一种用于铝液精炼除气炉盖的升降旋转系统的制作方法

本发明涉及铝工业在线精炼除气设备技术领域，尤其涉及一种用于铝液精炼除气炉盖的升降旋转系统。

背景技术：

影响铝及其合金质量的因素是多方面的，其中铝液的氢含量、夹杂和碱金属浓度对于铝合金的质量影响最为重要。目前，国内外各大厂家多采用在线精炼除气系统进行铝熔体的精炼提纯生产，在线精炼除气系统多为箱式旋转除气机，铝液流入除气机箱体中，且在耐火材料内衬驻留，箱体的炉盖中设有加热器，使得铝液能够保持熔融状态，同时在炉盖中设置除气转子，惰性气体通过旋转的转子喷出至铝液中，并通过高速旋转的转子打碎成无数小气泡，小气泡在铝液中扩散、上升，从而除去氢气。小气泡在上升过程中，由于表面张力的作用，将一部分杂质从铝液中带出到液面，形成浮渣从而去除掉铝液中的杂质。

除气机箱体在使用时，需要定期进行维护清扫，在对除气机箱体进行维护清扫时需要将箱体的炉盖打开，目前炉盖是通过人工手动操作，由于箱体内部的铝液温度较高，可达到700℃，即使操作时佩戴防烫防护装备，在肢体接触箱体及炉盖时也难免会出现被烫伤的情况。并且在炉盖提升过程中，由于箱体内部的温度很高，炉盖在打开的瞬间热浪会冲击到箱体周围作业的操作人员，给操作人员的人身造成伤害，甚至会导致非常严重的工伤事故。因此，亟需设计一种能够辅助人工操作除气机箱体炉盖升降、旋转及盖合的自动化升降旋转系统来克服现有的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种结构简单、操作方便、安全性能高且自动化程度高的用于铝液精炼除气炉盖的升降旋转系统。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为，一种用于铝液精炼除气炉盖的升降旋转系统，包括钢构立柱、升降滑轨、板式链条、升降支臂、旋转底座、回转支承、转向电机、液压站、液压升降机构、电气控制柜，立柱安装于回转支承的外圈，旋转底座通过底座基板固定于除气机箱体的底座上，除气机箱体位于立柱的一侧，旋转底座的顶部安装于回转支承的内圈，回转支承的外圈与内圈之间设有滚道以辅助旋转，转向电机的转轴上套设有外齿轮，外齿轮与回转支承内圈的内齿轮进行啮合传动，升降滑轨安装于立柱的正面，升降支臂的背面通过滑块与升降滑轨滑动连接，液压站安装于立柱的背面，液压站通过高压油管连接液压升降机构，液压升降机构安装于立柱的正面，板式链条的一端安装于立柱上，另一端安装于升降支臂的背面上，液压升降机构与板式链条传动连接，升降支臂的正面设有用于固定炉盖的支撑架，转向电机和液压站均通过线缆与控制柜电连接，在立柱的正面安装有上、下行程限位块，在升降支臂的上端和下端安装有与上、下行程限位块相适配的上、下行程限位开关，上、下行程限位开关与电气控制柜电连接，在旋转底座上按180°安装有一对旋转限位开关，在回转支承上按180°安装有一对旋转触碰块，旋转限位开关与电气控制柜电连接。

作为本发明的一种改进，所述回转支承上位于转向电机的下方设有圆孔，在圆孔的孔内嵌入设有内齿轮，设置于转向电机转轴上的外齿轮套接入圆孔中后与内齿轮相啮合，回转支承的旋转速度由转向电机的转速和外齿轮的齿数而定，回转支承的外圈通过滚道带动立柱进行旋转作业，旋转角度是受安装在旋转底座的一对旋转限位开关控制。

作为本发明的一种改进，所述升降滑轨的数量为一对，升降滑轨平行设置于液压升降机构的两侧，每根升降滑轨上配置2个滑块，升降滑轨的两侧设有卡槽，滑块的安装面上设有能够卡设于卡槽中的卡柱，滑块的形状为“∏”型。

