焦炭自动分量装置及焦炭制球设备的制作方法

本发明涉及一种对焦炭进行自动分量的装置，本发明同时还涉及使用该分量装置的全自动焦炭制球设备。

背景技术：

焦炭反应性和反应后强度是测定焦质量的重要指标也是指导高炉生产的重要指标，特别是随着高炉大型化的趋势，此项指标可较好的反映焦炭的热性能情况以及在高炉中的骨架作用，能指导焦炭生产和高炉使用焦炭，试验要求试样表面基本一致，确保较好的试样重复性。由于试验对试样粒度和形状要求很严，并需要较多的试样份数，采用手工制样劳动强度大、人为因素多，无法满足试验需求。

目前对焦炭进行分量主要是采用人工方式，即人工称重分量，这样效率低而且需要每次人工送料，从而无法满足自动化操作的需求。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种焦炭自动分量装置，解决如何对焦炭进行自动分量的技术问题。

本发明的另一个目的是提供一种全自动焦炭制球设备，解决如何对焦炭进行自动分量同时自动制球的技术问题。

焦炭自动分量装置，包括转盘驱动机构、等分桶转盘、焦炭活动门驱动机构；

转盘驱动机构包括转盘电机、齿轮组、外套筒；转盘电机通过齿轮组与外套筒配合，上述外套筒与等分桶转盘匹配；

等分桶转盘包括多个活动门组件构成多个焦炭存放腔，该活动门组件包括活动门、百叶、固定门；活动门通过百叶与固定门匹配；

焦炭活动门驱动机构，包括活动门翻转支架、支架驱动气缸、电磁阀、气缸旋转接头、电池阀接线正极、电池阀接线负极、正负极导电安装座；活动门翻转支架一端与活动门匹配，另一端与支架驱动气缸匹配，支架驱动气缸固定在外套筒上，该支架驱动气缸同时与电磁阀匹配，上述电磁阀与气源配合，电磁阀的正极接线端子与上述电池阀接线正极持续配合，电磁阀的负极接线端子与上述电池阀接线线负极断续配合，其中电磁阀接线正极和电磁阀接线负极均固定在正负极导电安装座上。

所述等分桶转盘中间位置具有顶部为锥形的盘顶，盘顶附近具有v形的固定门保护罩，该固定门保护罩处于两个相邻的固定门的正上方；固定门保护罩相对锥形盘顶的相对方向的边缘具有裙边；裙边的下方具有转盘挡板，上述转盘挡板、固定门、活动门、盘顶共同构成一个焦炭存放腔。

所述等分桶转盘顶部具有锥形的焦炭掉落罩，该焦炭掉落罩内部具有倾斜的掉落挡板。

所述每个支架驱动气缸的正下方具有一个定位探头，齿轮组通过铆钉与外套筒配合；外套筒通过连接件与盘顶固定连接。

所述活动门翻转支架整体成z形，其具有四个铰接点，其中其顶部与活动门的底部铰接匹配，尾部与支架驱动气缸铰接配合，该活动门翻转支架靠近尾部位置通过铰接一个支架底座与外套筒匹配。

所述气缸旋转接头包括固定头和活动旋转头，固定头与活动旋转头上都具有气源接头；其中活动旋转头与固定头转动式连接；固定头与气源配合，活动旋转头通过电磁阀与支架驱动气缸配合。

所述电磁阀接线正极和电磁阀接线负极成上下错开布置，其中电磁阀接线正极为导电圆环与多个上述电磁阀正极接线端子保持持续接触连接，电磁阀接线负极与达到设定位置的电磁阀负极接线端子连接，与其它位置的电磁阀负极接线端子断开连接实现电磁阀接线负极与多个电磁阀负极接线端子构成电刷间断式连接；所述正负极导电安装座为非导电体。

所述电磁阀正、负极接线端子固定在连接件上，该连接件处于外套筒的顶部并与之配合，该连接件边缘位置具有气管套孔。

所述外套筒内部还具有内套筒，外套筒与内套筒之间具有轴承；上述内套筒底部固定在工作台面上，顶部中间位置具有气缸旋转接头安装孔，气缸旋转接头安装孔边缘位置具有多个气管穿孔；气缸旋转接头底部处于气缸旋转接头安装孔位置并与内套筒固定连接。

