CN115140923A - 卡脖水包热态自动更换装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种卡脖水包热态自动更换装置及方法，涉及玻璃生产领域，该装置包括行走机构、旋转机构、升降机构和水包装夹机构，所述行走机构、旋转机构和升降机构分别能够驱动所述水包装夹机构自动行走、自动旋转和自动升降，所述水包装夹机构上能够同时安装处于使用状态的卡脖水包和处于备用状态的卡脖水包。本发明的优点在于：实现了全自动化更换卡脖水包的模式，大大缩短了更换时间，提高了更换效率，节约了人工成本，同时大幅度降低了由于更换过程过长引起的玻璃质量带来的经济损失。
Description
技术领域
本发明涉及玻璃生产领域，尤其涉及一种卡脖水包热态自动更换装置及方法。
背景技术
卡脖水包车是玻璃生产线热端常用的设备，安装在玻璃熔窑卡脖墙的中部，一般成对使用。卡脖水包车的用途一是降低玻璃液的温度，二是防止玻璃浮渣通过卡脖进入冷却部，对提高玻璃质量有很大的作用。由于卡脖水包需要沉入玻璃液中提供冷却作用，为防止卡脖水包漏水带来玻璃质量的不稳定，需经常进行卡脖水包的更换。
公告号为CN207793029U的专利文献公开了一种盖板玻璃卡脖水包更换旋转装置，包括卡脖水包、升降装置和移动车架，升降装置设置于移动车架上，卡脖水包设置于升降装置的顶部，卡脖水包上设置有旋转孔，将操作杆插入旋转孔中可将卡脖水包进行旋转。现有的卡脖水包车在更换卡脖水包的过程中存在如下的弊端：(1)纯人工操作，更换时间长，一般需要2小时左右，在更换过程中容易引起玻璃质量的严重缺陷，造成巨大的经济损失，对于1200t的浮法玻璃生产线来说，在更换卡脖水包期间不合格玻璃产量达到100t左右；(2)更换过程环境温度高，需要安排的轮换人员多，在高温环境下作业增加了发生事故的风险，烫伤、砸伤的情况屡见不鲜；(3)卡脖水包是焊接件，在冷态下通水很难检测到内部焊缝微裂纹的存在，存在微裂纹的卡脖水包进入熔窑后，在热态下可能会发生泄漏事故，而且这种微裂纹带来的泄漏事故很难发现，会导致玻璃质量不稳定，造成难以估量的损失。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于如何提高卡脖水包的更换效率。
本发明是通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：卡脖水包热态自动更换装置，包括行走机构、旋转机构、升降机构和水包装夹机构，所述行走机构、旋转机构和升降机构分别能够驱动所述水包装夹机构自动行走、自动旋转和自动升降，所述水包装夹机构上能够同时安装处于使用状态的卡脖水包和处于备用状态的卡脖水包。
更换卡脖水包时，可通过行走机构、旋转机构和升降机构的配合将处于使用状态的卡脖水包上升、后退和旋转到熔窑外侧，同时处于备用状态的卡脖水包旋转到熔窑内侧，再前进和下降，卡脖水包更换完成，实现了全自动化更换卡脖水包的模式，大大缩短了更换时间，提高了更换效率，节约了人工成本，同时大幅度降低了由于更换过程过长引起的玻璃质量带来的经济损失。
优选地，所述行走机构包括行走车架、主动轮、从动轮、行走轨道、行走电机、主动齿轮和传动齿轮；所述主动轮和所述从动轮沿行走方向前后间隔设置，所述主动轮和所述从动轮的轮轴分别转动连接在所述行走车架上，所述主动轮和所述从动轮均沿所述行走轨道运行；所述行走电机固定连接在所述行走车架上，其输出轴固定连接有主动齿轮；所述主动轮的轮轴上固定连接有从动齿轮，所述主动齿轮与所述从动齿轮啮合。