作为本发明的一种改进，所述立柱上安装有链条连接板，在链条连接板上设有第一链条锁扣，升降支臂的背面中部设有链条锁套，在链条锁套上设有第二链条锁扣，板式链条的两端分别固定安装在第一链条锁扣和第二链条锁扣上。

作为本发明的一种改进，所述液压升降机构包括液压柱、液压推杆、导向滑轮，液压柱固定安装于立柱的正面，液压柱通过高压油管连接液压站，液压推杆套设于液压柱上，导向滑轮固定安装于液压推杆的顶端，在导向滑轮的外周设置一个防护罩，在导向滑轮的中部开设有容纳槽，板式链条可滑动卡设于容纳槽中。

作为本发明的一种改进，所述上行程限位块设置于升降滑轨的顶部，下行程限位块设置于升降滑轨的底部，上、下行程限位开关能够与上、下行程限位块相接触，在旋转底座上设有第一支架和第二支架，一对旋转限位开关分别安装于第一支架和第二支架上，在回转支承的外缘设有一对螺柱，在螺柱的底部安装旋转触碰块，旋转触碰块能够与旋转限位开关相接触。

作为本发明的一种改进，所述立柱上设有防炉盖坠落的安全栓，所述安全栓包括一对卡栓组件、钢丝绳、一对改向轮组件、一对定位滑轮组件和一个手动栓，卡栓组件安装于立柱的正面，改向轮组件安装于立柱的背面，定位滑轮组件安装于改向轮组件的正下方，手动栓安装于两个定位滑轮组件之间，钢丝绳的一端固定安装于卡栓组件上，另一端依次滑动套接于改向轮组件和定位滑轮组件后固定安装于手动栓上。

作为本发明的一种改进，所述卡栓组件固定安装于立柱的卡栓组件安装部上，卡栓组件设置于升降滑轨的上端，卡栓组件包括固定套、压缩弹簧、卡栓，固定套通过螺钉安装于卡栓组件安装部上，在固定套的中部开设有贯穿固定套的容纳腔，卡栓包括一体成型制成的位于尾部的弹簧安装柱体、位于中部的挡块和位于头部的梯形卡钩，卡栓的尾部和中部设于容纳腔中，压缩弹簧套设于弹簧安装柱体上，压缩弹簧的两端部分别与立柱和挡块相抵接，弹簧安装柱体上凸出安装有钢丝绳锁扣，钢丝绳锁扣伸出至立柱的背面，钢丝绳的首端固定于钢丝绳锁扣上，梯形卡钩凸出设于固定套的前端，在升降支臂的背面顶部向上凸出设有中空的卡套，梯形卡钩能够在压缩弹簧和钢丝绳的共同作用下卡进卡套中或从卡套中缩回。

作为本发明的一种改进，所述改向轮组件设于卡栓组件安装部的背面底部，改向轮组件包括l形支撑板、三角形支撑台、改向轮、支撑架，l形支撑板通过螺钉安装于立柱上，三角形支撑台安装于l性支撑板上，支撑架垂直安装在三角形支撑台的外侧壁上，改向轮通过轮架安装于支撑架上；定位滑轮组件设于升降滑轨的下端，定位滑轮组件包括定位板、支撑杆、滑轮，定位板通过螺钉安装于立柱上，支撑杆垂直安装于定位板上，滑轮卡设于支撑杆中，支撑杆的安装点位位于改向轮的内侧，改向轮和滑轮上均设有凹槽，钢丝绳从上往下依次套设于改向轮和滑轮的凹槽中，钢丝绳在改向轮和滑轮之间呈张紧状态。

