CN105466214B - 一种自动卸舟装置及其卸舟工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种卸舟装置及其卸舟工艺，卸舟装置包括在预出舟炉管处布置的预出舟部件，出舟仓，内炉门，外炉门，横向推舟部件，纵向推舟部件；出舟仓设置在预出舟炉管的侧部，出舟仓与预出舟炉管之间设置能上下移动的内炉门，在出舟仓的底部设置能上下移动的外炉门，外炉门下部一侧设置横向推舟部件，另一侧设置纵向运舟部件。预出舟炉管、预出舟部件、内炉门、外炉门、纵向运舟部件、横向推舟部件上设置了与PLC连接的接近开关。采用本发明装置和工艺，使各部件每个步骤的动作均能利用气缸作为动力，具有成本低，环保无污染，且故障少的特点，提高了装置运行可靠性。

Description

一种自动卸舟装置及其卸舟工艺

技术领域

本发明属于一种卸舟装置，特别是一种用于连续出舟的炉体，如连续式钼丝碳化炉，还原炉等炉体的自动卸舟装置。本发明还涉及一种卸舟工艺。

背景技术

连续式钼丝碳化炉是硬质合金行业生产中、细颗粒碳化钨粉的关键设备，自从德国引进国内后，产品质量及生产率均得以大幅提高。目前国内已经能够生产同类设备，并广泛应用于各个硬质合金生产厂家。该设备是将均匀混合好的钨粉与炭黑，装入石墨舟皿，推入炉膛，在1500℃左右氢气保护环境下，生成高质量的碳化钨粉。设备技术先进、自动化程度高，从舟皿传送、开关炉门、推舟、卸舟、舟皿回复等过程均由PLC控制全自动运行，因此对各部件的可靠性提出了极高的要求。

在生产过程中，卸舟装置起着非常关键的作用，既要保证舟皿能够从炉管中顺利卸出，同时空气又不能混入炉管内。比较好的方式是采用内外炉门出舟机构，其工作过程是：当舟皿到达预出舟炉管位置时，内炉门打开，将舟皿送入出舟仓；关闭内炉门后，打开外炉门将舟皿送出炉管外，并同时向出舟仓充入氮气保护以隔绝空气进入炉管内；舟皿出炉管后关闭外炉门并关闭充氮阀，而出炉管后的舟皿则由其它机构转运至卸舟架；而当下一个舟皿到达预出舟位置时，重复上述出舟过程。

实现上述出舟动作，现在国内生产及进口的同类设备其结构如图3、4所示，采用的是将内、外两个炉门沿着冷却段8后部的预出舟炉管的出舟方向依次布置来实现，由预出舟炉管内的预出舟部件1、内炉门2、出舟仓3、外炉门4、转运小车5及纵向运舟部件6组成。上述部件均布置在同一个水平面上。

预出舟部件1的作用是将到达预出舟位置的舟皿送入出舟仓，由炉管外部的电机减速器、炉管内部的一套链条载舟机构组成。电机减速器通过链传动，带动载舟机构将舟皿送入出舟仓。

内炉门2的炉门打开、关闭是由外部的一个电机减速器通过链传动，带动炉门内部的齿轮齿条机构来实现的。

出舟仓3内部也有一个链条载舟机构，通过外部的电机减速器、链传动带动载舟机构将舟皿送出炉管外部转运小车上。

外炉门4由一个电机减速器，通过齿轮传动的方式实现炉门的打开和关闭。

舟皿转运小车5由一个电机减速器通过链条带动，在出舟仓与纵向运舟部件之间移动，其内部有一套链条载舟机构，两侧各有一个半离合器，分别与出舟仓链传动的另一个半离合器、纵向运舟部件6的另一个半离合器相结合，实现舟皿的转运。

纵向运舟部件6由电机减速器及链传动、链条载舟机构及一个半离合器组成，其作用是将小车上的舟皿转运到卸舟架7上。

整个出舟过程中，在预出舟炉管处、出舟仓处、转运小车处、纵向运舟部件处均设置10个接近开关，由各接近开关给出信号，PLC控制上述6套电机减速器部件自动完成，不需要人操作。

