CN115305577A - 单晶炉保温桶自动裹毡机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及保温桶生产设备领域，公开了单晶炉保温桶自动裹毡机，包括机壳，其特征在于所述机壳内安装有输送并切割碳毡的进料装置；所述机壳内安装有升降装置，所述升降装置上安装有缠绕碳毡的撑紧装置，且撑紧装置可调扩展外径；所述机壳内安装有承载碳毡保温桶的载桶车，缠绕时撑紧装置升高，卸桶时撑紧装置下降；本申请机械化缠绕、切割碳毡，降低了人员操作风险，减小了操作复杂度和人员投入，并且生产出的保温桶型号多样，适用性好，保温桶内圈紧实度好，提高了生产效率和良品率，实现规范化生产。

Description

单晶炉保温桶自动裹毡机

技术领域

本发明涉及保温桶生产设备领域，特别涉及单晶炉保温桶自动裹毡机。

背景技术

目前，单晶硅普遍采用单晶炉进行制备，在利用单晶炉生产单晶硅的过程中，单晶炉内是一个密闭的高温热场，在此高温热场中设置有保温桶以减少高温热场的热量散失。在保温桶的外围需要缠绕一定厚度的具有良好保温效果的碳毡，以增强保温效果，避免热量的浪费。

传统的单晶硅炉保温桶生产工艺采用人工完成，由于碳毡的特殊性，接触到皮肤会使操作人员产生过敏或瘙痒症状。

专利号为202020321290 .0公开了一种自动裹覆软毡设备，支撑载台，所述支撑载台内部设有腔室，所述腔室上设有用于与外界连通的抽气口；裹覆机构，裹覆机构置于腔室内，裹覆机构包括旋转电机和裹毡盘，旋转电机固定在腔室内，并与裹毡盘连接，用于驱动裹毡盘周向旋转；桶径可伸缩的保温桶模具，保温桶模具设置在裹毡盘上；该设备可以提高软毡裹覆速度，裹覆工序标准化，软毡裹覆更加紧密，达到预设厚度，软毡一次成型，生产工序更加规范便捷，有效的提高生产效率。但是保温桶模具的尺寸固定，导致生产的保温桶内径单一，适用性差，且保温桶内圈紧实度差。

发明内容

本发明的目的在于提供单晶炉保温桶自动裹毡机，解决上述背景技术中提出的保温桶内圈型号单一和内圈紧实度差问题。

本发明采用的技术方案如下：单晶炉保温桶自动裹毡机，包括机壳，所述机壳内安装有输送并切割碳毡的进料装置；所述机壳内安装有升降装置，所述升降装置上安装有缠绕碳毡的撑紧装置，且撑紧装置可调扩展外径；所述机壳内安装有承载碳毡保温桶的载桶车，缠绕时撑紧装置升高，卸桶时撑紧装置下降。

采用上述进一步方案的有益效果是：本申请机械化缠绕、切割碳毡，降低了人员操作风险，减小了操作复杂度和人员投入，并且生产出的保温桶型号多样，适用性好，保温桶内圈紧实度好，提高了生产效率和良品率，实现规范化生产。

进一步，所述进料装置包括载台，所述载台为顶板、底板和两块侧板组成的矩形通道结构，该载台的通道用于碳毡的水平穿过，且顶板与底板的位置上下交错布置，形成便于碳毡进入的喂入口；所述载台的侧板之间安装有第一送毡辊和第二送毡辊，优选的第一送毡辊和第二送毡辊设置两组；第二送毡辊的轴端安装有同步轮；同步轮通过齿形带连接有第一电机；第一电机带动第二送毡辊同步旋转将碳毡喂入；所述载台的顶板上安装有直线电机，直线电机的移动块上安装有第一气缸，第一气缸的活塞端固接有移位座，移位座与第一气缸的缸体滑动连接，移位座上安装有与侧板平行的美工刀。

采用上述方案的有益效果是：碳毡沿载台进入第一送毡辊、第二送毡辊的中间便主动从出口排出，排出时被美工刀切割成设定宽度，然后便可夹在保温桶上，进行旋转缠绕，机械化生产避免了碳毡接触到皮肤产生过敏或瘙痒症状。

进一步，所述载台的底面安装有承载架，承载架的底面安装有移位块上，移位块上滑动连接有移轨；承载架的一侧安装有第二气缸，第二气缸通过调压阀进行压力控制。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过设置移轨使得进料装置随着缠绕厚度的增加而退后，保持与保温桶的距离，第二气缸压缩，并且通过设置调压阀使得保温桶碳毡缠绕紧实程度可控。

