全自动固体废弃物压缩封装机的制作方法

本发明属于机械设备领域，用于将危害环境的固体废弃物在钢筒内压缩减容后进行封装处理。

背景技术：

用圆柱形钢筒将固体废弃物盛装、压缩后，与桶盖一起做卷边封装，是处置对环境和人体存在危害的固体物质的常规和有效的方法。实施这些作业的设备称为压缩封装机。其中的立式压缩封装机已在核、生、化废弃物料处理方面得到相当多的应用。但现有的压缩封装设备在包装桶夹紧/松脱、卷边/压紧滚子高度调整、加盖、封完桶搬运等工序，均需要人力手动完成，尤其是压滚调高环节，需要停机后反复观察滚子和桶沿高差后用扳手拧转滚子芯轴来实现，而包装桶装/取需要同时用脚踩开两个夹子，再手动装/取包装桶，单人几乎无法完成，两人也要进行复杂的操作。这些都极大地增加了操作人员的劳动强度，延长了作业时间，降低了设备的效率，也容易导致翘沿、反卷、未成形等失误的发生。特别是，当待封物料中含有放射性、腐蚀性、病毒性且容易挥发、扩散的情况下，操作人员实施上述操作将给自身健康带来巨大的危害。

曾有人尝试对上述环节进行自动化改造，如通过将卷边台整体升降实现卷边滚高度调节，通过采用电磁铁实现桶夹的自动开启等方案，但效果均不够理想，也带来新的问题，如卷边台不稳定、位于平移、旋转两自由度运动状态转台上的电磁铁供电不可靠等。也曾有人提出全自动封装设备的设计方案，但其采用的方式和关键技术点与本发明存在较大差异，未采用升降环开锁和电机直连式压滚调高设备，且其工作机理和工艺路线均有待完善。

迄今为止，仍未有机理完善、操作便利、运转可靠、全过程完全实现自动化、可以远距操作的立式圆筒压缩封装机。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种全自动的固体废弃物压缩封装机，能够降低操作人员劳动强度，提高工作效率和正品率，减小人员风险。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种全自动固体废弃物压缩封装机，包括压盘驱动缸、机架、压盘、卷边工作台、回转滑台、滑轨和桶盖进给机构。

所述的回转滑台用于安放包装桶，能够沿滑轨移动，能够绕自身轴线在水平面内转动；所述的桶盖进给机构安装在滑轨一端，当回转滑台带动包装桶靠近桶盖进给机构时，将存储的桶盖推送到包装桶上开口处；所述的机架安装在滑轨上方，所述的压盘驱动缸安装在机架上，驱动压盘上下移动，当回转滑台带动未加盖的包装桶进入机架下方时对桶内废弃物进行压缩；当回转滑台带动加盖后的包装桶进入机架下方时对桶盖进行下压；所述的卷边工作台安装在机架上，当回转滑台带动加盖后的包装桶进入机架下方时对桶盖进行卷边。

所述的包装桶由吊运装置通过电磁吸盘吸附，将空包装桶由存贮区送至回转滑台上。

所述的回转滑台包括轴承、转盘、底板、滑板和驱动马达；所述的转盘通过轴承安装在底板上，转盘在驱动马达的作用下在水平面转动；所述的底板通过滑板安装在滑轨上，沿滑轨移动。

所述的回转滑台上安装有抱桶机构，包括夹头、夹柄、扭簧、支座、开夹环和导柱，所述的开夹环环绕在回转滑台外，能够沿导柱上下移动，所述的夹柄为折线结构，中部弯折处与固连在回转滑台上的支座铰接，上端朝向回转滑台中心安装有夹头；所述的夹柄在扭簧作用下上端向内翻转，夹头抱紧包装桶，当开夹环在顶推缸作用下向上移动时，开夹环推动夹柄下端克服扭簧作用力向内翻转，夹头放开包装桶。

