具有行进保护外壳的废料切割设备的制作方法

本申请要求2016年6月24日提交的美国临时专利申请序列号62/354,293和2017年4月4日提交的美国临时专利申请序列号62/481,220的优先权，其全部公开内容通过引用结合在此。

本发明涉及一种利用可移动保护外壳切割废钢的废料切割设备。

背景技术：

线圈、中间包和氧化皮形式的钢或其他金属废料可由操作者使用手持焊炬或喷枪切割。当以这种方式切割钢卷时，处于张力下的线圈有可能弹开，可能伤害操作者。由于中间包或氧化皮的尺寸和重量，中间包和氧化皮呈现出不同的危险。当切割中间包或氧化皮时，被切割的块可能是奇怪的形状，在切割完成时可能落向操作者，再次可能伤害操作者。还有一个问题是被切割材料的产量损失。用手持焊炬或喷枪管切割这种废钢会在废料或废料中产生非常宽的“切口”或切口。此外，宽“切口”和操作员的不稳定的手可能增加释放到大气中的不需要的烟雾和/或烟雾。

当切割废线圈时可以使用固定线圈盒2(图1)。线圈4被阻挡6或放置在支架上以防止其滚动。然后，使用起重机将线圈盒2放置在待切割的废线圈4上。线圈盒2通常具有水平开口8，操作者10通过该水平开口8一侧放置手持式焊炬12以切割线圈4。线圈盒2的主要功能是保护操作者10免受火花以及更多其他的影响，因此，来自处于张紧状态的废线圈4可以在切割期间弹开。一些废线圈4比其他废钢卷更危险，因为一些废钢卷具有更大的猛烈弹簧开启的可能性。虽然这种方法已经证明对于操作者10来说更安全，但是它是缓慢且低效的，因为一次只能将一个废线圈4放置在线圈盒2中并且在切割之后，另一个废线圈4可以放置在线圈盒2中并且可以再次开始该过程之前需要起重机来移除线圈盒2和线圈4。这在该过程中产生停机，因为在下一个废线圈4被装载到线圈盒2中时没有发生切割。

技术实现要素：

本发明涉及一种废料切割设备，其可以用单个机器操作者切割更多的废料(吨，英寸/分钟，件数等)，同时提供更好的人体工程学，改善操作者的安全性，以及更少释放到大气中的排放物，同时允许切割过程以连续的方式进行。废料切割设备允许连续切割操作，其提高效率，更好地保护操作者，并防止污染物的扩散。

本发明涉及一种废料切割设备，其包括外壳，该外壳包括两个开口侧，两个封闭侧，开口底部和封闭顶部，其中至少一个开口设置在至少一个封闭侧中，在至少一个焊炬延伸通过至少一个开口，并且轨道系统包括两个平行的轨道，其中外壳适于沿着轨道系统移动。可以在外壳的每个封闭侧中设置开口，并且焊炬可以延伸穿过每个开口，使得可以同时在废料中形成两个切口。

焊炬可在至少一个开口内沿从外壳的第一开口侧延伸到外壳的第二开口侧的方向移动，并且更具体地，至少一个焊炬可沿着轨道安装在外壳的至少一个开口侧。轨道可以在从外壳的开口底部延伸到外壳的封闭顶部的方向上移动。杆可以在轨道的每个端部处设置在外壳的封闭侧上，并且轨道可以设置有可沿着杆移动的接合部分。轨道可以通过连接到缆索绞盘的缆索沿着杆移动。

废料切割设备还可包括支架系统，该支架系统设置在轨道系统的轨道之间并且适于保持待由废料切割设备切割的材料。支架系统可包括两个平行的轨道。可以提供第一支架系统和第二支架系统，其中第一支架系统的轨道彼此间隔开第一距离，并且第二支架系统的轨道彼此间隔第二距离，第一距离小于第二距离。

