用于測量焦爐的內部氣體壓力的設備、相關的焦爐系統和方法與流程
1.本發明的技術領域是焦爐內部氣體壓力測量的領域。
2.本發明主要涉及包括用于測量焦爐的內部氣體壓力的探頭的特定布置的設備。
背景技術：
3.在采用高爐路線的鋼鐵生產中，焦炭是必要的，因為焦炭被用作煉鐵高爐中的燃料源。
4.焦炭是通過在作為隔熱室的所謂的“焦爐”中將煤加熱至非常高的溫度、通常約為1000℃來制造的。在煤的燒制期間，煤混合物中的有機物質會蒸發或分解，產生煤氣和煤焦油(用于工業和醫藥的濃稠深液體)。一些焦爐制造成收集這些副產物以供以后使用(“副產物”爐類型)，而一些焦爐使副產物燃燒以向焦爐供熱。
5.在煤轉化為焦炭期間，煤混合物在連續的塑性階段期間軟化。由于爐的加熱，在焦化期間會出現兩個平行的塑性層，并且在若干小時后、大約13小時之后，這兩個層會發生連結。此時，焦爐內部的氣體壓力達到最大并且可能會發生爐壁損壞。在常規頂部裝料條件下測量的給定煤的內部氣體壓力也可能在煤料已致密且煤料體積密度已增加之后增加，即當采用油添加技術或沖壓裝料方法時或者當爐料的水分和/或晶粒尺寸上的變化導致煤體積密度變化時增加。此外，碳化率對內部氣體壓力的測量值有影響。
6.對工業焦爐內部的氣體壓力的測量——也稱為內部氣體壓力測量的——是獲得有關煤料膨脹行為的實驗數據從而防止由于由煤在焦炭生產周期中產生的超壓而導致的潛在的爐壁損壞或操作失敗所帶來的威脅的很少可能性中的一種可能性。
7.氣體壓力探頭是管，這些管在一個端部處具有擠壓的水平或豎向的梢部或者封閉的梢部，并且具有位于管的梢部處的一系列孔或狹縫。這些探頭基于與皮托管(pitot tube)相同的原理。一些工廠使用雙管探頭或甚至三管探頭。探頭從爐的焦炭側或推進器側插入到爐料中。
8.已知的氣體壓力測量探頭包括壓力傳感器，該壓力傳感器提供連續的電信號，然后這種信號被發送至記錄器。
9.具有擠壓梢部的探頭的僅有優點是它們的制造成本低，但是當探頭被插入或在使用中時，煤可能會堵塞探頭的梢部，然后探頭變得能夠提供可靠的壓力測量。
10.遇到的另一個問題可能與探頭的長度有關聯，例如一些探頭的長度超過3米，這使得這些探頭在爐的幾何中心中的定位難以實現。這種居中是非常重要的，因為沒有很好居中的探頭可能會提供錯誤的測量。
11.即使當探頭很好地定位在焦爐的幾何中心處時，也可能出現另一個問題：焦爐的被加熱的壁并非具有相同的溫度。在這種情況下，煤料的熱中心與焦爐的幾何中心不對應，并且因此探頭不能很好地定位。這也可能導致內部氣體壓力的錯誤測量。
12.為了解決這個問題，開發了下述裝置：該裝置包括彼此保持恒定距離的三個探頭。
三個探頭的使用允許觀察到幾乎總是不同的三個壓力峰。僅考慮最高峰，最高峰由最靠近裝料焦爐的熱中心的探頭測量，從而降低了錯誤測量的風險。例如，在公開kr1007117810000中描述了這種構型，其中，三個探頭規則地布置在斜線上，中心探頭比其他探頭長。
13.圖1示出了使用已知的三探頭設計獲取的工業焦爐內部的內部氣體壓力和溫度的測量結果。溫度由插入每個探頭內部的熱電偶測量。三個探頭中的每個探頭的氣體壓力由三個壓力傳感器測量，每個探頭對應一個壓力傳感器。三個內部氣體壓力曲線示出了由各個傳感器測量的三個不同的壓力峰)。如前所述，三個壓力峰11、12和13具有不同的值。與由第一峰11所達到的最高壓力對應的第一峰值約為10.8kpa，第二峰值約為12kpa并且第三峰值約為14.4kpa。僅考慮對應于第三峰13的最高峰值。使用已知的三探頭設計，測得的最大壓力為14.4kpa，考慮到該最大壓力可能對焦爐造成的損害，這并不被認為是可能有危險的。這三個峰在時間上略有偏離，這是探頭居中不良的特征。此外，如圖1所示，溫度曲線示出了也是居中不良的結果的兩個拐點14和15。
14.三探頭設計的另一個缺點是三個探頭必須彼此保持恒定距離。為此，例如需要將三角形金屬間隔件焊接至探頭。該焊接步驟損壞或至少削弱了探頭的結構。此外，探頭在爐中會受到極熱的影響，并且探頭主要在與間隔件的焊接點處失真。一個探頭的失真與另一個探頭的失真是不一樣的，這會在壓力測量中引入偏差。然后失去了擁有若干探頭的益處。
