一種罐清理裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種罐清理裝置，用于對待清理的罐進行清理。所述罐清理裝置包括：底座，作為罐清理裝置的基礎支撐件，設置在罐清理裝置的最下部；噴槍驅動裝置，安裝在底座上并具有多個運動自由度，噴槍驅動裝置包括在底座上豎直地布置的噴槍升降驅動裝置、在噴槍升降驅動裝置上水平地布置的噴槍伸縮驅動裝置、布置在噴槍伸縮驅動裝置的端部的噴槍旋轉驅動裝置、以及在底座上豎直地布置并連接到噴槍升降驅動裝置的噴槍擺動驅動裝置；噴射超音速氣流的噴槍，安裝在噴槍驅動裝置上?？梢岳酶邏貉鯕猱a(chǎn)生超音速射流和氧氣與殘鐵反應來高效快速地清理粘著或凝固在罐內(nèi)的殘渣殘液，該罐清理裝置安全可靠、操作方便、清渣效率高。
【專利說明】一種罐清理裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于冶金機械設備領域，涉及一種罐清理裝置，尤其涉及一種用于鐵水罐、鋼包罐、渣罐等的罐清理裝置。
【背景技術】
[0002]目前，在鋼鐵行業(yè)中，大量使用各種型號的鐵水罐、鋼包罐、渣罐等。在鐵水罐、鋼包罐、渣罐等的使用過程中，在罐口和罐壁上難免會粘有大量的殘渣殘液，或者在罐底積有凝固的殘渣殘液。這些殘渣殘液清理起來極為困難。在日常的生產(chǎn)過程中，基本依靠人工吹氧切割對這些殘渣殘液進行清理。然而這種清理方式存在如下缺點:工人勞動強度非常大且危險程度高；由于人工操作的噴吹氧氣量較小且氧氣壓力低，導致噴吹氧氣出口的動能小，因此當粘著或凝固的殘渣殘液的量較大時，不能將較大的鋼渣塊切割下來或者切割時間較長，反而增加工人的勞動強度和危險性。
實用新型內(nèi)容
[0003]為了克服目前人工吹氧切割的清理方式所存在的上述缺點，本實用新型提供一種罐清理裝置，該罐清理裝置可以利用高壓氧氣產(chǎn)生超音速射流來高效快速地清理粘著或凝固在鐵水罐、鋼包罐、渣罐等內(nèi)的殘渣殘液，該罐清理裝置安全可靠、操作方便、清渣效率聞。
[0004]根據(jù)本實用新型，提供一種罐清理裝置，用于對待清理的罐進行清理。所述罐清理裝置包括:底座，作為罐清理裝置的基礎支撐件，設置在罐清理裝置的最下部；噴槍驅動裝置，安裝在底座上并具有多個運動自由度，噴槍驅動裝置包括在底座上豎直地布置的噴槍升降驅動裝置、在噴槍升降驅動裝置上水平地布置的噴槍伸縮驅動裝置、布置在噴槍伸縮驅動裝置的端部的噴槍旋轉驅動裝置、以及在底座上豎直地布置并連接到噴槍升降驅動裝置的噴槍擺動驅動裝置；噴射超音速氣流的噴槍，安裝在噴槍驅動裝置上。
[0005]噴槍升降驅動裝置包括導向筒、升降油缸和升降立柱，導向筒的下端面安裝到底座，在導向筒的上端和下端的外周表面上布置升降油缸安裝基座，升降油缸安裝在升降油缸安裝基座上，升降立柱布置在導向筒的上端面上并連接到升降油缸的活塞桿。噴槍伸縮驅動裝置包括伸縮動力源和活動大臂，在導向筒的上端的外周表面上布置伸縮動力源安裝基座，伸縮動力源安裝在伸縮動力源安裝基座上，活動大臂安裝在升降立柱上并連接到伸縮動力源。噴槍旋轉驅動裝置包括旋轉動力源和噴槍支架，旋轉動力源安裝在活動大臂上，噴槍支架的一端連接到旋轉動力源，噴槍支架的另一端連接到噴槍。噴槍擺動驅動裝置包括液壓馬達，液壓馬達安裝在底座上，液壓馬達的軸上套齒輪，與布置在導向筒的下端的外周表面上的齒圈嚙合。
[0006]在導向筒的上端的外周表面上，伸縮動力源安裝基座與升降油缸安裝基座彼此相面對地布置。在導向筒的上端面上安裝升降立柱導軌，升降立柱支撐在升降立柱導軌上并沿著升降立柱導軌運動。[0007]在升降立柱上安裝活動大臂導軌，活動大臂支撐在活動大臂導軌上并沿著活動大臂導軌運動，活動大臂和伸縮動力源通過齒輪齒條彼此嚙合。
