CN205312468U - 电石出炉智能运输冷却系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电石炉出炉智能运输冷却系统。包括一个闭环式轨道系统、若干套链式传动装置、若干套石锅小车、若干套带机械锁紧装置的自动开闭模电石锅、一套自动化控制系统。轨道系统包含炉区轨道和冷却轨道，环绕电石炉布置，延伸至冷却区，冷却区轨道根据冷却所需时间及厂房大小适当布置，炉区轨道和冷却轨道形成一个闭环。所述的轨道系统的轨道上布置N列石锅小车，轨道系统的两个轨道中间正下方基础坑里布置M套传动装置，传动装置包含有减速电机、传动底座、联轴器、主动链轮、带张紧装置的被动链轮、传动链条、链条导向轨道，被动链轮通过传动链条与从动链轮形成一个闭环链结构。本实用新型结构简单，能够出炉、冷却、出锅过程全自动化、无人化操作，投资造价低，生产效率高。

Description

电石出炉智能运输冷却系统

技术领域

本实用新型涉及机械传输设备技术领域，具体涉及到电石出炉运输冷却系统。

背景技术

目前我国是世界上最大的电石生产国和消费国，国内电石炉的发展也日新月异，随着电石行业竞争的不断加剧，降低电石生产成本，如何提高电石市场竞争力也成为了电石行业的中心任务之一。电石出炉运输冷却系统作为电石生产的配套装置，该系统的运行可靠性、作业效率和使用成本高低直接影响到电石炉产能的发挥和电石生产成本的控制。目前，现有的电石炉出炉运输系统几乎还停留在传统的非闭环式运输冷却模式，用卷扬机钢丝绳牵引电石锅，在链条并行轨道上来回行走，出炉时靠人工观察和手动控制卷扬机，出炉完的电石锅运到冷却车间冷却后，通过专人配合起吊将电石从电石锅中吊起，之后通过另一端的卷扬机将空的电石锅牵引回出炉炉口下方进行下一轮电石出炉运输。

传统的非闭环式运输冷却模式存在很多弊端，自动化程度低、所需操作人员较多、需人工扳道岔、人工推备锅、人工装卸牵引用钢丝绳、人工卸料、出炉运输没有连续性、人工作业点多、导致生产效率低下。同时，裸露在外的牵引钢丝绳易受损坏，在没有及时发现并更换的情况下使用，钢丝绳断裂击伤操作人员的事故时有发生。

与本实用新型的技术相近的现有技术，“电石炉出炉小车运输系统”申请专利号为201420729135.7，存在下列问题：

炉区石锅小车易掉道，影响电石正常出炉：表现为石锅小车在转弯处易向轨道外侧或是向轨道内侧脱轨，小车无法前进或后退，在炉口未能及时堵住时造成电石溢流烧坏炉口下方的小车、轨道和传动减速机。

炉区三台传动减速机经常损坏：损坏形式为减速机被电石烧坏，减速机输出轴断裂。

开闭模损坏严重：损坏形式有开闭模支架弯曲变形，开闭模下支座槽钢变形，弹簧无法复位，开闭模小连杆与车架焊接处脱离，最终导致开闭模无法闭合到位，导致电石外流对电石炉出炉小车其它部件造成更严重的损坏。

车轮转向旋转轴弯曲或断裂：主要是侧面齿销传动产生不利小车齿销与扭矩输出齿轮啮合的侧向推力，同时入啮瞬间发生碰撞，产生更大的瞬间推力，导致靠传动侧车轮转向轴向一侧倾斜或直接断裂，小车行走不畅或无法行走。

炉区轨道损坏频繁，尤其是炉口下方的轨道：表现为轨道拱起或弯曲变形，导致轨面标高及轨距发生变化，影响小车正常通行，造成小车损坏。

自动检测装置行程开关极易损坏，由于行程开关未接触式控制，且布置不合理，导致行程开关损坏严重，最终整个运输冷却系统失去自动控制功能，操作很不方便。

为了消除传统电石出炉运输系统的弊端，需要研发一种自动化程度高、运行可靠、作业率高、使用运行成本低、投资造价低的电石炉出炉运输冷却系统，解决电石出炉运输冷却目前面临的难题。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述存在的不足，提供一种能够出炉、冷却、出锅过程全自动化、无人化操作，投资造价低，生产效率高的智能化轨道闭环式电石炉出炉运输冷却系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