所述外套筒上下两个位置具有水平安装面，其中处于上方位置的水平安装面与支架驱动气缸配合，处于下方位置的水平安装面与支架底座配合。

焦炭制球设备，包括上料提升装置、焦炭自动分量装置、制球磨球装置；焦炭自动分量装置处于上料提升装置的焦炭导出口位置，制球磨球装置处于焦炭自动分量装置的物料出口位置；焦炭自动分量装置，包括转盘驱动机构、等分桶转盘、焦炭活动门驱动机构；转盘驱动机构包括转盘电机、齿轮组、外套筒；转盘电机通过齿轮组与外套筒配合，上述外套筒与等分桶转盘匹配；等分桶转盘包括多个活动门组件构成多个焦炭存放腔，该活动门组件包括活动门、百叶、固定门；活动门通过百叶与固定门匹配；焦炭活动门驱动机构，包括活动门翻转支架、支架驱动气缸、电磁阀、气缸旋转接头、电池阀接线正极、电池阀接线负极、正负极导电安装座；活动门翻转支架一端与活动门匹配，另一端与支架驱动气缸匹配，支架驱动气缸固定在外套筒上，该支架驱动气缸同时与电磁阀匹配，上述电磁阀与气源配合，电磁阀的正极接线端子与上述电池阀接线正极持续配合，电磁阀的负极接线端子与上述电池阀接线线负极断续配合，其中电磁阀接线正极和电磁阀接线负极均固定在正负极导电安装座上。

所述上料提升装置包括进料斗、提升支架、提升滑轮机；提升滑轮机固定在提升支架上，该提升滑轮机与进料斗匹配，提升支架在靠近焦炭自动分量装置进料位置具有横向滑道。

所述制球磨球装置与焦炭自动分量装置之间具有送料斗，该送料斗内具有挡板。

所述制球磨球装置包括圆动筛、圆动筛震动器、多个制球切刀、制球电机、制球箱体、中心杆；制球电机通过皮带与中心杆匹配，上述中心杆处于多个制球切刀之间并与制球切刀固定连接；圆动筛处于制球切刀下方，该圆动筛匹配有圆动筛震动器。

所述制球磨球装置下方具有筛分装置，该筛分装置包括上下两个倾斜的平板筛，处于上方的平板筛孔径大于处于下方的平板筛；处于上方的平板筛通过成品出料斗与成品出料槽匹配，处于下方的平板筛通过废料出料斗与废料出料槽匹配。

所述筛分装置还连通有吸尘除尘制气装置，该吸尘除尘制气装置包括过滤箱体、过滤筒、集尘罩、引风机、引风箱体、吹气机构；过滤筒处于过滤箱体内，该过滤筒顶部的边缘位置具有密封裙边；集尘罩处于过滤筒下方，该集尘罩同样顶部具有密封裙边；引风机处于引风箱体内，该引风机通过风管与过滤筒上方的空间连通；上述吹气机构同时与过滤筒上方的空间连通。

