专利名称：一种还原金属镁用容器壁的桥式清理机及其工作头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及热还原法金属镁生产过程中的专用机械领域，特别是一种还原金 属镁用容器壁的桥式清理机及其工作头。
背景技术：
热还原法生产金属镁是目前我国普遍采用的一种金属镁生产方法。还原金属镁的 容器主要包括金属镁还原罐和设置于所述还原罐内的结晶器。通常在一台炉体上装有数十 个水平放置的长圆管状还原罐，还原罐的罐深通常约3. 5-4米，直径约0. 3米，罐口朝外，用 于装入原料(投料)和排出渣料(扒渣、清垢)等；在还原罐内设置的结晶器，用于收集还 原后的金属镁。高温还原成金属镁的生产过程中，在还原罐连续使用一个周期后，会在其罐 壁上附着很厚的渣垢，如不定时清理，渣垢将影响还原罐的导热系数，使还原罐内的物料受 热不均勻，影响生产效率，也浪费能源，并且由于渣垢的厚度逐渐增大，将逐步减少还原罐 内可容纳的物料量，影响生产的正常进行。同样地，在结晶器连续多次使用后也会在其容器 壁上附着渣垢，如不定时清理，将影响还原后金属镁的纯度，并且会减少其内可收集的金属 镁的量，因此同样需要定时清理。还原金属镁用容器的内壁渣垢的主要化学成分是2Ca0. Si02，在热态情况下这种 物质的硬度较大，因此现有技术中清理还原罐壁上附着的渣垢大都采用冷却清垢法，在清 垢时需要停止生产，将还原罐从高温状态自然冷却至常温，在还原罐冷却的过程中，附着在 罐壁上的渣垢也会逐步冷却脱落。但是这种除垢方式需要等还原罐的温度降下来才能进 行，使得每次清垢都需要花费很长时间，还原罐再次使用时需要重新加热至高温，热能损失 很大，能源浪费严重，而且还原罐经常升温、降温，会严重影响其使用寿命。针对上述冷却清 垢法的不足，现有技术中出现了能在高温状态下的还原罐清垢装置，如期刊文献《镁还原炉 排渣专用设备-清渣机组的设计研究》(晏燕，轻金属，1998)中公开了一种清渣机，主要由 扒渣装置、清垢装置、行走装置、冷却装置及电控系统组成。其中清垢装置具有位于管架头 部、呈120度分布在转动架上的三根圆环链。再如中国专利文献CN2890812Y中公开了一种 镁还原炉的清排渣装置，它包括进退机构和清垢机构两部分；其中清垢机构包括圆环链，圆 环链安装在主传动轴前端，主传动轴穿过支撑管架后端经传动机构与安装在吊架小车上的 主驱动电机连接，支撑管架的一端经连接板固定在吊架小车上。这种清排渣装置的清垢机 构与上述论文文献中的清垢装置类似，都是在清垢过程中呈120度分布的三根圆环链在主 传动轴的高速旋转带动下，被离心抛起，形成一个盘状，链条的头部(工作端)与罐壁发生 剧烈摩擦，在水平给进的过程中将附着在罐壁上的残渣和氧化皮扫下。但是上述清垢装置 具有以下缺点呈120度分布的三根圆环链旋转起来后形成的盘面处于同一垂直平面内， 也就是说这种装置采用的是单层链条清垢，单层链条对还原罐内壁作用的摩擦力是比较小 的，而且渣垢在热态情况下质地十分坚硬，所以在实际生产中仅仅利用单层链条无法达到 清理效果，更不能将残渣和氧化皮通过高速旋转扫出罐外。另外，还原罐还经常会发生蠕 变，使其罐壁形状变得不规则，单层链条的工作端无法与罐壁充分接触发生摩擦，很难将发
