CN112981464A - 一种铝用阳极碳碗的清理刀具及清理方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于碳素电极清理设备技术领域，具体地说，涉及一种铝用阳极碳碗的清理刀具，包括：支架(17)、法兰连接板(1)、气缸组件(24)、纵向驱动装置(14)、双向驱动装置(15)和清理装置；所述支架(17)包括：圆柱杆(18)、轴套(19)和伸长臂(20)；圆柱杆(18)固定在碳电极平台(21)的一侧，轴套(19)套设在圆柱杆(18)上，且轴套(19)的径向方向上延伸一伸长臂(20)，二者固结在一起；圆柱杆(18)的顶端设置纵向驱动装置(14)；伸长臂(20)的一端端部设置双向驱动装置(15)，该双向驱动装置(15)的下方设置结构连接件(1)；结构连接件(1)的下方设置清理装置，结构连接件(1)与清理装置之间设置气缸组件(24)。

Description

一种铝用阳极碳碗的清理刀具及清理方法

技术领域

本发明属于碳素电极清理设备技术领域，具体地说，涉及一种铝用阳极碳碗的清理刀具及清理方法。

背景技术

碳素电极具有优良的导电导热性、耐热性、耐化学腐蚀性、机械强度高、易于加工成型等优点。广泛应用于冶金、化工、电化学等工业中。常见的碳素电极如铝用预焙阳极加工过程中经高温焙烧后，表面附着大量残留物。下游阳极组装工艺中，铝用阳极与钢爪浇筑连接的过程，必须要将碳碗及斜槽清理干净，才能保障连接的牢固，增加导电性，降低电阻率。

目前传统的清理方式是需要大量的人工清理，人工清理方式，清理工人需要手持特制铁铲和錾子对碳碗及斜槽表面附着的残留物进行清理，人工清理方式对工人的操作技术有一定的要求，效率低，劳动强度大，造成了资源的浪费，存在安全隐患，且清理过程中还会产生大量的扬尘以及高温颗粒料的飞溅，对操作人员的人身健康和安全造成了极大的危害，形成无组织排放。且铝用阳极炭块在高温焙烧过程中，其形体会产生不规律的形变量，无法实现机械化作业。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题和技术缺陷，本发明提出了一种铝用阳极碳碗的清理刀具及清理方法，本发明的装置能够实现碳碗狭小空间内的自动清理、特别是涉及大批量的连续在线作业、环保，既可以解放劳动力，避免无组织排放，又能适应各种形变量，提高效率的同时，满足清理效果。

本发明提供的一种铝用阳极碳碗的清理刀具及清理方法，该刀具包括：支架、法兰连接板、气缸组件、纵向驱动装置、双向驱动装置和清理装置；

所述支架包括：圆柱杆、轴套和伸长臂；

圆柱杆固定在碳电极平台的一侧，轴套套设在圆柱杆上，且轴套的径向方向上延伸一伸长臂，二者固结在一起；圆柱杆的顶端设置纵向驱动装置；伸长臂的一端端部设置双向驱动装置，该双向驱动装置的下方设置结构连接件；

结构连接件的下方设置清理装置，结构连接件与清理装置之间设置气缸组件。

作为上述技术方案的改进之一，所述气缸组件包括：马达、上轴套板、下轴套板、多个拉杆和气缸；

上轴套板固定在法兰连接板上，上轴套板和下轴套板呈上下相对设置，二者之间设置多个拉杆，马达和气缸设置在多个拉杆之间，且马达和气缸连接。

作为上述技术方案的改进之一，所述清理装置包括：转盘、连接杆、多个振动器、刀盘、多个清槽刀、主轴、弹簧和主刀；

转盘的一侧安装在下轴套板上，且其相对侧的下方相对设置刀盘，转盘和刀盘之间设置多个呈圆周分布的连接杆；

转盘的相对侧设置多个呈圆周分布的振动器，且多个振动器圆周分布在多个连接杆外；

刀盘下设置多个呈圆周分布的清槽刀，且每个振动器与每个清槽刀一一对应设置；

刀盘的中部设置主轴，主轴下设置主刀，弹簧套设在主轴上，且弹簧的一端抵在刀盘上，其另一端抵在主刀上。

作为上述技术方案的改进之一，主刀和主轴连接，具有挠度和伸缩量。

作为上述技术方案的改进之一，所述主轴的一端依次穿过刀盘、转盘、下轴套板，并与马达连接，主轴的另一端连接主刀。

作为上述技术方案的改进之一，所述主刀包括中空圆柱筒和三个倾斜嵌入式地设置在中空圆柱筒上的主刀片架，以及固定在每个主刀片架上的主刀片；其倾斜角度为0°到30°可调节。