电石炉出炉智能运输冷却系统,包括一个闭环式轨道系统、若干套链式传动装置、若干套石锅小车、若干套带机械锁紧装置的自动开闭模电石锅、一套自动化控制系统。轨道系统包含炉区轨道和冷却轨道，环绕电石炉布置，延伸至冷却区，冷却区轨道根据冷却所需时间及厂房大小适当布置，炉区轨道和冷却轨道形成一个闭环。轨道安装可根据用户需求，可直接安装于基础面上，也可以安装于高架轨道梁上。炉区轨道设置有石锅小车导向限位装置。冷却区直线段适当位置设有开模轨道和闭模轨道。所述的开模轨道为向下斜坡轨道，闭模轨道为向上斜坡轨道。所述的轨道系统的轨道上布置N列石锅小车，每列电石锅小车组由n台首尾特殊连接的石锅小车组成；轨道系统的两个轨道中间正下方基础坑里布置M套传动装置，传动装置驱动电石锅小车组在轨道系统上行走，传动装置的数量M与每列石锅小车的总长度L有关，确保每列石锅小车在任何位置均有两套传动装置同时驱动；所述的传动装置包含有减速电机、传动底座、联轴器、主动链轮、带张紧装置的被动链轮、传动链条、链条导向轨道，被动链轮通过传动链条与从动链轮形成一个闭环链结构，链条为三排链，侧边两排与主从动链轮啮合传动，中间一排与安装在每台石锅小车底部的从动半链轮啮合，从动半链轮设有禁止转动的止挡，只能在圆周正反两个转动方向转动一个齿节距包络的角度，起缓冲作用，链条与半链轮啮合将减速电机的输出扭矩转变为驱动石锅小车前进或后退的推拉力，实现石锅小车在轨道上平稳运行。

所述的石锅小车，在轨道系统上成组编制，每套智能运输冷却系统由N列石锅小车，列数N根据出炉周期及冷却循环周期确定，一般设计为N=5-7列，每列小车头尾之间保持有最少2米的安全距离。每列石锅小车由n台小车头尾特殊连接而成，数量n根据电石炉单次最大出炉量V（吨）与单个电石锅容量V1确定，具体为n=V/0.9V1的商数加1台。石锅小车车体为钢结构件，车轮组为可独立转向的万向轮，每台石锅小车正下方安装有两个半链轮传动装置，石锅小车车体上表面铺设了一层厚度50mm的耐火材料层，即使坐落于石锅小车上的电石锅底板出炉时被硅铁或电石烧穿，硅铁或电石被耐火材料层阻隔，耐火材料层起到隔热和保护石锅小车不被烧坏的作用。

在上述方案中，所述的带机械锁紧装置的自动开闭模电石锅由八块单独锅体外壳与一块底板由螺栓拼合而成，形状为上部大，下部小的倒梯形锥台式，最大限度地减少由于电石锅受热膨胀产生应力或发生变形造成电石锅局部炸裂，延长电石锅使用寿命。电石锅长边两侧壁对称设有两个缺口，自动开闭活动模块与这两个缺口配合。电石锅上的活动模块通过连杆机构与锅本体缺口下方锅侧壁上的支耳座形成回转副，出炉接料时，两个活动模块在活动模块关闭轨道的作用下向上旋转抬起闭合，与锅体紧密配合形成一个整体；当装满电石的石锅小车经过开模位置时，在活动模块打开轨道的配合作用下，活动模块绕回转轴向外侧下方旋转打开，卸料起吊夹钳从电石锅打开的缺口将锅内电石坨吊走实现卸料。为了防止活动模块在行进中自动打开，电石锅还设计有活动模块的机械锁紧装置，通过特设的机构作用，锁紧装置可以自动锁紧或打开。