作为本发明的一种改进，所述手动栓包括手柄、固定框、手柄容纳槽体、支撑销柱、固线盘，固定框的一侧框体通过螺钉固定安装于立柱上，在固定框的对称框体内壁上对称安装有带座轴承，在固定框的另一侧框体和手柄容纳槽体上均开设有安装孔，支撑销柱依次穿过套设于手柄容纳槽体和固定框框体上的安装孔后固定套设在带座轴承中，固线盘套设于支撑销柱上，固线盘位于两个带座轴承之间，在固线盘上对称设有一对穿线孔，钢丝绳的尾端固定于穿线孔中，手柄和支撑销柱活动连接，手柄容纳槽体的槽口上开设有三个u形卡口，手柄卡设于u形卡口中并能在相邻的u形卡口之间进行切换。

相对于现有技术，本发明的升降旋转系统整体结构设计巧妙，结构合理稳定，体积紧凑，自动化程度高，可有效提高除气机箱体上炉盖的升降及旋转操作的高效安全性，通过使用升降滑轨、板式链条、升降支臂、液压站、液压升降机构及上、下行程限位开关和电气控制柜的组合使用，可有效确保除气机箱体上炉盖升降操作的精准、快速、稳定、顺畅及安全性能；另外通过使用旋转底座、回转支承、转向电机及旋转限位开关和电气控制柜的组合使用，可有效实现除气机箱体上炉盖旋转操作的精确、平稳及安全性能；此外，通过设置的安全栓以及升降支臂上设计的卡套，可在升降支臂上升至作业最高点后，卡栓组件上的卡钩自动卡进升降支臂上的中空卡套内，以防止炉盖在最高作业点处因意外情况（如上行程限位开关失灵、高压油管或柱塞缸漏油、板式链条脱扣等）而导致升降支臂发生坠落事故，并在当升降支臂需要回落下降时，通过手柄将卡栓组件上的卡钩从卡套中缩回，以解除对升降支臂的防坠落防护，使得升降支臂可以正常下降；所采用的安全栓是属于机械式安全栓，需要通过手柄来手动操作把控，以最大限度的减小安全隐患。

附图说明

图1为本发明优选实施例的升降旋转系统的结构示意图。

图2为本发明优选实施例的升降旋转系统的局部结构示意图。

图3为本发明优选实施例的升降旋转系统中安全栓的安装结构示意图。

图4为本发明优选实施例的升降旋转系统中立柱与箱体的位置示意图。

图5为本发明优选实施例的升降旋转系统的转向电机与回转支承的位置示意图。

图6为本发明优选实施例的升降旋转系统的安全栓与升降支臂的结构示意图。

图7为本发明优选实施例的升降旋转系统的手动栓的结构示意图一。

图8为本发明优选实施例的升降旋转系统的手动栓的结构示意图二。

图9为本发明优选实施例的升降旋转系统的升降滑轨与滑块的结构示意图。

图中：1-立柱，2-升降支臂，3-升降滑轨，4-滑块，5-转向电机，6-液压站，7-除气机箱体的底座，8-底座基板，9-旋转底座，10-回转支承，11-上行程限位块，12-上行程限位开关，13-下行程限位块，14-下行程限位开关，15-旋转限位开关，16-旋转触碰块，17-链条连接板，18-第一链条锁扣，19-板式链条，20-链条锁套，21-第二链条锁扣，22-液压推杆，23-液压柱，24-导向滑轮，25-防护罩，26-线槽，27-拖链，28-外齿轮，29-内圈，30-外圈，31-滚道，32-卡栓组件，33-定位滑轮组件，34-手动栓，35-固定套，36-卡栓，37-压缩弹簧，38-卡钩，39-通孔，40-钢丝绳，41-l形支撑板，42-三角形支撑台，43-支撑架，44-改向轮，46-固定框，47-支撑销柱，48-手柄容纳槽体，49-带座轴承，50-手柄，51-固线盘，52-炉盖，53-除气机箱体。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解和认识，下面结合附图对本发明作进一步描述和介绍。

