一种石墨清理装置的制作方法

本发明涉及金属冶炼技术领域，特别涉及一种石墨清理装置。

背景技术：

焦化炉在生产的过程中对煤炭进行加热，煤炭中的轻质的灰分、焦油受热挥发，并随着荒煤气一同流动，焦油在流动的过程中会附着在炭化室上升管及装煤导烟孔壁上，并高温的条件下形成坚硬的石墨。石墨会造成上升管及装煤导烟孔被堵塞。

现有技术会通过重锤或锄锤对石墨进行清理，重锤通过环链与装煤车或导烟车连接。石墨清理设备通过卷扬机等将重锤升起，再将其抛下，重锤自由下落并撞击石墨，石墨清理设备利用重锤的动能对上升管内的石墨进行清理。采用此种方式清理石墨的过程中，一旦环链发生断裂，会导致重锤落入炭化室。焦炉炼焦的过程中不允许铁器的混入。

因此，如何提供一种在清理石墨的过程中不会使铁器混入炭化室的石墨清理装置是本领域技术人员急需解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种石墨清理装置，其通过铣刀转动清除石墨，消除了环链断裂导致炭化室混入铁器的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种石墨清理装置，包括安装架、安装于所述安装架中的铣刀以及用以驱动所述铣刀轴向移动的伸缩部和驱动所述铣刀转动的旋转部。

优选地，所述安装架包括支架和与所述支架端部固定连接的固定导轨，所述固定导轨具有沿厚度方向贯穿的通孔，所述旋转部设置于所述通孔中，所述旋转部包括驱动杆和驱动杆套，所述驱动杆设有外螺纹，所述驱动杆套设有与所述外螺纹配合的内螺纹，所述铣刀设置于所述驱动杆的前端，所述伸缩部与所述驱动杆的后端相连。

优选地，所述伸缩部通过传动部与所述驱动杆的后端相连，所述驱动杆设有沿轴向延伸的安装槽，所述传动部包括与所述驱动杆的后端面相连的上挡板以及与所述移动端的前端相连、用以推动所述驱动杆轴向移动的托盘，所述托盘位于所述安装槽中，所述挡板具有沿轴向贯穿的过孔，所述伸缩部的移动端穿过所述过孔插入所述安装槽中与所述托盘相连，所述托盘的直径大于所述过孔直径。

优选地，所述安装槽底部设有下挡板，所述上挡板与所述托盘间设有上旋转轴承，所述下挡板与所述托盘间设有下旋转轴承。

优选地，所述驱动杆套与所述固定导轨可滑动的连接，所述驱动杆套的外侧设有与所述通孔边缘配合以进行轴向限位的限位止挡。

优选地，还包括台车，所述台车具有支撑架，所述固定导轨的一端与所述支撑架铰接，所述台车还设有用以调整所述铣刀角度的驱动杆油缸。

优选地，还包括与车辆连接、用以推动所述台车的台车驱动部，所述台车驱动部包括与车辆固定连接的连接柱以及与所述连接柱连接、用以推动所述台车移动的台车油缸，所述台车底部设有滚轮。

优选地，还包括铺设于车辆上的轨道，所述轨道与所述台车油缸的轴向平行，所述台车能够沿所述轨道移动。

优选地，所述固定导轨设有用以观察清扫情况的摄像头。

优选地，还包括用以控制所述伸缩部、所述驱动杆油缸、所述台车油缸的控制系统。

现有技术之所以会导致炭化室中混入铁器，是由于其利用重锤或锄锤下落过程中产生的动能撞击石墨，达到清理石墨的目的，而重锤或锄锤下落以及拉升的过程中，环链会承受较大的冲量，因而发生断裂，导致重锤或锄锤落入炭化室中。

本发明所提供的石墨清理装置包括安装架、铣刀、伸缩部和旋转部，铣刀通过伸缩部和旋转部与安装架相连，伸缩部能够带动铣刀产生轴向移动，旋转部能够带动铣刀转动。

清理石墨的过程中，旋转部带动铣刀转动，铣刀转动过程中会将石墨粉碎，达到清理石墨的目的。伸缩部带动铣刀沿轴向移动，从而能够沿上升管的轴向清理石墨，最终将石墨完全清除。石墨清理装置在清理石墨的过程中，各部件受力较小，不易因发生损坏而落入炭化室中，因而不会导致炭化室混入铁器。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的石墨清理装置第一种状态时的结构示意图；

