一种煤枪弧度调节机构及煤枪弧度调节方法

技术领域

本发明涉及高炉风口设备技术领域，尤其涉及一种煤枪弧度调节机构及煤枪弧度调节方法。

背景技术

高炉风口喷吹煤粉，是利用煤枪将喷煤系统输送来的煤粉喷吹至高炉风口内部，煤粉进入高炉炉缸，在高温高压鼓风环境中燃烧，产生还原性气体CO及放出大量的热能，从而替代部分冶金焦，实现高炉能耗的降低。高炉煤枪是从风口吹管上的煤枪孔道插入风口内部的，而煤枪在封口吹管及风口小套内需要将煤枪的喷煤端调节至正中心，既可以防止喷吹煤粉冲刷小套内壁，导致小套磨损甚至烧穿漏水，又可以实现煤粉喷入风口正中心区域，该区域空间、热能及动能均最佳，从而实现煤粉的充分燃烧，释放更多热能及化学能。

现有技术下，煤枪都是直线型的，这就要求煤枪在插入风口吹管的部分具有一定的弧度，使喷煤端能够处于风口小套的出口的正中心，且煤粉延风口小套的轴线方向喷出。而目前煤枪弧度的调整，均是靠人工经验，人工调节煤枪弧度时，均是手动将煤枪喷吹煤出口端，对准钢结构、钢板缝隙等，用力压，将煤枪喷煤端压出一定的弧形来，调节的弧度的大小具有随机性、经验性，每个人的经验不同，调节的弧度不同，达到的效果各异。大量经验不足的操作人员，调节的煤枪弧度不合理，导致在使用中喷出的煤粉频繁磨损小套，且无法保证喷出的煤粉在风口正中心，降低了煤粉燃烧效果。

针对上述问题，需要开发一种煤枪弧度调节机构及煤枪弧度调节方法，以解决人工压弯煤枪时煤枪弧度随机性大，从而无法在风口吹管及风口小套中将煤枪调整到合适位置的问题。

发明内容

本发明的目的在于提出一种煤枪弧度调节机构及煤枪弧度调节方法，能够规范煤枪弧形部的弧度，使弧形部的弧度不受人工经验的影响，从而保证操作人员插入煤枪后，煤枪的朝向更准确。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种煤枪弧度调节机构，包括：

弧形套管，煤枪能够插入所述弧形套管，并在伸入所述弧形套管的过程中弯成与所述弧形套管相同的弧度；

拉紧组件，所述拉紧组件分别与所述弧形套管的两端铰接，所述拉紧组件能够调节所述弧形套管两端的距离，以调整所述弧形套管的圆心角角度。

优选地，所述弧形套管上设置有开口，所述开口沿所述弧形套管的轴向方向贯穿所述弧形套管。

优选地，还包括锁紧件，所述锁紧件套设于所述弧形套管的外部，所述锁紧件能够锁紧以锁闭所述开口。

优选地，所述锁紧件设置于所述弧形套管的两端及中部。

优选地，所述拉紧组件包括调节杆及固定套管，所述调节杆包括固定段及转动段，所述固定段与所述转动段转动连接，所述转动段设置于所述固定套管内并与所述固定套管螺纹连接，所述固定套管与所述弧形套管的一端铰接，所述固定段与所述弧形套管的另一端铰接。

优选地，所述弧形套管为金属管。

一种煤枪弧度调节方法，能够利用所述的煤枪弧度调节机构调节由煤枪插入孔插入风口吹管及风口小套内的煤枪的弧形部的弧度，所述煤枪弧度调节方法包括：

测量所述煤枪插入孔与所述风口小套的中心轴之间的夹角α；

调节所述拉紧组件以调整所述弧形套管的圆心角角度为β，其中β＝180°-α；

将所述煤枪从所述弧形套管的一端伸入；

待所述煤枪到达所述弧形套管的另一端时取出所述煤枪。

优选地，调节所述拉紧组件包括：

测量所述弧形套管的长度L，且

计算所述弧形套管的圆弧半径R，

所述弧形套管的弦长为a，由

调节拉紧组件将所述弧形套管两端之间的距离调节为a。

优选地，调节所述拉紧组件包括：

测量所述煤枪插入孔沿所述煤枪插入孔的轴线方向与所述风口小套的中心轴的距离，记为X；

由

计算所述弧形部的弧长

测量所述弧形套管的长度L

调节所述拉紧组件将所述弧形套管两端之间的距离调节为a，

优选地，在调节所述拉紧组件以调整所述弧形套管的弧度之前，测量所述出口的半径，记为Y，所述弧形部的弧形中点距离所述弧形部对应弦的距离为b，调节所述弧形部的弧度时使b＜Y。