在上述方案中，所述自动化控制系统硬件设施由每列电石锅小车位置检测装置、电源柜、PLC控制柜、机旁操作台、可控触摸监控显示屏、声光报警装置、无线遥感控制装置以及若干电缆电线组成。可控制系统中所有石锅小车同时前进或后退行走，也可以独立控制系统中任何一列石锅小车前进或后退行走。位置检测装置主要通过接近开关实现，接近开关安装在每套传动装置的前方和后方，每列小车的头车和尾车安装有感应板，当该列小车的头车（或尾车）靠近下一套传动装置前方（或后方）接近开关时，接近开关发出信号，该传动装置电机启动，同时读取该列小车编号，在监控显示屏上显示该列小车所处位置，小车编号可在程序中一次设定，也可以在可控触摸监控显示屏上自行输入；当该列小车的尾车（或头车）经过该转动装置，感应板接近该传动装置的后方（或前方）接近开关时，接近开关发出信号，该传动装置电机停止转动，同时在显示屏上将编码清零，表示该传动装置上没有石锅小车正在经过。传动装置前后接近开关的安装位置相互错开，与每列头尾车的感应板单独起作用。电源柜和PLC控制柜安装在指定的电控室内，机旁操作台安装在出炉口旁边的操作室内，一般生产只需一人在操作台操控即可，可控触摸监控显示屏安装在操作台上；声光报警装置安装在石锅小车轨道周围的厂房立柱上；无线遥感控制装置的信号发射器安装在石锅小车轨道周围的厂房立柱上，接收器安装在机旁操作台里，遥感信号实现该厂房内无死角安装，当操作模式切换到遥控模式时，通过遥控手柄可在轨道系统附近的任何位置控制任何一列石锅小车的启停。该系统还包含有基本的电机欠压、过流、过载保护装置，起到保护电机的作用。

本实用新型的原理是：轨道环绕电石炉出炉口延伸至冷却厂房形成一个整体闭环型，成列的石锅小车在轨道上布置，其中一列空锅始终在炉区围绕出炉口等待接料。在出炉工准备好出炉开始打开炉口前，需启动炉区等待的那列小车，将该列小车的第一口电石锅停在要出料的炉嘴下方，启动的同时，声光报警器响起发出出炉警报。其它小车在冷却区的轨道上等候。出炉装料时，需通过人工查看，第一口锅装满时启动该列小车，第二口锅开始接料，依次接料，直至一次出炉完成，这时将刚接满电石的整列小车开往冷却区自然冷却，如有需要，还可以设置鼓风装置，加速冷却速度。在接满料的小车开往冷却区后，将其运行后方的下一列空锅开往炉区炉口下方。在冷却区轨道的适当位置轨道两边布置了两段坡型活动模块打开轨道，装满电石的石锅小车在到达活动模块打开轨道前，活动模块的机械锁紧装置打开，石锅小车继续向前行走，经过活动模块打开轨道时，电石锅两侧对称的活动模块自行打开，让出锅内冷却后的电石坨起吊夹持位置，行车工操作行车利用专用夹具将锅内冷却凝固后的固体电石吊走，实现了电石锅不需离线即可卸料的功能。卸完电石的石锅小车继续往前行走，经过活动模块关闭轨道时，电石锅活动模块抬起闭合，组成完整的电石锅，此时设置在活动模块关闭轨道后方的拨杆拨动电石锅活动模块机械锁紧装置的拨杆，锁紧装置锁上，防止活动模块在接料前的行进中自行打开。每列石锅小车按顺序依次重复上述动作运行，实现了自动化控制的连续出炉接料。

本实用新型的有益效果在于：

本次实用新型设计，通过对现有技术方案存在问题的原因分析，实用新型了新的传动模式、新的带机械锁紧装置的自动开闭模电石锅、重新设计了石锅小车，让石锅小车的前后轴距更加合理，采取了万向轮的设计，石锅小车在轨道上更易转弯、重新实用新型设计了电石锅与石锅小车之间的结合方式、设计了新的控制装置。总之，本次实用新型设计的宗旨意在提升出炉运输冷却系统运行的可靠性、稳定性、提升设备的使用寿命、真正实现自动化控制。

附图说明

图1为本实用新型实施例总体布置图；

图2为本实用新型实施例多列小车整体结构图；

图3为本实用新型实施例单列小车整体结构图；

图4为本实用新型实施例传动装置结构图；

图5为本实用新型实施例单个小车结构图；

图6为本实用新型实施例单个小车活动模块工作原理图；

图中：1传动装置、2石锅小车、3轨道系统、4带机械锁紧装置的自动开闭模电石锅、

5石锅小车连接装置、6炉区小车导向限位装置、7活动模块打开轨道、8活动模块关闭轨道。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，对本实用新型作进一步的说明：

