Устройство для измерения уровня пода камеры коксования
APPARATUS FOR MEASURING THE HEARTH LEVEL OF THE COKING CHAMBER

Предлагаемое изобретение относится к средствам измерения уровня, в частности к устройству для измерения уровня пода в камерах коксования.
Известен уровень строительный см. патент РФ на изобретение №2312307 М. кл. G01C 9/18 выполненный в виде вогнутой полусферы, изготовленной из прозрачной пластмассы. На внутреннюю поверхность полусферы нанесены концентрические круги, соответствующие углам наклона в 30, 45 и 60° и две линии, расположенные под углом в 90° по отношению друг к другу. Внутри полусферы находится шарик из немагнитного материала. Полусфера крепится к Г-образному основанию.
Уровень устанавливается на измеряемую плоскость. По степени отклонения шарика или пузырька воздуха от центра пересечения двух и более линий определяют положение данной плоскости в пространстве. Если отклонение шарика или пузырька воздуха составляет 0°, то данная плоскость строго горизонтальная. Если шарик или пузырек воздуха отклонился от центра на какое-то расстояние, то, используя концентрические круги уровня, можно довольно точно определить угол наклона данной плоскости, а, учитывая нахождение шарика или пузырька воздуха в одном из секторов уровня, можно определить направление наклона.
К недостаткам известного строительного уровня можно отнести ограниченные технологические возможности, связанные с возможностью определения уровня только в конкретном месте расположения уровня, а также недостаточная точность измерения уровня при наклонах плоскости измерения.
Известен более совершенный уровень - лазерный нивелир, см. патент РФ на полезную модель №103185 - прототип, использующий световую плоскость и возможность переноса отметок в горизонтальных и вертикальных плоскостях. Нивелир содержит платформу с установленными на ней источниками лазерного излучения, призмами разложения лучей лазера в плоскость и лазерным отвесом, систему питания и управления, узел крепления на штатив (стойка, опора) через центр которого проходит оптическая ось лазерного отвеса. Источники лазерного излучения, призмы разложения лучей лазера в плоскость объединены в один излучающий модуль, снабженный корпусом, внутри которого дополнительно установлены механизм точной установки горизонтального уровня. Дополнительная система питания и управления, дополнительная самовыравнивающая платформа для установки источников лазерного излучения и призм разложения лучей лазера в плоскость, а лазерный отвес с самовыравнивающей платформой, система питания и управления и узел крепления на штатив объединены в крепежный модуль, снабженный корпусом, при чем корпус, по меньшей мере, одного излучающего модуля и корпус крепежного модуля выполнены с возможностью соединения излучающего модуля с крепежным модулем и с возможностью соединения с, по меньшей мере, одним дополнительным излучающим модулем.
К недостаткам известного нивелира-уровня можно отнести сложность конструкции и ограниченные технологические возможности, связанные с неточностью определения уровня в связи с поиском точки на наклонной поверхности по которой определяется уровень.
Измерение уровня пода камер коксования относительно путей коксовых машин необходимо выполнять достаточно быстро, чтобы не снизить температуру камеры и не перегреть элементы конструкции измерительного прибора, поэтому простыми измерительными приборами измерить уровень пода не получается, так как измерения необходимо выполнять с более низкого уровня чем уровень пода камеры и в глубину камеры коксования при высокой температуре внутри камеры. Поскольку уровни пода вследствие эксплуатации камер коксования, оказываются на разных уровнях в пределах от минус 10 мм до 35 мм, а загрузить угольный уплотненный трамбованием пирог нужно без его разрушения, поэтому механизм коксовой машины - загрузочный поддон выставляется под существующий уровень пода каждой камеры коксования.
Техническим результатом предполагаемого изобретения является устранение недостатков прототипа, в частности повышение технологических возможностей устройства, связанных с повышением точности замера уровня в конкретной точке поверхности пода камеры коксования со снижением времени воздействия температуры камеры коксования на точность измерения.
Поставленный технический результат достигается использованием сочетания общих с прототипом известных признаков, включающих средство для измерения уровня, установленное на регулируемой по высоте стойке и новых признаков, заключающихся в том, что средство для измерения уровня пода, смонтированное на регулируемой по высоте стойке, выполнено в виде лазерного уровнемера, снабженного выдвигаемой в область замера уровня пода горизонтально расположенной штангой, на краю которой смонтирована мишень с упором о поверхность пода, выполненная в виде прорези на внутренней поверхности тыльной стороны теплоизоляционного короба, при этом регулируемая по высоте стойка связана с основанием при помощи винтового регулируемого соединения.
Лазерный уровнемер снабжен гироскопом, обеспечивающим нахождение уровнемера в период измерений в горизонтальной плоскости и ограничен от теплового воздействия камеры коксования теплоизоляционным коробом, открытым в сторону мишени.
Мишень, смонтированная на выдвигаемом крае штанги, снабжена защитой от теплового излучения камеры коксования, выполненной в виде короба, футерованного теплоизоляционным материалом и открытого в сторону лазерного уровнемера.
Новизной предлагаемого устройства для измерения уровня пода камеры коксования является выполнение средства для измерения уровня пода, смонтированного на регулируемой по высоте стойке, в виде лазерного уровнемера, снабженного выдвигаемой в область замера уровня пода горизонтально расположенной штангой, на краю которой смонтирована мишень с упором о поверхность пода, выполненная в виде прорези на внутренней поверхности тыльной стороны теплоизоляционного короба, при этом регулируемая по высоте стойка связана с основанием при помощи винтового регулируемого соединения.
