一种钢瓶内壁面氧化皮去除装置的制作方法

1.本实用新型涉及低温压力容器技术领域，具体涉及一种钢瓶内壁面氧化皮去除装置。


背景技术：

2.用于贮存高压氧气、氮气、煤气、石油液化气等的钢瓶并非是一次性用具，因此为了防止造成钢瓶堵塞、延长钢瓶使用寿命，在钢瓶制造加工和回收再加工需要去除其内外壁表面的氧化皮。现有技术中主要是采用抛丸机去除钢瓶外的氧化皮，其原理是利用高效强力抛丸器抛出的高速丸流，抛打位于工作室内的旋转工件表面与内腔上，去掉例如粘砂、锈层、焊渣、氧化皮及其杂物，使之获得精细的光洁表面。对于钢瓶，通过去除外壁氧化皮能有效提高漆膜与钢材表面的附着力，提高钢瓶的抗疲劳强度和抗腐蚀能；通过去除内部氧化皮，改善钢瓶的内在质量，延长其使用寿命。
3.例如，专利201820105686.4公开了一种钢瓶抛丸机，包括抛丸室、从抛丸室内部穿过的承载平台和位于承载平台的下方的牵引小车，牵引小车的运动轨迹与承载平台平行；通过在牵引小车上设置有多根限位杆的一个或多个工位，每个工位定位一个钢瓶；当牵引小车运动时，限位杆驱动钢瓶沿着承载平台滚动；该抛丸机利用牵引小车驱动钢瓶在承载平台上滚动，一次能够驱动多个钢瓶以较快的速度通过抛丸室，以适应大批量处理一些需要粗抛丸的钢瓶。专利 201721813798.7公开的钢瓶抛丸机，包括壳体和贯穿设在壳体左侧壁上部的半球槽，半球槽的内部活动安装有调节球，通过固定座和装夹槽的配合设置可将钢瓶固定在壳体内，通过转动驱动电机和转轴的配合设置可带动固定座及钢瓶转动，通过抛丸头和抛丸驱动电机的配合设置可对钢瓶进行抛丸清理；该方案旨在于对抛丸头的位置进行调节，避免抛丸头抛出的丸料与钢瓶之间出现死角，以增加抛丸清理的效果。
4.但是上述抛丸机在具体使用时，发现在抛丸室内通过丸料与钢瓶内外壁进行氧化皮清除处理的方案，一方面对钢瓶内壁氧化皮的清除效果差，另一方面还需要进一步清除进入钢瓶内部的丸料，使得整个清理流程繁琐；另外，对于已经在外壁涂覆好涂层的钢瓶，在清理过程中很容易损伤其外壁涂层。


技术实现要素：

5.本实用新型目的在于提供一种钢瓶内壁面氧化皮去除装置，尤其适用于表面涂覆好涂层的待灌装的钢瓶；其工作原理是将由高压气体驱动的金属件伸入钢瓶内腔，通过高压气体的冲击实现金属件与钢瓶内腔无规则碰撞，达到去除氧化皮的目的；解决采用抛丸机需要在抛光完成后重复清理和收集丸料的步骤，并且不能确保不损伤钢瓶外壁涂层的技术问题。
6.为达成上述目的，本实用新型提出如下技术方案：一种钢瓶内壁面氧化皮去除装置，包括电控中心、安装支架、一固定部、一动力操作部和一高压气体存储中心；
7.所述安装支架竖直安装，安装支架构成一沿水平方向开口的空腔；所述空腔设置
有一转动部，所述转动部包括一贯穿连接于空腔沿竖直方向的两侧壁的旋转轴和一用于驱动旋转轴旋转的第一动力单元，所述旋转轴沿水平方向设置，所述第一动力单元电连接于电控中心；所述第一动力单元至少能驱动旋转轴旋转180
°
；
8.所述固定部包括沿水平方向间隔设置在旋转轴上的若干夹紧工位；所述任一夹紧工位包括一固定夹爪、一适配于固定夹爪的活动夹爪和一第二动力单元，所述固定夹爪和第二动力单元分别固连于旋转轴，所述活动夹爪固连于第二动力单元输出端，第二动力单元电连接于电控中心；所述第二动力单元具有驱动活动夹爪向固定夹爪往复移动的自由度，钢瓶夹紧固定在固定夹爪和活动夹爪之间；
9.所述动力操作部包括一操作平台和设置在操作平台上的若干操作单元；
10.所述操作平台包括一沿竖直方向设置的支撑柱、一沿水平方向设置在旋转轴上方的操作板和第三动力单元，所述支撑柱垂直连接于旋转轴，所述第三动力单元设置在支撑柱上，所述操作板固连于第三动力单元输出端，且操作板对应平行且间隔于旋转轴；所述第三动力单元电连接于电控中心，并且第三动力单元具有驱动操作板向旋转轴往复移动的自由度；
11.所述操作单元与所述夹紧工位数量相等，并且任一操作单元对应于一夹紧工位；所述操作单元包括一输气软管和一金属件，所述输气软管一端沿竖直方向自操作板至少延伸至夹紧工位的固定夹爪和活动夹爪之间、另一端自操作板连通于高压气体存储中心，所述金属件连接于输气软管伸入夹紧工位的端部；
12.所述高压气体存储中心包括高压气体存储单元和控制闸阀，所述输气软管连通于高压气体存储单元，所述控制闸阀设置在输气软管和高压气体存储单元的连通管道上，并且控制闸阀电连接于电控中心；