所述的回转滑台由液压缸驱动沿滑轨移动。

所述的桶盖进给机构包括支架、顶推油缸和导杆，所述的桶盖叠放在支架上，在顶推油缸的作用下，叠放在最下方的桶盖沿导杆推送至包装桶上，随后顶推油缸回缩，叠放的桶盖依次下落等待下一次被推移。

所述的卷边工作台由滚子调高电机、卷边滚和卷边进给缸，所述的卷边滚在滚子调高电机的驱动下将高度调至距桶盖外沿上表面为设定距离处，在卷边进给缸的推动下移动至桶盖外沿开始卷边。

本发明还包括若干位置传感器、压力传感器和位移传感器，所述的位置传感器监测桶夹启闭、回转滑座进出、推盖缸进出、卷边滚后退、上压盘退到位的动作；搜书的压力传感器监测压盘驱动、卷边驱动、回转滑台马达驱动的液压；所述的位移传感器监测桶盖外缘的高度。

本发明的有益效果是：完全实现了立式圆桶固体废弃物压缩封装过程的远距操作和自动化作业，大大减轻了操作人员的劳动强度，提高了工作效率，基本避免了误操作导致废桶现象的发生，更有意义的是消除了因为直接接触引起废弃物对操作人员的危害，使得整个封装过程可以在安全、轻松、高效情况下完成。若使用相应的特种包装桶，还可以对危险性更大的中度放射污染物、大剂量生化毒剂进行封装作业，拓展了设备的应用空间。

附图说明

图1是全自动压缩封装机主视图(卷边状态)；

图2是全自动压缩封装机侧视图；

图3是全自动压缩封装机俯视图；

图4是回转滑台结构图；

图5是自开启夹桶机构图；

图6是带电动调高机构卷边工作台结构图；

图7是桶盖进给机构图；

图中，1-压盘驱动缸，2-机架，3-压盘，4.卷边工作台，5.包装桶，6.回转滑台，7.滑轨，8.桶盖进给机构，9电磁吸盘，10轴承，11转盘，12下座，13底板，14滑板，15驱动马达，16滑轨，17夹桶机构，18夹头，19夹柄，20转轴及扭簧，21支座，22开夹环，23导柱，24顶推缸，25滚子调高电机，26滚座，27滚轴，28卷边滚/压紧滚，29导槽，30底板，31支架，32桶盖，33顶推油缸，34导杆。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，本发明包括但不仅限于下述实施例。

本发明提出的全自动立式圆桶固体废弃物压缩封装机结构如图1、图2、图3所示，全自动立式圆桶固体废弃物压缩封装机由压盘驱动缸1、机架2、压盘3、卷边工作台4、包装桶5、回转滑台6、滑轨7、桶盖进给机构8、电磁吸盘9及电气控制系统、液压系统等组成。其中夹紧状态下带自动开夹机构的回转滑台6的结构如图4所示，回转滑台由轴承10、转盘11、下座12、底板13、滑板14、驱动马达15、滑轨16、夹桶机构17组成。开启状态的夹桶机构结构如图5所示，夹桶机构由夹头18、夹柄19、转轴及扭簧20、支座21、开夹环22、导柱23、顶推缸24组成。所述的带电动调高机构的卷边工作台如图6所示，卷边工作台由滚子调高电机25、滚座26、滚轴27、卷边滚/压紧滚28、导槽29、底板30组成。所述的桶盖进给机构如图7所示，桶盖进给机构由支架31、桶盖32、顶推油缸33、导杆34等组成。

本发明的的作业流程为：

装桶→夹紧→投料→滑台进给→压盘压缩→滑台外移→二次投料→进给压缩→滑台外移→装料到位或废料装完→装盖→滑台进给→压盘压盖→卷边滚调高→卷边滚进给，卷边→卷边到位→卷边滚后退→压紧滚进给→压紧完成→压紧滚后推→压盘起升→滑台外移→抱桶夹松开→电磁吸盘移近、吸附→装料桶吊走→下一循环。