上述卸舟装置和卸舟方法，经过多年的使用，发现存在以下不足：

结构复杂，传动机构多，可靠性不高，容易发生故障影响生产；

对加工及安装要求较高，制造成本高；

需要六套电机减速器及大量的传动部件，整个装置成本费用高昂；

舟皿的传送均使用链条载舟的方式，由于石墨舟皿与链条间的摩擦系数低且两者接触面积小，故常常发生舟皿在链条上打滑而不能运舟的情况，而不得 不停止设备以便检修，不但影响整个设备的生产效率，也增加了维护费用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单、成本低、可靠性高的卸舟装置，及其卸舟工艺。

本发明的卸舟装置包括在预出舟炉管处布置的预出舟部件、出舟仓、内炉门、外炉门、横向推舟部件、纵向推舟部件，所述出舟仓设置在预出舟炉管的侧部，出舟仓与预出舟炉管之间设置能上下移动的内炉门，在出舟仓的底部设置能上下移动的外炉门，外炉门下部一侧设置横向推舟部件，另一侧设置纵向运舟部件。

上述预出舟部件包括布置在与出舟仓相对的预出舟炉管另一侧的出舟气缸，内炉门上连接内炉门气缸，外炉门上连接外炉门气缸，横向推舟部件包括横向推舟气缸，纵向运舟部件包括运舟轨道，在轨道的一侧设置纵向推舟气缸；

上述预出舟炉管内，预出舟部件，内炉门，外炉门，横向推舟部件，纵向运舟部件上分别设置有位置检测开关，PLC根据位置检测开关输出信号，控制内炉门气缸、出舟气缸、外炉门气缸、横向推舟气缸、纵向推舟气缸依次动作。

采用本发明的上述装置，其卸舟工艺如下：

(1)、预备出舟：从炉体冷却段输送的舟皿进入预出舟炉管，位于预出舟炉管内的位置检测开关检测到有舟皿送达预出舟炉管设定位置时，传送给PLC一个输入信号，PLC即输出信号，启动内炉门气缸将内炉门打开；

(2)推舟：当内炉门打开到位时，内炉门位置检测开关传送给PLC一个输入信号，PLC即输出信号，启动预出舟部件上的出舟气缸将舟皿从预出舟炉管内推送入另一侧的出舟仓内的预定位置，即外炉门上端时，出舟气缸上设置的位置检测开关传送给PLC一个输入信号，PLC即输出信号控制出舟气缸回位，出舟 气缸上的位置检测开关再次传送给PLC一个输入信号，PLC即输出信号并驱动内炉门气缸将内炉门关闭；

(3)出舟：当内炉门关闭到位后，内炉门上的位置检测开关传送给PLC一个输入信号，PLC即输出信号，启动外炉门气缸将外炉门向下打开；同时PLC启动与出舟仓相通的保护气体电磁阀，向出舟仓内充入保护气体。放置在外炉门上的舟皿随外炉门向下移出出舟仓，到达下部预定位置时，外炉门上的位置检测开关传送给PLC一个输入信号，PLC输出信号驱动横向推舟气缸将外炉门上的舟皿推送到另一侧的纵向运舟部件的运舟轨道上，推送到位时，横向推舟部件上的位置检测开关传送给PLC一个输入信号，由PLC控制横向推舟气缸回位，横向推舟部件上的位置检测开关又给PLC一个输入信号，PLC输出信号驱动外炉门气缸向上移动将外炉门关闭；外炉门关闭到位后，外炉门上的位置检测开关给PLC一个输入信号，PLC输出信号关闭保护气体电磁阀；

(4)运舟：放置在运舟轨道上的舟皿移动到运舟轨道设定位置时，在该设定位置一侧的纵向推舟部件的位置检测开关检测到有舟皿送达到位，传送给PLC一个输入信号，PLC输出信号驱动纵向推舟气缸将舟皿推出运舟轨道。

