一种用于稀土氧化物生产的沉淀前端工艺自动化设备的制作方法

本发明涉及稀土氧化物制备领域，特别涉及一种用于稀土氧化物生产的沉淀前端工艺自动化设备。

背景技术：

稀土元素氧化物是指元素周期表中原子序数为57到71的15种镧系元素氧化物的统称，以及与镧系元素化学性质相似的钪(sc)和钇(y)共17种元素的氧化物，稀土元素在石油、化工、冶金、纺织、陶瓷、玻璃和永磁材料等领域都得到了广泛的应用，随着科技的进步和应用技术的不断突破，稀土氧化物的价值将越来越大。稀土有“工业维生素”的之称，现如今已成为重要的战略资源之一，稀土精矿中的稀土，一般是难溶于水的碳酸盐、氟化物、磷酸盐、混合氧化物等形态，必须通过各种物理化学变化将稀土矿物转化为易溶于水或无机酸(盐酸或硝酸等)的化合物，经过溶解、净化工序、分离、除杂、浓缩或灼烧等工序，制成各种混合稀土化合物。

稀土元素氧化物的原料在分解槽内经过分解后，需要对其进行过滤，现有的过滤设备存在自动化程度低，主要是其内部的滤芯需要人工频繁检测、更换，如果更换不及时，那么则势必影响过滤质量和过滤效率，而且每次检测、拆换滤芯的时候，都需要拆除旧滤芯，在安装新滤芯，在安装不同位置的螺栓，所以综合起来需要长时间的停机等待，这样十分耽误生产效率。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种用于稀土氧化物生产的沉淀前端工艺自动化设备。

为解决上述问题，本发明提供以下技术方案：

一种用于稀土氧化物生产的沉淀前端工艺自动化设备，包括滤芯，该滤芯一端为封闭端，另一端为敞口端，还包括控制器、导介管道、外衬管、拼接管道和过滤管道，外衬管能够水平活动的套设在导介管道的一端，拼接管道的数量至少为两个，并且二者分别通过旋转支架能够逐个与外衬管相连通，外衬管通过拼接管道能够与过滤管道相连通，外衬管的一端始终处于导介管道上，外衬管的另一端始终位于导介管道的外部，并且其该一端为出口端，外衬管的出口端的外表面设有透明材质的安装管，安装管的一端贯穿至外衬管的内壁，安装管内设有呈倒置、并且与控制器电性连接的ccd相机，导介管道的外部设有与外衬管传动连接驱动装置，每个拼接管道朝向外衬管的一端均设有一个滤芯。

进一步地，导介管道的外表面开设有多个绕之周向等距分布的第一导向槽，第一导向槽的槽长与导介管道的轴向相平行，第一导向槽的横截面呈半圆形，外衬管的内表面开设有多个与第一导向槽结构相同的第二导向槽，所有第二导向槽分别与所有第一导向槽一一相对，每个第二导向槽内均粘接有一个导向橡胶辊，导向橡胶辊为中空结构，导向橡胶辊与第一导向槽的槽面活动配合，导介管道的外部套有通气环，通气环为中空结构，并且其外部设有进气管，进气管与通气环一体成型，通气环的外表面还设置有多个导气软管，所有导气软管分别与所有导向橡胶辊的一端一对一式的相连通，进气管上安装有电磁阀。

进一步地，驱动装置包括电机、丝杠和滑块副，导介管道的下方设有支撑架，丝杠呈水平铰接在支撑架内，丝杠的轴向和导介管道的轴向相平行，滑块副套设在丝杠上，并且二者螺纹配合，电机设置在支撑架上，并且与丝杠一端传动连接，外衬管始终处于导介管道上的一端固定套设有联动支架，滑块副与联动支架固定相连。

