一种稀土合金电解阴极多功能一体自控装置

摘要

本发明公开了一种稀土合金电解阴极多功能一体自控装置，包括：主体结构和控制单元；立柱管和侧管顶部装有上固定结构；上固定结构上装有第一驱动组件，第一驱动组件传动连接有竖直布置的转动杆；转动杆的底部装有活动架，立柱管和侧管底部安装在活动架上；第一驱动组件用于驱动活动架上下移动，活动架上装有第二驱动组件，第二驱动组件末端装有阴材夹持器，第二驱动组件用于紧固夹持阴材夹持器，控制单元用于电性连接第一驱动组件和第二驱动组件，并控制第一驱动组件和第二驱动组件的工作。本发明解决了现有的人力操作无法保障工艺时间控制准确性、人工操作存在安全隐患、用人工操作对电解过程中阴极纯铁棒根据耗用手工补充的缺陷。

权利要求

1.一种稀土合金电解阴极多功能一体自控装置，其特征在于，包括：主体结构、控制单元和电解槽；所述主体结构包括立柱管和侧管；所述立柱管和侧管顶部装有上固定结构；上固定结构上装有第一驱动组件，所述第一驱动组件传动连接有竖直布置的转动杆；所述转动杆的底部装有活动架，所述立柱管和侧管底部安装在活动架上；所述第一驱动组件用于驱动活动架上下移动，所述活动架上装有第二驱动组件，所述第二驱动组件末端装有阴材夹持器，所述第二驱动组件用于紧固夹持阴材夹持器，所述控制单元用于电性连接第一驱动组件和第二驱动组件，并控制第一驱动组件和第二驱动组件的工作，所述电解槽的内侧底部设有镅锅；所述第二驱动组件包括第一固定板、第二固定板、横板和推杆结构，所述立柱管和转动杆向下穿过第一固定板连接第二固定板，所述第一固定板一侧开设有侧槽，所述横板穿过侧槽；所述推杆结构括导电夹持座丶连接杆和锁紧气缸，所述锁紧气缸安装在横板，所述锁紧气缸的输出端连接有连接杆，所述连接杆的末端装有导电夹持座；所述第二固定板一端装有第三驱动组件；

所述电解槽的正上方装有倒锥形的气体收集罩，所述电解槽的侧壁内设有散热导槽，所述散热导槽一侧连接进水管，另一侧连接出水管，所述进水管上装有水泵，所述进水管的末端装有储水罐，所述进水管位于水泵的后端的部分还连接有侧通管，所述侧通管上装有水流驱动结构，所述水流驱动结构包括固定壳，所述固定壳上装有可转动的转轴，所述转轴上装有多个叶片，所述侧通管内水流的运动用于推动叶片运动并驱动转轴转动；所述气体收集罩中心设有便于阴极纯铁棒穿过的安装孔，所述气体收集罩的侧壁上开设有气体收集孔，所述气体收集孔内设有连接片，所述转轴伸入气体收集孔中，并活动连接连接片，所述气体收集孔连接气体收集管，所述气体收集管的末端连接有气体收集罐，所述转轴伸入气体收集孔的部分装有抽气叶片，所述抽气叶片转动抽取废气进入气体收集罐；

所述固定壳的内侧壁设有限位槽，所述限位槽内安装有自动限位块 ，所述限位槽的底部设有记忆金属制成的形变弧片，所述形变弧片通过导热弹簧连接自动限位块，所述自动限位块包括导热柱，所述导热柱的周围包围有储气囊，所述储气囊内填充有压缩的氦气，所述储气囊的底部通过通气孔连通限位槽的底部区域；所述限位槽的侧壁设有外接横杆，所述外接横杆两端装有弹性球体。

2.如权利要求1所述的一种稀土合金电解阴极多功能一体自控装置，其特征在于，所述第一驱动组件采用驱动电机。

3.如权利要求2所述的一种稀土合金电解阴极多功能一体自控装置，其特征在于，所述第二固定板下部装有第三固定板，所述立柱管底端穿过第二固定板连接第三固定板，所述第三驱动组件底部通过支撑件连接第三固定板。

4.如权利要求3所述的一种稀土合金电解阴极多功能一体自控装置，其特征在于，靠近第二驱动组件的所述横板一侧设有下连接板，所述下连接板的底部设有角度调整座转移组件，所述角度调整座转移组件外部驱动结构。

