CN115433971B - 一种稀土合金电解阴极多功能一体自控装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种稀土合金电解阴极多功能一体自控装置，包括：主体结构和控制单元；立柱管和侧管顶部装有上固定结构；上固定结构上装有第一驱动组件，第一驱动组件传动连接有竖直布置的转动杆；转动杆的底部装有活动架，立柱管和侧管底部安装在活动架上；第一驱动组件用于驱动活动架上下移动，活动架上装有第二驱动组件，第二驱动组件末端装有阴材夹持器，第二驱动组件用于紧固夹持阴材夹持器，控制单元用于电性连接第一驱动组件和第二驱动组件，并控制第一驱动组件和第二驱动组件的工作。本发明解决了现有的人力操作无法保障工艺时间控制准确性、人工操作存在安全隐患、用人工操作对电解过程中阴极纯铁棒根据耗用手工补充的缺陷。

Description

一种稀土合金电解阴极多功能一体自控装置

技术领域

本发明涉及稀土合金电解阴极多功能一体自控装置领域，具体涉及一种稀土合金电解阴极多功能一体自控装置。

背景技术

目前，在着科学技术高速发展的今天。稀土金属及合金应用面日益增长，作为稀土金属生产企业，电解工艺制备技术传统，产品质量只能满足以低中端下线需求客户，如何提高品质满足高端稀土金属及合金产品应用市场，对电解装备技术创新和优化升级是企业的重点，只有通过智能自动化技术手段，来实现系统装备配套控制，企业才能进步发展。

对专统电解生产上装备技术缺少是现在的主要现状，用手工作业生产难以制备纯度一致的稀土金属及合金产品。评操作人员经验，无法实现品质可控技术保障。因稀土制备技术工艺相关联条件多，生产环境高温等特殊性。加上电解过程通常采用周期时间工艺，把电解所制得的金属液在周期时间出锅，传统都用人工操作方式，用手先推动电解让位，然后利用空间用工钳对炉内底小锅手工夹紧，再用人力把小锅提出炉外进金属液浇铸，传统的电解模式全靠手工完成，无系统装备配套，所存在的问题和不良后果。存在以下技术问题：1、人力操作无法保障工艺时间控制准确性，给电解炉带来了较大的工况波动范围，影响正常的电解工艺温度，品质无法保障一致性，产品只能满足低挡或普通性能，2、电解过程在熔盐介质中电化学反应，熔盐介质液体约1100度，是高温液体，人工操作存在安全隐患，3、用人工操作对电解过程中阴极纯铁棒根据耗用手工补充，人工操作评技术经验，无法控制耗用量，影响造成每炉合金产品指标含量不一致，偏差值较大。

发明内容

本发明针对上述问题，提出了一种稀土合金电解阴极多功能一体自控装置，解决了现有的人力操作无法保障工艺时间控制准确性、人工操作存在安全隐患、用人工操作对电解过程中阴极纯铁棒根据耗用手工补充，人工操作评技术经验，无法控制耗用量的缺陷。

本发明采取的技术方案如下：

一种稀土合金电解阴极多功能一体自控装置，包括：主体结构和控制单元；所述主体结构包括立柱管和侧管；所述立柱管和侧管顶部装有上固定结构；上固定结构上装有第一驱动组件，所述第一驱动组件传动连接有竖直布置的转动杆；所述转动杆的底部装有活动架，所述立柱管和侧管底部安装在活动架上；所述第一驱动组件用于驱动活动架上下移动，所述活动架上装有第二驱动组件，所述第二驱动组件末端装有阴材夹持器，所述第二驱动组件用于紧固夹持阴材夹持器，所述控制单元用于电性连接第一驱动组件和第二驱动组件，并控制第一驱动组件和第二驱动组件的工作。

本发明通过控制单元用于电性连接第一驱动组件和第二驱动组件，并控制第一驱动组件和第二驱动组件的工作，实现了自动装入阴极纯铁棒，解决了现有的人力操作无法保障工艺时间控制准确性、人工操作存在安全隐患、用人工操作对电解过程中阴极纯铁棒根据耗用手工补充，人工操作评技术经验，无法控制耗用量的缺陷。

