CN115122064B - 大型制氢电解槽装配用调平翻转一体化工艺装备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了大型制氢电解槽装配用调平翻转一体化工艺装备，包括翻转支撑台、翻转电动缸、翻转台架、翻转支耳、调平电动缸、调平托架、托架连杆和安装底面；安装底面为整个设备的安装面，翻转支撑台、翻转支耳以及翻转电动缸的下端安装座均固定安装在安装底面上，翻转电动缸的上端部与翻转台架前段相应位置铰接，翻转台架和调平托架共同被左右两个翻转支耳支撑，且可绕铰接轴旋转，调平电动缸固定安装在调平托架的底部，调平托架和翻转台架通过托架连杆相连接。本发明实现了大型电解槽的自动调平和自动翻转，适应不同直径不同高度电解槽的支撑和夹紧，装配调平效率高，安全风险低。
Description
技术领域
本发明涉及装配设备技术领域，具体涉及一种用于大型压滤式制氢电解槽装配时用的调平与翻转工艺装备。
背景技术
目前，水电解制氢电解槽多为压滤式结构，由于其结构与材料的特殊性，行业内均采用纵向竖直层层叠加、竖直紧固安装的方法组装。大型电解槽外形尺寸较大，当前最大直径可达2m，最大长度可达8m，最大重量可达60t。电解槽组装前需要对其下端压板进行调平，组装后需将电解槽翻转横向水平放置。目前多采用多螺杆手动进行调平，行吊与人工配合的方式进行翻转，其效率低下，安全风险高。尤其是电解槽起吊翻转过程，对纵向空间的要求远远大于标准厂房，致使配套厂房建设及起吊装置投资成本过高。随着市场对大产气量电解水制氢装备的需求增多，电解槽也不断朝着大直径大尺寸方向发展，导致电解槽装配面临着越来越大的问题，直接影响着水电解制氢设备的制造成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种大型制氢电解槽装配用调平翻转一体化工艺装备，装配调平效率高，安全风险低。
本发明的技术方案是，大型制氢电解槽装配用调平翻转一体化工艺装备，其特征是包括，翻转支撑台、翻转电动缸、翻转台架、翻转支耳、调平电动缸、调平托架、托架连杆和安装底面；安装底面是整个设备的安装面，翻转支撑台、翻转支耳以及翻转电动缸的下端安装座均固定安装在安装底面上，翻转电动缸的上端部与翻转台架前段相应位置铰接，翻转台架和调平托架共同被左右两个翻转支耳支撑，且可绕铰接轴旋转，调平电动缸固定安装在调平托架的底部，调平托架和翻转台架通过托架连杆相连接。
进一步地，翻转台架包括：U型支撑板、调节螺杆、支撑底垫、抱臂驱动电缸、支撑柱调节电机、支撑柱外套筒、弧形支撑板、主体支撑柱、翻转电缸上支耳、抱臂驱动连杆和抱臂；其中U型支撑板槽内底部安装有支撑底垫，并通过调节螺杆的旋转实现升降；抱臂驱动电缸安装在U型支撑板的两侧，抱臂驱动电缸的前端与抱臂驱动连杆的一端相连，抱臂驱动连杆的另一端与抱臂相连，通过抱臂驱动电缸的升缩带动抱臂驱动连杆旋转一定角度，最终驱动抱臂完成开合；支撑柱外套筒和主体支撑柱同轴相连，且可以做轴向相对移动；支撑柱调节电机固定在U型支撑板的里侧，通过内部螺旋传动机构驱动支撑柱外套筒和主体支撑柱的相对移动；主体支撑柱分为左右两支，均与弧形支撑板相固定。
