一种碳化硅晶筒抓具的制作方法

1.本实用新型涉及碳化硅晶筒吊具技术领域，尤其涉及一种碳化硅晶筒抓具。


背景技术：

2.在传统碳化硅生产过程中，碳化硅晶筒采用人工清理、破碎、小块吊出的方式，当冷却完毕后，工人需进入炉体内清理晶筒周围保温料及部分黄皮，挖出碳化硅晶筒，随后利用电镐等工具破开碳化硅晶筒上部，再人工清空碳化硅晶筒内部石墨，最后把碳化硅晶筒破成小块，利用桥式起重机吊出冶炼炉。然而，有些炉体设置在地面以下的槽型空间内，温度高，并有少量水煤气和硫化氢残留，传统碳化硅晶筒吊出方式工作效率低、工人劳动强度大、生产环境差、存在安全与职业健康风险等一系列弊端，并且装炉、冶炼、出炉有严格的时间控制要求，其中出炉必须在9天内完成，传统方式不适用于30000kva以上的特大型炉碳化硅晶筒吊出作业。
3.专利(申请号：201922448046.0)公开了一种碳化硅大块物料转运装置，包含：双臂机械手，该双臂机械手分别具备至少一个第一连杆借助关节轴铰接而成的两个抓杆，所述的两个抓杆各自其中的一端通过第一转轴铰接在一起，且两个抓杆相对于第一转轴对称布置；至少四个第二连杆，该至少四个第二连杆通过第二转轴分别铰接于两个抓杆上，且该至少四个第二连杆相对于第一转轴对称布置；动力装置，该动力装置与第一转轴的距离可调节，且其上设有吊耳；至少四个第三连杆，该至少四个第三连杆两两为一组，每组的两个第三连杆各自的一端通过第三转轴分别铰接在相对第一转轴对称的第二连杆上，第三转轴枢设在动力装置上，每组的两个第三连杆各自的另一端通过第四转轴铰接在一起，且每组的两个第三连杆相对第四转轴对称布置。
4.上述方案中的碳化硅大块物料转运装置只能对碳化硅大块物料进行转运，而在转运前，还需要人工对碳化硅晶筒进行破碎，导致工人劳动强度大、工作效率低。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于克服上述技术不足，提出一种碳化硅晶筒抓具，解决现有技术中碳化硅大块物料转运装置在使用时，需要提前对碳化硅晶筒进行人工破碎，导致工人劳动强度大、工作效率低的技术问题。
6.为达到上述技术目的，本实用新型的技术方案提供一种碳化硅晶筒抓具,包括相对设置的第一抓具和第二抓具，以及两个与所述第一抓具和所述第二抓具一一对应设置的吊具，所述第一抓具和所述第二抓具分别用于抓取碳化硅晶筒的两端，所述吊具用于起吊对应的所述第一抓具或所述第二抓具；所述第一抓具和第二抓具均包括：
7.安装座；
8.两个相对设置的抓臂，分别铰接在所述安装座的两端，两个所述抓臂底端的内壁均形成有一用于放置碳化硅晶筒的支撑面；
9.开合驱动机构，用于驱动两个所述抓臂分别同时绕其与所述安装座的铰接处转
动，以实现两个所述抓臂相互靠近或远离，从而实现所述第一抓具以及所述第二抓具的张开或闭合动作。
10.进一步的，所述开合驱动机构包括两个分别铰接在所述安装座两端的伸缩驱动件，所述伸缩驱动件的输出端与同侧的所述抓臂铰接。
11.进一步的，所述伸缩驱动件为气缸、液压缸或电动推杆。
12.进一步的，所述第一抓具的所述安装座上铰接有连接板，所述第二抓具的所述安装座上固定设置有销钉，所述连接板上沿其长度方向开设有调节槽，所述销钉活动穿过所述调节槽。
13.进一步的，所述安装座的顶部固定设置有吊环。
14.进一步的，所述吊环在所述安装座的顶部对称设置有两个。
15.进一步的，所述抓臂的内壁固定设置有隔热垫。
16.进一步的，所述隔热垫为石棉网隔热垫。
17.进一步的，所述支撑面为与碳化硅晶筒外表面的形状相吻合的弧形支撑面。