所述过滤筒整体为圆柱体，该过滤筒固定在过滤筒支架上，集尘罩同时固定在过滤筒支架上，所述引风箱体上具有透气孔。

本发明的有益效果是：

1、由于设置有上料提升装置，其可以实现机械自动投料，无需人工操作；

2、由于设置有焦炭掉落罩，其可与相对均匀的使焦炭分部在转盘内；

3、由于设有焦炭活动门驱动机构，当活动门运行到设定位置时，活动门就朝下运动，从而将其腔体内的焦炭导入到制球磨球装置内；

4、由于设有制球磨球装置，其可实现自动制球磨球；

5、由于设有筛分装置，其可将球形焦炭和焦炭粉尘分离；

6、由于设有吸尘除尘制气装置，其可以对焦炭粉尘进行过滤。

7、全自动焦炭制球设备能快速完成制样，并集制样、磨样、筛分、除尘与一体，能将不规则大块焦炭直接制成适用于焦炭反应性及反应后强度试验的球形焦炭。设备采用plc控制技术和液晶屏显示操作模式，配合全中文操作按钮，能轻松完成制样工作，还设计有外接除尘口，可完全清除试验过程中的焦炭粉末。该设备具有成品率高、制样速度快，在70分钟内完成60kg小于120mm焦炭的制样（制样时只需按启动，将取来的大块焦炭倒进进料口操作员工可去做别的工作，无需看守，到试样制好后自动停机提示）、操作便捷、省时省力环保安全、制样速度快等优点，试样完全符合yb/t4494-2015《焦炭反应性及反应后强度机械制样技术规范》和gb/t4000-2017《焦炭反应性及反应后试验方法》。

8、全自动焦炭反应性制球设备用于将现场取回的不规则大颗粒焦炭制成焦炭反应性及反应后强度试验用的样品。全自动焦炭反应性制球设备通过机械工作代替人力作业，充分提高焦炭制样效率，降低劳动强度；统一试样的形状，使试样的表面积、大小、形状基本统一，提高试验的重复性和再现性；设计有外接除尘，可完全清除试验过程中的焦末粉尘；所制样品能够更加真实地反应焦炭热性能数值。

9、本设备集自动上料、制球、筛分、除尘于一体，能将不规则大块焦炭直接制成适用于焦炭反应性及反应后强度试验的球形焦炭。制球效率高，减轻员工劳动强度；制样设备密封性好，除尘效果好，环保无粉尘，符合相关环保规定；可根据焦炭品质可任意设定运行时间长短；制样过程中的所有参数均可人工调节；参数设定完成，可以启动设备，自动运行；也可以全手动操作设备；所有样品由上料提升装置送至等分桶转盘，均匀给料，送入焦炭分量系统，各工位根据设定将料倒入制球机的喂料口，全过程无需人工干预；将30kg大于25mm小于120mm的焦炭，经制球后，能制成直径在φ23mm～φ25mm之间的球状焦炭颗粒样品，样品表面积、大小、形状基本一致，能将焦炭试样棱角充分消除，保证本试验的重复性和再现性要求,样品重量在750g以上。