[0008]液壓馬達和升降油缸關于導向筒的外周表面彼此相面對地布置。與升降油缸安裝基座相比，齒圈更靠近底座。
[0009]噴槍形成為雙層鋼管結構，內(nèi)部鋼管用于輸送氣體，外部鋼管套在內(nèi)部鋼管上用于輸送冷卻水。噴槍的噴嘴形成為拉瓦爾結構。
[0010]噴槍通過氣體管道連接到供應高壓氣體的氣源以及通過冷卻水管連接到供應冷卻水的水源。所述氣體管道和冷卻水管均是金屬軟管。
[0011 ]在噴槍支架上安裝有保護套筒，在保護套筒的內(nèi)部安裝攝像頭。
[0012]保護套筒的內(nèi)部通過來自壓縮空氣氣源的壓縮空氣進行冷卻。
[0013]根據(jù)本實用新型的罐清理裝置，可以利用高壓氧氣產(chǎn)生超音速射流和氧氣與殘鐵反應來高效快速地清理粘著或凝固在罐內(nèi)的殘渣殘液，該罐清理裝置安全可靠、操作方便、清渣效率高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是根據(jù)本實用新型的罐清理裝置的示意圖。
【具體實施方式】
[0015]下面，參照附圖詳細描述根據(jù)本實用新型的罐清理裝置。
[0016]如圖1所示，根據(jù)本實用新型的罐清理裝置包括底座1、噴槍驅動裝置和噴槍2。
[0017]在詳細描述罐清理裝置之前，首先定義方向術語。從圖1中看，升降方向指的是雙向箭頭A所示的方向(上下或豎直方向)，伸縮方向指的是雙向箭頭B所示的方向(左右或水平方向)，旋轉方向指的是雙向箭頭C所示的方向，擺動方向指的是雙向箭頭D所示的方向。
[0018]底座I作為罐清理裝置的基礎支撐件，設置在罐清理裝置的最下部，以支撐罐清理裝置的其他元件(即，噴槍驅動裝置和噴槍2)。當罐清理裝置對待清理的罐執(zhí)行清理作業(yè)時，罐清理裝置通過底座I而固定地放置在待清理的罐內(nèi)。
[0019]噴槍驅動裝置安裝在底座I上，具有多個運動自由度或者說被構造成進行多自由度運動(升降、伸縮、旋轉、擺動)。當然，噴槍驅動裝置的所述多個運動自由度可以順序地或聯(lián)動地實現(xiàn)(將在下面描述)。噴槍驅動裝置包括在底座I上豎直地布置的噴槍升降驅動裝置、在噴槍升降驅動裝置上水平地布置的噴槍伸縮驅動裝置、布置在噴槍伸縮驅動裝置的端部的噴槍旋轉驅動裝置、以及在底座I上豎直地布置并連接到噴槍升降驅動裝置以使噴槍升降驅動裝置(及其關聯(lián)的噴槍伸縮驅動裝置、噴槍旋轉驅動裝置、噴槍)擺動的噴槍擺動驅動裝置。
[0020]具體地說，噴槍升降驅動裝置包括導向筒31、升降油缸32和升降立柱33。導向筒31的下端面安裝到底座1，使得導向筒31豎直地布置或支撐在底座I上。在導向筒31的上端和下端的外周表面上布置升降油缸安裝基座34 (在圖1中僅示出了位于導向筒31的下端的外周表面上的升降油缸安裝基座34)。升降油缸32安裝在升降油缸安裝基座34上，使得升降油缸32與導向筒31的外周表面平行且與導向筒31的外周表面分隔開一定距離(例如10mm)。升降立柱33布置在導向筒31的上端面上并連接到升降油缸32的活塞桿，使得升降立柱33能夠在升降油缸32的作用下沿著升降方向運動。這里，為了減輕工人的勞動強度，可以通過控制器控制電磁閥來改變升降油缸32的供油方向，而控制升降油缸32的活塞桿的運動，進而間接地控制升降立柱33沿著升降方向的運動。在這種情況下，可以在導向筒31的上端面上安裝升降立柱導軌(未示出)，升降立柱33支撐在升降立柱導軌上并沿著升降立柱導軌豎直地運動。