废料切割设备还可包括在外壳的封闭顶部中的至少一个开口和在封闭顶部部分中延伸穿过至少一个开口的至少一个焊炬。延伸穿过外壳的封闭顶部中的至少一个开口的至少一个焊炬可以在从外壳的第一开口侧延伸到外壳的第二开口侧的方向上可移动，并且更具体地，在延伸通过外壳的封闭顶部中的至少一个开口的至少一个炬可以沿着安装在外壳的封闭顶部上的轨道移动。开口可以设置在外壳的每个封闭侧中，开口可以设置在外壳的封闭顶部中，并且焊炬可以延伸穿过开口，使得可以同时在废料中形成三个切口。

所述废料切割设备还可包括桥轨系统，所述桥轨系统包括从所述外壳的所述第一封闭侧的内部跨越到所述外壳的所述第二封闭侧的内部的至少一个梁，在一个方向上延伸的焊炬垂直于梁，用于沿着至少一个梁移动焊炬吊杆的焊炬车，以及从焊炬吊杆延伸的至少一个焊炬。桥轨系统还可包括至少一个稳定梁。

废料切割设备还可包括具有第一和第二端的吊杆，其中在第一端连接到外壳，焊炬吊杆在垂直于吊杆的方向上从吊杆的第二端延伸并平行在轨道系统的轨道上，至少一个焊炬从焊炬吊杆延伸。吊杆的第一端可以沿着轨道在从外壳的第一开口侧延伸到外壳的第二开口侧的方向上移动，使得焊炬吊杆上的至少一个焊炬可以在平行于轨道系统的轨道的方向上移动。通过外壳中的开口延伸的焊炬和吊杆可以同时沿着轨道移动。

本发明还涉及一种切割废金属材料的方法，包括提供如上所述的废料切割设备，将多个废料材料以线性方式定位在废料切割的轨道系统的轨道之间装置，在第一块废料上移动外壳，使用至少一个焊炬在第一块废料中制造至少一个切口，沿着轨道系统移动外壳并在第二块废料上移动，并制造使用焊炬在第二块废料中切割至少一次。

附图说明

图1是现有技术的固定线圈盒的前透视图；

图2是根据本发明的废料切割设备的前透视图；

图3是根据本发明的废料切割设备的前视图，示出了被切割的废料线圈；

图4是根据本发明的废料切割设备的侧透视图，示出了被切割的废线圈的第一侧；

图5是根据本发明的废料切割设备的侧透视图，其中在切割多个废料线圈之后，外壳已沿着轨道线移动；

图6是根据本发明的废料切割设备的侧透视图；

图7是根据本发明的废料切割设备的侧视图，示出了用于在垂直方向上移动焊炬的系统，其中搁板和轨道位于开口的底部；

图8是根据本发明的废料切割设备的侧视图，示出了用于沿垂直方向移动焊炬的系统；

图9是根据本发明的废料切割设备的侧视图，示出了用于在垂直方向上移动焊炬的系统，其中搁板和轨道位于开口的中点；

图10是根据本发明的横切系统的前透视图；

图11是根据本发明的横切系统的操作的前透视图；

图12是废料切割设备的前视图，示出了根据本发明的多轨支架系统中不同尺寸的废料的放置；和

图13是根据本发明的废料切割设备的透视图，其包括用于在外壳外部切割废料的吊杆。

具体实施方式

如本文所使用的，除非另有明确说明，否则所有数字(例如表达值，范围，数量或百分比的数字)可以被读作好像以“约”为前缀，即使该术语没有明确地出现。本文引用的任何数值范围旨在包括其中包含的所有子范围。例如，“1到10”的范围旨在包括在所述最小值1和所述最大值10之间并且包括所述最大值10的任何和所有子范围，即，以最小值开始的所有子范围等于或者大于1并且以最大值等于或小于10结束，并且所有子范围在它们之间，例如1到6.3，或5.5到10，或2.7到6.1。多个包含单数，反之亦然。当给出范围时，那些范围内的任何端点和/或那些范围内的数字可以与本发明的范围组合。“包括”，“例如”，“例如”和类似术语表示“包括/例如/例如但不限于”。