说明书

一种稀土合金电解阴极多功能一体自控装置

技术领域

[0001] 本发明涉及稀土合金电解阴极多功能一体自控装置领域，具体涉及一种稀土合金电解阴极多功能一体自控装置。

背景技术

[0002] 目前，在着科学技术高速发展的今天。稀土金属及合金应用面日益增长，作为稀土金属生产企业，电解工艺制备技术传统，产品质量只能满足以低中端下线需求客户，如何提高品质满足高端稀土金属及合金产品应用市场，对电解装备技术创新和优化升级是企业的重点，只有通过智能自动化技术手段，来实现系统装备配套控制，企业才能进步发展。

[0003] 对专统电解生产上装备技术缺少是现在的主要现状，用手工作业生产难以制备纯度一致的稀土金属及合金产品。评操作人员经验，无法实现品质可控技术保障。因稀土制备技术工艺相关联条件多，生产环境高温等特殊性。加上电解过程通常采用周期时间工艺，把电解所制得的金属液在周期时间出锅，传统都用人工操作方式，用手先推动电解让位，然后利用空间用工钳对炉内底小锅手工夹紧，再用人力把小锅提出炉外进金属液浇铸，传统的
电解模式全靠手工完成，无系统装备配套，所存在的问题和不良后果。存在以下技术问题：
1、人力操作无法保障工艺时间控制准确性，给电解炉带来了较大的工况波动范围，影响正常的电解工艺温度，品质无法保障一致性，产品只能满足低挡或普通性能，2、电解过程在熔盐介质中电化学反应，熔盐介质液体约1100度，是高温液体，人工操作存在安全隐患，3、用人工操作对电解过程中阴极纯铁棒根据耗用手工补充，人工操作评技术经验，无法控制耗
用量，影响造成每炉合金产品指标含量不一致，偏差值较大。

发明内容

[0004] 本发明针对上述问题，提出了一种稀土合金电解阴极多功能一体自控装置，解决了现有的人力操作无法保障工艺时间控制准确性、人工操作存在安全隐患、用人工操作对
电解过程中阴极纯铁棒根据耗用手工补充，人工操作评技术经验，无法控制耗用量的缺陷。

[0005] 本发明采取的技术方案如下：

[0006] 一种稀土合金电解阴极多功能一体自控装置，包括：主体结构和控制单元；所述主体结构包括立柱管和侧管；所述立柱管和侧管顶部装有上固定结构；上固定结构上装有第一驱动组件，所述第一驱动组件传动连接有竖直布置的转动杆；所述转动杆的底部装有活
动架，所述立柱管和侧管底部安装在活动架上；所述第一驱动组件用于驱动活动架上下移
动，所述活动架上装有第二驱动组件，所述第二驱动组件末端装有阴材夹持器，所述第二驱动组件用于紧固夹持阴材夹持器，所述控制单元用于电性连接第一驱动组件和第二驱动组
件，并控制第一驱动组件和第二驱动组件的工作。

[0007] 本发明通过控制单元用于电性连接第一驱动组件和第二驱动组件，并控制第一驱动组件和第二驱动组件的工作，实现了自动装入阴极纯铁棒，解决了现有的人力操作无法
保障工艺时间控制准确性、人工操作存在安全隐患、用人工操作对电解过程中阴极纯铁棒
根据耗用手工补充，人工操作评技术经验，无法控制耗用量的缺陷。

[0008] 可选的，所述第一驱动组件采用驱动电机。

[0009] 可选的，所述第二驱动组件包括第一固定板、第二固定板、横板和推杆结构，所述立柱管和转动杆向下穿过第一固定板连接第二固定板，所述第一固定板一侧开设有侧槽，所述横板穿过侧槽。

[0010] 可选的，所述推杆结构括导电夹持座丶连接杆和锁紧气缸，所述锁紧气缸安装在横板，所述锁紧气缸的输出端连接有连接杆，所述连接杆的末端装有导电夹持座。

[0011] 可选的，所述第二固定板一端装有第三驱动组件。

[0012] 可选的，所述第二固定板下部装有第三固定板，所述立柱管底端穿过第二固定板连接第三固定板，所述第三驱动组件底部通过支撑件连接第三固定板。

[0013] 可选的，靠近第二驱动组件的所述横板一侧设有下连接板，所述下连接板的底部设有角度调整座转移组件，所述角度调整座转移组件外部驱动结构。

[0014] 可选的，稀土合金电解阴极多功能一体自控装置还包括电解槽，所述电解槽的内侧底部设有镅锅。

[0015] 有益效果

[0016] 1、本发明专用于稀土电解金属合金生产，彻底改变了传统生产方式和装备技术问题，本装置技术自动化可控稀土电解金属合金生产工艺，采用了系统性多功能自控技术创
新组合使电解金属合金过程环节有可靠的技术保障。并通过本装置实现一次成型制品成份
指准小于0.2％，材质稳定一致达到大于RE99.5，无非稀土杂质隔带，各项品质技术指示品质一致稳定性优.实现自动化规模化生产，大幅提高效率及生产成本降低.等等是本多功能
自控装置使正常生产的技术保障。