进一步地，安装管内还设置有呈倒置的激光发射器，激光发射器的发射方向与ccd相机的照射方向相交。

进一步地，过滤管道能够与拼接管道相连接的一端套设有活动盘，活动盘能够沿过滤管道的自身轴向活动的与之相配合，过滤管道上还固定套设有阻挡盘，过滤管道外部设有压缩弹簧，压缩弹簧处于阻挡盘和活动盘之间，并且活动盘通过该压缩弹簧与阻挡盘弹性连接，活动盘朝向阻挡盘的一侧固定设有撞针，撞针呈水平贯穿阻挡盘，阻挡盘远离活动盘的一端设有正对撞针的压力传感器，压力传感器与控制器电性连接。

进一步地，旋转支架包括旋转板、花键轴和两个相对称的轴承座，花键轴呈水平设于两个轴承座之间，每个轴承座上分别轴接有一个与花键轴处于同轴的拼合轴，两个拼合轴相向的一端分别开设有一个能够供花键轴插入的插接槽，插接槽的槽底设有活动弹簧，花键轴的两端分别通过一个活动弹簧与每个拼合轴的内壁槽底弹性连接，花键轴的轴向和导介管道的轴向相平行，旋转板的中段固定套设在花键轴上，旋转板的两端中，始终有一端时刻处于外衬管和过滤管道之间，两个拼接管道分别插设在旋转板的两端，拼接管道贯穿旋转板，滤芯的敞口端与拼接管道始终朝向外衬管的一端相连接，滤芯通过法兰盘与拼接管道能够拆卸的相连接，滤芯的外径为外衬管内径的2/4，当旋转板的一端处于拼接管道和外衬管之间时，对应旋转板该一端的滤芯与外衬管处于同轴。

进一步地，拼接管道朝向外衬管的一端固定套设有第一密封盘，外衬管始终位于导介管道外部的一端固定套设有第二密封盘，第一密封盘和第二密封盘的外径相等，第一密封盘和第二密封盘相向的一侧分别贴设有橡胶密封层，第一密封盘朝向外衬管的一端开设有环形拼合槽，该环形拼合槽的内径和外衬管的外径相等。

进一步地，拼接管道朝向过滤管道的一端固定套设有第三密封盘，第三密封盘和活动盘的外径相等，第三密封盘和活动盘相向的一侧分别贴设有橡胶密封层，过滤管道的内径和拼接管道的外径相等。

有益效果：本发明的一种用于稀土氧化物生产的沉淀前端工艺自动化设备，使用时，将过滤管道始终远离外衬管的一端通过法兰连接相应的萃取槽等设备，并且将导介管道始终远离过滤管道的一端通过法兰连接稀土氧化物的前端分解槽，然后人工将旋转板转动(也可以电动机驱动)，使得一个新的、未使用的滤芯转动至外衬管和过滤管道之间，然后驱动装置开始驱动外衬管径直向该滤芯靠近，并接触到对应该滤芯的拼接管道，拼接管道受到外衬管的推动，向过滤管道方位靠近的过程中，花键轴会在拼合轴内压迫活动弹簧进行位移，使得拼接管道可以实现稳定平移，直至拼接管道设有第三密封盘的一端接触到过滤管道上的活动盘，并且推动活动盘沿过滤管道的轴向位移，使得活动盘压迫压缩弹簧，实现缓速稳定的移动，由于活动盘的位移，撞针自然随之同步，撞针在位移时会持续靠近压力传感器的检测端，最终与之接触，压力传感器在接触后，会感应到压力值信号，并传递给控制器，达到设定的压力值后，控制器会指示驱动装置停止工作，即外衬管、拼接管道和过滤管道三者之间已经构成稳定的贴紧、连通，此时滤芯处于外衬管内，并对应ccd相机区域，然后经过初步分解工艺产出的稀土氧化物原料会进入导介管道内，并且经过滤芯实现过滤，过滤后的介质到达拼接管道，流入过滤管道内，经过一定时间的使用，或者采用定时检测，ccd相机会搭配激光发射器，对滤芯外部进行照射检测，并反馈给控制器，由控制器判断其过滤面的杂质是否过大，如果过大，则提醒工作人员进行更换，本发明能够自动检测滤芯的使用情况，并且可以实现快速的更换，大幅减少拆换滤芯的时间。