4生蠕变的还原罐壁清理干净，清理效果不好。而现有技术中在清理结晶器时，往往是在常 温下取出金属镁后进行的，清理的方法大都是由人工用铲子将结晶器的罐壁上的渣垢铲下 来，效率低下，而且费时费力。另外，中国专利文献CN2890812Y中还提到为了很好的冷却，在清排渣装置的支撑 管体前端设有喷嘴，在工作过程中，冷却水从喷嘴喷出对圆环链冷却。但是上述冷却方法具 有以下缺点由于热状态下还原罐内的温度会达到1200度左右，在这种状态下，一旦冷却 系统发生泄漏，管路中的水会很快蒸发成水蒸气，甚至会发生化学反应分解成氢气和氧气， 形成危险的易燃易爆物，严重情况下就会发生爆炸，存在重大安全隐患。综上，目前现有技术中的清理机不能彻底清理还原罐和结晶器等还原金属镁用容 器壁的渣垢，而且现有技术中清理机的冷却机构存在安全隐患。
实用新型内容为此，本实用新型所要解决的技术问题在于现有技术对还原金属镁用容器壁的清 垢效果差、效率低下而且存在安全隐患的技术问题，而提供一种清垢效果好，能将还原金属 镁用容器壁清理干净、效率高而且能保证生产安全的还原金属镁用容器壁的桥式清理机及 其工作头。为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下一种还原金属镁用容器壁的桥式清理机，包括机架，其上设有水平延伸的滑轨；水平运动机构，设置在所述机架上，包括能在所述滑轨上水平往复运动的移动平 台，所述移动平台固定连接有延伸方向与所述滑轨平行的支撑管体，所述支撑管体的前端 安装有工作头；驱动机构，包括驱动所述移动平台做水平往复运动的水平驱动组件和使所述工作 头旋转的旋转驱动组件；所述工作头为链条甩头，所述链条甩头包括至少两层沿垂直于所述支撑管体的轴 向方向排布的甩头组件，所述甩头组件可围绕所述支撑管体的轴向方向旋转。上述清理机中，所述清理机还包括设置在所述机架上的升降运动机构；所述驱动 机构还包括使所述机架做升降运动的升降驱动组件。上述清理机中，所述机架的前端、后端均设置有所述升降运动机构和所述升降驱 动组件；所述升降运动机构为剪式提升机构，所述升降驱动组件为驱动所述剪式提升机构 的液压油缸。上述清理机中，所述甩头组件包括具有安装孔的盘体和可拆卸地安装在所述盘体 上的链条，所述链条的长度适于与所述容器壁接触。上述清理机中，所述链条的工作端设有摩擦块。上述清理机中，所述支撑管体为空心结构；所述旋转驱动组件包括设置在所述支 撑管体内并伸出所述支撑管体的转动轴和驱动所述转动轴转动的旋转驱动电机；所述转动 轴的前端安装有所述工作头；所述旋转驱动电机的传动轴通过联轴器与所述转动轴相连。上述清理机中，所述清理机还包括对所述转动轴进行冷却的冷却机构；所述冷却 机构包括包覆在所述转动轴外壁的内管，所述内管与所述支撑管体的内壁形成可封闭的空
5腔，所述空腔内具有冷却液。上述清理机中，在所述支撑管体的外壁包覆有隔热层。上述清理机中，所述清理机还包括用于固定所述容器位置的夹紧机构、用于监控 所述工作头工作情况的监控机构以及除尘机构；所述监控机构包括设置在所述支撑管体前 端、与控制系统连接的摄像头；所述除尘机构包括引风机。一种用于上述清理机中的工作头，所述工作头安装在所述清理机的移动平台的支 撑管体前端，所述工作头为链条甩头，所述链条甩头包括至少两层沿垂直于所述支撑管体 的轴向方向排布的甩头组件，所述甩头组件可围绕所述支撑管体的轴向方向旋转。上述工作头中，所述甩头组件包括具有安装孔的盘体和可拆卸地安装在所述盘体 上的链条。上述工作头中，所述链条的工作端设有摩擦块。