一种集保温、搅拌、装夹为一体的多功能支架的制作方法

本发明涉及高纯铝液提纯设备，尤其是一种集保温、搅拌、装夹为一体的多功能的支架。

背景技术：

高纯铝液是采用三层液电化学提纯来实现的，其中最下层铜铝合金作为阳极，单质铝在此失去电子成为al³⁺，而铝电极作为阴极，失去电子的三价铝离子，在阴极得电子，还原为铝单质，以此实现铝的再次提纯。

正常生产提纯过程中，提纯炉工作温度为800℃左右，工作温度靠电能提供，为减少热量散失，节约电能，在正常生产时，保温罩与工作面空间越小，空气流动带走的热量越少，生产成本越低，故在正常生产时通常保温罩设置在最低位置。现有的保温罩均为多块罩板，通过人工或机械结构安装调节。由于提纯炉在正常生产过程中工作面与空气接触会结渣，随时延长，渣厚度增加，在一个周期内须对工作面进行清理。另外还需要定期添加其他原料或检测，采用现有的保温罩需要进行反复调节，且开口较小，不方便快速操作，长时间操作会导致散热量大，不仅耗能多而且导致提纯炉的温度不稳定，使得提纯过程受到很大影响。

另外，在生产过程中，需要人工间隔将预热好的普铝锭（约15kg，铝含量为97.5%）一一加入提纯炉的料室，并进行搅拌，通过搅拌使铝原料与提纯炉下层铜铝合金充分混合后，铝单质在铜铝合金（阳极）中失电子，在电流的作用下在阴极得电子，还原为铝单质，而其它金属杂质富集在阳极中。在此过程中，需要间隔添加普铝锭并搅拌十几分钟，现有的装置搅拌和添料均是分开进行的且通过人工操作，这样不仅劳动强度大而且效率低。

另外，现有的提纯炉上一次性需要设置有12个铝电极，一个铝阴极重350kg，使用时由天车将铝阴极吊装转运至阴极母线夹具对应位置处，然后通过人工将12个阴极逐个装夹，现有的夹具比较笨重，且装夹不方便，导致装夹效率低。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种集保温、搅拌、装夹为一体的多功能支架，能够完成提纯铝自动加料问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种集保温、搅拌、装夹为一体的多功能支架，包括设置在提纯炉上方的支架，支架上左右侧壁上设有铝阴极固定机构，支架内空间设有升降吊架，支架一端与提纯炉进口正对上方设有搅拌机构；

所述铝阴极固定机构包括转动板，转动板一侧与支架铰接，转动板另一侧设有竖直的滑座，滑座上设有自锁滑块，自锁滑块端面上左右设有固定板，固定板上铰接有顶板，顶板中间段上铰接有连板，连板另一端与夹板铰接，夹板两伸出端设有螺杆，左右两夹板上的螺杆旋向相反且与螺纹套连接；

所述升降吊架包括多个齿轮齿条机构，多个齿轮齿条机构中的齿轮安装在同一转轴上，转轴可转动安装在支架上并通过电机或手轮驱动，齿轮齿条机构中的齿条与盖板绝缘连接；

所述搅拌机构包括滑动设置在支架顶端的行走支架，行走支架左右两端设有导杆，导杆上设有滑动套，滑动套与气缸支架连接，气缸支架上安装有气动马达，气动马达下端通过连接机构与搅拌轴转动连接；所述气动马达顶端设有吊环，吊环与支架上的电葫芦的吊钩连接。

所述自锁滑块下端设有滚轮，滚轮滑动设置在滑座上并由滑座左右的限位凸起限位，所述自锁滑块上端设有卡头，卡头两端设有与限位凸起卡接的卡槽，卡头另一端滑动设置在自锁滑块的移动槽内且通过自锁滑块上的螺杆左右调节。

所述支架上端设有l型板，l型板上滑动设有拉杆，拉杆下端与挡板连接，拉杆上位于l型板与挡板之间套有弹簧。

所述气缸支架包括第二连接板，第二连接板外侧与滑动套通过螺母摩擦锁紧，第二连接板内侧与轴承套螺栓连接；连接套下端与轴承套螺纹连接、上端与气动马达连接固定。

所述连接机构包括与气动马达输出端连接的旋转轴，旋转轴中间通过轴承与轴承套可转动连接，旋转轴下端与连接筒螺纹连接，连接筒与连接管之间通过螺栓连接，连接管下端与搅拌轴螺纹连接。