本发明装置充分利用三维立体空间，将原来水平依次布置的各个卸舟部件调整为侧向、上下相接布置的方式，使每个步骤的动作均能利用气缸作为动力。本装置全部采用气缸作为动力，去除了原机构大量复杂的机械传动部件，气缸相对于电机减速器，成本低得多。减少了故障源，也大幅降低了加工制造费用。同时，气缸作为动力，不仅环保无污染，而且本身具有自保护功能，无需如电机减速器那样加装安全保护装置。采用气缸推舟，彻底解决了原结构存在的舟皿打滑问题，提高了机构运行可靠性。与原结构比较，结构新颖、简单、可靠，大幅降低了制造费用及设备的运行、维护费用。

作为本发明的改进，在所述预出舟炉管端部设置炉门，方便处理如堵舟等意外事故，其上安装的观察镜便于随时观察炉管内部情况。

更进一步的改进是，所述预出舟炉管端部炉门处，纵向运舟部件处均设置接近开关，出舟气缸、内炉门气缸、外炉门气缸、横向推舟气缸分别集成有两个感应开关，PLC根据接近开关和感应开关输出的信号，控制内炉门气缸、出舟气缸、外炉门气缸、横向推舟气缸、纵向推舟气缸依次动作。本发明通过把原来的接近开关替换为集成在4个气缸上的位置感应开关，与现有技术的原机构相比，减少了10个接近开关，进一步简化了装置结构。

所述内炉门由固定在出舟仓与预出舟炉管之间的连接框，嵌固在连接框内的闸门，连接框与闸门之间的密封件构成；所述内炉门气缸安装于链接框顶部，气缸的伸缩杆与闸门连接。由气缸带动闸门上下移动并通过密封件实现密封作用，较佳的是密封件采用斜锲密封结构，简化了原复杂的结构，降低了加工难度及制造成本。由气缸带动闸门上下移动并通过斜锲机构实现密封作用，隔绝内炉管与出舟仓通道，以防空气进入炉管，引起爆炸、氧化炉管及舟皿，缩短其使用寿命。

所述出舟仓内靠近外炉门的端部设置弹性部件，如弹簧或者其他的适宜的弹性件。当推舟气缸将舟皿从出舟仓靠近内炉门的一端推送到靠近外炉门的另一端时，弹性件可以避免舟皿与出舟仓端部直接硬接触，特别是还可以起到舟皿校正的作用。当舟皿在推舟气缸的冲击下，从预出舟炉管推入出舟仓时，难免会有偏斜，偏斜的舟皿一侧首先接触弹性件，被弹回，施加在舟皿上的反向弹力恰好可以对舟皿起到纠偏的作用，让舟皿摆正，以便从出舟仓底部的外炉门顺利出舟。

所述出舟仓与外炉门相接处，设置有至少两根竖直向下延伸的导柱，外炉门 气缸固连在导柱底部的安装板上，气缸的伸缩杆与外炉门连接，外炉门与导柱滑动连接。导柱较佳为4根。外炉门由导柱导向，在气缸推拉作用下实现上下运动，将舟皿最终卸出出舟仓外面。出舟仓和或外炉门间还设置有密封件，如外舟炉门上设有密封圈，用于关闭外炉门后的密封。

横向推舟气缸固定在安装架上。气缸的作用是将外炉门上卸出的舟皿推入纵向运舟部件的轨道上。

运舟轨道放置在支撑架上，推入运舟轨道的舟皿到达轨道端部后，由安装于轨道侧面的纵向推舟气缸将舟皿推入卸舟架，完成整个自动卸舟过程。

本发明的技术效果是：采用新颖结构和运行步骤，利用气缸作为动力，简化了卸舟结构，去掉了复杂的机械传动结构，使机构运行更加可靠，提高了产品质量及舟皿使用寿命，减少了维护费用。原机构采用了6套电机减速器及大量的接近开关，本装置的5套气缸与之比较，采购成本仅仅是前者的十分之一，因而大幅降低了成本，增强了产品的竞争力。特别是由于改变了原欲出炉炉管后部依次水平、平行布置的出舟仓、运舟小车等部件的连接方式，所节约出的空间在同样长度的工房内，可以极大延长整个炉体的冷却段，使产品及舟皿得到充分的冷却，避免出炉后被氧化，延长了舟皿使用寿命及提高了产品质量。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。(图中虚线物品13为舟皿，以说明舟皿在卸舟过程的运动轨迹。)

