CN213363373U - 马弗炉自动化系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种马弗炉自动化系统，实现了试样检验全流程的自动化，减少了人工操作马弗炉造成的不精确、易受伤等问题。该系统炉门开闭控制系统和试样送入控制系统，炉门开闭控制系统包括直流电机和传动齿轮，传动齿轮安装在把手上，直流电机可驱动传动齿轮转动从而带动炉门的启闭；试样送入控制系统包括电动推杆和试样架，电动推杆正对炉门，试样架安装在电动推杆上。本实用新型系统是以马弗炉为主的全套自动化测试系统，具备马弗炉炉门的启闭、马弗炉炉门开启至特定开缝、试样的送入送出以及将试样放置到指定深度等特殊功能，其设计科学、结构巧妙、使用方便、运行流畅、维护简单。

Description

马弗炉自动化系统

技术领域

本实用新型属于马弗炉技术领域，特别涉及马弗炉在煤质分析中应用，具体是一种马弗炉自动化系统。

背景技术

马弗炉是一种通用的加热设备，广泛的应用于工业、建筑、医药、化学、煤质分析等领域。

GB/T212-2008《煤的工业分析方法》中：煤的工业分析包括水分、灰分、挥发分和固定碳四个项目，其中灰分检测通常在高温环境下人工进行操作，最为耗时、费力。为了保证试验顺利进行，避免煤样着火发生爆燃，在试验一开始将近20min的时间内，化验员必须寸步不离，严格按照国标要求操作。否则，会因为推样速度太快导致煤样着火发生爆燃试验应作废。

应将放有灰皿的耐热瓷板或石棉板缓慢地推入马弗炉中，先使第一排灰皿中的煤样灰化。实际操作中，推样速度太快，存在以下问题：煤样瞬间温度增大，导致煤样溅出，检测结果偏低。在（815±10）℃的高温下，灰皿瞬间温度骤增，骤冷骤热，导致灰皿频繁破裂，首先第一个会增加运行成本，其次加大化验员的工作量，增加重复工作。

化验室的一切工作都应服务于洗煤生产，车间生产快灰制样、送样、化验必须迅速。要求正常情况下，一个快灰从接样到制样完成移交化验员的时间≤15min。每个快灰从接取分析煤样到化验结果的报出时间≤45min。

按国标要求，将放有灰皿的耐热瓷板或石棉板缓慢地推入马弗炉中，先使第一排灰皿中的煤样灰化。待（5-10）min后煤样不再冒烟时，以每分钟不大于2cm的速度把其余各排灰皿顺序推入炉内炽热部分。当煤样表面已明显氧化变色后，推至（815±10）℃恒温区内。关上炉门，并使炉门留有15mm左右的缝隙，灼烧20min。（在炉内，若煤样着火爆燃，试验应作废）。每趟车间生产快灰检测，化验员来回往返2-3趟，称取煤样，查看煤样灰化完全。从炉中取出灰皿，放置空气中冷却5 min，移入干燥器中冷却至室温（约20min）后，称量，计算结果。整个过程需要在45min内完成，在这个过程中，化验员几乎没有喘息的时间，稍不注意，就有可能出现差错，出现返工，增加工作量。

目前所使用的马弗炉为手动马弗炉，关于煤样推入炉内炽热部分的速度、灰化时间、灰化完全情况人工不易把握。推样速度过快将造成煤样发生爆燃，亦或是溅出，导致检测结果偏低。推样速度过慢将延长检测时间，影响检测结果的报出，不能够及时准确指导车间生产，影响商品煤销售产品质量。但是，马弗炉自动化系统代替人工放样、推样、煤样灰化、启闭马弗炉，留有15mm左右的缝隙，灼烧20min，煤样取出等一系列过程，能够实现各环节精准操作。能够实现马弗炉炉门的启闭，试样送入送出，且能够实现马弗炉炉门开启至特定开缝，以及将试样放置到指定深度等特殊功能。