进一步地，调平托架包括：托架下托板、定位销孔、错位容腔、调平托架主平台、翻转支耳铰接轴、托架连杆挂耳轴和调平缸安装位；调平托架整体结构成对称形状，托架下托板为一段具有弧面结构的钢板，弧面结构的钢板上设计有定位销孔，托架下托板与调平托架主平台的外圆面相连接；调平托架主平台为圆柱形钢板，一侧有若干个错位容腔，分别与电解槽端部的锁紧大螺母相对应，其形状和尺寸保证电解槽端部的锁紧大螺母能完全落在其腔内；托架主平台的外圆面上左右各有一个翻转支耳铰接轴和托架连杆挂耳轴。
进一步地，托架连杆包括：托架连杆主体、挂耳锁扣和挂耳接头；托架连杆主体为一杆状结构，其一侧端部与挂耳接头固定连接，另一侧端头固定在主体支撑柱上；挂耳锁扣为半圆环结构，一端与挂耳接头铰接，挂耳锁扣可绕铰接轴旋转，并可与挂耳接头扣合，并通过销轴锁紧。
进一步地，支撑柱外套筒和主体支撑柱相互套合，左右各一套，并与U型支撑板和弧形支撑板连接成一体；其中左侧为空套结构，右侧为内部螺旋传动机构，且可以通过支撑柱调节电机驱动旋转来调节支撑外套筒和主体支撑柱的套合长度，实现翻转台架的整体翻转高度的调节，从而满足不同高度的电解槽的翻转工艺要求。
进一步地，抱臂驱动电缸左右各一套，通过推拉抱臂驱动连杆，从而带动左右抱臂的开合，并与支撑底垫相互配合完成不同外径大小的电解槽翻转前的抱紧支撑。
进一步地，翻转台架U型支撑板与电解槽支撑脚架相匹配，支撑脚架可置于U型支撑板内部。
进一步地，调平电动缸共四套均布安装在调平托架底部，采用伺服电机驱动，单级传动结构，设计行程保证翻转过程中不干涉，通过控制系统调节四套调平电动缸的伸出长度实现调平托架的水平精度，保证组装前电解槽的底板水平。
进一步地，翻转支撑台用于电解槽整体翻转90度后水平放置时的顶部支撑，翻转支撑台整体为长方体柱状结构，台面尺寸保证调平托架下托板能完全落在其上面，且支撑台的支撑面根据需求通过增加不同的缓冲垫来保证调平托架不被损坏。
进一步地，翻转电动缸左右各一套，采用伺服电机驱动，按照电解槽的尺寸及重量要求设计成多级传动，左右两套翻转电动缸通过控制系统实现运动的协调一致。
本发明具有如下有益效果
1、本发明实现了大型电解槽的自动调平和自动翻转；
2、本发明适应不同直径不同高度电解槽的支撑和夹紧；
3、本发明提高效率，节省人力，保证安全性；
4、本发明占用空间小，操作方便，电解槽组装成本降低。
附图说明
图1为调平翻转一体化工艺装备结构总图；
图2为翻转台架部件结构图；
图3为调平托架部件结构图；
图4为调平托架与调平电动缸连接示意图；
图5为压滤式制氢电解槽结构示意图；
图6为托架连杆与调平托架连接示意图；
图7为调平翻转一体化工艺装备起竖后侧向视图；
图8为调平翻转一体化工艺装备起竖后立体视图；
图9为调平电动缸伸出着地后侧向视图；
图10为翻转台架回位，调平托架调平后侧向视图；
图11为电解槽组装完成后侧向视图；
图12为翻转台架起竖后待抱紧状态侧向视图；
图13为翻转台架起竖后待抱紧状态立体视图；
图14为翻转台架抱臂抱紧、托架连杆锁扣扣合后立体视图；
图15为调平电动缸收起后侧向视图；
图16为翻转台架带动电解槽翻转水平后的立体视图；
