CN104154758B - 一种利用加热炉炉盖升降控制系统来控制窑炉开闭的方法 - Google Patents

一种利用加热炉炉盖升降控制系统来控制窑炉开闭的方法 Download PDF

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Abstract

一种利用加热炉炉盖升降控制系统来控制窑炉开闭的方法，所述系统能够使得加热窑炉炉盖升降从而实现窑炉的开启与闭合，所述系统包括：炉盖体（9）、凸轮升降机构、控制器、电磁吸引装置驱动电路、电机驱动电路、以及驱动转轴电机，所述凸轮升降机构包括机架（1）、偏心轮（2）、锁定销（3）、弹性推动销（4）以及限位柱（5），所述偏心轮（2）的形状总体上为圆形形状，并且偏心地设置有驱动转轴（21），当所述圆形形状的圆心位于所述驱动转轴（21）的上方并且与其形成竖直关系时，所述偏心轮（2）将所述炉盖体（9）升至高位。

Description

一种利用加热炉炉盖升降控制系统来控制窑炉开闭的方法
 
技术领域
本申请涉及一种窑炉炉盖，具体为一种利用加热炉炉盖升降控制系统来控制窑炉开闭的方法。
背景技术
窑炉是用耐火材料砌成的用以烧成制品的设备，是陶艺成型中的必备设施。人类上万年的陶瓷烧造历史，积累了丰富的造窑样式和经验。从原始社会的地上露天堆烧、挖坑筑烧到馒头状升焰圆窑、半倒焰马蹄形窑、半坡龙窑、鸭蛋形窑，再到现今的室内气窑、电窑，窑炉科技在不断改良发展中。
而由于窑炉的高温性能，其炉盖要求能够隔热，其重量往往较重，而在使用过程中，又需要对炉盖进行开启以查看炉内状况。
凸轮机构是由凸轮、从动件和机架三个基本构件组成的高副机构。凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件，一般为主动件，作等速回转运动或往复直线运动。
与凸轮轮廓接触，并传递动力和实现预定的运动规律的构件，一般做往复直线运动或摆动，称为从动件，或者被升降的炉盖体。
凸轮机构在应用中的基本特点在于能使从动件获得较复杂的运动规律。因为从动件的运动规律取决于凸轮轮廓曲线，所以在应用时，只要根据从动件的运动规律来设计凸轮的轮廓曲线就可以了。
凸轮机构广泛应用于各种自动机械、仪器和操纵控制装置。凸轮机构之所以得到如此广泛的应用，主要是由于凸轮机构可以实现各种复杂的运动要求，而且结构简单、紧凑。凸轮升降机构具有运行简单可靠的优点，在一些需要控制升降的装置中得以广泛使用。
由于凸轮的高副性能，往往需要对其位置进行锁定。而在凸轮的不同相位之间的运动转换，往往需要施加主动驱动力。频繁地施加主动驱动力，对于驱动机构而言是不利的。而对于驱动动力装置缺失或故障的情形下，在凸轮的一种相位到另一相位的转移则变得困难设置不可行。
发明内容
本发明提供一种利用加热炉炉盖升降控制系统来控制窑炉开闭的方法，其在由一种凸轮相位到另一凸轮相位转移时，无需再启动或施加主动驱动力，而且凸轮的相位位置稳定，受力均衡。
根据本发明，一种利用加热炉炉盖升降控制系统来控制窑炉开闭的方法，所述系统能够使得加热窑炉炉盖升降从而实现窑炉的开启与闭合，所述系统包括：炉盖体、凸轮升降机构、控制器、电磁吸引装置驱动电路、电机驱动电路、以及驱动转轴电机，所述凸轮升降机构包括机架、偏心轮、锁定销、弹性推动销以及限位柱，所述偏心轮的形状总体上为圆形形状，并且偏心地设置有驱动转轴，当所述圆形形状的圆心位于所述驱动转轴的上方并且与其形成竖直关系时，所述偏心轮将所述炉盖体升至高位；所述偏心轮的圆周面上还设置有径向向内凹进的锁定孔，锁定孔用于与锁定销的上端配合，当所述偏心轮将所述炉盖体升至高位时，锁定孔位于所述驱动转轴的下方并且与其形成竖直关系；锁定销的下端与锁定销弹簧连接，在锁定销弹簧的顶压作用下，锁定销能够在所述偏心轮将所述炉盖体升至高位时伸入所述锁定孔从而对偏心轮进行锁定；锁定销的下端还与锁定解除下拉件耦接，锁定解除下拉件用于将锁定销下拉而接触锁定；