[0017] 2、本发明的装置实现了自动化控制生产，效保障电解过程对电压、电流、温度等相关参数自动可控，提高稀土金属合金产品成份一致性，实现优质高纯金属稳定生产。

[0018] 3、本发明提升行业传统生产工艺技术，替代减少人员劳动强度，降底生产成本，实现了装备自动化技术应用，实现规模化电解全面集控。附图说明：

[0019] 图1是本发明的实施例1的稀土合金电解阴极多功能一体自控装置的正面结构图；

[0020] 图2是本发明的实施例1的稀土合金电解阴极多功能一体自控装置图 1的立体结构图；

[0021] 图3是本发明的实施例1的稀土合金电解阴极多功能一体自控装置的反面结构图；

[0022] 图4是本发明的实施例2的稀土合金电解阴极多功能一体自控装置控制单元的流程图；

[0023] 图5是本发明的实施例3的稀土合金电解阴极多功能一体自控装置图 3的电解槽的剖面图；

[0024] 图6是本发明的实施例3的稀土合金电解阴极多功能一体自控装置图 3的水流驱动结构的剖面结构图；

[0025] 图7是本发明的实施例3的稀土合金电解阴极多功能一体自控装置的图6的A部分局部放大图。

[0026] 图中各附图标记为：

[0027] 1、主体结构，2、电解槽，3、镅锅，4、立柱管，5、侧管，6、上固定结构，7、第一驱动组件，8、转动杆，9、活动架，10、第二驱动组件， 11、阴材夹持器，12、第一固定板，13、第二固定板，14、横板，15、推杆结构，16、侧槽，17、导电夹持座，18、连接杆，19、锁紧气缸，20、第三驱动组件，21、第三固定板，22、支撑件，23、下连接板，24、气体收集罩，25、散热导槽，26、进水管，27、出水管，28、水泵，29、储水罐，30、侧通管，31、水流驱动结构，32、固定壳，33、转轴，34、叶片， 35、安装孔，36、气体收集孔，37、连接片，38、收集管，39、气体收集罐，40、抽气叶片，41、限位槽，42、自动限位块，43、形变弧片，44、导热弹簧，45、导热柱，46、储气囊，47、通气孔，48、控制单元，49、角度调整座转移组件，50、外接横杆，51、弹性球体。

具体实施方式

[0028] 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。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

[0029] 在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。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“相连”、“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；可以是机械连接，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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0030] 实施例1

[0031] 本发明采取的技术方案如下：

[0032] 如图1、图2、图3和图4所示，本发明公开了一种稀土合金电解阴极多功能一体自控装置，包括：主体结构1、控制单元48和电解槽2，所述电解槽的内侧底部设有镅锅3。所述主体结构包括立柱管4和侧管5；所述立柱管和侧管顶部装有上固定结构6；上固定结构上装有第一驱动组件7，所述第一驱动组件传动连接有竖直布置的转动杆8；所述转动杆的底部装有活动架9，所述立柱管和侧管底部安装在活动架上；所述第一驱动组件用于驱动活动架上下移动，所述活动架上装有第二驱动组件10，所述第二驱动组件末端装有阴材夹持器11，所述第二驱动组件用于紧固夹持阴材夹持器，所述控制单元用于电性连接第一驱动组件和第
二驱动组件，并控制第一驱动组件和第二驱动组件的工作。

[0033] 所述第一驱动组件采用驱动电机。所述第二驱动组件包括第一固定板 12、第二固定板13、横板14和推杆结构15，所述立柱管和转动杆向下穿过第一固定板连接第二固定板，所述第一固定板一侧开设有侧槽16，所述横板穿过侧槽。

