CN108127095A - 一种铜管水平连铸过滤器的自动化更换装置 - Google Patents
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Abstract
一种铜管水平连铸过滤器的自动化更换装置，其底部设移动机构的液压升降装置上端与机架外壳相连，机架外壳的固定外壳内设滑轨、滑台及三相异步电机，与三相异步电机相连的主动大连轮轴设在移动外壳上，主动大链轮通过短链条与从动大链轮连接，每个大链轮的同轴小主动链轮通过长链条各与一个小从动链轮相连，每个长链条上固定有链条滑块，链条滑块槽上固定有滑块，滑块与机械臂固连，机械臂内设拉杆，拉杆下端的夹爪与泡沫陶瓷过滤器上部形状对应。本发明装置可以在连续生产中更换过滤器，不仅不影响过滤效果，更换过程中，还可保持液面恒定，大大的提高了生产效率和铜管铸坯的质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种铜管水平连铸装置，特别是铜管水平连铸过滤器。
背景技术
在铜管水平连铸的加工过程中，铸造铜液从熔炼炉流进保温炉中，最后再进入水平连铸结晶器中，泡沫陶瓷过滤器放置在保温炉内的铜液中，对铜液进行过滤净化，净化效果对铸坯管质量有着相当大的影响，结晶器进液口的压强不稳定，容易造成铸坯管的不稳定现象，且现有工厂进行铜铸坯管制造时，因铸造铜液为高温液体，更换过滤器存在很多问题，更换工作需要很长时间，费时费力，特别是在高温这样的特殊环境中，更换工作尤其不便，更换过程中发生液体飞溅，飞溅的液体将危及区域内正常工作的人员，并对附近的其他设备造成潜在的破坏影响，多数工厂采取停产更换的方法，部分工厂甚至采取不设置过滤器的方法，这些不合理的操作，都会增加铜管铸坯后续的加工过程的废品率，给工厂带来巨大经济损失。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可在工作过程中更换过滤器且不影响铸造铜液的过滤效果，同时还能维持进液口压强的稳定，保证铜管铸坯质量的铜管水平连铸过滤器的自动化更换装置。
本发明所采用的技术方案是：
本发明的自动化更换装置主要包括：液压升降装置及更换装置。所述液压升降装置为两个底部设有可移动机构的液压缸，它们的上端分别与更换装置机架外壳两端相连。所述更换装置主要包括：机架外壳、滑轨、滑台、三相异步电机、主动大链轮、主动小链轮、从动大链轮、从动小链轮、链条、链条滑块、滑块、机械臂和机械爪。其中，机架外壳是由侧开口槽钢式固定外壳和设在其侧开口上的两箱型移动外壳两部分组成，固定外壳两个水平的端边分别设有垂直的外翻边沿，移动外壳上设有与其对应的两个水平的条形凹槽，外翻边沿与条形凹槽两者组成滑动副，使移动外壳可以左右移动。最好移动外壳与固定外壳相邻面上侧设有开口，方便移动外壳内部设备的安装，移动外壳内壁设有隔热板，固定外壳内壁下侧同样设有隔热板，固定外壳内设水平的滑轨，与其相连的滑台下面连有三相异步电机，该电机通过联轴器与主动大链轮轴一端相连，该主动大链轮轴穿过一个移动外壳上部相对的两通孔，最好通孔内设滚动轴承且轴承外设端盖，在主动大链轮轴上分别设有主动大链轮和主动小链轮A，两者由轴套定位，其中主动大链轮上所设的短链条还绕过从动大链轮，该从动大链轮的轮轴设在另一个移动外壳上部相对的两通孔内，最好通孔内设滚动轴承且轴承外设端盖，该从动大链轮轴除设从动大链轮外还设有主动小链轮B两者由轴套定位。主动小链轮A和主动小链轮B上各设一根长链条，每根长链条下部还各绕过一个从动小链轮，两从动小链轮的轮轴分别设在两移动外壳相对的两通孔内，最好通孔内设滚动轴承且轴承外设端盖。