对于连续工艺来说，这些测量必须为具有位置和时间分辨率。对于回转窑(一种用来在连续工艺中在高温至极高温下对固体材料进行热处理(煅烧或直接还原)的高温冶金加工装置)来说，这样的测量特别具有挑战性。通常，已经使用被紧固至窑外壳并且随着窑旋转的热电偶(主要是热电高温计)。如例如在DE1473305中所公开的，辐射高温计被固定于窑外壳上。进一步，可以在回转窑的操作期间手动地使热电偶运动进入和离开回转窑的内部。为了快速响应的温度测量(确定精确的气体温度和固体材料温度、动态休止角以及填充度所需的)，必须插入具有非常低的寿命的几乎不受保护的热电偶。根据现有技术，在操作期间在回转窑处手动地执行用于快速响应的温度测量的热电偶的安装和移除程序。由于窑的旋转运动，这给操作人员造成许多受伤的风险，并且因此根据当前的职业健康和安全法规不再为可接受的。操作人员必须在窑继续旋转时进行以下工作步骤以进行一次测量：1.打开凹窝(被用暗盖封闭)2.打破炉瘤(非常关键的步骤)3.测量炉瘤厚度(用于正确地测量深度)4.通过夹紧用凸缘将卡口配件固定于保护管(包含热电偶)处5.将保护管安装于窑处并且用卡口配件进行固定6.将热电偶连接至测量电缆7.测量温度8.在窑外壳处使热电偶与测量电缆分离9.移除保护管10.用暗盖封闭凹窝最关键的步骤是打破窑内部的炉瘤。根据工艺参数以及窑中的位置，它们可能非常硬且厚。总结起来说，该程序期间的问题是确保工作安全性。操作人员必须在旋转的且热的窑外壳处工作。热材料以及具有高的一氧化碳含量的热气体可能从打开的凹窝逸出。这些状况导致受伤和健康问题的高风险。
技术实现思路
因此，本专利技术所基于的目的是提供一种用于在回转窑中进行现场温度测量的装置，其对于操作人员而言具有增加的安全性。通过具有权利要求1的特征的装置解决该任务。本专利技术提供一种用于测量回转窑中的温度的装置，材料通过所述回转窑被加热至升高的温度。作为本专利技术的基本部分，所述装置具有驱动器以及带有用来固定热电偶的机构的长条形中空体。所述驱动器和所述长条形中空体被安装成使得它们与所述回转窑共同旋转。进一步，所述驱动器可以使所述长条形中空体与热电偶一同通过开口运动进入和离开所述回转窑的内部，以在操作期间测量所述回转窑内部的温度。结果，本专利技术提供的优点在于，在操作期间，亦即在窑旋转的情况下，不必在窑处进行手工作业。这增加工作安全性，因为可能容易地从控制室执行测量程序。此外，由于较少的准备工作以及较简单的测量执行，每时间单位可能进行更多的测量，这使得在回转窑中进行更好的工艺控制。最后，自动化降低人员成本。利用自动化的从动装置，可以应用测量点的有规律的清洁间隔。为了实现这种清洁，使长条形中空体运动进入和离开窑，仅仅为了在炉瘤层可能导致问题或堵塞之前打破炉瘤层。另外，整个装置可以在窑的旋转中断的短的时间段期间被手动地从窑外壳移出并且由另一个装置替换。这使维护和维修工作非常容易且舒适，而无需使窑长时间停止。优选的是，所述长条形中空体为管状和/或所述热电偶可以被安装成使得它的测量末端从所述长条形中空体突出。所述热电偶测量末端从所述长条形中空体延伸对于回转窑中的快速响应的温度测量特别地重要，因为已经发现所述回转窑的下部部分中的固体材料和所述回转窑的上部部分中的气体(在固体材料上方的所谓的出水高(freeboard))具有不同的温度。仅仅在温度测量的响应速度较高的情况下，可以在一次旋转内检测到精确的固体材料温度和气体温度。另外，可以通过一次旋转期间的温度曲线的突然的变化来确定材料的位置(动态休止角和填充度)(参见图5)。如果所述测量末端被覆盖有保护层(如保护管和/或长条形中空体)，则可能无法检测到这样的突然的变化，这就是为什么所述测量末端在测量期间必须为无屏蔽的或仅仅受到非常弱的保护。在本文中，优选的是，所述热电偶被设计成使得它可以独立于所述长条形中空体运动进入和离开所述长条形中空体。由此，所述长条形中空体可以被完全单独地使用，从而将热电偶的测量末端屏蔽于内部，以在通过借助于机械致动器使所述热电偶的测量末端移动通过所述长条形中空体而进行测量之前,穿过所述回转窑的内径上的炉瘤打破一个孔。这样，保护所述测量末端免于损坏。为了更好地冲破炉瘤，本专利技术的有利实施例设置成，所述长条形中空体在指向所述回转窑的一侧处成锥形。还优选的是，所述长条形中空体由耐热钢制成，以确保同等程度的热稳定性和机械稳定性。此外，在所述长条形中空体与所述热电偶之间设置另外的保护管，以另外保护和稳定所述热电偶。此外，优选的是，所述长条形中空体被安装成使得在待机位置中，它保护所述热电偶免受由所述回转窑内部的固体材料所引起的磨损以及高温/温度变化。