图2为本发明所提供的石墨清理装置第二种状态时的结构示意图；

图3为旋转部的结构示意图；

图4为传动部的结构示意图；

图5为铣刀的侧视图；

图6为铣刀的俯视图；

图7为控制系统的结构示意图。

其中，图1至图7中的附图标记为：

支架1、固定导轨2、旋转部3、伸缩部4、传动部5、台车6、台车驱动部7、轨道8、驱动杆油缸9、铣刀10、驱动杆31、驱动杆套32、限位止挡33、铣刀定位块34、移动端41、托盘51、上挡板52、下挡板53、上旋转轴承54、下旋转轴承55、支撑架61、旋转轴62、滚轮63、连接柱71、台车油缸72、刀体101、刀刃102、防脱销孔103、键槽104。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1至图7，图1为本发明所提供的石墨清理装置第一种状态时的结构示意图；图2为本发明所提供的石墨清理装置第二种状态时的结构示意图；图3为旋转部的结构示意图；图4为传动部的结构示意图；图5为铣刀的侧视图；图6为铣刀的俯视图；图7为控制系统的结构示意图。

本发明所提供的石墨清理装置，如图1所示，包括安装架和铣刀10，安装架可安装在装煤车或导烟车上，安装架中设有伸缩部4和旋转部3，旋转部3可为电机或液压马达等，铣刀10能够在旋转部3的带动下转动，当铣刀10与石墨接触时，其刀刃102能够将石墨切碎，从而达到清除石墨的目的；伸缩部4可具体为气缸、液缸或丝杠等，铣刀10在伸缩部4移动端41的带动下实现轴向移动，清理上升管内壁、炉盖孔、导烟孔等部位的石墨。

具体的，铣刀10可与液压马达的机轴相连，液压马达与伸缩部4的移动端41固定连接，移动端41能够带动铣刀10沿轴向移动，液压马达的机轴转动能够带动铣刀10转动；旋转部3和伸缩部4之间的连接关系也可参考现有技术中的铣床、钻床等的升降台，在此不再赘述。

本实施例中，石墨清理装置中设有铣刀10，旋转部3带动铣刀10转动，将石墨切碎，伸缩部4带动铣刀10沿轴向移动，使其能够沿上升管的内壁清理石墨。清理石墨的过程中，石墨清理装置的各部分受力较小，不会因发生断裂而落入炭化室中，从而避免了铁器混入炭化室。

可选的，伸缩部4为铣刀驱动油缸，其移动端41为铣刀驱动油缸的活塞，旋转部3包括驱动杆31和驱动杆套32，如图3所示，驱动杆套32套设于驱动杆31的外周，驱动杆31设有外螺纹，驱动杆套32设有与外螺纹相配合的内螺纹。安装支架1包括支架1和固定导轨2，固定导轨2与支架1的前端固定连接，固定导轨2具有沿厚度方向贯穿的通孔，驱动杆套32设置于通孔中，铣刀驱动油缸的缸筒与支架1相连，活塞与驱动杆31的后端可转动地相连，活塞的移动能够带动驱动杆31前后移动，铣刀10设置于驱动杆31的前端。固定导轨2能够对驱动杆套32进行限位，当铣刀驱动油缸的活塞伸出时，驱动杆31在活塞的推动下相对驱动杆套32沿轴向移动，驱动杆套32的内螺纹对驱动杆31的外螺纹产生周向的分力，使驱动杆31发生转动，铣刀10在驱动杆31的带动下转动。

可选的，驱动杆套32与固定导轨2的通孔间隙配合，驱动杆套32可在通孔中滑动，驱动杆套32的外侧设有限位止挡33，当活塞伸出时，限位止挡33与通孔的边缘配合，能够对驱动杆套32进行轴向限位，从而使驱动杆31与驱动杆套32产生相对运动；当活塞缩回时，驱动杆套32的后部能够与支架1的底部相抵，实现轴向限位，使驱动杆31缩回驱动杆套32中。当然，用户也可根据需要设置驱动杆套32与固定导轨2通过焊接、螺栓连接等方式固定连接。驱动杆套32能够在通孔中滑动，当活塞缩回时能够，驱动杆套32的后部进入安装架中，能够减小石墨清理装置所占的体积。

驱动杆31的后端设有传动部5，传动部5与活塞的前端相连，活塞通过传动部5带动驱动杆31前后移动。具体的，驱动杆31的后端设有安装槽，安装槽呈圆柱状且与驱动杆31同轴。如图4所示，传动部5包括上挡板52和托盘51，上挡板52与限位止挡33通过焊接、螺栓连接等方式相连，托盘51位于安装槽中，上挡板52具有沿轴向贯穿的过孔，过孔与驱动杆31同轴，活塞穿过过孔并与托盘51固定连接。活塞前后移动的过程中，托盘51分别对安装槽的底部和上挡板52施加作用力，带动驱动杆31移动，显然托盘51的直径应大于过孔直径，托盘51直径略小于安装槽直径，二者间隙配合。

驱动杆31沿轴向移动的过程中也会发生转动，为减小驱动杆31与托盘51之间的摩擦，安装槽的底部设有下挡板53，下挡板53与安装槽间隙配合。当然上挡板52与托盘51间可设有上旋转轴承54，下挡板53与托盘51间可设有下旋转轴承55，利用旋转轴承代替面面接触，减小接触面间的摩擦力。

