一种稀土金属电解智能供料系统及其使用方法与流程

1.本发明属于冶金设备技术领域，涉及一种稀土金属电解智能供料系统及其使用方法。


背景技术：

2.稀土金属又称稀土元素，是元素周期表ⅲb族中钪、钇、镧系17种元素的总称，常用r或re表示。稀土金属主要用于冶金、石油化工、玻璃陶瓷、荧光和电子材料等工业，是目前工业上不可替代的原料，在已探明的稀土储量中，中国位居第一。提取稀土金属可以采用熔盐电解的方法，该方法一般以稀土氯化物为电解原料，以碱金属和碱土金属氯化物为电解质。熔盐电解法为连续性生产过程，具有产量大，成本低，设备简单的优点，适合工业生产。在传统的熔盐电解生产工艺中，需要人工添加原料及各种辅料，生产现场粉尘大，温度高，并伴有一些带刺激性气味的化学药品，长期在这样的环境下工作，会对工作人员的身心带来较大危害；在生产过程中，各个管道容易发生堵塞，并没有一项良好的管道检测及除堵装置；在原辅料的搅拌混合过程中，皮带容易打滑或开裂，也没有适合的装置来进行皮带检测，同时传统的搅拌装置搅拌效果不佳，原辅料混合不均匀。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于针对现有技术的不足，提出一种稀土金属电解智能供料系统及其使用方法，该装置可以实现在稀土金属电解过程中的自动定量投料，无需人力投料，并可对管道进行堵塞检测，自动除堵，还能检测皮带运行情况，进行报警，形成数据，同时能够使原辅料充分搅拌均匀。
4.为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种稀土金属电解智能供料系统，包括依次设置的料罐、定量投放罐ⅰ、混料罐、真空吸料装置、暂存罐及定量投放罐ⅱ，还包括除堵装置及控制系统；所述料罐、定量投放罐ⅰ、混料罐、真空吸料装置、暂存罐及定量投放罐ⅱ之间均连有透明料管；所述除堵装置设置在每一组透明料管上；所述真空吸料装置能通过真空负压的形式将粉料及小颗粒物料吸收并通过透明料管进行运送；所述除堵装置包括支撑板、轨道、光电感应器及移动振动装置；每组所述透明料管上均设有一组支撑板；所述支撑板沿着透明料管布置；所述轨道沿着支撑板布置；在每组所述透明料管的入口及出口附近均设有一组光电感应器；所述移动振动装置活动设置在轨道上；所述支撑板设置在透明料管后，可以起到支撑伸缩透明料管、轨道及光电感应器的作用；所述光电感应器包括一组激光发射装置和一组接收装置，在所述透明料管内有物料经过时可以激光被遮挡，管道堵塞时接收装置接收到激光信号，以此判断所述透明料管的通堵；所述移动振动装置间歇移动对透明料管进行振动，减少所述透明料管内壁的积尘，防止积尘影响所述光电感应器；所述混料罐的上部设有搅拌棒ⅰ，下部设有搅拌棒ⅱ；所述搅拌棒ⅰ从出混料罐的
上部穿出，并在端部设有皮带轮ⅰ；所述搅拌棒ⅱ从混料罐的下部穿出，并在端部设有皮带轮ⅱ；所述搅拌棒ⅰ及搅拌棒ⅱ上均分布设有搅拌支杆；所述混料罐上部及下部分别设有搅拌电机ⅰ及搅拌电机ⅱ；所述搅拌电机ⅰ及搅拌电机ⅱ的转子上分别设有皮带轮ⅲ及皮带轮ⅳ；所述皮带轮ⅰ与皮带轮ⅲ之间连有传动皮带ⅰ；所述皮带轮ⅱ与皮带轮ⅳ之间连有传动皮带ⅱ；所述搅拌棒ⅰ与搅拌棒ⅱ的转动方向相反；所述搅拌棒ⅰ与搅拌棒ⅱ的端部均设有速度感应器；所述搅拌电机ⅰ及搅拌电机ⅱ分别通过皮带轮ⅲ、传动皮带ⅰ、皮带轮ⅰ及皮带轮ⅳ、传动皮带ⅱ、皮带轮ⅱ带动搅拌棒ⅰ及搅拌棒ⅱ以相反方向转动，并间歇性的改变转动方向，增加原辅料的混合；所述速度感应器检测搅拌棒ⅰ与搅拌棒ⅱ旋转的速度，如速度不在合理范围内，则说明传动皮带ⅰ或传动皮带ⅱ发生打滑或者断裂；所述真空吸料装置与暂存罐之间的透明料管向上倾斜，随后向下依次连接暂存罐及定量投放罐ⅱ；所述定量投放罐ⅰ及定量投放罐ⅱ内部均设有存料区；所述存料区的底部设有振动装置及重量感应器；所述存料区的顶部及底部均设有电动阀门；所述存料区用于承接原/辅料；所述振动装置可以促进原/辅料落下；所述重量感应器用于感应存料区内的原/辅料重量；所述电动阀门用于控制定量投放罐ⅰ及定量投放罐ⅱ出口及入口的开合；所述控制系统包括数据采集分析模块、除堵控制模块、报警模块、现场操作显示屏、信号传输模块、pc端及移动端；所述光电感应器、移动振动装置、搅拌电机ⅰ、搅拌电机ⅱ、速度感应器、振动装置、电动阀及重量感应器均连接控制系统。所述数据采集分析模块用于接收各个传感器发出的信号，并进行分析，判断每一段所述透明料管是否堵塞或任意传动皮带是否打滑或断裂等；所述除堵控制模块用于控制移动振动装置移动及振动除堵；所述移动端为操作人员的手机，能够接收信号传输模块发射的信号信息，便于查看系统的运行情况。