[0021]噴槍伸縮驅動裝置包括伸縮動力源41和活動大臂42。為了布置伸縮動力源41，在導向筒31的上端的外周表面上布置伸縮動力源安裝基座35。伸縮動力源41安裝在伸縮動力源安裝基座35上，活動大臂42水平地布置或安裝在升降立柱33上并連接到伸縮動力源41，使得活動大臂42能夠在伸縮動力源41的作用下沿著伸縮方向運動。這里，為了減輕工人的勞動強度，可以通過控制器控制伸縮動力源41，為此伸縮動力源41優(yōu)選的是變頻電機或液壓馬達。在這種情況下，可以在升降立柱33上安裝活動大臂導軌(未示出)，活動大臂42支撐在活動大臂導軌上并沿著活動大臂導軌運動,活動大臂42和伸縮動力源41通過(例如)齒輪齒條彼此連接，以將伸縮動力源41的旋轉運動轉換成活動大臂42的直線運動，使得活動大臂42沿著活動大臂導軌水平地運動。本領域的技術人員容易理解的是，齒輪齒條的齒輪安裝在伸縮動力源41 (變頻電機或液壓馬達的軸)上，齒輪齒條的齒條安裝在活動大臂42的下表面上與齒輪嚙合。另外，由于在導向筒31的上端的外周表面上布置了升降油缸安裝基座34，所以在導向筒31的上端的外周表面上，伸縮動力源安裝基座35與升降油缸安裝基座34彼此相面對地布置。在圖1中，由于導向筒31是圓柱形筒，所以伸縮動力源安裝基座35與升降油缸安裝基座34彼此徑向面對地布置。
[0022]噴槍旋轉驅動裝置包括旋轉動力源(未示出)和噴槍支架51。旋轉動力源安裝在活動大臂42上(具體地說，布置在活動大臂42的左端部)，噴槍支架51的一端連接到旋轉動力源，噴槍支架51的另一端連接到噴槍2。旋轉動力源使噴槍支架51沿著旋轉方向旋轉，進而噴槍支架51帶動噴槍2旋轉。這里，為了減輕工人的勞動強度，可以通過控制器控制旋轉動力源，為此旋轉動力源優(yōu)選的是變頻電機或液壓馬達。在這種情況下，噴槍2通過噴槍支架51安裝在旋轉動力源(變頻電機或液壓馬達的軸)上。
[0023]噴槍擺動驅動裝置包括液壓馬達61。液壓馬達61豎直地布置或安裝在底座I上，液壓馬達61的軸上套齒輪(未不出),與布置在導向筒31的下端的外周表面上的齒圈62哨合，以使升降立柱33擺動。在這種情況下，考慮到導向筒31的兩側的重量分布均勻，液壓馬達61和升降油缸32關于導向筒31的外周表面彼此相面對地布置。在圖1中，由于導向筒31是圓柱形筒，所以液壓馬達61和升降油缸32彼此徑向面對地布置。此時，還可在底座I與導向筒31的下端面中靠近升降油缸安裝基座34的那一部分之間布置鉸鏈(未示出)。另夕卜，布置在導向筒31的下端的外周表面上的升降油缸安裝基座34和齒圈62彼此分開(例如，50mm)以不發(fā)生干涉，且與升降油缸安裝基座34相比，齒圈62更靠近底座I。這樣，在液壓馬達61和齒圈62的作用下使得導向筒31擺動(具體如何實現(xiàn)擺動是本領域的基本設計知識，在此不再重復描述)。這里，為了減輕工人的勞動強度，可以通過控制器控制電磁閥來改變液壓馬達61的供油方向，而控制液壓馬達61的旋轉運動，進而間接地控制導向筒31沿著擺動方向的運動。
[0024]如上所述，噴槍2安裝在噴槍驅動裝置上(具體地說，安裝在噴槍支架51的端部進而安裝在旋轉動力源(變頻電機或液壓馬達的軸)上)，因此，噴槍2被噴槍驅動裝置帶動而進行多自由度運動(升降、伸縮、旋轉、擺動)，這樣方便清理罐內(nèi)壁。為了高效地清理粘著或凝固在罐內(nèi)壁上的殘渣殘液，要求從噴槍2噴出的氣體具有一定的壓力且達到一定的速度。另外，由于噴槍2超音速噴射氣體，所以噴槍2極容易發(fā)熱，而這要求噴槍2得到較好的冷卻效果。為此，噴槍2形成為多層(例如雙層)鋼管結構，內(nèi)部鋼管用于輸送氣體，外部鋼管套在內(nèi)部鋼管上用于輸送冷卻水。另外，噴槍2的噴嘴形成為拉瓦爾結構，安裝在內(nèi)部鋼管的端部。
