工业硅出炉设备的制作方法

1.本发明总体而言涉及出炉设备，具体而言，涉及一种用于工业硅炉开眼、拉眼和堵眼的出炉设备。


背景技术：

2.目前，工业硅炉的开眼、拉眼和堵眼，都需要通过人工操作。由于工业硅炉比较庞大，而炉浆温度又十分高，因此在进行人工操作时十分危险，尤其是开眼和拉眼时，炉内压力较高，有时会喷出高温液体，造成人员受伤。另外，由于工业硅炉的开眼、拉眼和堵眼，其眼位较大，因此需要的操作工具较粗，而为了安全又需要较长距离，因此操作工具又粗又长，人工操作十分吃力，极大地浪费人力物力，而且工作效率较低。最后，由于工业硅炉本身在转动中，在操作时需要随动，因此现有的操作随动很难实现，导致对眼不够精准，误差较高，客观上提高了成本降低了工作效率。
3.因此，如何实现自动化地开眼、拉眼和堵眼，并提高操作的可控性，为目前急需解决的技术问题。


技术实现要素：

4.本发明的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种可以自动化地开眼、拉眼和堵眼，并提高操作的可控性的工业硅出炉设备。
5.为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
6.根据本发明的一个方面，提供了一种工业硅出炉设备，用于工业硅炉的开眼、拉眼和堵眼，包括：
7.弧形轨道，所述弧形轨道靠近所述工业硅炉设置，其外绕全部或部分所述工业硅炉的炉体；
8.移动载体，所述移动载体移动设置在所述弧形轨道上；
9.操作机构，所述操作机构安装在所述移动载体上，具有多功能抓手，所述多功能抓手在三种状态之间切换，其中，第一状态时，所述多功能抓手卡持用于开眼的钻杆或烧穿器，第二状态时，所述多功能抓手卡持用于拉眼的棍棒，第三状态时，所述多功能抓手卡持用于堵眼的炮管或抓手；
10.摄像系统，所述摄像系统用于对所述工业硅炉和所述移动载体及操作机构的状态进行监控；
11.远程操控系统，所述远程操控系统远离所述工业硅炉操作现场单独设置，根据所述摄像系统发送来的信息，对所述移动载体和所述操作机构进行控制；
12.炉体监测系统，所述炉体监测系统用于监测所述工业硅炉的炉体转动数据。
13.根据本发明的一实施方式，所述移动载体和所述摄像系统在所述炉体监测系统的数据传输和控制下与所述工业硅炉同步移动，以保证所述操作机构与所述工业硅炉相对位置在操作过程中始终保持正确。
14.根据本发明的一实施方式，所述弧形轨道与所述工业硅炉外壁平行，所述移动载体上设置齿轮，所述弧形轨道上设置销齿，所述齿轮与所述销齿啮合，所述齿轮通过马达驱动，以使所述移动载体可沿所述弧形轨道行走至任意工作位置。
15.根据本发明的一实施方式，在所述移动载体移动到工作位置后，所述马达进入制动状态，所述齿轮停止转动，并与所述销齿卡住保持锁止状态，将所述移动载体固定在所述弧形轨道上。
16.根据本发明的一实施方式，所述多功能抓手包括套筒和卡爪，所述套筒包括相互接通的锥形孔和圆柱孔，所述锥形孔位于所述套筒的插入端，所述卡爪对应所述套筒固定安装，且所述卡爪位于所述插入端外部。
17.根据本发明的一实施方式，所述操作机构包括支座、驱动小车和所述多功能抓手，所述支座能够俯仰地安装在所述移动载体上，所述支座上设置有导轨，所述驱动小车安装在所述支座上，且能够沿所述导轨行走，所述套筒安装在所述驱动小车上。
18.根据本发明的一实施方式，所述工业硅出炉设备还包括铰接架和俯仰缸，所述铰接架一端固定安装在所述移动载体上，另一端与所述支座下部第一位置铰接，所述俯仰缸的缸体铰接所述移动载体，活塞铰接所述支座下部的第二位置。
19.根据本发明的一实施方式，所述摄像系统包括摄像头和随动架，所述摄像头安装在所述随动架的隔热箱内，所述随动架活动安装在吊轨上，所述吊轨悬空设置，且与工业硅炉的外壁平行。