图2是图1的俯视图。

图3是现有技术的结构示意图。

图4是图3的俯视图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步描述：

如图1、2所示，本发明包括在预出舟炉管12处布置的预出舟部件1、出舟仓3、内炉门2、外炉门4、横向推舟部件10及纵向运舟部件6。出舟仓3设置在预出舟炉管12的侧部，出舟仓与预出舟炉管之间设置能上下移动的内炉门，在出舟仓的底部设置能上下移动的外炉门，外炉门下部一侧设置横向推舟部件，另一侧设置纵向运舟部件，纵向运舟部件包括运舟轨道，在轨道端部的一侧设置纵向推舟气缸。

上述预出舟部件包括布置在与出舟仓相对的预出舟炉管另一侧的出舟气缸，内炉门上连接内炉门气缸，外炉门上连接外炉门气缸，横向推舟部件包括横向推舟气缸；上述的4个气缸上分别集成有两个位置感应开关；上述预出舟炉管端部的炉门14、以及纵向运舟轨道的端部分别设置有接近开关。

上述内炉门优选结构包括固定在出舟仓与预出舟炉管之间的连接框，嵌固在连接框内的闸门，连接框与闸门之间的密封件构成；所述内炉门气缸安装于连接框顶部，气缸的伸缩杆与闸门连接。由气缸带动闸门上下移动并通过密封件实现密封作用，较佳的是密封件采用斜锲密封结构。

所述出舟仓与外炉门相接处，设置有四根竖直向下延伸的导柱11，外炉门气缸固连在导柱底部的安装板上，气缸的伸缩杆与外炉门连接，外炉门与导柱滑动连接。外舟炉门上设有密封圈，用于关闭外炉门后的密封。

横向推舟部件包括固定在设备机架9上的安装架，横向推舟气缸固定在安装架上。纵向运舟部件6由放置在支撑架15上的轨道及轨道端部一侧的纵向推舟气缸组成。

本发明卸舟装置优选在出舟仓内靠近外炉门的端部设置弹簧机构。

采用本发明的装置，其卸舟工艺如下：

(1)、预备出舟：从炉体冷却段8输送的舟皿13进入预出舟炉管，位于预出舟炉管端部炉门上的接近开关检测到有舟皿送达预出舟炉管设定位置时，传送给PLC一个输入信号，PLC即输出信号，启动内炉门气缸将内炉门向上(下)打开；

(2)推舟：内炉门打开到位时，内炉门气缸第一感应开关传送给PLC一个输入信号，PLC即输出信号，启动预出舟部件上的出舟气缸，出舟气缸伸缩杆伸出将舟皿从预出舟炉管内推送入另一侧的出舟仓内的预定位置，即外炉门的上端时，出舟气缸第一感应开关传送给PLC一个输入信号，PLC即输出信号控制推舟气缸伸缩杆退回，当推舟气缸伸缩杆退回到位时，出舟气缸上的第二感应开关传送给PLC一个输入信号，PLC即输出信号并驱动内炉门气缸将内炉门关闭；

(3)出舟：当内炉门关闭到位后，内炉门气缸上的第二感应开关传送给PLC一个输入信号，PLC即输出信号，启动外炉门气缸将外炉门向下打开；同时PLC启动与出舟仓相通的氮气储气罐的电磁阀，向出舟仓内充入氮气；放置在外炉门上的舟皿随外炉门向下移出出舟仓，到达下部预定位置时，其一侧与横向推舟部件的气缸相对，另一侧与纵向运舟部件的运舟轨道相接，外炉门气缸上的第一感应开关传送给PLC一个输入信号，PLC输出信号驱动横向推舟气缸伸缩杆将外炉门上的舟皿推送到另一侧的纵向运舟部件的运舟轨道上，推送到位时，横向推舟气缸上的第一感应开关传送给PLC一个输入信号，PLC控制横向推舟气缸伸缩杆退回，伸缩杆退回到位后，横向推舟气缸上的第二感应开关又给PLC一个输入信号，PLC输出信号驱动外炉门气缸向上移动将外炉门关闭；外炉门关闭到位后，外炉门气缸上的第二感应开关给PLC一个输入信号，PLC输出信号关闭保护气体电磁阀；