如图1至图6所示的电石炉出炉智能运输冷却系统包括一个闭环式轨道系统3、若干套链式传动装置1、若干套石锅小车2、若干套带机械锁紧装置的自动开闭模电石锅4、一套石锅小车连接装置5、一套炉区小车导向限位装置6、电石锅的活动模块打开轨道7、一套电石锅的活动模块关闭轨道8及一套图中未示出的自动化控制系统。如图1所示电石炉出炉智能运输冷却系统是在闭环轨道上布置多列石锅小车2，轨道3正下方布置多套传动装置1，其中炉区的传动装置1要尽量远离炉口安装，避免漏渣情况下将传动装置1烧坏。如图2和图4所示的传动装置1包含有减速电机、传动底座、联轴器、主动链轮、带张紧装置的被动链轮、传动链条、链条导向轨道，2个被动链轮通过传动链条与从动链轮形成一个三角形闭环链结构，链条为三排链，侧边两排与主从动链轮啮合传动，中间一排与安装在每台石锅小车2底部的从动半链轮啮合，从动半链轮设有禁止转动的止挡，只能在圆周正反两个转动方向转动一个齿节距包络的角度，起缓冲作用，链条与半链轮啮合将减速电机的输出扭矩转变为驱动石锅小车2前进或后退的推拉力，实现石锅小车2在轨道上平稳运行。每套智能运输冷却系统由N列石锅小车组，列数N根据出炉周期及冷却循环周期确定，一般设计为N=5-7列，每列小车头尾之间保持有最少2米的安全距离。每列石锅小车组由n台小车2头尾通过连接装置5连接而成，数量n根据电石炉单次最大出炉量V（吨）与单个电石锅容量V1确定，具体为n=V/0.9V1的商数加1台。石锅小车2车体为钢结构件，车轮组为可独立转向的万向轮，每台石锅小车2正下方安装有两个半链轮传动装置，石锅小车2车体上表面铺设了一层厚度约50mm的耐火材料层，即使坐落于石锅小车2上的电石锅底板出炉时被硅铁或电石烧穿，硅铁或电石被耐火材料层阻隔，耐火材料层起到隔热和保护石锅小车2不被烧坏的作用。带机械锁紧装置的自动开闭模电石锅4由八块单独锅体外壳与一块底板由螺栓拼合而成，形状为上部大，下部小的倒梯形锥台式，最大限度地减少由于电石锅受热膨胀产生应力或发生变形造成电石锅局部炸裂，延长电石锅的使用寿命。电石锅长边两侧壁对称设有两个缺口，自动开闭活动模块与这两个缺口配合。电石锅上的活动模块通过连杆机构与锅本体缺口下方锅侧壁上的支耳座形成回转副，出炉接料时，两个活动模块在活动模块关闭轨道8的作用下向上旋转抬起闭合，与锅体紧密配合形成一个整体；当装满电石的石锅小车经过开模位置时，在活动模块打开轨道7的配合作用下，活动模块绕回转轴向外侧下方旋转打开，卸料起吊夹钳从电石锅打开的缺口将锅内电石坨吊走实现卸料。为了防止活动模块在行进中自动打开，电石锅还设计有活动模块的机械锁紧装置，通过特设的机构作用，锁紧装置可以自动锁紧或打开。整个运输冷却系统的动作原理为，一列空锅始终在炉区围绕出炉口等待接料。在出炉工准备好出炉开始打开炉口前，需启动炉区等待的那列小车，将该列小车的第一口电石锅停在要出料的炉嘴下方，启动的同时，声光报警器响起发出出炉警报。其它小车在冷却区的轨道上等候。石锅小车2在炉区出炉装料时，炉区小车导向限位装置6起到导向和限位作用，防止石锅小车2在炉区脱轨。需通过人工查看，第一口锅装满时启动该列小车，第二口锅开始接料，分别依次接料，直至一次出炉完成，这时将刚接满电石的整列小车开往冷却区自然冷却，如有需要，还可以设置鼓风装置，加速冷却速度。在接满料的小车开往冷却区后，将其运行后方的下一列空锅开往炉区炉口下方。在冷却区轨道的适当位置轨道两边布置了两段坡型活动模块打开轨道7，装满电石的石锅小车在到达活动模块打开轨道7前，活动模块的机械锁紧装置打开，石锅小车继续向前行走，经过活动模块打开轨道7时，电石锅两侧对称的活动模块自行打开，让出锅内冷却后的电石坨起吊夹持位置，行车工操作行车利用专用夹具将锅内冷却凝固后的固体电石吊走，实现了电石锅不需离线即可卸料的功能。卸完电石的石锅小车继续往前行走，经过活动模块关闭轨道8时，电石锅活动模块抬起闭合，组成完整的电石锅，此时设置在活动模块关闭轨道8后方的拨杆拨动电石锅活动模块机械锁紧装置的拨杆，锁紧装置锁上，防止活动模块在接料前的行进中自行打开。每列石锅小车按顺序依次重复上述动作运行，实现了自动化控制的连续出炉接料。