本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点①本实用新型的还原 金属镁用容器壁的桥式清理机及其工作头，其中工作头为链条甩头，链条甩头包括至少两 层沿垂直于支撑管体的轴向方向排布的甩头组件，甩头组件可围绕支撑管体的轴向方向旋 转，与单层链条结构相比，多层链条的工作端在转动轴离心力的带动下能够增加与容器壁 接触摩擦力，即使容器发生了蠕变变形，也能与容器壁充分接触发生摩擦，最大程度地清除 容器壁上的渣垢，清理效果好；②本实用新型的还原金属镁用容器壁的桥式清理机，在清理 机的前端和后端均设置有升降运动机构，前后两个升降运动机构可进行独立调节，由于支 撑管体很长，在水平伸出过程中，支撑管体的前端受重力作用会向下倾斜，在机架的前后两 端均设置升降运动机构，可以调整支撑管体使之保持水平，而且这样即使是在车间地面不 平整的情况下也能够保持清理机支撑管体(转动轴)的水平，保证清理效果；③本实用新 型的还原金属镁用容器壁的桥式清理机及其工作头，其中甩头组件包括具有安装孔的盘体 和固定连接在盘体上的链条，盘体的两端成型有凸缘，链条可拆卸地安装在安装在该凸缘 上，链条的长度适于与容器壁接触，上述结构的甩头组件结构简单，拆装方便且牢固；④本 实用新型的还原金属镁用容器壁的桥式清理机及其工作头，由于链条经常在高温环境下作 业，链条与容器壁进行摩擦碰撞，容易发生断裂，属于清理机中的耗材部件，而本实用新型 的链条可拆卸地安装在安装在该凸缘上，具体是通过螺栓可拆卸地安装，能够方便地进行 更换，不耽误生产进程，提高了效率；⑤本实用新型的还原金属镁用容器壁的桥式清理机及 其工作头，链条的工作端设有耐热钢制成的摩擦块，在转动轴离心力的带动下，链条上的摩 擦块会不断跳动，对还原罐内壁不断地进行锤击，能更加快速、彻底地清理掉容器内壁的渣 垢，在实际使用中单管还原罐通常可清理下30公斤左右的渣垢；⑥本实用新型的还原金属 镁用容器壁的桥式清理机，还包括对转动轴进行冷却的冷却机构，冷却机构包括包覆在转 动轴外壁的内管，内管与支撑管体的内壁形成可封闭的空腔，空腔内具有冷却液，冷却液在 密闭的空腔内通过内管直接对转动轴冷却，不会发生泄漏事故，而且由于本实用新型采用 的冷却液为非水介质冷却液，即使产生热膨胀也不会发生爆炸，能保证生产安全；⑦本实用 新型的还原金属镁用容器壁的桥式清理机，在支撑管体的外壁包覆有隔热层，以隔绝温度 保证生产安全；⑧本实用新型的还原金属镁用容器壁的桥式清理机，还包括监控机构，从而 更好的观察还原罐里工作头的工作情况，便于及时调整；⑨本实用新型的还原金属镁用容 器壁的桥式清理机及其工作头，在清垢过程中工作头边旋转边进入容器内清除容器壁的渣垢，当工作头接近容器底部时，旋转驱动组件能够控制工作头进行反转，然后在工作头退出 容器的过程中清除没有清理到的渣垢，使清垢更加彻底。
为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施 例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中图1是本实用新型清理机的立体示意图；图2是本实用新型清理机中链条甩头的示意图；图3是本实用新型清理机中甩头组件的示意图；图4是本实用新型清理机中冷却机构的示意图；图5是图4中A部分的放大示意图；图6是图4中B部分的放大示意图；图7是本实用新型实施例二中清理机的立体示意图。图中附图标记表示为1-机架，2-转动轴，3-滑轨，4-移动平台，5-链条甩头， 6-甩头组件，7-安装孔，8-盘体，9-链条，10-凸缘，11-内管，12-滑块，13-剪式提升机构， 14-液压油缸，15-空腔，16-支撑管体，17-摩擦块，18-旋转驱动电机，19-摇把，20-封闭 堵，21-传动轴，22-联轴器，23-控制盘，24-丝杠，25-结晶器。
具体实施方式