优选地，所述卡脖水包热态自动更换装置还包括第一行程限位机构，所述第一行程限位机构包括第一撞块和第一行程开关；所述行走轨道的前部和后部分别设置有第一撞块，所述行走车架的前部和后部分别设置有对应所述第一撞块的第一行程开关。
优选地，所述旋转机构包括回转支承、旋转轴、旋转电机、主动螺旋齿轮和从动螺旋齿轮；所述回转支承固定连接在所述行走机构上，所述旋转轴固定连接在所述回转支承上，所述升降机构的中心穿过所述旋转轴并与所述旋转轴转动连接；所述旋转电机固定连接在所述升降机构上，其输出轴固定连接有主动螺旋齿轮；所述旋转轴上固定连接有从动螺旋齿轮，所述主动螺齿轮与所述从动螺旋齿轮啮合。
优选地，所述卡脖水包热态自动更换装置还包括第二行程限位机构，所述第二行程限位机构包括第二撞块和第二行程开关；所述行走机构上对应所述旋转机构转动径向的两侧分别设置有第二撞块，所述升降机构上沿转动径向的两侧分别设置有对应所述第二撞块的第二行程开关。
优选地，所述升降机构包括升降座、蜗轮蜗杆升降机和升降电机，所述蜗轮蜗杆升降机和所述升降电机均设置在所述升降座上，所述升降电机驱动所述蜗轮蜗杆升降机升降，所述水包装夹机构固定连接在所述蜗轮蜗杆升降机的升降端。
优选地，所述卡脖水包热态自动更换装置还包括第三行程限位机构，所述第三行程限位机构包括第三撞块和第三行程开关；所述升降机构的上部和下部分别设置有第三撞块，所述水包装夹机构的上部和下部分别设置有对应所述第三撞块的第三行程开关。
优选地，所述水包装夹机构包括连接架和水包夹组件，所述连接架上沿转动径向的两端各设置有一个水包夹组件，每组水包夹组件包括两个高度相同且分别位于所述连接架左右两侧的卡脖水包夹。
优选地，所述水包装夹机构还包括滚轮组件，所述连接架上沿转动径向的两侧各设置有一组滚轮组件，所述滚轮组件包括转动连接在所述连接架上的滚轮；所述升降机构上设置有平行于升降方向滚轮轨道，所述滚轮沿所述滚轮轨道运行。
卡脖水包热态自动更换方法，采用所述卡脖水包热态自动更换装置，包括以下步骤：
步骤一，处于使用状态的卡脖水包和处于备用状态的卡脖水包均安装在水包装夹机构上，升降机构驱动水包装夹机构上升，使各卡脖水包同时上升；
步骤二，上升停止后，行走机构向远离熔窑的一侧后退，使各卡脖水包同时后退；
步骤三，后退停止后，旋转机构驱动水包装夹机构旋转，原处于使用状态的卡脖水包旋转到熔窑外侧，同时原处于备用状态的卡脖水包旋转到熔窑内侧；
步骤四，旋转停止后，行走机构向靠近熔窑的一侧前进，使各卡脖水包同时前进；
步骤五，前进停止后，升降机构驱动水包装夹机构下降，使原处于备用状态的卡脖水包到达比例液面指定位置；
步骤六，待原处于使用状态的卡脖水包冷却完成后，人工将其拆下进行检修，同时在水包装夹机构上安装好已检修合格的卡脖水包，待下次更换时使用。
本发明的优点在于：
1、更换卡脖水包时，可通过行走机构、旋转机构和升降机构的配合将处于使用状态的卡脖水包上升、后退和旋转到熔窑外侧，同时处于备用状态的卡脖水包旋转到熔窑内侧，再前进和下降，卡脖水包更换完成，实现了全自动化更换卡脖水包的模式，大大缩短了更换时间，提高了更换效率，节约了人工成本，同时大幅度降低了由于更换过程过长引起的玻璃质量带来的经济损失。
2、更换过程脱离了人工，有效保障了工人的人身安全。
3、对于原处于使用状态更换后处于备用状态的卡脖水包，可以在热态进行检测，避免了卡脖水包进入熔窑后在热态下发生泄漏事故，使玻璃质量更加稳定。
4、使用状态的卡脖水包与备用状态的卡脖水包在同一车体结合使用，可以在完成卡脖水包更换后的任意时间将原处于使用状态的卡脖水包拆除，大大提高了更换的主观能动性。