在每根长链条前面(与固定外壳开口朝向的同一侧)各固连一个链条滑块，并且在两链条上的两个链条滑块呈对角关系，每个链条滑块各置于一个与其厚度相同的矩形框链条滑块槽体内且上下两个面分别与链条滑块槽体上下内侧表面相接触，当链条传动时会产生左右轻微晃动，置于链条滑块槽体内的链条滑块可有效避免因链条晃动而引起的链条滑块磨损。每个链条滑块槽体的前表面中部各与一个滑块后端固连，在两移动外壳前面的壁上各设一个竖直的条形通孔即滑块槽，每个滑块的两个侧面分别与移动外壳上开设的竖直条形通孔即滑块槽相接触，且每个滑块伸出滑块槽的前端各与一个中空的机械臂上部垂直相连，该机械臂下端与开口向下的叉形机械爪支架上端相连，机械臂内设有拉杆，其上端与设在机械臂上端的拉杆控制器相连，拉杆下端位于机械爪支架内并与两夹爪上部的条形通孔铰接，两夹爪呈曲拐形，其拐弯处各设一个通孔，这两通孔分别与机械爪支架两叉端部的通孔对应，通过销轴将夹爪与机械爪支架铰接。两夹爪下端各设一个与其垂直相连的卡板，并且两卡板板面相对并与泡沫陶瓷过滤器上部被夹持部分相对应。泡沫陶瓷过滤器上部加工为截面呈工字形。保温炉顶设有隔热炉盖，在保温炉盖上设有带盖的三个与泡沫陶瓷过滤器对应的长方形开口，用于更换泡沫陶瓷过滤器。在隔热炉盖上开有氮气进气口，在更换过滤器时，因需打开隔热炉盖上的开口，导致保温炉内的氮气逸出，为保证铜液的质量，在打开开口时，需要同时向保温炉内充氮气，补充逸出的氮气，防止铜液被氧化。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1、通过具有创新性的链轮和链条结构，将左右两侧的机械爪运动同步起来，泡沫陶瓷过滤器更换过程平稳，使得铸造铜液液面始终保持恒定，防止湍流飞溅，使后续结晶器注液口的压强稳定，有效保证铜管铸坯内部宏观组织场的稳定性和均匀性。
2、在更换旧有的泡沫陶瓷过滤器过程中，在流动的铸造铜液中始终存在着一个过滤器，不仅不影响过滤效果，还可以实现水平连铸的持续生产工作，不必因更换过滤器而暂停生产，大大的提高了生产效率。
3、在更换旧有的泡沫陶瓷过滤器过程中，氮气进气口始终向保温炉内部通氮气，补充逸出的氮气，保证高温的铸造铜液处于保护气中，防止铜液被氧化。
附图说明
图1为本发明使用状态主视局剖示意简图。
图2是本发明更换装置的主视剖面示意简图。
图3是本发明的侧视剖面示意简图。
图4为本发明固定外壳与移动外壳的三维视图。
图5为本发明移动外壳的主视剖面示意简图。
图6为本发明链条传动机构的三维示意图。
图7是本发明机械爪的局部放大主视剖面视图。
图中：1-保温炉，2-铸造铜液，3-泡沫陶瓷过滤器，4-液压升降装置，5-更换装置，6-氮气进气口，7-隔热炉盖，8-从动小链轮，9-长链条，10-链条滑块，11-链条滑块槽体，12-滑块，13隔热板，14-主动小链轮A，15-主动大链轮，16-滑台，17-缓冲块，18-短链条，19-主动小链轮B，20-从动大链轮，21-滑轨，22-固定外壳，23-三项异步电机，24-联轴器，25-移动外壳，26-主动大链轮轴，27-轴套，28-圆柱滚子轴承，29-滑块槽，30-拉杆控制器，31-轴承端盖，32-机械臂，33-夹爪，34-卡板，35-拉杆，36-机械爪支架。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明：
