CN116512441A - 一种铝电解炭块弧面铣组件及清理装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于电解法生产、回收或精炼金属设备（C25C），同时涉及磨削装置领域（B24B），公开一种铝电解炭块弧面铣组件及清理装置，在铝电解炭块弧面铣组件的基础上，还包括支撑架体，滑移架与支撑架体形成纵向滑动连接，在支撑架体上设有第三驱动源，第三驱动源用于驱动横行轨、辅助横轨进行纵向移动；在高位横行轨上安装第四驱动源，第四驱动源用于驱动承载体发生旋转；本发明解决现有技术中人工对阳极炭块弧面上板结粘连层进行清理时难度大的难题。

Description

一种铝电解炭块弧面铣组件及清理装置

技术领域

本发明涉及电解法生产、回收或精炼金属设备（C25C），同时涉及磨削装置领域（B24B），涉及一种铝电解炭块弧面铣组件及清理装置。

背景技术

现有技术中，铝用炭极分为阳极炭块、阴极炭块两种，阳极炭块、阴极炭块通常是用在电解槽的阳极端、阴极端；其中，随着电解铝行业的日益发展，在将阳、阴极炭块作为消耗品时，对阳、阴极炭块的物理性能、外观质量等要求越来越高；具体的，阳极炭块作为阳极的一部分，在使用时，首先需要将阳极安装于电解槽的上部，强大的直流电(60-500kA)通过阳极导入电解槽中，阳极炭块底部接触槽中熔融电解液发生分解氧化反应，所以阳极炭块的品质将直接影响到电解铝产品质量；在制备生产阳极炭块时，首先将煅后焦、沥青等原料在高温环境下振动挤压成型，然后将成型后的阳极炭块生块进行焙烧得到阳极炭块初成品。

阳极炭块在焙烧工艺生产过程中，阳极炭块内沥青等其他挥发成分、填充料受到高温后会发生板结粘连问题，且形成于阳极炭块表面的板结粘连层强度硬度较高、与阳极炭块连接致密，出炉后需对阳极炭块表面的粘连层进行清理。

但是，在实际对阳极炭块表面进行清理过程中，参考图1，示出阳极炭块的立体结构示意图，从图中可以看出，阳极炭块的弧面为图1中示出的A，目前现有技术通常使用人工方式对弧面的板结粘连层进行手动清理，清理难度较大，工作效率低。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种铝电解炭块弧面铣组件及清理装置，解决现有技术中人工对阳极炭块弧面上板结粘连层进行清理时难度大的难题。

第一方面，本发明公开了一种铝电解炭块弧面铣组件，包括滑移架，滑移架上设有弧面铣机构，弧面铣机构的多叶刮体与阳极炭块的弧面相贴合；通过第一驱动源、第二驱动源向多叶刮体传递动力，使多叶刮体发生横移、旋转动作，用于对阳极炭块的弧面产生横移、旋转摩擦。

作为对滑移架、弧面铣机构的进一步限定：滑移架包括两横行轨，两横行轨平行、高低错位延伸，两横行轨上设有弧面铣机构；其中，弧面铣机构包括承载体，承载体上设有至少一个加强筋，承载体的一侧设有多叶刮体，多叶刮体与加强筋形成转动连接；承载体与两横行轨通过移动轮座滑动连接。

作为对多叶刮体的进一步限定：多叶刮体上形成有至少一楞叶，且楞叶用于和阳极炭块的弧面相吻合。

作为对铝电解炭块弧面铣组件的第一种优化方案：承载体一侧与相邻移动轮座上转动座形成铰接，该移动轮座上设有翻转驱动源，翻转驱动源用于带动承载体进行翻转。

作为对铝电解炭块弧面铣组件的第二种优化方案：铝电解炭块弧面铣组件还包括牵拉联动机构，牵拉联动机构连接在弧面铣机构的承载板上，多叶刮体向远离阳极炭块的方向移动时，联动牵拉联动机构对阳极炭块弧面进行纵向摩擦。

作为对铝电解炭块弧面铣组件的第三种优化方案：加强筋的上下表面与承载体上对应连接孔间隙配合；第一驱动源输出轴与承载体上对应连接孔间隙配合。

第二方面，本发明公开了一种清理装置，在铝电解炭块弧面铣组件的基础上，还包括支撑架体，滑移架与支撑架体形成纵向滑动连接，在支撑架体上设有第三驱动源，第三驱动源用于驱动横行轨、辅助横轨进行纵向移动；在高位横行轨上安装第四驱动源，第四驱动源用于驱动承载体发生旋转。