可选的，所述第一驱动组件采用驱动电机。

可选的，所述第二驱动组件包括第一固定板、第二固定板、横板和推杆结构，所述立柱管和转动杆向下穿过第一固定板连接第二固定板，所述第一固定板一侧开设有侧槽，所述横板穿过侧槽。

可选的，所述推杆结构括导电夹持座丶连接杆和锁紧气缸，所述锁紧气缸安装在横板，所述锁紧气缸的输出端连接有连接杆，所述连接杆的末端装有导电夹持座。

可选的，所述第二固定板一端装有第三驱动组件。

可选的，所述第二固定板下部装有第三固定板，所述立柱管底端穿过第二固定板连接第三固定板，所述第三驱动组件底部通过支撑件连接第三固定板。

可选的，靠近第二驱动组件的所述横板一侧设有下连接板，所述下连接板的底部设有角度调整座转移组件，所述角度调整座转移组件外部驱动结构。

可选的，稀土合金电解阴极多功能一体自控装置还包括电解槽，所述电解槽的内侧底部设有镅锅。

有益效果

1、本发明专用于稀土电解金属合金生产，彻底改变了传统生产方式和装备技术问题，本装置技术自动化可控稀土电解金属合金生产工艺，采用了系统性多功能自控技术创新组合使电解金属合金过程环节有可靠的技术保障。并通过本装置实现一次成型制品成份指准小于0.2％，材质稳定一致达到大于RE99.5，无非稀土杂质隔带，各项品质技术指示品质一致稳定性优.实现自动化规模化生产，大幅提高效率及生产成本降低.等等是本多功能自控装置使正常生产的技术保障。

2、本发明的装置实现了自动化控制生产，效保障电解过程对电压、电流、温度等相关参数自动可控，提高稀土金属合金产品成份一致性，实现优质高纯金属稳定生产。

3、本发明提升行业传统生产工艺技术，替代减少人员劳动强度，降底生产成本，实现了装备自动化技术应用，实现规模化电解全面集控。

附图说明：

图1是本发明的实施例1的稀土合金电解阴极多功能一体自控装置的正面结构图；

图2是本发明的实施例1的稀土合金电解阴极多功能一体自控装置图 1的立体结构图；

图3是本发明的实施例1的稀土合金电解阴极多功能一体自控装置的反面结构图；

图4是本发明的实施例2的稀土合金电解阴极多功能一体自控装置控制单元的流程图；

图5是本发明的实施例3的稀土合金电解阴极多功能一体自控装置图 3的电解槽的剖面图；

图6是本发明的实施例3的稀土合金电解阴极多功能一体自控装置图 3的水流驱动结构的剖面结构图；

图7是本发明的实施例3的稀土合金电解阴极多功能一体自控装置的图6的A部分局部放大图。

图中各附图标记为：

1、主体结构，2、电解槽，3、镅锅，4、立柱管，5、侧管，6、上固定结构，7、第一驱动组件，8、转动杆，9、活动架，10、第二驱动组件， 11、阴材夹持器，12、第一固定板，13、第二固定板，14、横板，15、推杆结构，16、侧槽，17、导电夹持座，18、连接杆，19、锁紧气缸，20、第三驱动组件，21、第三固定板，22、支撑件，23、下连接板，24、气体收集罩，25、散热导槽，26、进水管，27、出水管，28、水泵，29、储水罐，30、侧通管，31、水流驱动结构，32、固定壳，33、转轴，34、叶片， 35、安装孔，36、气体收集孔，37、连接片，38、收集管，39、气体收集罐，40、抽气叶片，41、限位槽，42、自动限位块，43、形变弧片，44、导热弹簧，45、导热柱，46、储气囊，47、通气孔，48、控制单元，49、角度调整座转移组件，50、外接横杆，51、弹性球体。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”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”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。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“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；可以是机械连接，直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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。

实施例1

本发明采取的技术方案如下：

如图1、图2、图3和图4所示，本发明公开了一种稀土合金电解阴极多功能一体自控装置，包括：主体结构1、控制单元48和电解槽2，所述电解槽的内侧底部设有镅锅3。所述主体结构包括立柱管4和侧管5；所述立柱管和侧管顶部装有上固定结构6；上固定结构上装有第一驱动组件7，所述第一驱动组件传动连接有竖直布置的转动杆8；所述转动杆的底部装有活动架9，所述立柱管和侧管底部安装在活动架上；所述第一驱动组件用于驱动活动架上下移动，所述活动架上装有第二驱动组件10，所述第二驱动组件末端装有阴材夹持器11，所述第二驱动组件用于紧固夹持阴材夹持器，所述控制单元用于电性连接第一驱动组件和第二驱动组件，并控制第一驱动组件和第二驱动组件的工作。