[0025]因此，氣體經(jīng)過噴槍2的噴嘴之后形成超音速射流以對殘渣殘鐵進行切割。這里，氣體可以是與殘渣殘液化學反應而使殘渣殘液與罐內(nèi)壁分離的氣體(例如，氧氣)。此時，噴槍2形成為純氧超音速切割噴槍，超音速氣流從噴槍2的拉瓦爾噴嘴噴射出來。噴槍2通過氣體管道(未示出)連接到供應高壓氧氣的氣源(未示出，例如制氧站)。當然，為了使氣體管道輸送高壓氧氣和承受高壓氧氣的作用壓力并且不干擾噴槍2的旋轉，氣體管道應該具有足夠的強度且柔軟，因此氣體管道可以是金屬軟管(例如，鋁制軟管)。這樣，高壓氧氣從噴槍2的噴嘴超音速噴射到罐內(nèi)壁，以沖掉粘著或凝固在罐內(nèi)壁上的殘渣殘液或者與殘渣殘液化學反應而使殘渣殘液與罐內(nèi)壁分離，同時還可以增加超音速氧氣射流的掃射面積。
[0026]另外，噴槍2通過冷卻水管(未示出)連接到供應冷卻水的水源(未示出，例如水泵)。與氣體管道類似，冷卻水管可以是金屬軟管(例如，鋁制軟管)。
[0027]此外，為了方便通過控制器控制噴槍驅動裝置(升降油缸32，伸縮動力源41、旋轉動力源、液壓馬達61)和噴槍2的運動以及觀察罐內(nèi)壁的清理效果，可以在噴槍2的槍管上安裝攝像頭。
[0028]為此，在噴槍支架51上安裝保護套筒(未示出)，在保護套筒的內(nèi)部安裝攝像頭。操作人員可以根據(jù)攝像頭拍攝畫面對噴槍2的動作進行調整，避免直接面對罐而產(chǎn)生危險。由于保護套筒安裝在噴槍支架51上，所以保護套筒受到從噴槍2傳遞到噴槍支架51的熱的影響。在這種情況下，保護套筒的內(nèi)部通過來自壓縮空氣氣源(未示出，例如壓氣機，不同于上述的供應高壓氧氣的氣源)的壓縮空氣進行冷卻，以確保攝像頭正常工作而不會受到噴槍2的熱影響。
[0029]通過上面的描述清楚的是，可以通過控制器順序地或聯(lián)動地控制噴槍驅動裝置(升降油缸32，伸縮動力源41、旋轉動力源、液壓馬達61)進行多自由度運動，使得:(I)升降立柱33沿著升降方向升降，帶動安裝在升降立柱33上的伸縮電機41和活動大臂42及其關聯(lián)的旋轉電機、噴槍支架51和噴槍2升降；(2)活動大臂42沿著伸縮方向伸縮，帶動安裝在活動大臂42上的旋轉電機及其關聯(lián)的噴槍支架51和噴槍2伸縮；(3)噴槍支架51沿著旋轉方向旋轉，帶動安裝在噴槍支架51上的噴槍2旋轉；(4)導向筒31沿著擺動方向擺動，帶動與導向筒31關聯(lián)的元件(升降立柱33、伸縮電機41、活動大臂42、旋轉電機、噴槍支架51、噴槍2)擺動，由此使噴槍2運動到噴槍2的噴嘴對準罐內(nèi)壁上粘著或凝固了殘渣殘液的區(qū)域。
[0030]在下文中，將參照圖1描述根據(jù)本實用新型的罐清理裝置的清理操作過程。
[0031]首先，將罐清理裝置放置在待清理的罐內(nèi)，使得罐清理裝置通過底座I而固定地放置在待清理的罐內(nèi)。這里，本領域技術人員容易想到的是，在底座I固定到待清理的罐時，即使升降油缸32使噴槍2沿著升降方向升高到最高位置，液壓馬達61使噴槍2沿著擺動方向向上擺動到最高位置，噴槍2也不會接觸罐內(nèi)壁。[0032]接下來，通過噴槍驅動裝置使噴槍2執(zhí)行多自由度運動(升降、伸縮、旋轉、擺動)，使噴槍2運動到噴槍2的噴嘴對準罐內(nèi)壁上粘著或凝固了殘渣殘液的區(qū)域(通過攝像頭的觀察而確定)，以方便從噴槍2的噴嘴超音速噴射的高壓氧氣沖洗上述區(qū)域。
[0033]之后，使來自高壓氣源的氧氣供應到噴槍2，從噴槍2的噴嘴超音速噴射到罐內(nèi)
壁，以清理罐內(nèi)壁。
[0034]然后，在罐內(nèi)壁的上述區(qū)域清理完成(通過攝像頭的觀察而確定)之后，再次通過噴槍驅動裝置使噴槍2執(zhí)行多自由度運動(升降、伸縮、旋轉、擺動)，以清理罐內(nèi)壁的其他區(qū)域，直到完成整個罐內(nèi)壁的清理。