本发明涉及一种用于在可移动的外壳内切割钢或金属废料(例如线圈，中间包和氧化皮)的废料切割设备，其减少污染并保护操作者。废料切割设备可以以连续的方式操作，并允许至少一个焊炬相对于外壳放置在多个位置。

废料切割设备包括外壳14。外壳具有两个开口侧16，两个封闭侧18，开口底部20和封闭顶部22。封闭顶部22可包括悬挂在封闭侧面18上的部分24。外壳14的外壳和保护操作者10免受雨或太阳的影响。在外壳14的封闭侧18中的至少一个中设置至少一个开口26。附加开口26可以设置在外壳14的封闭侧18和/或封闭顶部22中。例如，开口26可以是设置在外壳14的封闭侧18和/或外壳14的封闭顶部22中。

在一个示例中(图2-7)，水平开口26设置在外壳14的两个封闭侧18中。当提供单个焊炬28时，操作者10切割废料30的一侧然后在另一个例子中，每个开口26设置有焊炬28(图3)。利用多于一个水平开口26，每个水平开口26设置有焊炬28，操作者10可以同时切割废料30的两侧。可以使用多个焊炬独立控制远程面板由单个操作者10同时操作焊炬28。通过允许同时切割废料30的两个不同区域，这进一步减少了切割钢卷、中间包或氧化皮所需的时间。

在每个开口26的正下方，有一个带有轨道36的水平搁板34。一个焊炬车38沿着轨道36骑行，以便在废料30中提供线性切口。焊炬车38可以手动被操作者10沿着轨道36移动，也可以使用任何合适的机构来完成。焊炬车38的自动移动可以由使用控制远程面板的单个操作员10控制。

可以在外壳14的一个或两个封闭侧18中设置一个以上的开口26。例如，外壳14的一个或两个封闭侧18可以具有更靠近外壳14的封闭顶部22的上部开口且下部开口更靠近外壳14的开口底部20，搁板34可以安装在上部开口附近，然后移动以安装在下部开口附近，反之亦然，以适应不同的废料30.如果废料30较短，则搁板34可以移动到下部开口。如果废料30较高，则搁板34可以移动到上部开口。这确保了焊炬28以取决于切割材料的期望尺寸和形状的正确姿态切割废料30。

水平搁板34还可以适于使用任何合适的配置相对于开口26垂直移动。这种垂直运动允许操作者10相对于废料30更高或更低地定位焊炬28，以允许切割不同尺寸的废料30。用于搁板34的垂直移动的配置的一个示例在图6-9中示出。附接到外壳14的垂直柱40可以设置在搁板34的每个端部处，并且沿着竖直柱40行进的线性轴承42可以附接到搁板34的每个端部。具有连接到搁板34的两端的缆线46的缆绳绞盘44可用于沿着竖直柱40垂直移动搁板34。例如，可使用吊环螺栓将电缆连接到轨道36的每个端部。缆索绞盘44可以安装在外壳14的封闭顶部22附近，并且缆索46可以通过滑轮系统50引导到搁板34的每个端部。缆索绞盘44可以是远程控制的并且控制器可以位于当控制焊炬28和焊炬车38的控制器在同一遥控面板上时，当外壳14在两个封闭侧18中包括开口26时，与开口26相关联的搁板34可以独立地或一致地垂直调节。

在一个实施例中，如图10和11所示，桥轨系统52可以从外壳14的一个封闭侧18到外壳14的外壳14的另一个封闭侧18跨过外壳14的内部。桥轨系统52可包括中心梁54，中心梁54包括轨道56和至少一个外稳定梁58。桥轨系统52穿过外壳14的封闭侧18中的开口26并搁置搁板34上提供的轨道36上，垂直于桥轨系统52延伸的焊炬吊杆60连接到焊炬车62，该焊炬车62沿中心梁54上的轨道56骑行。沿着焊炬吊杆60间隔设置一个或多个焊炬64。该示例性设置可以用于横切各种废料30。在切割操作期间，焊炬60可以沿着中心梁54移动穿过外壳14以切割废料30。桥轨系统52也可以是使用搁板34和上述垂直移动系统垂直移动，从而允许操作者根据被切割的废料30调节焊炬64的高度。