18.进一步的，所述第一抓具或所述第二抓具完全闭合后，两个所述抓臂的底端到位于其内部的碳化硅晶筒圆心的连线之间的夹角不超过50
°
。
19.与现有技术相比，本实用新型的有益效果包括：
20.(1)通过设置所述第一抓具和第二抓具，以及两个与所述第一抓具和所述第二抓具一一对应设置的吊具，能够增大对碳化硅晶筒的抓取重量，抓取重量可达到30～50t；并且，通过两个所述吊具可以调整所述第一抓具和所述第二抓具的间距以及高度，从而能够调整碳化硅晶筒在吊出时的倾斜角度，以将碳化硅晶筒从裂缝处折断，减少了碳化硅晶筒在吊出时所受的阻力，从而能够使碳化硅晶筒从炉体中分段吊出；
21.(2)所述第一抓具和所述第二抓具中的两个所述抓臂底端的内壁均形成有一用于放置碳化硅晶筒的支撑面，使得碳化硅晶筒可自然地放置于该支撑面上，避免抓臂对碳化硅晶筒产生挤压力而导致碳化硅晶筒在抓取或提升过程中破碎。
附图说明
22.图1是本实用新型提供的一种碳化硅晶筒抓具的正视图；
23.图2是本实用新型提供的一种碳化硅晶筒抓具的左视图；
24.图3是该实施例中第一抓具或第二抓具张开至一定角度时的状态示意图；
25.图4是该实施例中第一抓具或第二抓具开始闭合时的状态示意图；
26.图5是该实施例中第一抓具或第二抓具闭合至碳化硅晶筒和底层填充料的结合面时的状态示意图；
27.图6是该实施例中第一抓具或第二抓具完全闭合后的状态示意图；
28.图7是本实用新型提供的一种碳化硅晶筒抓具的工作示意图。
具体实施方式
29.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
30.本实用新型提供了一种碳化硅晶筒抓具，其结构如图1所示,包括相对设置的第一抓具1和第二抓具2，以及两个与所述第一抓具1和所述第二抓具2一一对应设置的吊具3，所述第一抓具1和所述第二抓具2分别用于抓取碳化硅晶筒4的两端，所述吊具3用于起吊对应的所述第一抓具1或所述第二抓具2；所述第一抓具1和第二抓具2均包括安装座11、两个相对设置的抓臂12以及开合驱动机构13，其中，两个相对设置的所述抓臂12分别铰接在所述安装座11的两端，两个所述抓臂12底端的内壁均形成有一用于放置碳化硅晶筒4的支撑面，碳化硅晶筒可自然地放置于该支撑面上，避免抓臂12对碳化硅晶筒产生挤压力而导致碳化硅晶筒在抓取或提升过程中破碎；所述开合驱动机构13用于驱动两个所述抓臂12分别同时绕其与所述安装座11的铰接处转动，以实现两个所述抓臂12相互靠近或远离，从而实现所述第一抓具1以及所述第二抓具2的张开或闭合动作。
31.所述碳化硅晶筒抓具中，通过设置所述第一抓具1和第二抓具2，以及两个与所述第一抓具1和所述第二抓具2一一对应设置的吊具3，能够增大对碳化硅晶筒的抓取重量，抓取重量可达到30～50t；并且，通过两个所述吊具3可以调整所述第一抓具1和所述第二抓具2的间距以及高度，从而能够调整碳化硅晶筒在吊出时的倾斜角度，以将碳化硅晶筒从裂缝处折断，减少了碳化硅晶筒在吊出时所受的阻力，从而能够使碳化硅晶筒从炉体中分段吊出；另外，所述第一抓具1和所述第二抓具2中的两个所述抓臂12底端的内壁均形成有一用于放置碳化硅晶筒4的支撑面，使得碳化硅晶筒可自然地放置于该支撑面上，避免抓臂12对碳化硅晶筒产生挤压力而导致碳化硅晶筒在抓取或提升过程中破碎。
32.根据初步实验数据，所述第一抓具1和所述第二抓具2的重量均在20t左右，分段碳化硅晶筒吊起时端面产生的摩擦力按起重量0.1倍考虑，因此，所述吊具3起重量可选75t、100t或120t。作为具体的实施例，所述吊具3为桥式起重机。