13.所述去除装置工作时，所述夹紧工位夹紧钢瓶，钢瓶开口朝上，所述操作单元伸入钢瓶内，所述电控中心开启控制闸阀使得输气软管和高压气体存储单元的连通管道导通，所述操作单元的金属件在高压气体作用下与钢瓶内壁无规则碰撞，去除钢瓶中下部氧化皮；所述旋转轴旋转，钢瓶开口朝下，所述操作单元的金属件高度下降，在高压气体作用下与钢瓶内壁无规则碰撞，去除钢瓶中上部氧化皮。
14.进一步的，所述旋转轴两端设置为圆柱形、中部设置为方形；所述旋转轴方形部分沿水平方向相对的两侧面分别对称设置有一固定部和一动力操作部；
15.定义所述旋转轴方形部分沿水平方向相对的两侧边的两个动力操作部分别为第一动力操作部和第二动力操作部；所述第一动力操作部上的操作板和第二动力操作部上的操作板沿竖直方向分别设置在钢瓶上下两侧。
16.进一步的，所述动力操作部还包括一升抬单元，所述升抬单元包括一第四动力单元和连接于第四动力单元输出端的升抬底板；所述升抬底板平行于操作板，与操作板沿竖直方向分设在夹紧工位两侧；所述第四动力单元固设在支撑柱上，第四动力单元具有驱动升抬底板向旋转轴往复移动的自由度；
17.当夹紧工位夹紧固定钢瓶时，升抬底板上表面抵接于钢瓶底部，并向上升抬钢瓶。
18.进一步的，所述固定夹爪和活动夹爪均设置为弧形板，所述弧形板开口相对、均朝向其内部固定的钢瓶，并且适配抱设在钢瓶外壁上。
19.进一步的，所述活动夹爪和固定夹爪表面均缠绕有防滑棉布。
20.进一步的，所述旋转轴方形部分沿水平方向的一侧面设置有两个夹紧工位。
21.进一步的，所述旋转轴的侧面上相邻两个夹紧工位之间设置有一固定座，所述夹紧工位的固定夹爪固定在固定座上。
22.进一步的，所述操作单元的金属件的材质与钢瓶材质相同。
23.进一步的，所述电控中心设置为plc控制柜。
24.进一步的，所述高压气体存储单元内存储的气体为高压氮气或压缩空气。
25.由以上技术方案可知，本实用新型的技术方案获得了如下有益效果：
26.本实用新型公开的钢瓶内壁氧化皮去除装置，包括电控中心、安装支架、固定部、动力操作部和高压气体存储中心，其中，安装支架设置有旋转轴，固定部安装在旋转轴上并用于固定钢瓶，旋转轴实现钢瓶；动力操作部采用输送软管连通高压气体存储中心，通过将输送软管一端伸入固定好的钢瓶，向输送软管导通高压气体；输送软管伸入钢瓶内部的端部设置有金属件，金属件在高压气体的冲击下与钢瓶内壁无规则碰撞，实现去除氧化皮的技术效果；气体直接排空，避免现有技术的丸料在钢瓶内滞留需要人工倒出的流程；气体冲刷碰撞的过程简单高效，结合旋转轴对钢瓶的旋转，实现钢瓶内壁氧化皮的全方位清楚，清除效率高。
27.本实用新型通过将旋转轴中部设计为方形，在旋转轴对称两侧对称设置固定部和动力操作部，在两侧同时进行钢瓶内部中上、中下部分的氧化皮，工作效率大大提升。另外，本实用新型一方面通过在夹爪上缠绕防滑棉布，防止夹紧工位工作时将钢瓶表面划伤，影响钢瓶外观质量；另一方面，通过将操作单元的金属件设置为与钢瓶相同材质，达到金属件碰撞时不污染钢瓶内部，影响灌装高压气、液化气的质量。
28.此外，本实用新型的技术方案选用的是高压氮气作为驱动金属件动作的动力气体，该高压氮气来源于低温气瓶生产线重复利用的氮气，因此无需购买或制造压缩空气，还能进一步节省产线总成本。
29.应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的实用新型主题的一部分。
30.结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本实用新型教导的前述和其他方面、实施例和特征。本实用新型的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本实用新型教导的具体实施方式的实践中得知。
附图说明
31.附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本实用新型的各个方面的实施例，其中：
32.图1为本实用新型钢瓶内壁氧化皮去除装置结构示意图；
33.图2为本实用新型钢瓶内壁氧化皮去除装置工作状态图。
34.图中，各标记的具体意义为：