本发明的有益效果：

本发明提供了一种煤枪弧度调节机构及煤枪弧度调节方法。该煤枪弧度调节机构中，通过拉紧组件能够调节弧形套管两端之间的距离，从而对弧形套管的弧度进行调节，包括圆心角及圆弧半径。然后将煤枪插入弧形套管，在弧形套管的作用下被折弯成与弧形套管弧度一致的圆弧。利用该煤枪弧度调节机构，能够规范煤枪的弧形部的弧度，只需要计算出煤枪需要弯曲的角度，并将弧形套管调整至此弧度，即可精准的将煤枪弯曲，不受人工经验的影响，从而保证操作人员插入煤枪后，煤枪的朝向更准确。

附图说明

图1是本发明提供的煤枪弧度调节机构的结构示意图；

图2是本发明提供的风口吹管及风口小套的结构示意图；

图3是本发明提供的煤枪的结构示意图。

图中：

1、煤枪弧度调节机构；2、风口吹管；3、风口小套；4、煤枪；

11、弧形套管；12、拉紧组件；13、锁紧件；21、煤枪插入孔；41、弧形部；

121、固定套管；122、调节杆；

1221、固定段；1222、转动段。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一特征和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

第一实施例

本实施例提供了一种煤枪弧度调节机构。如图1所示，该煤枪弧度调节机构1包括弧形套管11及拉紧组件12，煤枪4能够插入弧形套管11，并在伸入弧形套管11的过程中弯成与弧形套管11相同的弧度。拉紧组件12分别与弧形套管11的两端铰接，拉紧组件12能够调节弧形套管11两端的距离，以调整弧形套管11的圆心角角度。

操作人员可通过拉紧组件12调节弧形套管11两端之间的距离，以将弧形套管11弯曲成煤枪4需要的弧度。然后将煤枪4穿入弧形套管11，煤枪4在弧形套管11的作用下弯曲成与弧形套管11相同的弧度，之后取出煤枪4即可。由于弧形套管11的弧度在设定好后即为固定值，故操作人员利用弧形套管11弯曲煤枪4后的弧度固定，排除了人工经验的干扰，所有被弧形套管11弯曲的煤枪4的弧形部41均相同。其中，由于煤枪4的质地较硬，若长时间使用弧形套管11使煤枪4弯曲，容易导致弧形套管11的弧度发生变化，而拉紧组件12能够将弧形套管11的两端之间的距离固定，保证了弧形套管11的弧度不会变化，延长了煤枪弧度调节机构1的使用寿命。

优选地，弧形套管11上设置有开口，开口沿弧形套管11的轴向方向贯穿弧形套管11。弧形套管11在开口处具有一定的延展空间，能够缓解煤枪4伸入环形套管时对内壁的作用力，且在煤枪4的弧度成形后，煤枪4能够从开口处脱离弧形套管11，便于操作。

优选地，该煤枪弧度调节机构1还包括锁紧件13，锁紧件13套设于弧形套管11的外部，锁紧件13能够锁紧以防止开口打开。由于煤枪4在弯曲的过程中需要的力很大，在伸入弧形套管11的过程中容易从开口处滑出弧形套管11，对操作人员造成伤害，为解决这个问题，在煤枪4弯曲的过程中将锁紧件13锁紧，利用锁紧件13遮挡一部分开口，能够有效防止煤枪4滑出弧形套管11，保证了操作人员的安全。当煤枪4需要脱离弧形套管11时，打开锁紧件13即可从开口取出煤枪4。

锁紧件13的数量及位置可根据需要自由设置，优选地，锁紧件13设置于弧形套管11的两端及中部，以使弧形套管11受到的锁紧力更加均匀。

优选地，拉紧组件12包括调节杆122及固定套管121，调节杆122包括固定段1221及转动段1222，固定段1221与转动段1222转动连接，转动段1222设置于固定套管121内并与固定套管121螺纹连接，固定套管121与弧形套管11的一端铰接，固定段1221与弧形套管11的另一端铰接。

通过转动段1222的转动，调节杆122与固定套管121实现相对伸缩，进而对弧形套管11两端之间的距离进行调节，实现弧形套管11弧度的改变。操作人员可转动调节杆122的转动段1222改变弧形套管11两端的距离，再将煤枪4伸入弧形套管11内，待煤枪4被弯曲后，取出煤枪4。

优选地，调节杆122有两根，两根调节杆122均包括固定段1221及转动段1222，两根调节杆122的转动段1222分别与固定套管121的两端螺纹连接，两根调节杆122的固定段1221分别与弧形套管11的两端铰接。拉紧组件12的两端均为调节杆122，为对称结构，使弧形套管11的两端受力平衡，弧度平顺且对称。