偏心轮还设置有锐角形件，当在所述偏心轮将所述炉盖体升至高位的状态下，所述锐角形件尖头朝下，并且左侧面为竖直方向，右侧面与所述偏心轮的外圆周面相切，并且与左侧面相交成锐角；锐角形件的所述左侧面是用于与弹性推动销的右端接合的驱动面，所述右侧面是当所述偏心轮将所述炉盖体降至低位时用于承载所述炉盖体的承载面；
弹性推动销的右端为圆头形状，左端与推动弹簧连接，所述右端的圆头形状用于与驱动面接合；锁定销的中部部位固定设置有楔块，所述楔块的上侧面为楔形斜面，所述楔形斜面平行于所述驱动转轴的轴线方向，并且与水平面成锐角；弹性推动销在其右端附近、在其右端和左端之间设置有供所述楔块插入的斜面槽口，所述斜面槽口的左侧面为用于与所述楔形斜面配合的接合斜面，当锁定销处于伸入所述锁定孔中的锁定状态时，锁定销通过所述楔形斜面与弹性推动销的接合斜面配合而同时将弹性推动销逆着推动弹簧而压向左侧，从而对其向右运动进行锁定，此时，弹性推动销的右端与锐角形件的驱动面之间具有间隙而不接合；
当锁定解除下拉件对锁定销施加暂态作用，而将其下拉时，锁定销的上端从偏心轮的锁定孔中脱离，同时，楔块从斜面槽口退出并且楔形斜面与接合斜面脱离接合，由此，弹性推动销的右端接合锐角形件的所述驱动面，使得偏心轮逆时针转动，由此，炉盖体逐渐降至低位；所述限位柱通过限位弹性元件连接到机架，当偏心轮逆时针转动而使得炉盖体降至低位时，锐角形件的承载面成水平方向，并且承载面的外端与限位柱接触从而进行限位；
当需要使得炉盖体从所述低位升至高位时，驱动转轴驱动偏心轮顺时针转动，在此过程中，锁定销的上端在其锁定销弹簧的顶压作用下沿着偏心轮的圆周外表面滑动，并且锐角形件的驱动面能够转动到与弹性推动销的右端结合，从而逐渐将其向左侧顶压；当锁定销的上端开始落入锁定孔中时，锁定销在锁定销弹簧的顶压下整体竖直向上运动，此时，楔块能够插入弹性推动销的斜面槽口从而将弹性推动销进一步向左推动；由此实现炉盖体在高位的锁定；
所述锁定解除下拉件为电磁吸引装置；锁定销为铁质；
所述方法包括如下步骤：
A 初始状态，所述物体处于高位；所述控制器控制电磁吸引装置上电，吸引锁定销暂时下拉；
B偏心轮将物体降至低位；
C 需要将物体再次升至高位时，所述控制器控制所述电机转动，使得所述驱动转轴对所述偏心轮施加驱动力矩，从而使得偏心轮将物体重新升至高位，并且锁定销进行锁定动作。
通过上述方案，由于在升降机构将炉盖体由低位升至高位的同时，将伸缩机构的弹簧部件蓄积了大量势能；在需要由高位向低位转换时，利用所积蓄的弹性势能引导凸轮向期望的方向转动，之后利用重力势能而自行降至低位。而且，通过锁定机构，在锁定凸轮高位位置的同时，还对所述弹性伸缩机构进行锁定，避免弹性力直接施加到凸轮机构，因此避免了影响凸轮机构在高位的稳定性。利用锐角形件，在用作与所述伸缩机构配合接触的驱动面的同时，还在低位时用作承载面，避免了凸轮机构的偏心设置导致的与炉盖体接触位置的偏移造成的重心不稳。通过限位部件，既保证了 凸轮转动后的水平位，又起到了稳定低位状态的作用。
附图说明
图1是凸轮机构在将炉盖体升至高位时的图示；
图2是图1的凸轮机构在将炉盖体降至低位时的图示；
图3是弹性推动销的结构主视图；
图4是图3图示的仰视图；
图5是控制系统的结构图。
具体实施方式
下面结合附图，通过具体实例对本发明进行详细说明。