在图1、图2和图3所示的铜管水平连铸过滤器的自动化更换装置的示意简图中，所述液压升降装置4为两个底部设有可移动机构的液压缸，它们的上端分别与更换装置5的机架外壳两端相连。所述机架外壳是由侧开口槽钢式固定外壳22和设在其侧开口上的两箱型移动外壳25两部分组成，如图4所示，固定外壳两个水平的端边分别设有垂直的外翻边沿，移动外壳上设有与其对应的两个水平的条形凹槽，外翻边沿与条形凹槽两者组成滑动副，移动外壳与固定外壳相邻面上侧设有开口，在移动外壳内壁固定有隔热板13，如图5所示，固定外壳内壁下侧同样设有隔热板，固定外壳内设水平的滑轨21，与其相连的滑台16侧面设有缓冲块17，滑台下面连有三相异步电机23，该电机通过联轴器24与主动大链轮轴26一端相连，该主动大链轮轴穿过一个移动外壳上部相对的两通孔，通孔内设圆柱滚子轴承28且轴承外设端盖31，在主动大链轮轴上分别设有主动大链轮15和主动小链轮A14，两者由轴套27定位，其中主动大链轮上所设的短链条18还绕过从动大链轮20，该从动大链轮的轮轴设在另一个移动外壳上部相对的两通孔内，通孔内设滚动轴承且轴承外设端盖，该从动大链轮轴除设从动大链轮外还设有主动小链轮B19两者由轴套定位。主动小链轮A和主动小链轮B上各设一根长链条9，每根长链条下部还各绕过一个从动小链轮8，两从动小链轮的轮轴分别设在两移动外壳相对的两通孔内，通孔内设滚动轴承且轴承外设端盖。在图6所示的本发明链条传动机构的三维示意图中，在每根长链条前面(与固定外壳开口朝向的同一侧)各固连一个链条滑块10，并且在两链条上的两个链条滑块呈对角关系，每个链条滑块各置于一个与其厚度相同的矩形框链条滑块槽体11内且上下两个面分别与链条滑块槽体上下内侧表面相接触，每个链条滑块槽体的前表面中部各与一个滑块12后端固连，在两移动外壳前面的壁上各设一个竖直的条形通孔即滑块槽29，每个滑块的两个侧面分别与移动外壳上开设的竖直条形通孔即滑块槽相接触，且每个滑块伸出滑块槽的前端各与一个中空的机械臂32上部垂直相连，该机械臂下端与开口向下的叉形机械爪支架36上端相连，机械臂内设有拉杆35，其上端与设在机械臂上端的拉杆控制器30相连，拉杆下端位于机械爪支架内并与两夹爪33上部的条形通孔铰接，两夹爪呈曲拐形，其拐弯处各设一个通孔，这两通孔分别与机械爪支架两叉端部的通孔对应，通过销轴将夹爪与机械爪支架铰接。两夹爪下端各设一个与其垂直相连的卡板34，并且两卡板板面相对并与泡沫陶瓷过滤器3上部被夹持部分相对应，如图7所示。泡沫陶瓷过滤器上部加工为截面呈工字形。保温炉1顶设有隔热炉盖7，其上设有带盖的三个长方形开口。在隔热炉盖上开有氮气进气口6。
该装置的工作过程大致如下：首先将新的泡沫陶瓷过滤器3用机械爪抓紧，将液压升降装置4升起，并移动到保温炉1的上方，然后将隔热炉盖7上的开口打开，此时通过氮气进气口6通氮气，补充保温炉内逸出的氮气，对铸造铜液2进行保护，调整滑台16在滑轨21上的位置，使两个机械爪都能顺利通过隔热炉盖上的开口下降至保温炉内，调整好滑台位置后将其固定在滑轨上，令液压升降装置下降，使两个机械爪下降至保温炉内，其中右侧机械爪携带着新的泡沫陶瓷过滤器，左侧的则没有携带，在合适的位置通过拉杆控制器30拉动左侧机械臂32内部的拉杆35，使其机械爪上的夹爪33收缩，令卡板34能夹持住铜液内的泡沫陶瓷过滤器，此时，打开三相异步电机23的正转开关，电机顺时针转动，电机轴通过联轴器24带动主动大链轮轴15转动，主动大链轮轴上大链轮与主动小链轮A14同时转动，在短链条18的带动下右侧的从动大链轮20与主动小链轮B19同时转动，主动小链轮A和主动小链轮B各带动一根长链条转动，链条滑块10跟长链条9是固定在一起的，长链条的移动带动着链条滑块的移动，链条滑块又在链条滑块槽体11中，链条滑块槽体跟滑块12是固定在一起的，于是长链条的上下移动，带动链条滑块的上下移动，带动链条滑块槽体的上下移动，最终使得滑块在滑块槽29中上下移动，机械臂跟滑块12固连在一起，左侧机械臂就携带着左侧的泡沫陶瓷过滤器向上移动，与此同时，由于本装置的设计，右侧的机械臂携带的泡沫陶瓷过滤器开始向下运动，左右两侧的运动速度大小相同，方向相反，始终保持着铸造铜液的液面平稳，当机械爪携带着更换下来的过滤器上升至最大行程后，关闭电机，此时新更换的陶瓷过滤器也完全下降至铸造液中，通过拉杆控制器松开右侧机械臂中的拉杆，右侧的夹爪松开，再启动液压升降装置，使整体装置上升，将过滤器从保温炉中取出，卸下旧过滤器后，打开三相异步电机反转开关，左侧的机械臂下降，右侧的机械臂上升，待右侧机械臂上升至最大行程后，关闭电机并将新的过滤器夹持到右侧的机械臂上，进行下一次更换过程，全部更换完毕后，将保温炉盖上的开口关上，停止保护气氮气的充入，使用液压升降装置得移动装置，将液压升降装置、本发明的更换装置以及跟换下来的泡沫陶瓷过滤器移走，进行后续工作。