一种兼具上升管集尘功能的炉顶清扫装置及其工作方法与流程

本发明涉及冶金焦化技术领域，具体而言，尤其涉及一种兼具上升管集尘功能的炉顶清扫装置及其工作方法。

背景技术：

顶装煤车是一种重要的焦炉机械设备，主要担负从煤塔受煤，并将其装入炭化室的功能。装煤车在炉顶往复运动及装煤作业时，会有煤粉洒落在炉顶。操作工需定期对炉顶进行清扫，并将清扫后的煤粉人工转运至指定位置排放。这不仅增加了工人的劳动强度，而且清扫过程容易造成二次扬尘，不利于操作工的健康及周围环境的保护。

在焦炭生产过程中，上升管内壁会沉积石墨。如果不及时清理，当装煤作业打开上升管盖时，会有少量黑烟冒出。焦炉烟气成分中含有苯并芘等有害成分，烟尘未经处理进行排放将危害环境。

因此需要设计一种兼具上升管集尘功能的炉顶清扫装置及其工作方法。

技术实现要素：

根据上述提出焦炉机械设备在工作时人工清扫炉顶劳动强度高及上升管处的少量黑烟外溢的技术问题，而提供一种兼具上升管集尘功能的炉顶清扫装置及其工作方法。本发明主要利用活动集尘装置对清扫焦炉顶部的煤粉进行回收再通过除尘器进行处理，进行自动清扫炉顶、自动转运及排放收集物，实现清扫的完整闭环操作，减轻了工人的劳动强度，同时利用固定集尘部收集上升管处少量外溢的烟尘，经除尘器处理后排放，提高了焦炉机械的环保性。

本发明采用的技术手段如下：

一种兼具上升管集尘功能的炉顶清扫装置，包括顶装煤车和炉顶清扫装置，其特征在于，所述炉顶清扫装置设置在所述顶装煤车上，所述顶装煤车包括钢结构平台和煤斗，所述炉顶清扫装置包括：固定集尘部、除尘部和活动集尘部，所述固定集尘部、所述除尘部和所述活动集尘部安装在所述钢结构平台上，所述固定集尘部和所述活动集尘部通过管道结构与所述除尘部相连，所述除尘部通过刮板机与所述煤斗相连。

进一步地，所述固定集尘部包括旋转罩、固定罩和旋转驱动油缸，所述旋转罩设置在所述固定罩的前端且与所述固定罩同轴，所述旋转罩通过所述旋转驱动油缸驱动，所述固定罩通过固定集尘管路与所述除尘部连接。

进一步地，所述活动集尘部包括轨道和吸尘小车，所述吸尘小车包括机架、动力系统和吸尘系统，所述动力系统设置在所述机架上端，所述机架的顶端设有辊轮，所述辊轮与所述轨道相匹配；所述动力系统包括减速马达、传动轴、联轴器、轴承、编码器、齿轮和齿条，所述轨道和所述齿条设置在所述钢结构平台的下表面；所述减速马达通过所述联轴器与所述传动轴相连，所述轴承、编码器和所述齿轮设置在所述传动轴上，所述齿轮与所述齿条相匹配；所述吸尘系统包括左吸嘴、左吸嘴升降油缸、左侧电动碟阀、固定管、右侧电动碟阀、柔性管ⅰ、右吸嘴升降油缸和升降小车，所述固定管设置在所述机架外侧的中心处，所述左吸嘴、所述左吸嘴升降油缸和所述左侧电动碟阀设置在所述机架下端的左侧，所述左吸嘴通过所述升降小车连接在所述机架上，所述左吸嘴通过所述柔性管ⅰ与所述左侧电动蝶阀和所述固定管连接，所述右吸嘴、所述右吸嘴升降油缸和所述右侧电动碟阀设置在所述机架下端的右侧，所述右吸嘴通过所述升降小车连接在所述机架上，所述右吸嘴通过所述柔性管ⅰ与所述右侧电动蝶阀和所述固定管连接，左侧的所述升降小车通过所述左吸嘴升降油缸控制运动，右侧的所述升降小车通过所述右吸嘴升降油缸控制运动，所述固定管通过柔性管ⅱ与所述除尘部连接。

