一种反应器内壁自动打磨装置及方法与流程

1.本发明涉及打磨装置的技术领域，特别是涉及一种反应器内壁自动打磨装置及方法。


背景技术：

2.反应器在高温化学反应时会发生反应残渣、废物、结块等附着在内壁上的现象，因反应器造价较高，本着节能环保、节约成本的原则需要对其进行回收清洗打磨等处理后再次利用。现有技术是利用人工利用毛刷进行清洗，速度较慢，无法达到生产效率指标；另外人工清洗效果不统一，无法保证清洗质量。


技术实现要素：

3.为解决上述技术问题，本发明提供一种自动化程度高、操作简单、清洗打磨效果良好的反应器内壁自动打磨装置，使用自动化机械机构模拟人工进行对反应器内部刷洗的功能，解决现有技术中依赖人工进行清洗的问题。
4.为实现上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：本发明的反应器内壁自动打磨装置，包括旋转底座、夹紧装置、毛刷旋转装置、横向移动机构、升降机构及支撑架，反应器竖向安装在水平方向设置的旋转底座上，所述旋转底座位于反应器的两侧设置夹紧装置，将反应器夹紧固定；所述旋转底座连接旋转驱动机构，旋转驱动机构驱动旋转底座进行顺时针或逆时针旋转；支撑架坐落在所述旋转底座的一侧，所述支撑架上设置升降机构，横向移动机构安装在升降机构上，升降机构能够带动横向移动机构进行升降运动；第一移动座安装在横向移动机构上，横向移动机构能够带动第一移动座进行横向移动；毛刷旋转装置安装在所述第一移动座上，其设有竖直向下的毛刷并能够带动毛刷顺时针或逆时针旋转，所述毛刷伸入所述反应器内。
5.一种可能的技术方案中，所述夹紧装置包括对称布置在所述反应器两侧的夹紧支架，所述夹紧支架上对称布置夹紧气缸。
6.一种可能的技术方案中，所述旋转驱动机构包括旋转底座的一侧安装的伺服电机a，所述伺服电机a的输出轴靠近旋转底座并连接有齿轮，旋转底座的周向外侧设置轮齿，所述轮齿与所述齿轮相啮合。
7.一种可能的技术方案中，所述升降机构包括支撑架顶端固定的伺服电机b，支撑架上位于伺服电机b的两侧对称设置两条竖向滑轨，伺服电机b的输出端连接竖向丝杠，所述横向移动机构通过其侧向的第一丝母座与竖向丝杠配合，其两侧与两条竖向滑轨分别滑动配合。
8.一种可能的技术方案中，所述横向移动机构包括第二移动座，所述第二移动座的后侧设置第一丝母座并与所述竖向丝杠配合，后侧两端与两条竖向滑轨分别滑动配合；第二移动座的前侧安装有伺服电机c, 伺服电机c的输出端连接横向丝杠，横向丝杠的上下两侧对称布置有水平方向的导向杆，所述第一移动座通过第二丝母座与横向丝杠配合，其两
侧与两条导向杆分别滑动配合。
9.一种可能的技术方案中，所述第一移动座为直角斗状，其包括与所述横向移动机构配合的竖向板，竖向板的前侧垂直连接横向板，竖向板和横向板的两侧对称并垂直连接三角形的侧板，毛刷旋转装置安装在所述横向板上。
10.一种可能的技术方案中，所述毛刷旋转装置包括固定在所述横向板上的伺服电机d，伺服电机d的输出轴连接主动轮，横向板上位于伺服电机d的一侧安装有从动轮，主动轮和从动轮通过同步带配合，所述从动轮的轮轴穿过横向板并连接竖直向下的毛刷。
11.一种可能的技术方案中，所述旋转底座位于反应器的下侧开设通孔，排污管道连接在通孔处用于将打磨废渣排出。
12.一种可能的技术方案中，所述旋转底座包括圆环形平台, 圆环形平台的圆周一侧沿径向一体连接有传动臂, 所述旋转驱动机构包括旋转底座下侧设置的固定托盘,所述旋转底座放置于所述固定托盘内,所述固定托盘一侧为圆盘, 圆盘的上端固定有竖向的限位轴, 限位轴设置在圆环形平台的内环的内侧；圆盘的一侧通过开口连接条形通道,传动臂对应放置于条形通道内,所述条形通道内设置转动块, 条形通道的底端安装旋转气缸,所述旋转气缸的移动端与所述转动块的底端连接；所述转动块的上端开设限位轨，所述传动臂匹配置于所述限位轨内。