附图说明
图1为本发明实施例卡脖水包热态自动更换装置工作状态的示意图。
图2为本发明实施例卡脖水包热态自动更换装置的主视示意图。
图3为本发明实施例行走机构的左视示意图。
图4为本发明实施例旋转机构的主视示意图。
图5为本发明实施例升降机构的主视示意图。
图6为本发明实施例升降机构的左视示意图。
图7为本发明实施例水包装夹机构的主视示意图。
图8为本发明实施例水包装夹机构的左视示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
如图1、图2所示，本发明实施例公开一种卡脖水包热态自动更换装置，包括行走机构1、第一行程限位机构2、旋转机构3、第二行程限位机构4、升降机构5、第三行程限位机构6、水包装夹机构7。
行走机构1、旋转机构3和升降机构5分别能够驱动水包装夹机构7自动行走、自动旋转和自动升降，第一行程限位机构2、第二行程限位机构4和第三行程限位机构6分别对行走机构1、旋转机构3和升降机构5的行程进行限位，水包装夹机构7上能够同时安装第一卡脖水包8和第二卡脖水包9，第一卡脖水包8处于使用状态时穿过卡脖墙10进入熔窑中，此时第二卡脖水包9处于备用状态。
如图2、图3所示，行走机构1包括行走车架11、主动轮12、从动轮13、行走轨道14、行走电机15、主动齿轮16、传动齿轮17；主动轮12和从动轮13沿行走方向前后间隔设置，主动轮12和从动轮13的轮轴分别通过轴承转动连接在行走车架11底部的轴承座中，主动轮12和从动轮13均沿行走轨道14运行；行走电机15固定连接在行走车架11上，其输出轴固定连接有主动齿轮16；主动轮12的轮轴上固定连接有从动齿轮17，主动齿轮16与从动齿轮17啮合；行走电机15工作时，其输出轴通过主动齿轮16和传动齿轮17驱动主动轮12的轮轴旋转，从而使主动轮12和从动轮13沿行走轨道14运行。
如图2所示，第一行程限位机构2包括第一撞块21、第一行程开关22；行走轨道14的前部和后部分别设置有第一撞块21，行走车架11的前部和后部分别设置有对应第一撞块21的第一行程开关22；行走机构1向前或向后行走至第一行程开关22与对应的第一撞块21发生碰撞时，行走机构1停止行走。
如图2、图4所示，旋转机构3包括回转支承31、旋转轴32、旋转电机33、主动螺旋齿轮34、从动螺旋齿轮35；回转支承31固定连接在行走机构1上，旋转轴32固定连接在回转支承31上，升降机构5的中心穿过旋转轴32并通过轴承与旋转轴32转动连接；旋转电机33固定连接在升降机构5上，其输出轴固定连接有主动螺旋齿轮34；旋转轴32上固定连接有从动螺旋齿轮35，主动螺齿轮34与从动螺旋齿轮35啮合；旋转电机33工作时，其输出轴通过主动螺旋齿轮34和从动螺旋齿轮35驱动升降机构5绕旋转轴32旋转。
如图2所示，第二行程限位机构4包括第二撞块41和第二行程开关42；行走机构1上对应旋转机构3转动径向的两侧分别设置有第二撞块41，升降机构5上沿转动径向的两侧分别设置有对应第二撞块41的第二行程开关42；旋转机构3带动升降机构5旋转至第二行程开关42与对应的第二撞块41发生碰撞时，旋转机构3停止旋转。
如图5、图6所示，升降机构5包括升降座51、蜗轮蜗杆升降机52、升降电机53、万向传动轴54、滚轮轨道55；蜗轮蜗杆升降机52和升降电机53均设置在升降座51上，蜗轮蜗杆升降机52设有两个，升降电机53驱动其中一个蜗轮蜗杆升降机52；两个蜗轮蜗杆升降机52之间通过万向传动轴54连接，实现同步升降，水包装夹机构7固定连接在两个蜗轮蜗杆升降机52的升降端；升降座51的两侧各设置有两条平行于升降方向的滚轮轨道55。