其中装桶工序由吊运装置(图中未画，据环境设置)用电磁吸盘9将空包装桶5由存贮区送至外移的回转滑台6上，此时回转滑台上夹桶机构中的顶推缸24活塞杆向上伸展，推动开夹环22上移，进而带动抱桶夹中的夹柄19下杆绕回转轴20向上转动，夹柄夹头18随之外移，挟口张开，这时包装桶下落，之后，顶推缸下落，夹柄在扭簧作用下反向转动，夹头贴紧桶壁将包装桶夹紧。开夹环上下移动过程中由导柱23提供约束不致跑偏。本机构的优点是不论夹柄位于任何角度均能完成上述作业。

回转滑台6进给和退出由液压缸驱动。

压盘3下移压缩物料由压盘驱动缸(附图1中件1)驱动。

装盖由桶盖进给机构8完成。包装桶装满物料并经压缩后，由回转滑台外移至装料位置，这时桶盖进给机构中的顶推油缸33前伸，将叠放在支架31内的桶盖的最下一个沿导杆34推至包装桶之上，随后顶推缸回缩，叠放的桶盖依次下落等待下一次被推移。

放上桶盖的包装桶随回转滑台进至卷边工位后，先由压盘下伸并将带盖桶子压紧，此时启动回转滑台上的液压驱动马达15，带动包装桶和压盘下段一起转动。此时检测桶盖高度，并将卷边滚28高度调至其卷边槽上沿距桶盖外沿上表面设定距离处，启动卷边进给缸推动卷边滚前移开始卷边。当卷边滚上槽沿越过桶盖外沿设定距离后，卷边滚下落，直至其上槽沿完全接触包装桶桶盖上端面，然后驱动缸再次外伸带动卷边滚前移，完成卷边过程。

上述卷边过程中卷边滚的升降由内带丝杆的步进电机驱动，详见图6。调节滚高时，启动滚子调高电机25，带动内芯的丝杆开始转动并上下移动。此时的电机本体通过法兰用螺栓固定在滚座26上。转动的丝杆带动卷边滚中的滚轴27转动，滚轴下段制有螺纹并与滚座上的螺孔对接。滚轴转动后，同时会带动卷边滚沿轴线方向上下运动。这里的前提是滚轴螺纹与丝杆螺纹有相等的节距。卷边时传给滚子的作用力通过滚座传递到导槽29和底板30上。

完成卷边作业后，由压紧滚按上述类似流程完成对卷边的压紧作业。尔后，回转滑台带动已封桶外移，由开夹机构打开抱桶夹，由吊运装置带着电磁吸盘将包装桶运至保存位置。

本发明所述的各个运动环节均设有位置和状态传感器。桶夹启闭、回转滑座进出、推盖缸进出、卷边/压紧滚后退、上压盘退到位等动作共设置了对应数量的位置传感器，压盘驱动、卷边/压紧驱动、回转滑台液压马达驱动的液压回路中均设置了压力传感器，还设有测量桶盖外缘高度的位移传感器。通过这些传感器及现场视频监控设施，得本装置既可以单步操作逐项完成作业，也可以按预定程序自动完成整个作业流程，实现了全过程的自动化。

本发明提出的装置实施过程中，首先按照图1、2、3设计制造包括机架、压盘、回转滑台、滑轨、卷边工作台和桶盖进给机构在内的各机械结构部件，其中参照图4、5、6、7设计制造具有自动完成开/闭桶夹、卷边/压紧滚升降和桶盖进给的相应子系统并完成组装。之后，在各动作环节安装相应的位置、压力、位移传感器用以检测设备状态，再按照驱动要求设计制作液压动力系统和电液管线。

电气控制系统是本装置的组成部分之一。电控单元包括控制箱(或/及台、柜)、中央控制器、信号检测和传输器件、操作面板、步进电机控制与驱动单元、现场视频检控显示单元等部分，有分步操作和程序控制两种操作方式。需要在仔细分析各工序各工况工作机理的情况下，编制具体的控制软件。

本装置的设备间和控制间设在相互分离的封闭空间内，进行远程操控。