33.作为优选的实施例，如图2所示，所述开合驱动机构13包括两个分别铰接在所述安装座11两端的伸缩驱动件131，所述伸缩驱动件131的输出端与同侧的所述抓臂12铰接。作为具体的实施例，所述开合驱动机构13电性连接有控制开关。作为具体的实施例，所述伸缩驱动件131为气缸、液压缸或电动推杆。
34.作为具体的实施例，所述吊具3可以选用行车吊，所述行车吊可在专用的操作室内进行操控，也可由与其电性连接的操作开关进行操控。分别操控两个行车吊的操作开关，可对两个行车吊进行分别操控，以改变两个所述吊具3的间距。作为具体的实施例，所述伸缩驱动件131电性连接有专用的控制开关，用于控制所述伸缩驱动件131动作。所述操作室内设置有操控台，所述控制开关可以设置在所述操控台上，用于控制所述伸缩驱动件131动作。
35.作为优选的实施例，所述第一抓具1的所述安装座11上铰接有连接板14，所述第二抓具2的所述安装座11上固定设置有销钉15，所述连接板14上沿其长度方向开设有调节槽140，所述销钉15活动穿过所述调节槽140。操控两个所述吊具3调整所述第一抓具1和第二抓具2的横向间距和竖向高度时，通过所述销钉15在所述调节槽140的位置可以估算所述第一抓具1和第二抓具2的横向间距以及竖向高度，从而将碳化硅晶筒调整至合适的倾斜角度，起指示作用。在其他实施例中，所述销钉15也可以为与所述连接板滑动连接的滑块，所述滑块与所述第二抓具2铰接。
36.需要说明的是，由于碳化硅合成过程结束后，受冷却浇水造成的温差急剧变化影
响，碳化硅晶筒会自然贯穿断裂，成为若干小段碳化硅晶筒，长度一般在3～5m，重量30～50t，因此所述第一抓具1和第二抓具2的横向距离为3～5m，即所述连接板14的长度为3～5m。如有大块碳化硅晶筒可由啄木鸟破拆机破拆分段，余下的散块采用辅助桥式起重机吊运至分级场。
37.作为优选的实施例，所述安装座11的顶部固定设置有吊环16，方便与所述吊具3的吊钩配合使用。作为优选的实施例，所述吊环16在所述安装座11的顶部对称设置有两个。需要说明的是，在其他实施例中，所述安装座11上除了设置所述吊环16外，也可以设置其他的连接结构(例如：挂钩)，用于与所述吊具3的吊钩配合使用。
38.作为优选的实施例，所述抓臂12的内壁固定设置有隔热垫17。作为具体的实施例，所述隔热垫17为石棉网隔热垫。
39.作为优选的实施例，所述第一抓具1或所述第二抓具2完全闭合后，两个所述抓臂12的底端到位于其内部的碳化硅晶筒圆心的连线之间的夹角不超过50
°
，以避免位于所述第一抓具1或所述第二抓具2内的碳化硅晶筒受到来自所述抓臂12较大的挤压力而导致碳化硅晶筒破碎。
40.作为优选的实施例，所述抓臂12的底端固定设置有一尖端120，方便所述第一抓具1或所述第二抓具2依靠自身重力插入位于碳化硅晶筒底层的填料内。
41.为了方便地理解本方案，以下结合图1-图6对本实用新型的工作原理进行详细说明：