35.1-安装支架，11-转动轴，12-第一动力单元，2-固定部，21-固定夹爪，22
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活动夹爪，23-第二动力单元，24-固定座，3-动力操作部，31-支撑柱，32-操作板，33-第三动力单元，34-输气软管，35-金属件，36-升抬底板，37-第四动力单元，4-钢瓶，5-电控中心。
具体实施方式
36.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。
37.本实用新型专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一个”“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件，并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。“上”“下”“左”“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
38.基于现有技术中主要是采用抛丸机去除钢瓶外的氧化皮，其工作原理是通过高效强力抛丸器抛出的高速丸流，抛打位于工作室内的旋转工件表面与内腔上，以获得光洁表面；但是这种方法在使用时需要进一步清除并收集丸料腔内，以便下一次使用，并且对于已经刷好外表面只需要进行内腔氧化皮处理的钢瓶并不适用，十分容易损伤外壁的涂层；因此，本实用新型旨在于公开一种钢瓶内壁面氧化皮去除装置，仅对钢瓶内腔进行氧化皮去除、无需接触钢瓶外壁，清理效率高，并且不需要重复清理和收集丸料的步骤。
39.下面结合附图所示的实施例，对本实用新型的钢瓶内壁面氧化皮去除装置作进一步具体介绍。
40.结合图1和图2所示的实施例，本实用新型公开的钢瓶内壁面氧化皮去除装置，包括电控中心5、安装支架1、一固定部2、一动力操作部3和一高压气体存储中心，固定部2和动力操作部3分别连接于安装支架1，依次实现钢瓶4 固定和执行钢瓶4内腔氧化皮去除操作。
41.其中，安装支架1竖直安装，安装支架1构成一沿水平方向开口的空腔；该空腔设置有一转动部，具体的，该转动部包括一贯穿连接于空腔沿竖直方向的两侧壁的旋转轴11和一用于驱动旋转轴11旋转的第一动力单元12，旋转轴 11沿水平方向设置，第一动力单元12电连接于电控中心5，并且第一动力单元 12至少能驱动旋转轴11旋转180
°
。
42.固定部2包括沿水平方向间隔设置在旋转轴11上的若干夹紧工位，任一夹紧工位的具体结构如下：包括一固定夹爪21、一适配于固定夹爪21的活动夹爪 22和一第二动力单元23；其中，固定夹爪21和第二动力单元23分别固连于旋转轴11，活动夹爪22固连于第二动力单元23输出端，第二动力单元23电连接于电控中心5；实施时，第二动力单元23具有驱动活动夹爪22向固定夹爪21 往复移动的自由度，以实现将钢瓶4夹紧固定在固定夹爪21和活动夹爪22之间。
43.动力操作部3包括一操作平台和设置在操作平台上的若干操作单元；操作平台包括一沿竖直方向设置的支撑柱31、一沿水平方向设置在旋转轴11上方的操作板32和第三动力单元33，支撑柱31垂直连接于旋转轴11，第三动力单元 33设置在支撑柱31上，操作板32
固连于第三动力单元33输出端，且操作板 32对应平行且间隔于旋转轴11；第三动力单元33电连接于电控中心5，并且第三动力单元33具有驱动操作板32向旋转轴11往复移动的自由度；该自由度主要实现的功能是驱动操作单元向固定在夹紧工位上的钢瓶4内腔伸入或移出。
44.为便于同时对多个待清理钢瓶4同步处理，操作单元与夹紧工位数量相等，并且任一操作单元对应于一夹紧工位；所述操作单元包括一输气软管34和一金属件35，其中，输气软管34一端沿竖直方向自操作板32至少延伸至夹紧工位的固定夹爪21和活动夹爪22之间、另一端自操作板32连通于高压气体存储中心，金属件35连接于输气软管34伸入夹紧工位的端部，进而通过气体冲刷的动力可以带动金属件35无规则运动。
