CN114516196B - 吊取石墨坯的安全防护装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及石墨加工设备技术领域，具体涉及一种吊取石墨坯的安全防护装置，包括支架和设置于支架上的防护机构，支架固定连接的固定板，防护机构包括连接轴、驱动连接轴旋转的第一驱动单元、阻止连接轴旋转的制动单元和与连接轴滑动连接防护件；连接轴水平设置，连接轴的一端与一固定板转动连接，连接轴的另一端与另一固定板转动连接，防护件包括两根在水平面上相互平行设置的防护杆，防护杆的一端连接轴滑动连接，防护杆的另一端为自由端，防护杆上设置驱动两防护杆之间相互靠近或远离的第二驱动单元。当在脱模过程中发生石墨坯由吊具上脱落时，防护杆起到防止脱落的长条状的石墨坯倾倒砸伤工人和砸坏周边的设备的目的。
Description
技术领域
本发明涉及石墨加工设备技术领域，具体涉及吊取石墨坯的安全防护装置。
背景技术
在石墨产品生产过程中，需要将石墨原材料进行预处理后在压制模具里压制成不同形状 的原料坯体，再将原料坯体进行石墨化加工形成石墨坯体，石墨化后部分呈长条形的石墨坯 需要行车等吊具将长条形石墨坯由压制磨具里吊出，在吊取石墨坯的过程中，可能会出现夹具松动导致石墨坯掉落倾倒，容易发生安全事故。
发明内容
本发明的目的在于提供吊取石墨坯的安全防护装置，以达到在石墨坯脱模过程中石墨坯 掉落时对工人的有效保护。
为达到上述目的，本发明的基础方案如下：
吊取石墨坯的安全防护装置，包括支架和设置于所述支架上的防护机构，所述支架与地 面固定连接，支架的上部平行设置与支架固定连接的固定板；
所述防护机构包括连接轴、驱动所述连接轴绕连接轴的轴线旋转的第一驱动单元、阻止 所述连接轴旋转的制动单元和与所述连接轴滑动连接防护件；
所述连接轴水平设置，连接轴上设置外花键，连接轴的一端与一固定板转动连接，连接 轴的另一端与另一固定板转动连接；
所述防护件包括两根在水平面上相互平行设置的防护杆，所述防护杆的一端设置与所述 连接轴上的外花键配合的内花键，防护杆设置内花键的一端与所述连接轴键连接以使得所述 防护杆可沿连接轴的轴线方向滑动，防护杆的另一端为自由端，防护杆上设置驱动两防护杆之间相互靠近或远离的第二驱动单元。
本发明吊取石墨坯的安全防护装置基础方案的原理及有益效果在于：
在不需使用本防护装置时，松开制动单元使连接轴能绕连接轴的轴线自由转动，运行第 一驱动单元驱动连接轴旋转使防护杆处于竖直状态，使得防护装置不占据过多空间；
当需要对长条状的石墨坯进行脱模时，运行第一驱动单元驱动连接轴旋转，当连接轴旋 转到使防护杆处于水平状态时，停止运行第一驱动单元并闭合制动单元以防止连接轴旋转， 接着控制第二驱动单元运行调节两防护杆之间的距离以适合石墨坯的大小，使用吊具将长条状的石墨坯烧制模具吊起至两防护杆间的区域空间内进行人工脱模，如果在脱模过程中发生 石墨坯由吊具上脱落，则两防护杆起到防止脱落的长条状的石墨坯倾倒砸伤工人和砸坏周边 的设备的目的。
进一步，所述第一驱动单元包括与所述支架固定连接的第一电机、与所述第一电机的输 出轴同轴固定连接的第一齿轮和与所述第一齿轮啮合的第二齿轮，所述第二齿轮与所述连接 轴同轴固定连接。
进一步，所述第二驱动单元包括外接气源的气缸，所述气缸的一端与一防护杆固定连接， 气缸的另一端与另一防护杆固定连接，通过控制所述气缸的气缸轴伸缩以驱使防护杆沿连接 轴的轴线方向移动，实现调节两防护杆间的距离以满足对不同大小的石墨坯的防护。
进一步，所述制动单元包括圆形的制动盘，所述制动盘与所述连接轴同轴设置，制动盘 上设置与连接轴上的外花键配合的内花键，制动盘靠近所述固定板的端面上固定连接多个固 定杆，所述固定杆的轴线与制动盘的轴线平行设置，多个所述固定杆各位于圆心均位于制动盘的轴线上的不同直径的圆上，所述固定板上设置与所述固定杆配合的插孔，当连接轴旋转 使防护杆处于水平状态时，制动板上的固定杆与固定板上对应的插孔对齐，在其中一插孔内 设置按钮开关，所述按钮开关串联在第一电机的电源线上，所述制动盘远离固定板的一侧设 置与所述连接轴固定连接的固定环，所述固定环与所述连接轴同轴设置，固定环上设置第一弹簧，所述第一弹簧的一端与固定环固定连接，第一弹簧的另一端与所述制动盘固定连接。