类似于开口26，焊炬28，焊炬车38和设置在外壳14的封闭侧18中的轨道36，具有相关联的焊炬28，焊炬车38和轨道36的一个或多个开口26也可以是设置在外壳14的封闭顶部22中，以允许在废料30的顶部进行线性切割。开口26可以在纵向方向上从外壳14的一个开口侧16延伸到外壳14的另一个开口侧16，或者可以在横向方向上从外壳14的一个封闭侧18延伸到另一个封闭侧18。通道梯子和扶手可以安装到外壳14上，以允许操作者进入外壳14的封闭顶部22。还可以在外壳14的封闭顶部22周围设置轨道68确保防止操作员在外壳14顶部工作的任何掉落(图6)。

外壳14可以配备有气体调节站70，以调节流向焊炬28的天然气和氧气。可以根据待切割的废料30的类型、使用的焊炬28和使用的焊炬28的数量提供适当的气体调节站。在某些情况下也可以使用双气体调节站70。例如，一个调节站可以用于线圈切割操作，另一个调节站可以用于多个焊炬横切割功能。

将气体运送到焊炬或向设备供电的软管或管线缩回和排出的卷轴72可以连接到外壳14的封闭侧面18中的至少一个。卷轴72可以是不同的颜色以指示是否由卷轴72控制的软管或管线提供特定的气体或动力。导管可以放置在外壳14的封闭侧18的外侧，以将气体或动力从软管或管线输送到与废料切割设备相关的各种机构。该导管提供稳定且安全的将气体和动力输送到废料切割设备的方法，而不会使软管或管线破坏或妨碍设备的操作。

在另一个示例中，软管可以从气体调节站70引导到外壳14的封闭顶部22，以将气体输送到图10和11中所示的横切设备的焊炬28。软管可以通过外壳14的封闭顶部22中的开口连接到横切设备的焊炬28。

外壳14沿着轨道线82在轨道80上行进。轨道线82可以例如在60'和150'之间。安装在外壳14的封闭侧18的底部的轮子84骑在轨道80上，使得外壳14能够沿着轨道线82以线性方式移动。

外壳14通过任何合适的装置沿轨道80移动，包括但不限于驱动一个或多个车轮84的电缆绞盘系统或驱动系统88。这种驱动系统88可包括驱动轮子90，电动机92和链条94，链轮94将电动机92上的齿轮96连接到驱动轮90上的齿轮98。这种驱动系统88消除了可能与电缆绞盘系统的电缆相关的绊倒危险。双凸缘轮84可用于减少外壳14脱轨的可能性。

用于在切割之前，之后和切割期间保持废料30的支架系统100设置在轨道80之间。支架系统100可包括至少两个轨道102，轨道102放置在轨道线82的轨道80之间并且沿着轨道线82延伸。支架系统100的轨道102沿向上方向延伸，并在待切割的废料30的相对侧上提供阻挡，以防止其移动或滚动。如图12所示，可以提供一组以上的导轨102，使得第一组导轨102之间的距离小于第二组导轨102之间的距离，从而允许不同尺寸的线圈牢固地放置在支架系统上100。

轨道线82的基础可以由废料板，脚轮饰板，坯料或工字梁制成，用作垂直于轨道线82的期望纵向轴线放置的交叉连接件104。可以铺设交叉连接件104在将要放置轨道线82的表面下方的沟槽中。可以由任何合适的材料制成的导轨80(包括但不限于角铁，起重机导轨或工字梁)焊接到横梁104上。支架系统100可以由任何合适的材料制成，包括但不限于角铁，脚轮饰板或其他钢材料，位于导轨80之间。一旦组装好导轨系统，将外壳14设置在导轨线82上以确保与导轨80正确对准，然后，将混凝土或炉渣浇注在横梁104周围，使得横梁104不再可见，以便将整个装置锁定就位以确保稳定性。