(4)运舟：放置在运舟轨道上的舟皿移动到运舟轨道设定位置时，在该设 定位置一侧的纵向推舟部件的接近开关检测到有舟皿送达到位，接近开关又传送给PLC一个输入信号，PLC输出信号驱动纵向推舟气缸将舟皿推向与运舟轨道相接的卸舟架7上，从而完成整个卸舟过程。

本发明采用气缸作为卸舟皿的驱动件，与原机构相比，不仅具有结构简单紧凑、自制件少、成本低的特点，原每个卸舟装置配置费用约需要12万元，现在仅需要约5万元，仅一套卸舟装置就降低成本50％以上，更重要的是可靠性极高，确保设备的运行效率，降低了设备的运行费用。本装置不仅能用于连续式钼丝碳化炉，也可以应用于需要双炉门卸舟的其它设备如碳管炉、还原炉、烧结炉等，具有较高的推广价值。

Claims (10)

1.一种自动卸舟装置，包括在预出舟炉管处布置的预出舟部件、出舟仓、内炉门、外炉门、纵向推舟部件、位置检测开关以及PLC,其特征在于：还包括横向推舟部件；所述出舟仓设置在预出舟炉管的侧部，出舟仓与预出舟炉管之间设置能上下移动的内炉门，在出舟仓的底部设置能上下移动的外炉门，外炉门下部一侧设置横向推舟部件，另一侧设置纵向运舟部件；

所述预出舟部件包括布置在与出舟仓相对的预出舟炉管另一侧的出舟气缸；

所述内炉门上连接内炉门气缸；

所述外炉门上连接外炉门气缸；

所述横向推舟部件包括横向推舟气缸；

所述纵向运舟部件包括运舟轨道，在轨道的一侧设置纵向推舟气缸；

所述预出舟炉管内，预出舟部件，内炉门，外炉门，横向推舟部件，纵向运舟部件上分别设置有位置检测开关，PLC根据位置检测开关输出信号，控制内炉门气缸、出舟气缸、外炉门气缸、横向推舟气缸、纵向推舟气缸依次动作。

2.如权利要求1所述的自动卸舟装置，其特征在于：所述预出舟炉管端部设置炉门。

3.如权利要求2所述的自动卸舟装置，其特征在于：所述预出舟炉管端部炉门处，纵向运舟部件处均设置接近开关，出舟气缸、内炉门气缸、外炉门气缸、横向推舟气缸分别集成有两个感应开关，PLC根据接近开关和感应开关输出的信号，控制内炉门气缸、出舟气缸、外炉门气缸、横向推舟气缸、纵向推舟气缸依次动作。

4.如权利要求1-3任一权利要求所述的自动卸舟装置，其特征在于：所述内炉门由固定在出舟仓与预出舟炉管之间的连接框、嵌固在连接框内的闸门、连接框与闸门之间的密封件构成；所述内炉门气缸安装于连接框顶部，气缸的伸缩杆与闸门连接。

5.如权利要求4所述的自动卸舟装置，其特征在于：所述密封件为斜锲密封结构。

6.如权利要求1-3任一权利要求所述的自动卸舟装置，其特征在于：所述出舟仓内靠近外炉门的端部设置弹性部件。

7.如权利要求1-3任一权利要求所述的自动卸舟装置，其特征在于：所述出舟仓与外炉门相接处，设置有至少两根竖直向下延伸的导柱，外炉门气缸固连在导柱底部的安装板上，气缸的伸缩杆与外炉门连接，外炉门与导柱滑动连接；出舟仓和或外炉门上设置有密封件。

8.如权利要求1-3任一权利要求所述的自动卸舟装置，其特征在于：所述横向推舟气缸固定在安装架上，所述运舟轨道放置在支撑架上。

9.一种自动卸舟工艺，其特征在于，包括如下步骤：

（1）、预备出舟：从炉体冷却段输送的舟皿进入预出舟炉管，位于预出舟炉管内的位置检测开关检测到有舟皿送达预出舟炉管设定位置时，传送给PLC一个输入信号，PLC即输出信号，启动内炉门气缸将内炉门打开；