进一步地，所述除尘部包括除尘器、卸料阀和除尘风机系统，所述卸料阀设置在所述除尘器的下端，所述除尘风机系统包括除尘风机、消音器、手动蝶阀和风机导管，所述消音器通过所述手动蝶阀与所述除尘风机的出风口相连，所述除尘风机的进风口通过风机导管与所述卸料阀相连。

进一步地，所述固定集尘管路包括空气补充阀、电动蝶阀和连接管，所述空气补充阀和所述电动蝶阀设置在所述连接管上，所述固定集尘部通过所述连接管与所述除尘部相连。

进一步地，所述钢结构平台上设有链条装置，所述柔性管ⅱ和线缆设置在所述链条装置内。

本发明还提供一种兼具上升管集尘功能的炉顶清扫装置的工作方法，其特征在于该工作方法步骤包括：

步骤s1：所述吸尘小车处于初始位置，所有油缸处于收缩状态；

步骤s2：所述顶装煤车走行至待装煤的所述炭化室上方，所述旋转驱动油缸伸出，所述旋转罩上升至高位；

步骤s3：所述除尘风机启动，所述电动碟阀打开，所述上升管盖打开，收集上升管盖处的烟尘；

步骤s4：一定时间后，所述电动碟阀关闭，所述左侧电动碟阀打开，所述左吸嘴升降油缸伸出，所述左吸嘴落下，所述减速马达工作拖动所述吸尘小车沿所述轨道向左运动至清扫极限并返回至炉顶左侧轨道；

步骤s5：所述左侧电动碟阀关闭，所述左吸嘴升降油缸收缩，所述左吸嘴回退至初始位，跨越所述炉顶左侧轨道；

步骤s6：所述右侧电动碟阀打开，所述右吸嘴升降油缸伸出，所述右吸嘴落下，所述吸尘小车沿所述轨道向右运行至炉顶右侧轨道；

步骤s7：所述右吸嘴升降油缸收缩，所述右吸嘴上升跨越所述炉顶右侧轨道；

步骤s8：所述右吸嘴升降油缸伸出，所述右吸嘴落下，所述吸尘小车沿所述轨道向右运行至清扫极限后返回至所述炉顶右侧轨道；

步骤s9：所述右侧电动蝶阀关闭，所述右吸嘴升降油缸收缩，所述右吸嘴上升，跨越所述炉顶右侧轨道；

步骤s10：所述左侧电动碟阀打开，所述左吸嘴升降油缸伸出，所述左吸嘴落下，所述吸尘小车向左运行至所述炉顶左侧轨道；

步骤s11：所述左侧电动碟阀关闭，所述左吸嘴升降油缸收缩，所述左吸嘴回退至初始位，跨越所述炉顶左侧轨道；

步骤s12：所述吸尘小车走行至初始位，所述旋转驱动油缸收缩，所述旋转罩回退至初始位，所述除尘风机关闭。

较现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明提供的一种兼具上升管集尘功能的炉顶清扫装置及其工作方法，结构合理，可实现自动化操作，易于维护。

2、本发明提供的一种兼具上升管集尘功能的炉顶清扫装置及其工作方法，机械化清扫及闭环排放收集物，极大减轻工人劳动强度。

3、本发明提供的一种兼具上升管集尘功能的炉顶清扫装置及其工作方法，解决用户上升管处冒黑烟的难题，提高顶环保性。

基于上述理由本发明可在冶金焦化技术等领域广泛推广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种兼具上升管集尘功能的炉顶清扫装置及其工作方法的主视图。

