一种自动堵流机构及电解铝液熔铸前的预净化设备的制作方法

本实用新型涉及冶金生产设备领域，具体而言，涉及一种自动堵流机构及电解铝液熔铸前的预净化设备。

背景技术：

目前，随着有色金属行业的发展和技术的进步，国内外铝熔炼行业对铝熔炼设备的自动化和安全性等方面的要求愈来愈高。在当前的生产条件进一步向规模化生产、自动化作业水平提高的方式转变的情况下，在铝熔炼过程中的放流工序由人工操作堵流、放流、限流等工作已经不适应全自动化生产的发展。

铝及铝合金熔铸是利用电解铝液(或铝锭)、返回废料、中间合金为主要原料，经熔化、保温、精炼、铸造后形成外形各异的产品，如扁锭、圆锭、铸轧卷等。在上述过程中，铝液需要经过多道工序，需要将铝液从一个装置放流到另一个装置中，例如铝液从铝液熔铸前的处理装置放流到铝熔炼炉中、再从铝熔炼炉中放流到保温炉中。目前，常常采用热弄个放流的方式，这种人工操作方式，需要操作人员用一根堵杆，装上堵头后将堵杆打进或拔出进行堵流或放流操作，工作环境恶劣，劳动强度大。同时，人工操作时往往无法精准地控制放流和堵流的时间，也无法实现熔铸过程的自动化，特别是已不适合用于大吨位熔铸生产效率高的工作场合。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种自动堵流机构，能够实现堵流和放流的自动化操作。

本实用新型还提供了一种电解铝液熔铸前的预净化设备，旨在铝熔炼过程中放流工序不够自动化问题。

本实用新型是这样实现的：

一种自动堵流机构，包括机构固定架、转动连接于机构固定架的转轴、主动连杆、从动连杆、堵杆、设置在堵杆端部的堵头和用于驱动转轴转动的动力装置，堵杆具有第一铰接部和第二铰接部，第一铰接部相对于第二铰接部靠近堵头，主动连杆的一端固设于转轴，且另一端铰接于第一铰接部，从动连杆的一端铰接于机构固定架，且另一端铰接于第二铰接部。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，自动堵流机构还包括用于固定主动连杆的机械锁紧装置，机械锁紧装置和主动连杆可拆卸连接，机械锁紧装置与机构固定架铰接。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，机械锁紧装置包括连接件和螺栓，螺栓穿过连接件并与连接件螺纹连接，螺栓的一端进入容置腔，主动连杆的侧壁上设有可进入容置腔的凸块。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，动力装置为气缸驱动装置，气缸驱动装置包括气缸、活塞连杆和传动杆，传动杆的一端固定在转轴的侧壁，且另一端与活塞连杆铰接。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，堵头为圆锥形或圆台形，堵头靠近堵杆一端的直径大于堵头远离堵杆一端的直径。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，堵杆包括杆体和连杆固定座，杆体套设在连杆固定座上，且杆体和连杆固定座螺纹连接，第一铰接部和第二铰接部均设置于连杆固定座。

一种电解铝液熔铸前的预净化设备，包括罐体和上述的自动堵流机构，自动堵流机构设置在罐体的放流口处，机构固定架固定在罐体的侧壁，用于堵住放流口的堵头与放流口的形状相匹配。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，电解铝液熔铸前的预净化设备还包括液位控制器，液位控制器设置在罐体上，液位控制器包括液位测量装置和控制动力装置启闭的PLC控制器，液位测量装置和动力装置均与PLC控制器电连接。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，PLC控制器的放流液位控制逻辑和动力装置的开关连锁控制，液位控制器根据PLC控制器预设的液位值控制动力装置的启闭。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，液位控制器还包括报警装置，罐体的液位达到PLC控制器预设的液位值，报警装置启动。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型通过上述设计得到的自动堵流机构，使用时，利用动力装置驱动转轴转动，带动主动连杆运动，从动连杆随着主动连杆的运动而运动，带动堵杆打进或拔出放流口，实现自动堵流和放流的功能。

另外，本实用新型通过上述设计得到的电解铝液熔铸前的预净化设备，使用时，自动堵流机构设置在预净化设备罐体的放流口处，堵头和放流口的形状相匹配，用于堵住放流口，在生产中，能够实现预净化设备放流工序的自动化操作。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本实用新型实施方式提供的自动堵流机构堵流状态的主视图；

