CN107891141A - 一种铝水包内壁挂渣的自动清理装置及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铝水包内壁挂渣的自动清理装置，包括机架、安装在机架上的升降装置，以及与升降装置连接的清理装置,所述清理装置包括转轴和设置在转轴一端的清理抓头，所述转轴连接有旋转驱动装置，所述清理抓头包括基座、设置在基座上的一组清理爪和收缩装置，所述一组清理爪与基座可动连接，所述一组清理爪均与收缩装置连接。结构简单，实现清理装置对铝水包内壁的自动清理以及清理装置自身的自动进出，清理彻底且清理质量好、效率高，减少人工成本，人员劳动轻度大幅减轻。

Description

一种铝水包内壁挂渣的自动清理装置及其工作方法

技术领域

本发明涉及先进制造与自动化领域，以及冶炼设备的技术领域，特别涉及一种铝水包内壁挂渣的自动清理装置。

背景技术

铝合金液态产品直接供应，作为一种节能环保的新型技术，并减少了客户的重熔成本，目前得到铸造客户的认可。

铝液供应过程使用的“容器”—转铝包作为一种关键设备，维护和保养就显得非常重要。铝液在转铝包内周转次数增加，铝包包内壁挂渣就会逐渐增多，铝渣附着在铝包的内壁上，不但影响铝液包的性能，也会对铝液纯净度造成污染。

为了处理这些铝渣，目前行业内一般采用人工清理，使用简单的炉铲工具去除包壁的铝渣。工作环境相对较差，人员操作费时费力，效果不一致。

发明内容

发明的目的：本发明公开一种铝水包内壁挂渣的自动清理装置，结构简单，实现清理装置对铝水包内壁的自动清理以及清理装置自身的自动进出，清理彻底且清理质量好、效率高，减少人工成本，人员劳动轻度大幅减轻。

技术方案：为了实现以上目的，本发明公开了一种铝水包内壁挂渣的自动清理装置，包括机架、安装在机架上的升降装置，以及与升降装置连接的清理装置,所述清理装置包括转轴和设置在转轴一端的清理抓头，所述转轴连接有旋转驱动装置，所述清理抓头包括基座、设置在基座上的一组清理爪和收缩装置，所述一组清理爪与基座可动连接，所述一组清理爪均与收缩装置连接。

进一步的，上述一种铝水包内壁挂渣的自动清理装置，所述收缩装置包括一组钢丝绳和收缩驱动装置，所述钢丝绳一端与清理爪连接，另一端穿过导向部与收缩驱动装置连接。

进一步的，上述一种铝水包内壁挂渣的自动清理装置，所述收缩驱动装置为线性电机或气缸，所述导向部为开设在基座上的一组导向孔，所述一组钢丝绳依次穿过对应的导向孔与收缩驱动装置连接。

进一步的，上述一种铝水包内壁挂渣的自动清理装置，所述收缩装置包括收缩驱动电机和一组链条，所述收缩驱动电机和链条之间设有收缩传动装置，所述链条一端与清理爪连接，另一端与收缩传动装置的链轮连接。

进一步的，上述一种铝水包内壁挂渣的自动清理装置，所述清理爪下端设有配重，所述配重设置在清理爪远离转轴轴线的一侧；所述清理爪与基座之间通过金属软锁可动连接。

进一步的，上述一种铝水包内壁挂渣的自动清理装置，所述清理爪包括上节爪和下节爪，所述上节爪和下节爪之间柔性连接且设有第一转动驱动装置，所述上节爪与基座之间柔性连接且设有第二转动驱动装置；所述收缩装置包括第一转动驱动装置和第二转动驱动装置。

进一步的，上述一种铝水包内壁挂渣的自动清理装置，所述升降装置包括设置在机架上的升降驱动装置，以及与升降驱动装置连接的升降臂，所述清理装置设置在升降臂上。

进一步的，上述一种铝水包内壁挂渣的自动清理装置，所述旋转驱动装置包括变频电机和皮带传动装置，所述皮带传动装置包括设置在转轴上的第一带轮、设置在变频电机输出轴上的第二带轮，以及连接第一带轮、第二带轮的传动皮带。