15.因此，需要提供一種允許在碳化循環期間測量煤料內部的氣體壓力的解決方案，該解決方案是耐熱的、可靠的并且易于插入和居中的。
技術實現要素：
16.根據本發明的第一方面，該需要通過提供下述設備來滿足：該設備包括接納至少三個探頭的導引件，每個探頭連接至壓力傳感器，并且其中，所述導引件具有圓形橫截面，從而形成管狀導引件。
17.導引件允許提高探頭的耐熱性和插入爐內部的容易性。本發明首先允許提供比現有技術的已知設備更耐熱的設備。實際上，導引件有利地為探頭增加了抵擋焦爐熱量的保護層。因此，與現有設備相反，探頭失真得較小并且可以重復使用若干次。由于存在導引件，測量得到改善，探頭必須面對的失真越小，測量越好。
18.此外，導引件的管狀形狀有助于在焦爐內部容易地導引探頭并且使探頭在從一個焦爐至另一個焦爐時具有相同的定位。由于本發明，測量結果是精確的，因為探頭比現有技術中的探頭失真得較小并且居中得較好。
19.單獨考慮或根據其任何技術上可能的組合考慮，根據本發明的第一方面的設備還可以具有以下特征中的一個或更多個特征：
[0020]-管狀導引件接納三個壓力探頭，所述三個壓力探頭以等腰三角形的形狀布置。
[0021]-導引件將探頭保持為三角形形狀，以更精確地測量焦爐內部的壓力。實際上，三角形形狀允許使探頭更好地居中，并且允許在爐料的真實熱中心周圍精確地測量，而不僅僅是在焦爐的幾何中心處進行測量。此外，等腰三角形的特定形狀允許避免探頭之間的有害干擾。
[0022]-壓力探頭中的每個壓力探頭彼此縱向地偏離。
[0023]-管狀導引件構造成通過包括兩個端部和兩個封閉部分來接納、導引和保持三個壓力探頭，每個封閉部分構造成對管狀導引件的兩個端部中的一端部進行封閉，每個封閉部分包括以等腰三角形的形狀布置的三個通孔。
[0024]-封閉部分是被穿孔以形成通孔的壁，每個壁焊接至管狀導引件的兩個端部中的一端部。
[0025]-替代性地，兩個封閉部分中的一個封閉部分是被穿孔以形成通孔并且焊接至管狀導引件的兩個端部中的一端部的壁，并且其中，兩個封閉部分中的另一封閉部分是包括梢部的錐形件，該錐形件被穿孔以形成通孔并且具有圓形周緣，該圓形周緣被氣密地焊接至管狀導引件的兩個端部中的另一端部，使得錐形件的梢部在管狀導引件的外部延伸。
[0026]-至少一個熱電偶插入到三個壓力探頭中的至少一個壓力探頭中。
[0027]-壓力探頭中的每個壓力探頭的前部部分包括至少兩個面向彼此的狹縫。
[0028]-壓力探頭中的每個壓力探頭的前部部分包括具有錐形形狀的封閉端部。
[0029]-每個壓力傳感器經由至少一個橡膠管連接至對應壓力探頭的后部部分。
[0030]
本發明的第二方面涉及一種焦爐，該焦爐包括至少一個孔，用于測量所述焦爐的內部氣體壓力的設備穿過該孔，該設備包括接納至少三個壓力探頭的導引件，每個壓力探頭從后部部分延伸至前部部分，并且每個壓力探頭都連接至壓力傳感器，其中，所述導引件具有圓形橫截面，從而形成管狀導引件，該管狀導引件水平地插入，使得至少三個壓力探頭中的每個壓力探頭的前部部分位于焦爐內部并且至少三個壓力探頭中的每個壓力探頭的后部部分位于焦爐外部。
[0031]
單獨考慮或根據其任何技術上可能的組合考慮，根據本發明的第二方面的焦爐還可以具有以下特征中的一個或更多個特征：
[0032]-管狀導引件接納三個壓力探頭，所述三個壓力探頭以等腰三角形的形狀布置。
[0033]-壓力探頭中的每個壓力探頭的前部部分包括至少兩個面向彼此的狹縫。
[0034]-該設備的壓力探頭中的每個壓力探頭的前部部分包括具有錐形形狀的封閉端部。
[0035]-每個壓力傳感器經由至少一個橡膠管連接至對應壓力探頭的后部部分。
[0036]
本發明的第三方面涉及一種用于測量焦爐的內部氣體壓力的系統，該系統包括：
[0037]-至少一個上述設備，
[0038]-至少一個傳輸模塊，該傳輸模塊配置成傳輸由三個壓力傳感器中的每個壓力傳感器生成的至少一個信號，