进一步，所述载台的移动方向设有位移传感器，位移传感器监测载台向后移动的距离，移动距离即裹毡的厚度。

采用上述进一步方案的有益效果是：当设备进行裹毡时，随着厚度的增加，载台会向后逐步移动，位移传感器监测载台向后移动的距离，该数值即裹毡的厚度，当缠绕厚度达到预先设定的厚度时，设备停止缠绕。

进一步，所述升降装置包括滑道，所述滑道采用光轴滑台结构，光轴滑台结构通过丝杠传动，丝杠通过第二电机驱动；滑台上设有基座，基座上转动连接有齿面啮合的主动齿轮和从动齿轮，且主动齿轮通过第三电机驱动，从动齿轮用于安装撑紧装置；升降装置还包括4个行程开关，分别是最高点限位、最低点限位和两个极限限位。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过控制第二电机及行程开关反馈信号完成初始位置及工作位置的确定，提高了设备的适用性。

进一步，所述撑紧装置包括设在从动齿轮上的底盘，所述底盘的端面固接有每隔120°布置的承载杆，且承载杆垂直底盘；承载杆的侧壁转动连接有等距布置的承载板，承载板的的形状为弧形；承载板通过衔接杆组成支撑碳毡的面结构；3根承载杆通过定位板组成整体；在相邻的定位板之间转动连接有转动板，转动板通过第四电机带动旋转；转动板的三个角位置转动连接有转动轴，转动轴的自由端与一根衔接杆铰接。

采用上述进一步方案的有益效果是：第四电机带动转动轴旋转，转动轴带动承载杆撑起保温桶，并可实现不同直径的保温桶同样适用，最大可撑紧内径为1250mm、最小可撑紧800mm；最大承重重量为100Kg。

进一步，在其中一根转动轴的上设有压力传感器，设定压力传感器的压力值使得保温桶撑紧，第四电机停止转动。

采用上述进一步方案的有益效果是：设定压力传感器的压力值使得保温桶撑紧，第四电机停止转动，保温桶在撑紧装置的撑紧力作用下与撑紧装置相对固定，保证在设备旋转过程中，保温桶与撑紧装置一同转动并且角速度一致。

进一步，所述承载板的末端安装有滑移杆，滑移杆上滑动连接有第三气缸，第三气缸通过衔接杆上另一个滑移座导向；第三气缸的活塞端安装有压紧碳毡料头的夹紧杆。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过设置夹紧杆可以压紧碳毡的料头，保证料头与保温桶紧密贴合，便于撑紧装置旋转时保证碳毡随之缠绕，缠绕后的碳毡端面平整。

进一步，所述载桶车包括车厢，车厢的形状为V型，车厢的底面安装有滑移块；滑移块在铁轨上移动，铁轨的移动方向与升降装置方向垂直。

采用上述进一步方案的有益效果是：升降装置下降至最低点限位，此时保温桶落下，将整卷保温桶放置在载桶车上，人工抽出后，将保温桶取走。

进一步，最外侧的所述定位板中心安装有支撑轴；所述载桶车的侧壁铰接有支杆，支杆的自由端安装有V型座，且V型座的V型口用于放置支撑轴。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过设置支杆可以辅助支撑撑紧装置，使得受力均匀，提升了设备的使用寿命。

本发明的有益效果在于：本申请机械化缠绕、切割碳毡，降低了人员操作风险，减小了操作复杂度和人员投入，并且生产出的保温桶型号多样，适用性好，保温桶内圈紧实度好，提高了生产效率和良品率，实现规范化生产。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图。