需要强调的是：在泡沫陶瓷过滤器更换的过程中，铸造铜液内至少有一个泡沫陶瓷过滤器处在工作状态。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (6)
1.一种铜管水平连铸过滤器的自动化更换装置，其特征在于：液压升降装置为两个底部设有可移动机构的液压缸，它们的上端分别与更换装置机架外壳两端相连，机架外壳是由侧开口槽钢式固定外壳和设在其侧开口上的两箱型移动外壳两部分组成，固定外壳两个水平的端边分别设有垂直的外翻边沿，移动外壳上设有与其对应的两个水平的条形凹槽，外翻边沿与条形凹槽两者组成滑动副，固定外壳内设水平的滑轨，与其相连的滑台下面连有三相异步电机，该电机通过联轴器与主动大链轮轴一端相连，该主动大链轮轴穿过一个移动外壳上部相对的两通孔，在主动大链轮轴上分别设有主动大链轮和主动小链轮A，两者由轴套定位，其中主动大链轮上所设的短链条还绕过从动大链轮，该从动大链轮的轮轴设在另一个移动外壳上部相对的两通孔内，该从动大链轮轴除设从动大链轮外还设有主动小链轮B两者由轴套定位，主动小链轮A和主动小链轮B上各设一根长链条，每根长链条下部还各绕过一个从动小链轮，两从动小链轮的轮轴分别设在两移动外壳相对的两通孔内，在每根长链条前面(与固定外壳开口朝向的同一侧)各固连一个链条滑块，并且在两链条上的两个链条滑块呈对角关系，每个链条滑块各置于一个与其厚度相同的矩形框链条滑块槽体内且上下两个面分别与链条滑块槽体上下内侧表面相接触，每个链条滑块槽体的前表面中部各与一个滑块后端固连，在两移动外壳前面的壁上各设一个竖直的条形通孔即滑块槽，每个滑块的两个侧面分别与移动外壳上开设的竖直条形通孔即滑块槽相接触，且每个滑块伸出滑块槽的前端各与一个中空的机械臂上部垂直相连，该机械臂下端与开口向下的叉形机械爪支架上端相连，机械臂内设有拉杆，其上端与设在机械臂上端的拉杆控制器相连，拉杆下端位于机械爪支架内并与两夹爪上部的条形通孔铰接，两夹爪呈曲拐形，其拐弯处各设一个通孔，这两通孔分别与机械爪支架两叉端部的通孔对应，通过销轴将夹爪与机械爪支架铰接，两夹爪下端各设一个与其垂直相连的卡板，并且两卡板板面相对并与泡沫陶瓷过滤器上部被夹持部分相对，泡沫陶瓷过滤器上部加工为截面呈工字形，保温炉顶设有隔热炉盖，在保温炉盖上设有带盖的三个与泡沫陶瓷过滤器对应的长方形开口，隔热炉盖上开有氮气进气口。
2.根据权利要求1所述的铜管水平连铸过滤器的自动化更换装置，其特征在于：移动外壳与固定外壳相邻面上侧设有开口。
3.根据权利要求1所述的铜管水平连铸过滤器的自动化更换装置，其特征在于：移动外壳内壁设有隔热板，固定外壳内壁下侧设有隔热。
4.根据权利要求1所述的铜管水平连铸过滤器的自动化更换装置，其特征在于：主动大链轮轴所在的两通孔内设滚动轴承且轴承外设端盖。
5.根据权利要求1所述的铜管水平连铸过滤器的自动化更换装置，其特征在于：从动大链轮的轮轴所在的两通孔内设滚动轴承且轴承外设端盖。
6.根据权利要求1所述的铜管水平连铸过滤器的自动化更换装置，其特征在于：两从动小链轮的轮轴所在的两通孔内设滚动轴承且轴承外设端盖。
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