第一电机通过齿轮传动使连接轴旋转带动连接轴旋转，当连接轴旋转到使防护杆处于水 平位置时，制动盘上的固定杆与插孔对齐，在第一弹簧的弹力下制动盘沿连接轴的轴线方向 滑动时固定杆插入插孔里，在其中一插孔里设置有串联在第一电机的电源线上的按钮开关，当在第一弹簧的弹力下固定杆插入插孔时按钮开关被触发时第一电机断电停止运行，固定杆 插入插孔时在外力作用下制动盘与固定板无法相对转动，进而连接轴无法旋转，防护杆保持 水平状态。
进一步，为防止出现当防护杆处于水平状态时，防护杆上方的的重物掉下砸在防护杆上 使所述第一齿轮、所述第二齿轮或所述固定杆受激烈冲击而断裂，在固定板上设置缓冲机构， 所述缓冲机构包括设置于所述固定板的内侧的座体，所述座体与所述固定板固定连接，座体内设置与所述连接轴同轴的环形容纳腔，连接轴穿过所述座体与座体密封转动连接，环形容 纳腔的侧壁上设置多个条形凸起，位于所述环形容纳腔内的连接轴的柱面圆周均布多个挡 板，所述挡板与连接轴固定连接，当所述连接轴转动时带动所述挡板在所述环形容纳腔内自 由转动，环形容纳腔内充满非牛顿流体，所述非牛顿流体具有受快速挤压瞬间呈现固体特性、受缓慢挤压时具有普通流体特性的特点。
当重物掉下砸在防护杆上的瞬间，防护杆带动连接轴绕连接轴的轴线快速转动，同时挡 板也快速转动挤压环形容纳腔内的非牛顿流体，受到快速挤压瞬间的非牛顿流体表现出固体 的特性阻止挡板转动，进而连接轴不能继续转动，防护杆受到的冲击能量被非牛顿流体消耗掉使得第一齿轮、第二齿轮或固定杆免受激烈冲击而断裂。
进一步，所述第一电机为可调速电机，可调节电机转速较慢以适应缓冲机构对连接轴的 阻碍作用。
附图说明
图1为本发明吊取石墨坯的安全防护装置主视图。
图2为本发明吊取石墨坯的安全防护装置俯视图。
图3为本发明吊取石墨坯的安全防护装置左视图。
图4为防护杆与连接轴配合示意图。
图5为制动盘与固定板配合示意图。
图6为缓冲机构结构示意图。
图7为图6中A-A剖视图。
图8为制动盘上的固定杆布置示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
说明书附图中的附图标记包括：支撑柱10、固定板20、连接轴30、防护杆40、第一电机501、第一齿轮502、第二齿轮503、连接板504、气缸60、制动盘701、固定杆702、插 孔703、固定环704、第一弹簧705、座体80、环形容纳腔801、条形凸起802、挡板803、 非牛顿流804、按钮开关90。
本实施例的吊取石墨坯的安全防护装置，如图1所示，包括支架和设置于支架上的防护 机构，支架为包含两竖直支撑柱10的龙门支架，支撑柱10与地面固定连接，在支撑柱10 的上部各固定连接一固定板20，两固定板20均竖直且相互平行设置；
防护机构包括连接轴30、驱动连接轴30绕连接轴30的轴线旋转的第一驱动单元、阻止 连接轴30旋转的制动单元和与连接轴30滑动连接防护件；
结合图1-图4所示，连接轴30水平设置，连接轴30的两端各水平穿过两支撑柱10上的固定板20，固定板20上设置轴承使连接轴30与固定板20转动连接，连接轴30上设置外 花键，第一驱动单元包括通过连接板504与支架固定连接的第一电机501、与第一电机501 的输出轴同轴固定连接的第一齿轮502和与第一齿轮502啮合的第二齿轮503，第二齿轮503与连接轴30同轴固定连接，第一电机501为外接电源的可调速电机，当运行第一电机501 时，第一电机501通过齿轮传动带动连接轴30转动。
结合图1-图3所示，防护件包括两根在水平面上相互平行设置的防护杆40，防护杆40 的一端设置与连接轴30上的外花键配合的内花键，防护杆40设置内花键的一端与连接轴30 键连接以使得防护杆40可沿连接轴30的轴线方向滑动，防护杆40的另一端为自由端，在 两防护杆40之间设置有气缸60，气缸60外接气源可控制阀，气缸60的一端与一防护杆40固定连接，气缸60的另一端与另一防护杆40固定连接，通过控制气缸60的气缸60轴伸缩以驱动防护杆40沿连接轴30的轴线方向移动，以达到调整两防护杆40之间距离的目的。
