CN115418238A - 一种自动防护折叠式结构推焦杆及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自动防护折叠式结构推焦杆及其控制方法，包括：折叠臂，折叠臂旋转轴，拉杆，拉杆旋转轴，拉杆支座，位置传感器和安全保护PLC控制器；折叠臂为推焦杆的后端末端部分；拉杆末端通过拉杆旋转轴与拉杆支座上部连接；拉杆前端延伸至折叠臂延伸延伸路径上；拉杆的前端与折叠臂末端设置有适配的触碰快接结构，能够在触碰后实现两者连接；位置传感器固定于拉杆支座上；安全保护PLC控制器固定于拉杆支座上，且通过无线或者有线连接与位置传感器连接；本发明缩短推焦杆收起长度，通过推焦杆的同步运动实现折叠和定位，且在限位到位位置均设置了传感器，结合先进的PLC安全联锁保护控制有效保护推焦车及周边土建设备。

Description

一种自动防护折叠式结构推焦杆及其控制方法

技术领域

本发明涉及推焦车技术领域，具体而言，尤其涉及一种自动防护折叠式结构推焦杆及其控制方法。

背景技术

推焦是用推焦车把焦炉成熟的焦炭从炭化室中推出的焦炉生产作业过程，推焦杆是推焦车执行推焦动作的重要机构，采用耐高温金属材料，由推焦头、滑靴、推杆三部分组成，受推焦工艺、焦炉炉体结构决定，大型焦炉推焦车推焦杆通常重60余吨，长度达到35米以上，推焦作业时推焦杆伸入焦炉炭化室，非推焦作业时推焦杆收回随推焦车走行在焦炉机侧部分水平移动，焦炉机侧空间马路、集气管道等设施受之影响，都要向外部延伸，采用折叠式推焦杆可减少推焦杆收回时的空间占用，大幅节省冶金企业工业土地，但如遇到机械卡阻推焦杆折叠部分没有收回，伸出部分的推焦杆折叠臂会有撞到土建部分管道的风险，造成极大的安全事故。

发明内容

根据上述提出的技术问题，而提供一种通过折叠结构和折叠驱动的设计结合对应的传感器和控制，实现高效安全的方便实现智能化的自动防护折叠式结构推焦杆。

本发明采用的技术手段如下：

一种自动防护折叠式结构推焦杆，包括：

折叠臂，折叠臂旋转轴，拉杆，拉杆旋转轴，拉杆支座，位置传感器和安全保护PLC控制器；

上述拉杆支座固定在推焦车一层平台上，可在推焦杆原有支撑钢结构上进行向上延伸扩展，也可独立固定；

上述折叠臂为推焦杆的后端末端部分，且折叠臂通过折叠臂旋转轴转动装配于推焦杆的杆体部分；

上述折叠臂为向上翻折；

上述拉杆末端通过拉杆旋转轴与拉杆支座上部连接；

上述拉杆前端延伸至折叠臂延伸路径上；

上述拉杆的前端与折叠臂末端设置有适配的触碰快接结构，能够在触碰后实现两者连接；

上述位置传感器固定于拉杆支座上，且用于识别拉杆的位置以及拉杆端部与折叠臂前端的接合限位是否到位；

上述安全保护PLC控制器固定于拉杆支座上，且通过无线或者有线连接与位置传感器连接。

进一步的，上述触碰快接结构可以为卡口和限位杆的方式实现，即在折叠臂后端端部设置有用于限位杆嵌入的开口，拉杆前端端部设置有与该开口适配的横杆，横杆嵌入到开口底部为限位到位；

上述位置传感器包括：用于检测拉杆是否在下限位置的拉杆下限传感器和用于检测拉杆是否在上限位置的拉杆上限传感器；

进一步的，上述拉杆为可控伸缩杆体结构，且拉杆的伸缩控制通过有线或者无线连接与安全保护PLC控制器连接；此处结构设计目的在于对拉杆的伸缩长度可作出调整进而能够在折叠臂高度位置发生偏移的情况下也能够顺利的实现有效连接，进而保证整个结构的安全稳定性。

进一步的，上述拉杆的横杆上设置有位置开关，该位置开关用于识别横杆是否到位，且该位置开关触发电信号通过无线或者有线与安全保护PLC控制器连接。

上述一种自动防护折叠式结构推焦杆的控制方法，包括以下步骤：

步骤一：确定推焦车是否可以走行，判断条件在于折叠臂和拉杆动作处于上限位置限位状态；

推焦车走行至生产炉号进行推焦作业，推焦杆前进过程(带动)折叠臂和拉杆动作，折叠臂围绕折叠臂旋转轴旋转落下，拉杆围绕拉杆旋转轴旋转落下；

步骤二：安全保护PLC控制器根据拉杆位置判断推焦杆是否可以执行后退动作，判断条件为：拉杆下限传感器检测到拉杆在下限位置，则安全保护PLC控制器发出允许推焦杆后退指令；拉杆下限传感器检测到拉杆不在下限位置，则安全保护PLC控制器发出禁止推焦杆后退指令，避免发生安全事故；