进一步的，上述一种铝水包内壁挂渣的自动清理装置，所述清理爪包括上节爪和下节爪，所述上节爪和下节爪之间通过金属软锁可动连接；所述配重设置在下节爪上。

进一步的，上述一种铝水包内壁挂渣的自动清理装置的工作方法，包括以下步骤：将铝水包放置在清理装置正下方，打开铝水包的盖子；升降驱动装置运行，使升降臂带动清理装置下降，下降过程中清理装置进行自检，若一组清理爪未处于收缩状态，则收缩装置运行，将一组清理爪收缩至设定位置；清理装置下降伸入铝水包内部，清理装置继续下降直至到达设定位置；收缩装置松开一组清理爪，使其进入自由状态；旋转驱动装置运行，使转轴带动清理抓头旋转，一组清理爪沿转轴转动并在离心力作用下绽开；一组清理爪端部接触铝水包内壁，并通过离心力以及旋转离心作用产生的对内壁的压着力，去除内壁上附着的铝渣；铝渣清理过程中，升降驱动装置可带动清理装置上下移动，铝渣清理完成后，旋转驱动装置停止运行；收缩驱动装置运行，钢丝绳或链条收紧，拉动一组清理爪向中心收拢；升降驱动装置运行，使升降臂带动清理装置上升，并移出铝水包。

上述技术方案可以看出，本发明具有如下有益效果：

（1）本发明所述的一种铝水包内壁挂渣的自动清理装置，结构简单，实现清理装置对铝水包内壁的自动清理以及清理装置自身的自动进出，清理彻底且清理质量好、效率高，减少人工成本，人员劳动轻度大幅减轻。

（2）本发明所述的一种铝水包内壁挂渣的自动清理装置，收缩装置的设计可以合拢一组清理爪，集中在一起从直径仅为45cm的包口，通过升降装置取出，自动化程度高。

（3）本发明所述的一种铝水包内壁挂渣的自动清理装置，一组清理爪的收缩通过钢丝绳或链条的牵引进行收紧，对应的收缩装置结构简单且稳定可靠，成本低廉。

（4）本发明所述的一种铝水包内壁挂渣的自动清理装置，配重的设计可以增大清理爪的转动惯量，更好的在离心力的作用下清理包壁上的铝渣；金属软锁的设计使得清理爪的自由度更高，在离心力作用下更好的绽开并进行铝渣清理。

（5）本发明所述的一种铝水包内壁挂渣的自动清理装置，旋转驱动装置中皮带传动装置的设计可以避免对铝水包造成硬冲击而导致其损伤；变频电机的变频作用可以调整清理爪转速，以便调整清理爪的清洁力度，使该自动清理装置适应性更广。

（6）本发明所述的一种铝水包内壁挂渣的自动清理装置，上下节爪的设计可以进一步提高清理爪向外绽开的效果、可接触范围，以及清理过程中的柔度。

附图说明

图1为本发明所述的一种铝水包内壁挂渣的自动清理装置的整体结构示意图；

图2为本发明所述的一种铝水包内壁挂渣的自动清理装置第一种实施方式的清理抓头处于合拢状态时的结构示意图；

图3为本发明所述的一种铝水包内壁挂渣的自动清理装置第一种实施方式的清理抓头设置了上下节爪且处于绽开状态时的结构示意图；

图4为本发明所述的一种铝水包内壁挂渣的自动清理装置第二种实施方式的清理抓头的结构示意图；

图5为本发明所述的一种铝水包内壁挂渣的自动清理装置第三种实施方式的清理抓头的结构示意图；

图中：1-机架，2-升降装置，21-升降驱动装置，22-升降臂，3-转轴，4-清理抓头，41-基座，42-清理爪，421-上节爪，422-下节爪，423-配重，43-收缩装置，431-钢丝绳，432-收缩驱动装置，433-链条，434-链轮，5-旋转驱动装置，51-变频电机，52-第一带轮，53-第二带轮，54-传动皮带，6-导向部，7-第一转动驱动装置，8-第二转动驱动装置，9-金属软锁，10-铝水包，11-盖子，12-滚轮，13-连接部,14-压力传感器，15-限位块，16-限位开关。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明具体实施方式进行详细的描述。