图2为进料装置的立体结构示意图。

图3为载台的主视结构示意图。

图4为美工刀的立体结构示意图。

图5为第一送毡辊的侧视剖面结构示意图。

图6为移轨的立体结构示意图。

图7为限位板的立体结构示意图。

图8为废料箱的立体结构示意图。

图9为输毡架的侧视结构示意图。

图10为升降装置的背面立体结构示意图。

图11为升降装置的正面立体结构示意图。

图12为行程开关的立体结构示意图。

图13为撑紧装置的俯视结构示意图。

图14为撑紧装置的立体结构示意图。

图15为撑紧装置的主视结构示意图。

图16为转动板的立体结构示意图。

图17为夹紧杆的立体结构示意图。

图18为载桶车的立体结构示意图。

图19为触屏面板的立体结构示意图。

图中：1、机壳；2、进料装置；3、升降装置；4、撑紧装置；5、载桶车；6、载台；7、顶板；8、底板；9、侧板；10、碳毡；11、第一送毡辊；12、第二送毡辊；13、同步轮；14、齿形带；15、第一电机；16、直线电机；17、第一气缸；18、移位座；19、美工刀；20、圆角槽；21、承载架；22、移位块；23、移轨；24、第二气缸；25、长杆；26、限位板；27、废料箱；28、输毡架；29、滑道；30、光轴滑台结构；31、丝杠；32、第二电机；33、基座；34、主动齿轮；35、从动齿轮；36、第三电机；37、行程开关；38、底盘；39、承载杆；40、承载板；41、衔接杆；42、定位板；43、转动板；44、第四电机；45、转动轴；46、压力传感器；47、滑移杆；48、第三气缸；49、滑移座；50、夹紧杆；51、车厢；52、滑移块；53、铁轨；54、位移传感器；55、支撑轴；56、支杆；57、V型座；58、触屏面板。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，单晶炉保温桶自动裹毡机，包括机壳1，所述机壳1内安装有输送并切割碳毡10的进料装置2；所述机壳1内安装有升降装置3，所述升降装置3上安装有缠绕碳毡10的撑紧装置4；所述机壳1内安装有承载保温桶的载桶车5，缠绕时撑紧装置4升高，卸桶时撑紧装置4下降，本申请机械化缠绕、切割碳毡10，降低了人员操作风险，减小了操作复杂度，并且减少了人员投入，提高了生产效率和良品率，实现规范化生产。

如图2所示，作为实施例的优化，考虑到碳毡10的特殊性，接触到皮肤会使操作人员产生过敏或瘙痒症状，所述进料装置2包括载台6，如图3所示，所述载台6为顶板7、底板8和两块侧板9组成的矩形通道结构，该载台6的通道用于碳毡10的水平穿过，且顶板7与底板8的位置上下交错布置，形成便于碳毡10进入的喂入口；所述载台6的侧板9之间安装有第一送毡辊11和第二送毡辊12，优选的第一送毡辊11和第二送毡辊12设置两组；第二送毡辊12的轴端安装有同步轮13；同步轮13通过齿形带14连接有第一电机15；第一电机15带动第二送毡辊12同步旋转将碳毡10喂入，在碳毡10摩擦力的作用下第一送毡辊11产生与第二送毡辊12相对的旋转；如图4所示，所述载台6的顶板7顶面安装有直线电机16，直线电机16的移动块上安装有第一气缸17，第一气缸17的活塞端固接有移位座18，移位座18与第一气缸17的缸体滑动连接，移位座18上安装有与侧板9平行的美工刀19，通过设置第一气缸17使得美工刀19可伸缩，当保温桶缠绕2层后美工刀19伸出进行保温桶切割，最大限度减少进料不平导致的缠绕不平整问题，并且可以防止操作人员在设备使用过程中被美工刀19划伤，切割时美工刀19才会伸出，平时美工刀19处于收缩状态，安全性好，并且直线电机16可以驱动美工刀19位移，实现碳毡10的定宽切割；进料过程：当碳毡10沿载台6进入第一送毡辊11、第二送毡辊12的中间便主动从出口排出，排出时被美工刀19切割成设定宽度，然后便可夹在撑紧装置4上，进行旋转缠绕，机械化生产避免了碳毡10接触到皮肤产生过敏或瘙痒症状。

如图5所示，作为实施例的优化，考虑到上述碳毡10具有弹性，通过第一送毡辊11、第二送毡辊12的间隙不能太紧也不能太松，所述载台6的侧板9上开设有圆角槽20，且圆角槽20可以允许第一送毡辊11上下位移，实现了碳毡10的自适应输送。

如图6所示，作为实施例的优化，考虑到保温桶的厚度不同，随着缠绕厚度的增加进料装置2需要退后，所述载台6的底面安装有承载架21，承载架21的底面安装有移位块22，移位块22上滑动连接有移轨23；通过设置移轨23使得进料装置2随着缠绕厚度的增加而退后，保持与保温桶的距离；承载架21的一侧安装有第二气缸24，第二气缸24通过调压阀进行压力控制，当缠绕厚度增加时，整个进料装置2会被向后挤压，第二气缸24压缩，并且通过设置调压阀使得保温桶碳毡10缠绕紧实程度可控。

如图9所示，作为实施例的优化，考虑到保温桶的裹毡厚度难控制，所述载台6的移动方向安装位移传感器54，位移传感器54的型号为iw150，当设备进行裹毡时，随着厚度的增加，载台6会向后逐步移动，位移传感器54监测载台6向后移动的距离，移动距离即裹毡的厚度，当缠绕厚度达到预先设定的厚度时，设备停止缠绕。