如图1-9所示，为本发明优选实施例所示出的用于铝液精炼除气炉盖的升降旋转系统，包括钢构立柱1、升降滑轨3、板式链条19、升降支臂2、旋转底座9、回转支承10、转向电机5、液压站6、液压升降机构、电气控制柜，立柱1安装于回转支承10的外圈30，旋转底座9通过底座基板8固定于除气机箱体53的底座7上，其中底座基板8焊接于除气机箱体53的底座7上，旋转底座9通过螺栓与底座基板8进行固定连接，除气机箱体53位于立柱1的一侧，旋转底座9的顶部通过螺栓固定安装在回转支承10的内圈29上，回转支承10的外圈30与内圈29之间设有滚道31以辅助旋转，转向电机5的转轴上套设有外齿轮28，外齿轮28与回转支承10内圈29的内齿轮进行啮合传动，升降滑轨3安装于立柱1的正面，升降支臂2的背面通过滑块4与升降滑轨3滑动连接，液压站6安装于立柱1的背面，液压站6通过高压油管连接液压升降机构，液压升降机构安装于立柱1的正面，板式链条19的一端安装于立柱1上，另一端安装于升降支臂2的背面上，液压升降机构与板式链条19传动连接，升降支臂2的正面设有用于固定炉盖52的支撑架43，转向电机5和液压站6均通过线缆与控制柜电连接，另外，在转向电机5和液压站6的外侧设有防护板，在立柱1的正面安装有上行程限位块11、下行程限位块13，在升降支臂2的上端和下端安装有与上、下行程限位块相适配的上行程限位开关12、下行程限位开关14，上、下行程限位开关与电气控制柜电连接，在旋转底座9上按180°安装有一对旋转限位开关15，在回转支承10上按180°安装有一对旋转触碰块16，旋转限位开关15与电气控制柜电连接。

优选的是，如图5所示，所述回转支承10上位于转向电机5的下方设有圆孔，在圆孔的孔内嵌入设有内齿轮，设置于转向电机5转轴上的外齿轮28套接入圆孔中后与内齿轮相啮合，需要旋转时，转向电机5带动电机轴上的外齿轮28沿回转支承10的内齿运动，其旋转速度由转向电机5的转速和外齿轮28的齿数而定，回转支承10的外圈30通过滚道31带动立柱1进行旋转作业，旋转角度是受安装在旋转底座9的一对旋转限位开关15控制，以完成预定的旋转作业。

进一步优选的是，如图9所示，所述升降滑轨3的耐高温性能佳，升降滑轨3的数量为一对，升降滑轨3平行设置于液压升降机构的两侧，每根升降滑轨3上配置2个滑块4，升降滑轨3的两侧设有卡槽，滑块4的安装面上设有能够卡设于卡槽中的卡柱，滑块4的形状为“∏”型，实际应用中，可采用名称为“一种超长高精度直线滑块4”及专利号为“zl201520309694.7”的中国实用新型专利所公开的滑块4产品，滑块4的额定载荷和精度高，且滑块4与升降滑轨3之间的连接结构稳定可靠，使用寿命长。

另外，所述立柱1上安装有链条连接板17，在链条连接板17上设有第一链条锁扣18，升降支臂2的背面中部设有链条锁套20，在链条锁套20的上端设有第二链条锁扣21，板式链条19的两端分别固定安装在第一链条锁扣18和第二链条锁扣21上。

更进一步优选的是，所述液压升降机构包括液压柱23、液压推杆22、导向滑轮2524，液压柱23固定安装于立柱1的正面，液压柱23通过高压油管连接液压站6，液压站6接电后，其驱动油泵电机给液压柱23中的柱塞缸（即由液压柱23和液压推杆22组成）供油（本系统中采用单向供油，并靠液压柱23上负载的箱体炉盖重量来实现卸油），液压推杆22套设于液压柱23上，导向滑轮2524固定安装于液压推杆22的顶端，在导向滑轮2524的中部开设有容纳槽，板式链条19可滑动卡设于容纳槽中，在导向滑轮2524的外周设置一个防护罩，以进一步对板式链条19进行限位和保护。需要升降作业时，通过电气控制柜启动液压站6，液压油通过高压油管进入液压柱23，使液压推杆22做升降运动，从而使得板式链条19带动升降支臂2上的滑块4在立柱1上的升降滑轨3上做升降运动。

