CN107900049A - 广口桶形容器的高压水射流清洗自动线 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种使用高压水射流技术清洗化工、涂料、制糖等行业使用的广口桶形容器的自动线，其特征在于：它包括一条输送机、一个口部及外壁清洗机构和一个内壁清洗机构；所述输送机上安装斜置托辊架，间断运行并能精确定位；口部及外壁清洗机构使用转桶机构驱动待清洗桶在托辊架上旋转，配合固定桶口清洗头和往复运动外壁清洗头，同时完成桶口及桶外壁清洗；内壁清洗机构使用抱桶支架固定清洗时桶的位置，再使用高速旋转加往复运动的高压清洗头完成桶内壁清洗；系统配有残余物料排除槽和废渣排除输送机。整机具有自动化程度高、节省人力、降低劳动强度的优点。

Description

广口桶形容器的高压水射流清洗自动线

技术领域

本发明涉及一种使用高压水射流技术清洗化工、涂料、制糖等行业使用的广口桶形容器内外壁的自动线。

背景技术

广口桶形容器，包括塑料桶、不锈钢桶或其它各种材质的容器，常用于化工、涂料、制糖等各类生产企业中作为最终产品包装或生产中的流程中转容器。从节约成本角度考虑，这些容器，特别是生产中作为流程中转使用的容器，一般均需回收后清洗干净，再次循环使用。

该类广口桶形容器的内外壁清洗过去常用的工艺是使用各类对应的化工有机溶剂浸泡后冲洗，挥发的溶剂造成这类传统工艺存在着明显的环保隐患。近年来，随着高压水射流技术的普及，大部分厂家已改为使用高压水射流技术来清洗容器的内外壁。但受限于应用水平，绝大部分厂家仍然使用的是人工操持高压水射流固定或旋转喷枪完成清洗作业。这种人工高压水射流清洗作业虽然克服了溶剂清洗产生的环境污染问题，但工人劳动强度大、清洗效率低下，需要占用多名工人轮班操作，特别是冬天室外寒冷、潮湿或夏天酷热、潮湿的作业环境让工人苦不堪言，严重影响了工人作业的积极性。

本发明专利即为解决高压水射流清洗广口桶形容器的自动化操作问题。它采用一条按照指定节拍周期间歇式运转的输送系统，运送待清洗的容器桶依次经过桶口和桶外壁清洗工位以及桶内壁清洗工位，利用特殊的清洗装置，配合相应的容器桶抓取、运动机构，依次完成桶口、桶内壁和桶外壁的全自动清洗，从而大大降低了清洗作业占用的工人数量。系统的清洗节拍可根据每批待洗桶的污染情况无级调节，整套装置集成了液压、气动和电气自动化控制，具有自动化程度高、清洗效率高、清洗效果稳定可靠等优点。系统排出的废液还可收集处理，回收水中溶解的原料，处理后的水可再次作为清洗介质使用，节省了清水的消耗量。

发明内容

本发明的目的是针对现有化工、涂料、制糖等各类生产企业内使用的广口桶形容器采用人工高压水射流清洗作业存在的效率低下、劳动轻度大、工作环境条件恶劣等弊端，而提出的一种高效、自动化程度高并可按照要求无级调节清洗节拍的自动化清洗生产线。

本发明的目的是通过以下技术装置来实现的：一种利用液压、气动和电气控制系统控制的自动化输送线，结合特殊结构的高压清洗装置，将待清洗容器桶按照节拍依次通过桶口及桶外壁清洗工位和桶内壁清洗工位，完成广口容器桶的整体清洗。其特征及主要组成部分包括：

1.输送线：图1a为广口桶形容器自动清洗线中使用的输送线正视图，图1b为其俯视图，图1c为其左视图。其特征在于该不锈钢链板输送机主体101上按照一定的尺寸间隔安装有成对设置的、用于放置待清洗容器桶103的托辊架105，同时在输送机主体101的前半段设有用于承接倾倒容器桶内残余物料的物料回收槽102，从清洗工位开始的输送机后半段设有用于排除清洗下来的废渣等固体渣滓的废渣输送机104。

输送机主体101为一台由驱动装置106提供动力的链板式输送机，其特征在于该输送机主体材质选用奥氏体不锈钢以便防止由于长期接触大量的清洗用水而生锈；其上按照待清洗容器桶的外形尺寸，间隔一定的尺寸安装有成对的托辊架105；该输送机工作时按照无级可调的清洗节拍间断运转，当容器桶处于清洗工位上时，输送机主体101停止运动。

