CN101928833B - 金属废料再生设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种金属废料再生设备，包含一个具有转化金属废料内部转换空穴的模块，其中在一个纵向通道的一端有一个进口，在另一端有一个出口，这个进口和出口与纵向通道连通；在该模块的出口附近有一个可移动的门，随着门的移动可打开和关闭模块出口；一个控制移动到打开或关闭位置的门驱动器；一个金属废料进料器，将金属废料加入该模块腔中，一个转换活塞由模块入口进入模块腔，将金属废料压实成一个具有该模块腔形状的紧凑的固体；挤压促动器能够使该转换活塞在该模块的内外部往复摆动，以便提供转换压力。

Description

金属废料再生设备

技术领域

本发明涉及一种金属废料再生设备，该设备能够将金属材料加工过程中产生的废金属转化为一个具有高比重的紧凑固体，从而使这些废金属不会在熔化过程中因氧化而丢失，并可避免使用切削液转化碎片，从而减少了污染物的产生。

背景技术

切割金属材料的加工过程产生了各种形状的废料，例如颗粒状或螺旋状废料。这些废料通常占被切割金属材料重量的5％～10％。因此，需要利用各种方法来收集和回收这些废料。例如，在铸造材料的切割过程中产生的废料能够作为铸造原料在熔化炉中与熔化源一起重新熔化再利用。

然而，相对于金属熔源，投入到熔化炉中的所收集废料比重明显较小，大多数投入到熔化炉中的废料在熔化过程中都悬浮在熔化的金属表面，并没有浸入熔化的金属中。大量废料在熔化时与空气接触而被氧化。被氧化的废金属因性质发生变化而被甄别并丢弃。因此，只有50％～60％的输入废料可被重复使用，从而导致回收率较低。

为了解决这个问题，采取一种熔融金属旋转的方法，从而使金属废料能够更容易的浸入熔融金属中，从而减少了废料的氧化损失。然而，该方法需要使用一种能够使熔融金属旋转的特殊设备，并且还需要特制的熔炼炉以适应该设备，因此，该方法的安装成本大大增加。此外，熔融金属的旋转会减少熔炼炉的使用寿命，增加该过程的能量消耗成本。

此外，虽然曾有建议提出可强行将浮在表面的金属废料浸入熔融的金属中，但随之而来产生的问题是该方法需要引入一种特制的能够完成该操作的设备，从而大大提高了安装成本，此外，它还很难将小而轻的金属废料浸入。因此，该方法降低废料的氧化损失效率也随之降低。

同时，回收的金属废料与用于切割金属材料的切削液一起灌注。但是，如果金属废料与切削液一同熔化的话，则会增加因切削液燃烧而产生的环境污染。为了避免这种情况，需要一个单独的去除切割液的洗涤过程。然而，由于废料的表面积较大，洗涤过程花费的成本和时间较多，从而导致废料回收效率的进一步降低。

发明内容

本发明提供了一个废金属回收设备，该设备能够压缩金属废料、增加比重，并去除切削油，从而防止废金属在熔化过程中因浮在熔融金属表面而发生氧化，同时减少切削油燃烧带来的污染。

从外观上来说，本发明涉及的金属废料再生设备包含：具有转化金属废料内部转换空穴的模块，其中在一个纵向通道的一端有一个进口，在另一端有一个出口，这个进口和出口与纵向通道连通；在该模块的出口附近有一个可移动的门，随着门的移动可打开和关闭模块出口；一个控制移动到打开或关闭位置的门驱动器；一个金属废料进料器，将金属废料加入该模块腔中，一个转换活塞由模块入口进入模块腔，将金属废料压实成一个具有该模块腔形状的紧凑的固体；挤压促动器能够使该转换活塞在该模块的内外部往复摆动，以便提供转换压力。

在一个示例性实施例中，该仪器可进一步包含一个可包围该模块的外壳，该外壳提供了一个多元化的模具块，安装在彼此相邻的模块间，从而确定模块腔。

在一个示例性实施例中，该仪器可进一步包含一个能够向模块入口提供毗连的导向垫和导向转换活塞向模块腔转换的导向槽，以及开向导向槽上部的进口部分。

在一个示例性实施例中，废料进料器可能包含一个漏斗，它有一个朝向导向垫入口的出口，以及一个用于运送废料的装载机，接收漏斗的进料，运输到导向垫的内部。

在一个示例性实施例中，加载程序可能包含一个在料斗竖直方向上的运送螺钉，一个旋转运输螺钉的驱动装置，以及一个运送螺钉外面的运输指南，该指南在上部和下部具有开放的废料入口和出口，在废料出入口之间有一个管状通道。