优选地，弧形套管11为金属管，金属管具有足够的强度使煤枪4弯曲。

第二实施例

本实施例提供了一种煤枪弧度调节方法，该煤枪弧度调节方法使用第一实施例中的煤枪弧度调节机构1对煤枪4的弧度进行调节。

如图1-图3所示，该煤枪弧度调节方法能够上述的煤枪弧度调节机构1调节由煤枪插入孔21插入风口吹管2及风口小套3内的煤枪4的弧形部41的弧度，该煤枪弧度调节方法包括：

测量煤枪插入孔21与风口小套3的中心轴之间的夹角α。

调节拉紧组件12以调整弧形套管11的圆心角角度为β，其中β＝180°-α。

将煤枪4从弧形套管11的一端伸入。

待所述煤枪4到达所述弧形套管11的另一端时取出煤枪4。

由于煤枪插入孔21的方向在弧形部41的端点处与弧形部41相切，风口小套3的中心轴与弧形部41的另一个端点处与弧形部41相切，故α即为弧形部41两端点处切线之间的夹角，此夹角与弧形部41所对应的圆心角β互为补角，即β＝180°-α。由于部分风口小套3会根据实际情况进行倾斜调整角度，本方案直接测量煤枪插入孔21与风口小套3的中心轴之间的夹角，相当于直接测量煤粉进入煤枪4与喷出煤枪4的夹角，适用性更加广泛。

当煤枪4从弧形套管11的一端到达另一端时，煤枪4的弧形部41对应的圆心角与弧形套管11一致，均为β。当煤枪4的弧形部41的圆心角为β时，操作人员只需要将煤枪4的弧形部41全部穿过煤枪插入孔21，即可保证由煤枪4喷出的煤粉方向与风口小套3的轴线方向一致，操作人员通过调节煤枪4插入的深度，使煤枪4的喷煤端位于风口小套3的中心轴上，煤粉就不会冲刷到风口小套3内壁，而是直接从出口中心喷入高炉。由于煤枪4弧形部41的弧度是计算得出，具有一定的规范性，避免了依赖人工经验造成不同的人弯曲的弧度不同，保持了不同人作业的一致性，大大提高了喷煤的准确性。

优选地，调节拉紧组件12包括：

测量弧形套管11的长度L，且

计算弧形套管11的圆弧半径R，

弧形套管11的弦长为a，由

调节拉紧组件12将弧形套管11两端之间的距离调节为a。

弧形部41对应的圆心角为β，且圆心角β＝180°-α。测量弧形套管11的长度为L，则当弧形套管11的圆心角也为β时，对应的圆弧半径

以上方法仅能够保证弧形部41的圆心角为β，但是操作人员需要将煤枪4插入多深才能保证煤枪4的喷煤端处于风口小套3的中心轴上是不确定的，这就导致操作人员可能将煤枪4插入的过深或过浅，使煤粉无法从风口小套3的中心喷出，为解决这个问题，调节拉紧组件12包括：

测量煤枪插入孔21沿煤枪插入孔21的轴线方向与风口小套3的中心轴的距离，记为X；

由

计算弧形部41的弧长

测量弧形套管11的长度L1，则弧形套管11的圆弧半径为R时对应的圆心角角度

调节拉紧组件12将弧形套管11两端之间的距离调节为a，

若要将煤枪4的喷煤端放置于风口小套3的中心轴上，相当于弧形部41的弦长等于煤枪插入孔21沿煤枪插入孔21的轴线方向与风口小套3的中心轴的距离，记为X。由于弧形部41的弦长为X，圆心角为β，则弧形部41的圆弧半径为

在调整弧形套管11时，先测量弧形套管11的长度L1，当弧形套管11的圆弧半径为R时，弧形套管11的圆心角角度

在操作人员调节弧形套管11的弧度时，还包括：

弧形套管11的弦的长度为a。

弧形套管11的弧形中点距离弦的距离为b。

则弧形套管11的圆弧半径R可以用a和b表示，即

操作人员也可以通过实时测量a和b的值，将弧形套管11的圆弧半径调整为R。

优选地，在调节拉紧组件12以调整弧形套管11的弧度之前，测量出口的半径，记为Y，弧形部41的弧形中点距离弧形部41对应弦的距离为b，调节弧形部41的弧度时使b＜Y。由于b＜Y，操作人员可以随意转动煤枪4而不会使煤枪4与风口小套3的内壁发生碰撞，便于调节煤枪4的喷煤端的方向，使煤枪4的喷煤端能够朝向风口小套3的出口。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。