作为对清理装置的进一步限定：铝电解炭块弧面铣组件下方设有顶升组件，顶升组件的前后两侧分别设有运输皮带机。

本发明的有益效果在于：

本发明相较于现有技术，以机械、自动的方式替代传统的手工刮除方式，省时省力，工作效率高，降低对阳极炭块弧面的板结粘连层清理难度。

附图说明

图1为阳极炭块的立体结构示意图。

图2为铝电解炭块弧面铣组件的立体结构示意图。

图3为弧面铣机构的局部结构示意图。

图4为弧面铣机构的局部结构示意图。

图5为牵拉联动机构的安装结构示意图。

图6为牵拉联动机构的立体结构示意图。

图7为清理装置的整体结构示意图。

图8为清理装置的使用状态图。

图中，滑移架1、横行轨101、辅助横轨102、弧面铣机构2、承载体201、加强筋202、多叶刮体203、第一驱动源204、移动轮座205、楞叶3、水平面段301、弧形面段302、角度槽段303、斜平面4、弧边缘5、棱边6、翻转驱动源7、牵拉联动机构8、变向体801、滑体802、限位体803、环套体803.1、连接体803.2、斜向延伸槽9、支撑架体10、连接筋11、第四驱动源12、顶升组件13、运输皮带机14。

实施方式

为了清楚的理解本申请技术方案，下面将结合具体实施例和附图对本申请提供的一种铝电解炭块弧面铣组件及清理装置进行详细说明。

以下实施例中所使用的术语只是为了描述特定实施例的目的，而并非旨在作为对本申请的限制。如在本申请的说明书和所附权利要求书中所使用的那样，单数表达形式“一个”、“一种”、“上述”、“该”和“这一”旨在也包括例如“一个或多个”这种表达形式，除非其上下文中明确地有相反指示。还应当理解，在本申请以下各实施例中，“至少一个”、“一个或多个”是指一个、两个或两个以上。

在本说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“一个实施例”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。

实施例1

本实施例提供了一种铝电解炭块弧面铣组件，参考图2，示出的是铝电解炭块弧面铣组件的立体结构示意图，从图中可以看出，包括滑移架1，滑移架1由两横行轨101组成，两横行轨101平行、错位设置，且其中一横行轨101高于另一横行轨101；两横行轨101的上方悬空设有弧面铣机构2，并结合图3（图3示出弧面铣机构2的局部结构示意图），弧面铣机构2包括承载体201，该承载体201的形状呈L形，承载体201的表面上间隔连接有两加强筋202；承载体201的内侧、两加强筋202之间设有多叶刮体203，多叶刮体203呈倾斜设置，多叶刮体203的两端缘分别与相邻侧的加强筋202形成转动连接；承载体201上连接有第一驱动源204（本实施例直接使用马达），第一驱动源204的输出轴与多叶刮体203的相邻端缘形成联接，第一驱动源204产生的动力用于驱动多叶刮体203进行转动；承载体201与两横行轨101通过移动轮座205形成滑动连接；多叶刮体203的表面可用于与阳极炭块的弧面相贴合，多叶刮体203在同步发生横移动作、旋转动作时，能够对阳极弧面的板结粘连层进行多点位连续刮除作业及同点位高效刮除作业。

铝电解炭块弧面铣组件的工作原理：第一步，将多叶刮体203的表面贴合在阳极炭块的弧面上；第二步，在外部推动力的作用下（可以直接选择电动推杠，即第二驱动源，或者其他能够使移动轮座205发生横移动作的驱动源，图中并未示出），两移动轮座205沿图2中x方向发生同步移动，此时多叶刮体203发生横移动作；与此同时，启动第一驱动源204，第一驱动源204带动多叶刮体203发生旋转动作；多叶刮体203在同步发生横移、旋转动作时对阳极炭块弧面的板结粘连层进行刮除，横移的作用是为了将阳极炭块弧面不同点位的板结粘连层实现连续刮除，旋转的作用是为了将同一点位的板结粘连层进行高效刮除。本发明相较于现有技术，以机械、自动的方式替代传统的手工刮除方式，省时省力，工作效率高，降低对阳极炭块弧面的板结粘连层清理难度。