在一个示例性实施例中，该设备还可能包含一个具有液压缸的辅助装载器和一个推杆，其中推杆通过液压缸在漏斗中产生垂直的往复运动。

在一个示例性实施例中，可能包含一个随着它的移动而连通或关闭模块进口的门。

在一个示例性实施例中，该仪器还可能包含一个引导外壳安装到邻近导向垫前端的导向，并具有支持转换活塞的一个指南。

在一个示例性实施例中，该仪器也可能包含一个安装在模块下侧的油底壳，用来收集金属废料在压缩过程中排出的切削油。

与上述的本发明例示性实施例一致，还涉及以下效果。

(1)金属材料加工过程中产生的金属废料被压缩成一个具有较高比重的坚实紧凑固体，这样的金属废料能够浸入到熔融的金属中，而不会漂浮在表面，同时减少了切削油的掺入，从而有效地防止了在金属废料熔化过程中发生氧化损失，提高金属废料的回收率，减少因切削液的燃烧产生的污染物。

(2)该模块由分隔开的模块组成，这将降低施加到模块上的成型压力，从而金属废料能够在较短的时间内，在更高的模块压力下紧凑压缩，提高生产率，延长模块使用寿命和减少模块重量，同时更顺利的去除切削油，进一步减少紧凑压缩废料中的切削油。

(3)该模块在没有运输阻塞的情况下，通过运输指南和运载螺钉，经漏斗接收到一定数量的金属废料，从而提供一个平稳、精确的金属废料送料，从而提高设备的生产率。

附图说明

图1是本发明金属废料再生装置的正面立体图；

图2是图1所示的金属废料再生装置的顶平面图；

图3是图1所示的金属废料再生装置的侧面立体图；

图4是图1所示的金属废料再生装置的转炉的放大图。

具体实施方式

下面将描述本发明各方面的细节，并举例阐明附图。

图1是金属废料再生装置发明的正面立体图。图2是图1所示的属废料再生装置的顶平面图。图3是图1所示的属废料再生装置的侧面立体图。图4是图1所示的属废料再生装置的转炉的放大图。

如图显示，金属废料再生装置包含一个基座101、一个在基座101前面的前板103，一个基座后方的后板104，一个连接前后板103和104的多元拉杆109，前板103上有一个转换器110，在后板104上有一个按钮150，一个在转换器110周围的废料进料器170，以及一个配置到运输转换材料上的运送器190。

基座101用于提供一个水平的装配平面，某些间隔内有一些水平螺栓102。

前板103和后板104分别支撑转换器110和按钮150，并通过拉杆109使其固定，从而在施加转换压力时固定其位置。前板103上有一个出口105，它构成一个压缩物的排放通道，可在转换器110内压缩。出口1105可以在排出方向上打开，以方便转换物质的排放。

转换器110接收供应的废料，并能在来自压缩器150的压力作用下，以单一固体压缩物的形式产生转换材料。在转换器110中，门111连接到前板103的内侧，从而能够上下移动，门促动器113提供门111上下移动的动力。在门111的下方，一个托架114安装在前板103上，并在水平方向延伸。模块外壳114与门111连接，并固定到托架114的上半部分，模块116在模块外壳115内。一个导向外壳118连接至导向块117，并固定在支架114的上部。

门111挡在模块116内部，并从前板103的出口105与之连接。在封锁的位置上，门111与模块116共同限定一个腔119，金属废料能够在该腔内转换。在打开的位置，模块116的内部与前板103的出口105连接，因此，通过出口105，模块116能够排出压缩紧凑金属块。为此，门111的左右两侧都以这种门上下移动的方式加上了前板103。门111在中心位置的上部也有一个开口112。门111的开口112可以在面对模块116的一面有一个导向部分，该导向部分朝向模块116，以便压缩物的排出。

门促动器113可使门111发生上下移动，以使门111允许模块112的内部与出口105以一种方向(例如，升高的位置)连通，从而阻止模块112与出口105以另一种方向(例如，降低的位置)连接。门促动器113可作为一种促动器，执行线性往复运动，就像一个使用马达或电磁的电动促动器。门促动器可形象地比作液压缸，与固定组分120在前板103的上半部分连接，并在门111的上半部分连接一个杆。

支架114提供了一个水平的安装平面，模块引导115、导向块117和导向外壳118能够在这个平面上共线性排列。支架114在其中一端具有一个通道，该通道与前板103连通，从而使门111能够通过通道124上下移动。

模块外壳115包围模块116，并有助于保持模块116的形状，并有助于抵抗模块16运行时的压力。模块外壳115界定了一个模块接收部分125，在模块接收部分125的一端有一个底座部分123，以及一个在底座部分123放射状排列的多元螺栓孔126，该螺栓孔126在预定的间隔内相互分隔开。