[0035]在完成罐內(nèi)壁的清理之后，可使噴槍2旋轉至待機位置，然后從罐內(nèi)取出罐清理裝置。[0036]根據(jù)本實用新型的罐清理裝置可以利用高壓氧氣產(chǎn)生超音速射流來高效快速地清理粘著或凝固在罐內(nèi)壁上的殘渣殘液，該罐清理裝置安全可靠、操作方便、清渣效率高。
[0037]本實用新型不限于此，而是可進行各種變型。
【權利要求】
1.一種罐清理裝置，用于對待清理的罐進行清理，其特征在于，所述罐清理裝置包括: 底座，作為罐清理裝置的基礎支撐件，設置在罐清理裝置的最下部； 噴槍驅動裝置，安裝在底座上并具有多個運動自由度，噴槍驅動裝置包括在底座上豎直地布置的噴槍升降驅動裝置、在噴槍升降驅動裝置上水平地布置的噴槍伸縮驅動裝置、布置在噴槍伸縮驅動裝置的端部的噴槍旋轉驅動裝置、以及在底座上豎直地布置并連接到噴槍升降驅動裝置的噴槍擺動驅動裝置； 噴射超音速氣流的噴槍，安裝在噴槍驅動裝置上。
2.根據(jù)權利要求1所述的罐清理裝置，其特征在于， 噴槍升降驅動裝置包括導向筒、升降油缸和升降立柱，導向筒的下端面安裝到底座，在導向筒的上端和下端的外周表面上布置升降油缸安裝基座，升降油缸安裝在升降油缸安裝基座上，升降立柱布置在導向筒的上端面上并連接到升降油缸的活塞桿， 噴槍伸縮驅動裝置包括伸縮動力源和活動大臂，在導向筒的上端的外周表面上布置伸縮動力源安裝基座，伸縮動力源安裝在伸縮動力源安裝基座上，活動大臂安裝在升降立柱上并連接到伸縮動力源， 噴槍旋轉驅動裝置包括旋轉動力源和噴槍支架，旋轉動力源安裝在活動大臂上，噴槍支架的一端連接到旋轉動力源，噴槍支架的另一端連接到噴槍， 噴槍擺動驅動裝置包括液壓馬達，液壓馬達安裝在底座上，液壓馬達的軸上套齒輪，與布置在導向筒的下端的外周表面上的齒圈嚙合。
3.根據(jù)權利要求2所述的罐清理裝置，其特征在于， 在導向筒的上端的外周 表面上，伸縮動力源安裝基座與升降油缸安裝基座彼此相面對地布置， 在導向筒的上端面上安裝升降立柱導軌，升降立柱支撐在升降立柱導軌上并沿著升降立柱導軌運動。
4.根據(jù)權利要求3所述的罐清理裝置，其特征在于， 在升降立柱上安裝活動大臂導軌，活動大臂支撐在活動大臂導軌上并沿著活動大臂導軌運動，活動大臂和伸縮動力源通過齒輪齒條彼此嚙合。
5.根據(jù)權利要求3所述的罐清理裝置，其特征在于， 液壓馬達和升降油缸關于導向筒的外周表面彼此相面對地布置， 在導向筒的下端的外周表面上，與升降油缸安裝基座相比，齒圈更靠近底座。
6.根據(jù)權利要求3所述的罐清理裝置，其特征在于， 噴槍形成為雙層鋼管結構，內(nèi)部鋼管用于輸送氣體，外部鋼管套在內(nèi)部鋼管上用于輸送冷卻水， 噴槍的噴嘴形成為拉瓦爾結構。
7.根據(jù)權利要求6所述的罐清理裝置，其特征在于， 噴槍通過氣體管道連接到供應高壓氣體的氣源以及通過冷卻水管連接到供應冷卻水的水源， 所述氣體管道和冷卻水管均是金屬軟管。
8.根據(jù)權利要求6所述的罐清理裝置，其特征在于， 在噴槍支架上安裝有保護套筒，在保護套筒的內(nèi)部安裝攝像頭。
9.根據(jù)權利要求8所述的罐清理裝置，其特征在于，保護套筒的內(nèi)部通過來自壓縮空氣氣`源的壓縮空氣進行冷卻。
【文檔編號】C21B3/10GK203668425SQ201320883058
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2013年12月30日 優(yōu)先權日:2013年12月30日
【發(fā)明者】胡硯斌, 賈志立, 王晉元, 黃芳, 侯中曉, 何賽 申請人:鋼鐵研究總院