CN203668425U - 一种罐清理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种罐清理装置，用于对待清理的罐进行清理。所述罐清理装置包括：底座，作为罐清理装置的基础支撑件，设置在罐清理装置的最下部；喷枪驱动装置，安装在底座上并具有多个运动自由度，喷枪驱动装置包括在底座上竖直地布置的喷枪升降驱动装置、在喷枪升降驱动装置上水平地布置的喷枪伸缩驱动装置、布置在喷枪伸缩驱动装置的端部的喷枪旋转驱动装置、以及在底座上竖直地布置并连接到喷枪升降驱动装置的喷枪摆动驱动装置；喷射超音速气流的喷枪，安装在喷枪驱动装置上。可以利用高压氧气产生超音速射流和氧气与残铁反应来高效快速地清理粘着或凝固在罐内的残渣残液，该罐清理装置安全可靠、操作方便、清渣效率高。

Description

一种罐清理装置

技术领域

本实用新型属于冶金机械设备领域，涉及一种罐清理装置，尤其涉及一种用于铁水罐、钢包罐、渣罐等的罐清理装置。

背景技术

目前，在钢铁行业中，大量使用各种型号的铁水罐、钢包罐、渣罐等。在铁水罐、钢包罐、渣罐等的使用过程中，在罐口和罐壁上难免会粘有大量的残渣残液，或者在罐底积有凝固的残渣残液。这些残渣残液清理起来极为困难。在日常的生产过程中，基本依靠人工吹氧切割对这些残渣残液进行清理。然而这种清理方式存在如下缺点：工人劳动强度非常大且危险程度高；由于人工操作的喷吹氧气量较小且氧气压力低，导致喷吹氧气出口的动能小，因此当粘着或凝固的残渣残液的量较大时，不能将较大的钢渣块切割下来或者切割时间较长，反而增加工人的劳动强度和危险性。

实用新型内容

为了克服目前人工吹氧切割的清理方式所存在的上述缺点，本实用新型提供一种罐清理装置，该罐清理装置可以利用高压氧气产生超音速射流来高效快速地清理粘着或凝固在铁水罐、钢包罐、渣罐等内的残渣残液，该罐清理装置安全可靠、操作方便、清渣效率高。

根据本实用新型，提供一种罐清理装置，用于对待清理的罐进行清理。所述罐清理装置包括：底座，作为罐清理装置的基础支撑件，设置在罐清理装置的最下部；喷枪驱动装置，安装在底座上并具有多个运动自由度，喷枪驱动装置包括在底座上竖直地布置的喷枪升降驱动装置、在喷枪升降驱动装置上水平地布置的喷枪伸缩驱动装置、布置在喷枪伸缩驱动装置的端部的喷枪旋转驱动装置、以及在底座上竖直地布置并连接到喷枪升降驱动装置的喷枪摆动驱动装置；喷射超音速气流的喷枪，安装在喷枪驱动装置上。

喷枪升降驱动装置包括导向筒、升降油缸和升降立柱，导向筒的下端面安装到底座，在导向筒的上端和下端的外周表面上布置升降油缸安装基座，升降油缸安装在升降油缸安装基座上，升降立柱布置在导向筒的上端面上并连接到升降油缸的活塞杆。喷枪伸缩驱动装置包括伸缩动力源和活动大臂，在导向筒的上端的外周表面上布置伸缩动力源安装基座，伸缩动力源安装在伸缩动力源安装基座上，活动大臂安装在升降立柱上并连接到伸缩动力源。喷枪旋转驱动装置包括旋转动力源和喷枪支架，旋转动力源安装在活动大臂上，喷枪支架的一端连接到旋转动力源，喷枪支架的另一端连接到喷枪。喷枪摆动驱动装置包括液压马达，液压马达安装在底座上，液压马达的轴上套齿轮，与布置在导向筒的下端的外周表面上的齿圈啮合。

在导向筒的上端的外周表面上，伸缩动力源安装基座与升降油缸安装基座彼此相面对地布置。在导向筒的上端面上安装升降立柱导轨，升降立柱支撑在升降立柱导轨上并沿着升降立柱导轨运动。