附图说明

图1为本发明的平面示意图一；

图2为本发明的平面示意图二；

图3为本发明的立体结构示意图一；

图4为图3中a处放大图；

图5为图3中b处放大图；

图6为图3中c处放大图；

图7为本发明的立体结构示意图二；

图8为图7中d处放大图；

图9为本发明的立体结构示意图三；

图10为图9中e处放大图；

附图标记说明：滤芯1，法兰盘1a。

导介管道2，第一导向槽211。

外衬管3，导向橡胶辊311，通气环312，进气管313，导气软管314，电磁阀315，第二密封盘316，撞针317，压力传感器318。

拼接管道4，旋转板411，花键轴412，轴承座413，拼合轴414，活动弹簧415，第一密封盘416，环形拼合槽417，第三密封盘418。

过滤管道5，活动盘511，阻挡盘512，压缩弹簧513。

安装管6，ccd相机611，激光发射器612。

电机7，丝杠711，滑块副712，支撑架713，联动支架714。

具体实施方式

下面结合说明书附图和实施例，对本发明的具体实施例做进一步详细描述：

参照图1至图10所示的一种用于稀土氧化物生产的沉淀前端工艺自动化设备，包括滤芯1，该滤芯1一端为封闭端，另一端为敞口端，还包括控制器、导介管道2、外衬管3、拼接管道4和过滤管道5，外衬管3能够水平活动的套设在导介管道2的一端，拼接管道4的数量至少为两个，并且二者分别通过旋转支架能够逐个与外衬管3相连通，外衬管3通过拼接管道4能够与过滤管道5相连通，外衬管3的一端始终处于导介管道2上，外衬管3的另一端始终位于导介管道2的外部，并且其该一端为出口端，外衬管3的出口端的外表面设有透明材质的安装管6，安装管6的一端贯穿至外衬管3的内壁，安装管6内设有呈倒置、并且与控制器电性连接的ccd相机611，导介管道2的外部设有与外衬管3传动连接驱动装置，每个拼接管道4朝向外衬管3的一端均设有一个滤芯1。

导介管道2的外表面开设有多个绕之周向等距分布的第一导向槽211，第一导向槽211的槽长与导介管道2的轴向相平行，第一导向槽211的横截面呈半圆形，外衬管3的内表面开设有多个与第一导向槽211结构相同的第二导向槽，所有第二导向槽分别与所有第一导向槽211一一相对，每个第二导向槽内均粘接有一个导向橡胶辊311，导向橡胶辊311为中空结构，导向橡胶辊311与第一导向槽211的槽面活动配合，导介管道2的外部套有通气环312，通气环312为中空结构，并且其外部设有进气管313，进气管313与通气环312一体成型，通气环312的外表面还设置有多个导气软管314，所有导气软管314分别与所有导向橡胶辊311的一端一对一式的相连通，进气管313上安装有电磁阀315，进气管313会通过高压软管连接气泵，气泵是注入高压气源至通气环312内，并且经通气环312发送给所有导气软管314给每个导向橡胶辊311，使得导向橡胶辊311内部被注入高压气体会，会膨胀结实，即使得导向橡胶辊311的外表面和第一导向槽211的槽面紧密贴合，增加密封性，气泵注入高压气源至通气环312内的时候，是外衬管3处于静止状态在导介管道2上的，当外衬管3需要发生轴向移动的时候，气泵会将每个导向橡胶辊311内的气源抽离，使得导向橡胶辊311失去紧绷力，便于外衬管3可以稳定的发生轴向运动。

