CN110424025A - 一种打壳下料装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于电解铝生产装置技术领域，具体涉及一种打壳下料装置，包括电解槽体、电动打壳器和电动下料器，电解槽体上设有架体，电动打壳器和电动下料器均设置在架体上，电动下料器采用电机进行驱动；电动打壳器包括缸体、活塞和活塞杆，缸体上端设有上端盖，其下端设有下端盖，活塞设置在缸体内并与缸体滑动联接，活塞杆的一端穿过下端盖与活塞联接，活塞杆的另一端设有轴叉，还包括电动机和滚珠丝杠机构，滚珠丝杠机构包括丝杠以及与丝杠联接的螺母，活塞与螺母联接，活塞杆为中空结构，丝杠可以伸入活塞杆内。通过采用电动方式进行驱动，可以避免气动打壳下料系统故障率高，运行成本高、维修费用高等难题。

Description

一种打壳下料装置

技术领域

本发明属于电解铝生产装置技术领域，具体涉及一种打壳下料装置。

背景技术

在电解铝行业，打壳下料系统是安装在电解槽上。包括打壳和下料两项功能。目前其打壳和下料功能均是通过压缩空气提供动力，通过气动控制系统来实现打壳和下料动作的。

目前电解槽所采用的打壳下料系统所存在的主要问题有:1、目前电解槽所采用的打壳下料系统是采用压缩空气集中供气，如果压缩机系统工作故障。便会影响电解系列的打壳下料整体系统故障（包括每台电解槽）2、所采用气动系统为压缩空气集中供气，气压系统供气管路长，能源利用率低。每年压缩空气电费居高不下。运行成本很高。3、打壳气缸和电动下料器故障率高使用寿命短。每年高压气管消耗量特别大，并需要大量维修人员。修理成本高。4、目前打壳气缸的润滑采用三联件通气润滑技术。如果过油嘴调的小打壳气缸根本无法获得润滑油。调的过大一方面造成大量润滑油浪费，两一方面润滑油根本无法到达后方打壳气缸。而第一台打壳气缸润滑油又过多造成大量浪费。还使密封件老化严重。5、打壳气缸电动下料器是否故障不会报警工作人员只能通过巡视才会发现。

申请人之前申报的一种电解槽节能气动系统控制装置（专利申请号为201520224077.7），该装置可以改善上述存在的技术问题，但该装置中仍采用气缸，因此也不可避免的会存在漏气等故障。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一种打壳下料装置，该装置中的打壳器和下料器采用电动方式进行驱动，可以避免漏气等故障的发生。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种打壳下料装置，包括电解槽体、电动打壳器和电动下料器，电解槽体上设有架体，电动打壳器和电动下料器均设置在架体上，所述电动下料器采用电机进行驱动；所述电动打壳器包括缸体、活塞和活塞杆，所述缸体上端设有上端盖，其下端设有下端盖，活塞设置在缸体内并与缸体滑动联接，活塞杆的一端穿过下端盖与活塞联接，活塞杆的另一端设有轴叉，所述还包括电动机和滚珠丝杠机构，所述滚珠丝杠机构包括丝杠以及与丝杠联接的螺母，活塞与螺母联接，活塞杆为中空结构，丝杠可以伸入活塞杆内；电动机固定在上端盖或缸体上，电动机的输出轴通过联轴器与丝杠联接。

还包括分配器和加油器，加油器通过分配器与电动打壳器联通，对电动打壳器供油进行润滑。

所述架体上设有与电动打壳器联接的立柱，电动打壳器通过连接件与立柱滑动联接。

所述连接件采用卡箍。

所述电动打壳器和电动下料器分别设有传感器。

本发明与现有技术相比，具有的有益效果是：

电动打壳器实现电解槽打壳作业，其把电能转化为上下运动的机械能，从而带动打击头，对电解槽壳面进行打壳作业。电动下料器实现电解槽下料作业，其是把电能转化为电动下料器的旋转动作。通过采用电动方式进行驱动，可以避免气动打壳下料系统故障率高，运行成本高、维修费用高等难题。

通过将润滑油输送到电动打壳器上，从而起到润滑的作用。设置有传感器，可以根据电动打壳器和电动下料器的传感器信号，然后通过控制程序对电动打壳器和电动下料器进行动作控制。