更进一步优选的是，所述上行程限位块设置于升降滑轨3的顶部，下行程限位块设置于升降滑轨3的底部，上、下行程限位开关能够与上、下行程限位块相接触，在旋转底座9上设有第一支架和第二支架，一对旋转限位开关15分别安装于第一支架和第二支架上，在回转支承10的外缘设有一对螺柱，在螺柱的底部安装旋转触碰块16，旋转触碰块16能够与旋转限位开关15相接触，以限定立柱1旋转作业的角度。

更进一步优选的是，如图3和6所示，所述立柱1上设有防止升高至最高点的炉盖52发生坠落的安全栓，所述安全栓包括一对卡栓组件32、钢丝绳40、一对改向轮44组件、一对定位滑轮组件33和一个手动栓34，一对卡栓组件32安装于立柱1的正面，并设于升降滑轨3的顶端，改向轮44组件安装于立柱1的背面，定位滑轮组件33安装于改向轮44组件的正下方，手动栓34安装于两个定位滑轮组件33之间，具体设于两个定位滑轮组件33连线的中部位置，以确保左右两根钢丝绳40所受牵引力保持一致，钢丝绳40的一端固定安装于卡栓组件32上，另一端依次滑动套接于改向轮44组件和定位滑轮组件33后固定安装于手动栓34上。

具体的，如图7和8所示，所述卡栓组件32固定安装于立柱1的卡栓组件32安装部上，卡栓组件32设置于升降机构的升降滑轨3的上端，卡栓组件32包括固定套35、压缩弹簧37、卡栓36，固定套35通过螺钉安装于卡栓组件32安装部上，在固定套35的中部开设有贯穿固定套35的容纳腔，卡栓36包括一体成型制成的位于尾部的弹簧安装柱体、位于中部的挡块和位于头部的卡钩38，卡栓36的尾部和中部设于容纳腔中，压缩弹簧37套设于弹簧安装柱体上，压缩弹簧37的两端部分别与立柱1和挡块相抵接。

在立柱1上开设有与固定套35上容纳腔同心的通孔39，通孔39的尺寸略大于弹簧安装柱体的直径，同时也小于弹簧的内径，以防止弹簧直接穿过通孔39而无法固定于容纳腔与立柱1之间，固定套35的弹簧安装柱体伸入通孔39中，并弹簧安装柱体能够在通孔39中前后移动，弹簧安装柱体的尾部凸出安装有钢丝绳40锁扣，钢丝绳40锁扣伸出至立柱1的背面，钢丝绳40的首端固定于钢丝绳锁扣上，卡钩38凸出设于固定套35的容纳腔的前端，在升降机构的升降支臂2的顶部向上凸出设有中空的卡套，卡钩38能够在压缩弹簧37和钢丝绳40的共同作用下卡进卡套中或从卡套中缩回，手动栓34拉动钢丝绳40使得钢丝绳的长度缩短，从而使得卡钩38从卡套中缩回，并且在卡钩38缩回后压缩弹簧能够始终让钢丝绳40保持张紧的状态。所述卡钩38的形状为梯形、楔形、直角三角形，卡钩38与卡套的接触面为一平面，从而能够确保卡钩38与卡套之间稳定接触。

所述改向轮44组件设于卡栓组件32安装部的背面底部，改向轮44组件包括l形支撑板41、三角形支撑台42、改向轮44、支撑架43，l形支撑板41通过螺钉安装于立柱1上，三角形支撑台42安装于l性支撑板上，支撑架43垂直安装在三角形支撑台42的外侧壁上，改向轮44通过轮架安装于支撑架43上。所述定位滑轮组件33设于升降滑轨3的下端，定位滑轮组件33包括定位板、支撑杆、滑轮，定位板通过螺钉安装于立柱1上，支撑杆垂直安装于定位板上，滑轮卡设于支撑杆中，支撑杆的安装点位位于改向轮44的内侧。

