一种大型煤仓的安全检测装置的制作方法

本实用新型涉及一种大型煤仓的安全检测装置，属于仪表自动化领域。

背景技术：

随着环保要求越来越高，各燃煤电厂、焦化等行业的原料-原煤，均要建立大型甚者特大型煤筒仓来储存，但由于煤筒仓尺寸均很大(如直径大于20米、高度H大于40米)，在这一密闭的环境中，就要考虑安全性，即要考虑煤仓内不同部位煤的温度(为防止自燃)、也要考虑煤的高度(防止断料及溢出)、还要考虑周围可燃有毒气体的含量(防止燃烧、中毒)等等。

为防止自燃，首先就需要判断筒仓内部不同高度、不同位置的温度。而目前对于大型煤仓内部物料温度的检测方式各种各样。如仓外壁不同高度设置测温点，在仓外壁同一高度的直径不同点设置测温点，远看筒仓就像个大“刺猬”不美观；但即使如此，因筒仓布局紧密，还需要足够的安装空间；还有采用仓顶安装的方式，它是在仓顶插入一钢管(如DN50)，在钢管内部不同位置设置测温元器件进行检测，但是这根钢管就太长了，运输也问题；还有采用多波段式的(如申请号201820437066.1)，检测部位容易进煤粉、塑料导热性不好而滞后；再者它们都很重，还有其表面积较大，谁也不知道仓内煤的左右摆力而产生的拉力、落煤的摩擦力、下拽力是多少，万一钢管被推弯曲了就可能从仓顶被憋断。

物位的检测一般采用雷达或超声波，但其发射角A较大就需很特殊的安装位置空间，在安装点处以(H*tagA)为半径的圆内无阻碍物，否则极易产生误信号。

技术实现要素：

为了解决上述隐患、保证大型煤仓内的物料安全、运行安全、周围设施的安全又美观，本实用新型的目的是：提供一种结构合理、受力相对较小、检测相对准确、长寿命、适应性广、安装方便的一体化的安全检测装置。

为了克服背景技术中存在的缺陷，本实用新型提供的技术方案是：一种大型煤仓的安全检测装置，由控制器、检测单元、安装单元、转换单元组成；其特征在于：

(1)检测单元包含温度物位检测单元、重量检测单元、可燃有毒气体检测

单元；

(2)温度物位检测单元是一体化且是密封的柔性结构。

所述的温度物位检测单元包含固定钢管、钢丝绳、传感器、金属软管、重锤，直接与介质-煤接触。钢丝绳是载体，沿钢丝绳长度方向上的不同部位设置传感器，钢丝绳一端与重锤内部连接固定；固定钢管一端与金属软管连接、金属软管的另一端再与重锤连接，金属软管挤压在固定钢管与重锤之间，保证金属软管有一定的弹性；钢丝绳套在固定钢管、金属软管内部，形成密封柔性结构。

所述的传感器包含温度传感器、物位传感器；所述的物位传感器即可是连续测量传感器，也可是开关式传感器，当要时时监控仓内煤的高度时设置连续测量传感器，当仅要防止断流和溢出时，分别在钢丝绳两端设置开关式传感器。

所述的重量检测单元就是设置拉式称重传感器；所述的称重传感器位于安装单元内，其下端与钢丝绳的另一端连接，上端与安装单元内的上固定架连接固定，检测出钢丝绳及重锤所受的力。

所述的可燃、有毒气体检测单元，为防止中毒或燃烧而设置的传感器，如CO、CH4、O2传感器等，位于转换单元外侧。

所述的安装单元就是一个方形侧开门的刚性箱体，内含上固定架、拉式称重传感器、下固定架。位于煤仓顶部，下固定架与固定钢管的另一端连接，承担金属软管所受的力，受力时金属软管可拉长，而钢丝绳不被拉伸，从而有效保护内部的传感器。

所述的转换单元，包含接线盒、电源模块、数据采集转换模块、通讯模块，安装于一防爆保护箱内，防爆保护箱位于安装单元顶部或侧面。

以上各单元组成大型煤仓安全检测装置，采用通讯方式(如RS-485)，节约大量电缆。

所述的控制器，可以是PLC也可以是DCS控制系统或数据采集系统。采集每个区域内的温度、物位、可燃气体、有毒气体、重量信号，进行计算、分类管理，在保留安全余量的前提下，超限则报警、发出警示信号；所有信息用于存储、报表、建立数据库并预测其发展趋势、预警；即处理方案是对区域内的信息进行矩阵计算、预警、报警、控制。