步骤三：推焦杆后退，推焦杆后退到末端拉杆下端(限位杆)卡入折叠臂开口，随着推焦杆的后退折叠臂被拉杆拉起，折叠臂围绕折叠臂旋转轴旋转升起，拉杆围绕拉杆旋转轴旋转升起，此时推焦杆末端呈向上折叠状态，大幅减少推焦杆收回时的空间占用；

步骤四：安全保护PLC控制器根据拉杆位置判断推焦车是否可以走行，判断条件为：拉杆上限传感器检测到拉杆在上限位置，则安全保护PLC控制器发出允许推焦车走行指令，推焦车走行至下一炉进行下一炉推焦作业；拉杆上限传感器检测到拉杆不在上限位置，则安全保护PLC控制器发出禁止推焦车走行指令，避免折叠臂未成功抬起发生安全事故。

较现有技术相比，本发明缩短推焦杆收起长度，可大幅节省冶金企业工业土地占用，同时结合先进的PLC安全联锁保护控制有效保护推焦车及周边土建设备、降低安全风险，进一步提高推焦车的安全生产水平。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明整体结构示意图。

图2为本发明控制方法逻辑判断和流程图。

图3为本发明电气连接图。

图中：1、折叠臂；2、折叠臂旋转轴；3、拉杆；4、拉杆旋转轴；5、拉杆支座；6、拉杆上限传感器；7、拉杆下限传感器；8、安全保护PLC控制器。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

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中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图1所示，本发明提供了一种自动防护折叠式结构推焦杆，包括：

折叠臂1，折叠臂旋转轴2，拉杆3，拉杆旋转轴4，拉杆支座5，位置传感器和安全保护PLC控制器8；

上述拉杆支座5固定在推焦车一层平台上，可在推焦杆原有支撑钢结构上进行向上延伸扩展，也可独立固定；

上述折叠臂1为推焦杆的后端末端部分，且折叠臂1通过折叠臂旋转轴2转动装配于推焦杆的杆体部分上；

上述折叠臂1为向上翻折；

上述拉杆3末端通过拉杆旋转轴4与拉杆支座5上部连接；

上述拉杆3前端延伸至折叠臂1延伸路径上；

上述拉杆3的前端与折叠臂1末端设置有适配的触碰快接结构，能够在触碰后实现两者连接；

上述位置传感器固定于拉杆支座5上，且用于识别拉杆3的位置以及拉杆3端部与折叠臂1前端的接合限位是否到位；

上述安全保护PLC控制器8固定于拉杆支座5上，且通过无线或者有线连接收集位置传感器的数据以及通过无线或者有线连接的方式输出控制折叠动力源和拉杆动力源。

进一步的，上述触碰快接结构为卡口和限位杆的方式实现，即在折叠臂1后端端部设置有用于限位杆嵌入的开口(开口通常为U形口，且开口位置宽度大于底部宽度)，拉杆3前端端部设置有与该开口适配的横杆，横杆嵌入到开口底部为限位到位；

如图3所示，位置传感器包括：用于检测拉杆3是否在下限位置的拉杆下限传感器7和用于检测拉杆3是否在上限位置的拉杆上限传感器6；

进一步的，上述拉杆3为可控伸缩杆体结构，且拉杆3的伸缩控制通过有线或者无线连接与安全保护PLC控制器8连接；此处结构设计目的在于对拉杆3的伸缩长度可作出调整进而能够在折叠臂1高度位置发生偏移的情况下也能够顺利的实现有效连接，进而保证整个结构的安全稳定性。

进一步的，上述拉杆3的横杆上设置有位置开关，该位置开关用于识别横杆是否到位，且该位置开关触发电信号通过无线或者有线与安全保护PLC控制器8连接。

如图2所示，一种自动防护折叠式结构推焦杆的控制方法，包括以下步骤：

步骤一：确定是否为推焦车可行，判断条件在于折叠臂1和拉杆3动作处于限位状态；

推焦车走行至生产炉号进行推焦作业,推焦杆前进过程(带动)折叠臂1和拉杆3动作，折叠臂1围绕折叠臂旋转轴2旋转落下，拉杆3围绕拉杆旋转轴4旋转落下；

步骤二：安全保护PLC控制器8根据拉杆3位置判断推焦杆是否可以执行后退动作，判断条件为：拉杆下限传感器7检测到拉杆3在下限位置，则安全保护PLC控制器8发出允许推焦杆后退指令；拉杆下限传感器7检测到拉杆3不在下限位置，则安全保护PLC控制器8发出禁止推焦杆后退指令，避免发生安全事故；

步骤三：推焦杆后退，推焦杆后退到末端拉杆3下端(限位杆)卡入折叠臂1开口，随着推焦杆的后退折叠臂1被拉杆3拉起，折叠臂1围绕折叠臂旋转轴2旋转升起，拉杆3围绕拉杆旋转轴4旋转升起，此时推焦杆末端呈向上折叠状态，大幅减少推焦杆收回时的空间占用；