在另一个优选实施例中，用于所述长条形中空体的驱动器以及用于所述热电偶的致动器被设计成电动马达，其可以被非常容易地操作。在一个特别优选的实施例中，通过滑环将电力供应至所述回转窑的圆柱形外壳。在许多回转窑应用中，那些滑环已经由于其它目的而存在，并且因此也可以被用于所述长条形中空体的驱动器以及所述热电偶的致动器。在一个特别实用的设计中，通过至少一个、优选地两个蜗轮将所述驱动器的运动传递至所述长条形中空体和/或所述热电偶，所述蜗轮由蜗杆驱动并且在螺纹主轴上上下运动。使用两个平行的主轴具有引导运动的优点。使用蜗杆和蜗轮具有另外的自动锁定效果的优点。然而，带有额外的引导件的一个主轴也是可能的。也可以使用另一齿轮类型，例如带有小齿轮的齿条，联接器机构或液压系统。如上所述，对于所要求的短的响应时间而言必要的是，使用没有任何抗磨损和热冲击保护的热电偶。这使这些热电偶的耐久性非常低并且使用寿命非常有限。因此，在操作期间必须频繁度更换热电偶。根据本专利技术，描述两种不同的热电偶互换方式：a)半自动解决方案，根据所述半自动解决方案，所述回转窑仅仅必须停止非常短的时间，并且手动地更换所述热电偶连同它的保护管；b)全自动解决方案，根据所述全自动解决方案，通过安装于窑外壳上的机械驱动器进行所述热电偶连同它的保护管的更换；在所述回转窑的操作期间，自动地执行损坏的热电偶的移除程序以及新的热电偶的安装程序。在两种情况下，所述回转窑内部的在所述热电偶前面的炉瘤将被长条形中空体自动地打破，而无需任何人工互动，并且所述热电偶将在测量位置与待机位置之间自动地运动。在两种情况下，必须停止所述回转窑以在磨损或损坏的情况下手动地更换所述长条形中空体。然而，根据本专利技术，用卡口配件固定所述长条形中空体以进行快速的手动的更换。在全自动解决方案的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于测量回转窑(30)中的温度的装置(10)，固体材料穿过所述回转窑(30)被加热至升高的温度，所述装置(10)的特征在于驱动器(20)以及带有用来固定热电偶(12)的机构的长条形中空体(11)，其中所述驱动器(20)和所述长条形中空体(11)被安装成使得它们与所述回转窑(30)共同旋转，并且使得所述驱动器(20)能使所述长条形中空体(11)与所述热电偶(12)一同通过开口(31)运动进入和运动离开所述回转窑的内部(32)，以在操作期间测量所述回转窑(30)内部的温度。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170831 DE 102017119989.61.一种用于测量回转窑(30)中的温度的装置(10)，固体材料穿过所述回转窑(30)被加热至升高的温度，所述装置(10)的特征在于驱动器(20)以及带有用来固定热电偶(12)的机构的长条形中空体(11)，其中所述驱动器(20)和所述长条形中空体(11)被安装成使得它们与所述回转窑(30)共同旋转，并且使得所述驱动器(20)能使所述长条形中空体(11)与所述热电偶(12)一同通过开口(31)运动进入和运动离开所述回转窑的内部(32)，以在操作期间测量所述回转窑(30)内部的温度。
2.根据权利要求1所述的装置(10)，其特征在于，所述长条形中空体(11)为管状，并且所述热电偶(12)能通过致动器(25)移动，以使得它的温度敏感末端(13)从所述长条形中空体(11)突出。
3.根据权利要求1或2所述的装置(10)，其特征在于，带有保护管(14)的热电偶(12)被设计成使得它能独立于所述长条形中空体(11)运动进入和运动离开，以更好地保护所述热电偶(12)。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的装置(10)，其特征在于，所述长条形中空体(11)在指向所述回转窑(30)的一侧处成锥形。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的装置(10)，其特征在于，所述驱动器(20)为电动马达。
6.根据前述权利要求中的任一...
【专利技术属性】
技术研发人员：N·厄特尔，E·施密特，A·舒拉寇克拉斯，L·福马内克，
申请(专利权)人：奥图泰芬兰公司，
类型：发明
国别省市：芬兰;FI
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