本实用新型的有益效果是：保证了大型煤仓的安全运行，检测内容多样化一体化，节约空间、节省投资，减少了安全隐患；是对大型煤仓安全运行、保护、检测方面即整体安全性检测的改进与创新。

附图说明

图1表示本实用新型的实施例中大型煤仓的安全检测装置结构示意图；

图2表示本实用新型的实施例中大型煤仓的安全检测装置构成方块图。

其中图中：1、筒仓；2、防爆保护箱；3、刚性箱体；4、重锤内孔；5、固定钢管；6、钢丝绳；7、金属软管；8、物位传感器；9、温度传感器；10、煤仓顶部预留孔；11、重锤；12、接线盒；13、数据采集转换模块；14、电源模块；15、通讯模块；16、可燃、有毒气体传感器；17、称重传感器；18、下固定架；19、上固定架；20、称重传感器的上固定箍；21、煤仓顶；22、固定箍；23、重锤的下固定箍。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限。相反，提供的实施例是为了能够更透切地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。本实施例以防止煤仓内断流和溢出、11点测温、检测环境CO为例进行实施说明。

如图1所示，首先根据被测煤仓的高度选定钢丝绳(6)的长度(如仓检测范围50米，则钢丝绳为51米)及直径(如∮6)，选择温度传感器(9)(如Pt1000)、物位开关传感器(8)--四个(上下限处各2个)、预估整体受力选择称重传感器(17)(如300kg)，选择电源模块(14)、数据采集转换模块(13)、通讯模块(15)、可燃、有毒气体传感器(CO报警器)(16)、接线盒(12)的尺寸，加工制作防爆接线箱(2)，并完成内部接线。完成转换单元的制作。

继续参见图1，制作加工温度物位检测单元。首先选择导线的当量直径，再选择金属软管(7)的直径(如∮12)和长度(如50米)、固定钢管(5)的直径(如∮18)和长度(如0.7米)、再选择重锤(11)直径(如∮60)并加工出内孔(4)、选择加工重锤的下固定箍(23)；首先将钢丝绳(6)的最下端穿入重锤(11)的内孔(4)并用重锤的下固定箍(23)固定牢靠且密封，再从此点每五米向上捆扎一温度传感器(9)，在46米、6米点处分别捆扎两个物位传感器(8)，其信号线(本图没标出)沿钢丝绳(6)进行捆扎至钢丝绳(6)的最上端，并多出2米左右，再整体加保护层；将固定钢管(5)的一端与金属软管(7)的一端连接牢固，将载有各传感器的钢丝绳(6)的最上端穿入金属软管(7)的另一端并穿出至固定钢管(5)的另一端，再将金属软管(7)的另一端与重锤(11)连接固定。

继续参见图1，制作安装单元。首先根据称重传感器(15)的尺寸、预估受力状况，选择刚性箱体(3)的尺寸(如厚400X宽400X高300mm)，为便于安装、接线而做成侧开门，制作下固定架(18)、上固定架(19)，并固定于刚性箱体(3)内，用称重传感器的上固定箍(20)将称重传感器(17)上端与上固定架(19)连接固定，再试验其受力强度。

现场安装过程如下：

在煤仓的顶部(21)打孔(10)(一般土建有预留孔)，安装刚性箱体(3)；再安装温度物位检测单元，将重锤(11)从预留孔(10)放入煤仓(1)内直至全部进入，将称重传感器(17)下端与钢丝绳(6)的上端打结；再将固定钢管(5)的另一端与下固定架(18)用固定箍(22)连接固定；松开称重传感器(17)下端与钢丝绳(6)上端的打结点，调整整体高度，再固定。

继续参见图1、2，选择合适的空间(如安装单元的上部、侧部)安装转换单元、将可燃、有毒气体传感器(16)安装于防爆保护箱(2)的侧面，并进行接线，将刚性箱体(3)密封；安装完毕。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可做出若干改进和润饰，如信号的转换、通讯方式等，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。