13.一种反应器内壁自动打磨方法，是根据任一项上述的反应器内壁自动打磨装置而实现的，使用机械手将反应器竖向安装在水平方向设置的旋转底座上，夹紧装置将反应器夹紧固定；根据反应器的位置调节升降机构和横向移动机构，从而调节毛刷的位置，使得毛刷一侧与反应器的内侧壁相接触，开启毛刷旋转装置和旋转驱动机构，使得毛刷和旋转底座反向旋转，而实现毛刷对反应器内壁的清洗、打磨。
14.与现有技术相比本发明的有益效果为：夹紧装置将反应器夹紧固定；根据反应器的位置调节升降机构和横向移动机构，从而调节毛刷的位置，使得毛刷一侧与反应器的内侧壁相接触，开启毛刷旋转装置和旋转驱动机构，使得毛刷和旋转底座反向旋转，而实现毛刷对反应器内壁的清洗、打磨；本发明采用横向移动机构、升降机构、旋转驱动机构和毛刷旋转装置多机构联合作用，带动毛刷模拟人工动作对反应器进行内部刷洗和打磨的功能，对于锥形部分则可以通过利用横向移动机构和升降机构两轴移动调整毛刷和反应器筒壁的间隙来达到锥度打磨的效果；整体设备结构简单可靠耐用，自动化程度较高，工作效率高，清洗打磨效果良好。
附图说明
15.图1是本发明实施例1的反应器内壁自动打磨装置的结构示意图；图2是本发明实施例2的反应器内壁自动打磨装置的结构示意图；图3是本发明实施例2的反应器内壁自动打磨装置的另一个视角的结构示意图；图4是本发明实施例2的旋转底座和旋转驱动机构的配合结构示意图；附图标记：1
‑
排污管道；2
‑
旋转驱动机构；21
‑
固定托盘；211
‑
圆盘；212
‑
条形通道；213
‑
限位轴；22
‑
转动块；221
‑
限位轨；23
‑
旋转气缸；3
‑
夹紧装置；31
‑
夹紧支架；32
‑
夹紧气缸；4
‑
反应器；5
‑
毛刷旋转装置；51
‑
毛刷；52
‑
伺服电机d；6
‑
升降机构；61
‑
伺服电机b；62
‑
竖向滑轨；63
‑
竖向丝杠；7
‑
第一移动座；8
‑
横向移动机构；81
‑
第二移动座；82
‑
伺服电机c；83
‑
横向丝杠；84
‑
导向杆；9
‑
伺服电机a；10
‑
支撑架；11
‑
旋转底座；111
‑
圆环形平台；112
‑
传动臂；12
‑
齿轮；13
‑
架台；14
‑
清洗管路接口。
具体实施方式
16.下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
17.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“径向”、“轴向”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为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，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
18.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
19.如图1所示，本发明提供一种反应器内壁自动打磨装置，包括旋转底座11、夹紧装置3、毛刷旋转装置5、横向移动机构8、升降机构6及支撑架10，反应器4竖向安装在水平方向设置的旋转底座11上，旋转底座11位于反应器4的两侧设置夹紧装置3，将反应器4夹紧固定；旋转底座11连接旋转驱动机构2，旋转驱动机构2驱动旋转底座11进行顺时针或逆时针旋转；支撑架10坐落在旋转底座11的一侧，支撑架10上设置升降机构6，横向移动机构7安装在升降机构6上，升降机构6能够带动横向移动机构8进行升降运动；第一移动座7安装在横向移动机构8上，横向移动机构8能够带动第一移动座7进行横向移动；毛刷旋转装置5安装在第一移动座7上，其设有竖直向下的毛刷51并能够带动毛刷51顺时针或逆时针旋转，毛刷51伸入反应器4内。