所述改向轮44和滑轮上均设有凹槽，改向轮44的凹槽槽底与钢丝绳40锁扣同高度，钢丝绳40从上往下依次套设于改向轮44和滑轮的凹槽中，钢丝绳40在钢丝绳40锁扣、改向轮44和滑轮之间呈绷直张紧状态。

所述手动栓34包括手柄50、固定框46、中空的手柄容纳槽体48、支撑销柱47、固线盘51，所述固定框46的形状为u形，固定框46的一侧框体通过螺钉固定安装于立柱1上，在固定框46的对称框体内壁上对称安装有带座轴承49，在固定框46的另一侧框体和手柄容纳槽体48上均开设有同心的安装孔，支撑销柱47依次穿过并套设于手柄容纳槽体48和固定框46框体上的安装孔中后固定安装在带座轴承49中，固线盘51套设于支撑销柱47上，固线盘51位于两个带座轴承49之间，在固线盘51上对称设有一对穿线孔，钢丝绳40的尾端固定于穿线孔中。

手柄50与支撑销柱47之间活动连接，手柄50可通过支撑销柱47在带座轴承49中进行转动。具体是在手柄50的尾端设有u形套接卡柱，在位于手柄容纳槽体48内的支撑销柱47的端部设有卡块，卡块套接于u形套接卡柱的中间，在套接卡柱和卡块上对应设有安装孔，采用插销插接在套接卡柱和卡块的安装孔上，将手柄50和支撑销柱47进行活动连接。

另外，手柄容纳槽体48的形状为圆柱形。在手柄容纳槽体48的槽口上开设有多个卡口，手柄50能够卡设于卡口中并能在相邻的卡口之间进行切换。具体的，所述手柄容纳槽体48的槽口上设有三个u形卡口，其中有两个u形卡口位于槽口的左右两侧，另外一个u形卡口设于槽口的下侧，手柄50能够卡入u形卡口中并在位于左右两侧的u形卡口与位于下侧的u形卡口之间切换。

安全栓的卡钩38的常态是处于伸出状态，在当升降机构的升降支臂2带动炉盖52上升至顶端时，升降支臂2的侧壁会抵住卡钩38的下部斜面使其缓缓下沉，并在当升降支臂2中的卡套与卡钩38相对应后，卡钩38会在压缩弹簧37的作用力下卡进卡套中，此时手柄50卡在右侧的u形卡口中，并且手柄50与手柄容纳槽体48的下侧u形卡口之间呈垂直状态，在升降支臂2上安装有上行程开关，并在立柱1的相应位置安装上限位块，在当卡钩38卡进卡套中后，上行程开关刚好触碰上限位块，此时升降支臂2已上升至最高点，带动升降支臂2做升降运动的电机断电，升降支臂2停止上升运动，并通过卡钩38对升降支臂2的进一步限位支撑作用，可避免升降支臂2因升降机构失灵意外而发生坠落。

在当升降支臂2带动炉盖52需要回落时，把手柄50从u形卡口中拉起45°左右的角度，并沿顺时针方向转动90°，手柄50在转动过程中下拉钢丝绳40以带动卡栓36上的卡钩38完全回缩至固定套35内后，将手柄50卡进下侧的u性卡口中，以阻止卡钩38回弹，从而解除安全栓的防坠落保护。在当升降支臂2带动炉盖52回落到箱体上后，再把手柄50从u形卡口中拉起45°左右的角度，并沿顺时针或逆时针方向旋转90°，从而把手柄50卡进左右两侧中的任意一个u形卡口中，还原到之前手柄50的垂直状态，此时卡栓36上的卡钩38在压缩弹簧37的弹簧力作用下完全伸出到固定套35外部。

所述立柱1的顶端设有线槽26，在线槽26的底部设有用于放置线缆和气管的tl-2型拖链27，拖链27位于立柱1的一侧。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。