结合图5、图8所示，制动单元包括圆形的制动盘701，制动盘701与连接轴30同轴设置，制动盘701设置在一固定板20的外侧，制动盘701上设置与连接轴30上的外花键配合 的内花键，制动盘701靠近固定板20的端面上固定连接多个固定杆702，固定杆702的数量 可灵活设置，本实施列中设置6根固定杆702，6根固定杆702的轴线均与制动盘701的轴 线平行设置，6根固定杆702的轴线各位于圆心均位于制动盘701的轴线上的不同直径的圆 上，在固定板20上设置与各固定杆702配合的插孔703，当第一电机501驱动连接轴30带 动制动盘701和防护杆40旋转使防护杆40处于水平状态时，制动板上的固定杆702与固定 板20上对应的插孔703对齐。
制动盘701远离固定板20的一侧设置与连接轴30固定连接的固定环704，固定环704 与连接轴30同轴设置，固定环704上设置第一弹簧705，第一弹簧705的一端与固定环704 固定连接，第一弹簧705的另一端与制动盘701固定连接，当制动盘701转动到使固定杆702 与插孔703对齐时，在第一弹簧705的弹力下制动盘701沿连接轴30的轴线方向滑动时固 定杆702插入插孔703里，在其中一插孔703里设置有串联在第一电机501的电源线上的按 钮开关90，当在第一弹簧705的弹力下固定杆702插入插孔703时按钮开关90被触发时第一电机501断电停止运行，固定杆702插入插孔703时在外力作用下制动盘701相对固定板20无法转动，进而连接轴30无法旋转，防护杆40保持水平状态，为方便使制动盘701与固 定板20分离，可在制动盘701上固定连接拉手，将第一电机501的控制开关设置在离制动 盘701较近的支撑柱10上，单人可拉动拉手使制动盘701与固定板20分离的同时控制第一 电机501的运行。
为防止出现当防护杆40处于水平状态时，防护杆40上方的的重物掉下砸在防护杆40 上使第一齿轮502、第二齿轮503或固定杆702受激烈冲击而断裂，在固定板20上设置缓冲 机构。
结合图1、图2、图6、图7所示，缓冲机构包括设置于固定板20的内侧的座体80，座体80呈圆柱体型与连接轴30同轴设置，座体80通过螺钉与固定板20固定连接，座体80 内设置与连接轴30同轴的环形容纳腔801，环形容纳腔801内充满非牛顿流804体，非牛顿 流804体具有受快速挤压瞬间呈现固体特性、受缓慢挤压时具有普通流体特性的特点，连接 轴30穿过座体80并与座体80密封转动连接，连接轴30与座体80接触的部分设置为圆柱 形，环形容纳腔801的垂直于连接轴30的侧壁上与座体80一体成型多个条形凸起802，位 于环形容纳腔801内的连接轴30的柱面圆周均布多个挡板803，挡板803的数量可自由确定， 本实施例的挡板803数量为4个，挡板803位于经过连接轴30的轴线的平面上，挡板803 与连接轴30固定连接，挡板803的沿周与环形容纳腔801的内壁间留有间隙容非牛顿流804 体流动，当连接轴30缓慢转动时带动挡板803在环形容纳腔801内自由转动。
当重物掉下砸在水平状态的防护杆40上的瞬间，防护杆40带动连接轴30绕连接轴30 的轴线快速转动，同时挡板803也快速转动挤压环形容纳腔801内的非牛顿流804体，受到 快速挤压瞬间的非牛顿流804体表现出固体的特性以阻止挡板803转动，进而连接轴30不 能继续转动，防护杆40受到的冲击能量被非牛顿流804体消耗掉使得第一齿轮502、第二齿 轮503或固定杆702免受激烈冲击而断裂。
本发明方案至少具有以下有益效果：
1.在不需使用本防护装置时，使制动盘701与固定板20分离，连接轴30能绕连接轴30 的轴线自由转动，运行第一驱动单元驱动连接轴30旋转使防护杆40处于竖直状态，使得防 护装置不占据过多空间；当需要对长条状的石墨坯进行脱模时，运行第一电机501驱动连接 轴30旋转，当连接轴30旋转到使防护杆40处于水平状态时，第一弹簧705使固定杆702插入插孔703里并使得第一电机501停止运行，连接轴30无法旋转，防护杆40保持水平状态，在脱模过程中发生石墨坯由吊具上脱落时，两防护杆40起到防止脱落的长条状的石墨坯倾倒砸伤工人和砸坏周边的设备的目的。