模块116用于将供应到模块116中的金属废物转换为一个坚实的紧凑结构。模块116以套管的形式打开一个通向纵向末端的入口和一个通向其他纵向末端的出口，以及一个倾斜的部位128，，该部位128能够在直径方向扩展到输入用于转换的金属废料。

虽然模块116可以形成一个主体，模块116首选形成多元分割模块121，如图4的右上部分所示。每个模块121都是以弧形的形式，这样他们能够界定腔119的圆形横截面，以使用模块外壳115的内部。每个模块121的一端都有一个边缘112，它构成了模块116的入口。大多数边缘122被引入模块外壳115的基座部分123，以支持转换压力。多元的连接孔127与螺栓孔126连接，形成边缘122，以便每个模块121能够通过螺栓与模块外壳115连接。

导向块117用于接收来自废料进料器170的废料，以便接收到的废料能够通过转化活塞151的按压150进入模块116。该导向块117有一个导向槽129，后者能够导向转换活塞151以与模块116腔相同的方向运动，以便金属碎片能够提供到装载部分130。此外，该装载部分130具备一个可向上扩展的形状。

该导向外壳118用于导向转换活塞151的运动。该导向外壳118安装了一个指南131，使转换活塞151能够以与导向块117的导向槽129相同的方向侵入该指南131。

此外，转换器110底部安装有油底壳132，它能够收集金属废料在挤压过程中排出的切削液。

按压150包含一个固定在后板104上的以水平方向排列的按压促动器152，以及一个能够将废料推入转换器110中的推杆153。

按压促动器152像一个具有可扩展和压缩的操作杆的水压气缸一样，能够向转换活塞151提供金属废料的转换压力。然而，按压促动器也可以像不同类型的致动器一样，使用电动机或电磁体执行线性往复运动。

推杆153与按压促动器的可移动部分(例如操纵杆的外部)连接，并通过导向外壳118的导向131侵入到转换器110中，从而能够使转换活塞151在模块116的腔119中沿着导向块117的导向槽129出入。

转换活塞151受推动杆153的作用而往复运动，使加载到导向块117上部的金属废料转入模块116的腔119中，从而使金属废料能够转换为高密度的块状。虽然转换活塞151与推杆153可以是一个整体，但是转换活塞151是一个独立于推杆153的能够拆卸的可更换部分。这可以降低制造成本和设备的维修费用。

废料给料器170包含一个起始于基座101的支柱171，一个由支柱171支撑的漏斗172，一个设在漏斗172内的倾斜的装载器173，以及一个辅助的装载器174，竖立在漏斗172内的另一个位置。

漏斗172上部有一个扩大的入口，下部有一个收窄的出口。该出口设在导向块117的装载部位130。该漏斗172可以设计成各种形状。然而，在本发明中的漏斗172有一个斜面172和一个垂直表面176，以方便运载器173和辅助装载器174的安装和运作。

运载器173推动金属废料通过出口，从漏斗172向导向块117供应金属废料。装载器173包含一个排布在漏斗172斜面175上的可旋转运输螺丝177，一个用于旋转运输螺钉117的驱动机制，以及一个围绕运输螺钉117的运输指南178。

运载器173的驱动机制包含一个固定在漏斗172上端的杆支托物179，一个另一端与运输螺钉177连接的可旋转地与轴支点179耦合的旋转轴180，一个通过链条连接到从动链轮181上的驱动链轮(未显示)，以及一个用于驱动链轮转动的马达(未显示)。

运输导向178的上部有一个的开放的废料进口182，在下部有一个废料出口183，以及一个具圆形管状通道的导向184，它从入口182延伸至出口183。

辅助装载器174用于将挤塞在漏斗172内金属废料推动到出口。该辅助装载器174包含一个通过支柱185竖立在漏斗172上部的用于提供向下推力的气缸186，一个可移动的推动器187，该推动器与气缸186连接而沿着漏斗172的内表面相互移动。

小型输送带190用于从转换器110运送压缩紧凑的金属废料。虽然废料输送带190可以有多种形式的输送器，但本发明采用传送带的形式。图中所示的小型传送带190包含一个在框架191纵向末端的可受电动机196推动旋转的驱动链轮193，在框架191的另一个纵向末端有一个随动的扣链齿轮194，该齿轮通过链条192与驱动链轮193连接，还有一个通过链条192驱动的传送带194。支撑压缩金属废料的支持盘195在传送带194上以一定的间隔排列。