输送机101的间断运转由设置于特定部位的传感器控制，其特征在于当待清洗桶运动到清洗工位时，传感器发讯，输送机驱动装置停止工作，同时输送机主体101的位置由气动或液压驱动的伸缩机械定位块固定。

托辊架105成对安装，其特征在于一对托辊架之间的距离按照容器桶外径尺寸的一定比例设置；托辊内安装滚动轴承，支于架体上呈倾斜布置的安装轴上，为一端较高、一端较低的倾斜状态，可以灵活转动；支架体的较低端与托辊轴线垂直处安装有挡板，防止容器桶在倾斜的托辊上滑落。

物料回收槽102布置于输送机主体101的前半段，用于将流出倾斜的待清洗桶内残余物料收集后回收，其特征在于其材质为奥氏体不锈钢或其他不与清洗介质及物料产生化学反应的材料；其远离清洗工位的一端槽底部设有放流口，用于回收物料。

清洗废渣输送机104用于回收从桶口、桶外壁和内壁上清洗下来的废渣以防止其堆积在清洗工位上，其特征在于该输送机为一不锈钢链板输送机或绳网带式输送机；该输送机可以让清洗下来的固体废渣与水的混合物中的水通畅地流出，而只拦截下固定废渣；其远离清洗工位的一端安装有喷口，使用离心水泵抽吸清洗后的废水将粘附在输送机 104上的废渣冲洗下来并进入对滚式压榨机挤出废渣中的水。

2.口部及外壁清洗机构：图2所示为用于桶口及桶外壁同时清洗的清洗机构。其特征在于口部清洗机构202、206和外壁清洗机构203、204同时跨接在输送机主体101 和托辊架105的上方，并均呈倾斜布置，且两者的倾斜角度与桶轴线的倾斜角度一致，转桶机构202的轴心线与待清洗桶轴线重合；该清洗工位下的地坪为倾斜面，以便于清洗后的废水快速流走并回收处理；支架下部的安装面置于倾斜地坪上的等高墩台并使用地脚螺栓固定。

口部清洗机构由转桶机构202和桶口清洗头206组成。其中，转桶机构202负责在待清洗桶到达位置后，将待清洗桶尾部夹住并带动其旋转，其特征在于该机构安装于倾斜支架201上，由马达带动减速机及相连的气缸支架按照可调的转速旋转；当气缸活塞杆回缩时，夹臂张开，夹爪之间的空间满足待清洗桶输送运动时的空间要求，活塞杆伸出时，夹臂带动夹爪抱住桶尾部，并在马达带动下驱动待清洗桶在托辊上转动。

桶口清洗头206安装于倾斜支架207上，其特征在于喷杆由卡座固定于支架207上，后端有高压螺纹与高压水输送软管连接供水，前端安装清洗用的高压喷头；喷头外罩以防护罩防止桶口反溅清洗水，该外罩使用卡箍固定于喷杆上。

外壁清洗机构由外壁清洗头203、清洗头驱动机构204组成，安装于倾斜的支架205上，其特征在于清洗喷头203安装于高压喷杆上，喷杆末端安装高压喷嘴，该喷嘴垂直于桶外壁并保持一定的距离，同时喷嘴外安装防护罩防止溅水；整套清洗喷头203安装于一个可以往复运动的驱动机构204的滑块安装板上；该驱动机构由马达驱动，经减速机减速后驱动滑块安装板在直线导轨上往复运动，配合转桶机构驱动的容器桶旋转动作，完成桶外壁清洗。

3.内壁清洗机构：图3所示为清洗容器桶内壁的清洗机构，其特征在于它分为两部分，包括固定桶容器的固定架(由驱动气缸302、导轨303、移动支架304、抱桶架305 和抱桶机构306组成)和往复循环清洗的高压清洗头(由内壁清洗头307、护罩308、支座309、内壁清洗杆310、高压接头311、旋转马达312、减速机313和往复马达314组成)，两部分的运动轴线均与清洗位置的桶轴线重合，其中，前者安装于倾斜支架301 上，后者安装于倾斜支架315上；该清洗工位下的地坪为倾斜面，以便于清洗后的废水快速流走并回收处理；支架下部的安装面置于倾斜地坪316上的等高墩台并使用地脚螺栓固定。