铣刀10的结构如图5和图6所示，铣刀10包括圆筒状的刀体101，刀体101外周设有倾斜的刀刃102，刀体101的内侧壁具有与驱动杆31的前端卡接的键槽104，刀体101的侧壁还设有沿厚度方向贯穿的防脱销孔103，固定销穿过防脱销孔103将刀体101与驱动杆31的前端固定。另外，为了限制铣刀10的轴向位置，驱动杆31的前端还设有环形的台阶面，刀体101与台阶面间设有铣刀定位块34，显然，铣刀定位块34的外径应大于刀体101的内径。

旋转部3采用电机或液压马达会导致石墨清理装置的能耗较大、制造和维护成本较高。本实施例中，旋转部3采用螺纹配合的驱动杆31和驱动杆套32，伸缩部4推动驱动杆31产生轴向移动，驱动杆套32中的内螺纹会对驱动杆31施加周向的分力，使驱动杆31转动，进而带动铣刀10转动。驱动部只借助伸缩部4的推力使铣刀10产生转动，而不需要增加其他动力部件，简化了石墨清理装置的结构、降低了其制造和维护成本。

石墨清理装置在清理的过程中需要前后移动，以使铣刀10能够与上升管等结构的侧壁贴合，为方便移动，石墨清理装置还包括台车6，台车6包括支撑架61和滚轮63，安装架与支撑架61相连，滚轮63位于台车6的底部，使台车6能够在装煤车或导烟车上移动。

为控制台车6的移动范围，石墨清理装置还包括台车驱动部7，台车驱动部7包括连接柱71和台车油缸72，连接柱71与装煤车或导烟车固定连接，台车油缸72的缸筒与连接柱71相连，台车油缸72的活塞与台车6相连，台车油缸72的活塞伸缩能够带动台车6前后移动。

台车6移动的过程中如果左右偏斜会使台车油缸72受到径向的剪切力作用，容易导致油缸损坏。为避免台车油缸72损坏，石墨清理装置还包括铺设于装煤车或导烟车上的轨道8，台车6的滚轮63可选用三角槽轮，轨道8可选用角钢制成，轨道8与台车油缸72的轴向平行，台车6沿轨道8移动时，其受力方向始终沿台车油缸72的轴向，从而避免了台车油缸72受到剪切力的作用。

另外，为满足清理上升管的需求，伸缩部4的长度一般较长，清理石墨的过程中，伸缩部4通常垂直于装煤车或导烟车，但移动的过程中如果伸缩部4垂直于装煤车或导烟车，容易导致装煤车或导烟车高度过高，且容易发生侧翻。本实施例中，固定导轨2的一端与支撑架61通过旋转轴62铰接，台车6还设有驱动杆油缸9，驱动杆油缸9的缸筒与支撑架61铰接，活塞与固定导轨2铰接，驱动杆油缸9伸缩能够带动固定导轨2绕旋转轴62转动，从而使铣刀10随之转动，改变铣刀10与竖直方向间的角度。运输石墨清理装置时，驱动杆油缸9缩回，如图1所示，此时固定导轨2与支撑架61垂直，铣刀10、伸缩部4以及旋转部3沿水平方向分布，从而降低石墨清理装置的高度；当需要清理石墨时，驱动杆油缸9伸出，使铣刀10转动至竖直位置，如图2所示，此时铣刀10的轴向大致平行于上升管，铣刀10转动能够清除上升管内壁的石墨。

另外，铣刀驱动油缸、驱动杆油缸9、台车油缸72均由控制系统控制，如图7所示，控制系统包括三个分别控制铣刀驱动油缸、驱动杆油缸9和台车油缸72的三位四通阀，三位四通阀优选为三位四通电磁阀，操作人员通过改变三位四通电磁阀的阀位调节铣刀驱动油缸、驱动杆油缸9以及台车油缸72的动作，从而实现清理上升管内壁石墨的目的。三个三位四通阀的控制按钮可集中在同一控制手柄上，方便操作人员操作。

此外，为便于清扫石墨过程中观察上升管内状况，固定导轨2设有摄像头，摄像头朝向铣刀10所在的方向，摄像头还与显示设备相连，摄像头采集的图像通过显示设备进行显示，操作人员可根据图像中石墨的位置调整铣刀10，避免操作人员因观察铣刀10位置而被炭化室中的热气流烫伤。

本实施例中，石墨清扫装置包括台车6，通过移动台车6能够改变铣刀10的位置，使铣刀10能够与上升管的侧壁贴合，降低清理操作的难度。另外，台车6与安装架间通过旋转轴62铰接，台车油缸72能够改变安装架与台车6之间的角度，从而在运输的过程中降低石墨清扫装置的高度，避免其发生侧翻。

以上对本发明所提供的石墨清理装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。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，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。