一种利用加热炉炉盖升降控制系统来控制窑炉开闭的方法，所述系统能够使得加热窑炉炉盖升降从而实现窑炉的开启与闭合，所述系统包括：炉盖体9、凸轮升降机构、控制器、电磁吸引装置驱动电路、电机驱动电路、以及驱动转轴电机，所述凸轮升降机构包括机架1、偏心轮2、锁定销3、弹性推动销4以及限位柱5，所述偏心轮2的形状总体上为圆形形状，并且偏心地设置有驱动转轴21，当所述圆形形状的圆心位于所述驱动转轴21的上方并且与其形成竖直关系时，所述偏心轮2将所述炉盖体9升至高位；所述偏心轮2的圆周面上还设置有径向向内凹进的锁定孔23，锁定孔23用于与锁定销3的上端配合，当所述偏心轮2将所述炉盖体9升至高位时，锁定孔23位于所述驱动转轴21的下方并且与其形成竖直关系；锁定销3的下端与锁定销弹簧32连接，在锁定销弹簧32的顶压作用下，锁定销3能够在所述偏心轮2将所述炉盖体9升至高位时伸入所述锁定孔23从而对偏心轮2进行锁定；锁定销3的下端还与锁定解除下拉件33耦接，锁定解除下拉件33用于将锁定销3下拉而接触锁定；
偏心轮2还设置有锐角形件22，当在所述偏心轮2将所述炉盖体9升至高位的状态下，所述锐角形件22尖头朝下，并且左侧面为竖直方向，右侧面与所述偏心轮2的外圆周面相切，并且与左侧面相交成锐角；锐角形件22的所述左侧面是用于与弹性推动销4的右端接合的驱动面，所述右侧面是当所述偏心轮2将所述炉盖体9降至低位时用于承载所述炉盖体9的承载面；
弹性推动销4的右端为圆头形状，左端与推动弹簧41连接，所述右端的圆头形状用于与驱动面接合；锁定销3的中部部位固定设置有楔块31，所述楔块31的上侧面为楔形斜面311，所述楔形斜面311平行于所述驱动转轴21的轴线方向，并且与水平面成锐角；弹性推动销4在其右端附近、在其右端和左端之间设置有供所述楔块31插入的斜面槽口43，所述斜面槽口43的左侧面为用于与所述楔形斜面311配合的接合斜面44，当锁定销3处于伸入所述锁定孔23中的锁定状态时，锁定销3通过所述楔形斜面311与弹性推动销4的接合斜面44配合而同时将弹性推动销4逆着推动弹簧41而压向左侧，从而对其向右运动进行锁定，此时，弹性推动销4的右端与锐角形件22的驱动面之间具有间隙而不接合；
当锁定解除下拉件33对锁定销3施加暂态作用，而将其下拉时，锁定销3的上端从偏心轮2的锁定孔23中脱离，同时，楔块31从斜面槽口43退出并且楔形斜面311与接合斜面44脱离接合，由此，弹性推动销4的右端接合锐角形件22的所述驱动面，使得偏心轮2逆时针转动，由此，炉盖体9逐渐降至低位；所述限位柱5通过限位弹性元件51连接到机架1，当偏心轮2逆时针转动而使得炉盖体9降至低位时，锐角形件22的承载面成水平方向，并且承载面的外端与限位柱5接触从而进行限位；
当需要使得炉盖体9从所述低位升至高位时，驱动转轴21驱动偏心轮2顺时针转动，在此过程中，锁定销3的上端在其锁定销弹簧32的顶压作用下沿着偏心轮2的圆周外表面滑动，并且锐角形件22的驱动面能够转动到与弹性推动销4的右端结合，从而逐渐将其向左侧顶压；当锁定销3的上端开始落入锁定孔23中时，锁定销3在锁定销弹簧32的顶压下整体竖直向上运动，此时，楔块31能够插入弹性推动销4的斜面槽口43从而将弹性推动销4进一步向左推动；由此实现炉盖体9在高位的锁定；
所述锁定解除下拉件33为电磁吸引装置；锁定销3为铁质；
所述方法包括如下步骤：
A 初始状态，所述物体处于高位；所述控制器控制电磁吸引装置上电，吸引锁定销3暂时下拉；
B偏心轮2将物体降至低位；
C 需要将物体再次升至高位时，所述控制器控制所述电机转动，使得所述驱动转轴21对所述偏心轮2施加驱动力矩，从而使得偏心轮2将物体重新升至高位，并且锁定销3进行锁定动作。
其中，弹性推动销4的斜面槽口43的与接合斜面44相对的面为竖直壁面42，其与接合斜面44间隔分开从而在接合斜面44与竖直壁面42之间形成所述斜面槽口43。
其中，锁定解除下拉件33为手动拉动机构。
通过以上方式，本领域的技术人员可以在本发明的范围内根据工作模式做出各种改变。