具体的，继续参见图2，多叶刮体203上形成有4瓣楞叶3，楞叶3依次由水平面段301、弧形面段302、角度槽段303三部分构成，水平面段301、弧形面段302、角度槽段303之间依次形成一体连接；从图1中可以看出，A处所指的弧面由斜平面4、弧边缘5、棱边6三部分组成，水平面段301、弧形面段302、角度槽段303分别与斜平面4、弧边缘5、棱边6相吻合；本发明通过对楞叶3的特殊优化设计，进一步保证将阳极炭块弧面的板结粘连层进行彻底清理。

具体的，继续参见图2，移动轮座205主要包括座体，座体的左右两侧分别联接有一排轮体，横移轨放置于两排轮体的间隙内，两排轮体的间隙既可以用于对移动轮座205自身进行限位，同时两排轮体的设置也便于移动轮座205自身的能够快速移动。

进一步，在阳极炭块的摆放位置发生变化或不需要与阳极炭块接触时，此时需要将弧面铣机构2的多叶刮体203抬起或放下；为此，参考图4，示出的弧面铣机构2的局部结构示意图，从图中可以看出，承载体201的一侧与相邻的移动轮座205上转动座形成铰接，并在该移动轮座205上连接有翻转驱动源7（直接选用马达或者其他与马达功能等同的翻转驱动源7），在翻转驱动源7的带动下，承载体201上的多叶刮体203可以发生翻转；当然，多叶刮体203在翻转时，承载体201的另一侧的移动轮座205与相邻的横移轨是处于脱离状态的。

实施例2

通过多叶刮体203对阳极炭块的弧面进行横移、旋转刮料时，在极少的情况下，板结粘连层的形状会呈现条状并沿纵向延伸（参见图1，可以示出分布在阳极炭块上的条状、横向延伸的板结粘连层），继续利用横移的多叶刮体203对条状板结粘连层进行清理，可能存在对条状板结粘连层刮除不彻底的情况出现；为此，本发明与实施例1的区别在于：本实施例还进一步设计有一种牵拉联动机构8，参考图5，示出的是牵拉联动机构8的安装结构示意图，从图中可以看出，牵拉联动机构8固定连接在承载板上，牵拉联动机构8的输出端（输入端与输出端为同一个）与多叶刮体203的相邻端缘联接；承载板与加强筋202之间的连接关系为可竖向滑动连接，第一驱动源204的输出轴与承载板的连接关系为可竖向滑动连接，第一驱动源204的输出轴与多叶刮体203的相邻端缘之间的连接关系为可伸缩连接。在外力的推动下（外力的来源：在特殊情况下，多叶刮体203经过条状板结粘连层的表面时，条状板结粘连层可以将多叶刮体203顶起），多叶刮体203向远离阳极炭块的方向（z方向）移动；多叶刮体203在沿z方向移动时，联动牵拉联动机构8同样沿z方向进行移动，牵拉联动机构8在移动时再次联动多叶刮体203进行纵向移动（y方向）。

具体的，参考图6，示出牵拉联动机构8的立体结构示意图，从图中可以看出，牵拉联动机构8包括变向体801，变向体801与承载板固定，承载板上可竖向（z向）滑动的套接有滑体802，滑体802上设有限位体803；其中，限位体803由环套体803.1和连接体803.2两部分构成，环套体803.1与连接体803.2一体成型连接，环套体803.1与多叶刮体203的相邻端缘形成转动连接，连接体803.2与滑体802形成可纵向（y向）滑动连接；变向体801上形成有斜向延伸槽9，连接体803.2的凸出端与斜向延伸槽9形成滑动连接；连接体803.2在变向体801上沿竖向（z向）上方移动时，由于滑体802、斜向延伸槽9的共同限位，连接体803.2在滑体802上沿纵向（y向）发生移动。注：连接体803.2带动环套体803.1移动时，环套体803.1相应带动多叶刮体203移动，由于环套体803.1、多叶刮体203摩擦力小的缘故，环套体803.1并不会阻碍多叶刮体203的旋转动作。

