CN113617568A - 一种熔盐氯化炉氯气喷枪自动化疏通装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了熔盐氯化炉氯气喷枪自动化疏通装置，属于化工生产技术领域。解决了现有技术中氯气喷枪疏通费时费力、效率低且存在安全隐患的问题。本发明包括底座(1)和氯气喷枪捅针(16)，所述底座(1)上设置有升降平台，所述升降平台上设置有传动机构和驱动机构，所述传动机构连接有重锤机构，所述驱动机构通过传动机构带动重锤机构往复运动锤击氯气喷枪捅针(16)。本发明通过机械力代替人力高效实现捅针的打入与取出，减少了氯化炉的停炉时间，提高了生产效率，同时消除了人力打捅针时面临氯气冒出的安全隐患。
Description
技术领域
本发明属于化工生产技术领域，具体涉及一种熔盐氯化炉氯气喷枪自动化疏通装置。
背景技术
在熔盐氯化工艺生产四氯化钛过程中，氯气喷枪是氯气输入炉内的唯一通道，在氯化炉生产过程中，必须保持氯气喷枪通畅，使炉内熔盐不停地循环流动，这样氯气才能与加入炉内的粉状原料充分反应。因此氯气喷枪相当于氯化炉的呼吸器官，氯气喷枪的开闭对氯化炉的运行起到至关重要的作用。
同时随着生产的进行，炉内的熔盐会逐渐附着在氯气喷枪内壁上，使喷枪通径逐渐变小，最终会将喷枪完全堵塞，一旦氯气喷枪堵塞将影响炉内物料的正常反应或导致熔盐无法流动而凝固。目前疏通氯气喷枪主要是通过十多人轮流操作，用大锤将捅针打入后在取出，既耗费大量的人力，且效率低下；同时捅针打入后，会有氯气或高温气体冒出，对周围操作员工存在极大的安全隐患。
为保证氯化炉连续稳定运行，有必要开发出一种氯气喷枪堵塞后快速清堵的装置和清堵操作方法。
发明内容
针对现有技术中氯气喷枪疏通费时费力、效率低且存在安全隐患的问题，本发明提供一种熔盐氯化炉氯气喷枪自动化疏通装置，其目的在于：提高疏通氯气喷枪的效率，消除安全隐患。
本发明采用的技术方案如下：
一种熔盐氯化炉氯气喷枪自动化疏通装置，包括底座和氯气喷枪捅针，所述底座上设置有升降平台，所述升降平台上设置有传动机构和驱动机构，所述传动机构连接有重锤机构，所述驱动机构通过传动机构带动重锤机构往复运动锤击氯气喷枪捅针。
采用该技术方案后，可以通过升降平台将重锤机构对准氯气喷枪捅针，并通过驱动机构带动重锤机构反复锤击氯气喷枪捅针，从而实现氯气喷枪的疏通。本发明通过机械力代替人力高效实现捅针的打入与取出，减少了氯化炉的停炉时间，提高了生产效率，同时消除了人力打捅针时面临氯气冒出的安全隐患。
优选的，所述驱动机构包括电机和电机底座，所述传动机构包括传动轴和位于传动轴两端的第一传动轴安装座和第二传动轴安装座，所述第一传动轴安装座安装于电机底座上，所述第二传动轴安装座和电机底座均与升降平台连接，所述电机的输出轴与传动轴间歇性传递扭矩，所述重锤机构包括连接杆和重锤，所述连接杆一端与重锤固定连接，另一端与传动轴固定连接。
采用该优选方案后，电机间歇性的将扭矩传递给传动轴，使传动轴间歇性的旋转，将重锤抬升到最高点后落下，实现重锤连续锤击氯气喷枪捅针的功能，从而通过机械替代人力实现氯气喷枪的疏通，提高工作效率。
优选的，所述电机底座上设置有导轨，所述电机与电机底座通过导轨滑动连接，所述第一传动轴安装座固定于电机底座上，所述第一传动轴安装座固定连接有导向套，所述导向套面向电机的一侧设置有斜面，传动轴与电机输出轴的连接点设置为互相配合的凹凸结构，且连接点位于导向套内部，所述凹凸结构的高度与斜面的高度相同，电机的输出轴上设置有销钉，所述销钉与导向套的斜面配合，所述电机底座上设置有压缩弹簧，所述压缩弹簧具有使电机向传动轴运动的趋势，所述重锤机构与传动轴连接。
采用该优选方案后，通过输出轴与传动轴的凹凸结构和导向套的斜面结构实现电机与传动轴的间歇性传动，可以实现重锤机构的往复运动。
优选的，所述导向套面向电机一侧的端面一半为半圆环形，另一半为斜面，且半圆环的端点位于导向套的正上方和正下方。