在升降立柱上安装活动大臂导轨，活动大臂支撑在活动大臂导轨上并沿着活动大臂导轨运动，活动大臂和伸缩动力源通过齿轮齿条彼此啮合。

液压马达和升降油缸关于导向筒的外周表面彼此相面对地布置。与升降油缸安装基座相比，齿圈更靠近底座。

喷枪形成为双层钢管结构，内部钢管用于输送气体，外部钢管套在内部钢管上用于输送冷却水。喷枪的喷嘴形成为拉瓦尔结构。

喷枪通过气体管道连接到供应高压气体的气源以及通过冷却水管连接到供应冷却水的水源。所述气体管道和冷却水管均是金属软管。

在喷枪支架上安装有保护套筒，在保护套筒的内部安装摄像头。

保护套筒的内部通过来自压缩空气气源的压缩空气进行冷却。

根据本实用新型的罐清理装置，可以利用高压氧气产生超音速射流和氧气与残铁反应来高效快速地清理粘着或凝固在罐内的残渣残液，该罐清理装置安全可靠、操作方便、清渣效率高。

附图说明

图1是根据本实用新型的罐清理装置的示意图。

具体实施方式

下面，参照附图详细描述根据本实用新型的罐清理装置。

如图1所示，根据本实用新型的罐清理装置包括底座1、喷枪驱动装置和喷枪2。

在详细描述罐清理装置之前，首先定义方向术语。从图1中看，升降方向指的是双向箭头A所示的方向（上下或竖直方向），伸缩方向指的是双向箭头B所示的方向（左右或水平方向），旋转方向指的是双向箭头C所示的方向，摆动方向指的是双向箭头D所示的方向。

底座1作为罐清理装置的基础支撑件，设置在罐清理装置的最下部，以支撑罐清理装置的其他元件（即，喷枪驱动装置和喷枪2）。当罐清理装置对待清理的罐执行清理作业时，罐清理装置通过底座1而固定地放置在待清理的罐内。

喷枪驱动装置安装在底座1上，具有多个运动自由度或者说被构造成进行多自由度运动（升降、伸缩、旋转、摆动）。当然，喷枪驱动装置的所述多个运动自由度可以顺序地或联动地实现（将在下面描述）。喷枪驱动装置包括在底座1上竖直地布置的喷枪升降驱动装置、在喷枪升降驱动装置上水平地布置的喷枪伸缩驱动装置、布置在喷枪伸缩驱动装置的端部的喷枪旋转驱动装置、以及在底座1上竖直地布置并连接到喷枪升降驱动装置以使喷枪升降驱动装置（及其关联的喷枪伸缩驱动装置、喷枪旋转驱动装置、喷枪）摆动的喷枪摆动驱动装置。

具体地说，喷枪升降驱动装置包括导向筒31、升降油缸32和升降立柱33。导向筒31的下端面安装到底座1，使得导向筒31竖直地布置或支撑在底座1上。在导向筒31的上端和下端的外周表面上布置升降油缸安装基座34（在图1中仅示出了位于导向筒31的下端的外周表面上的升降油缸安装基座34）。升降油缸32安装在升降油缸安装基座34上，使得升降油缸32与导向筒31的外周表面平行且与导向筒31的外周表面分隔开一定距离（例如10mm）。升降立柱33布置在导向筒31的上端面上并连接到升降油缸32的活塞杆，使得升降立柱33能够在升降油缸32的作用下沿着升降方向运动。这里，为了减轻工人的劳动强度，可以通过控制器控制电磁阀来改变升降油缸32的供油方向，而控制升降油缸32的活塞杆的运动，进而间接地控制升降立柱33沿着升降方向的运动。在这种情况下，可以在导向筒31的上端面上安装升降立柱导轨（未示出），升降立柱33支撑在升降立柱导轨上并沿着升降立柱导轨竖直地运动。