45.本实施例中，高压气体存储中心包括高压气体存储单元和控制闸阀，输气软管34连通于高压气体存储单元，控制闸阀设置在输气软管34和高压气体存储单元的连通管道上，并且控制闸阀电连接于电控中心5；具体实施时，高压气体存储单元可直接为一气体缓冲单元，将其他工段实用的高压气体转接而来，进行再利用，并排空。
46.本去除装置工作时，夹紧工位夹紧钢瓶4，钢瓶4开口朝上，操作单元伸入钢瓶4内，电控中心5开启控制闸阀使得输气软管34和高压气体存储单元的连通管道导通，操作单元的金属件35在高压气体作用下与钢瓶4内壁无规则碰撞，去除钢瓶4中下部氧化皮；然后控制旋转轴11旋转180
°
，钢瓶4开口朝下，操作单元的金属件35高度下降，在高压气体作用下继续与钢瓶4内壁无规则碰撞，由于此时钢瓶4倒立，去除的是钢瓶4中上部氧化皮。
47.为提升本装置的工作效率，如附图所示，旋转轴11两端设置为圆柱形、中部设置为方形，在旋转轴11方形部分沿水平方向相对的两侧面分别对称设置有一固定部2和一动力操作部3；即同时在旋转轴11的两侧进行氧化皮去除操作；为了便于去除操作步骤的连贯性，定义旋转轴11方形部分沿水平方向相对的两侧边的两个动力操作部3分别为第一动力操作部和第二动力操作部，则第一动力操作部上的操作板32和第二动力操作部上的操作板32沿竖直方向分别设置在钢瓶4上下两侧。工作时，一侧的动力操作部2在执行钢瓶4内腔中下部氧化皮去除操作、另一侧的动力操作部2在执行钢瓶4内腔中上部氧化皮去除操作。
48.进一步结合附图所示，动力操作部2还包括一升抬单元，用于在钢瓶4被夹紧固定时提供底部助力，具体的，升抬单元包括一第四动力单元37和连接于第四动力单元37输出端的升抬底板36；升抬底板36平行于操作板32，与操作板32沿竖直方向分设在夹紧工位两侧；第四动力单元37固设在支撑柱31上，且具有驱动升抬底板36向旋转轴11往复移动的自由度；其工作状态为：当钢瓶4进行夹紧时，先将钢瓶4推动到升抬底板36上表面上，启动第四动力单元 37向上升抬钢瓶4，钢瓶4中上升至夹紧工位时，进行夹紧。
49.为了固定部2能稳定的夹紧钢瓶4，固定夹爪21和活动夹爪22均设置为弧形板，该弧形板开口相对、均朝向其内部固定的钢瓶4，并且适配抱设在钢瓶4 外壁上。为了防止固定夹爪21和活动夹爪22在夹紧钢瓶4时对钢瓶4外壁涂覆好的涂层造成损伤，活动夹爪22和固定夹爪21表面均缠绕有防滑棉布。
50.附图所示的实施例中，旋转轴11方形部分沿水平方向的一侧面设置有两个夹紧工位，即本去除装置可同时对四个钢瓶4进行氧化皮去除操作。安装时，在旋转轴11的侧面上相邻两个夹紧工位之间设置有一固定座24，夹紧工位的固定夹爪21固定在固定座24上。附图所示的实施例中，支撑柱31贯穿固定座24，经固定座24与旋转轴11固连。一些其他的实施
例中，为了增大氧化皮清楚效率，可在旋转轴11的侧面上设置超过两个夹紧工位，例如四个或六个，该情况下，需要进一步考量旋转轴11的强度，必要时增设多根旋转轴11或设置旋转轴11支撑结构也能达到同时进行多个钢瓶4同步处理的技术效果。
51.本实施例中，为了避免止不同材质间的污染，导致灌装高压气体或液化气的质量下降，操作单元的金属件35的材质与钢瓶4材质相同。
52.附图所示的实施例，电控中心5设置为plc控制柜，实施时，第一动力单元12、第二动力单元23、第三动力单元33、第四动力单元37分别电连接于plc 控制柜，从而精准的控制固定部2、动力操作部3在钢瓶4内腔进行氧化皮去除的效果。另外实施时，第一动力单元12选择变频调速电机，通过变频调速电机实现旋转轴11平稳转动；第二动力单元23、第三动力单元33和第四动力单元 37均选择气缸，通过气缸杆的伸缩实现各部件向旋转轴11的往复移动。
53.另外，高压气体存储单元存储的气体为高压氮气或压缩空气，采用高压氮气或压缩空气作为带动金属件35无规则运动的气体不会造成环境污染，可直接排空。本实施例中选用的气体为高压氮气，该气体为钢瓶制造生产线其他工序使用后的气体，进行重复利用，无需再购买压缩空气或生产压缩空气，降低产线生产的总成本。
54.虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型。本实用新型所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本实用新型的保护范围当视权利要求书所界定者为准。