[0039]-至少一個記錄模塊，該記錄模塊配置成記錄從傳輸模塊接收的壓力信號。
[0040]
單獨考慮或根據其任何技術上可能的組合考慮，根據本發明的第一方面的系統還可以具有以下特征中的一個或更多個特征：
[0041]-傳輸模塊配置成對壓力信號進行無線傳輸。
[0042]-本發明的第三方面涉及一種用于制造根據本發明的第一方面的設備的方法，該方法包括以下步驟：
[0043]-對壁進行穿孔以形成至少三個通孔，
[0044]-將壁焊接至管狀導引件的兩個端部中的一端部的周緣，
[0045]-對錐形件進行穿孔，該錐形件至少包括具有圓形周緣的錐形壁，執行穿孔以在錐
形壁中形成三個通孔，
[0046]-執行將錐形件的錐形壁的圓形周緣氣密地焊接至管狀導引件的兩個端部中的另一端部的周緣，使得錐形件的梢部在管狀導引件的外部延伸并且使得錐形件的通孔的布置與壁的通孔的布置相匹配，
[0047]-將至少三個探頭插入到管狀導引件中，每個探頭插入穿過壁的通孔中的一個通孔并且穿過錐形件的通孔中的與壁的已由探頭插入穿過的所述一個通孔相匹配的一通孔，
[0048]-執行將探頭氣密地焊接至錐形件。
[0049]
有利地，存在三個通孔，并且三個通孔中的一個通孔偏離三個通孔中的另外兩個通孔在其上對準的線性軸線，并且三個通孔中的一個通孔與三個通孔中的這兩個通孔等距，以使通孔以等腰三角形的形狀布置。
[0050]
由于所有探頭具有不同的長度，它們不會相互作用，因此有利地允許具有更精確的測量。
[0051]
由于導引件的封閉部分包括用于插入探頭的孔，因此導引件還允許不必將探頭焊接至間隔件以使探頭彼此之間保持恒定距離。由于錐形件對導引件的位于焦爐內部的端部進行封閉，并且由于氣密的焊接，因此還防止設備的該區域的堵塞并且增強了在焦爐內部的插入。
[0052]
最后，在本發明中，易于使焦爐適于使用該設備，因為只需要在焦爐的門上制造與導引件的直徑相同大小的孔。
附圖說明
[0053]
本發明的其他特征和優點將根據下面參照附圖通過指示而非限制的方式給出的本發明的描述而變得清楚，在附圖中：
[0054]-圖1示出了使用現有技術的三探頭設計獲取的工業焦爐內部的內部氣體壓力和溫度的測量結果，
[0055]-圖2是根據本發明的設備的實施方式的示意圖，
[0056]-圖3是根據本發明的設備的壓力探頭的橫截面圖，
[0057]-圖4是根據本發明的設備插入到焦爐中時的側視圖，
[0058]-圖5a和圖5b示出了根據本發明的設備的導引件的錐形端部，
[0059]-圖6是根據本發明的系統的示意圖，
[0060]-圖7是根據本發明的設備的制造方法的示意圖，
[0061]-圖8示出了使用根據本發明的設備獲取的工業焦爐內部的內部氣體壓力和溫度的測量結果。
[0062]
為了清楚起見，相同或相似的元件在所有附圖中由相同的附圖標記標示。
具體實施方式
[0063]
圖2是根據本發明的設備的實施方式的示意圖。
[0064]
在圖2中表示的根據本發明的設備20包括三個壓力探頭21、22和23以及管狀導引件24。
[0065]
設備20允許測量焦爐的內部氣體壓力。如現有技術中所解釋的，主要目標是在將
煤加熱成焦炭期間測量裝料焦爐的最大內部氣體壓力，以防止對焦爐本身造成任何損壞。
[0066]
設備20有利地包括管狀導引件24，管狀導引件24包括兩個相反的端部2411和2412、兩個封閉部分242和243以及管狀本體241。
[0067]“管狀”是指具有帶有兩個圓形敞開端部2411和2412的圓形橫截面。導引件24的管狀形狀允許設備20容易地插入焦爐內部、容易地適應任何焦爐、以及使設備20在焦爐內部良好地居中以用于精確測量。這通過具有圓形截面來獲得，該圓形截面還允許具有有利于測量的探頭的特定布置。在以下描述中進一步描述了這種布置。
[0068]
當設備20插入到焦爐中時，端部2422位于焦爐內部，封閉部分242也位于焦爐內部。
[0069]