采用该优选方案后，重锤刚好升到最高点时(连接杆与水平方向约为90度)电机输出轴与传动轴刚好断开连接，重锤机构在重力的作用下向下运动锤击氯气喷枪捅针，使重锤的势能达到最大，锤击力最大，效率最高。
优选的，所述电机固定于电机安装座上，电机的输出轴连接有半齿轮，所述传动轴连接有全齿轮，所述全齿轮与半齿轮互相配合。
采用该优选方案后，可以通过半齿轮和全齿轮传动，使重锤机构被提升到最高点之后放下，实现连续锤击氯气喷枪捅针的功能。
优选的，所述升降平台上设置有纵向移动机构，所述纵向移动机构包括分别设置于升降平台两侧的两个直线模组，所述直线模组包括伺服电机和丝杠，所述第二传动轴安装座和电机底座均与丝杠配合。
采用该优选方案后，通过纵向移动机构可以使重锤机构沿纵向移动，调节重锤机构的位置，使重锤始终与氯气喷枪捅针保持最佳的位置关系，锤击力最大。
优选的，还包括控制系统，所述控制系统包括控制单元和用于检测氯气喷枪捅针位置的位置传感器，所述位置传感器与控制单元通讯连接，所述控制单元与纵向移动机构和升降平台电性连接，用于控制重锤机构随氯气喷枪捅针同步移动。
采用该优选方案后，当氯气喷枪捅针被锤击发生位移之后，控制系统控制升降平台和纵向移动机构，使重锤机构做同步移动，保证重锤机构与氯气喷枪捅针位置的相对静止，可以实现更好的锤击效果，并且可以实现自动化调节，不需要人工操作，省时省力且可以避免安全隐患。
优选的，所述氯气喷枪捅针与重锤机构配合的端部设置有捅针帽，所述捅针帽的形状为圆形、椭圆形或矩形。
采用该优选方案后，便于重锤锤击氯气喷枪捅针，可以减小重锤的精度控制要求，降低成本。
优选的，所述升降平台包括升降机构和运动框架，所述升降机构的底部与底座固定连接，顶部与运动框架固定连接。
优选的，所述升降机构为液压缸。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1.本发明通过升降平台将重锤机构对准氯气喷枪捅针，并通过驱动机构带动重锤机构反复锤击氯气喷枪捅针，从而实现氯气喷枪的疏通。本发明通过机械力代替人力高效实现捅针的打入与取出，减少了氯化炉的停炉时间，提高了生产效率，同时消除了人力打捅针时面临氯气冒出的安全隐患。
2.本发明通过电机间歇性的将扭矩传递给传动轴，使传动轴间歇性的旋转，将重锤抬升到最高点后落下，实现重锤连续锤击氯气喷枪捅针的功能，从而通过机械替代人力实现氯气喷枪的疏通，提高工作效率。
3.本发明通过输出轴与传动轴的凹凸结构和导向套的斜面结构实现电机与传动轴的间歇性传动，可以实现重锤机构的往复运动。
4.本发明通过导向套的端面设计，使重锤刚好升到最高点时(连接杆与水平方向约为90度)电机输出轴与传动轴刚好断开连接，重锤机构在重力的作用下向下运动锤击氯气喷枪捅针，使重锤的势能达到最大，锤击力最大，效率最高。
5.本发明可以通过半齿轮和全齿轮传动，使重锤机构被提升到最高点之后放下，实现连续锤击氯气喷枪捅针的功能，结构简单。
6.通过纵向移动机构可以使重锤机构沿纵向移动，调节重锤机构的位置，使重锤始终与氯气喷枪捅针保持最佳的位置关系，锤击力最大。
7.当氯气喷枪捅针被锤击发生位移之后，控制系统控制升降平台和纵向移动机构，使重锤机构做同步移动，保证重锤机构与氯气喷枪捅针位置的相对静止，可以实现更好的锤击效果，并且可以实现自动化调节，不需要人工操作，省时省力且可以避免安全隐患。
8.氯气喷枪捅针与重锤机构配合的端部设置有捅针帽，便于重锤锤击氯气喷枪捅针，可以减小重锤的精度控制要求，降低成本。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是本发明的立体结构示意图；
图2是本发明的左视图；
图3是本发明的俯视图；
图4是实施例1中电机与传动轴的连接结构图；
图5是导向套的结构示意图；
图6是电机输出轴的结构示意图；
图7是实施例2的俯视图；
图8是全齿轮与半齿轮配合的结构示意图。