喷枪伸缩驱动装置包括伸缩动力源41和活动大臂42。为了布置伸缩动力源41，在导向筒31的上端的外周表面上布置伸缩动力源安装基座35。伸缩动力源41安装在伸缩动力源安装基座35上，活动大臂42水平地布置或安装在升降立柱33上并连接到伸缩动力源41，使得活动大臂42能够在伸缩动力源41的作用下沿着伸缩方向运动。这里，为了减轻工人的劳动强度，可以通过控制器控制伸缩动力源41，为此伸缩动力源41优选的是变频电机或液压马达。在这种情况下，可以在升降立柱33上安装活动大臂导轨（未示出），活动大臂42支撑在活动大臂导轨上并沿着活动大臂导轨运动，活动大臂42和伸缩动力源41通过（例如）齿轮齿条彼此连接，以将伸缩动力源41的旋转运动转换成活动大臂42的直线运动，使得活动大臂42沿着活动大臂导轨水平地运动。本领域的技术人员容易理解的是，齿轮齿条的齿轮安装在伸缩动力源41（变频电机或液压马达的轴）上，齿轮齿条的齿条安装在活动大臂42的下表面上与齿轮啮合。另外，由于在导向筒31的上端的外周表面上布置了升降油缸安装基座34，所以在导向筒31的上端的外周表面上，伸缩动力源安装基座35与升降油缸安装基座34彼此相面对地布置。在图1中，由于导向筒31是圆柱形筒，所以伸缩动力源安装基座35与升降油缸安装基座34彼此径向面对地布置。

喷枪旋转驱动装置包括旋转动力源（未示出）和喷枪支架51。旋转动力源安装在活动大臂42上（具体地说，布置在活动大臂42的左端部），喷枪支架51的一端连接到旋转动力源，喷枪支架51的另一端连接到喷枪2。旋转动力源使喷枪支架51沿着旋转方向旋转，进而喷枪支架51带动喷枪2旋转。这里，为了减轻工人的劳动强度，可以通过控制器控制旋转动力源，为此旋转动力源优选的是变频电机或液压马达。在这种情况下，喷枪2通过喷枪支架51安装在旋转动力源（变频电机或液压马达的轴）上。

喷枪摆动驱动装置包括液压马达61。液压马达61竖直地布置或安装在底座1上，液压马达61的轴上套齿轮（未示出），与布置在导向筒31的下端的外周表面上的齿圈62啮合，以使升降立柱33摆动。在这种情况下，考虑到导向筒31的两侧的重量分布均匀，液压马达61和升降油缸32关于导向筒31的外周表面彼此相面对地布置。在图1中，由于导向筒31是圆柱形筒，所以液压马达61和升降油缸32彼此径向面对地布置。此时，还可在底座1与导向筒31的下端面中靠近升降油缸安装基座34的那一部分之间布置铰链（未示出）。另外，布置在导向筒31的下端的外周表面上的升降油缸安装基座34和齿圈62彼此分开（例如，50mm）以不发生干涉，且与升降油缸安装基座34相比，齿圈62更靠近底座1。这样，在液压马达61和齿圈62的作用下使得导向筒31摆动（具体如何实现摆动是本领域的基本设计知识，在此不再重复描述）。这里，为了减轻工人的劳动强度，可以通过控制器控制电磁阀来改变液压马达61的供油方向，而控制液压马达61的旋转运动，进而间接地控制导向筒31沿着摆动方向的运动。

如上所述，喷枪2安装在喷枪驱动装置上（具体地说，安装在喷枪支架51的端部进而安装在旋转动力源（变频电机或液压马达的轴）上），因此，喷枪2被喷枪驱动装置带动而进行多自由度运动（升降、伸缩、旋转、摆动），这样方便清理罐内壁。为了高效地清理粘着或凝固在罐内壁上的残渣残液，要求从喷枪2喷出的气体具有一定的压力且达到一定的速度。另外，由于喷枪2超音速喷射气体，所以喷枪2极容易发热，而这要求喷枪2得到较好的冷却效果。为此，喷枪2形成为多层（例如双层）钢管结构，内部钢管用于输送气体，外部钢管套在内部钢管上用于输送冷却水。另外，喷枪2的喷嘴形成为拉瓦尔结构，安装在内部钢管的端部。