发明内容

本实用新型的目的是为了实现试样检验全流程的自动化，减少人工操作马弗炉造成的不精确、易受伤等问题，而提供一种马弗炉自动化系统。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：

一种马弗炉自动化系统，包括炉体、炉门开闭控制系统和试样送入控制系统；

炉门开闭控制系统包括第一直流电机和第一传动齿轮，第一直流电机固定在炉体上，第一传动齿轮固定在炉门把手上，第一直流电机的输出端上安装有第二传动齿轮，并且第二传动齿轮与第一传动齿轮啮合连接；

试样送入控制系统包括电动推杆，电动推杆水平放置且推出方向正对炉体，电动推杆的轴线与炉体的炉口中心线平齐，电动推杆的活塞杆端部安装有试样架。

使用时，通过控制第一直流电机的正转和反转来控制炉门的开启和开闭，通过控制电动推杆的伸出和收回来控制试样架的伸入炉体内和伸出炉体外，从而达到马弗炉的自动化操作。

作为优选的技术方案，炉门把手的端部安装有编码器或角度传感器。

作为优选的技术方案，炉体上靠近第一传动齿轮的位置处安装有接近开关，第一传动齿轮上设置有与接近开关配合使用的若干片磁铁片。

作为优选的技术方案，在电动推杆的轴线上位于电动推杆与炉体之间位置安装有若干个行程开关。

作为优选的技术方案，试样架通过升降架安装于电动推杆的活塞杆端部，升降架包括底板，底板上固定有连接块，连接块的一端固定于电动推杆的活塞杆端部，连接块上铰接连接有至少两个前后设置的铰接杆，铰接杆的自由端均与试样架铰接连接，铰接杆之间平行设置；底板上固定有第二直流电机，第二直流电机的输出端固定于铰接杆与连接块的其中一个铰接点位置处。

作为优选的技术方案，在连接块的顶部位于试样架下方的位置处安装有微动开关。

本实用新型系统是以马弗炉为主的全套自动化测试系统，具备马弗炉炉门的启闭、马弗炉炉门开启至特定开缝、试样的送入送出以及将试样放置到指定深度等特殊功能，其设计科学、结构巧妙、使用方便、运行流畅、维护简单。本实用新型系统实现了煤质分析试样检验全流程的自动化操作，减少了人工操作马弗炉造成的不精确、易受伤等问题，具有很好的应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，此处的附图用来提供对本实用新型的进一步说明，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用来解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1为本实用新型系统的整体结构示意图。

图2为采用接近开关的炉门开闭控制系统的的结构示意图。

图3为采用编码器或角度传感器的炉门开闭控制系统的的结构示意图。

图4为本实用新型系统中试样送入控制系统的结构示意图。

图中：1-炉体、2-第一直流电机、3-第一传动齿轮、4-第二传动齿轮、5-编码器或角度传感器、6-接近开关、7-磁铁片、8-电动推杆、9-试样架、10-行程开关、11-升降架、12-底板、13-连接块、14-铰接杆、15-第二直流电机、16-微动开关。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好的理解本实用新型，以下结合参考附图并结合实施例对本实用新型作进一步清楚、完整的说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1所示，一种马弗炉自动化系统，包括炉体1、炉门开闭控制系统和试样送入控制系统。

炉门开闭控制系统包括第一直流电机2和第一传动齿轮3，第一直流电机2固定在炉体1上，第一传动齿轮3固定在炉门把手上，第一直流电机2的输出端上安装有第二传动齿轮4，并且第二传动齿轮4与第一传动齿轮3啮合连接，第一传动齿轮3的直径大于第二传动齿轮4的直径。为了能够实现控制炉门门缝大小的功能，可以有两种方案，一种方案是加装编码器或角度传感器5，另一种方案是加装接近开关6。如图3所示，加装编码器或角度传感器5的话，精确度高，能够控制到任意大小的开缝；如图2所示，加装接近开关6的话，能够控制到特定的几个开缝大小，相应的还需要在第一传动齿轮3上设置有与接近开关6配合使用的几片磁铁片7，分别记为开、关及中等几个位置。