图2为本发明一种兼具上升管集尘功能的炉顶清扫装置及其工作方法的俯视图。

图3为本发明一种兼具上升管集尘功能的炉顶清扫装置及其工作方法的左视图。

图中：1、卸料阀；2、除尘器；3、刮板机；4、链条装置；5、除尘风机系统；51、除尘风机；52、消音器；53、手动蝶阀；54、风机导管；6、轨道；7、吸尘小车；71、机架；72、减速马达；73、传动轴74、联轴器；75、轴承；76、编码器；77、齿轮；78、齿条；79、左吸嘴；710、左吸嘴升降油缸；711、左侧电动碟阀；712、固定管；713、右侧电动碟阀；714、柔性管ⅰ；715、右吸嘴升降油缸；716、升降小车；717、右吸嘴；8、柔性管ⅱ；9、旋转罩；10、固定罩；11、旋转驱动油缸；12、空气补充阀；13、电动蝶阀；14、连接管；15、煤斗；16、钢结构平台；17、上升管盖；18、炉顶左侧轨道；19、炉顶右侧轨道。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在…上方”和“在…下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图1-3所示，本发明提供了一种兼具上升管集尘功能的炉顶清扫装置，包括顶装煤车和炉顶清扫装置，所述炉顶清扫装置设置在所述顶装煤车上，所述顶装煤车包括钢结构平台16和煤斗15，所述炉顶清扫装置包括：固定集尘部、除尘部和活动集尘部，所述固定集尘部、所述除尘部和所述活动集尘部安装在所述钢结构平台16上，所述固定集尘部和所述活动集尘部通过管道结构与所述除尘部相连，所述除尘部通过刮板机3与所述煤斗15相连；所述固定集尘部包括旋转罩9、固定罩10和旋转驱动油缸11，所述旋转罩9设置在所述固定罩10的前端且与所述固定罩10同轴，所述旋转罩9通过所述旋转驱动油缸11驱动，所述固定罩10通过固定集尘管路与所述除尘部连接；所述活动集尘部包括轨道6和吸尘小车7，所述吸尘小车7包括机架71、动力系统和吸尘系统，所述动力系统设置在所述机架71上端，所述机架71的顶端设有辊轮，所述辊轮与所述轨道6相匹配；所述动力系统包括减速马达72、传动轴73、联轴器74、轴承75、编码器76、齿轮77和齿条78，所述轨道6和所述齿条78设置在所述钢结构平台16的下表面；所述减速马达72通过所述联轴器74与所述传动轴73相连，所述轴承75、编码器76和所述齿轮77设置在所述传动轴73上，所述齿轮77与所述齿条78相匹配；所述吸尘系统包括左吸嘴79、左吸嘴升降油缸710、左侧电动碟阀711、固定管712、右侧电动碟阀713、柔性管ⅰ714、右吸嘴升降油缸715和升降小车716，所述固定管712设置在所述机架71外侧的中心处，所述左吸嘴79、所述左吸嘴升降油缸710和所述左侧电动碟阀711设置在所述机架71下端的左侧，所述左吸嘴79通过所述升降小车716连接在所述机架71上，所述左吸嘴79通过所述柔性管ⅰ714与所述左侧电动蝶阀13和所述固定管712连接，所述右吸嘴717、所述右吸嘴升降油缸715和所述右侧电动碟阀713设置在所述机架71下端的右侧，所述右吸嘴717通过所述升降小车716连接在所述机架71上，所述右吸嘴717通过所述柔性管ⅰ714与所述右侧电动蝶阀713和所述固定管712连接，左侧的所述升降小车716通过所述左吸嘴升降油缸710控制运动，右侧的所述升降小车716通过所述右吸嘴升降油缸715控制运动，所述固定管712通过柔性管ⅱ8与所述除尘部连接；所述除尘部包括除尘器2、卸料阀1和除尘风机系统5，所述卸料阀1设置在所述除尘器2的下端，所述除尘风机系统5包括除尘风机51、消音器52、手动蝶阀53和风机导管54，所述消音器52通过所述手动蝶阀53与所述除尘风机51的出风口相连，所述除尘风机51的进风口通过风机导管54与所述卸料阀1相连；所述固定集尘管路包括空气补充阀12、电动蝶阀713和连接管14，所述空气补充阀12和所述电动蝶阀13设置在所述连接管14上，所述固定集尘部通过所述连接管14与所述除尘部相连；所述钢结构平台16上设有链条装置4，所述柔性管ⅱ8和线缆设置在所述链条装置4内。