实施例1

本发明的一种铝水包内壁挂渣的自动清理装置，如图1至图3所示，包括机架1、安装在机架1上的升降装置2，以及与升降装置2连接的清理装置,待清洁的铝水包10放置在清理装置下方，所述清理装置包括转轴3和设置在转轴3一端的清理抓头4，所述转轴3连接有旋转驱动装置5，所述清理抓头4包括基座41、设置在基座41上的一组清理爪42和收缩装置43，所述一组清理爪42与基座41可动连接，所述一组清理爪42均与收缩装置43连接。清洁前将铝水包10的盖子11打开，清理装置在升降装置2的带动下从铝水包10包口伸入其内部，进行内壁挂渣的清理。

所述升降装置2包括设置在机架1上的升降驱动装置21，以及与升降驱动装置21连接的升降臂22，所述清理装置设置在升降臂22上。所述旋转驱动装置5包括变频电机51和皮带传动装置，所述皮带传动装置包括设置在转轴3上的第一带轮52、设置在变频电机51输出轴上的第二带轮53，以及连接第一带轮52、第二带轮53的传动皮带54。

本实施例中所述收缩装置43包括一组钢丝绳431和收缩驱动装置432，所述钢丝绳431一端与清理爪42连接，另一端穿过导向部6与收缩驱动装置432连接。所述收缩驱动装置432为线性电机或气缸，所述导向部6为开设在基座41上的一组导向孔，所述一组钢丝绳431依次穿过对应的导向孔与收缩驱动装置432连接；所述导向孔内设有一组滚轮12，所述钢丝绳431设置在滚轮12上，通过滚轮12的转动而移动，使钢丝绳431收放的过程更顺畅稳定；所述导向孔的上端和下端分别设置滚轮12。本实施例中钢丝绳431交叉布置，也可以沿着各自对应的清理爪42布置；或者钢丝绳431嵌入清理爪42内部布置。

本实施例中所述清理爪42下端设有配重423，所述配重423设置在清理爪42远离转轴3轴线的一侧；所述清理爪42与基座41之间通过金属软锁9可动连接。清理装置伸入铝水包10内部准备清理工作时，收缩装置43处于放松状态，钢丝绳431未拉紧清理爪42，此时旋转驱动装置5运转，一组带配重423的清理爪42在离心力作用下向外绽开，直径扩大，接触铝水包10内壁并均匀的清理内壁上附着的铝渣。

本实施例中，为进一步提高清理爪42向外绽开的效果、可接触范围，以及清理过程中的柔度，可以设置上下节爪。具体的，如图3所示，所述清理爪42包括上节爪421和下节爪422，所述上节爪421和下节爪422之间通过金属软锁9可动连接；所述配重423设置在下节爪422上。

本实施例中，在清理装置接近铝水包10包口的位置增加纳米隔热层，形成隔热保护层。所述机架1上设有限位块15和限位开关16。

本实施例中一种铝水包内壁挂渣的自动清理装置的工作方法，包括以下步骤：

S101、将铝水包10放置在清理装置正下方，打开铝水包10的盖子11；

S102、升降驱动装置21运行，使升降臂22带动清理装置下降，下降过程中清理装置进行自检，若一组清理爪42未处于收缩状态，则收缩装置43运行，将一组清理爪42收缩至设定位置；

S103、清理装置下降伸入铝水包10内部，清理装置继续下降直至到达设定位置；

S104、收缩装置43松开一组清理爪42，使其进入自由状态；

S105、旋转驱动装置5运行，使转轴3带动清理抓头4旋转，一组清理爪42沿转轴转动并在离心力作用下绽开；

S106、一组清理爪42端部接触铝水包10内壁，并通过离心力以及旋转离心作用产生的对内壁的压着力，去除内壁上附着的铝渣；其中可以通过调整配重423的重量调整一组清理爪42的清洁力度，也可以通过调整变频电机51的转速调整一组清理爪42的清洁力度；清理爪42端部设置压力传感器14，进行监控压力范围，并通过控制模块自动调整变频电机51转速；

S107、铝渣清理过程中，升降驱动装置21可带动清理装置上下移动，铝渣清理完成后，旋转驱动装置5停止运行；

S108、收缩驱动装置432运行，钢丝绳431收紧，拉动一组清理爪42向中心收拢；

S109、升降驱动装置21运行，使升降臂22带动清理装置上升，并移出铝水包10。

实施例2

本发明的一种铝水包内壁挂渣的自动清理装置，如图1和图4所示，所述收缩装置43包括收缩驱动电机和一组链条433，所述收缩驱动电机和链条433之间设有收缩传动装置，所述链条433一端与清理爪42连接，另一端与收缩传动装置的链轮434连接并通过连接部13进行固定。通过链轮434的转动来收紧链条433或者通过反向转动放松链条433。