附图说明

图1是焦炭制球设备的示意图；

图2是焦炭制球设备另一侧的示意图；

图3是上料提升装置的示意图；

图4是焦炭自动分量装置的示意图；

图5是图4中的焦炭自动分量装置将工作台去掉的示意图；

图6是内套筒的示意图；

图7是图5中的焦炭自动分量装置去掉转盘驱动机构和内套筒的示意图；

图8是外套筒的示意图；

图9是焦炭自动分量装置显示电磁阀、接线端子分布的示意图；

图10是电磁阀分布的示意图；

图11是显示焦炭活动门驱动机构的示意图；

图12是接线端子与接线正负极、正负极导电安装座配合的示意图；

图13是图12另一侧的示意图；

图14是气缸旋转接头的示意图；

图15是焦炭自动分量装置内部的剖视图；

图16是活动门组件的示意图；

图17是制球磨球装置与送料斗组合的示意图；

图18是显示图17内部结构的示意图；

图19是图18中去掉圆动筛显示内部制球结构的示意图；

图20是显示放置筛分装置的箱体的示意图；

图21是筛分装置的示意图；

图22是吸尘除尘制气装置的示意图；

图23是图22中吸尘除尘制气装置去掉过滤箱体显示内部结构的示意图；

图中1.上料提升装置、11.进料斗、12.提升支架、121.横向滑道、13.提升滑轮机、2.焦炭自动分量装置、21.转盘驱动机构、211.转盘电机、212.齿轮组、213.外套筒、2131.水平安装面、214.内套筒、2141.固定头固定孔、215.连接件、2151.气管套孔、216.轴承、217.工作台面、22.等分桶转盘、221.焦炭存放腔、222.活动门、223.百叶、224.固定门、23.焦炭活动门驱动机构、231.活动门翻转支架、232.支架驱动气缸、233.电磁阀、2331.正极接线端子、2332.负极接线端子、234.气缸旋转接头、2341.固定头、2342.活动旋转头、235.正负极导电安装座、236.支架底座、24.气缸旋转接头安装孔、25.电池阀接线正极、26.电池阀接线负极、271.盘顶、272.固定门保护罩、273.转盘挡板、281.焦炭掉落罩、282.ss掉落挡板、3.制球磨球装置、31.送料斗、32.焦炭挡板、33.圆动筛、34.圆动筛震动器、35.制球切刀、36.制球电机、37.制球箱体、38.中心杆、4.筛分装置、41.平板筛、42.成品出料斗、43.废料出料斗、5.吸尘除尘制气装置、51.过滤箱体、52.过滤筒、521.密封裙边、53.集尘罩、54.引风机、55.引风箱体、56.吹气机构、57.滤筒支架。

具体实施方式

请参考图1至图23，重点关注图1及图2，图中的焦炭制球设备，包括上料提升装置1、焦炭自动分量装置2、制球磨球装置3、筛分装置4、吸尘除尘制气装置5；其中上料提升装置1实现焦炭的自动上料及导入焦炭自动分量装置内；焦炭自动分量装置2用于对焦炭进行自动分量；制球磨球装置3用于制球；筛分装置4用于将制球后的焦炭及粉尘分离；吸尘除尘制气装置5用于去除在制球过程中产生的灰尘。通过使用该设备，即可实现自动上料、分批进料、制球磨球筛分除尘工作。

请参考图3，图中显示的是上料提升装置1如卷扬机机构，该上料提升装置1包括一个进料斗11、一个提升支架12、一个提升滑轮机13；提升滑轮机13固定在提升支架12上，该提升滑轮机13为现有结构设计，其在系统操作下使进料斗11上升和下降；为了使进料斗11自动卸料，可在提升支架12在靠近焦炭自动分量装置进料位置设计横向滑道121，当进料斗11的两端位置运动到横向滑道121位置处时便使进料斗11横向运动从而实现自动卸料。

请参考图4至图16，图中显示的是焦炭自动分量装置2，该装置包括转盘驱动机构21、等分桶转盘22、焦炭活动门驱动机构23；转盘驱动机构21用于使转盘按照设定的频率进行转动一定角度后转动停止从而方便卸料，等分桶转盘22用于形成多个可以容纳焦炭的焦炭存放腔221，这样便于使进料斗11的焦炭得到相对均匀的分配这样也便于后序分批送料，焦炭活动门驱动机构23用于打开活动门，从而将焦炭导入制球磨球装置内。

转盘驱动机构21包括转盘电机211、齿轮组212、外套筒213；转盘电机211通过两个啮合的齿轮组212与外套筒213配合，上述外套筒213通过连接件215等部件与等分桶转盘22固定在一起。

等分桶转盘22图中包括8个活动门组件构成8个焦炭存放腔221，每一个活动门组件包括活动门222、百叶223、固定门224；活动门222通过百叶223与固定门224配合在一起，这样活动门222即可保持活动的状态。焦炭活动门驱动机构23，包括活动门翻转支架231、支架驱动气缸232、电磁阀233、气缸旋转接头234、电池阀接线正极25、电池阀接线负极26、正负极导电安装座235；活动门翻转支架231一端与活动门222的底部通过图中方式固定在一起铰接，另一端与支架驱动气缸232铰接，支架驱动气缸232固定在外套筒213上，该支架驱动气缸232同时与电磁阀233构成相互作用关系，上述电磁阀233与生产场所的固定高压气源配合，电磁阀233的正极接线端子2331与上述电池阀接线正极25持续配合，此持续配合的意思是当等分桶转盘22转动时，每个电磁阀233的正极接线端子2331始终与电磁阀接线正极25保持电连接；电磁阀的负极接线端子2332与上述电池阀接线负极26断续配合，此处断续配合的意思是指只有当上述8个电磁阀的负极接线端子2332中的一个达到设定位置即朝向制球磨球装置方向时，该位置处的负极接线端子2332就与电磁阀接线负极26保持接触保持电连接，而其它位置的负极接线端子2332就不与电磁阀接线负极26连接，相当于类似电刷的结构。其中电磁阀接线正极25和电磁阀接线负极26均固定在正负极导电安装座235上。