1-底座，2-升降杆，3-运动框架，4-丝杠，5-电机，6-电机底座，7-压缩弹簧，8-销钉，9-伺服电机，10-导向套，11-第一传动轴安装座，12-重锤，13-连接杆，14-传动轴，15-第二传动轴安装座，16-氯气喷枪捅针，17-氯气喷枪，18-捅针帽，19-导轨，20-半齿轮，21-全齿轮，22-电机输出轴。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
下面结合图1-8对本发明作详细说明。
实施例1
一种熔盐氯化炉氯气喷枪自动化疏通装置，如图1所示，包括底座1和氯气喷枪捅针16，所述底座1上设置有升降平台，所述升降平台包括四个液压缸2和位于液压缸2顶部的运动框架3，所述升降机构的底部与底座1固定连接，顶部与运动框架3固定连接。运动框架3的两侧设置有纵向移动机构，所述纵向移动机构包括分别设置于运动框架3两侧的两个直线模组，所述直线模组包括伺服电机9和丝杠4。第二传动轴安装座15和电机底座6均与丝杠4连接。伺服电机9驱动丝杠4旋转，可使第二传动轴安装座15和电机底座6纵向移动。
如图2所示，本实施例中，电机底座6上设置有电机5，所述电机底座6上设置有导轨19，所述电机5与电机底座6通过导轨19滑动连接，所述第一传动轴安装座11固定于电机底座6上，所述第一传动轴安装座11固定连接有导向套10，所述导向套10面向电机5的一侧设置有斜面，传动轴14与电机5输出轴的连接点设置为互相配合的凹凸结构，且连接点位于导向套10内部，所述凹凸结构的高度与斜面的高度相同，电机5的输出轴上设置有销钉8，所述销钉8与导向套10的斜面配合。电机底座6上设置有一块挡板，所述电机底座6上设置有压缩弹簧7，所述压缩弹簧7位于电机5与挡板之间，压缩弹簧7具有使电机5向传动轴14运动的趋势，所述重锤机构与传动轴14连接。
传动轴14与第一传动轴安装座11和第二传动轴安装座15通过轴承连接。所述重锤机构包括连接杆13和重锤12，所述连接杆13一端与重锤12固定连接，另一端与传动轴14垂直且焊接固定。
所述导向套10面向电机5一侧的端面一半为半圆环形，另一半为斜面，且半圆环的端点位于导向套10的正上方和正下方。
还包括控制系统，所述控制系统包括控制单元和用于检测氯气喷枪捅针16位置的位置传感器，所述位置传感器与控制单元通讯连接，所述控制单元与纵向移动机构和升降平台电性连接，用于控制重锤机构随氯气喷枪捅针16同步移动。本实施例中，所述控制单元为PLC控制器。
所述氯气喷枪捅针16与重锤机构配合的端部设置有捅针帽18，所述捅针帽18的形状为圆形、椭圆形或矩形。
以下为本发明的工作原理：
当销钉8位于导向套10上的斜面对的最凹处时，电机输出轴22与传动轴14的凹凸结构接触长度最长，电机5转动带动电机输出轴22转动，从而带动重锤12向上运动。在此过程中，电机5在导轨19上滑动并将压缩弹簧7压缩，且随着电机5的滑动，电机输出轴22与传动轴14的搭接长度越短。当销钉8转动到最顶部时，此时重锤12达到最高处，同时电机输出轴22与传动轴14脱离，电机5不能将扭矩传递给传动轴14，重锤12在重力的作用下向下运动，锤击捅针帽18。当电机输出轴22转过半圈之后，销钉8再次进入斜面，电机输出轴22再次与传动轴14连接，电机5将扭矩传递给传动轴14，再次带动重锤12向上运动，如此往复，实现氯气喷枪1的疏通。将电机反转，可实现氯气喷枪捅针17的取出操作。
当氯气喷枪捅针17在锤击的作用下向前移动一定距离之后，位置传感器将位移信号传递给PLC控制器，PLC控制器将动作指令传递给伺服电机9和液压缸2，伺服电机9控制丝杠4转动实现重锤12的纵向位置调整，液压缸2伸缩，实现重锤12的竖向位置调整，从而实现重锤12的位置随氯气喷枪捅针17位置同步移动。
实施例2
本实施例与实施例1的技术方案基本相同，区别之处在于：本实施例中，所述电机5固定于电机安装座6上，电机5的输出轴连接有半齿轮20，所述传动轴14连接有全齿轮21，所述全齿轮21与半齿轮20互相配合。
电机输出轴22转动时，当半齿轮20与全齿轮21啮合时，电机5带动传动轴14旋转，从而带动重锤12向上运动，当半齿轮20转动到与全齿轮21脱离时，此时重锤12已经升到最高点并从最高点向下运动锤击捅针帽18。当半齿轮20再次与全齿轮21啮合时，再次将重锤12提升，如此往复，实现氯气喷枪的疏通。