所述连接筒与连接管之间还设有第一绝缘板，在连接筒与连接管的螺栓连接处设有第二绝缘板、第三绝缘板。

本发明一种集保温、搅拌、装夹为一体的多功能支架，具有以下技术效果：

1）、通过设置可转动的转动板，可升降的自锁滑块，由此可在安装时将铝电极固定机构转到远离提纯炉一侧的地面上面，这样可避免安装失误引起铝电极掉落而污染整个提纯炉内电解液的风险；通过设置铰接的顶板、连板、夹板及螺杆伸缩机构，既可对铝电极进行快速的锁紧，同时还可进一步楔形锁紧，防止工作过程中意外脱落。

2）、由于一套机构总重约3.5吨，提纯炉正常工作温度800℃左右，工作温度靠电能提供，为减少热量散失，节约电能，在正常生产时，盖板（保温罩）与工作面空间越小，空气流动带走的热量越少，生产成本越低。因此通过设置齿轮齿条升降机构，在正常生产时将盖板降低至最低位置。在需要对工作面进行清理时，可利用齿轮齿条升降机构将盖板一次性提高，这样增大了操作空间，方便操作，提高了工作效率。

3）、通过设置行走支架，可使得搅拌装置可进行前后移动，而通过设置升降机构，可使得搅拌轴上下升降，这样可实现定期放下搅拌再提起移动到一侧。既保证投入添加剂等时搅拌均匀，同时也不妨碍其他作业，相对传统通过人工搅拌而言，可减少劳动强度。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的结构示意图。

图3为本发明中铝阴极固定机构的结构示意图。

图4为本发明中自锁滑块与滑座的连接示意图。

图5为本发明中自锁滑块的结构示意图。

图6为本发明中顶板的结构示意图。

图7为本发明中夹紧铝阴极的示意图。

图8为本发明中升降吊架的主视图。

图9为本发明中升降吊架的左视图。

图10为本发明中升降吊架的俯视图。

图11为本发明中搅拌机构的主视图。

图12为图11中a处的局部放大示意图。

图13为本发明的主视图。

图中：支架1，铝阴极固定机构2，升降吊架3，搅拌机构4，转动板5，滑座6，自锁滑块7，固定板8，顶板9，连板10，夹板11，螺纹套12，滚轮13，限位凸起14，卡头15，螺杆16，l型板17，拉杆18，挡板19，弹簧20，铝电极21，齿轮齿条机构22，转轴23，盖板24，行走支架25，导杆26，滑动套27，气缸支架28，气动马达29，连接机构30，搅拌轴31，吊环32，电葫芦33，第二连接板34，滑动套35，轴承套36，连接套37，旋转轴38，连接筒39，连接管40，搅拌轴41，第一绝缘板42，第二绝缘板43，第三绝缘板44。

具体实施方式

如图1-4所示，一种集保温、搅拌、装夹为一体的多功能支架，包括设置在提纯炉上方的支架1，支架1包括四个支腿及上端的框架，每个支腿下端与提纯炉上的连接构件通过螺栓连接而成（图1、2中未具体画出，图9中画出），在提纯炉上的连接构件与支腿下底面之间通过绝缘垫进行绝缘连接。

支架1上左右侧壁上焊接有安装板，安装板上安装有多个铝阴极固定机构2；在支架1上左右侧壁之间焊接有多个支撑板，每个支撑板上设有升降吊架3；在支架1一端与提纯炉进口正对上方设有搅拌机构4。

所述铝阴极固定机构2包括转动板5，转动板5一侧通过销轴与安装板铰接，转动板5另一侧设有竖直的滑座6，滑座6内设有u型槽，u型槽左右内壁上设有限位凸起14。自锁滑块7通过滚轮13滑动设置在u型槽内，滚轮13前端面通过限位凸起14限位。为了实现自锁滑块7的自锁，在自锁滑块7上与滚轮13同一端面上设有一个卡头15，卡头15的一端通过连接块滑动设置在自锁滑块7的腰型槽内，并可沿腰型槽左右滑动。腰型槽内另外安装有一根螺杆16，螺杆16一端与卡头15的连接块螺纹连接，螺杆16另一端通过微型轴承安装在自锁滑块7上、可相对自锁滑块7转动，这样当转动螺杆16时，卡头15相对螺杆16左右移动，卡头15上的卡槽与限位凸起14卡接，这样可完成自锁滑块7的固定。

在自锁滑块7的前端面上左右对称设有固定板8，固定板8上铰接有顶板9，顶板9，顶板9中间位置铰接有连板10，连板10另一端与夹板11铰接。夹板11为u型夹板，宽度与铝电极后端宽度相适应，在夹板11左右设有耳板，耳板上带有螺杆，左右夹板径向对称，且左右耳板上的螺杆旋向相反，左右的螺杆与螺纹套12螺纹连接。当旋转螺纹套12时，左右的夹板11相对靠近或远离。