以上说明仅为本实用新型的应用实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等效变化，仍属本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.电石出炉智能运输冷却系统,包括一个闭环式轨道系统、若干套链式传动装置、若干套石锅小车、若干套带机械锁紧装置的自动开闭模电石锅、一套自动化控制系统，其特征在于，所述的轨道系统包含炉区轨道和冷却轨道，环绕电石炉布置，炉区轨道和冷却轨道形成一个闭环；炉区轨道设置有石锅小车导向限位装置；冷却区直线段位置设有开模轨道和闭模轨道；所述的开模轨道为向下斜坡轨道，闭模轨道为向上斜坡轨道；所述的轨道系统的轨道上布置N列石锅小车，每列电石锅小车组由n台首尾特殊连接的石锅小车组成；轨道系统的两个轨道中间正下方基础坑里布置M套传动装置，传动装置驱动电石锅小车组在轨道系统上行走，传动装置的数量M与每列石锅小车的总长度L有关，确保每列石锅小车在任何位置均有两套传动装置同时驱动；所述的传动装置包含有减速电机、传动底座、联轴器、主动链轮、带张紧装置的被动链轮、传动链条、链条导向轨道，被动链轮通过传动链条与从动链轮形成一个闭环链结构，链条为三排链，侧边两排与主从动链轮啮合传动，中间一排与安装在每台石锅小车底部的从动半链轮啮合，从动半链轮设有禁止转动的止挡，只能在圆周正反两个转动方向转动一个齿节距包络的角度，起缓冲作用，链条与半链轮啮合将减速电机的输出扭矩转变为驱动石锅小车前进或后退的推拉力，实现石锅小车在轨道上平稳运行。

2.如权利要求1所述的电石出炉智能运输冷却系统，其特征在于，所述的石锅小车，在轨道系统上成组编制，每套智能运输冷却系统由N列石锅小车，列数N根据出炉周期及冷却循环周期确定，设计为N=5-7列，每列小车头尾之间保持有最少2米的安全距离；每列石锅小车由n台小车头尾特殊连接而成，数量n根据电石炉单次最大出炉量V与单个电石锅容量V1确定，具体为n=V/0.9V1的商数加1台；石锅小车车体为钢结构件，车轮组为可独立转向的万向轮，每台石锅小车正下方安装有两个半链轮传动装置，石锅小车车体上表面铺设了一层厚度50mm的耐火材料层。

3.如权利要求1所述的电石出炉智能运输冷却系统，其特征在于，所述自动化控制系统的硬件设施包括每列电石锅小车位置检测装置、电源柜、PLC控制柜、机旁操作台、可控触摸监控显示屏、声光报警装置、无线遥感控制装置以及若干电缆电线；可控制系统中所有石锅小车同时前进或后退行走，也可以独立控制系统中任何一列石锅小车前进或后退行走；位置检测装置通过接近开关实现，接近开关安装在每套传动装置的前方和后方，每列小车的头车和尾车安装有感应板，当该列小车的头车或尾车靠近下一套传动装置前方或后方接近开关时，接近开关发出信号，该传动装置电机启动，同时读取该列小车编号，在监控显示屏上显示该列小车所处位置，小车编号可在程序中一次设定，也可以在可控触摸监控显示屏上自行输入；当该列小车的尾车或头车经过该转动装置，感应板接近该传动装置的后方或前方接近开关时，接近开关发出信号，该传动装置电机停止转动，同时在显示屏上将编码清零，表示该传动装置上没有石锅小车正在经过；传动装置前后接近开关的安装位置相互错开，与每列头尾车的感应板单独起作用；电源柜和PLC控制柜安装在指定的电控室内，机旁操作台安装在出炉口旁边的操作室内，只需一人在操作台操控即可，可控触摸监控显示屏安装在操作台上；声光报警装置安装在石锅小车轨道周围的厂房立柱上；无线遥感控制装置的信号发射器安装在石锅小车轨道周围的厂房立柱上，接收器安装在机旁操作台里，遥感信号实现该厂房内无死角安装，当操作模式切换到遥控模式时，通过遥控手柄可在轨道系统附近的任何位置控制任何一列石锅小车的启停；该系统还包含有基本的电机欠压、过流、过载保护装置，起到保护电机的作用。