5.作为进一步的技术改进，所述移动振动装置包括机壳、椭圆凸轮、振动杆及轨道轮；所述椭圆凸轮设置在机壳内；所述椭圆凸轮连有凸轮电机；所述振动杆的一端位于机壳内，并在所述椭圆凸轮的转动轨迹上，另一端伸出所述机壳，且正对所述透明料管；所述振动杆与机壳间连有弹簧；所述轨道轮设置在机壳的底部，并与所述轨道匹配；所述轨道轮设有轮毂电机；所述振动杆的两端均设有立板。所述椭圆凸轮在凸轮电机的带动下转动，可将所述振动杆向外顶，并碰撞所述透明料管；随后在弹簧的作用下，所述振动杆又收回机壳内，如此往复形成对所述透明料管的反复碰撞振动，消除管道堵塞；所述轨道轮在轮毂电机的作用下，带动整个所述移动振动装置沿着轨道移动。
6.作为进一步的技术改进，所述料罐、定量投放罐ⅰ、暂存罐及定量投放罐ⅱ均至少设有三组；连接在所述定量投放罐ⅱ底部的透明料管端部连有金属出料管；所述金属出料管的底部设有电解炉入口。所述金属出料管可以在电解炉入口的高温下不易变形。
7.作为进一步的技术改进，所述搅拌支杆的端部设有与搅拌直杆垂直的搅拌增强杆；相邻的两组所述搅拌支杆的长度不同。所述搅拌增强杆以及长度不同的搅拌支杆可以增强搅拌效果，使搅拌更加均匀。
8.作为进一步的技术改进，所述混料罐上部的侧面设有支撑架；所述搅拌电机ⅰ设置在支撑架上。
9.以上所述的稀土金属电解智能供料系统的使用方法：
下料：进行稀土金属电解熔炼的各种原料及辅料分种类装入各个相应的料罐中；下料时，各种原料及辅料进入定量投放罐ⅰ；定量投放罐ⅰ内的存料区用于承接原料或辅料，当重量感应器检测到存料区内的原料或辅料重量达到配方要求时，电动阀门打开，同时存料区底部的振动装置振动，使各种原料及辅料按照一定配方比例沿透明料管投入混料罐内；混料：搅拌电机ⅰ及搅拌电机ⅱ分别通过皮带轮ⅲ、传动皮带ⅰ、皮带轮ⅰ及皮带轮ⅳ、传动皮带ⅱ、皮带轮ⅱ带动搅拌棒ⅰ及搅拌棒ⅱ以相反方向转动，通过搅拌支杆搅拌进入混料罐内的各种原料及辅料，使之混合均匀；吸料：真空吸料装置通过透明料管将混料罐内混合均匀的原料及辅料吸至暂各组存罐内；投料：暂存罐内混合好的原料及辅料进入定量投放罐ⅱ内的存料区；此时重量感应器检测存料区内原料及辅料的重量，达到配方内合适的重量后，暂存罐底部的电动阀门打开，顶部的电动阀门关闭，振动装置振动，促使原料及辅料下落，并最后从电解炉入口进入电解炉内进行电解反应；报警：当监测到管道堵塞时，控制系统的数据采集分析模块采集并分析数据，随后报警模块发出短暂的报警信号，提示透明料管发生堵塞，同时将堵塞的信息储存；如在进行除堵操作后，堵塞问题仍未解决，则报警模块就会发出声光报警，同时将报警信号通过信号传输模块传输给pc端及移动端，并且将数据保存，直至工作人员手动复位或排出故障；速度感应器时刻监测搅拌棒ⅰ及搅拌棒ⅱ的转速，如搅拌棒ⅰ及搅拌棒ⅱ的转速低于正常值范围，则说明传动皮带ⅰ及传动皮带ⅱ打滑或断裂，此时报警模块也会发出报警，并记录报警数据；除堵：在上述过程中，光电感应器时刻监测着各组透明料管的通料情况，如任意一组透明料管的入口处监测到有物料，而出口无物料，则说明该透明料管的中部发生堵塞；随后该透明料管对应的移动振动装置沿着轨道边移动边对透明料管进行振动，将堵塞处振开。
10.与现有技术相比较，本发明具备的有益效果：1.本发明通过料罐、投放罐ⅰ、混料罐等一系列的设备配合，形成了一系列的稀土金属电解自动供料系统，能够实现稀土金属电解时的自动定量上料，无需工作人员长时间在生产现场，节约人力，也避免工作人员长时间处于高温、粉尘、噪音的工作环境中。
11.2.本发明装置通过除堵装置，可以自动监测透明料管是否堵塞，并能够及时对堵塞部位进行振动疏通。
12.3.本发明装置通过速度感应器能够对传动皮带就那些监测，当出现皮带打滑或断裂时能够及时发现并报警。
13.4.本发明装置通过控制系统能够对透明料管的堵塞以及传动皮带的运行情况进行监测并记录，形成相应的数据表格，供操作人员对设备的健康进行分析。
14.5.本发明装置通过设置两组转向不同的搅拌棒，能够对混料罐内的原/辅料进行充分的混合搅拌。
附图说明
15.图1为本装置的整体的结构示意图。
16.图2为移动振动装置的结构示意图。
17.图3为定量投放罐ⅰ及定量投放罐ⅱ的结构示意图。
18.附图标记：1
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料罐，2
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定量投放罐ⅰ，3
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混料罐，4
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真空吸料装置，5
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暂存罐，6
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定量投放罐ⅱ，7
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透明料管，8