该装夹过程为：首先旋转螺纹套12，使得两夹板之间的空间足够让铝电极下端大头通过。吊架将铝电极吊到此处时，铝电极可通过两夹板11并下落到合适位置。然后转动螺纹套12，使得两夹板11相对靠近，并将铝电极左右端面（为平面）夹紧，此时，顶板9上端也恰好顶住铝电极端面。顶板9对铝电极实现顶紧且当铝电极由下落趋势时，顶板9顶得越紧，防止掉落。

为了提高顶板9的摩擦力，可在顶板9上端设置一个楔块，楔块向下逐渐变厚，楔块端面设有橡胶层，这样可增大摩擦，实现楔形锁紧。

另外，在安装板3上端设有l型板17，l型板17上滑动设有拉杆18，拉杆18顶端设有把手，拉杆18底端与挡板19连接。拉杆18上位于l型板17与挡板19之间套有弹簧20。

当需要更换铝电极时，可将拉杆18提起，这样转动板5则可自由转动，将转动板5转动90度，此时，滑座6及滑座6上的构件下方处于地面位置。然后将自锁滑块7移动到滑座6上方，然后锁紧。随后通过夹板11对铝电极21进行固定。固定后转动板5，使得滑座6与支架1上的安装板对齐，然后放下拉杆18，使得挡板19下落对转动板5限位。然后旋松自锁滑块7上的卡头15，此时吊具缓慢将铝电极及相应的夹板、自锁滑块7等下吊到滑座6下端，铝电极伸入到提纯炉1内合适位置，而自锁滑块7通过滑座6的底板限位，然后锁紧自锁滑块7即可。

所述升降吊架3包括设置在支撑板上的壳体，壳体内安装有齿轮齿条机构22，齿轮齿条机构22包括沿竖直方向设置的齿条，齿条下端伸出壳体并与盖板24之间通过绝缘构件连接，而壳体一侧设有通过轴承安装有转轴，转轴上设有齿轮，齿轮与齿条啮合。各个升降吊架3之间的转轴相互连接，这样当通过手轮或电机带动转轴转动时，可通过齿轮齿条机构带动盖板3进行升降，从而完成对提纯炉开口的打开或关闭。由于提纯炉处温度较高，而手轮转动时间长，在高温下操作需要轮流进行，因此为了减小劳动强度，可直接通过电机控制即可。

所述搅拌机构4包括滑动设置在支架1顶端的行走支架25，行走支架25包括由上下左右四块钢板螺栓连接或焊接而成的方框结构，在上钢板上左右竖直连接有第一连接板，转轴穿过左右的第一连接板并通过端头的螺母锁紧，转轴上通过轴承安装有成对的滚轮，滚轮沿支架上的滑槽来回滑动。这样可使得行走支架1可前后滑动。

行走支架25中空内左右竖直设有两圆柱导杆26，每个导杆26上设有滑动套27，滑动套27可沿导杆26上下滑动。

而滑动套27通过隔环分成上下两段，且下段上带有螺纹。第二连接板34外边缘靠近隔环并通过螺母夹持摩擦锁紧。第二连接板34内侧与轴承套36螺栓连接；轴承套36外壁设置有螺纹段，轴承套36通过螺纹段与连接套37螺纹连接。连接套37通过螺栓与气动马达29连接固定。气动马达29顶端设有吊环32，支架1上端的电葫芦33通过吊钩与吊环32连接。当电葫芦33带动气动马达29升降时，气动马达29及气缸支架沿导杆26上下移动。

气动马达29的输出轴与旋转轴38连接，旋转轴38外中间段通过轴承与轴承套36可转动连接，旋转轴38下端与连接筒39螺纹连接。连接筒39与连接管40之间通过螺栓连接，连接管40下端与搅拌轴31螺纹连接。这样通过气动马达29的启动可带动搅拌轴旋转。

所述连接筒39与连接管40之间还设有第一绝缘板35，在连接筒39与连接管40的螺栓连接处设有第二绝缘板41、第三绝缘板42。这样可避免连接管40与旋转轴38之间导电。

在加料的过程中，通过石墨转轴的拖动，将料室的普铝锭与提纯炉大面底层的铜铝合金充分混合。

通过拨杆拉动转轴，使得行走支架25移动到料口位置，然后电葫芦33带动气动马达29、搅拌轴31等整体下移，使得搅拌轴31伸入到提纯炉内搅拌，当搅拌结束后反向启动电葫芦33，将搅拌轴31提出提纯炉外，再将该装置推到后端原理料室，然后盖上端盖即可。这样既不耽误其他物料的定期添加，同时也能定期完成搅拌，节省人工成本。