根據該實施方式，設備20包括三個壓力探頭21、22和23。探頭是用于測量環境內部的物理量的裝置。例如，壓力探頭是用于測量壓力的裝置。在根據本發明的設備20中，壓力探頭21、22和23允許測量焦爐內部的壓力。三個壓力探頭21、22和23中的每個壓力探頭都獨立于其他探頭來測量焦爐內部的壓力。
[0070]
每個壓力探頭21、22和23分別包括封閉端部212、222和232并且分別包括管狀本體213、223和233。優選地，封閉端部212、222和232為錐形形狀以使探頭21、22和23易于插入焦爐內部并且防止被煤堵塞。“錐形”是指錐體的形狀，這種錐體具有圓形周緣。如前所述，“管狀”是指具有圓形橫截面。每個管狀本體213、223和233包括兩個面向彼此的矩形狹縫，分別為兩個矩形狹縫211、兩個矩形狹縫221和兩個矩形狹縫231。如圖2中表示的，矩形狹縫211、221和231開始于封閉端部212、222和232并且沿著管狀本體213、223和233的縱向軸線延伸預定長度。例如，矩形狹縫211、221和231可以具有沿著管狀本體213、223和233的縱向軸線為30毫米的長度以及1毫米的寬度。矩形狹縫211、221和231也可以安置在管狀本體213、223和233上的其他任何地方，只要矩形狹縫211、221和231位于焦爐內部且位于管狀導引件24外部即可。
[0071]
圖3圖示了根據本發明的探頭的布置結構的橫截面圖。
[0072]
圖3中表示了探頭21、22和23的位于與圖2的管狀本體213、223和233延伸所沿的縱向軸線垂直的平面中的橫截面。圖3中所示的每個探頭21、22和23的橫截面分別為位于矩形狹縫211、221和231中的每個矩形狹縫的長度的一半處的橫截面。
[0073]
如上文公開的，壓力探頭21、22和23中的每個管狀本體213、223和233分別包括兩個矩形狹縫，分別為兩個矩形狹縫211、兩個矩形狹縫221、兩個矩形狹縫231。狹縫是面向彼此的矩形通孔。例如，如圖3中表示的，兩個孔211面向彼此，因為兩個孔211延伸所沿的軸線垂直于豎向軸線b。兩個孔221面向彼此，因為兩個孔221延伸所沿的軸線垂直于豎向軸線c。兩個孔231面向彼此，因為兩個孔231延伸所沿的軸線垂直于豎向軸線d。如果孔中的一個孔位于管狀本體的一個側部上，而另一孔位于關于圓心對稱的另一側部上，則兩個孔面向彼此。矩形狹縫允許壓力探頭用作皮托管，以精確地測量焦爐內部的壓力。
[0074]
無論焦爐的熱中心的位置如何，探頭布置成精確地測量壓力。該特定布置在圖2、圖3和圖4中進行了表示并且由于在圖5a和圖5b中詳細表示的封閉部分242而成為可能。
[0075]
探頭的特定布置是由三個探頭形成的三角形形狀，即等腰三角形。如圖3中表示的，三個壓力探頭中的兩個壓力探頭在線性軸線上對準，并且最后一個探頭偏離這種軸線并與另外兩個探頭等距。兩個壓力探頭21和23在線性軸線a上對準。第三壓力探頭22偏離線
性軸線a預定距離d3。壓力探頭22的中心224與壓力探頭21的中心214和壓力探頭23的中心234等距，即，壓力探頭22的中心224與壓力探頭23的中心234之間的距離d1等于壓力探頭22的中心224與壓力探頭21的中心214之間的距離d2。當提到“壓力探頭22與壓力探頭21和23等距”時，是指壓力探頭22的中心224分別與壓力探頭21的中心214和壓力探頭23的中心234等距。與現有技術相比，探頭21、22和23以三角形形狀布置允許使壓力測量件更好地居中。
[0076]
在優選實施方式中，在管狀導引件24在與管狀導引件24延伸所沿的軸線垂直的平面中的橫截面視圖中，導引件24的中心取自圖3的線性水平軸線a和線性豎向軸線c的交叉點，即，點2413。
[0077]