等分桶转盘22中间位置具有顶部为锥形的盘顶271，盘顶271附近具有v形的固定门保护罩272，该固定门保护罩272处于两个相邻的固定门224的正上方从而保护固定门224；固定门保护罩272相对锥形盘顶271的相对方向的边缘具有裙边，这样防止焦炭掉落；裙边的下方具有转盘挡板273，上述转盘挡板273、固定门224、活动门222、盘顶271共同构成一个焦炭存放腔221从而容纳焦炭。

等分桶转盘22顶部具有锥形的焦炭掉落罩281，该焦炭掉落罩281内部具有倾斜的掉落挡板282，通过这样方式即可较好的使焦炭进行相对平均分配。

每个支架驱动气缸232的正下方具有一个定位探头，该定位探讨为常规技术，图中未示出，齿轮组212通过铆钉与外套筒213配合，这样当等分桶转盘22转动到一定角度使停止转动；外套筒213通过连接件215与盘顶271固定安装在一起，该连接件215上具有孔方便穿入气管，该连接件215同时也用于对正负极接线端子进行安装。

活动门翻转支架231整体成z形，其具有四个铰接点，其中其顶部与活动门222的底部铰接从而打开或者关闭活动门，尾部与支架驱动气缸232铰接配合这样在支架驱动气缸232的作用下驱动活动门翻转支架231运动，该活动门翻转支架231靠近尾部位置通过铰接一个支架底座236与外套筒213固定，这样起到支撑点方便进行对应的动作。

气缸旋转接头234为传统部件，其广泛应用于高压气源的转接工作中，该包括固定头2341和活动旋转头2342，固定头2341与活动旋转头2342上都具有气源接头；其中活动旋转头2342与固定头2341转动式连接，具体的连接关系可参考现有部件；固定头2341与气源配合实现气源输入，活动旋转头2342通过电磁阀233与支架驱动气缸232配合，从而驱动支架驱动气缸232动作。

电磁阀接线正极25和电磁阀接线负极26成上下错开布置，其中电磁阀接线正极25为导电圆环从而与多个上述电磁阀正极接线端子2331保持持续接触连接，电磁阀接线负极26为导电块，该电磁阀接线负极26与达到设定位置的电磁阀负极接线端子2332连接，与其它位置如左右两侧位置为绝缘塑料结构，该与其它位置与电磁阀负极接线端子2332断开连接实现电磁阀接线负极26与多个电磁阀负极接线端子2332构成电刷间断式连接；所述正负极导电安装座235为非导电体。

电磁阀正、负极接线端子固定在连接件215上，该连接件215处于外套筒213的顶部并与之配合，该连接件215边缘位置具有气管套孔2151。这样当转盘电机211工作时，与活动旋转头2342连接的电磁阀233、等分桶转盘22、外套筒213上的支架驱动气缸232一起转动，而与内套筒214配合的固定头2341则不转动,内套筒214顶部具有固定头固定孔2141。

外套筒213内部还具有内套筒214，外套筒213与内套筒214之间具有轴承216；上述内套筒214底部固定在工作台面217上，顶部中间位置具有气缸旋转接头安装孔24从而用于固定气缸旋转接头234，气缸旋转接头安装孔24边缘位置具有多个气管穿孔从而便于气缸穿入；气缸旋转接头234底部处于气缸旋转接头安装孔24位置并与内套筒214固定连接，从而使气缸旋转接头234的固定头2341与内套筒214固定在一起。

外套筒213上下两个位置具有水平安装面2131，其中处于上方位置的水平安装面2131与支架驱动气缸232配合，处于下方位置的水平安装面2131与支架底座236配合，通过这样的配置设计方便安装各部件。

