[发明专利]橡胶膜密封干式煤气柜活塞倾斜值确定装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于煤气柜领域，具体涉及一种橡胶膜密封干式煤气柜活塞倾斜值确定装置及方法。

背景技术

橡胶膜密封干式煤气柜广泛运用于钢铁企业副产煤气的回收储存，对于橡胶膜密封干式煤气柜来说，由于该种柜型的煤气柜的活塞在运行过程中处于漂浮状态，同时其自重很大，所以在恶劣工况下易发生活塞的倾斜情况，设计有效的活塞倾斜值确定方法可以对活塞的倾斜情况进行实时预警，方便操作人员了解活塞运行的状况，并采取进一步的控制措施。

现有的橡胶膜密封干式煤气柜倾斜测量装置主要采用了液位测量法，即通常在活塞上部设有由液体箱、环管、竖向标尺组成的水平测量仪，沿活塞环梁内侧圆周均布设有若干个刻度标尺，通过读固定在标尺边的玻璃管液位的刻度，人工计算出活塞倾斜值，同时也可以通过差压变送器等装置将液位信号传输到控制室，再通过程序计算，得到活塞的倾斜值和倾斜度。

上述橡胶膜密封干式煤气柜倾斜测量装置已经广泛应用在橡胶膜密封干式煤气柜上，但是实践证明其存在以下缺陷：1)用来显示液位的介质一般为水或油，两者介质均有显著缺陷，水易挥发，长期使用会流失严重，寒冷天气下更会冻结，无法起到显示的作用，油在寒冷季节流动性不佳，显示不够准确，同时容易污染活塞表面的工作环境，且难以清理；2)因为环管饶活塞几乎一整圈，管中不可避免会产生积垢，一旦堵塞将无法起到液位显示作用，进而也就无法表达活塞倾斜情况；3)测量用的液体介质流失后补充困难，需人工带入柜内添加，费时费力；4)采用压力变送器等信号传输装置的倾斜测量装置，变送器在长期使用的情况下需要经常维护，工作量巨大。

发明内容

本发明的目的是提供一种橡胶膜密封干式煤气柜活塞倾斜值确定装置及方法，将活塞尺寸和测得的高度变化结合空间几何知识即可求得初始活塞平面与实时活塞平面的夹角，结构简单、测量准确、免维护、不占用活塞工作空间、成本低。

本发明所采用的技术方案是：

一种橡胶膜密封干式煤气柜活塞倾斜值确定装置，包括信号处理设备、信号传输链路和三组活塞固定点高度检测机构，活塞固定点高度检测机构包括一端固定在不同的活塞固定点上且另一端向上伸出柜顶板后通过导轮换向竖直向下的钢绳、固定在钢绳伸出端的配重、竖直安装在柜侧板外壁上且与配重配合的导轨、设在柜侧板外壁上且位于导轨附近的高度刻线以及安装在配重上的指示箭头和照相机，照相机指向指示箭头与高度刻线且通过信号传输链路将信息传给信号处理设备，信号处理设备能够识别出指示箭头所在的刻度值并根据对应的三个活塞固定点高度和活塞尺寸计算出活塞倾斜值。

进一步地，高度刻线的量程等于活塞行程，起点为活塞落底时配重对应的位置、起点值为零，终点为活塞刚好启动放散时配重对应的位置、终点值为活塞行程的值，高度刻线从起点到终点均匀分布。

进一步地，高度刻线的最小刻度为0.1米以上1米以下的0.1米的任意整倍数。

进一步地，三个活塞固定点将活塞三等分。

一种基于上述橡胶膜密封干式煤气柜活塞倾斜值确定装置的活塞倾斜值确定方法，包括如下步骤：

1)以活塞落底时活塞环梁所在的水平面为基准面、以活塞环梁的中心为原点建立几何坐标系，确定三个活塞固定点的初始坐标；

2)活塞移动后，根据照相机拍摄的信息得到三个活塞固定点的实时坐标，实时坐标相对于初始坐标只有高度值发生改变；

3)通过三点式平面方程和三个活塞固定点的初始坐标表示出初始活塞平面的一般方程，通过三点式平面方程和三个活塞固定点的实时坐标表示出实时活塞平面的一般方程；

4)通过两个平面的夹角公式得到初始活塞平面和实时活塞平面的夹角，夹角值为活塞倾斜值。

本发明的有益效果是：

三个活塞固定点可以确定活塞平面，将活塞尺寸和测得的高度变化结合空间几何知识即可求得初始活塞平面与实时活塞平面的夹角，本发明与现有橡胶膜密封干式煤气柜活塞倾斜测量装置相比有以下优点：1)整个系统简单、测量准确，在正确安装的情况下，几乎可以免维护；2)不需要使用如何介质，不需要占用活塞工作空间；3)即使信号处理设备、信号传输链路或照相机出现故障，通过现场读取配重的高度，依然可以手动计算出活塞倾斜情况；4)成本低廉，几乎没用运行费用，可以在新建气柜上使用，已建成的气柜也方便独立添加使用。

附图说明

图1是现有橡胶膜密封干式煤气柜的示意图。

图2是本发明实施例的示意图。

图3是本发明实施例的原理图。