因此，气体经过喷枪2的喷嘴之后形成超音速射流以对残渣残铁进行切割。这里，气体可以是与残渣残液化学反应而使残渣残液与罐内壁分离的气体（例如，氧气）。此时，喷枪2形成为纯氧超音速切割喷枪，超音速气流从喷枪2的拉瓦尔喷嘴喷射出来。喷枪2通过气体管道（未示出）连接到供应高压氧气的气源（未示出，例如制氧站）。当然，为了使气体管道输送高压氧气和承受高压氧气的作用压力并且不干扰喷枪2的旋转，气体管道应该具有足够的强度且柔软，因此气体管道可以是金属软管（例如，铝制软管）。这样，高压氧气从喷枪2的喷嘴超音速喷射到罐内壁，以冲掉粘着或凝固在罐内壁上的残渣残液或者与残渣残液化学反应而使残渣残液与罐内壁分离，同时还可以增加超音速氧气射流的扫射面积。

另外，喷枪2通过冷却水管（未示出）连接到供应冷却水的水源（未示出，例如水泵）。与气体管道类似，冷却水管可以是金属软管（例如，铝制软管）。

此外，为了方便通过控制器控制喷枪驱动装置（升降油缸32，伸缩动力源41、旋转动力源、液压马达61）和喷枪2的运动以及观察罐内壁的清理效果，可以在喷枪2的枪管上安装摄像头。

为此，在喷枪支架51上安装保护套筒（未示出），在保护套筒的内部安装摄像头。操作人员可以根据摄像头拍摄画面对喷枪2的动作进行调整，避免直接面对罐而产生危险。由于保护套筒安装在喷枪支架51上，所以保护套筒受到从喷枪2传递到喷枪支架51的热的影响。在这种情况下，保护套筒的内部通过来自压缩空气气源（未示出，例如压气机，不同于上述的供应高压氧气的气源）的压缩空气进行冷却，以确保摄像头正常工作而不会受到喷枪2的热影响。

通过上面的描述清楚的是，可以通过控制器顺序地或联动地控制喷枪驱动装置（升降油缸32，伸缩动力源41、旋转动力源、液压马达61）进行多自由度运动，使得：（1）升降立柱33沿着升降方向升降，带动安装在升降立柱33上的伸缩电机41和活动大臂42及其关联的旋转电机、喷枪支架51和喷枪2升降；（2）活动大臂42沿着伸缩方向伸缩，带动安装在活动大臂42上的旋转电机及其关联的喷枪支架51和喷枪2伸缩；（3）喷枪支架51沿着旋转方向旋转，带动安装在喷枪支架51上的喷枪2旋转；（4）导向筒31沿着摆动方向摆动，带动与导向筒31关联的元件（升降立柱33、伸缩电机41、活动大臂42、旋转电机、喷枪支架51、喷枪2）摆动，由此使喷枪2运动到喷枪2的喷嘴对准罐内壁上粘着或凝固了残渣残液的区域。

在下文中，将参照图1描述根据本实用新型的罐清理装置的清理操作过程。

首先，将罐清理装置放置在待清理的罐内，使得罐清理装置通过底座1而固定地放置在待清理的罐内。这里，本领域技术人员容易想到的是，在底座1固定到待清理的罐时，即使升降油缸32使喷枪2沿着升降方向升高到最高位置，液压马达61使喷枪2沿着摆动方向向上摆动到最高位置，喷枪2也不会接触罐内壁。

接下来，通过喷枪驱动装置使喷枪2执行多自由度运动（升降、伸缩、旋转、摆动），使喷枪2运动到喷枪2的喷嘴对准罐内壁上粘着或凝固了残渣残液的区域（通过摄像头的观察而确定），以方便从喷枪2的喷嘴超音速喷射的高压氧气冲洗上述区域。