附图说明

图1本发明的轴测图；

图2是本发明的主视图；

图3是本发明分配器的示意图：

图4是本发明分配器的局部示意图：

图5是本发明控制柜的示意图；

图6是本发明加油器的示意图；

图7是本发明电动下料器的示意图；

图8是本发明电机固定安装装置的示意图：

图9是本发明旋转下料装置的示意图：

图10是本发明的电动打壳器纵向截面结构示意图；

图11是图10中A处的局部放大图；

图12是本发明的电动打壳器横向截面结构示意图；

图13是本发明的电动打壳器电路原理图；

图14是本发明立柱的示意图；

图15是本发明调节状态示意图；

图16是本发明的整体电路原理图；

图17是图16中A处的局部放大图；

图18是图16中B处的局部放大图；

图19是本发明供油的原理图；

其中：1为电解槽体，2为架体，3为电动打壳器，301为缸体，302为上端盖，303为下端盖，304为活塞，305为活塞杆，306为轴叉，307为电动机，308为丝杠，309为螺母，3010为联轴器，3011为传感器，3012为导向套，3013为导向条，4为电动下料器，401为电机，402为电机固定安装装置， 4021为电机固定外壳，4022为传感器，4023为传感器固定器，4024为电机固定支座，403为下料器固定板，404为电机联轴器，405为下料器缸筒，406为中轴，407为旋转下料装置，4071为转轴，4072为堵料板，4073为下料板，4074为料筒，5为料仓，6为打击头，7为分配器，71为分配器壳体，72为主油管，73为快插管，10为控制柜，101为配电柜，102为空气开关，103为PLC控制器，104为接触器，105为加油器，1051为加油器固定外壳;1052为加油泵，1053为压力表，1054为加油嘴，1055为油箱，8为电缆，9为滴油管，10为智能控制柜， 11为立柱，12为连接件。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1、2、7、8、9、10、11所示，一种打壳下料装置，包括电解槽体1、电动打壳器3和电动下料器4，电解槽体1上设有架体2，电动打壳器3和电动下料器4设置在架体2上，电动下料器3采用电机进行驱动；电动下料器3配套有相应的料仓5，料仓5固定在架体2上。

电动打壳器3包括缸体301、活塞304和活塞杆305，缸体301上端设有上端盖302，其下端设有下端盖303，活塞304设置在缸体301内并与缸体301滑动联接，活塞304相对于缸体301可以轴向移动，活塞杆305的一端穿过下端盖303与活塞304联接，活塞杆305的另一端设有轴叉306，轴叉联接有相应的打击头6，活塞304滑动时可带动活塞杆305一同移动。

还包括电动机307和滚珠丝杠机构，滚珠丝杠机构包括丝杠308以及与丝杠308联接的螺母309；电动机307的壳体固定在上端盖302或缸体301上，当设置在上端盖302上时，上端盖302上设有相应的轴孔，电动机307的输出轴可以穿过该轴孔。

电动机307的输出轴通过联轴器3030与丝杠联接，联轴器3030采用弹性联轴器；活塞304与螺母309联接，活塞杆305上设有相应的通孔，活塞304可套设在螺母309外；活塞杆305为中空结构，丝杠308可以伸入活塞杆305内。

通过电动机307正反转实现螺母309沿丝杠的上移或下移，进而驱动活塞304以及活塞杆305上下移动，将动力传递给打击头6，从而完成电解槽的打壳作业。

如图12所示，由于常见的活塞304的形状为圆形，因此需要设置相应的导向结构，防止其旋转；具体可以采用以下结构：如在活塞304上安装导向套3012，缸体301内固定有相应的导向条3013，通过导向套3012与导向条3013的配合起到导向作用，防止其旋转。当然，为了简化结构，可以将活塞304设置为方形，缸体301内腔为相对应的形状，从而可以起到限制活塞304旋转的目的，活塞304仅能沿缸体301轴向移动。

电动下料器4是在现有技术（专利申请号为201020170513.4公开的开一种电解铝旋转式定容电动下料器）上进行的改进，主要是将原有的驱动气缸替换为电机401，通过电机401驱动旋转。其主要包括电机401、电机固定安装装置402、电动下料器固定板403、电机联轴器404、电动下料器缸筒405、中轴406、旋转下料装置407。