（2）推舟：当内炉门打开到位时，内炉门位置检测开关传送给PLC一个输入信号，PLC即输出信号，启动预出舟部件上的出舟气缸将舟皿从预出舟炉管内推送入另一侧的出舟仓内的预定位置，即外炉门上端时，出舟气缸上设置的位置检测开关传送给PLC一个输入信号，PLC即输出信号控制出舟气缸回位，出舟气缸上的位置检测开关再次传送给PLC一个输入信号，PLC即输出信号并驱动内炉门气缸将内炉门关闭；

（3）出舟：当内炉门关闭到位后，内炉门上的位置检测开关传送给PLC一个输入信号，PLC即输出信号，启动外炉门气缸将外炉门向下打开；同时PLC启动与出舟仓相通的保护气体电磁阀，向出舟仓内充入保护气体；放置在外炉门上的舟皿随外炉门向下移出出舟仓，到达下部预定位置时，外炉门上的位置检测开关传送给PLC一个输入信号，PLC输出信号驱动横向推舟气缸将外炉门上的舟皿推送到另一侧的纵向运舟部件的运舟轨道上，推送到位时，横向推舟部件上的位置检测开关传送给PLC一个输入信号，由PLC控制横向推舟气缸回位，横向推舟部件上的位置检测开关又给PLC一个输入信号，PLC输出信号驱动外炉门气缸向上移动将外炉门关闭；外炉门关闭到位后，外炉门上的位置检测开关给PLC一个输入信号，PLC输出信号关闭保护气体电磁阀；

（4）运舟：放置在运舟轨道上的舟皿移动到运舟轨道设定位置时，在该设定位置一侧的纵向推舟部件的位置检测开关检测到有舟皿送达到位，传送给PLC一个输入信号，PLC输出信号驱动纵向推舟气缸将舟皿推出运舟轨道。

10.如权利要求9所述的卸舟工艺：其特征在于，包括如下步骤：

（1）、预备出舟：从炉体冷却段输送的舟皿进入预出舟炉管，位于预出舟炉管端部炉门上的接近开关检测到有舟皿送达预出舟炉管设定位置时，传送给PLC一个输入信号，PLC即输出信号，启动内炉门气缸将内炉门打开；

（2）推舟：内炉门打开到位时，内炉门气缸第一感应开关传送给PLC一个输入信号，PLC即输出信号，启动预出舟部件上的出舟气缸，出舟气缸伸缩杆伸出将舟皿从预出舟炉管内推送入另一侧的出舟仓内的预定位置，即外炉门的上端时，出舟气缸第一感应开关传送给PLC一个输入信号，PLC即输出信号控制推舟气缸伸缩杆退回，当推舟气缸伸缩杆退回到位时，出舟气缸上的第二感应开关传送给PLC一个输入信号，PLC即输出信号并驱动内炉门气缸将内炉门关闭；

（3）出舟：当内炉门关闭到位后，内炉门气缸上的第二感应开关传送给PLC一个输入信号，PLC即输出信号，启动外炉门气缸将外炉门向下打开；同时PLC启动与出舟仓相通的保护气体电磁阀，向出舟仓内充入保护气体；放置在外炉门上的舟皿随外炉门向下移出出舟仓，到达下部预定位置时，外炉门气缸上的第一感应开关传送给PLC一个输入信号，PLC输出信号驱动横向推舟气缸伸缩杆将外炉门上的舟皿推送到另一侧的纵向运舟部件的运舟轨道上，推送到位时，横向推舟气缸上的第一感应开关传送给PLC一个输入信号， PLC控制横向推舟气缸伸缩杆退回，伸缩杆退回到位后，横向推舟气缸上的第二感应开关又给PLC一个输入信号，PLC输出信号驱动外炉门气缸向上移动将外炉门关闭；外炉门关闭到位后，外炉门气缸上的第二感应开关给PLC一个输入信号，PLC输出信号关闭保护气体电磁阀；

（4）运舟：放置在运舟轨道上的舟皿移动到运舟轨道设定位置时，在该设定位置一侧的纵向推舟部件的接近开关检测到有舟皿送达到位，接近开关又传送给PLC一个输入信号，PLC输出信号驱动纵向推舟气缸将舟皿推出运舟轨道。