步骤四：安全保护PLC控制器8根据拉杆3位置判断推焦车是否可以走行，判断条件为：拉杆上限传感器6检测到拉杆3在上限位置，则安全保护PLC控制器8发出允许推焦车走行指令，推焦车走行至下一炉进行下一炉推焦作业；拉杆上限传感器6检测到拉杆3不在上限位置，则安全保护PLC控制器8发出禁止推焦车走行指令，避免折叠臂未成功抬起发生安全事故。

较现有技术相比，本发明缩短推焦杆收起长度，可大幅节省冶金企业工业土地占用，同时结合先进的PLC安全联锁保护控制有效保护推焦车及周边土建设备、降低安全风险，进一步提高推焦车的安全生产水平。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的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，或者对其中部分或者全部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范围。

Claims (5)

1.一种自动防护折叠式结构推焦杆，其特征在于，包括：

折叠臂(1)，折叠臂旋转轴(2)，拉杆(3)，拉杆旋转轴(4)，拉杆支座(5)，位置传感器和安全保护PLC控制器(8)；

上述拉杆支座(5)固定在推焦车一层平台；

上述折叠臂(1)为推焦杆的后端末端部分，且折叠臂(1)通过折叠臂旋转轴(2)转动装配于推焦杆的杆体部分上；

上述折叠臂(1)为向上翻折；

上述拉杆(3)末端通过拉杆旋转轴(4)与拉杆支座(5)上部连接；

上述拉杆(3)前端延伸至折叠臂(1)延伸路径上；

上述拉杆(3)的前端与折叠臂(1)末端设置有适配的触碰快接结构，能够在触碰后实现两者连接；

上述位置传感器固定于拉杆支座(5)上，且用于识别拉杆(3)的位置以及拉杆(3)端部与折叠臂(1)前端的接合限位是否到位；

上述安全保护PLC控制器(8)固定于拉杆支座(5)上，且通过无线或者有线连接与位置传感器连接。

2.根据权利要求1所述的一种自动防护折叠式结构推焦杆，其特征在于，

上述触碰快接结构为卡口和限位杆的方式实现，即在折叠臂(1)后端端部设置有用于限位杆嵌入的开口，拉杆(3)前端端部设置有与该开口适配的横杆，横杆嵌入到开口底部为限位到位；

上述位置传感器包括：用于检测拉杆(3)是否在下限位置的拉杆下限传感器(7)和用于检测拉杆(3)是否在上限位置的拉杆上限传感器(6)。

3.根据权利要求1或2所述的一种自动防护折叠式结构推焦杆，其特征在于，

上述拉杆(3)为刚性结构或可控伸缩杆体结构，长度可以根据不同设备、不同现场环境进行调整，且拉杆(3)的伸缩控制可通过有线或者无线连接与安全保护PLC控制器(8)连接。

4.根据权利要求3所述的一种自动防护折叠式结构推焦杆，其特征在于，

上述拉杆(3)的横杆上设置有位置开关，该位置开关用于识别横杆是否到位，且该位置开关触发电信号通过无线或者有线与安全保护PLC控制器(8)连接。

5.如权利要求1所述的自动防护折叠式结构推焦杆的控制方法，其特征在于，

包括以下步骤：

步骤一：确定推焦车是否可以执行走行动作，判断条件在于折叠臂(1)处于向上折叠状态和拉杆(3)机构处于拉杆上限(6)位置状态；

推焦车走行至生产炉号进行推焦作业，推焦杆前进过程折叠臂(1)和拉杆(3)动作，折叠臂(1)围绕折叠臂旋转轴(2)旋转落下，拉杆(3)围绕拉杆旋转轴(4)旋转落下；

步骤二：安全保护PLC控制器(8)根据拉杆(3)位置判断推焦杆是否可以执行后退动作，判断条件为：拉杆下限传感器(7)检测到拉杆(3)在下限位置，则安全保护PLC控制器(8)发出允许推焦杆后退指令；拉杆下限传感器(7)检测到拉杆(3)不在下限位置，则安全保护PLC控制器(8)发出禁止推焦杆后退指令，避免发生安全事故；

步骤三：推焦杆后退，推焦杆后退到末端拉杆(3)下端(限位杆)卡入折叠臂(1)开口，随着推焦杆的后退折叠臂(1)被拉杆(3)拉起，折叠臂(1)围绕折叠臂旋转轴(2)旋转升起，拉杆(3)围绕拉杆旋转轴(4)旋转升起，此时推焦杆末端呈向上折叠状态，大幅减少推焦杆收回时的空间占用；

步骤四：安全保护PLC控制器(8)根据拉杆(3)位置判断推焦车是否可以走行，判断条件为：拉杆上限传感器(6)检测到拉杆(3)在上限位置，则安全保护PLC控制器(8)发出允许推焦车走行指令，推焦车走行至下一炉进行下一炉推焦作业；拉杆上限传感器(6)检测到拉杆(3)不在上限位置，则安全保护PLC控制器(8)发出禁止推焦车走行指令，避免折叠臂未成功抬起发生安全事故。

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