如图2所示，第三行程限位机构6包括第三撞块61、第三行程开关62；升降机构5的上部和下部分别设置有第三撞块61，水包装夹机构7的上部和下部分别设置有对应第三撞块61的第三行程开关62；升降机构5带动水包装夹机构7上升或下降至第三行程开关62与对应的第三撞块61发生碰撞时，升降机构5停止升降。
如图7、图8所示，水包装夹机构7包括连接架71、水包夹组件72、滚轮组件73；连接架71上沿转动径向的两侧各设置有一组水包夹组件72，每组水包夹组件72包括两个高度相同且分别位于连接架71左右两侧的卡脖水包夹，第一卡脖水包8和第二卡脖水包9可在水包装夹机构7上左右并排安装；连接架71上沿转动径向的两侧各设置有一组滚轮组件73，每组滚轮组件73包括四个滚轮，连接架71的左右两侧各两个，各滚轮的中心轴通过轴承转动连接在连接架71上的轴承座中，各滚轮沿对应的滚轮轨道55运行。
本发明实施例还公开一种卡脖水包热态自动更换方法，采用所述卡脖水包热态自动更换装置，包括以下步骤：
步骤一，处于使用状态的第一卡脖水包8和处于备用状态的第二卡脖水包9均安装在水包装夹机构7上，升降电机53通过蜗轮蜗杆升降机52驱动水包装夹机构7上升，使第一卡脖水包8和第二卡脖水包9同时上升；当水包装夹机构7上部的第三行程开关62与升降机构5上部的第三撞块61发生碰撞时，上升停止；
步骤二，上升停止后，行走电机15通过主动齿轮16和传动齿轮17驱动主动轮12向远离熔窑的一侧后退，使第一卡脖水包8和第二卡脖水包9同时后退；当行走车架11后部的第一行程开关22与行走轨道14后部的第一撞块21发生碰撞时，后退停止；
步骤三，后退停止后，旋转电机33通过主动螺旋齿轮34和从动螺旋齿轮35驱动升降机构5绕旋转轴32旋转180°，带动水包装夹机构7旋转，使原处于使用状态的第一卡脖水包8旋转到熔窑外侧，同时原处于备用状态的第二卡脖水包9旋转到熔窑内侧；当升降机构5两侧的第二行程开关42与行走机构1两侧的第二撞块41发生碰撞时，旋转停止；
步骤四，旋转停止后，行走电机15通过主动齿轮16和传动齿轮17驱动主动轮12向靠近熔窑的一侧前进，使第一卡脖水包8和第二卡脖水包9同时前进；当行走车架11前部的第一行程开关22与行走轨道14前部的第一撞块21发生碰撞时，前进停止；
步骤五，前进停止后，升降电机53通过蜗轮蜗杆升降机52驱动水包装夹机构7下降，使原处于备用状态的第二卡脖水包9到达比例液面指定位置；此时水包装夹机构7下部的第三行程开关62与升降机构5下部的第三撞块61发生碰撞，下降停止；
步骤六，待原处于使用状态的第一卡脖水包8冷却完成后，人工将其拆下进行检修，同时在水包夹组件72上安装好已检修合格的卡脖水包，待下次更换时使用。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种卡脖水包热态自动更换装置，其特征在于：包括行走机构、旋转机构、升降机构和水包装夹机构，所述行走机构、旋转机构和升降机构分别能够驱动所述水包装夹机构自动行走、自动旋转和自动升降，所述水包装夹机构上能够同时安装处于使用状态的卡脖水包和处于备用状态的卡脖水包。
2.如权利要求1所述的卡脖水包热态自动更换装置，其特征在于：所述行走机构包括行走车架、主动轮、从动轮、行走轨道、行走电机、主动齿轮和传动齿轮；所述主动轮和所述从动轮沿行走方向前后间隔设置，所述主动轮和所述从动轮的轮轴分别转动连接在所述行走车架上，所述主动轮和所述从动轮均沿所述行走轨道运行；所述行走电机固定连接在所述行走车架上，其输出轴固定连接有主动齿轮；所述主动轮的轮轴上固定连接有从动齿轮，所述主动齿轮与所述从动齿轮啮合。