如图7所示，作为实施例的优化，考虑到上述碳毡10在载台6上容易跑偏，所述载台6的顶板7底面安装有长杆25，长杆25上滑动连接有限位板26，限位板26的底面为平面与碳毡10贴合，限位板26的一侧边向下延伸与碳毡10的侧边贴合，通过滑动限位板26实现碳毡10平铺于载台6上，避免碳毡10随缠绕转动时跑偏。

如图8所示，作为实施例的优化，考虑到进料装置2定宽切割碳毡10，因此产生了大量废料，所述承载架21上安装有废料箱27，用于将切割下来的废料进行存放。

如图9所示，作为实施例的优化，考虑到上述碳毡10的安装，所述碳毡10放置在输毡架28上，且碳毡10位于载台6的下侧，上料时将碳毡10放置于输毡架28上即可。

如图10所示，作为实施例的优化，考虑到保温桶的尺寸从28寸到40寸，最小外径800mm，最大外径1250mm，所以要通过升降装置3将整个保温桶升高到固定的高度，升高后再进行旋转和夹紧工作；所述升降装置3包括滑道29，所述滑道29采用光轴滑台结构30，光轴滑台结构30通过丝杠31传动，丝杠31通过第二电机32驱动；如图11所示，光轴滑台结构30的滑台上安装有基座33，基座33上转动连接有齿面啮合的主动齿轮34和从动齿轮35，且主动齿轮34通过第三电机36驱动，从动齿轮35用于安装撑紧装置4；如图12所示，升降装置3还包括4个行程开关37，分别是最高点限位、最低点限位和两个极限限位，最高点限位为升降装置3的顶点，该位置为旋转基点，最低点限位为下落最低点，设备完成缠绕工作后将下落到此位置，两个极限限位是为保证设备升降功能异常时的超过最高和最低点的极限行程开关37，当升降装置3碰到极限限位时设备将报警并停机；通过控制第二电机32及行程开关37传感器反馈信号完成初始位置及工作位置的确定，提高了设备的适用性。

如图13所示，作为实施例的优化，考虑到保温桶的尺寸从28寸到40寸，所述撑紧装置4包括设在从动齿轮35上的底盘38，如图14所示，所述底盘38的端面固接有每隔120°布置的承载杆39，且承载杆39垂直底盘38；如图15所示，承载杆39的侧壁转动连接有等距布置的承载板40，承载板40的的形状为弧形；承载板40通过衔接杆41组成支撑碳毡10的面结构；3根承载杆39通过定位板42组成整体；如图16所示，在相邻的定位板42之间转动连接有转动板43，转动板43通过第四电机44带动旋转；转动板43的三个角位置转动连接有转动轴45，转动轴45的自由端与一根衔接杆41铰接；通过转动轴45传动承载杆39撑起保温桶，并可实现不同直径的保温桶同样适用，最大可撑紧内径为1250mm、最小可夹紧800mm；最大承重重量为100Kg。

如图16所示，作为实施例的优化，考虑到保温桶内圈的撑紧力难控制，在其中一根转动轴45上的安装压力传感器46，当撑紧装置4撑紧并使压力传感器46达到预先设定的压力值时，第四电机44停止转动，保温桶在撑紧装置4的撑紧力作用下与撑紧装置4相对固定，保证在设备旋转过程中，保温桶与撑紧装置4一同转动并且角速度一致。

如图17所示，作为实施例的优化，考虑到碳毡10开始缠绕时需要固定料头，所述承载板40的末端安装有滑移杆47，滑移杆47上滑动连接有第三气缸48，第三气缸48通过衔接杆41上另一个滑移座49导向；第三气缸48的活塞端安装有压紧碳毡10料头的夹紧杆50，保证碳毡10的料头可以与保温桶紧密贴合，便于撑紧装置4旋转时保证碳毡10随之缠绕，缠绕后的碳毡10端面平整。

如图18所示，作为实施例的优化，考虑到上述缠绕好的保温桶重量大，卸桶困难，所述载桶车5包括车厢51，车厢51的形状为V型，车厢51的底面安装有滑移块52；滑移块52在铁轨53上移动，铁轨53的移动方向与升降装置3方向垂直；升降装置3下降此时保温桶落下，将整卷保温桶放置在载桶车5上，人工抽出后，将保温桶取走。