以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术方案构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。
Claims (10)
1.一种熔盐氯化炉氯气喷枪自动化疏通装置，其特征在于，包括底座(1)和氯气喷枪捅针(16)，所述底座(1)上设置有升降平台，所述升降平台上设置有传动机构和驱动机构，所述传动机构连接有重锤机构，所述驱动机构通过传动机构带动重锤机构往复运动锤击氯气喷枪捅针(16)。
2.根据权利要求1所述的一种熔盐氯化炉氯气喷枪自动化疏通装置，其特征在于，所述驱动机构包括电机(5)和电机底座(6)，所述传动机构包括传动轴(14)和位于传动轴(14)两端的第一传动轴安装座(11)和第二传动轴安装座(15)，所述第一传动轴安装座(11)安装于电机底座(6)上，所述第二传动轴安装座(15)和电机底座(6)均与升降平台连接，所述电机(5)的输出轴与传动轴(14)间歇性传递扭矩，所述重锤机构包括连接杆(13)和重锤(12)，所述连接杆(13)一端与重锤(12)固定连接，另一端与传动轴(14)固定连接。
3.根据权利要求2所述的一种熔盐氯化炉氯气喷枪自动化疏通装置，其特征在于，所述电机底座(6)上设置有导轨(19)，所述电机(5)与电机底座(6)通过导轨(19)滑动连接，所述第一传动轴安装座(11)固定于电机底座(6)上，所述第一传动轴安装座(11)固定连接有导向套(10)，所述导向套(10)面向电机(5)的一侧设置有斜面，传动轴(14)与电机(5)输出轴的连接点设置为互相配合的凹凸结构，且连接点位于导向套(10)内部，所述凹凸结构的高度与斜面的高度相同，电机(5)的输出轴上设置有销钉(8)，所述销钉(8)与导向套(10)的斜面配合，所述电机底座(6)上设置有压缩弹簧(7)，所述压缩弹簧(7)具有使电机(5)向传动轴(14)运动的趋势，所述重锤机构与传动轴(14)连接。
4.根据权利要求3所述的一种熔盐氯化炉氯气喷枪自动化疏通装置，其特征在于，所述导向套(10)面向电机(5)一侧的端面一半为半圆环形，另一半为斜面，且半圆环的端点位于导向套(10)的正上方和正下方。
5.根据权利要求2所述的一种熔盐氯化炉氯气喷枪自动化疏通装置，其特征在于，所述电机(5)固定于电机安装座(6)上，电机(5)的输出轴连接有半齿轮(20)，所述传动轴(14)连接有全齿轮(21)，所述全齿轮(21)与半齿轮(20)互相配合。
6.根据权利要求2所述的一种熔盐氯化炉氯气喷枪自动化疏通装置，其特征在于，所述升降平台上设置有纵向移动机构，所述纵向移动机构包括分别设置于升降平台两侧的两个直线模组，所述直线模组包括伺服电机(9)和丝杠(4)，所述第二传动轴安装座(15)和电机底座(6)均与丝杠(4)配合。
7.根据权利要求6所述的一种熔盐氯化炉氯气喷枪自动化疏通装置，其特征在于，还包括控制系统，所述控制系统包括控制单元和用于检测氯气喷枪捅针(16)位置的位置传感器，所述位置传感器与控制单元通讯连接，所述控制单元与纵向移动机构和升降平台电性连接，用于控制重锤机构随氯气喷枪捅针(16)同步移动。
8.根据权利要求1所述的一种熔盐氯化炉氯气喷枪自动化疏通装置，其特征在于，所述氯气喷枪捅针(16)与重锤机构配合的端部设置有捅针帽(18)，所述捅针帽(18)的形状为圆形、椭圆形或矩形。
9.根据权利要求1所述的一种熔盐氯化炉氯气喷枪自动化疏通装置，其特征在于，所述升降平台包括升降机构和运动框架(3)，所述升降机构的底部与底座(1)固定连接，顶部与运动框架(3)固定连接。
10.根据权利要求9所述的一种熔盐氯化炉氯气喷枪自动化疏通装置，其特征在于，所述升降机构为液压缸。
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