20.本发明是针对反应器内壁提出的打磨装置，反应器的形状如图1所示，其为筒状，其中部分段为锥形筒，使用机械手将反应器4竖向安装在水平方向设置的旋转底座11上，夹紧装置3将反应器4夹紧固定；根据反应器4的位置调节升降机构6和横向移动机构7，从而调节毛刷51的位置，使得毛刷51一侧与反应器4的内侧壁相接触，开启毛刷旋转装置5和旋转驱动机构2，使得毛刷51和旋转底座11反向旋转，而实现毛刷51对反应器内壁的清洗、打磨；本发明采用横向移动机构8、升降机构6、旋转驱动机构2和毛刷旋转装置5多机构联合作用，带动毛刷51模拟人工动作对反应器进行内部刷洗和打磨的功能，对于锥形部分则可以通过利用横向移动机构8和升降机构6两轴移动调整毛刷和反应器筒壁的间隙来达到锥度打磨的效果。
21.如图3所示，作为本发明的一种具体实施方式，夹紧装置3包括对称布置在反应器4两侧的夹紧支架31，夹紧支架31的底部固定在旋转底座11上，两侧的夹紧支架31上分别对称布置两组夹紧气缸32，优选地，夹紧气缸32为三轴气缸，具体地，夹紧气缸32的固定端固定在夹紧支架31上，活塞端朝向反应器，两侧四组夹紧气缸32共同将反应器4夹紧牢固，夹紧气缸32采用市售三轴气缸即可。
22.本发明的旋转驱动机构可以选用任何单向、双向、连续或间歇等旋转形式，旋转驱动机构2驱动旋转底座11进行顺时针或逆时针旋转，同时毛刷旋转装置5带动毛刷51逆时针
或顺时针旋转，使得毛刷51和旋转底座11相对反向旋转，而实现毛刷51对反应器内壁的高效率地清洗、打磨。本发明实施例1提供的反应器内壁自动打磨装置，如图1所示，旋转底座11设置在架台13上，旋转驱动机构2包括旋转底座11的右侧安装的伺服电机a9，伺服电机a9安装在架台13的右侧边沿，伺服电机a9的输出轴竖直向上并连接有水平方向的齿轮12，齿轮12靠近旋转底座11，旋转底座11的周向外侧设置轮齿，轮齿与齿轮12相啮合；伺服电机a9带动齿轮12旋转而带动旋转底座11旋转。
23.本发明实施例2提供的反应器内壁自动打磨装置，如图4所示，旋转底座11包括圆环形平台111, 圆环形平台111的圆周一侧沿径向一体连接有传动臂112, 旋转驱动机构2包括旋转底座11下侧设置的固定托盘21,旋转底座11放置于固定托盘21内,固定托盘21一侧为圆盘211, 圆盘211的上端固定有竖向的限位轴213, 限位轴213设置在圆环形平台111的内环的内侧；圆盘211的一侧通过开口连接条形通道212, 圆盘211和条形通道212的外周设置边沿，传动臂112对应放置于条形通道212内,条形通道212内设置圆形的转动块22, 条形通道212的底端安装旋转气缸23,旋转气缸23的移动端与转动块22的底端连接；转动块22的上端开设限位轨221，限位轨221位于传动臂112的延伸向，传动臂112匹配置于限位轨221内；旋转气缸23驱动转动块22在条形通道212内转动，通过限位轨221的转动而带动传动臂112转动，从而带动圆环形平台111同步运动，限位轴213对圆环形平台111的运动起到限定作用，连同圆盘211的边沿阻挡，使得圆环形平台111在圆盘211内围绕限位轴213的周围转动，从而带动反应器同步转动，使得反应器的内壁始终与毛刷接触；需要说明的是，旋转气缸23驱动转动块22为部分圆周转动，在传动臂112的传递运动作用下，当传动臂112自靠近圆盘211的开口一侧至另一侧时，圆环形平台111在圆盘211内完成一个方向的转动，此时控制旋转气缸23反向旋转，圆环形平台111在传动臂112的带动下反向旋转，相应地，同时控制毛刷旋转装置5方向旋转，从而实现对反应器内壁的双向摩擦，改善清洗和打磨的效果，进一步提高作业效率；当传动臂112转动至起始位置时，即完成一个转动周期的动作，如此往复循环。