如图18所示，作为实施例的优化，考虑到上述撑紧装置4悬空缠绕，底板8的受力较大，最外侧的所述定位板42中心安装有支撑轴55；所述载桶车5的侧壁铰接有支杆56，支杆56的自由端安装有V型座57，且V型座57的V型口用于放置支撑轴55，支杆56可以辅助支撑撑紧装置4，使得受力均匀，提升了设备的使用寿命。

如图19所示，作为实施例的优化，考虑到设备的操作，所述机壳1上安装有触屏面板58，通过触控屏幕完成控制及人机交互，每种保温桶的裹毡厚度是预先设定好的，裹毡前操作人员会通过触摸屏进行保温桶选择，机器会自动根据保温桶的规格在参数中匹配碳毡10宽度、保温桶直径、缠绕厚度等参数，当缠绕厚度达到预先设定的厚度时，设备停止缠绕。

可以理解，本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。

Claims (10)

1.单晶炉保温桶自动裹毡机，包括机壳（1），其特征在于所述机壳（1）内设有输送并切割碳毡（10）的进料装置（2）；所述机壳（1）内设有升降装置（3），所述升降装置（3）上设有缠绕碳毡（10）的撑紧装置（4），且撑紧装置（4）可调扩展外径；所述机壳（1）内设有承载碳毡保温桶的载桶车（5），缠绕时撑紧装置（4）升高，卸桶时撑紧装置（4）下降。

2.根据权利要求1所述的单晶炉保温桶自动裹毡机，其特征在于所述进料装置（2）包括载台（6），其特征在于所述载台（6）为矩形通道结构；载台（6）的侧板（9）之间设有相对转动的第一送毡辊（11）和第二送毡辊（12）；所述载台（6）的顶板（7）上设有直线电机（16），直线电机（16）的移动块上设有与侧板（9）平行的美工刀（19）。

3.根据权利要求2所述的单晶炉保温桶自动裹毡机，其特征在于所述载台（6）的底面设有承载架（21），承载架（21）的底面滑动连接有移轨（23）；承载架（21）的一侧设有第二气缸（24），第二气缸（24）通过调压阀进行压力控制。

4.根据权利要求3所述的单晶炉保温桶自动裹毡机，其特征在于所述载台（6）的移动方向设有位移传感器（54），位移传感器（54）监测载台（6）向后移动的距离，移动距离即裹毡的厚度。

5.根据权利要求1所述的单晶炉保温桶自动裹毡机，其特征在于所述升降装置（3）包括滑道（29），所述滑道（29）采用光轴滑台结构（30），光轴滑台结构（30）通过丝杠（31）传动，丝杠（31）通过第二电机（32）驱动；滑台上设有基座（33），基座（33）上转动连接有齿面啮合的主动齿轮（34）和从动齿轮（35），且主动齿轮（34）通过第三电机（36）驱动，从动齿轮（35）用于安装撑紧装置（4）；升降装置（3）还包括4个行程开关（37），分别是最高点限位、最低点限位和两个极限限位。

6.根据权利要求1所述的单晶炉保温桶自动裹毡机，其特征在于所述撑紧装置（4）包括底盘（38），所述底盘（38）的端面设有等角度布置的承载杆（39）；承载杆（39）的侧壁转动连接有等距布置的承载板（40）；承载板（40）通过衔接杆（41）组成支撑碳毡（10）的面结构；承载杆（39）通过定位板（42）组成整体；在相邻的定位板（42）之间转动连接有转动板（43），转动板（43）通过第四电机（44）带动旋转；转动板（43）的三个角位置转动连接有转动轴（45），转动轴（45）的自由端与一根衔接杆（41）铰接。

7.根据权利要求6所述的单晶炉保温桶自动裹毡机，其特征在于在其中一根转动轴（45）的上设有压力传感器（46），设定压力传感器（46）的压力值使得保温桶撑紧，第四电机（44）停止转动。

8.根据权利要求6所述的单晶炉保温桶自动裹毡机，其特征在于所述承载板（40）的末端设有滑移杆（47），滑移杆（47）上滑动连接有第三气缸（48）；第三气缸（48）的活塞端设有压紧碳毡（10）料头的夹紧杆（50）。

9.根据权利要求1所述的单晶炉保温桶自动裹毡机，其特征在于所述载桶车（5）包括车厢（51），车厢（51）的底面滑动连接有铁轨（53）。

10.根据权利要求6所述的单晶炉保温桶自动裹毡机，其特征在于最外侧的所述定位板（42）中心设有支撑轴（55）；所述载桶车（5）的侧壁铰接有支杆（56），支杆（56）的自由端设有V型座（57），且V型座（57）的V型口用于放置支撑轴（55）。

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