3.如权利要求2所述的卡脖水包热态自动更换装置，其特征在于：所述卡脖水包热态自动更换装置还包括第一行程限位机构，所述第一行程限位机构包括第一撞块和第一行程开关；所述行走轨道的前部和后部分别设置有第一撞块，所述行走车架的前部和后部分别设置有对应所述第一撞块的第一行程开关。
4.如权利要求1所述的卡脖水包热态自动更换装置，其特征在于：所述旋转机构包括回转支承、旋转轴、旋转电机、主动螺旋齿轮和从动螺旋齿轮；所述回转支承固定连接在所述行走机构上，所述旋转轴固定连接在所述回转支承上，所述升降机构的中心穿过所述旋转轴并与所述旋转轴转动连接；所述旋转电机固定连接在所述升降机构上，其输出轴固定连接有主动螺旋齿轮；所述旋转轴上固定连接有从动螺旋齿轮，所述主动螺齿轮与所述从动螺旋齿轮啮合。
5.如权利要求4所述的卡脖水包热态自动更换装置，其特征在于：所述卡脖水包热态自动更换装置还包括第二行程限位机构，所述第二行程限位机构包括第二撞块和第二行程开关；所述行走机构上对应所述旋转机构转动径向的两侧分别设置有第二撞块，所述升降机构上沿转动径向的两侧分别设置有对应所述第二撞块的第二行程开关。
6.如权利要求1所述的卡脖水包热态自动更换装置，其特征在于：所述升降机构包括升降座、蜗轮蜗杆升降机和升降电机，所述蜗轮蜗杆升降机和所述升降电机均设置在所述升降座上，所述升降电机驱动所述蜗轮蜗杆升降机升降，所述水包装夹机构固定连接在所述蜗轮蜗杆升降机的升降端。
7.如权利要求6所述的卡脖水包热态自动更换装置，其特征在于：所述卡脖水包热态自动更换装置还包括第三行程限位机构，所述第三行程限位机构包括第三撞块和第三行程开关；所述升降机构的上部和下部分别设置有第三撞块，所述水包装夹机构的上部和下部分别设置有对应所述第三撞块的第三行程开关。
8.如权利要求1所述的卡脖水包热态自动更换装置，其特征在于：所述水包装夹机构包括连接架和水包夹组件，所述连接架上沿转动径向的两端各设置有一个水包夹组件，每组水包夹组件包括两个高度相同且分别位于所述连接架左右两侧的卡脖水包夹。
9.如权利要求8所述的卡脖水包热态自动更换装置，其特征在于：所述水包装夹机构还包括滚轮组件，所述连接架上沿转动径向的两侧各设置有一组滚轮组件，所述滚轮组件包括转动连接在所述连接架上的滚轮；所述升降机构上设置有平行于升降方向滚轮轨道，所述滚轮沿所述滚轮轨道运行。
10.一种卡脖水包热态自动更换方法，其特征在于：采用如权利要求1-9任一项所述的卡脖水包热态自动更换装置，包括以下步骤：
步骤一，处于使用状态的卡脖水包和处于备用状态的卡脖水包均安装在水包装夹机构上，升降机构驱动水包装夹机构上升，使各卡脖水包同时上升；
步骤二，上升停止后，行走机构向远离熔窑的一侧后退，使各卡脖水包同时后退；
步骤三，后退停止后，旋转机构驱动水包装夹机构旋转，原处于使用状态的卡脖水包旋转到熔窑外侧，同时原处于备用状态的卡脖水包旋转到熔窑内侧；
步骤四，旋转停止后，行走机构向靠近熔窑的一侧前进，使各卡脖水包同时前进；
步骤五，前进停止后，升降机构驱动水包装夹机构下降，使原处于备用状态的卡脖水包到达比例液面指定位置；
步骤六，待原处于使用状态的卡脖水包冷却完成后，人工将其拆下进行检修，同时在水包装夹机构上安装好已检修合格的卡脖水包，待下次更换时使用。
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