所述第一驱动组件采用驱动电机。所述第二驱动组件包括第一固定板 12、第二固定板13、横板14和推杆结构15，所述立柱管和转动杆向下穿过第一固定板连接第二固定板，所述第一固定板一侧开设有侧槽16，所述横板穿过侧槽。

所述推杆结构括导电夹持座17、连接杆18和锁紧气缸19，所述锁紧气缸安装在横板，所述锁紧气缸的输出端连接有连接杆，所述连接杆的末端装有导电夹持座。

所述第二固定板一端装有第三驱动组件20。所述第二固定板下部装有第三固定板21，所述立柱管底端穿过第二固定板连接第三固定板，所述第三驱动组件底部通过支撑件22连接第三固定板。靠近第二驱动组件的所述横板一侧设有下连接板23，所述下连接板的底部设有角度调整座转移组件49，所述角度调整座转移组件外部驱动结构。

本发明的控制单元可采用计算机系统或PLC(可编程逻辑控制器)。

本实施例实施时，控制单元用于电性连接第一驱动组件和第二驱动组件，并控制第一驱动组件和第二驱动组件的工作，角度调整座转移组件在外部驱动结构的驱动下，带动第三固定板整个主体结构转动，调整角度。

实施例2

本发明还公开了一种稀土合金电解阴极多功能一体自控装置，包括：主体结构、控制单元和电解槽，所述电解槽的内侧底部设有镅锅。所述主体结构包括立柱管和侧管；所述立柱管和侧管顶部装有上固定结构；上固定结构上装有第一驱动组件，所述第一驱动组件传动连接有竖直布置的转动杆；所述转动杆的底部装有活动架，所述立柱管和侧管底部安装在活动架上；所述第一驱动组件用于驱动活动架上下移动，所述活动架上装有第二驱动组件，所述第二驱动组件末端装有阴材夹持器，所述第二驱动组件用于紧固夹持阴材夹持器，所述控制单元用于电性连接第一驱动组件和第二驱动组件，并控制第一驱动组件和第二驱动组件的工作。

实施例3

本实施例3与实施例2之间的区别在于，如图5、图6、图7所示，所述电解槽的正上方装有倒锥形的气体收集罩24，所述电解槽的侧壁内设有散热导槽25，所述散热导槽一侧连接进水管26，另一侧连接出水管27，所述进水管上装有水泵28，所述进水管的末端装有储水罐29，所述进水管位于水泵的后端的部分还连接有侧通管30，所述侧通管上装有水流驱动结构31，所述水流驱动结构包括固定壳32，所述固定壳上装有可转动的转轴33，所述转轴上装有多个叶片34，所述侧通管内水流的运动用于推动叶片运动并驱动转轴转动。所述气体收集罩中心设有便于阴极纯铁棒穿过的安装孔35，所述气体收集罩的侧壁上开设有气体收集孔36，所述气体收集孔内设有连接片37，所述转轴伸入气体收集孔中，并活动连接连接片，所述气体收集孔连接气体收集管38，所述气体收集管的末端连接有气体收集罐39，所述转轴伸入气体收集孔的部分装有抽气叶片40，所述抽气叶片转动抽取废气进入气体收集罐。

所述固定壳的内侧壁设有限位槽41，所述限位槽内安装有自动限位块 42，所述限位槽的底部设有记忆金属制成的形变弧片43，所述形变弧片通过导热弹簧44连接自动限位块，所述自动限位块包括导热柱45，所述导热柱的周围包围有储气囊46，所述储气囊内填充有压缩的氦气，所述储气囊的底部通过通气孔47连通限位槽的底部区域。所述限位槽的侧壁设有外接横杆50，所述外接横杆两端装有弹性球体51。