下面将根据本发明的一个实例，具体描述该金属废料再生设备的操作过程。

填入废料给料器170漏斗172中的金属废料被投入转换器110中。如果金属废料是简单的颗粒的话，那么将以重量为单位进行投入。因金属废料具有杂乱的形状，在收集过程中常常混乱的纠缠在一起。通常不能自然地供给金属碎片。因此，运载器173强行的供应废料。也就是说，随着传输螺丝177的旋转，漏斗172接收到的金属废料通过废料入口182被传送到运输指南178，并通过出口183排出，然后装载到导向块117的装载部分130。此外，在某些情况下，辅助运载器174的可移动推动器上下移动，从而将残余的废料推入导向块117。

当废料以上述方式进行供应时，按压促动器152将转换活塞151推入转换器110，从而压缩金属废料。也就是说，转换活塞151在沿导向块117行进的过程中通过指南131内部将金属废料推入模块116中，同时将金属废料转换成紧密压缩的紧凑固体。

当废料在模块116中完成上述压缩时，门111降低，模块116的入口移动到一个通过开孔112和出口105与外界连通的位置，从而使压缩物排放到输送器190。随后，被排出的压缩物被输送器190输送到下道工序，并投入到熔融金属中作为浇注料再利用。

本发明所涉及的金属废料再生设备通过上述过程生产出金属废料压缩物，且该压缩物的比重与金属熔源相同或较高。因此，当废料压缩物在熔融金属中融化时，它会沉入熔融金属内，而不会漂浮在表面。这可以有效防止金属废料因氧化而造成的损失，从而大大提高了废料回收率。

此外，本发明涉及的金属废料再生设备配有被分成一个多元化模块121的模块116。由于转换压力，施加到模块116的压力与整体结构上的压力相比显著减少。因此有可能在很短的时间内通过向金属废料施加较高的转换压力，将金属废料压缩成高比重的压缩块。此外，还可以通过增加模具的使用寿命减少模块重量。

此外，与金属废料一起输入的切削液能够通过模块116的各独立模块121间的间隙排放到模具外，并由油盘收集132。从而，能够有效提高切削液的回收率，并大大减少紧密压缩的金属废料块中切削液的含量，进而大大减少污染物的排放。

上述情况说明对本发明的具体描述和说明已经提交，它的用意并不是要详尽无遗或将本发明限制在确切的形式上，上述的内容会发生很多明显的修改和变化。详细描述所选的典范旨在解释本发明的特定原理和它的实际应用，从而使他人能够了解并利用不同的具体范例，以及做出各种选择和修改。本发明的范围不应根据上面的说明决定，而应根据所附权利要求及等同权利要求的全部范围决定。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (8)

1.一种金属废料再生设备，其特征在于，包含：

一个有冶炼金属废料转换通道的模具，在通道纵向的一端有一个入口，在通道纵向的另一端有一个出口，入口和出口由通道连接；

出口安装有一个活动门，通过活动门的移动来控制出口的开关；

一个门促动器控制门移动到处于开或关的位置；

一个废料进料器使金属废料进入模具的通道，一个转换活塞通过模具的入口插入通道，并将固体金属废料压缩转化为一个与通道形状对应的紧凑固体；

一个压力促动器推动转换活塞在模具内外往复运动提供转换的压力；

一个固定模具的外罩，在所述模具由多元分割模块形成时，这些模块在外罩的内部彼此相邻，并通过每个模块设有的边缘与外罩相连接，以通过这些模块来界定模具的通道，并由模块的边缘确定通道的入口。

2.如权利要求1所述的金属废料再生设备，其特征在于，还包含一个导向块连接模具的入口，导向块有一个针对模具转换活塞的槽，入口的位置略高于导向槽。

3.如权利要求2所述的金属废料再生设备，其特征在于，模具的废料进料器有一个加料斗，其出口对着导向块的入口，加料斗和导向块的入口由传送废料的转载机连接。

4.如权利要求3所述的金属废料再生设备，其特征在于，转载机包含一个输送螺杆，安装在加料斗的垂直方向，一个推动装置驱动输送螺杆，输送螺杆外有一个引导装置，引导装置在较高位置和较低位置开启废料出入口，废料出入口有一个管道。

5.如权利要求4所述的金属废料再生设备，其特征在于，还包含一个有液压缸和推杆的辅助转载机，液压缸驱动推杆在加料斗中垂直运动从而使金属废料从加料斗出口输出。

6.如权利要求1所述的金属废料再生设备，其特征在于，门移动时联系着模具入口的开关。

7.如权利要求2所述的金属废料再生设备，其特征在于，包含一个导向外罩，连接着导向块的前端，对移动着的转换活塞进行导向。

8.如权利要求1所述的金属废料再生设备，其特征在于，包含一个安装在模具较低一边的油盘，收集当压缩金属废料卸出的油。

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