试样送入控制系统包括电动推杆8，电动推杆8固定在距离炉体1一定距离的架子等固定部上，电动推杆8水平放置且推出方向正对炉体1，电动推杆8的轴线与炉体1的炉口中心线平齐，电动推杆8的活塞杆端部安装有试样架9。在电动推杆8的轴线上位于电动推杆8与炉体1之间的部分安装有若干个行程开关10，以控制试样的送入深度。试样架9通过升降架11安装于电动推杆8的活塞杆端部，升降架11包括底板12，底板12上固定有连接块13，连接块13的一端固定于电动推杆8的活塞杆端部，连接块13上铰接连接有至少两个前后设置的铰接杆14，铰接杆14的自由端均与试样架9铰接连接，铰接杆14之间平行设置；底板12上固定有第二直流电机15，第二直流电机15的输出端固定于铰接杆14与连接块13的其中一个铰接点位置处；在连接块13的顶部位于试样架9下方的位置处安装有微动开关16。升降架11和微动开关16的增加可以实现试样架9的升起与降下，升降架11受第二直流电机15的驱动，当第二直流电机15正转时，试样架9升起，微动开关16断开，当第二直流电机15反转时，试样架9降下，微动开关16闭合，以此实现试样皿的拿起与放下，如图4所示。

进一步的，第一直流电机2可以优先选择带有闭环运动控制的直流电机，这样的话就可以不需要编码器或角度传感器5、接近开关6。

本实用新型系统的整体控制采用带运动控制的PLC完成控制，可以配备触摸屏或通过modbus连接到中控室用PC控制，若处于成本考虑可以购买工业级单片机。

本实用新型系统的程序流程主要就是实现每个模块的闭环控制——第一直流电机2控制靠编码器/角度传感器5或接近开关6反馈，送入深度靠行程开关10反馈，试样架9的抬起放下靠微动开关16控制。

上面是对本实用新型实施例中的技术方案进行了清楚、完整地描述，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

Claims (6)

1.一种马弗炉自动化系统，其特征在于：包括炉门开闭控制系统和试样送入控制系统；

炉门开闭控制系统包括第一直流电机和第一传动齿轮，第一直流电机固定在炉体上，第一传动齿轮固定在炉门把手上，第一直流电机的输出端上安装有第二传动齿轮，并且第二传动齿轮与第一传动齿轮啮合连接；

试样送入控制系统包括电动推杆，电动推杆水平放置且推出方向正对炉体，电动推杆的轴线与炉体的炉口中心线平齐，电动推杆的活塞杆端部安装有试样架。

2.根据权利要求1所述的马弗炉自动化系统，其特征在于：炉门把手的端部安装有编码器或角度传感器。

3.根据权利要求1所述的马弗炉自动化系统，其特征在于：炉体上靠近第一传动齿轮的位置处安装有接近开关，第一传动齿轮上设置有与接近开关配合使用的若干片磁铁片。

4.根据权利要求2或3所述的马弗炉自动化系统，其特征在于：在电动推杆的轴线上位于电动推杆与炉体之间位置安装有若干个行程开关。

5.根据权利要求4所述的马弗炉自动化系统，其特征在于：试样架通过升降架安装于电动推杆的活塞杆端部，升降架包括底板，底板上固定有连接块，连接块的一端固定于电动推杆的活塞杆端部，连接块上铰接连接有至少两个前后设置的铰接杆，铰接杆的自由端均与试样架铰接连接，铰接杆之间平行设置；底板上固定有第二直流电机，第二直流电机的输出端固定于铰接杆与连接块的其中一个铰接点位置处。

6.根据权利要求5所述的马弗炉自动化系统，其特征在于：在连接块的顶部位于试样架下方的位置处安装有微动开关。

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