牵拉联动机构8的立体结构的工作原理：首先，多叶刮体203以横移、旋转方式对阳极炭块进行清理过程中，若出现横向分布条状板结粘连层与多叶刮体203接触时，此时会出现多叶刮体203将多叶刮体203进行顶起的现象；然后，参见图5，多叶刮体203移动时带动两加强筋202及环套体803.1（连接体803.2）沿竖向（z向）移动，继续参见图6，连接体803.2在沿竖向（z向）移动时会同时受到滑体802、斜向延伸槽9的限位，驱使连接体803.2、环套体803.1沿纵向（y向）发生移动；最后，环套体803.1带动多叶刮体203沿纵向（y向）移动，进而实现对阳极炭块表面横向分布的条状板结粘连层进行刮除。

本发明的多叶刮体203不仅具备旋转、横移功能，在结合牵拉联动机构8的情况下，使多叶刮体203同时还兼具有纵向移动功能，本发明通过在横向、纵向、旋转三个自由度方向实现对阳极炭块表面的条状板结粘连层进行刮除，相较于现有技术，使阳极炭块表面清理更加彻底；另一方面，为牵拉联动机构8提供启动力的即阳极炭块表面的条状板结粘连层，通过自身的体积驱使牵拉联动机构8发生联动，并将自身实现清理；且无需再另行设置驱动源，在一定程度上节省了能源的消耗。

进一步，条状板结粘连层将承载体201、多叶刮体203顶起时，可能由于条状板结粘连层与多叶刮体203接触时角度不同的原因，多叶刮体203会发生细微偏移，此时可能会导致加强筋202、第一驱动源204输出轴与承载板上对应的连接孔出现卡死现象；为此，如图3、图6中所示，加强筋202的上下表面与对应连接孔的相邻侧为1cm，第一驱动源204输出轴与对应连接孔的相邻侧为1cm；值得注意的是，加强筋202及第一驱动源204输出轴的偏移量均较小，因此，并不会影响限位体803在滑体802、变向体801上进行移动。

进一步，在两加强筋202与多叶刮体203的连接处设有弹性部件，用于使多叶刮体203在纵向自由度上能够实现缓冲移动；在第一驱动源204输出轴、承载体201的连接处或（和）加强筋202、移动轮座205的连接处设有弹性部件，用于使多叶刮体203在竖向自由度上能够实现缓冲移动；具体的，弹性部件可以直接使用弹簧，或者其他代替弹簧的其他弹性部件，此处不再赘述。

实施例3

本实施例提供了一种清理装置，参考图7，示出的是清理装置的整体结构示意图，从图中可以看出，除包括实施例1、实施例2的全部技术方案，还包括支撑架体10，两横行轨101的一侧增设有辅助横轨102，两横行轨101与辅助横轨102共同构成新的滑移架1，辅助横轨102与两横行轨101的结构相同，两横行轨101、辅助横轨102的横截面呈现三个分散分布的点面，相邻两点面连接后可以形成等腰三角形构型；两横行轨101、辅助横轨102的两侧分别通过T型连接筋11固接；处于高位的横行轨101以及处于低位的横行轨101、辅助横轨102分别与支撑架体10顶部、支撑架体10中部的左右两侧形成纵向滑动连接（沿y向移动）；处于高位的横行轨101长于处于低位的横行轨101、辅助横轨102的长度，处于低位的横行轨101、辅助横轨102的长度短于支撑架体10两端缘之间的横向距离；在支撑架体10上设有第三驱动源，第三驱动源用于驱动横行轨101、辅助横轨102进行纵向移动；具体的，第三驱动源可以直接使用市面上可以购买到的电动伸缩缸或与电动伸缩缸的结构、功能相同的其他部件，电动伸缩缸在图中并未示出。

其中，在高位横行轨101上安装第四驱动源12，第四驱动源12用于驱动承载体201发生旋转；具体的，参见图8，第四驱动源12包括电机，电机安装在高位的移动轮座205上，电机的输出轴通过皮带与高位移动轮座205上的转动座进行联接，转动座与承载体201铰接。

清理装置的工作原理：第一步，参见图7，首先，两移动轮座205与处在高、低位的两横行轨101分别进行横向滑动连接，启动翻转驱动源7、并通过翻转驱动源7调整多叶刮体203的角度，以便使多叶刮体203与阳极炭块的一侧弧面相适应；然后，启动第二驱动源，通过第二驱动源牵引多叶刮体203在x轴方向进行移动，以便对阳极炭块的一侧弧面进行刮除。