在本实用新型中，前端是指靠近还原金属镁用容器的一端，后端是指远离还原金 属镁用容器的一端。实施例一如图1所示，是本实用新型还原金属镁用容器壁的桥式清理机的优选实施例，本 实施例中所涉及的还原金属镁用容器具体为还原罐。所述清理机包括机架1、设置在所述机架1上的水平运动机构、升降运动机构、驱 动机构、冷却机构、控制系统、监控机构和除尘机构。所述机架1上设有水平延伸的滑轨3，所述滑轨3的长度大于所述还原罐的长度。所述水平运动机构设置在所述机架1上，包括能在所述滑轨3上水平往复运动的 移动平台4，所述移动平台4上设有可在所述滑轨3上滑动的滑块12。所述移动平台4固定连接有延伸方向与所述滑轨3平行的支撑管体16，在所述支 撑管体16的外壁包覆有隔热层。所述支撑管体16为空心结构，其前端安装有工作头，在本 实施例中，所述工作头为链条甩头5，如图2所示，所述链条甩头5包括至少两层沿垂直于所 述支撑管体16的轴向方向排布的甩头组件6，所述甩头组件6可围绕所述支撑管体16的轴 向方向旋转，在本实施例中所述链条甩头5包括两层所述甩头组件6。如图3所示，所述甩 头组件6包括具有安装孔7的盘体8和可拆卸地安装在所述盘体8上的链条9，所述链条9 的工作端设有摩擦块17，所述摩擦块17为形状不规则的耐热钢，所述链条9(包括所述摩擦 块17)的长度适于与所述还原罐的罐壁相接触，在本实施例中所述链条9的数目为4条，所 述盘体8的两端成型有凸缘10，所述链条9通过螺栓可拆卸地安装并沿周向均勻分布在所 述凸缘10上。
7[0041]所述升降运动机构为剪式提升机构13，所述机架1的前端和后端均设置有所述剪 式提升机构13，所述剪式提升机构13的底部设置有万向滚轮，所述剪式提升机构13为现有 技术中常用的提升装置，其具体结构不再赘述。所述驱动机构包括水平驱动组件、升降驱动组件和旋转驱动组件。所述水平驱动 组件用于驱动所述移动平台4做水平往复运动，所述水平驱动组件包括摇把19，所述摇把 19通过钢丝和滑轮的配合驱动所述移动平台4沿所述滑轨3做水平往复运动，所述摇把19 由手动控制，所述摇把19拉动所述钢丝，进而所述钢丝与所述滑轮配合驱动所述移动平台 4做水平往复运动。所述升降驱动组件用于使所述机架1做升降运动，所述机架1的前端、 后端均设置有所述升降驱动组件，所述升降驱动组件为驱动所述剪式提升机构13的液压 油缸14。所述旋转驱动组件用于驱动所述工作头旋转，所述旋转驱动组件包括设置在所述 支撑管体16内并伸出所述支撑管体16的转动轴2和驱动所述转动轴2转动的旋转驱动电 机18 ；所述旋转驱动电机18的传动轴21通过联轴器22与所述转动轴2相连；所述转动轴 2的前端安装有所述链条甩头5，在本实施例中，所述链条甩头5通过销键和键槽的配合固 定安装在所述转动轴2的端部；所述链条甩头5可在所述旋转驱动电机18的驱动下围绕所 述支撑管体16的轴向方向旋转(包括正转和反转)。如图4-6所示，所述冷却机构用于对所述转动轴2进行冷却，所述冷却机构包括包 覆在所述转动轴2外壁的内管11，所述支撑管体16的前端和后端具有封闭堵20，所述内管 11与所述支撑管体16的内壁形成可封闭的空腔15，所述空腔15内具有冷却液。所述控制系统包括设置在所述机架1 一侧的触摸屏、与所述触摸屏联接的微电脑 和与所述微电脑电联接的可编程控制器(PLC控制器)，所述触摸屏输入信号给所述微电 脑，所述微电脑对接收到的信号进行处理并将控制信号传送给所述可编程控制器，所述可 编程控制器识别控制信号并控制所述水平驱动机构和所述升降驱动机构。所述监控机构用于监视所述工作头的工作情况，所述监控机构包括设置在所述支 撑管体16前端的、与所述控制系统连接的摄像头和显示器，所述摄像头加装过滤镜片。所述除尘机构用于将清理下来的污垢和扬尘收集起来，主要包括引风机(图中未 示出)。本实施例中的所述清理机的具体工作过程详述如下第一步，在所述控制系统的控制下，使所述机架1沿所述导轨2运动到所述还原罐