作为上述技术方案的改进之一，所述清槽刀倾斜设置在刀盘上，清槽刀为方柱结构，其中部的内侧为平面，其外侧设有螺旋刀片，其倾斜度为0°到17°可调节。

作为上述技术方案的改进之一，所述纵向驱动装置和双向驱动装置上分别设置第一控制器和第二控制器。

本发明还提供了一种基于铝用阳极表面的清理刀具的清理方法，该方法包括：

利用纵向驱动装置驱动伸长臂进行纵向移动，利用双向驱动装置驱动伸长臂水平旋转，将清理装置移动至铝用阳极的碳碗的中心位置的上方；

启动马达，主轴开始转动，从而带动主刀旋转，利用气缸张开，刀盘可在-7°至+20°自由旋转，纵向驱动装置驱动伸长臂向下移动，进而带动清理装置向下移动，

在清理装置向下移动的同时，刀盘随着碳碗的斜槽的角度自由旋转；同时，启动每个振动器，击打对应的清槽刀，每个清槽刀可上下跳动和左右摆动，实现对碳碗的清理；

在清理到碳碗的碗底后，利用纵向驱动装置驱动伸长臂向上移动，进而带动清理装置向上移动，同时，刀盘随着碳碗的斜槽的角度反向自由旋转，直至清理装置向上移动并退出碳碗后，关闭振动器，同时气缸闭合，利用气缸，使刀盘回到原始位置，完成碳碗的清理；

重复上述过程，对铝用阳极上的每个碳碗依次进行清理。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

本发明的刀具能够实现自动清理，特别是涉及大批量的铝用阳极清理，大大提高了清理效率，解决了现有的传统清理方法多带来的资源浪费、工作效率低的问题；同时，本发明的装置能够实现无人值守、连续在线作业、环保、既可以解放劳动力，避免无组织排放，又能适应各种尺寸、形状、型形变量的碳素电极，提高效率的同时，满足清理效果。

附图说明

图1是本发明的一种铝用阳极碳碗的清理刀具的结构示意图；

图2是本发明的一种铝用阳极碳碗的清理刀具的主刀的结构示意图；

图3是图2的本发明的一种铝用阳极碳碗的清理刀具的主刀的俯视图；

图4是本发明的一种铝用阳极碳碗的清理刀具的清槽刀的结构示意图。

附图标记：

1、法兰连接板 2、马达

3、下轴套板 4、拉杆

5、气缸 6、转盘

7、连接杆 8、振动器

9、刀盘 10、清槽刀

11、主轴 12、弹簧

13、主刀 14、纵向驱动装置

15、双向驱动装置 16、铝用阳极

17、支架 18、圆柱杆

19、轴套 20、伸长臂

21、铝用阳极平台 22、上轴套板

23、碳碗 24、气缸组件

25、中空圆柱筒 26、主刀片架

27、主刀片

具体实施方式

现结合附图对本发明作进一步的描述。

本发明提供了一种铝用阳极碳碗的清理刀具，该刀具是一种高效快捷、安全环保、自适应碳碗的内表面的清理刀具。

如图1所示，该刀具包括：支架17、法兰连接板1、气缸组件24、纵向驱动装置14、双向驱动装置15和清理装置；

所述支架17包括：圆柱杆18、轴套19和伸长臂20；

圆柱杆18固定在碳电极平台21的一侧，轴套19套设在圆柱杆18上，且轴套19的径向方向上延伸一伸长臂20，二者固结在一起；圆柱杆18的顶端设置纵向驱动装置14，可以驱动固结在一起的轴套13和伸长臂14实现纵向上下移动；伸长臂20的一端端部设置双向驱动装置15，该双向驱动装置15的下方设置结构连接件1；

结构连接件1的下方设置清理装置，结构连接件1与清理装置之间设置气缸组件24。利用气缸组件24驱动清理装置回到原始位置，实现复位；双向驱动装置15驱动清理装置，可实现对清理装置的任意角度的旋转，还可驱动伸长臂20在水平方向上实现对伸长臂20的任意位置的旋转。

其中，所述气缸组件24包括：马达2、上轴套板22、下轴套板3、多个拉杆4和气缸5；

上轴套板22固定在法兰连接板1上，上轴套板22和下轴套板3呈上下相对设置，二者之间设置多个拉杆4，马达2和气缸5设置在多个拉杆4之间，且马达2和气缸5连接。其中，每个拉杆4分别与转盘6和刀盘9呈垂直关系；