请参考图17至图19，图中的制球磨球装置3与焦炭自动分量装置2之间具有送料斗31，该送料斗31内具有转动式的焦炭挡板32，送料斗31构成送料通道，焦炭挡板32用于防止在制球过程中焦炭喷出。制球磨球装置3包括圆动筛33、圆动筛震动器34、多个制球切刀35、制球电机36、制球箱体37、中心杆38；制球电机36通过皮带与中心杆38匹配，上述中心杆38处于多个制球切刀35之间并与制球切刀35固定连接；圆动筛33处于制球切刀35下方，该圆动筛33匹配有圆动筛震动器34。当制球电机36转动时即可带动中心杆38转动，由于制球切刀35是和中心杆38固定在一起的，所以这些刀片也是旋转状态从而将块状不规则焦炭切割成规整的球体，圆动筛33用于将切割好的球体掉落至筛分装置4内，圆动筛震动器34用于使圆动筛33始终保持震动状态从而避免部件被焦炭卡死。通过该设备，焦炭进行切削、打磨、筛分后制成合格的焦炭反应性试样，进料粒度＜120mm，出料粒度23mm-25mm。该制球磨球装置3采用冲击切样原理，制球切刀35在电机带动下高速旋转，使焦炭不断被切割、摩擦将大块焦炭直接制成表面平整的球形焦炭，碎焦炭和球形焦炭通过切刀仓壁的孔落在下面的两层平板筛41上。

请参考图20至图21，图中的制球磨球装置3下方具有筛分装置4，该筛分装置4包括上下两个倾斜的平板筛41，处于上方的平板筛41孔径大于处于下方的平板筛41，这样便于使焦炭球体和焦炭灰尘分离；处于上方的平板筛41通过成品出料斗42与成品出料槽配合从而收集成品，处于下方的平板筛41通过废料出料斗43与废料出料槽配合从而收集灰尘。

请参考图22至图23，图中的筛分装置4还连通有吸尘除尘制气装置5，该吸尘除尘制气装置5包括过滤箱体51、过滤筒52、集尘罩53、引风机54、引风箱体55、吹气机构56；过滤筒52处于过滤箱体51内，该过滤筒52顶部的边缘位置具有密封裙边521；集尘罩53处于过滤筒52下方，该集尘罩53同样顶部具有密封裙边521；引风机54处于引风箱体55内，该引风机54通过风管与过滤筒52上方的空间连通；上述吹气机构56同时与过滤筒52上方的空间连通。上述过滤筒52整体为圆柱体，该过滤筒52固定在过滤筒支架57上，集尘罩53同时固定在过滤筒支架57上，引风箱体55上具有透气孔。该吸尘除尘制气装置5采用的参数可参考：转速：2900r/min，流量：560-760m3/h，全压：2545-2590pa。

上述吸尘除尘制气装置5的工作原理是：含尘气体在负压气流的作用下，从除尘器的入口进入过滤箱体51，通过过滤筒52过滤作用，粉尘从气流中分离出来，被净化了的干净气体从过滤筒内部进入净气室排出；粉尘经过过滤筒52过滤时，粉尘留在过滤筒52的外表面。清灰时，按开关按钮启动脉冲阀，使气包内的压缩空气由喷吹管各孔眼喷射到各对应的文氏管。在高速气流通过文氏管时诱导数倍于一次风的周围空气进入过滤筒52，造成过滤筒瞬间急剧膨胀。由于气流的反向作用，使积附在过滤筒52上的粉尘脱落，松手脉冲阀关闭后，再次产生反向气流，使过滤筒52急速回缩，形成一胀一缩，形成过滤筒52涨缩抖动，积附在过滤筒52外部的粉饼因惯性作用而脱落，使过滤筒52得到更新，被清掉的粉尘落入除尘器下部的集尘罩53中。该集尘罩53采用可拆卸式设计，清灰方便。

本方案设备可采用plc控制技术和液晶屏操作自动、手动模式即可，配合全中文操作按钮，能轻松完成制样工作。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，上面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了清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以上对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。