、r -
IlJ ；第二步，启动所述液压油缸14，驱动所述机架1做升降运动并调整所述支撑管体 16前端、后端的高度，使所述链条甩头5对准需要进行清垢的所述还原罐的容器口 ；第三步，摇动所述摇把19，使所述移动平台4连同所述支撑管体16 —起沿所述滑 轨3朝向所述容器口做水平运动；第四步，启动所述旋转驱动电机18，使所述转动轴2旋转，进而带动所述链条甩头 5旋转，所述链条甩头5的所述链条9在所述转动轴2的高速旋转带动下，被离心抛起，形成 沿垂直于所述支撑管体16的轴向方向排布的两个盘状，在水平给进过程中，所述链条9的 工作端与所述还原罐的容器壁发生剧烈摩擦，清理附着在容器壁上的渣垢和氧化皮等；第五步，利用所述监控机构监视所述工作头的工作情况，当所述链条甩头5接近 所述还原罐的底部时，使所述链条甩头5反转，并驱动所述链条甩头5退出所述还原罐，在
8退出所述还原罐的过程中，所述链条甩头5将清除给进过程中没有清理到的渣垢，使清垢 更加彻底。实施例二本实施例中所涉及的还原金属镁用容器具体为所述还原罐中的结晶器25，与上述 实施例一相比，本实施例中清理机的尺寸规格适合清理所述结晶器25壁上的渣垢。如图7 所示，本实施例中所述清理机包括机架1、设置在所述机架1上的水平运动机构、驱动机构、 控制系统、监控机构、除尘机构和夹紧机构。所述水平运动机构、控制系统、监控机构和除尘 机构与实施例一相同，此不赘述。所述驱动机构包括水平驱动组件和旋转驱动组件，所述水 平驱动组件和所述旋转驱动组件均与实施例一相同，此不赘述。所述夹紧机构用于固定所 述结晶器25的位置，包括能相互配合的夹紧部件和使所述夹紧部件夹紧/松开的控制部 件，在本实施例中所述控制部件为转盘形式，控制盘23通过丝杠24控制所述夹紧部件夹紧 /松开。在利用本实施例中的所述清理机对所述结晶器25清垢的过程是在常温下进行 的，首先利用所述夹紧机构将待清理的所述结晶器25的位置固定，启动所述清理机，之后 按照与实施例一相同的步骤进行渣垢清理，此不赘述。在其他实施例中，所述实施例二中所述夹紧机构的所述控制部件还可采用液压控 制的形式。在其他实施例中，所述链条甩头5可包括三层、四层等沿垂直于所述支撑管体16 的轴向方向排布的所述甩头组件6，以满足不同清垢需求。显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对 于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或 变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或 变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。
权利要求一种还原金属镁用容器壁的桥式清理机，包括机架(1)，其上设有水平延伸的滑轨(3)；水平运动机构，设置在所述机架(1)上，包括能在所述滑轨(3)上水平往复运动的移动平台(4)，所述移动平台(4)固定连接有延伸方向与所述滑轨(3)平行的支撑管体(16)，所述支撑管体(16)的前端安装有工作头；驱动机构，包括驱动所述移动平台(4)做水平往复运动的水平驱动组件和使所述工作头旋转的旋转驱动组件；其特征在于所述工作头为链条甩头(5)，所述链条甩头(5)包括至少两层沿垂直于所述支撑管体(16)的轴向方向排布的甩头组件(6)，所述甩头组件(6)可围绕所述支撑管体(16)的轴向方向旋转。