2.本发明通过设置制动盘701上的固定杆702各位于圆心均位于制动盘701的轴线上的 不同直径的圆上，并在制动盘701上对应设置插孔703，有效避免在第一电机501驱动连接 轴30旋转带动防护栏还未旋转到处于水平状态时有固定杆702插入插孔703中强制阻止连 接轴30转动造成的第一电机501损坏。
3.本发明设置缓冲机构，通过缓冲机构在重物掉下砸在水平状态的防护杆40上的瞬间 阻止连接轴30转动，使防护杆40受到的冲击能量被非牛顿流804体消耗掉使得第一齿轮 502、第二齿轮503和固定杆702免受激烈冲击而断裂，有效延长装置使用寿命。
以上的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。 应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变 形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等 记载可以用于解释权利要求的内容。
Claims (3)
1.吊取石墨坯的安全防护装置，包括支架和设置于所述支架上的防护机构，所述支架与地面固定连接，支架的上部平行设置与支架固定连接的固定板，其特征在于：
所述防护机构包括连接轴、驱动所述连接轴绕连接轴的轴线旋转的第一驱动单元、阻止所述连接轴旋转的制动单元和与所述连接轴滑动连接防护件；
所述连接轴水平设置，连接轴上设置外花键，连接轴的一端与一固定板转动连接，连接轴的另一端与另一固定板转动连接；
所述防护件包括两根在水平面上相互平行设置的防护杆，所述防护杆的一端设置与所述连接轴上的外花键配合的内花键，防护杆设置内花键的一端与所述连接轴键连接以使得所述防护杆可沿连接轴的轴线方向滑动，防护杆的另一端为自由端，防护杆上设置驱动两防护杆之间相互靠近或远离的第二驱动单元；
所述第一驱动单元包括与所述支架固定连接的第一电机、与所述第一电机的输出轴同轴固定连接的第一齿轮和与所述第一齿轮啮合的第二齿轮，所述第一电机外接电源，所述第二齿轮与所述连接轴同轴固定连接；
所述第二驱动单元包括外接气源的气缸，所述气缸的一端与一防护杆固定连接，气缸的另一端与另一防护杆固定连接，通过控制所述气缸的气缸轴伸缩以驱使防护杆沿连接轴的轴线方向移动，实现调节两防护杆间的距离以满足对不同大小的石墨坯的防护；
所述制动单元包括圆形的制动盘，所述制动盘与所述连接轴同轴设置，制动盘设置于一固定板的外侧，制动盘上设置与连接轴上的外花键配合的内花键，制动盘靠近所述固定板的端面上固定连接多个固定杆，所述固定杆的轴线与制动盘的轴线平行设置，多个所述固定杆各位于圆心均位于制动盘的轴线上的不同直径的圆上，所述固定板上设置与所述固定杆配合的插孔，当连接轴旋转使防护杆处于水平状态时，制动板上的固定杆与固定板上对应的插孔对齐，在其中一插孔内设置按钮开关，所述按钮开关串联在第一电机的电源线上，所述制动盘远离固定板的一侧设置与所述连接轴固定连接的固定环，所述固定环与所述连接轴同轴设置，固定环上设置第一弹簧，所述第一弹簧的一端与固定环固定连接，第一弹簧的另一端与所述制动盘固定连接。
2.根据权利要求1所述的吊取石墨坯的安全防护装置，其特征在于：所述固定板上设置缓冲机构，所述缓冲机构包括设置于所述固定板的内侧的座体，所述座体与所述固定板固定连接，座体内设置与所述连接轴同轴的环形容纳腔，连接轴穿过所述座体与座体密封转动连接，环形容纳腔的侧壁上设置多个条形凸起，位于所述环形容纳腔内的连接轴的柱面圆周均布多个挡板，所述挡板与连接轴固定连接，当所述连接轴转动时带动所述挡板在所述环形容纳腔内自由转动，环形容纳腔内充满非牛顿流体，所述非牛顿流体具有受快速挤压瞬间呈现固体特性、受缓慢挤压时具有普通流体特性的特点。
3.根据权利要求2所述的吊取石墨坯的安全防护装置，其特征在于：所述第一电机为可调速电机。
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