20.根据本发明的一实施方式，所述吊轨两端安装电机及钢丝绳卷筒，钢丝绳布置在整个所述摄像头在所述吊轨的行程范围内，所述随动架上部设置轮组，所述轮组卡在所述吊轨上，所述钢丝绳的卡子将所述随动架卡在所述钢丝绳，通过所述电机带动所述钢丝绳卷筒旋转，使所述钢丝绳带动所述随动架沿所述吊轨移动，并通过所述远程操控系统控制，使所述摄像头与工业硅炉的炉眼同步旋转。
21.根据本发明的一实施方式，所述摄像头用于拍摄工业硅炉的炉眼、工具架和炉前环境，所述远程操控系统通过操作台上显示炉前作业画面，并根据反馈情况向所述移动载体和所述操作机构发出动作指令。
22.由上述技术方案可知，本发明的工业硅出炉设备的优点和积极效果在于：
23.本发明中，沿工业硅炉设置弧形轨道，移动载体在其上移动，操作机构可以在操作过程中跟随工业硅炉动作，并始终对准工业硅炉的操作位置，操作机构能够伸缩、旋转和俯仰，从而可以自动化地精准地进行开眼、拉眼和堵眼操作，摄像系统实时跟随拍摄，远程操控系统根据摄像系统传来的信息对移动载体和操作机构进行控制，既安全可靠，又提高了整个操作过程的可控性。
附图说明
24.通过结合附图考虑以下对本发明的优选实施例的详细说明，本发明的各种目标、特征和优点将变得更加显而易见。附图仅为本发明的示范性图解，并非一定是按比例绘制。在附图中，同样的附图标记始终表示相同或类似的部件。其中：
25.图1是一示例性实施例中示出的本发明工业硅出炉设备示意图。
26.图2是一示例性实施例中示出的本发明工业硅出炉设备部分装配示意图一。
27.图3是一示例性实施例中示出的本发明工业硅出炉设备部分装配示意图二。
28.图4是一示例性实施例中示出的本发明工业硅出炉设备中多功能抓手装配示意图一。
29.图5是一示例性实施例中示出的本发明工业硅出炉设备中多功能抓手装配示意图二。
30.图6是一示例性实施例中示出的本发明工业硅出炉设备中摄像系统示意图。
31.图7是一示例性实施例中示出的本发明工业硅出炉设备中随动架示意图。
32.图8是一示例性实施例中示出的本发明工业硅出炉设备中炉体监测系统示意图。
具体实施方式
33.现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。
34.在对本发明的不同示例的下面描述中，参照附图进行，所述附图形成本发明的一部分，并且其中以示例方式显示了可实现本发明的多个方面的不同示例性结构、系统和步骤。应理解，可以使用部件、结构、示例性装置、系统和步骤的其他特定方案，并且可在不偏离本发明范围的情况下进行结构和功能性修改。而且，虽然本说明书中可使用术语“顶部”、“底部”、“前部”、“后部”、“侧部”等来描述本发明的不同示例性特征和元件，但是这些术语用于本文中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。本说明书中的任何内容都不应理解为需要结构的特定三维方向才落入本发明的范围内。
35.图1是一示例性实施例中示出的本发明工业硅出炉设备示意图。图2是一示例性实施例中示出的本发明工业硅出炉设备部分装配示意图一。图3是一示例性实施例中示出的本发明工业硅出炉设备部分装配示意图二。图4是一示例性实施例中示出的本发明工业硅出炉设备中多功能抓手装配示意图一。图5是一示例性实施例中示出的本发明工业硅出炉设备中多功能抓手装配示意图二。图6是一示例性实施例中示出的本发明工业硅出炉设备中摄像系统示意图。图7是一示例性实施例中示出的本发明工业硅出炉设备中随动架示意图。图8是一示例性实施例中示出的本发明工业硅出炉设备中炉体监测系统示意图。
36.如图1至图8所示，本实施例的工业硅出炉设备，用于工业硅炉1的开眼、拉眼和堵眼，包括弧形轨道2、移动载体3、操作机构4、摄像系统5和远程操控系统6和炉体监测系统7。其中，弧形轨道2靠近工业硅炉1设置，其外绕全部或部分工业硅炉1的炉体。移动载体3移动设置在弧形轨道2上。操作机构4安装在移动载体3上，具有多功能抓手，多功能抓手在三种状态之间切换。其中，第一状态时，多功能抓手卡持用于开眼的钻杆或烧穿器，第二状态时，多功能抓手卡持用于拉眼的棍棒，第三状态时，多功能抓手卡持用于堵眼的炮管或抓手，多功能抓手的抓持物9为钻杆、烧穿器、棍棒、炮管或抓手。摄像系统5用于对工业硅炉1和移动载体3及操作机构4的状态进行监控。远程操控系统6远离工业硅炉1操作现场单独设置，根据摄像系统5发送来的信息，对移动载体3和操作机构4进行控制。