旋转下料装置407是由转轴4071；堵料板4072；下料板4073；料筒4074等四部分组成。其中堵料板4072和下料板4073均是两块，下料板4073相对料筒4074位置是一致的焊接固定在料筒4074上下两侧。而堵料板4072通过转轴成90度错位焊接固定在转轴4071上，这样便可以通过对转轴4071的旋转使电动下料器有两个状态。即上位通和下位通两个状态。这样便可以实现电动下料器的定量下料工作。

如图2至6所示，还包括分配器7和加油器105，加油器105通过分配器7与电动打壳器3联通，对电动打壳器3供油进行润滑。

分配器7包括分配器壳体71以及设置在分配器壳体71内的主油管72和快插管73，主油管72和快插管73组成三通管结构。

润滑时，加油器105开始向滴油管9供油。滴油管9把润滑油输送到分配器7中，分配器7通过主油管72分配到快插管73。最后快插管73把润滑油输送到电动打壳器3上，对电动打壳器3进行润滑。

加油器105包括加油器固定外壳1051、加油泵1052和加油嘴1054，通过加油泵1052工作，高压油通过加油嘴1054向外泵油；并且可以设置压力表1053，用来检测油压同时确定加油泵1052是否工作，油箱1055起到储存润滑油的目的，且加油泵1052出口处可通过溢流阀与油箱1055联通。

如图14和15所示，架体2上设有与电动打壳器3联接的立柱11，电动打壳器3通过连接件12与立柱11滑动联接。可以根据实际情况调整电动打壳器3的安装高度。

进一步，连接件12采用卡箍。

电动打壳器3和电动下料器4分别设有传感器，可以根据电动打壳器3和电动下料器4的传感器信号，然后通过控制程序对电动打壳器3和电动下料器4进行动作控制。

电动打壳器3：在其缸体301两端分别设有传感器3011，缸体301上设有相应的开口；等活塞304运动到上端传感器3011处后，传感器3011向控制器发送位置信号。同理等活塞304运动到下端传感器3011处后，把位置信号传递到控制器，这样控制器便可以判断电动打壳器活塞304的位置。从而判断电动打壳器是否动作。打壳是否到位。从而实现对打壳状态和电动打壳器状态进行判断，实现了对电解槽打壳情况的有效监控。

如图13所示，其具体控制原理如下：该打壳器动作前，上限位传感器得电。电动打壳器KM1动作，电动机正转，电动打壳器向下运动；等触动下限位传感器后，PLC控制器延时1秒启动电动机反转接触器KM2。使电动打壳器向上运动，等运动到上限位传感器后电动机停止旋转。等待下一次动作。

电动下料器4：电机固定安装装置402起到安装电机401的作用和反馈电机轴位置信号的作用。电机固定安装装置402包括电机固定外壳4021、传感器4022、传感器固定器4023、电机固定支座4024组成。工作时，传感器4022对电机401转轴有跟踪和定位的作用。传感器4022有两个信号输出，分左右两部分，控制器可以根据输出信号的情况对电动下料器工作状态或故障情况做出判断和报警。传感器4022只有一个信号时则证明电动下料器出现故障状态。

具体动作如下：

控制柜10放置在电解槽体1一侧。等打壳下料系统工作时，控制柜10首先发出打壳作业的指令。通过电缆8把电能输送到电动打壳器3上，电动打壳器3便开始向下运动。等运动到电动打壳器3下方时传感器把电信号通过电缆8传递到控制柜10上。控制柜10再发出电动打壳器上升指令，电动打壳器3便开始上升运动。等电动打壳器3运动到上限时，传感器同样得到信号使控制柜10发出停止上升的指令。从而彻底完成一次打壳作业。

电动下料器4在得到控制柜10下料指令时，旋转180度后通过传感器把位置信息传递到控制柜10。这时控制柜10发出停止旋转指令，过6秒后等电动下料器把料筒内氧化铝下完后。控制柜10再向电动下料器4下达旋转指令。使电动下料器40再旋转180度，得到传感器位置信息时停止指令。这样便完成了一次完整的下料作业。