图2是本实用新型实施方式提供的自动堵流机构放流状态的主视图；

图3是本实用新型实施方式提供的自动堵流机构堵流状态的俯视图；

图4是本实用新型实施方式提供的机械锁紧装置的示意图；

图5是本实用新型实施方式提供的预净化设备的示意图。

图标：100-自动堵流机构；110-机构固定架；111-第一支架；112-第二支架；120-转轴；131-主动连杆；132-从动连杆；141-堵杆；142-杆体；143-连杆固定座；144-堵头；145-第一铰接部；146-第二铰接部；150-动力装置；151-气缸；152-活塞连杆；153-传动杆；160-放流口；170-机械锁紧装置；171-上抵接板；172-下抵接板；173-连接板；174-容置腔；175-螺栓；176-凸块；200-预净化设备；210-罐体；220-液位控制器。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例1，参照图1至图3所示，

本实施例提供一种自动堵流机构100，包括机构固定架110、转动连接于机构固定架110的转轴120、主动连杆131、从动连杆132、堵杆141、设置在堵杆141端部的堵头144和用于驱动转轴120的动力装置150。动力装置150和转轴120传动连接，用以驱动转轴120转动。堵杆141具有第一铰接部145和第二铰接部146，第一铰接部145相对于第二铰接部146靠近堵头144。主动连杆131的一端固定在转轴120上，另一端铰接在堵杆141的第一铰接部145。从动连杆132的一端铰接在机构固定架110上，且另一端铰接在堵杆141的第二铰接部146。

机构固定架110具有第一支架111和第二支架112，转轴120转动连接在第一支架111上。第二支架112设置在第一支架111下方位置。从动连杆132的一端铰接于第二支架112的端部，且另一端铰接于堵杆141。主动连杆131与第一支架111的铰接点为第一铰接点，从动连杆132与第二直接112的铰接点为第二铰接点，第二铰接点位于第一交接点斜下方的位置，即，在竖直方向上，第一铰接点相对于第二铰接点远离放流口160，在水平方向上，第一铰接点相对于第二铰接点靠近放流口160。

主动连杆131个数优选为2个，从动连杆132设置在两根主动连杆131的中间，设置两根主动连杆131使得整个自动堵流机构100的结构更稳定，使用寿命更长久。

堵杆141包括杆体142和连杆固定座143，杆体142靠近放流口160的一端连接有堵头144。杆体142套设于连杆固定座143上，且杆体142和连杆固定座143螺纹连接，旋转杆体142，可以改变堵头144塞入放流口160中的长度。第一铰接部145和第二铰接部146均设置于连杆固定座143。

堵头144的形状随放流口160的形状、大小灵活选取，只需保证堵头144能够将放流口160封堵住。为了保证良好的密封性，一般需要保证堵头144三分之一以上的部分能够伸入到放流口160中，对于堵头144的材料，根据冶金行业的特殊性，一般优选为选取耐高温的钢制材料。堵头144的形状优选为圆锥形或圆台形，且堵头144靠近堵杆141一端的直径大于堵头144远离堵杆141一端的直径，放流口160和堵头144相匹配保证密闭。冶金行业中的高温液体对堵头144具有膨胀作用，圆锥形或圆台形的堵头144受热膨胀最均匀，可以在膨化后仍然后保持很好的密封作用。

参阅图3和图4所示，自动堵流机构100设有机械锁紧装置170，用于保证堵头144堵住放流口160后，能够固定住主动连杆131，使整个自动堵流机构100机械锁紧，避免堵头144松动，造成事故。机械锁紧装置170铰接于机构固定架110上，其包括连接件和螺栓175，连接件包括上抵接板171、下抵接板172、连接板173，上抵接板171和下抵接板172的一端分别与机构固定架110铰接，且上抵接板171和下抵接板172的另一端通过连接板173相连。机构固定架110、上抵接板171、下抵接板172和连接板173共同围成容置腔174，连接板173开设有螺孔，螺栓175的一端穿过螺孔进入到容置腔174，螺栓175和连接板173螺纹连接。主动连杆131的侧壁上设有凸块176，转动机械锁紧装置170，凸块176可卡入容置腔174中，转动螺栓175，锁紧主动连杆131。

如图3所示，动力装置150优选为气缸驱动装置，其包括气缸151、活塞连杆152和传动杆153，传动杆153的一端与转轴120固定，且另一端和活塞连杆152铰接，气缸151驱动活塞连杆152上下运动，带动传动杆153绕转轴120转动，从而使转轴120转动。

需要说明的是，本实用新型的其他实施例中，动力装置150可以是其他驱动转轴转动的装置，例如齿轮啮合装置，但不局限于此。

在本实施例中，动力装置150连有控制器，动力装置150和控制器电连接，控制器可以电动控制动力装置150的启闭，也可以手动控制动力装置150的启闭。例如，选用PLC控制器和带有磁限位功能的气缸151，PLC控制器实现气缸151电动启闭和手动启闭功能。设置动力装置150的自动控制方式和手动控制方式，可以满足冶金行业的自动化需求，同时保证在紧急故障等情况下能够手动控制自动堵流机构100进行放流和堵流，保证工业生产的安全性和可靠性。