由驱动气缸302、导轨303、移动支架304、抱桶架305和抱桶机构306组成的固定架用于清洗过程中固定待清洗容器桶，防止桶在射流的打击力作用下发生移位。其特征在于移动支架304安装于导轨303的滑块上，可由驱动气缸302推动前后运动；抱桶机构306由气缸驱动，利用气缸活塞杆的伸出和缩回控制两片抱桶架305的张开和闭合；移动支架304的前后运动动作与抱桶架306的开闭动作互锁并与输送机101的运动连锁。当输送机主体101带动托辊架105及其上的待清洗桶103运动时，固定架上的气缸302 活塞杆缩回，固定架位于后方，前方空余处的空间供容器桶移动；当待清洗桶运动到位，开始清洗作业前，驱动气缸302活塞杆伸出，驱动移动支架304前移到位后，抱桶机构 306再驱动抱桶架305闭合，夹持住待清洗桶的外周，同时移动架304前端部的弹簧夹板顶住待清洗桶103的底部，将待清洗桶103固定于输送机托辊架105上。

由内壁清洗头307、护罩308、支座309、内壁清洗杆310、高压接头311、旋转马达312、减速机313和往复马达314组成的高压清洗头负责桶内壁的清洗，其特征在于其主体是一只高压清洗头311，该清洗头可由旋转马达312驱动绕其轴线旋转并将后部连接的、固定不动的高压软管输送的高压水由其前端安装的喷杆310输送至喷嘴喷出；喷杆310前端安装有内壁清洗头307，其径向分支喷杆用于清洗圆周方向的桶壁，前端喷杆用于清洗桶底；整个喷杆310罩以防护罩308防止喷杆在桶壁外面时溅水，也可防止清洗下来的废渣缠绕在喷杆上；喷杆前端伸入支座309内以防止过长的悬臂结构稳定性不够；307～312全部安装于直线导轨的滑块上，并由往复马达314通过减速机313 驱动根据控制系统的命令，沿着导轨前后往复运动，完成桶内壁的清洗作业；该机构的动作与输送机101和前述的桶外壁固定架的动作互锁并联锁。

附图说明

图1a为去除清洗机构后的输送线正视图，图1b为输送线的俯视图，图1c为输送线的左视图。

图2为桶口及外壁清洗工位处的桶口及外壁清洗机构。

图3为桶内壁清洗工位处的桶内壁清洗机构。

图中：

101、输送机；102、物料回收槽；103、待清洗广口桶；104、清洗废渣输送机；105、托辊架；106、输送机驱动装置。

201、转桶机构安装支架；202、转桶机构；203、桶外壁清洗头；204、桶外壁清洗头驱动机构；205、桶外壁清洗机构安装支架；206、桶口清洗头；207、桶口清洗头安装支架。

301、推桶机构安装支架；302、驱动气缸；303、导轨；304、移动支架；305、抱桶架；306、抱桶机构；307、桶内壁清洗头；308、护罩；309、支座；310、桶内壁清洗杆；311、高压接头；312、旋转马达；313、减速机；314、往复马达；315、桶内壁清洗机构安装支架；316、倾斜地坪。

具体实施方式

如图1a、图1b、图1c、图2和图3所示，本发明包括一条输送线、一个口部及外壁清洗机构和一个内壁清洗机构。

输送线主体101为一条不锈钢链板式输送机，该输送机由驱动装置106驱动，在控制系统和传感器及定位挡块的共同作用下间歇式运行，并在停止时获得较精确定位。其上安装有用于承托清洗对象——广口容器桶103的、端部带挡板的倾斜托辊架105；在托辊架105较低的一侧，前半段设置有用于回收桶内残余物料的物料回收槽102，自桶口清洗工位开始的后半段设置有用于排除清洗下来的桶内废渣的废渣输送机104。该废渣输送机配置有可沥除废渣中水分的结构，出料端另设挤出废渣中余水的对滚式压榨机。

口部及外壁清洗机构包括桶口清洗机构和桶外壁清洗机构，两者同时作业，分别完成待清洗桶桶口和桶外壁的清洗。其中，桶口清洗机构分置于待清洗桶的两端，位置较高的转桶机构202安装于支架201上，负责在清洗过程中夹持住桶底并使用外动力驱动使其按照一定的可调速度旋转，对置于桶口位置的桶口清洗头206负责清洗桶口残存污渍，偏置于桶外壁一定距离、并与桶外壁母线平行的桶外壁清洗头203由驱动机构204 驱动在导轨上按照可调速度往返运动。