如圖2中表示的根據本發明的設備20的導引件24允許將探頭保持成這種三角形的布置結構。為此，導引件24包括具有錐形形狀的封閉部分242以及另一封閉部分243。管狀導引件24的管狀本體241的端部2411和2412中的每個端部包括用于對所述端部進行封閉的器件，該器件包括與探頭21、22和23具有的通孔一樣多的通孔，使得探頭21、22和23可以插入穿過這些通孔。優選地，對端部2411和2412進行封閉的器件是分別焊接至管狀導引件24的管狀本體241的端部2412和2411的封閉部分242和243。優選地，封閉部分243是圓形壁，但是本發明還涵蓋封閉部分243是能夠對端部2411進行封閉的任何其他封閉部分243的實施方式。圓形壁243包括三個通孔，每個壓力探頭21、22和23對應于一個通孔。用于封閉端部2412的封閉部分242是圖5a和圖5b中表示的錐形件。本發明還涵蓋封閉部分242是圓形壁或者是端部2412的任何其他封閉器件的實施方式。使用錐形件242的優點是使設備20易于插入到焦爐中并且避免被煤堵塞。
[0078]
每個封閉部分242和243被穿孔并且包括與壓力探頭具有的孔一樣多的孔。優選地，設備20包括三個壓力探頭21至23，但設備20可以包括比所表示的壓力探頭更多的壓力探頭。在這種情況下，當在根據與管狀導引件24的管狀本體241延伸所沿的軸線垂直的平面的橫截面視圖中觀察時，探頭不是以三角形形狀布置，而是圍繞導引件24的中心以正方形形狀或五邊形形狀布置。
[0079]
制作穿孔以便在封閉部分242和243中形成通孔。在每個封閉部分中制作的通孔必須與另一封閉部分的通孔相匹配。“匹配”是指當封閉部分被焊接至管狀導引件24的管狀本體241時，每個通孔的中心與所述每個通孔的在另一封閉部分中的匹配通孔的中心對準。通過這樣做，探頭21至23以等腰三角形布置，并且探頭21至23可以從一個封閉部分243插入至封閉部分242并且從封閉部分242伸出。壓力探頭21至23伸出得足夠使得矩形狹縫211、221和231完全位于焦爐內部并且測量焦爐內部的壓力而不位于導引件24內部。
[0080]
圖4是根據本發明的設備插入到焦爐中時的側視圖。
[0081]
管狀導引件24構造成接納壓力探頭21至23，使得三個壓力探頭中的每個壓力探頭的管狀本體213、223和233的前部部分位于焦爐31內部并且管狀本體213、223和233的相反的后部部分位于焦爐外部。像這樣，三個壓力探頭中的每個壓力探頭的封閉端部212、222和232都位于焦爐內部，管狀本體的矩形狹縫211、221和231中的每個矩形狹縫也位于焦爐內部，并且封閉端部243位于焦爐31外部，連接至探頭21、22和23中的每個探頭的壓力傳感器(未示出)也位于焦爐31外部。矩形狹縫因此位于壓力探頭21至23的前部部分中，三個壓力探頭中的每個壓力探頭的封閉端部212、222和232也位于壓力探頭21至23的前部部分中。優選地，封閉部分242和243中的通孔允許導引件24接納壓力探頭21至23并且在焦爐中導引壓
力探頭21至23。再次優選地，封閉部分243具有比爐門30中的孔的直徑大的直徑，以在達到期望的插入長度時阻止設備20的插入。這允許在焦爐31內部具有預定長度的插入并且通過具有更好的居中來提高壓力測量的質量和精確性。
[0082]
通過這樣做，矩形狹縫211、221和231位于焦爐31內部，而壓力傳感器(未示出)位于焦爐31外部，從而防止壓力傳感器的劣化。導引件24優選地覆蓋壓力探頭21至23的位于焦爐內部的長度的至少一半，以防止壓力探頭21至23的熱失真。
[0083]
在焦爐門30中開有孔301，以使導引件24能夠穿過孔水平插入焦爐31內部。優選地，該孔具有與管狀導引件24的管狀本體241的直徑相同的直徑。“水平插入”是指當焦爐門30安置在焦爐31的側部上時根據與焦爐門30垂直的軸線進行的插入，當焦爐31安置在地面上時，該軸線平行于焦爐31的地面延伸所沿的平面，并且軸線延伸到焦爐31內部。
[0084]
三個壓力探頭中的每個壓力探頭的管狀本體213、223和233的位于焦爐31內部的部分具有彼此不同的長度。探頭21至23因此彼此縱向地偏離。通過這樣做，避免了探頭之間在熱量和測量方面的任何相互作用。
[0085]