42.碳化硅合成过程结束后，受冷却浇水造成的温差急剧变化影响，碳化硅晶筒会自然贯穿断裂成若干小段碳化硅晶筒。如图3所示，操控两个所述吊具3，将所述第一抓具1和所述第二抓具2分别小段碳化硅晶筒两端的正上方，操控所述控制开关使所述开合驱动机构13动作，以将所述第一抓具1和所述第二抓具2调整到合适张开角度，然后操控两个所述吊具3使所述第一抓具1和所述第二抓具2下落；如图4所示，当所述第一抓具1和所述第二抓具2下落至底层料上表面时，再次操控所述控制开关使所述开合驱动机构13动作，使所述第一抓具1和所述第二抓具2闭合；如图5所示，当所述第一抓具1和所述第二抓具2闭合至碳化硅晶筒和底层填充料的结合面后，此时一边操控两个所述吊具3带动所述第一抓具1和所述第二抓具2下落，一边操控所述控制开关使所述第一抓具1和所述第二抓具2闭合，直至所述第一抓具1和所述第二抓具2完全抱住碳化硅晶筒，此时，所述第一抓具1和所述第二抓具2完全闭合；如图6所示，当所述第一抓具1和所述第二抓具2完全闭合后，操控两个所述吊具3带动所述第一抓具1和所述第二抓具2上升，以提升碳化硅晶筒使碳化硅晶筒与填充料分离，并将碳化硅晶筒放置于外部的转运车上进行运送。利用碳化硅晶筒转运车转运碳化硅晶筒，转运车每节可放置一段晶筒，满载后运送到分级场地。保证在36天内4个炉次的正常循环，缩短出炉时间，降低工人的劳动强度，改善作业环境。
43.由于碳化硅晶筒在冷却断裂成若干小段碳化硅晶筒时，相邻两小段碳化硅晶筒之间的裂缝会存在没有完全贯穿碳化硅晶筒的情况，或裂缝较窄且裂缝形状不规则，所述第一抓具1和所述第二抓具2分别抱住碳化硅晶筒的两端后，操控两个所述吊具3直接向上提升碳化硅晶筒会受到其它(该碳化硅晶筒两端)碳化硅晶筒的阻碍，通过设置两个所述吊具3配合所述第一抓具1和所述第二抓具2，在将碳化硅晶筒从炉体吊出时，使碳化硅晶筒保持倾斜状态吊出以将碳化硅晶筒从裂缝处折断，如图7所示，并通过两个所述吊具3可以调整
所述第一抓具1和所述第二抓具2的高度，从而能够调整碳化硅晶筒在吊出时的倾斜角度，以减少两端碳化硅晶筒对该碳化硅晶筒的阻碍，使该碳化硅晶筒顺利吊出。
44.本实用新型提供的一种碳化硅晶筒抓具具有以下有益效果：
45.(1)通过设置所述第一抓具1和第二抓具2，以及两个与所述第一抓具1和所述第二抓具2一一对应设置的吊具3，能够增大对碳化硅晶筒的抓取重量，抓取重量可达到30～50t；并且，通过两个所述吊具3可以调整所述第一抓具1和所述第二抓具2的间距以及高度，从而能够调整碳化硅晶筒在吊出时的倾斜角度，以将碳化硅晶筒从裂缝处折断，减少了碳化硅晶筒在吊出时所受的阻力，从而能够使碳化硅晶筒从炉体中分段吊出；
46.(2)所述第一抓具1和所述第二抓具2中的两个所述抓臂12底端的内壁均形成有一用于放置碳化硅晶筒4的支撑面，使得碳化硅晶筒可自然地放置于该支撑面上，避免抓臂12对碳化硅晶筒产生挤压力而导致碳化硅晶筒在抓取或提升过程中破碎；
47.(3)所述第一抓具1的所述安装座11上铰接有连接板14，所述第二抓具2的所述安装座11上固定设置有销钉15，所述连接板14上沿其长度方向开设有调节槽140，所述销钉15活动穿过所述调节槽140。操控两个所述吊具3调整所述第一抓具1和第二抓具2的横向间距和竖向高度时，通过所述销钉15在所述调节槽140的位置可以估算所述第一抓具1和第二抓具2的横向间距以及竖向高度，从而将碳化硅晶筒调整至合适的倾斜角度，起指示作用；
48.(4)所述第一抓具1或所述第二抓具2完全闭合后，两个所述抓臂12的底端到位于其内部的碳化硅晶筒圆心的连线之间的夹角不超过50
°
，以避免位于所述第一抓具1或所述第二抓具2内的碳化硅晶筒受到来自所述抓臂12较大的挤压力而导致碳化硅晶筒破碎。
49.以上所述本实用新型的具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何根据本实用新型的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围内。