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支撑板，9
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轨道，10
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光电感应器，11
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移动振动装置，12
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搅拌电机ⅰ，13
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皮带轮ⅰ，14
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传动皮带ⅰ，15
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皮带轮ⅲ，16
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搅拌棒ⅰ，17
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搅拌增强杆，18
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搅拌直杆，19
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搅拌棒ⅱ，20
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搅拌电机ⅱ，21
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皮带轮ⅱ，22
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传动皮带ⅱ，23
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皮带轮ⅳ，24
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金属出料管，25
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电解炉入口，26
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机壳，27
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凸轮电机，28
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椭圆凸轮，29
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振动杆，30
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弹簧，31
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立板，32
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轨道轮，33
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存料区，34
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振动装置，35
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支撑架。
具体实施方式
19.下面结合附图对本发明进一步说明。
20.实施例1：如图1
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3所示，一种稀土金属电解智能供料系统，包括依次设置的料罐1、定量投放罐ⅰ2、混料罐3、真空吸料装置4、暂存罐5及定量投放罐ⅱ6，还包括除堵装置及控制系统；所述料罐1、定量投放罐ⅰ2、混料罐3、真空吸料装置4、暂存罐5及定量投放罐ⅱ6之间均连有透明料管7；所述除堵装置设置在每一组透明料管7上；所述除堵装置包括支撑板8、轨道9、光电感应器10及移动振动装置11；每组所述透明料管7上均设有一组支撑板8；所述支撑板8沿着透明料管7布置；所述轨道9沿着支撑板8布置；在每组所述透明料管7的入口及出口附近均设有一组光电感应器10；所述移动振动装置11活动设置在轨道9上；所述混料罐3的上部设有搅拌棒ⅰ16，下部设有搅拌棒ⅱ19；所述搅拌棒ⅰ16从出混料罐3的上部穿出，并在端部设有皮带轮ⅰ13；所述搅拌棒ⅱ19从混料罐3的下部穿出，并在端部设有皮带轮ⅱ21；所述搅拌棒ⅰ16及搅拌棒ⅱ19 