将关于切割废线圈描述废料切割设备的操作，然而，应当理解，废钢或金属的其他构造可以以类似的方式切割。废线圈30以直线放置在支架系统100上。外壳14在第一线圈上移动，并且线圈在线圈的第一侧，第二侧和顶表面中的至少一个上切割。在切割第一线圈之后，外壳14在第二线圈上移动，然后切割，等等，直到所有的废线圈30都被切断，而不必等待起重机移除外壳14和/或更换废线圈30。

废料切割设备还可包括具有焊炬108的吊杆106，焊炬108从外壳14的封闭侧18或封闭顶部22延伸(图13)。诸如中间包或氧化皮的废料30可以平行于轨道线82放置在桌子，支架或地面上，并且使用吊杆106上的焊炬108切割。连续的废料30可以连续切割，当外壳14和吊杆106沿着轨道线82移动时。在一个实施例中，吊杆106可以连接到外壳14的封闭侧18上的水平搁板34上的轨道36，使得吊杆106可以是水平和垂直移动以切割废料30而不移动外壳。在一个示例中，第二支架系统110可以放置在轨道线82的外部并且平行于轨道线82，并且待由吊杆106切割的废料30可以放置在该第二支架系统110上。该第二支架系统110可以是类似于轨道线82的长度，使得吊杆106可以在外壳14外部切割一系列废料30，其效率与外壳14内的废料30被切割的效率相同。在一个示例中，外壳14内的废料30可以在吊杆106切割放置在第二支架系统110上的外壳14外部的其他废料30的同时被切割。废料线圈可以在外壳14内部切割而氧化皮和中间包可以在外壳14的内部或外部切割。

使用叉车或其他所需装置将多块废料放入管线中，然后在外壳内一个接一个地连续切割废料的过程允许操作员在八小时内切割多达250吨而无需等待在起重机或其他移动设备上移动外壳和/或废料。这可能是传统装置每小时吨数的两倍以上，并且对于操作者来说更安全，因为可以保护操作者免受切割废料以及来自切割过程的火花和热量。废料切割设备还可以包括烟雾抽吸罩和管道，如果需要，基于被切割的废料的类型将袋室连接到外壳14。此外，废料切割设备被设计成在同一机器上同时切割包括线圈，中间包和钢包氧化皮的各种废料，同时具有一个或多个焊炬。

废料切割设备允许连续切割废料，同时仍保护操作者免受与传统卷材和中间包切割方法相关的危害。与传统的手持焊炬方法相比，具有所公开的切割床布局的多焊炬设计允许单个操作者连续切割一个或多个废料，同时使操作员输出倍增。

废料切割设备的设计使得切割废料对于操作废料切割设备的操作者而言从远离切割火焰和火花的远程位置更安全。如果使用得当，废料切割设备还降低了切割材料落在操作者的脚或身体的其他部位上的风险。此外，废料切割设备的结构消除了操作者将重型焊炬设备，焊炬车和/或软管从一件废料运送到另一件废料的需要，从而降低了肌肉拉伤的风险。

恒定的焊炬车速度和后混合火焰配置以及适当的氧-燃料混合物在手持焊炬或喷枪管道工艺上产生相当少的烟雾排放。此功能可能是帮助操作员在没有昂贵的排烟系统的情况下遵守空气许可指南的关键。

应理解，除非明确地相反指出，否则本发明可以采用各种替代变化和顺序。还应理解，附图中示出并在说明书中描述的具体装置和过程本质上是示例性的。因此，与本文公开的示例相关的具体尺寸和其他物理特性不应被视为限制。

项目

项目1：一种废料切割设备，包括外壳，所述外壳包括两个开口侧，两个封闭侧，开口底部和封闭顶部，其中至少一个开口设置在至少一个封闭侧中；至少一个焊炬延伸穿过至少一个开口；以及包括两个平行轨道的轨道系统，其中所述外壳适于沿着轨道系统移动。