設備20還包括壓力傳感器(未示出)，每個壓力探頭21至23對應于一個壓力傳感器。優選地，壓力傳感器連接至探頭21至23中的每個探頭的管狀本體213、223、233的位于焦爐外部的端部215、225、235，再次優選地，壓力傳感器經由橡膠管連接至探頭21至23中的每個探頭的管狀本體213、223、233的位于焦爐外部的端部215、225、235。壓力傳感器配置成測量壓力并且根據所述測量的壓力生成至少一個信號。設備20還可以包括至少一個熱電偶以測量焦爐31內部的溫度。
[0086]
錐形件242在圖5a和圖5b中進行了表示。如圖5a中表示的，錐形件242包括三個通孔，所述三個通孔以等腰三角形形狀布置，以將探頭保持成這種三角形形狀的布置。三個通孔中的兩個通孔在線性軸線a上對準，并且三個通孔中的另一通孔偏離線性軸線a并且與所述兩個通孔等距。兩個通孔242a和242c在線性軸線a上對準。通孔242c偏離線性軸線a預定距離d4。通孔242c的中心與通孔242a和242c的中心等距，即，通孔242c的中心與通孔242a的中心之間的距離等于通孔242c的中心與通孔242b的中心之間的距離。將通孔242a、242b和242c以三角形形狀布置允許將壓力探頭21至23保持為三角形形狀，并且因此比現有技術更好地使壓力測量件居中。
[0087]
圖5b示出了錐形件242的側視橫截面圖。孔242a、242b和242c是通孔。
[0088]
如圖2中表示的，錐形件242具有圓形周緣2422，該圓形周緣2422氣密地焊接在管狀導引件24的管狀本體241的端部2412處，使得錐形件242的梢部2423在管狀導引件24的外部延伸。當插入焦爐內部時，錐形件242的梢部2423是管狀導引件24的用以被插入焦爐31內部的第一部分。該封閉部分242具有錐形形狀以防止在插入期間被煤堵塞。
[0089]
此外，當壓力探頭21至23插入導引件24內部時，錐形件242的三個孔中的每個孔的周緣優選地與對應的壓力探頭21至23氣密地焊接。因此，探頭21至23不能在導引件24內部移動并且能夠提供精確的壓力測量。
[0090]
圖6示意性地表示了根據本發明的系統。
[0091]
圖6中表示的系統60包括：至少一個設備20，至少一個設備20用于測量焦爐內部的內部氣體壓力；用于設備20的每個壓力探頭21至23的至少一個壓力傳感器61、62和63；至少一個傳輸模塊64，至少一個傳輸模塊64用于傳輸由壓力傳感器61至63響應于由壓力傳感器
61至63測量的壓力而生成的壓力信號；以及至少一個記錄器65。記錄器65配置成存儲信號，例如通過將該信號存儲在數據庫中來存儲信號以供以后使用。記錄器65可以可選地連接至顯示器651以實時或延遲時間地顯示內部氣體壓力測量值。在優選實施方式中，傳輸模塊64允許對壓力數據進行無線傳輸，例如使用諸如之類的已知的無線協議或任何其他已知的無線協議來對壓力數據進行無線傳輸。傳輸也可以是有線傳輸。雖然未圖示，但是在每個探頭21至23的內部插入有用于測量溫度的熱電偶。
[0092]
本發明還涉及一種用于制造根據本發明的設備20的方法。
[0093]
圖7示意性地表示了用于制造根據本發明的設備20的方法。
[0094]
圖7中表示的方法70包括對壁穿孔以形成三個通孔的步驟71，其中，三個通孔中的兩個通孔在線性軸線上對準并且第三通孔偏離所述軸線并且與其他兩個通孔等距。該步驟能夠產生封閉端部243，該封閉端部243將在方法70的另一步驟中焊接在管狀導引件24的端部上。穿孔的壁可以是任何形狀或形式，優選地穿孔的壁是圓形壁。壁243也可以是方形的，或者是能夠對管狀導引件24進行封閉同時能夠在將管狀導引件24插入預定長度時使管狀導引件24停止插入焦爐31內部的任何其他形狀。
[0095]
方法70的另一個步驟72包括將壁243焊接至管狀導引件24的端部的周緣。因此，壁243可以用作：用于探頭的支承件和導引件，這要歸功于在步驟71處對壁243穿出的通孔；以及用作止擋部，該止擋部用以在將導引件24插入預定長度時使導引件24停止插入焦爐內部。
[0096]