自动堵流机构100的工作原理为：

气缸151开启，根据气压大小，气缸151提供动力，带动活塞连杆152运动，驱动与活塞连杆152铰接的传动杆153绕转轴120转动，转轴120在传动杆153的带动下转动。转轴120转动，使得主动连杆131绕转轴120运动，主动连杆131和从动连杆132同时铰接在堵杆141上，形成驱动力臂。主动连杆131和从动连杆132的设置方式使得堵杆141能够从圆周运动状态转到水平运动状态，堵杆141水平运动堵住和放开放流口，实现自动堵流功能。堵头144和堵杆141由主动连杆131和从动连杆132控制，活塞连杆152在伸缩时，堵头144和堵杆141只能按照固定的运动轨迹运动，只要初始安装时准确定位机构基准位置，堵头144必将准确的塞进放流口160。通过旋转杆体142，使得堵杆141可调整堵头144塞入放流口160的深度，使得自动堵流机构100具有限流功能，根据堵头144塞入放流口160的深度大小，调整放流口160和堵头144的间隙大小，实现限流功能，调节铝液的流出量、流出速度，提高工艺的可控性。

当堵流动作完成后，转动机械锁紧装置170，使凸块176卡入容置腔174，拧紧螺栓175，将整个自动堵流机构100锁紧，防止在突然断电或断气的情况下出现堵头144松动漏铝，也让整个机构稳定。

自动堵流机构100满足冶金行业全自动生产的需求，将操作人员从恶劣的操作环境中解放出来，实现自动放流和堵流功能。且整个机构动作可靠，转动灵活自如，还能实现限流的功能，整个机构运转平稳、安全。

参阅图5所示，本实用新型实施例还提供一种电解铝液熔铸前的预净化设备200，包括罐体210、自动堵流机构100和液位控制器220，液位控制器220设置在罐体210上，自动堵流机构100设置在罐体210的放流口160处，液位控制器220和自动堵流机构100电连接，液位控制器220根据预设的液位值控制自动堵流机构100堵住或打开放流口160。

电解铝水由于温度高、含氢量高、渣含量高的特点，致使对熔融铝液的净化工艺就尤为重要，它直接关系到熔铸产品的质量问题。在铝液进行熔铸前，设置预净化设备200，用以实现电解铝液进入熔炼炉前，除碱、除渣、除气等精炼净化工艺同时进行，大幅度的降低进入熔炼炉的渣含量及碱金属含量，提高铝液的纯净度。经过预净化处理后，预净化设备200内铝液上部漂浮的灰渣和底部沉淀的渣不能转入熔炼炉，利用液位控制器220和自动堵流机构100实现该功能。

液位控制器220包括PLC控制器和液位测量装置，液位测量装置和PLC控制器电连接，同时，自动堵流机构100同样由PLC控制器控制。

优选地，液位测量装置选用激光测距仪。激光测距仪的可靠性高，且测量精度高，测量误差在5mm范围内，可满足工业生产中的液位测量需求。在安装时，激光测距仪安装在放流口160的上方位置，同时罐体的上盖预留激光射入口，使得激光测距仪可以准确测量罐体210内的铝液高度。为保证激光测距仪的使用寿命，在安装维护时，适当增加激光测距仪的安装高度，并使激光测距仪倾斜一定角度测量。

在PLC控制器上设定液体放流极限液位，同时可设置不同的放流液位，液位高度梯次增加。并且激光测距仪实时测量并显示铝液高度数据和当前铝液放流极限液位，铝液放流极限液位随着渣量的变化自动调整。自动堵流机构100的动力装置150和放流液位控制逻辑连锁控制。在工程应用中，有些控制对象动作是在另一个控制对象动作的前提下才能动作，称之为连锁控制。即使用时，罐体210内的液体达到达到PLC预设的放流液位或是极限放流液位时，自动堵流机构100堵住放流口160，避免灰渣流出。

液位控制器220还连接有报警装置(图未示)，激光测距仪测量罐体210内的液位到达PLC控制器设置的液位值时，报警装置报警。

上述预净化设备200在使用时，通过PLC控制器进行自动化控制，设定一系列放流液位高度和放流极限高度，当激光测量仪到达设定的放流液位高度或极限液位高度时，报警，且启动自动堵流机构100，关闭放流口，只让纯净的铝液流出进入到铝熔炼炉中。这种预净化设备200满足了自动化生产的需要，使铝液的放流更加方便、快捷、高效。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。