附图标号说明：翻转支撑台1、翻转电动缸2、翻转台架3、U型支撑板3.1、调节螺杆3.2，支撑底垫3.3，抱臂驱动电缸3.4，支撑柱调节电机3.5，支撑柱外套筒3.6，弧形支撑板3.7，主体支撑柱3.8，翻转电缸上支耳3.9，抱臂驱动连杆3.10，抱臂3.11；翻转支耳4、调平电动缸5、调平托架6、托架下托板6.1，定位销孔6.2，错位容腔6.3，调平托架主平台6.4，翻转支耳铰接轴6.5，托架连杆挂耳轴6.6，调平缸安装位6.7；托架连杆7、托架连杆主体7.1，挂耳锁扣7.2，挂耳接头7.3；安装底面8、电解槽主体9、支撑脚架9.1、上端板9.2、下端板9.3、固定拉杆9.4、锁紧大螺母9.5。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细描述。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。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所得到的所有其他实施方式，都属于本发明所保护的范围。
如图1所示，本实施例提供的大型制氢电解槽装配用调平翻转一体化工艺装备，总体结构主要包括有：翻转支撑台1、翻转电动缸2、翻转台架3、翻转支耳4、调平电动缸5、调平托架6、托架连杆7、安装底面8、电解槽主体9。
如图1所示，安装底面8为整个设备的安装面，可以为地基面或者台架面。翻转支撑台1、翻转支耳4以及翻转电动缸2的下端安装座均固定安装在安装底面8的指定位置，该位置取决于具体设计尺寸。翻转电动缸2的上端部与翻转台架3前段相应位置铰接，翻转台架3和调平托架6共同被左右两个翻转支耳4支撑，且可绕铰接轴旋转。调平电动缸5固定安装在调平托架6的底部。调平托架6和翻转台架3通过托架连杆7相连接。
如图2所示，翻转台架3的组成结构为：U型支撑板3.1、调节螺杆3.2、支撑底垫3.3、抱臂驱动电缸3.4、支撑柱调节电机3.5、支撑柱外套筒3.6、弧形支撑板3.7、主体支撑柱3.8、翻转电缸上支耳3.9、抱臂驱动连杆3.10和抱臂3.11；其中U型支撑板3.1槽内底部安装有支撑底垫3.3，并可通过调节螺杆3.2的旋转实现升降。抱臂驱动电缸3.4安装在U型支撑板3.1的两侧，抱臂驱动电缸3.4的前端与抱臂驱动连杆3.10的一端相连，抱臂驱动连杆3.10的另一端与抱臂3.11相连，通过抱臂驱动电缸3.4的升缩带动抱臂驱动连杆3.10旋转一定角度，最终驱动抱臂3.11完成开合。支撑柱外套筒3.6和主体支撑柱3.8同轴相连，且可以做轴向相对移动。支撑柱调节电机3.5固定在U型支撑板3.1的里侧，通过内部螺旋传动机构驱动支撑柱外套筒3.6和主体支撑柱3.8的相对移动。主体支撑柱3.8分为左右两支，均与弧形支撑板3.7相固定。
如图3、图4所示，调平托架6的组成结构为：托架下托板6.1、定位销孔6.2、错位容腔6.3、调平托架主平台6.4、翻转支耳铰接轴6.5、托架连杆挂耳轴6.6和调平缸安装位6.7；调平托架6整体结构成对称形状，托架下托板6.1为一段具有弧面结构的钢板，弧面结构的钢板上设计有定位销孔6.2，托架下托板6.1与调平托架主平台6.4的外圆面相连接。调平托架主平台6.4为圆柱形钢板，一侧有若干个错位容腔6.3，分别与电解槽端部的锁紧大螺母9.5相对应，其形状和尺寸保证电解槽端部的锁紧大螺母能完全落在其腔内。托架主平台6.4的外圆面上左右各有一个翻转支耳铰接轴6.5和托架连杆挂耳轴6.6。
如图5所示，压滤式制氢电解槽主体9包括：支撑脚架9.1、上端板9.2、下端板9.3、固定拉杆9.4、锁紧大螺母9.5，该部分为现有技术，不做过多描述。
如图6所示，托架连杆7的组成结构为：托架连杆主体7.1、挂耳锁扣7.2和挂耳接头7.3；托架连杆主体7.1为一杆状结构，其一侧端部与挂耳接头7.3固定连接，另一侧端头固定在主体支撑柱3.8上。挂耳锁扣7.2为半圆环结构，一端与挂耳接头7.3铰接，挂耳锁扣7.2可绕铰接轴旋转，并可与挂耳接头7.3扣合，并通过销轴锁紧。