上均分布设有搅拌支杆18；所述混料罐3上部及下部分别设有搅拌电机ⅰ12及搅拌电机ⅱ20；所述搅拌电机ⅰ12及搅拌电机ⅱ20的转子上分别设有皮带轮ⅲ15及皮带轮ⅳ23；所述皮带轮ⅰ13与皮带轮ⅲ15之间连有传动皮带ⅰ14；所述皮带轮ⅱ21与皮带轮ⅳ23之间连有传动皮带ⅱ22；所述搅拌棒ⅰ16与搅拌棒ⅱ19的转动方向相反；所述搅拌棒ⅰ16与搅拌棒ⅱ19的端部均设有速度感应器；所述真空吸料装置4与暂存罐5之间的透明料管7向上倾斜，随后向下依次连接暂存罐5及定量投放罐ⅱ6；所述定量投放罐ⅰ2及定量投放罐ⅱ6内部均设有存料区33；所述存料区33的底部设有振动装置34及重量感应器；所述存料区33的顶部及底部均设有电动阀门；所述控制系统包括数据采集分析模块、除堵控制模块、报警模块、现场操作显示屏、信号传输模块、pc端及移动端；所述光电感应器10、移动振动装置11、搅拌电机ⅰ12、搅拌电机ⅱ20、速度感应器、振动装置34、电动阀及重量感应器均连接控制系统。
21.所述移动振动装置11包括机壳26、椭圆凸轮28、振动杆29及轨道轮32；所述椭圆凸轮28设置在机壳26内；所述椭圆凸轮28连有凸轮电机27；所述振动杆29的一端位于机壳26内，并在所述椭圆凸轮28的转动轨迹上，另一端伸出所述机壳26，且正对所述透明料管7；所述振动杆29与机壳26间连有弹簧30；所述轨道轮32设置在机壳26的底部，并与所述轨道9匹配；所述轨道轮32设有轮毂电机；所述振动杆29的两端均设有立板31。
22.所述料罐1、定量投放罐ⅰ2、暂存罐5及定量投放罐ⅱ6均至少设有三组；连接在所述定量投放罐ⅱ6底部的透明料管7端部连有金属出料管24；所述金属出料管24的底部设有电解炉入口25。
23.本发明的使用方法如下：下料：进行稀土金属电解熔炼的各种原料及辅料分种类装入各个相应的料罐1中；下料时，各种原料及辅料进入定量投放罐ⅰ2；定量投放罐ⅰ2内的存料区用于承接原料或辅料，当重量感应器检测到存料区内的原料或辅料重量达到配方要求时，电动阀门打开，同时存料区33底部的振动装置34振动，使各种原料及辅料按照一定配方比例沿透明料管7投入混料罐3内；混料：搅拌电机ⅰ12及搅拌电机ⅱ20分别通过皮带轮ⅲ15、传动皮带ⅰ14、皮带轮ⅰ13及皮带轮ⅳ23、传动皮带ⅱ22、皮带轮ⅱ21带动搅拌棒ⅰ16及搅拌棒ⅱ19以相反方向转动，通过搅拌支杆18搅拌进入混料罐3内的各种原料及辅料，使之混合均匀；吸料：真空吸料装置4通过透明料管7将混料罐3内混合均匀的原料及辅料吸至暂各组存罐5内；投料：暂存罐5内混合好的原料及辅料进入定量投放罐ⅱ6内的存料区33；此时重量感应器检测存料区33内原料及辅料的重量，达到配方内合适的重量后，暂存罐5底部的电动阀门打开，顶部的电动阀门关闭，振动装置34振动，促使原料及辅料下落，并最后从电解炉入口25进入电解炉内进行电解反应；报警：当监测到管道堵塞时，控制系统的数据采集分析模块采集并分析数据，随后报警模块发出短暂的报警信号，提示透明料管7发生堵塞，同时将堵塞的信息储存；如在进行除堵操作后，堵塞问题仍未解决，则报警模块就会发出声光报警，同时将报警信号通过信号传输模块传输给pc端及移动端，并且将数据保存，直至工作人员手动复位或排出故障；速度感应器时刻监测搅拌棒ⅰ16及搅拌棒ⅱ19的转速，如搅拌棒ⅰ16及搅拌棒ⅱ19的转速低于正常值范围，则说明传动皮带ⅰ14及传动皮带ⅱ22打滑或断裂，此时报警模块也会发出报警，并记录报警数据；除堵：在上述过程中，光电感应器时刻监测着各组透明料管7的通料情况，如任意一组透明料管7的入口处监测到有物料，而出口无物料，则说明该透明料管7的中部发生堵塞；随后该透明料管7对应的移动振动装置11沿着轨道9边移动边对透明料管7进行振动，将堵塞处振开。
24.实施例2：本实施例与实施例1的区别在于：所述搅拌支杆18的端部设有与搅拌直杆18垂直的搅拌增强杆17；相邻的两组所述搅拌支杆18的长度不同。
25.本实施例的使用方法与实施例1相同。
26.实施例3：本实施例与实施例2的区别在于：所述混料罐3上部的侧面设有支撑架35；所述搅拌电机ⅰ12设置在支撑架35上。
27.本实施例的使用方法与实施例1相同。
28.实施例4：本实施例与实施例3的区别在于：所述搅拌支杆18的端部设有与搅拌直杆18垂直
的搅拌增强杆17；相邻的两组所述搅拌支杆18的长度不同。所述混料罐3上部的侧面设有支撑架35；所述搅拌电机ⅰ12设置在支撑架35上。
29.本实施例的使用方法与实施例1相同。
30.本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。