其余结构与实施例1相同。

本实施例中一种铝水包内壁挂渣的自动清理装置的工作方法，包括以下步骤：

S201、将铝水包10放置在清理装置正下方，打开铝水包10的盖子11；

S202、升降驱动装置21运行，使升降臂22带动清理装置下降，下降过程中清理装置进行自检，若一组清理爪42未处于收缩状态，则收缩装置43运行，将一组清理爪42收缩至设定位置；

S203、清理装置下降伸入铝水包10内部，清理装置继续下降直至到达设定位置；

S204、收缩装置43松开一组清理爪42，使其进入自由状态；

S205、旋转驱动装置5运行，使转轴3带动清理抓头4旋转，一组清理爪42沿转轴转动并在离心力作用下绽开；

S206、一组清理爪42端部接触铝水包10内壁，并通过离心力以及旋转离心作用产生的对内壁的压着力，去除内壁上附着的铝渣；

S207、铝渣清理过程中，升降驱动装置21可带动清理装置上下移动，铝渣清理完成后，旋转驱动装置5停止运行；

S208、收缩驱动电机运行，链轮434带动链条433转动，链条433收紧，拉动一组清理爪42向中心收拢；

S209、升降驱动装置21运行，使升降臂22带动清理装置上升，并移出铝水包10。

实施例3

本发明的一种铝水包内壁挂渣的自动清理装置，如图1和图5所示，所述清理爪42包括上节爪421和下节爪422，所述上节爪421和下节爪422之间柔性连接且设有第一转动驱动装置7，所述上节爪421与基座41之间柔性连接且设有第二转动驱动装置8；所述收缩装置43包括第一转动驱动装置7和第二转动驱动装置8。清理爪42的绽开与收缩，通过控制模块直接控制第一转动驱动装置7和第二转动驱动装置8来进行，清理爪42所能达到的位置精度更高，并且无需设置配重423。上节爪421和下节爪422之间、上节爪421与基座41之间均柔性连接，使得在接触铝水包10内壁时具有一定柔度，防止损坏铝水包10。下节爪422端部呈楔形，相当于清理铝渣的刮铲，而为了更好的检知清理力度，可在下节爪422端部设置压力传感器14。

其余结构与实施例1相同。

本实施例中一种铝水包内壁挂渣的自动清理装置的工作方法，包括以下步骤：

S301、将铝水包10放置在清理装置正下方，打开铝水包10的盖子11；

S302、升降驱动装置21运行，使升降臂22带动清理装置下降，下降过程中清理装置进行自检，若一组清理爪42未处于收缩状态，则第一转动驱动装置7和第二转动驱动装置8运行，将一组清理爪42收缩至设定位置；

S303、清理装置下降伸入铝水包10内部，清理装置继续下降直至到达设定位置；

S304、第一转动驱动装置7和第二转动驱动装置8运行，使一组清理爪42打开至接触铝水包10内壁；

S305、清理爪42位置微调：压力传感器14检测清理爪42端部与铝水包10内壁之间的压力值并传递给控制模块，控制模块控制第一转动驱动装置7和第二转动驱动装置8的运行直至将一组清理爪42与铝水包10内壁之间的压力值调整至设定范围内；

S306、旋转驱动装置5运行，使转轴3带动清理抓头4及一组清理爪42转动，清理爪42去除内壁上附着的铝渣，去除铝渣的过程中，一组清理爪42与铝水包10内壁之间的压力值实时进行调整；

S307、铝渣清理过程中，升降驱动装置21可带动清理装置上下移动，铝渣清理完成后，旋转驱动装置5停止运行；

S308、第一转动驱动装置7和第二转动驱动装置8运行，一组清理爪42向中心收拢；

S309、升降驱动装置21运行，使升降臂22带动清理装置上升，并移出铝水包10。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种铝水包内壁挂渣的自动清理装置，其特征在于：包括机架（1）、安装在机架（1）上的升降装置（2），以及与升降装置（2）连接的清理装置,所述清理装置包括转轴（3）和设置在转轴（3）一端的清理抓头（4），所述转轴（3）连接有旋转驱动装置（5），所述清理抓头（4）包括基座（41）、设置在基座（41）上的一组清理爪（42）和收缩装置（43），所述一组清理爪（42）与基座（41）可动连接，所述一组清理爪（42）均与收缩装置（43）连接。