翻转支撑台1用于电解槽整体翻转90度后水平放置时的顶部支撑，翻转支撑台整体为长方体柱状结构，台面尺寸保证调平托架下托板6.1能完全落在其上面，且支撑台的支撑面根据需求可增加不同的缓冲垫来保证调平托架6不被损坏。
翻转电动缸2左右各一套、翻转电动缸采用伺服电机驱动，可按照电解槽的尺寸及重量要求设计成多级传动。左右两套电动缸运动可通过控制系统实现协调一致。
调平电动缸5共四套均布安装在调平托架底部，调平电动缸采用伺服电机驱动，单级传动结构，设计行程保证翻转过程中不干涉。通过控制系统调节四套电动缸的伸出长度实现调平托架的水平精度，保证组装前电解槽的底板水平。
翻转台架U型支撑板3.1与电解槽支撑脚架9.1相匹配，支撑脚架可置于U型支撑板内部。
调节螺杆3.2用于将支撑底垫3.3调节至不同的高度，从而满足不同外径大小的电解槽翻转前的抱紧支撑。
抱臂驱动电缸3.4左右各一套，通过推拉抱臂驱动连杆3.10从而带动左右抱臂3.11的开合，并与支撑底垫3.3相互配合完成不同外径大小的电解槽翻转前的抱紧支撑。
U型支撑板3.1、支撑柱外套筒3.6、弧形支撑板3.7、主体支撑柱3.8为整个翻转台架的承力结构，支撑柱外套筒3.6和主体支撑柱3.8相互套合，左右各一套，并与U型支撑板3.1和弧形支撑板3.7连接成一体。
支撑柱外套筒3.6和主体支撑柱3.8组合体分为左侧和右侧，其中左侧为空套结构，右侧为内部螺旋传动机构，且可以通过支撑柱调节电机3.5驱动旋转来调节支撑外套筒和主体支撑柱的套合长度，实现翻转台架的整体翻转高度的调节，从而满足不同高度的电解槽的翻转工艺要求。
具体调平翻转工艺如下：
1、同步控制左右两套翻转电动缸，推动翻转台架由水平至竖直，同时带动调平托架和调平电缸由水平调整到竖直状态，如图7、图8所示；
2、控制四支调平电动缸伸出并分别着地受力，如图9所示；
3、打开托架连杆的挂耳锁扣；
4、控制四支调平电动缸对调平托架按要求进行调平；
5、翻转电动缸收回，翻转台架回至水平，待作业，如图10所示；
6、放置电解槽下端板于调平托架，电解槽下端板与托架下托板贴合，并通过销轴固定轴向限位，如图11所示；
7、按要求完成电解槽组装作业，下端的锁紧大螺母置于错位容腔中；
8、同步控制翻转电动缸推动翻转台架至竖直，支撑脚架落入U型支撑板内，支撑底垫与上托板贴合，如图12、图13所示；
9、抱臂驱动电缸通过抱臂驱动连杆转动左右抱臂，抱紧电解槽上托板，如图14所示；
10、旋转挂耳锁扣并通过销轴固定，保证挂耳接头与托架连杆挂耳轴锁紧；
11、四支调平电缸收回，主体重量由翻转电缸和翻转支耳支撑，如图15所示；
12、翻转电动缸收回，同时带动翻转台架和电解槽总体翻转至水平，如图16所示。
以上所述，仅仅是本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.大型制氢电解槽装配用调平翻转一体化工艺装备，其特征是包括：翻转支撑台、翻转电动缸、翻转台架、翻转支耳、调平电动缸、调平托架、托架连杆和安装底面；安装底面是整个设备的安装面，翻转支撑台、翻转支耳以及翻转电动缸的下端安装座均固定安装在安装底面上，翻转电动缸的上端部与翻转台架前段相应位置铰接，翻转台架和调平托架共同被左右两个翻转支耳支撑，且可绕铰接轴旋转，调平电动缸固定安装在调平托架的底部，调平托架和翻转台架通过托架连杆相连接；