驱动装置包括电机7、丝杠711和滑块副712，导介管道2的下方设有支撑架713，丝杠711呈水平铰接在支撑架713内，丝杠711的轴向和导介管道2的轴向相平行，滑块副712套设在丝杠711上，并且二者螺纹配合，电机7设置在支撑架713上，并且与丝杠711一端传动连接，外衬管3始终处于导介管道2上的一端固定套设有联动支架714，滑块副712与联动支架714固定相连，电机7驱动丝杠711转动，使得滑块副712发生平移，滑块副712在平移过程中，会通过联动支架714带着外衬管3在导介管道2的外部发生沿导介管道2的轴向运动，这样的操作可以使得外衬管3在活动中，可以推动处于外衬管3和过滤管道5之间的拼接管道4，使得拼接管道4、过滤管道5之间由于压紧力紧密贴合在一起，同时外衬管3和拼接管道4之间也是由于压紧力紧密贴合在一起，并且丝杠711由于自锁力，在电机7停工状态，也可以很好的将外衬管3定位在移动后的位置，丝杠711可采用自锁强度高的梯形丝杠711。

安装管6内还设置有呈倒置的激光发射器612，激光发射器612的发射方向与ccd相机611的照射方向相交，激光发射器612用以发射激光至外衬管3内，因为外衬管3与拼接管道4、过滤管道5相连通后，稀土氧化物原料会在三者构成的通道之间进行流动，这个时候会经滤芯1过滤，那么由于滤芯1的长时间使用，外表面会积留有很多杂质，这个时候，ccd相机611会对滤芯1这一区域外表面进行拍摄，并将拍摄的结果发生给控制器，由控制器分析或者成像给工作人员查看，如果是控制器分析，那么人工会事先录入正常滤芯1外表面的情况信息至控制器内，由控制器只能判断，并且导介管道2外部会设置有蜂鸣器，如果达到需要更换的时候，控制器会指示蜂鸣器工作，提醒工作人员进行更换。

过滤管道5能够与拼接管道4相连接的一端套设有活动盘511，活动盘511能够沿过滤管道5的自身轴向活动的与之相配合，过滤管道5上还固定套设有阻挡盘512，过滤管道5外部设有压缩弹簧513，压缩弹簧513处于阻挡盘512和活动盘511之间，并且活动盘511通过该压缩弹簧513与阻挡盘512弹性连接，活动盘511朝向阻挡盘512的一侧固定设有撞针317，撞针317呈水平贯穿阻挡盘512，阻挡盘512远离活动盘511的一端设有正对撞针317的压力传感器318，压力传感器318与控制器电性连接，当驱动装置驱使外衬管3轴向位移的时候，接触到拼接管道4时，会抵触拼接管道4向过滤管道5方向靠近，随即拼接管道4会抵触过滤管道5上的活动盘511，促使活动盘511被压迫、并依靠压缩弹簧513进行缓慢位移，由于活动盘511的位移，撞针317自然随之同步，撞针317在位移时会持续靠近压力传感器318的检测端，最终与之接触，压力传感器318在接触后，会感应到压力值信号，并传递给控制器，达到设定的压力值后，控制器会指示驱动装置停止工作，即外衬管3、拼接管道4和过滤管道5三者之间已经构成稳定的贴合。

旋转支架包括旋转板411、花键轴412和两个相对称的轴承座413，花键轴412呈水平设于两个轴承座413之间，每个轴承座413上分别轴接有一个与花键轴412处于同轴的拼合轴414，两个拼合轴414相向的一端分别开设有一个能够供花键轴412插入的插接槽，插接槽的槽底设有活动弹簧415，花键轴412的两端分别通过一个活动弹簧415与每个拼合轴414的内壁槽底弹性连接，花键轴412的轴向和导介管道2的轴向相平行，旋转板411的中段固定套设在花键轴412上，旋转板411的两端中，始终有一端时刻处于外衬管3和过滤管道5之间，两个拼接管道4分别插设在旋转板411的两端，拼接管道4贯穿旋转板411，滤芯1的敞口端与拼接管道4始终朝向外衬管3的一端相连接，滤芯1通过法兰盘1a与拼接管道4能够拆卸的相连接，滤芯1的外径为外衬管3内径的2/4，当旋转板411的一端处于拼接管道4和外衬管3之间时，对应旋转板411该一端的滤芯1与外衬管3处于同轴，当需要更换滤芯1的时候，人工拨动旋转板411，使得旋转板411具有未使用，或者已经清洗过的新的滤芯1的一端使之转动至外衬管3和过滤管道5之间，并使得该滤芯1呈水平姿态，该过程由人工手持进行判断，判断准确后，驱动装置工作，使得外衬管3运动，间接将对应新滤芯1的拼接管道4推动和过滤管道5实现压紧贴合，然后人工可独立进行拆卸旋转后，即需要更换或清洗的滤芯1，并且根据实际情况，旋转板411的驱动可通过人工，也可通过电动机的驱动，在此不做限定；当拼接管道4受到外衬管3的推动，向过滤管道5方位靠近的过程中，花键轴412会在拼合轴414内压迫活动弹簧415进行位移，使得拼接管道4可以实现稳定平移，在后面外衬管3反向复位的时候，花键轴412可以依靠活动弹簧415进行复位。