[0034] 所述推杆结构括导电夹持座17、连接杆18和锁紧气缸19，所述锁紧气缸安装在横板，所述锁紧气缸的输出端连接有连接杆，所述连接杆的末端装有导电夹持座。

[0035] 所述第二固定板一端装有第三驱动组件20。所述第二固定板下部装有第三固定板21，所述立柱管底端穿过第二固定板连接第三固定板，所述第三驱动组件底部通过支撑件
22连接第三固定板。靠近第二驱动组件的所述横板一侧设有下连接板23，所述下连接板的
底部设有角度调整座转移组件49，所述角度调整座转移组件外部驱动结构。

[0036] 本发明的控制单元可采用计算机系统或PLC(可编程逻辑控制器)。

[0037] 本实施例实施时，控制单元用于电性连接第一驱动组件和第二驱动组件，并控制第一驱动组件和第二驱动组件的工作，角度调整座转移组件在外部驱动结构的驱动下，带
动第三固定板整个主体结构转动，调整角度。

[0038] 实施例2

[0039] 本发明还公开了一种稀土合金电解阴极多功能一体自控装置，包括：主体结构、控制单元和电解槽，所述电解槽的内侧底部设有镅锅。所述主体结构包括立柱管和侧管；所述立柱管和侧管顶部装有上固定结构；上固定结构上装有第一驱动组件，所述第一驱动组件传动连接有竖直布置的转动杆；所述转动杆的底部装有活动架，所述立柱管和侧管底部安
装在活动架上；所述第一驱动组件用于驱动活动架上下移动，所述活动架上装有第二驱动
组件，所述第二驱动组件末端装有阴材夹持器，所述第二驱动组件用于紧固夹持阴材夹持
器，所述控制单元用于电性连接第一驱动组件和第二驱动组件，并控制第一驱动组件和第
二驱动组件的工作。

[0040] 实施例3

[0041] 本实施例3与实施例2之间的区别在于，如图5、图6、图7所示，所述电解槽的正上方装有倒锥形的气体收集罩24，所述电解槽的侧壁内设有散热导槽25，所述散热导槽一侧连接进水管26，另一侧连接出水管27，所述进水管上装有水泵28，所述进水管的末端装有储水罐29，所述进水管位于水泵的后端的部分还连接有侧通管30，所述侧通管上装有水流驱动
结构31，所述水流驱动结构包括固定壳32，所述固定壳上装有可转动的转轴33，所述转轴上装有多个叶片34，所述侧通管内水流的运动用于推动叶片运动并驱动转轴转动。所述气体
收集罩中心设有便于阴极纯铁棒穿过的安装孔35，所述气体收集罩的侧壁上开设有气体收
集孔36，所述气体收集孔内设有连接片37，所述转轴伸入气体收集孔中，并活动连接连接
片，所述气体收集孔连接气体收集管38，所述气体收集管的末端连接有气体收集罐39，所述转轴伸入气体收集孔的部分装有抽气叶片40，所述抽气叶片转动抽取废气进入气体收集
罐。

[0042] 所述固定壳的内侧壁设有限位槽41，所述限位槽内安装有自动限位块 42，所述限位槽的底部设有记忆金属制成的形变弧片43，所述形变弧片通过导热弹簧44连接自动限位
块，所述自动限位块包括导热柱45，所述导热柱的周围包围有储气囊46，所述储气囊内填充有压缩的氦气，所述储气囊的底部通过通气孔47连通限位槽的底部区域。所述限位槽的侧
壁设有外接横杆50，所述外接横杆两端装有弹性球体51。

[0043] 本实施例实施时，侧通管内流水的温度随着电解槽的工作，温度上升，当侧通管内流水的温度高于形变弧片的变态温度，形变弧片向限位槽的底部一侧偏转，并带动自动限位块向限位槽的底部移动，使得自动限位块脱离叶片，而允许叶片转动，叶片运动并驱动转轴转动，进而带动抽气叶片转动，储气囊起着缓冲避免限位块损坏叶片，当限位块向限位槽的底部一侧移动使得弹性球体堵住通气孔，使得储气囊中气压并不会进一步增大，使得储
气囊与限位槽之间的摩擦力不会进一步增大，使得限位块能够顺畅。

[0044] 因实现了只有电解槽工作的时间较长导致侧通管内流水热量积聚，导致温度上升，才会接触限制，推动抽气叶片工作，而自动收集气体，不需要人工手动控制，节约了能源。

[0045] 以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此即限制本发明的专利保护范围，凡是运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，直接或间接运用在其他相关的技术
领域，均同理包括在本发明的保护范围内。