本发明还提供一项权利要求所述的一种兼具上升管集尘功能的炉顶清扫装置的工作方法，其特征在于该工作方法步骤包括：

步骤s1：所述吸尘小车7处于初始位置，所有油缸处于收缩状态；

步骤s2：所述顶装煤车走行至待装煤的所述炭化室上方，所述旋转驱动油缸11伸出，所述旋转罩9上升至高位；

步骤s3：所述除尘风机51启动，所述电动碟阀13打开，所述上升管盖17打开，收集上升管盖17处的烟尘；

步骤s4：一定时间后，所述电动碟阀13关闭，所述左侧电动碟阀711打开，所述左吸嘴升降油缸710伸出，所述左吸嘴79落下，所述减速马达72工作拖动所述吸尘小车7沿所述轨道6向左运动至清扫极限并返回至炉顶左侧轨道18；

步骤s5：所述左侧电动碟阀711关闭，所述左吸嘴升降油缸710收缩，所述左吸嘴79回退至初始位，跨越所述炉顶左侧轨道18；

步骤s6：所述右侧电动碟阀713打开，所述右吸嘴升降油缸715伸出，所述右吸嘴717落下，所述吸尘小车7沿所述轨道6向右运行至炉顶右侧轨道19；

步骤s7：所述右吸嘴升降油缸715收缩，所述右吸嘴717上升跨越所述炉顶右侧轨道19；

步骤s8：所述右吸嘴升降油缸715伸出，所述右吸嘴717落下，所述吸尘小车7沿所述轨道6向右运行至清扫极限后返回至所述炉顶右侧轨道196；

步骤s9：所述右侧电动蝶阀13关闭，所述右吸嘴升降油缸715收缩，所述右吸嘴717上升，跨越所述炉顶右侧轨道19；

步骤s10：所述左侧电动碟阀711打开，所述左吸嘴升降油缸710伸出，所述左吸嘴79落下，所述吸尘小车7向左运行至所述炉顶左侧轨道18；

步骤s11：所述左侧电动碟阀711关闭，所述左吸嘴升降油缸710收缩，所述左吸嘴79回退至初始位，跨越所述炉顶左侧轨道18；

步骤s12：所述吸尘小车7走行至初始位，所述旋转驱动油缸11收缩，所述旋转罩9回退至初始位，所述除尘风机51关闭。

实施例1

如图1-3所示，所述除尘器2、所述卸料阀1和所述刮板机3依次相连，所述刮板机3将滤后的收集物排放至所述煤斗15中，在下一次装煤作业时装入炭化室。所述链条装置4固定在所述钢结构平台16上，用于支撑管路和线缆。

所述除尘风机系统5包括所述除尘风机51、所述消音器52、所述手动蝶阀53和所述风机导管54。所述除尘风机51采用变频离心风机。所述手动蝶阀54设置在所述除尘风机51出风口侧，上部与所述消音器52相连。