Claims (2)

1.一种利用加热炉炉盖升降控制系统来控制窑炉开闭的方法，所述系统能够使得加热炉炉盖升降从而实现窑炉的开启与闭合，所述系统包括：炉盖体（9）、凸轮升降机构、控制器、电磁吸引装置驱动电路、电机驱动电路、以及驱动转轴电机，所述凸轮升降机构包括机架（1）、偏心轮（2）、锁定销（3）、弹性推动销（4）以及限位柱（5），所述偏心轮（2）的形状总体上为圆形形状，并且偏心地设置有驱动转轴（21），当所述圆形形状的圆心位于所述驱动转轴（21）的上方并且与其形成竖直关系时，所述偏心轮（2）将所述炉盖体（9）升至高位；所述偏心轮（2）的圆周面上还设置有径向向内凹进的锁定孔（23），锁定孔（23）用于与锁定销（3）的上端配合，当所述偏心轮（2）将所述炉盖体（9）升至高位时，锁定孔（23）位于所述驱动转轴（21）的下方并且与其形成竖直关系；锁定销（3）的下端与锁定销弹簧（32）连接，在锁定销弹簧（32）的顶压作用下，锁定销（3）能够在所述偏心轮（2）将所述炉盖体（9）升至高位时伸入所述锁定孔（23）从而对偏心轮（2）进行锁定；锁定销（3）的下端还与锁定解除下拉件（33）耦接，锁定解除下拉件（33）用于将锁定销（3）下拉而解除锁定；
偏心轮（2）还设置有锐角形件（22），当在所述偏心轮（2）将所述炉盖体（9）升至高位的状态下，所述锐角形件（22）尖头朝下，并且左侧面为竖直方向，右侧面与所述偏心轮（2）的外圆周面相切，并且与左侧面相交成锐角；锐角形件（22）的所述左侧面是用于与弹性推动销（4）的右端接合的驱动面，所述右侧面是当所述偏心轮（2）将所述炉盖体（9）降至低位时用于承载所述炉盖体（9）的承载面；
弹性推动销（4）的右端为圆头形状，左端与推动弹簧（41）连接，所述右端的圆头形状用于与驱动面接合；锁定销（3）的中部部位固定设置有楔块（31），所述楔块（31）的上侧面为楔形斜面（311），所述楔形斜面(311)平行于所述驱动转轴（21）的轴线方向，并且与水平面成锐角；弹性推动销（4）在其右端附近、在其右端和左端之间设置有供所述楔块（31）插入的斜面槽口（43），所述斜面槽口（43）的左侧面为用于与所述楔形斜面（311）配合的接合斜面（44），当锁定销（3）处于伸入所述锁定孔（23）中的锁定状态时，锁定销（3）通过所述楔形斜面（311）与弹性推动销（4）的接合斜面（44）配合而同时将弹性推动销（4）逆着推动弹簧（41）而压向左侧，从而对其向右运动进行锁定，此时，弹性推动销（4）的右端与锐角形件（22）的驱动面之间具有间隙而不接合；
当锁定解除下拉件（33）对锁定销（3）施加暂态作用，而将其下拉时，锁定销（3）的上端从偏心轮（2）的锁定孔（23）中脱离，同时，楔块（31）从斜面槽口（43）退出并且楔形斜面（311）与接合斜面（44）脱离接合，由此，弹性推动销（4）的右端接合锐角形件（22）的所述驱动面，使得偏心轮（2）逆时针转动，由此，炉盖体（9）逐渐降至低位；所述限位柱（5）通过限位弹性元件（51）连接到机架（1），当偏心轮（2）逆时针转动而使得炉盖体（9）降至低位时，锐角形件（22）的承载面成水平方向，并且承载面的外端与限位柱（5）接触从而进行限位；
当需要使得炉盖体（9）从所述低位升至高位时，驱动转轴（21）驱动偏心轮（2）顺时针转动，在此过程中，锁定销（3）的上端在其锁定销弹簧（32）的顶压作用下沿着偏心轮（2）的圆周外表面滑动，并且锐角形件（22）的驱动面能够转动到与弹性推动销（4）的右端结合，从而逐渐将其向左侧顶压；当锁定销（3）的上端开始落入锁定孔（23）中时，锁定销（3）在锁定销弹簧（32）的顶压下整体竖直向上运动，此时，楔块（31）能够插入弹性推动销（4）的斜面槽口（43）从而将弹性推动销（4）进一步向左推动；由此实现炉盖体（9）在高位的锁定；
所述锁定解除下拉件（33）为电磁吸引装置；锁定销（3）为铁质；
所述方法包括如下步骤：
A 初始状态，所述物体处于高位；所述控制器控制电磁吸引装置上电，吸引锁定销（3）暂时下拉；
B偏心轮（2）将物体降至低位；
C 需要将物体再次升至高位时，所述控制器控制所述电机转动，使得所述驱动转轴（21）对所述偏心轮（2）施加驱动力矩，从而使得偏心轮（2）将物体重新升至高位，并且锁定销（3）进行锁定动作。
2.如权利要求1所述的方法，其中，弹性推动销（4）的斜面槽口（43）的与接合斜面（44）相对的面为竖直壁面（42），其与接合斜面（44）间隔分开从而在接合斜面（44）与竖直壁面（42）之间形成所述斜面槽口（43）。
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