Так, выполнение средства для измерения уровня пода, смонтированного на регулируемой по высоте стойке, в виде лазерного уровнемера, снабженного выдвигаемой в область замера уровня пода горизонтально расположенной штангой, позволяет осуществлять замеры уровня поверхности в любой точке пода, находящейся в пределах длины горизонтально расположенной штанги. Измерения проводят в наиболее характерной точке пода, расположенной для данных камер коксования на расстоянии в два с половиной метра.
Наличие на краю штанги мишени с упором о поверхность пода, выполненной в виде прорези на внутренней поверхности тыльной стороны теплоизоляционного короба позволяет более точно осуществить настройку и установку лазерного уровнемера и быстро определить уровень поверхности пода.
Взаимосвязь регулируемой по высоте стойки с ее основанием при помощи винтового регулируемого по высоте соединения позволяет поворотом винтового соединения точно установить лазерный уровнемер на требуемой высоте по отношению к горизонтали и к прорези мишени, опирающейся о под камеры коксования при помощи упора.
Признаки наличия у лазерного уровнемера гироскопа, обеспечивающего нахождение уровнемера в период измерений в горизонтальной плоскости и ограничение от теплового воздействия камеры коксования теплоизоляционным коробом, открытым в сторону мишени, а также наличие у мишени, смонтированной на выдвигаемом крае штанги, защиты от теплового излучения камеры коксования, выполненной в виде короба, футерованного теплоизоляционным материалом и открытого в сторону лазерного уровнемера - являются признаками дополнительными раскрывающими конкретное выполнение основных признаков и способствуют достижению поставленного технического результата.
Проведенный в процессе подготовки заявочных материалов патентно-информационный поиск, сочетания предложенных известных и новых признаков предполагаемого изобретения в патентной и научно-технической литературе - не выявил, что позволяет отнести признаки к обладающими новизной.
Поскольку предложенное сочетание признаков не известно из существующего уровня техники и позволяет получить более высокий и даже неожиданный технический результат, то предлагаемые существенные признаки можно признать соответствующими критерию - изобретательский уровень.
Описание осуществления предлагаемого устройства и проведенные опытные работы позволяют отнести предложенное техническое решение к промышленно выполнимым.
На фиг. 1 схематично представлено предлагаемое устройство, установленное на обслуживающей площадке перед камерой коксования, вид сбоку.
На фиг. 2 схематично показано вид на камеру коксования со стороны лазерного уровнемера.
Предлагаемое устройство для измерения уровня пода 1 камеры коксования 2 состоит из стойки 3 с резьбовым механизмом 4 регулирования высоты расположения лазерного уровнемера 5, снабженного горизонтально расположенной выдвигаемой штангой 6 со смонтированной на ее крае мишенью 7. Лазерный уровнемер 5 и мишень 7 установлены в теплоизоляционных коробах 8 и 9, при этом в коробе 8 лазерного уровнемера 5 в сторону мишени 7 для луча лазера выполнена прорезь 10, а коробе 9 мишени 7, сторона обращенная к лазерному уровнемеру 5 выполнена открытой. На выдвигаемом крае штанги 6 под мишенью 7 смонтировано два упора-ограничителя, один 11 обеспечивает надежный упор штанги о под камеры коксования, а второй упор 12 ограничивает выдвижение штанги в глубь камеры коксования 2. Анкерные колонны 13 расположены по обе стороны лазерного уровнемера 5. Луч лазерного уровнемера по окончании замера уровня пода 1 проходит по пунктирной линии 14. Стойка 3 установлена на обслуживающей площадке 15. Лазерный уровнемер снабжен гироскопом. По меткам 16 на анкерных колоннах 13 оператор загрузки уплотненного пирога шихты ориентируется, определяя уровень подъема пирога.
Устройство для измерения уровня пода камеры коксования работает следующим образом:
После выдачи (выталкивания) кокса из камеры коксования 2, штанга 6 заводится в полость камеры коксования 2 на глубину 2,0 - 2,5 метра. Глубина выдвижения штанги в полость камеры коксования 2 определяется упором-ограничителем 12. На свободном краю штанги 6 под лазерным уровнемером 5 установлена стойка 3 с винтовым механизмом подъема 4. Включается лазерный уровнемер и гироскоп. Луч лазерного уровнемера 5 через прорезь 10 идет в сторону мишени 7. При этом первоначально луч лазера может не совпадать с мишенью 7. Путем поднятия или опускания края штанги с лазерным уровнемером при помощи стойки 3 с винтовым механизмом 4 регулирования высоты, луч лазера совмещают с прорезью мишени 7 и на анкерной колонне 13 делается метка по горизонтальному лазеру. Затем по меткам осуществляется геодезическая съемка и определяется высота уровня пода относительно путей коксовых машин. При выталкивании уплотненного трамбованием пирога угольной шихты из короба, в котором происходило уплотнение шихты, оператор ориентируется на замеренный уровень пода камеры коксования. При этом выталкиваемый пирог шихты не разрушается и при подаче доходит до дальней боковой стенки камеры коксования.
В настоящее время на предприятии изготовлен опытный образец предлагаемого устройства для измерения уровня пода камеры коксования и проведены первые испытания, показавшие положительные результаты.
По итогам комплексных испытаний будет принято решение о более широком использовании предлагаемого устройства.