方法70還包括對錐形件242進行穿孔的步驟73，錐形件242至少包括具有圓形周緣2422的錐形壁，執行穿孔以在錐形壁中形成三個通孔242a、242b和242c，其中，三個通孔中的兩個通孔在線性軸線上對準，并且三個通孔中的另一通孔偏離線性軸線并且與兩個通孔等距。該步驟能夠產生另一封閉端部242，該封閉端部242將在方法70的未來步驟中焊接在管狀導引件24的另一端部上。
[0097]
方法70還包括步驟74，步驟74執行將錐形件242的錐形壁的周緣2422氣密地焊接至管狀導引件24的另一端部2412的周緣，使得錐形件242的梢部2423在管狀導引件24的外部延伸并且使得錐形件242的通孔的布置與壁243的通孔的布置相匹配。如前所述，術語“匹配”是指由每個封閉部分242和243的通孔的布置形成的兩種形狀對準，并且每個通孔的中心都與其對應的孔對準。這允許插入壓力探頭21、22和23并且僅通過兩個支撐點、即兩個封閉部分242和243將壓力探頭以特定形狀保持在導引件24內部。再次優選地，由通孔形成的形狀并且然后在插入壓力探頭時由壓力探頭21至23形成的形狀是等腰三角形，以使壓力測量件更好地居中。
[0098]
方法70還包括將三個探頭21至23插入到管狀導引件24中的步驟75，每個探頭插入穿過壁242的通孔并且穿過錐形件243的與壁242的插入有探頭的通孔相匹配的通孔。如前所述，這使管狀導引件24能夠接納壓力探頭21至23，將壓力探頭21至23保持為特定的布置，并將壓力探頭21至23導引至焦爐31的內部。
[0099]
最后，方法70還包括步驟75，步驟75執行將探頭21至23氣密地焊接至錐形件242，以將探頭保持成使得壓力測量不受探頭運動的影響。
[0100]
圖8示出了使用根據本發明的設備獲取的工業焦爐內部的內部氣體壓力和溫度的測量結果。
[0101]
由于本發明，壓力曲線重疊。這是壓力探頭21至23在焦爐31內部良好居中的結果。因此只存在比使用最先進的三探頭設計測量壓力時的壓力峰高的一個壓力峰71，因而說明了探頭的有效居中。在這種情況下，本發明檢測到焦爐的潛在風險，而現有技術的三探頭設計沒有檢測到臨界壓力水平。
[0102]
此外，溫度曲線72沒有像現有技術中的那樣示出兩個拐點，因此還說明了探頭的居中情況。使用根據本發明的設備20的壓力測量因此更精確，從而可以防止由于高的內部氣體壓力而導致的爐壁損壞。
技術特征：
1.一種用于測量焦爐(31)的內部氣體壓力的設備(20)，所述設備(20)包括導引件(24)，所述導引件(24)接納各自從后部部分延伸至前部部分并且各自連接至壓力傳感器(61、62、63)的至少三個壓力探頭(21、22、23)，其中，所述導引件(24)具有圓形橫截面，從而形成管狀導引件(24)。2.根據權利要求1所述的設備，其中，所述壓力探頭(21、22、23)中的每個壓力探頭彼此縱向地偏離。3.根據權利要求1和2中的任一項所述的設備(20)，其中，所述管狀導引件(24)接納以等腰三角形的形狀布置的三個壓力探頭(21、22、23)。4.根據權利要求3所述的設備(20)，其中，所述管狀導引件(24)構造成通過包括兩個端部(2411、2412)和兩個封閉部分(242、243)來接納、導引和保持所述三個壓力探頭(21、22、23)，每個封閉部分(242、243)構造成對所述管狀導引件(24)的所述兩個端部(2411、2412)中的一個端部進行封閉，每個封閉部分(242、243)包括以等腰三角形的形狀布置的三個通孔(242a、242b、242c)。5.根據前一權利要求所述的設備(20)，其中，所述封閉部分(242、243)是被穿孔以形成所述通孔(242a、242b、242c)的壁，每個壁焊接至所述管狀導引件(24)的所述兩個端部(2411、2412)中的一個端部。6.根據權利要求5所述的設備(20)，其中，兩個所述封閉部分(242、243)中的一個封閉部分(243)是被穿孔以形成所述通孔(242a、242b、242c)并且焊接至所述管狀導引件(24)的所述兩個端部(2411、2412)中的一個端部(2411)的壁，并且其中，另一所述封閉部分(242)是包括梢部(2423)的錐形件，所述錐形件被穿孔以形成所述通孔(242a、242b、242c)并且所述錐形件具有圓形周緣(2422)，所述圓形周緣(2422)氣密地焊接至所述管狀導引件(24)的另一端部(2412)，使得所述錐形件的所述梢部(2423)在所述管狀導引件(24)的外部延伸。