24.支撑架10的作用是为升降机构6、横向移动机构8和毛刷旋转装置5提供支撑作用，作为一种具体实施方式，如图2所示，支撑架10为竖向框架，支撑架10的高度需要高于反应器4的高度一定距离，为毛刷51的安装、更换及调整留出操作空间；升降机构6包括支撑架10顶端固定的伺服电机b61，支撑架10上位于伺服电机b61的两侧对称设置两条竖向滑轨62，伺服电机b61的输出端连接竖向丝杠63，横向移动机构8通过其侧向的第一丝母座与竖向丝杠63配合，其两侧与两条竖向滑轨62分别滑动配合；伺服电机b61带动竖向丝杠63转动而驱动横向移动机构8进行上下平移运动。
25.横向移动机构8包括第二移动座81，第二移动座81具体设计为竖向矩形平板，第二移动座81的后侧设置第一丝母座并与竖向丝杠63配合，后侧两端与两条竖向滑轨62分别滑动配合；第二移动座81的前侧安装有伺服电机c82, 伺服电机c82的输出端连接横向丝杠83，横向丝杠83的上下两侧对称布置有水平方向的导向杆84，第一移动座7通过第二丝母座与横向丝杠83配合，其两侧与两条导向杆84分别滑动配合；伺服电机c82带动横向丝杠83转动而驱动第一移动座7进行横向平移运动。
26.为了方便安装和承载毛刷旋转装置5，第一移动座7设计为直角斗状，其包括与横向移动机构8配合的竖向板，竖向板的前侧垂直连接横向板，竖向板和横向板的两侧对称并
垂直连接三角形的侧板，毛刷旋转装置5安装在横向板上。
27.毛刷旋转装置5包括固定在横向板上的伺服电机d52，伺服电机d52的输出轴连接主动轮，横向板上位于伺服电机d52的一侧安装有从动轮，主动轮和从动轮通过同步带配合，从动轮的轮轴穿过横向板并连接竖直向下的毛刷51。
28.进一步地，为了提高清洗和打磨效果，如图3所示，毛刷51的顶部通过清洗管路接口14连接清洗液管路，毛刷51的刷头部布置若干出液管，出液管与清洗液管路连接，清洗液自清洗液管路经过出液管进入反应器，有助于溶解反应器内壁上的残渣，废物、结块等物质。
29.旋转底座11位于反应器4的下侧开设通孔，排污管道1连接在通孔处用于将打磨废渣排出。
30.本发明实施例1的反应器内壁自动打磨装置的自动打磨方法，使用机械手将反应器4竖向安装在水平方向设置的旋转底座11上，两侧四组夹紧气缸32共同将反应器4夹紧牢固；根据反应器4的位置调节升降机构6和横向移动机构8，从而调节毛刷51的位置，使得毛刷51一侧与反应器4的内侧壁相接触，开启伺服电机d52和伺服电机a9，使得毛刷51和旋转底座11反向旋转，而实现毛刷51对反应器内壁的清洗、打磨。
31.本发明实施例2的反应器内壁自动打磨装置的自动打磨方法，使用机械手将反应器4竖向安装在水平方向设置的旋转底座11上，两侧四组夹紧气缸32共同将反应器4夹紧牢固；根据反应器4的位置调节升降机构6和横向移动机构8，从而调节毛刷51的位置，使得毛刷51一侧与反应器4的内侧壁相接触，开启伺服电机d52和旋转气缸23，旋转气缸23驱动转动块22在条形通道212内转动，通过限位轨221的转动而带动传动臂112转动，从而带动圆环形平台111同步运动，从而带动反应器同步转动，使得毛刷51和旋转底座11反向旋转，而实现毛刷51对反应器内壁的清洗、打磨。
32.本发明使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中，常规的型号，在此不再详述。
33.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
34.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。