其中，所述清理装置包括：转盘6、连接杆7、多个振动器8、刀盘9、多个清槽刀10、主轴11、弹簧12和主刀13；

转盘6的一侧安装在下轴套板3上，且其相对侧的下方相对设置刀盘9，转盘6和刀盘9之间设置多个呈圆周分布的连接杆7；

转盘6的相对侧设置多个呈圆周分布的振动器8，且多个振动器8圆周分布在多个连接杆7外；

刀盘9下设置多个呈圆周分布的清槽刀10，且每个振动器8与每个清槽刀10一一对应设置；每个清槽刀10与对应设置的振动器8连通，利用振动器8击打清槽刀10，在振动器8的振动下，可实现上下跳动和左右摆动，由于清槽刀10在主刀13的外围，可与主刀13同步对铝用阳极上的每个碳碗进行快速清理

刀盘9的中部设置主轴11，主轴11下设置主刀13，弹簧12套设在主轴11上，且弹簧12的一端抵在刀盘9上，其另一端抵在主刀13上。

可选地，主刀13和主轴11连接，具有挠度和伸缩量。由于弹簧12抵住主刀13，使主刀13具有柔性，不会对碳碗23造成损伤，主刀13与清槽刀10同时进行清理。

如图2和3所示，所述主刀13包括中空圆柱筒25和三个倾斜嵌入式地设置在中空圆柱筒25上的主刀片架26，以及固定在每个主刀片架26上的主刀片27；其倾斜角度为0°到30°可调节。

如图4所示，所述清槽刀10倾斜设置在刀盘9上，其倾斜度为0°到17°可调节；清槽刀10为方柱结构，其中部的内侧为平面，其外侧设有螺旋刀片，用于清理铝用阳极碳碗的斜槽，能够自适应炭23内壁上的凹凸不平的粘结料。其中，如图4所示，内侧为朝向靠近刀盘9的圆心的一侧，外侧为朝向远离刀盘9的圆心的一侧。可选地，所述主轴11的一端依次穿过刀盘9、转盘6、下轴套板3，并与马达2连接，主轴11的另一端连接主刀13；马达2与法兰连接板1固定在一起，驱动主轴11，并通过主轴11驱动主刀13旋转。

可选地，所述纵向驱动装置14和双向驱动装置15上分别设置第一控制器和第二控制器。能够对纵向驱动装置14和双向驱动装置15的自动控制，实现对批量的铝用阳极进行快速处理，大大提高了工作效率。

本发明还提供了一种基于铝用阳极碳碗的清理刀具的清理方法，该方法包括：

利用纵向驱动装置14驱动伸长臂20进行纵向移动，利用双向驱动装置15驱动伸长臂20水平旋转，将清理装置移动至铝用阳极16的碳碗23的中心位置的上方；

启动马达2，主轴11开始转动，从而带动主刀13旋转，利用气缸5张开，刀盘9可在-7°至+20°自由旋转，纵向驱动装置14驱动伸长臂20向下移动，进而带动清理装置向下移动，

在清理装置向下移动的同时，刀盘9随着碳碗23的斜槽的角度自由旋转；同时，启动每个振动器5，击打对应的清槽刀10，每个清槽刀10可上下跳动和左右摆动，实现对碳碗23的清理；在清理过程中，主刀13能够清理碳碗23上的大部分粘结料，每个清槽刀10能够自适应碳碗23内壁的形变量，对碳碗23内壁附着的凹凸不平的粘结料进行自适应清理，大大提高清理的洁净度。

在清理到碳碗23的碗底后，利用纵向驱动装置14驱动伸长臂20向上移动，进而带动清理装置向上移动，同时，刀盘9随着碳碗23的斜槽的角度反向自由旋转，直至清理装置向上移动并退出碳碗23后，关闭振动器8，同时气缸5闭合，利用气缸5，使刀盘9回到原始位置，完成碳碗23的清理；

重复上述过程，对铝用阳极16上的每个碳碗23依次进行清理。

在其他具体实施例中，清理过程中，主轴中心设置有收尘装置，负责收集清理过程中产生的粉尘及飞溅的颗粒。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种铝用阳极碳碗的清理刀具，其特征在于，该刀具包括：支架(17)、法兰连接板(1)、气缸组件(24)、纵向驱动装置(14)、双向驱动装置(15)和清理装置；