所述轨道6安装在所述钢结构平台16下部，与所述炭化室长度方向一致。

所述吸尘小车7包括所述机架71、所述减速马达72、所述传动轴73、所述联轴器74、所述轴承75、所述编码器76、所述齿轮77、所述齿条78、所述左吸嘴79、所述左吸嘴升降油缸710、所述左侧电动碟阀711、所述固定管712、所述右侧电动碟阀713、所述柔性管ⅰ714、所述右吸嘴升降油缸715、所述升降小车716和所述右吸嘴717。所述吸尘小车7通过安装在所述机架71顶部的辊轮整体吊挂在所述轨道6上并沿所述轨道6往复运动。所述编码器76设置在所述传动轴73的尾端。所述齿条78安装在钢结构平台16下部，与安装在所述机架71顶部的所述齿轮77相配合。所述左吸嘴79安装在所述升降小车716上，清扫作业时在所述减速马达72牵引下，通过设置在两侧的辊轮实现在炭化室顶部往复行走。所述机架71上设置有竖直轨道，所述升降小车716在吸嘴升降油缸的作用下通过辊轮在竖直轨道内运动。所述柔性管ⅰ714左端与所述左吸嘴79相连，右端与所述左侧电动碟阀711相连。所述左侧电动蝶阀711右端与所述固定管712相连。所述右吸嘴717与所述左吸嘴79对称布置。

所述柔性管ⅱ8布置在所述链条装置4里。所述柔性管ⅱ8的上端与所述吸尘小车7的所述固定管712相连，满足所述吸尘小车7在一定行程内的往复运动。

所述旋转罩9与所述固定罩10同轴线，两侧通过销轴相连。所述旋转罩9可在一定范围内旋转，旋转后位于所述上升管盖17正上方。所述旋转驱动油缸11通过支座安装在所述钢结构平台16上，前端与所述旋转罩9通过销轴相连。

所述卸料阀1、所述左侧电动碟阀711、所述右侧电动碟阀713和所述电动蝶阀13均为常闭型。所述空气补充阀12可根据实际所需空气量手动设置开度，将进入除尘器的气体温度降低至合理范围。

本发明在进行炉顶清扫时仅单侧吸嘴工作，对炭化室规定范围进行往返一次的清扫工作。清扫过程遇到装煤车走行轨道时需要跨越轨道及更换吸嘴，通过所述编码器76进行位置反馈。

完整的工作流程如下：所述吸尘小车7处于初始位置，所有油缸处于收缩状态。装煤车走行至待装煤炭化室上方，所述旋转驱动油缸11伸出，所述旋转罩9上升至高位；所述除尘风机5启动，所述电动碟阀13打开，所述上升管盖17打开，收集所述上升管盖17处的烟尘；一定时间后，所述电动碟阀13关闭，所述左侧电动碟阀711打开，所述左吸嘴升降油缸710伸出，所述左吸嘴79落下，所述减速马达72工作拖动所述吸尘小车7沿所述轨道6向左运动至清扫极限并返回至所述炉顶左侧轨道18；所述左侧电动碟阀711关闭，所述左吸嘴升降油缸710收缩，所述左吸嘴79回退至初始位，跨越所述炉顶左侧轨道18；所述右侧电动碟阀713打开，所述右吸嘴升降油缸715伸出，所述右吸嘴717落下，所述吸尘小车7沿所述轨道6向右运行至所述炉顶右侧轨道19；所述右吸嘴升降油缸715收缩，所述右吸嘴717上升跨越所述炉顶右侧轨道19；所述右吸嘴升降油缸715伸出，所述右吸嘴717落下，所述吸尘小车7沿所述轨道6向右运行至清扫极限后返回至所述炉顶右侧轨道19；所述右侧电动蝶阀713关闭，所述右吸嘴升降油缸715收缩，所述右吸嘴717上升，跨越所述炉顶右侧轨道19；所述左侧电动碟阀711打开，所述左吸嘴79升降油缸伸出，所述左吸嘴79落下，所述吸尘小车7向左运行至所述炉顶左侧轨道18；所述左侧电动碟阀711关闭，所述左吸嘴升降油缸715收缩，所述左吸嘴79回退至初始位，跨越所述炉顶左侧轨道18；所述吸尘小车7走行至初始位；所述旋转驱动油缸11收缩，所述旋转罩9回退至初始位；所述除尘风机51关闭。

所述卸料阀1、左侧电动碟阀711、右侧电动碟阀713和电动蝶阀13均为常闭型。空气补充阀12可根据实际所需空气量手动设置开度，将进入除尘器的气体温度降低至合理范围。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。