拼接管道4朝向外衬管3的一端固定套设有第一密封盘416，外衬管3始终位于导介管道2外部的一端固定套设有第二密封盘316，第一密封盘416和第二密封盘316的外径相等，第一密封盘416和第二密封盘316相向的一侧分别贴设有橡胶密封层，第一密封盘416朝向外衬管3的一端开设有环形拼合槽417，该环形拼合槽417的内径和外衬管3的外径相等，第一密封盘416和第二密封盘316的作用是外衬管3和拼接管道4接触的时候，第一密封盘416和第二密封盘316相紧贴，并依靠二者的橡胶密封层构成紧密贴合，确保密封性；环形拼合槽417可以供外衬管3插入，实现对接。

拼接管道4朝向过滤管道5的一端固定套设有第三密封盘418，第三密封盘418和活动盘511的外径相等，第三密封盘418和活动盘511相向的一侧分别贴设有橡胶密封层，过滤管道5的内径和拼接管道4的外径相等，当拼接管道4受到外衬管3的推动，其第三密封盘418会推动活动盘511，即与活动盘511构成接触，二者依靠各自的橡胶密封层构成紧密贴合，确保密封性，同时拼接管道4会插入过滤管道5内部，构成对接。

工作原理：使用时，将过滤管道5始终远离外衬管3的一端通过法兰连接相应的萃取槽等设备，并且将导介管道2始终远离过滤管道5的一端通过法兰连接稀土氧化物的前端分解槽，然后人工将旋转板411转动(也可以电动机驱动)，使得一个新的、未使用的滤芯1转动至外衬管3和过滤管道5之间，然后驱动装置开始驱动外衬管3径直向该滤芯1靠近，并接触到对应该滤芯1的拼接管道4，拼接管道4受到外衬管3的推动，向过滤管道5方位靠近的过程中，花键轴412会在拼合轴414内压迫活动弹簧415进行位移，使得拼接管道4可以实现稳定平移，直至拼接管道4设有第三密封盘418的一端接触到过滤管道5上的活动盘511，并且推动活动盘511沿过滤管道5的轴向位移，使得活动盘511压迫压缩弹簧513，实现缓速稳定的移动，由于活动盘511的位移，撞针317自然随之同步，撞针317在位移时会持续靠近压力传感器318的检测端，最终与之接触，压力传感器318在接触后，会感应到压力值信号，并传递给控制器，达到设定的压力值后，控制器会指示驱动装置停止工作，即外衬管3、拼接管道4和过滤管道5三者之间已经构成稳定的贴紧、连通，此时滤芯1处于外衬管3内，并对应ccd相机611区域，然后经过初步分解工艺产出的稀土氧化物原料会进入导介管道2内，并且经过滤芯1实现过滤，过滤后的介质到达拼接管道4，流入过滤管道5内，经过一定时间的使用，或者采用定时检测，ccd相机611会搭配激光发射器612，对滤芯1外部进行照射检测，并反馈给控制器，由控制器判断其过滤面的杂质是否过大，如果过大，则提醒工作人员进行更换。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作出任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。