之后，使来自高压气源的氧气供应到喷枪2，从喷枪2的喷嘴超音速喷射到罐内壁，以清理罐内壁。

然后，在罐内壁的上述区域清理完成（通过摄像头的观察而确定）之后，再次通过喷枪驱动装置使喷枪2执行多自由度运动（升降、伸缩、旋转、摆动），以清理罐内壁的其他区域，直到完成整个罐内壁的清理。

在完成罐内壁的清理之后，可使喷枪2旋转至待机位置，然后从罐内取出罐清理装置。

根据本实用新型的罐清理装置可以利用高压氧气产生超音速射流来高效快速地清理粘着或凝固在罐内壁上的残渣残液，该罐清理装置安全可靠、操作方便、清渣效率高。

本实用新型不限于此，而是可进行各种变型。

Claims (9)

1.一种罐清理装置，用于对待清理的罐进行清理，其特征在于，所述罐清理装置包括：

底座，作为罐清理装置的基础支撑件，设置在罐清理装置的最下部；

喷枪驱动装置，安装在底座上并具有多个运动自由度，喷枪驱动装置包括在底座上竖直地布置的喷枪升降驱动装置、在喷枪升降驱动装置上水平地布置的喷枪伸缩驱动装置、布置在喷枪伸缩驱动装置的端部的喷枪旋转驱动装置、以及在底座上竖直地布置并连接到喷枪升降驱动装置的喷枪摆动驱动装置；

喷射超音速气流的喷枪，安装在喷枪驱动装置上。

2.根据权利要求1所述的罐清理装置，其特征在于，

喷枪升降驱动装置包括导向筒、升降油缸和升降立柱，导向筒的下端面安装到底座，在导向筒的上端和下端的外周表面上布置升降油缸安装基座，升降油缸安装在升降油缸安装基座上，升降立柱布置在导向筒的上端面上并连接到升降油缸的活塞杆，

喷枪伸缩驱动装置包括伸缩动力源和活动大臂，在导向筒的上端的外周表面上布置伸缩动力源安装基座，伸缩动力源安装在伸缩动力源安装基座上，活动大臂安装在升降立柱上并连接到伸缩动力源，

喷枪旋转驱动装置包括旋转动力源和喷枪支架，旋转动力源安装在活动大臂上，喷枪支架的一端连接到旋转动力源，喷枪支架的另一端连接到喷枪，

喷枪摆动驱动装置包括液压马达，液压马达安装在底座上，液压马达的轴上套齿轮，与布置在导向筒的下端的外周表面上的齿圈啮合。

3.根据权利要求2所述的罐清理装置，其特征在于，

在导向筒的上端的外周表面上，伸缩动力源安装基座与升降油缸安装基座彼此相面对地布置，

在导向筒的上端面上安装升降立柱导轨，升降立柱支撑在升降立柱导轨上并沿着升降立柱导轨运动。

4.根据权利要求3所述的罐清理装置，其特征在于，

在升降立柱上安装活动大臂导轨，活动大臂支撑在活动大臂导轨上并沿着活动大臂导轨运动，活动大臂和伸缩动力源通过齿轮齿条彼此啮合。

5.根据权利要求3所述的罐清理装置，其特征在于，

液压马达和升降油缸关于导向筒的外周表面彼此相面对地布置，

在导向筒的下端的外周表面上，与升降油缸安装基座相比，齿圈更靠近底座。

6.根据权利要求3所述的罐清理装置，其特征在于，

喷枪形成为双层钢管结构，内部钢管用于输送气体，外部钢管套在内部钢管上用于输送冷却水，

喷枪的喷嘴形成为拉瓦尔结构。

7.根据权利要求6所述的罐清理装置，其特征在于，

喷枪通过气体管道连接到供应高压气体的气源以及通过冷却水管连接到供应冷却水的水源，

所述气体管道和冷却水管均是金属软管。

8.根据权利要求6所述的罐清理装置，其特征在于，

在喷枪支架上安装有保护套筒，在保护套筒的内部安装摄像头。

9.根据权利要求8所述的罐清理装置，其特征在于，

保护套筒的内部通过来自压缩空气气源的压缩空气进行冷却。

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