2.根据权利要求1所述的一种铝水包内壁挂渣的自动清理装置，其特征在于：所述收缩装置（43）包括一组钢丝绳（431）和收缩驱动装置（432），所述钢丝绳（431）一端与清理爪（42）连接，另一端穿过导向部（6）与收缩驱动装置（432）连接。

3.根据权利要求2所述的一种铝水包内壁挂渣的自动清理装置，其特征在于：所述收缩驱动装置（432）为线性电机或气缸，所述导向部（6）为开设在基座（41）上的一组导向孔，所述一组钢丝绳（431）依次穿过对应的导向孔与收缩驱动装置（432）连接。

4.根据权利要求1所述的一种铝水包内壁挂渣的自动清理装置，其特征在于：所述收缩装置（43）包括收缩驱动电机和一组链条（433），所述收缩驱动电机和链条（433）之间设有收缩传动装置，所述链条（433）一端与清理爪（42）连接，另一端与收缩传动装置的链轮（434）连接。

5.根据权利要求1所述的一种铝水包内壁挂渣的自动清理装置，其特征在于：所述清理爪（42）下端设有配重（423），所述配重（423）设置在清理爪（42）远离转轴（3）轴线的一侧；所述清理爪（42）与基座（41）之间通过金属软锁（9）可动连接。

6.根据权利要求1所述的一种铝水包内壁挂渣的自动清理装置，其特征在于：所述清理爪（42）包括上节爪（421）和下节爪（422），所述上节爪（421）和下节爪（422）之间柔性连接且设有第一转动驱动装置（7），所述上节爪（421）与基座（41）之间柔性连接且设有第二转动驱动装置（8）；所述收缩装置（43）包括第一转动驱动装置（7）和第二转动驱动装置（8）。

7.根据权利要求1所述的一种铝水包内壁挂渣的自动清理装置，其特征在于：所述升降装置（2）包括设置在机架（1）上的升降驱动装置（21），以及与升降驱动装置（21）连接的升降臂（22），所述清理装置设置在升降臂（22）上。

8.根据权利要求1所述的一种铝水包内壁挂渣的自动清理装置，其特征在于：所述旋转驱动装置（5）包括变频电机（51）和皮带传动装置，所述皮带传动装置包括设置在转轴（3）上的第一带轮（52）、设置在变频电机（51）输出轴上的第二带轮（53），以及连接第一带轮（52）、第二带轮（53）的传动皮带（54）。

9.根据权利要求5所述的一种铝水包内壁挂渣的自动清理装置，其特征在于：所述清理爪（42）包括上节爪（421）和下节爪（422），所述上节爪（421）和下节爪（422）之间通过金属软锁（9）可动连接；所述配重（423）设置在下节爪（422）上。

10.根据权利要求1-9任一项所述的一种铝水包内壁挂渣的自动清理装置的工作方法，其特征在于：包括以下步骤：

将铝水包（10）放置在清理装置正下方，打开铝水包（10）的盖子（11）；

升降驱动装置（21）运行，使升降臂（22）带动清理装置下降，下降过程中清理装置进行自检，若一组清理爪（42）未处于收缩状态，则收缩装置（43）运行，将一组清理爪（42）收缩至设定位置；

清理装置下降伸入铝水包（10）内部，清理装置继续下降直至到达设定位置；

收缩装置（43）松开一组清理爪（42），使其进入自由状态；

旋转驱动装置（5）运行，使转轴（3）带动清理抓头（4）旋转，一组清理爪（42）沿转轴转动并在离心力作用下绽开；

一组清理爪（42）端部接触铝水包（10）内壁，并通过离心力以及旋转离心作用产生的对内壁的压着力，去除内壁上附着的铝渣；

铝渣清理过程中，升降驱动装置（21）带动清理装置上下移动，铝渣清理完成后，旋转驱动装置（5）停止运行；

收缩驱动装置（432）运行，钢丝绳（431）或链条（433）收紧，拉动一组清理爪（42）向中心收拢；

升降驱动装置（21）运行，使升降臂（22）带动清理装置上升，并移出铝水包（10）。