2.根据权利要求1所述的清理机，其特征在于所述清理机还包括设置在所述机架(1) 上的升降运动机构；所述驱动机构还包括使所述机架(1)做升降运动的升降驱动组件。
3.根据权利要求2所述的清理机，其特征在于所述机架(1)的前端、后端均设置有所 述升降运动机构和所述升降驱动组件；所述升降运动机构为剪式提升机构(13)，所述升降 驱动组件为驱动所述剪式提升机构(13)的液压油缸(14)。
4.根据权利要求3所述的清理机，其特征在于所述甩头组件(6)包括具有安装孔(7) 的盘体(8)和可拆卸地安装在所述盘体(8)上的链条(9)，所述链条(9)的长度适于与所述 容器壁接触。
5.根据权利要求4所述的清理机，其特征在于所述链条(9)的工作端设有摩擦块(17)。
6.根据权利要求1-5任一所述的清理机，其特征在于所述支撑管体(16)为空心结 构；所述旋转驱动组件包括设置在所述支撑管体(16)内并伸出所述支撑管体(16)的转动 轴⑵和驱动所述转动轴⑵转动的旋转驱动电机(18)；所述转动轴⑵的前端安装有所 述工作头；所述旋转驱动电机(18)的传动轴(21)通过联轴器(22)与所述转动轴(2)相连。
7.根据权利要求6所述的清理机，其特征在于所述清理机还包括对所述转动轴(2) 进行冷却的冷却机构；所述冷却机构包括包覆在所述转动轴(2)外壁的内管(11)，所述内 管(11)与所述支撑管体(16)的内壁形成可封闭的空腔(15)，所述空腔(15)内具有冷却液。
8.根据权利要求7所述的清理机，其特征在于在所述支撑管体(16)的外壁包覆有隔执层。
9.根据权利要求8所述的清理机，其特征在于所述清理机还包括用于固定所述容器 位置的夹紧机构、用于监控所述工作头工作情况的监控机构以及除尘机构；所述监控机构 包括设置在所述支撑管体(16)前端、与控制系统连接的摄像头；所述除尘机构包括引风 机。
10.一种用于权利要求1-9任一所述清理机中的工作头，所述工作头安装在所述清理 机的移动平台⑷的支撑管体(16)前端，其特征在于所述工作头为链条甩头(5)，所述链 条甩头(5)包括至少两层沿垂直于所述支撑管体(16)的轴向方向排布的甩头组件(6)，所 述甩头组件(6)可围绕所述支撑管体(16)的轴向方向旋转。
11.根据权利要求10所述的工作头，其特征在于所述甩头组件(6)包括具有安装孔 (7)的盘体(8)和可拆卸地安装在所述盘体(8)上的链条(9)。
12.根据权利要求11所述的工作头，其特征在于所述链条(9)的工作端设有摩擦块 (17)。
专利摘要一种还原金属镁用容器壁的桥式清理机及其工作头，包括机架、水平运动机构和驱动机构，所述机架上设有水平延伸的滑轨；所述水平运动机构，设置在所述机架上，包括能在所述滑轨上水平往复运动的移动平台，所述移动平台固定连接有延伸方向与所述滑轨平行的支撑管体，所述支撑管体的前端安装有工作头；所述工作头为链条甩头，所述链条甩头包括至少两层沿垂直于所述支撑管体的轴向方向排布的甩头组件，所述甩头组件可围绕所述支撑管体的轴向方向旋转。本实用新型提供的桥式清理机及其工作头，清垢效果好，能将还原金属镁用容器的容器壁清理干净而且效率高。
文档编号F27D25/00GK201628487SQ201020163810
公开日2010年11月10日 申请日期2010年4月20日 优先权日2010年4月20日
发明者乔焰锋 申请人:乔焰锋