项目2：根据项目1所述的废料切割设备，其中所述至少一个焊炬可在所述至少一个开口内沿从所述外壳的第一开口侧延伸到所述外壳的第二开口侧的方向移动。

项目3：根据项目2所述的废料切割设备，其中所述至少一个焊炬可沿着安装在所述外壳的至少一个开口侧上的轨道移动。

项目4：根据项目3所述的废料切割设备，其中所述轨道可在从所述外壳的开口底部延伸到所述外壳的封闭顶部的方向上移动。

项目5：根据项目4所述的废料切割设备，其中杆在所述轨道的每个端部处设置在所述外壳的封闭侧上，并且所述轨道设置有可沿着所述杆移动的接合部分。

项目6：根据项目5所述的废料切割设备，其中所述轨道通过附接到缆索绞盘的缆索沿着所述杆移动。

项目7：根据项目1-6中任一项所述的废料切割设备，还包括支架系统，所述支架系统设置在所述轨道系统的轨道之间并且适于保持将由所述废料切割设备切割的材料。

项目8：根据项目7所述的废料切割设备，其中所述支架系统包括两个平行的轨道。

项目9：根据项目8所述的废料切割设备，还包括第一支架系统和第二支架系统，其中第一支架系统的轨道彼此间隔开第一距离和第二支架的轨道系统彼此间隔开第二距离，第一距离小于第二距离。

项目10：根据项目1-9中任一项所述的废料切割设备，其中在所述外壳的每个封闭侧中设置开口，并且焊炬延伸穿过每个所述开口，其中可以同时在废料中制造两个切口。

项目11：根据项目1-10中任一项所述的废料切割设备，还包括在所述封闭顶部中的至少一个开口和至少一个焊炬，所述至少一个焊炬延伸穿过所述封闭顶部中的所述至少一个开口。

项目12：根据项目11所述的废料切割设备，其中延伸穿过所述外壳的封闭顶部中的所述至少一个开口的所述至少一个焊炬可在从所述外壳的第一开口侧延伸到所述外壳的第二开口侧的方向上移动。

项目13：根据项目12所述的废料切割设备，其中延伸穿过所述外壳的封闭顶部中的至少一个开口的至少一个焊炬可沿着安装在外壳的封闭顶部上的轨道移动。

项目14：根据项目10所述的废料切割设备，还包括在外壳的封闭顶部中的开口和在封闭顶部部分中延伸穿过开口的焊炬，其中可以同时在废料中形成三个切口。

项目15：根据项目1-14中任一项所述的废料切割设备，还包括桥轨系统，所述桥轨系统包括：至少一个梁，从所述外壳的所述第一封闭侧的内部跨越到所述外壳的所述第二封闭侧的内部；在垂直于梁的方向上延伸的焊炬吊杆；用于沿着至少一个梁移动焊炬吊杆的焊炬车；并且至少有一个焊炬从焊炬吊杆伸出。

项目16：根据项目15所述的废料切割设备，其中所述桥轨系统还包括至少一个稳定梁。

项目17：根据项目3-6中任一项的废料切割设备，进一步包括具有第一和第二端的吊杆，其中第一端连接到外壳，焊炬吊杆在垂直于吊杆的方向上从吊杆的第二端延伸并平行于轨道系统的轨道，并且至少有一焊炬从焊炬吊杆伸出。

项目18：根据项目17所述的废料切割设备，其中所述吊杆的第一端可沿着所述轨道在从所述外壳的第一开口侧延伸到所述外壳的第二开口侧的方向上移动，使得所述焊炬吊杆上的至少一个焊炬在平行于轨道系统的轨道的方向上移动。

项目19：根据项目18所述的废料切割设备，其中所述焊炬延伸穿过所述外壳中的所述开口并且所述吊杆可以同时沿着所述轨道移动。

项目20：一种切割废金属材料的方法，包括：提供根据项目1-19中任一项的废料切割设备；在废料切割设备的轨道系统的轨道之间以线性方式定位多个废料材料；将外壳移到第一块废料上；使用至少一个焊炬在第一块废料中制造至少一个切口；沿着轨道系统和第二块废料移动外壳；使用焊炬在第二块废料中至少切割一次。