电缆8的作用是把打壳下料指令传输到电动打壳器3和电动下料器4上使其实现运动。并把电动打壳器3和电动下料器4上的传感器信号传递到控制柜10上，通过控制柜10上的控制模块102对电动打壳器3和电动下料器4进行实时控制。并可根据电动打壳器3和电动下料器4的传感器信息并结合时间信息对执行元件电动打壳器3和电动下料器4的位置状态进行判断。出现异常后进行报警工作。

控制柜10中配电柜101起到固定和安装电气元件的作用，空气开关102起到供电和保护电气元件的作用。PLC控制器103是负责向接触器104和加油器105发送命令和处理程序的核心元件。

控制柜10中的PLC控制器103向加油器105发出加油指令，加油器105开始向滴油管9供油。滴油管9把润滑油输送到分配器7中，分配器7通过主油管74分配到快插管75。最后快插管75把润滑油输送到电动打壳器3上。对电动打壳器3进行润滑。

加油器固定外壳1051固定在配电柜10上;加油泵1052在得到PLC控制器103的加油命令后，开始加压泵油。

具体电气控制原理，如16至18所示：

等电动打壳器动作前，上限位传感器得电。电动打壳器KM1动作，电机正转，电动打壳器向下运动。等触动下限位传感器后，PLC控制器延时1秒启动电机反转接触器 KM2。使电动打壳器向上运动，等运动到上限位传感器后电机停止旋转。等待下一次动作。PLC控制器再次得到打壳输入信号后对2#打壳器进行操作。依次间隔操作1#、2#打壳器。

等电动下料器动作时左限位开关处于导通状态，等PLC控制器得到下料信号时PLC向1#下料器接触器KM5发送信号。接触器KM5吸合1#下料器电机旋转，等1#下料器电机旋转到右限位开关处时，PLC得到信号，切断1#下料器接触器KM5。延时3秒后再向1#下料器接触器KM5发送信号。这时1#下料器电机又开始旋转，等旋转到左限位开关处时。停止1#下料器电机旋转。等PLC控制器再次得到下料信号时开始操作2#下料器电机。动作与1#下料器相同。依次间隔操作1#、2#下料器。

每过三小时PLC向KM7发送一次电信号，时间持续5秒，自动加一次油。油泵通过图19所示，润滑油通过分配器，把油平均分配成2份分别对1#、2#打壳器进行润滑。

上面仅对本发明的较佳实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化，各种变化均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种打壳下料装置，其特征在于：包括电解槽体（1）、电动打壳器（3）和电动下料器（4），电解槽体（1）上设有架体（2），电动打壳器（3）和电动下料器（4）均设置在架体（2）上，所述电动下料器（4）采用电机进行驱动；所述电动打壳器（3）包括缸体（301）、活塞（304）和活塞杆（305），所述缸体（301）上端设有上端盖（302），其下端设有下端盖（303），活塞（304）设置在缸体（301）内并与缸体（301）滑动联接，活塞杆（305）的一端穿过下端盖（303）与活塞（304）联接，活塞杆（305）的另一端设有轴叉（306），所述还包括电动机（307）和滚珠丝杠机构，所述滚珠丝杠机构包括丝杠（308）以及与丝杠（308）联接的螺母（309），活塞（304）与螺母（309）联接，活塞杆（305）为中空结构，丝杠（308）可以伸入活塞杆（305）内；电动机（307）固定在上端盖（302）或缸体（301）上，电动机（307）的输出轴通过联轴器（3010）与丝杠（308）联接。

2.根据权利要求1所述的一种打壳下料装置，其特征在于：还包括分配器（7）和加油器（105），加油器（105）通过分配器（7）与电动打壳器（3）联通，对电动打壳器（3）供油进行润滑。

3.根据权利要求1所述的一种打壳下料装置，其特征在于：所述电动打壳器（3）和电动下料器（4）分别设有传感器。

4.根据权利要求1所述的一种打壳下料装置，其特征在于：所述架体（2）上设有与电动打壳器（3）联接的立柱（11），电动打壳器（3）通过连接件（12）与立柱（11）滑动联接。

5.根据权利要求4所述的一种打壳下料装置，其特征在于：所述连接件（12）采用卡箍。