第二步，当阳极炭块的一侧弧面刮除干净后，首先，启动第三驱动源，通过第三驱动源推动横行轨101、辅助横轨102沿y轴方向进行移动，参考图8，示出的是清理装置的使用状态图，从图中可以看出，直至将低位横行轨101及移轮座移出支撑架体10的外侧，停止第三驱动源、并再次启动第二驱动源，通过第二驱动源将移轮座从低位横行轨101上脱离（此时，另一移轮座依然在高位横行轨101上）；然后，启动第四驱动源12，利用第四驱动源12使承载体201及上方的多叶刮体203发生180°旋转；最后，再次利用第三驱动源沿y轴反向将辅助横轨102及移轮座移出支撑架体10的另一外侧，启动第二驱动源并将下方的移轮座滑上辅助横轨102上；使用与上述清理阳极炭块一侧弧面相同的原理，继续对阳极炭块另一侧弧面进行清理。本实施例相较于单弧面的清理方式，双弧面的清理方式清理更加高效、便捷、彻底；同时，无需改变阳极炭块的位置即可能够对双弧面进行清理，提高工作效率。

进一步，参见图8，在铝电解炭块弧面铣组件下方设置顶升组件13，顶升组件13的前后两侧分别放置有运输皮带机14。在阳极炭块从前侧运输皮带机14运至顶升组件13时，顶升组件13与前后侧运输皮带机14上表面齐平，在运输至顶升组件13表面时，启动顶升组件13，通过顶升组件13将阳极炭块提升至与多叶刮体203相对的位置；在阳极炭块刮除完毕后，再次利用顶升组件13将阳极炭块下降至与前后侧运输皮带机14上表面齐平，并用后侧运输皮带机14将阳极炭块运至指定位置（阳极炭块移动至后侧运输皮带机14时，需要借助其他外力，此处不再赘述）。

Claims (8)

1.一种铝电解炭块弧面铣组件，其特征在于：包括滑移架（1），滑移架（1）上设有弧面铣机构（2），弧面铣机构（2）的多叶刮体（203）与阳极炭块的弧面相贴合；通过第一驱动源（204）、第二驱动源向多叶刮体（203）传递动力，使多叶刮体（203）发生横移、旋转动作，用于对阳极炭块的弧面产生横移、旋转摩擦。

2.根据权利要求1所述的铝电解炭块弧面铣组件，其特征在于：滑移架（1）包括两横行轨（101），两横行轨（101）平行、高低错位延伸，两横行轨（101）上设有弧面铣机构（2）；其中，弧面铣机构（2）包括承载体（201），承载体（201）上设有至少一个加强筋（202），承载体（201）的一侧设有多叶刮体（203），多叶刮体（203）与加强筋（202）形成转动连接；承载体（201）与两横行轨（101）通过移动轮座（205）滑动连接。

3.根据权利要求1所述的铝电解炭块弧面铣组件，其特征在于：多叶刮体（203）上形成有至少一楞叶（3），且楞叶（3）用于和阳极炭块的弧面相吻合。

4.根据权利要求2所述的铝电解炭块弧面铣组件，其特征在于：承载体（201）一侧与相邻移动轮座（205）上转动座形成铰接，该移动轮座（205）上设有翻转驱动源（7），翻转驱动源（7）用于带动承载体（201）进行翻转。

5.根据权利要求1所述的铝电解炭块弧面铣组件，其特征在于：还包括牵拉联动机构（8），牵拉联动机构（8）连接在弧面铣机构（2）的承载板上，多叶刮体（203）向远离阳极炭块的方向移动时，联动牵拉联动机构（8）对阳极炭块弧面进行纵向摩擦。

6.根据权利要求5所述的铝电解炭块弧面铣组件，其特征在于：加强筋（202）的上下表面与承载体（201）上对应连接孔间隙配合；第一驱动源（204）输出轴与承载体（201）上对应连接孔间隙配合。

7.一种清理装置，其特征在于：包括权利要求1所述的铝电解炭块弧面铣组件，还包括支撑架体（10），滑移架（1）与支撑架体（10）形成纵向滑动连接，在支撑架体（10）上设有第三驱动源，第三驱动源用于驱动横行轨（101）、辅助横轨（102）进行纵向移动；在高位横行轨（101）上安装第四驱动源（12），第四驱动源（12）用于驱动承载体（201）发生旋转。

8.根据权利要求7所述的清理装置，其特征在于：铝电解炭块弧面铣组件下方设有顶升组件（13），顶升组件（13）的前后两侧分别设有运输皮带机（14）。