本实施例实施时，侧通管内流水的温度随着电解槽的工作，温度上升，当侧通管内流水的温度高于形变弧片的变态温度，形变弧片向限位槽的底部一侧偏转，并带动自动限位块向限位槽的底部移动，使得自动限位块脱离叶片，而允许叶片转动，叶片运动并驱动转轴转动，进而带动抽气叶片转动，储气囊起着缓冲避免限位块损坏叶片，当限位块向限位槽的底部一侧移动使得弹性球体堵住通气孔，使得储气囊中气压并不会进一步增大，使得储气囊与限位槽之间的摩擦力不会进一步增大，使得限位块能够顺畅。

因实现了只有电解槽工作的时间较长导致侧通管内流水热量积聚，导致温度上升，才会接触限制，推动抽气叶片工作，而自动收集气体，不需要人工手动控制，节约了能源。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此即限制本发明的专利保护范围，凡是运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种稀土合金电解阴极多功能一体自控装置，其特征在于，包括：主体结构、控制单元和电解槽；所述主体结构包括立柱管和侧管；所述立柱管和侧管顶部装有上固定结构；上固定结构上装有第一驱动组件，所述第一驱动组件传动连接有竖直布置的转动杆；所述转动杆的底部装有活动架，所述立柱管和侧管底部安装在活动架上；所述第一驱动组件用于驱动活动架上下移动，所述活动架上装有第二驱动组件，所述第二驱动组件末端装有阴材夹持器，所述第二驱动组件用于紧固夹持阴材夹持器，所述控制单元用于电性连接第一驱动组件和第二驱动组件，并控制第一驱动组件和第二驱动组件的工作，所述电解槽的内侧底部设有镅锅；所述第二驱动组件包括第一固定板、第二固定板、横板和推杆结构，所述立柱管和转动杆向下穿过第一固定板连接第二固定板，所述第一固定板一侧开设有侧槽，所述横板穿过侧槽；所述推杆结构括导电夹持座丶连接杆和锁紧气缸，所述锁紧气缸安装在横板，所述锁紧气缸的输出端连接有连接杆，所述连接杆的末端装有导电夹持座；所述第二固定板一端装有第三驱动组件；

所述电解槽的正上方装有倒锥形的气体收集罩，所述电解槽的侧壁内设有散热导槽，所述散热导槽一侧连接进水管，另一侧连接出水管，所述进水管上装有水泵，所述进水管的末端装有储水罐，所述进水管位于水泵的后端的部分还连接有侧通管，所述侧通管上装有水流驱动结构，所述水流驱动结构包括固定壳，所述固定壳上装有可转动的转轴，所述转轴上装有多个叶片，所述侧通管内水流的运动用于推动叶片运动并驱动转轴转动；所述气体收集罩中心设有便于阴极纯铁棒穿过的安装孔，所述气体收集罩的侧壁上开设有气体收集孔，所述气体收集孔内设有连接片，所述转轴伸入气体收集孔中，并活动连接连接片，所述气体收集孔连接气体收集管，所述气体收集管的末端连接有气体收集罐，所述转轴伸入气体收集孔的部分装有抽气叶片，所述抽气叶片转动抽取废气进入气体收集罐；

所述固定壳的内侧壁设有限位槽，所述限位槽内安装有自动限位块 ，所述限位槽的底部设有记忆金属制成的形变弧片，所述形变弧片通过导热弹簧连接自动限位块，所述自动限位块包括导热柱，所述导热柱的周围包围有储气囊，所述储气囊内填充有压缩的氦气，所述储气囊的底部通过通气孔连通限位槽的底部区域；所述限位槽的侧壁设有外接横杆，所述外接横杆两端装有弹性球体。

2.如权利要求1所述的一种稀土合金电解阴极多功能一体自控装置，其特征在于，所述第一驱动组件采用驱动电机。

3.如权利要求2所述的一种稀土合金电解阴极多功能一体自控装置，其特征在于，所述第二固定板下部装有第三固定板，所述立柱管底端穿过第二固定板连接第三固定板，所述第三驱动组件底部通过支撑件连接第三固定板。

4.如权利要求3所述的一种稀土合金电解阴极多功能一体自控装置，其特征在于，靠近第二驱动组件的所述横板一侧设有下连接板，所述下连接板的底部设有角度调整座转移组件，所述角度调整座转移组件外部驱动结构。

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