桶内壁清洗机构负责清洗容器桶内壁，其主要由容器桶固定机构和高压旋转清洗头组成。前者主体为焊接的移动支架304和其上安装的抱桶架305与抱桶机构306，三者在长行程气缸302的驱动下，沿导轨303可以往返运动，实现内壁清洗过程中待清洗容器桶相对于清洗线的位置固定不动。后者主体为一台安装于导轨滑座上、由桶内壁清洗头307、护罩308、支座309、桶内壁清洗杆310和高压接头311组成的高压清洗头组成，该清洗头自身可由旋转马达312驱动绕其轴线高速旋转，同时可由往复马达314经减速机313减速后往复运动，在高压清洗头往返进出桶内的过程中，完成桶底与桶周内壁的同时清洗，清洗下来的废渣和污水则落至废渣输送机104上，污水自行从缝隙中流走，沿倾斜地坪316返回污水收集池收集处理，废渣则由废渣输送机104运走、分离。

本发明在使用时，具体操作步骤如下：

1.检查各处水路、气路、油路接头连接情况，不得有松动、渗漏现象产生；

2.检查各处电气连接情况，不得有短路、断路现象产生，电路应保持良好接地；

3.开启输送机，系统控制功能置于手动上料状态，将待清洗容器桶人工或使用另配的自动上桶机构按照桶口朝向斜下方向逐个放置到输送机上斜置的托辊架上；

4.当待清洗容器桶逐个上料后达到桶口及桶外壁清洗工位后，将系统控制功能置于自动清洗状态；

5.开启系统主高压水泵，待其启动完毕，完成高压水升压过程并稳定3～5s后，按下整套系统的清洗功能的启动按钮，系统开始逐个清洗输送线托辊架上的待清洗桶；

6.根据清洗效果调节系统工作参数，直至清洗效果达到要求；

7.清洗完毕的桶逐个由人工或另配的抓取机构从输送机上取下；

8.待一批桶全部清洗完毕后，人工按下或自动控制整套系统的停机，系统内各机构的动作有系统自动控制按照一定的先后顺序有序停止。

Claims (7)

1.一种使用高压水射流技术清洗化工、涂料、制糖等行业使用的广口桶形容器的自动线，其特征在于：它包括一条输送机、一个口部及外壁清洗机构和一个内壁清洗机构。

2.如权利要求1所述的输送机，其特征在于：该链板输送机上按照一定的尺寸间隔安装有成对设置的、用于放置待清洗容器桶的斜置托辊架；该托辊架低端端部设置有与托辊轴线垂直的挡板；它在控制系统控制下间断运行，停止位置由气动或液压驱动的伸缩机械挡块精确控制；该机前半段配置用于回收桶内残余物料的接料槽，后半段设置输送清洗下来的固体废渣的排渣输送机，且在废渣输送机出料端配置对滚式压榨机。

3.如权利要求1所述的口部及外壁清洗机构，其特征在于：口部清洗机构跨于待清洗桶的两端，而外壁清洗机构位于桶的径向，并与桶壁保持某一固定距离，两者均呈倾斜布置，倾斜角度与桶轴线的倾斜角度一致。

4.如权利要求1、3所述的口部清洗机构，其特征在于：安装于较高位置的转桶机构由气动或液压驱动平面杆系实现桶尾部的夹紧与放松，由马达驱动整套机构并带动夹紧的容器桶在斜置托辊架上旋转；固定安装的高压清洗头配备防溅保护罩。

5.如权利要求1、3所述的外壁清洗机构，其特征在于：它使用的高压喷头安装于直线导轨上并由马达驱动往复移动；喷头配备防溅保护罩并与桶外壁保持合适的距离。

6.如权利要求1所述的内壁清洗机构，其特征在于：其尾端为气动或液压驱动的移动架及抱桶机构，依靠桶底端面上的弹簧支板和桶周向的抱桶支架固定清洗作业时斜置桶的位置；完成桶的清洗作业后，该固定架机构缩回原位。

7.如权利要求1、6所述的内壁清洗机构，其特征在于：其内壁清洗头安装于直线导轨滑座上，清洗喷杆前端有支座支撑并附带防溅、防缠绕防护罩；该清洗头由一马达驱动绕其轴线高速旋转，同时由另一台马达驱动使其沿导轨直线往复移动；该内壁清洗头的动作与抱桶机构和移动架的动作具有互锁和联锁动作要求。