所述支架(17)包括：圆柱杆(18)、轴套(19)和伸长臂(20)；

圆柱杆(18)固定在碳电极平台(21)的一侧，轴套(19)套设在圆柱杆(18)上，且轴套(19)的径向方向上延伸一伸长臂(20)，二者固结在一起；圆柱杆(18)的顶端设置纵向驱动装置(14)；伸长臂(20)的一端端部设置双向驱动装置(15)，该双向驱动装置(15)的下方设置结构连接件(1)；

结构连接件(1)的下方设置清理装置，结构连接件(1)与清理装置之间设置气缸组件(24)。

2.根据权利要求1所述的铝用阳极碳碗的清理刀具，其特征在于，所述气缸组件(24)包括：马达(2)、上轴套板(22)、下轴套板(3)、多个拉杆(4)和气缸(5)；

上轴套板(22)固定在法兰连接板(1)上，上轴套板(22)和下轴套板(3)呈上下相对设置，二者之间设置多个拉杆(4)，马达(2)和气缸(5)设置在多个拉杆(4)之间，且马达(2)和气缸(5)连接。

3.根据权利要求1所述的铝用阳极碳碗的清理刀具，其特征在于，所述清理装置包括：转盘(6)、连接杆(7)、多个振动器(8)、刀盘(9)、多个清槽刀(10)、主轴(11)、弹簧(12)和主刀(13)；

转盘(6)的一侧安装在下轴套板(3)上，且其相对侧的下方相对设置刀盘(9)，转盘(6)和刀盘(9)之间设置多个呈圆周分布的连接杆(7)；

转盘(6)的相对侧设置多个呈圆周分布的振动器(8)，且多个振动器(8)圆周分布在多个连接杆(7)外；

刀盘(9)下设置多个呈圆周分布的清槽刀(10)，且每个振动器(8)与每个清槽刀(10)一一对应设置；

刀盘(9)的中部设置主轴(11)，主轴(11)下设置主刀(13)，弹簧(12)套设在主轴(11)上，且弹簧(12)的一端抵在刀盘(9)上，其另一端抵在主刀(13)上。

4.根据权利要求3所述的铝用阳极碳碗的清理刀具，其特征在于，所述主刀(13)和主轴(11)连接。

5.根据权利要求3所述的铝用阳极碳碗的清理刀具，其特征在于，所述主轴(11)的一端依次穿过刀盘(9)、转盘(6)、下轴套板(3)，并与马达(2)连接，主轴(11)的另一端连接主刀(13)。

6.根据权利要求3所述的铝用阳极碳碗的清理刀具，其特征在于，所述主刀(13)包括中空圆柱筒(25)和三个倾斜嵌入式地设置在中空圆柱筒(25)上的主刀片架(26)，以及固定在每个主刀片架(26)上的主刀片(27)；其倾斜角度为0°到30°。

7.根据权利要求3所述的铝用阳极碳碗的清理刀具，其特征在于，所述清槽刀(10)倾斜设置在刀盘(9)上，清槽刀(10)为方柱结构，其中部的内侧为平面，其外侧设有螺旋刀片，其倾斜度为0°到17°。

8.根据权利要求1所述的铝用阳极的碳碗的清理刀具，其特征在于，所述纵向驱动装置(14)和双向驱动装置(15)上分别设置第一控制器和第二控制器。

9.一种基于权利要求1-8中任一所述的铝用阳极碳碗的清理刀具的清理方法，其特征在于，该方法包括：

利用纵向驱动装置(14)驱动伸长臂(20)进行纵向移动，利用双向驱动装置(15)驱动伸长臂(20)水平旋转，将清理装置移动至铝用阳极(16)的碳碗(23)的中心位置的上方；

启动马达(2)，主轴(11)开始转动，从而带动主刀(13)旋转，利用气缸(5)张开，刀盘(9)在-7°至+20°自由旋转，纵向驱动装置(14)驱动伸长臂(20)向下移动，进而带动清理装置向下移动，

在清理装置向下移动的同时，刀盘(9)随着碳碗(23)的斜槽的角度自由旋转；同时，启动每个振动器(5)，击打对应的清槽刀(10)，每个清槽刀(10)可上下跳动和左右摆动，实现对碳碗(23)的清理；

在清理到碳碗(23)的碗底后，利用纵向驱动装置(14)驱动伸长臂(20)向上移动，进而带动清理装置向上移动，同时，刀盘(9)随着碳碗(23)的斜槽的角度反向自由旋转，直至清理装置向上移动并退出碳碗(23)后，关闭振动器(8)，同时气缸(5)闭合，利用气缸(5)，使刀盘(9)回到原始位置，完成碳碗(23)的清理；

重复上述过程，对铝用阳极(16)上的每个碳碗(23)依次进行清理。

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