其中翻转台架包括：U型支撑板、调节螺杆、支撑底垫、抱臂驱动电缸、支撑柱调节电机、支撑柱外套筒、弧形支撑板、主体支撑柱、翻转电缸上支耳、抱臂驱动连杆和抱臂；其中U型支撑板槽内底部安装有支撑底垫，并通过调节螺杆的旋转实现升降；抱臂驱动电缸安装在U型支撑板的两侧，抱臂驱动电缸的前端与抱臂驱动连杆的一端相连，抱臂驱动连杆的另一端与抱臂相连，通过抱臂驱动电缸的升缩带动抱臂驱动连杆旋转一定角度，最终驱动抱臂完成开合；支撑柱外套筒和主体支撑柱同轴相连，且可以做轴向相对移动；支撑柱调节电机固定在U型支撑板的里侧，通过内部螺旋传动机构驱动支撑柱外套筒和主体支撑柱的相对移动；主体支撑柱分为左右两支，均与弧形支撑板相固定；抱臂驱动电缸左右各一套，通过推拉抱臂驱动连杆，从而带动左右抱臂的开合，并与支撑底垫相互配合完成不同外径大小的电解槽翻转前的抱紧支撑；支撑柱外套筒和主体支撑柱相互套合，左右各一套，并与U型支撑板和弧形支撑板连接成一体；其中左侧为空套结构，右侧为内部螺旋传动机构，且可以通过支撑柱调节电机驱动旋转来调节支撑外套筒和主体支撑柱的套合长度，实现翻转台架的整体翻转高度的调节，从而满足不同高度的电解槽的翻转工艺要求；
其中调平托架包括：托架下托板、定位销孔、错位容腔、调平托架主平台、翻转支耳铰接轴、托架连杆挂耳轴和调平缸安装位；调平托架整体结构成对称形状，托架下托板为一段具有弧面结构的钢板，弧面结构的钢板上设计有定位销孔，托架下托板与调平托架主平台的外圆面相连接；调平托架主平台为圆柱形钢板，一侧有若干个错位容腔，分别与电解槽端部的锁紧大螺母相对应，其形状和尺寸保证电解槽端部的锁紧大螺母能完全落在其腔内；托架主平台的外圆面上左右各有一个翻转支耳铰接轴和托架连杆挂耳轴。
2.如权利要求1所述的大型制氢电解槽装配用调平翻转一体化工艺装备，其特征是托架连杆包括：托架连杆主体、挂耳锁扣和挂耳接头；托架连杆主体为一杆状结构，其一侧端部与挂耳接头固定连接，另一侧端头固定在主体支撑柱上；挂耳锁扣为半圆环结构，一端与挂耳接头铰接，挂耳锁扣可绕铰接轴旋转，并可与挂耳接头扣合，并通过销轴锁紧。
3.如权利要求1所述的大型制氢电解槽装配用调平翻转一体化工艺装备，其特征是翻转台架U型支撑板与电解槽支撑脚架相匹配，支撑脚架可置于U型支撑板内部。
4.如权利要求1所述的大型制氢电解槽装配用调平翻转一体化工艺装备，其特征是调平电动缸共四套均布安装在调平托架底部，采用伺服电机驱动，单级传动结构，设计行程保证翻转过程中不干涉，通过控制系统调节四套调平电动缸的伸出长度实现调平托架的水平精度，保证组装前电解槽的底板水平。
5.如权利要求1所述的大型制氢电解槽装配用调平翻转一体化工艺装备，其特征是翻转支撑台用于电解槽整体翻转90度后水平放置时的顶部支撑，翻转支撑台整体为长方体柱状结构，台面尺寸保证调平托架下托板能完全落在其上面，且支撑台的支撑面根据需求通过增加不同的缓冲垫来保证调平托架不被损坏。
6.如权利要求1所述的大型制氢电解槽装配用调平翻转一体化工艺装备，其特征是翻转电动缸左右各一套，采用伺服电机驱动，按照电解槽的尺寸及重量要求设计成多级传动，左右两套翻转电动缸通过控制系统实现运动的协调一致。
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