37.该实施例中，移动载体3和摄像系统5在炉体监测系统7传输的数据控制下与工业硅炉1同步移动，以保证操作机构4和摄像系统5与工业硅炉1相对位置在操作过程中始终保
持正确。炉体监测系统7安装在工业硅炉1的炉体上，炉体监测系统7的齿轮与工业硅炉1的炉体转动销齿啮合，读取炉体旋转数据，出炉设备根据读取数据转动相同角度，使工业硅出炉设备与工业硅炉相对位置在操作过程中始终保持正确。如图8所示，工业硅炉1的炉体由齿轮驱动销齿11转动带动整个炉体旋转，在炉体上设置固定板12，炉体监测系统7安装在固定板12上，炉体监测系统7由链轮71、传动轴72、编码器73组成，链轮71与炉体销齿11啮合，炉体转动带动链轮71旋转，通过传动轴72将旋转数据传输到编码器，再通过计算得到炉体旋转角度，使移动载体3沿弧形轨道2旋转相同角度，保证移动载体3与炉体相对位置始终准确。摄像系统5的同步动作参照上述动作过程。
38.该实施例中，弧形轨道2与工业硅炉1外壁平行，移动载体3上设置齿轮31，弧形轨道2上设置销齿21，齿轮31与销齿21啮合，齿轮31通过马达驱动，以使移动载体3可沿弧形轨道2行走至任意工作位置。在移动载体3移动到工作位置后，马达进入制动状态，齿轮停止转动，并与销齿21卡住保持锁止状态，将移动载体3固定在弧形轨道2上。
39.该实施例中，移动载体3上齿轮31与弧形轨道2上销齿21啮合，马达驱动齿轮转动，移动载体3可沿所述弧形轨道2行走至任意工作位置，进行抓取工具、开眼、拉眼、堵眼等工序。移动载体3移动到工作位置后，齿轮驱动马达启动制动功能，齿轮31停止转动，并与销齿21卡住保持锁止状态，将移动载体3固定在弧形轨道2的任意位置，进行出炉作业。作业过程中所述移动载体3在沿弧形轨道2方向保持静止，作业过程中稳定无晃动。
40.该实施例中，多功能抓手包括套筒46和卡爪47，套筒46包括相互接通的锥形孔461和圆柱孔462，锥形孔461位于套筒46的插入端，卡爪47对应套筒46固定安装，且卡爪47位于插入端外部。操作机构4包括支座41、驱动小车43和多功能抓手，支座41能够俯仰地安装在移动载体3上，支座41上设置有导轨42，驱动小车43安装在导轨42上，且能够沿导轨42行走，套筒46安装在驱动小车43上。
41.该实施例中，烧穿器工具的钎头与开眼工具的钎头不同，烧穿器工具钎头91为短锥形，套筒46前段开口为锥形，后段为圆柱，抓取烧穿器工具时卡爪47打开，驱动回转电机45使移动载体3上部回转，使套筒46中心对准工具架上烧穿器工具钎头91中心，然后驱动小车43沿导轨42向前运动，使烧穿器工具钎头91的前端锥形进入锥形套筒46，抓手油缸驱动卡爪47闭合，卡爪47卡住烧穿器工具卡盘92，夹紧烧穿器工具完成抓取。烧眼时，俯仰油缸8动作，驱动支座41，配合回转电机45使支座41以回转支撑为中心旋转，作业人员在操作室，同时操作旋转及俯仰操作手柄，使工业硅出炉设备上车部分48做画圆运动，烧出几近圆形的炉眼，再辅以驱动小车43沿抓手导轨42向前运动，向前送进烧穿器，最终烧出喇叭形炉眼。
42.烧眼工序完成后，需放下烧穿器抓取开眼钎杆使用凿岩机的振打功能开眼，开眼钎杆钎头93头部为内螺纹，且直径与套筒46后端圆柱孔462直径相同，凿岩机钎尾为外螺纹。抓取开眼钎杆时，抓取开眼工具时连杆抓手打开，驱动回转电机45使支座41回转，使套筒46中心对准工具架上开眼工具钎头中心，然后驱动小车43沿导轨42向前运动，使开眼工具钎头的前段进入套筒46，同时开启凿岩机钎尾旋转功能，待开眼工具钎头前段内螺纹与凿岩机钎尾接触后，螺纹旋转拧紧，完成抓取开眼钎杆，且抓手后段圆柱套筒46起到支撑钎杆重量的作用。抓取开眼钎杆后，反向旋转移动支座41，使开眼钎杆对准炉眼中心，驱动小车43沿导轨42向前运动，同时开启凿岩机振打功能，不断送进开眼钎杆，直至打开炉眼。