7.根據前述權利要求中的任一項所述的設備(20)，還包括至少一個熱電偶，所述至少一個熱電偶插入到所述三個壓力探頭(21、22、23)中的至少一個壓力探頭中。8.根據前述權利要求中的任一項所述的設備(20)，其中，所述壓力探頭(21、22、23)中的每個壓力探頭的所述前部部分包括至少兩個面向彼此的狹縫(211、221、231)。9.根據前述權利要求中的任一項所述的設備(20)，其中，所述壓力探頭(21、22、23)中的每個壓力探頭的所述前部部分包括具有錐形形狀的封閉端部(212、222、232)。10.根據前述權利要求中的任一項所述的設備(20)，其中，每個壓力傳感器(61、62、63)經由至少一個橡膠管連接至對應的所述壓力探頭(21、22、23)的所述后部部分。11.一種焦爐(31)，所述焦爐(31)包括至少一個孔(301)，根據前述權利要求中的任一項所述的設備水平地插入穿過所述至少一個孔(301)，使得所述至少三個壓力探頭(21、22、23)中的每個壓力探頭的前部部分位于所述焦爐(31)內部，并且所述至少三個壓力探頭(21、22、23)中的每個壓力探頭的后部部分位于所述焦爐(31)外部。12.一種用于測量根據權利要求11所述的焦爐(31)的內部氣體壓力的系統(60)，所述系統(60)包括：-至少一個傳輸模塊(64)，所述傳輸模塊(64)配置成傳輸由所述三個壓力傳感器(61、62、63)中的每個壓力傳感器生成的至少一個信號，-至少一個記錄模塊(65)，所述記錄模塊(65)配置成記錄從所述傳輸模塊(64)接收的
壓力信號。13.一種用于制造根據權利要求6所述的設備(20)的方法(70)，所述方法(70)包括以下步驟：-對壁(243)進行穿孔(71)以形成至少三個通孔，-將所述壁(243)焊接(72)至所述管狀導引件(24)的端部(2411)的周緣，-對錐形件(242)進行穿孔(73)，所述錐形件(242)至少包括具有圓形周緣(2422)和梢部(2423)的錐形壁，執行所述穿孔(73)以在所述錐形壁(242)中形成至少三個通孔(242a、242b、242c)，-執行(74)將所述錐形件(242)的所述錐形壁的所述圓形周緣(2422)氣密地焊接至所述管狀導引件(24)的另一端部(2412)的周緣，使得所述錐形件(242)的所述梢部(2423)在所述管狀導引件(24)的外部延伸，并且使得所述錐形件(242)的所述通孔(242a、242b、242c)的布置與所述壁(243)的所述通孔的布置相匹配，-將所述至少三個探頭(21、22、23)插入(75)到所述管狀導引件(24)中，每個探頭(21、22、23)插入穿過所述壁(243)的所述通孔中的一個通孔并且穿過所述錐形件(242)的所述通孔(242a、242b、242c)中的與所述壁(243)的已由所述探頭(21、22、23)插入穿過的所述一個通孔相匹配的一通孔；-執行(76)將所述探頭(21、22、23)氣密地焊接至所述錐形件(242)。
技術總結
本發明涉及一種用于測量焦爐(31)的內部氣體壓力的設備(20)，該設備包括導引件(24)，該導引件接納各自連接至壓力傳感器(61、62、63)的至少三個壓力探頭(21、22、23)，其中，所述導引件(24)具有圓形橫截面，從而形成管狀導引件(24)。本發明還涉及一種用于制造該設備的方法(70)。本發明還涉及一種焦爐(31)，該焦爐包括至少一個孔(301)，上述設備(20)水平地插入穿過所述至少一個孔，使得三個壓力探頭(21、22、23)中的每個壓力探頭的前部部分位于焦爐(31)內部，并且三個壓力探頭(21、22、23)中的每個壓力探頭的后部部分位于焦爐(31)外部。個壓力探頭的后部部分位于焦爐(31)外部。個壓力探頭的后部部分位于焦爐(31)外部。