43.开眼后换取拉眼工具，拉眼工具钎头与烧穿器钎头一样，采用相同的方式抓取拉眼工具，抓取拉眼工具后，对准炉眼，驱动小车43沿导轨42前后运动，使熔融状态的硅快速流出。
44.堵眼时，移动载体3沿弧形轨道2行走使堵眼泥炮中心对准炉眼，驱动小车43沿导轨42向前运动，使泥炮炮筒进入炉眼内部，驱动打泥油缸将泥炮内的黄泥打进炉眼，堵住炉眼，完成一个开堵眼流程。
45.在该结构中，驱动小车43可以是一个、两个和三个，分别用于夹持和移动不同工具9。驱动小车43是一个是，则导轨42也是一个，驱动小车43为多个时，则导轨42也是多个，导轨42数量与驱动小车43数量相同。驱动小车43上的多功能抓手可以具备抓取卡持不同工具的结构，也可以分别设置为各自适应卡持不同工具的结构。
46.该实施例中，工业硅出炉设备还包括铰接架7和俯仰缸8，铰接架7一端固定安装在移动载体3上，另一端与支座41下部第一位置铰接，俯仰缸8的缸体铰接移动载体3，活塞铰接支座41下部的第二位置。
47.该实施例中，摄像系统5包括摄像头534和随动架53，摄像头534安装在随动架53的隔热箱533内，随动架53活动安装在吊轨51上，吊轨51悬空设置，且与工业硅炉1的外壁平行。
48.该实施例中，炉前摄像头534安装吊轨51上，摄像头534安装在随动架53下面的隔热箱533内，随随动架53一起运动。摄像头吊轨51两端安装电机及钢丝绳卷筒52，钢丝绳531布置在整个摄像头吊轨51的行程范围内，随动架53上部设置轮组532卡在摄像头吊轨51上，并设置钢丝绳卡子将随动架53卡在钢丝绳531上，通过电机带动钢丝绳卷筒旋转使钢丝绳531带动随动架53沿摄像头吊轨51移动。根据从工业硅炉1体上取得的数据，可使摄像头534与炉眼同步旋转。
49.该实施例中，吊轨51两端安装电机及钢丝绳卷筒，钢丝绳531布置在整个摄像头534在吊轨51的行程范围内，随动架53上部设置轮组532，轮组532卡在吊轨51上，钢丝绳531的卡子将随动架卡53在钢丝绳531，通过电机带动钢丝绳卷筒52旋转，使钢丝绳531带动随动架53沿吊轨51移动，并通过炉体监测系统7读取炉体旋转数据，使摄像头534与工业硅炉1的炉眼同步旋转。
50.该实施例中，摄像头534用于拍摄工业硅炉1的炉眼、工具架和炉前环境，远程操控系统6通过操作台上显示炉前作业画面，并根据反馈情况向移动载体3和操作机构4发出动作指令。摄像头534主要拍摄炉眼、工具架、炉前环境等，出炉作业时操作人员通过操作台上显示炉前画面进行作业。如烧眼时通过观察炉眼图像，判断烧穿器位置是否合适，烧眼深度是否合适等，开眼时通过图像观察钎杆是否在炉眼中心，炉眼是否凿开，凿开后观察工业硅流动状况，是否需要拉眼。工具架观察摄像头观察工具状态是否损坏，是否需要更换等。
51.由上述技术方案可知，本发明的工业硅出炉设备的优点和积极效果在于：
52.本发明中，沿工业硅炉1设置弧形轨道2，移动载体3在其上移动，操作机构4可以在操作过程中跟随工业硅炉1动作，并始终对准工业硅炉1的操作位置，操作机构4能够伸缩、旋转、俯仰，从而可以自动化地精准地进行开眼、拉眼和堵眼操作，摄像系统5实时跟随拍摄，远程操控系统6根据摄像系统5传来的信息对移动载体3和操作机构4进行控制，既安全可靠，又提高了整个操作过程的可控性。
53.本发明所属技术领域的普通技术人员应当理解，上述具体实施方式部分中所示出的具体结构和工艺过程仅仅为示例性的，而非限制性的。而且，本发明所属技术领域的普通技术人员可对以上所述所示的各种技术特征按照各种可能的方式进行组合以构成新的技术方案，或者进行其它改动，而都属于本发明的范围之内。