CN102644092A - 电解金属锰阴极板自动插取板多功能一体机 - Google Patents

Abstract

本发明的电解金属锰阴极板自动插取板多功能一体机，包括行走机体，及设置在行走机体一端的、用于插取阴极板的机体吊臂，及设置在行走机体另一端的插板入口和出板出口，及设置在行走机体内的、用于插取板的拨叉联动器，及设置在行走机体内的阴极板传送链条，及用于控制上述各部件的可编程序控制器；所述阴极板传送链条包括插板传送链条和出板传送链条。其能减少人工作业，降低人员安全隐患，提高工作效率，改善生产环境。

Description

电解金属锰阴极板自动插取板多功能一体机

技术领域

本发明涉及一种电解金属锰阴极板自动插取板多功能一体机。

背景技术

电解金属锰生产中，作为电极的阴、阳极板(可重复使用)相间排列在整条电解槽槽体内，阴、阳极板的板面浸没于电解质溶液中，两阳极板之间置有阴极板隔膜框，内覆阴极板隔膜布。电解过程中，通上直流电后，电解质溶液中带正电的Mn2+向阴极板迁移，与电子结合，还原成单质金属锰，并吸附在阴极板上，一定时间后，当电解质溶液中的Mn2+都还原成单质金属锰并吸附在阴极板上时，电解过程结束。吸附在阴极板上的金属锰，将在后续工艺过程中获得。

目前电解金属锰行业中，对附着有金属锰的阴极板的插取工作均由人工完成。电解过程结束后，换板人员必须待电解槽降温后，穿戴好劳保用品，方可进行取板。换板人员将阴极板逐一从电解槽槽体中提出，放入极板车(每车可放入40-60块阴极板)，然后将极板车推至下一工艺点进行板面清洗(将阴极板上残留的电解液用高压清水冲洗干净)。在下一电解生产开始前，换板人员将准备好的备用阴极板逐一***电解槽槽体内的阴极板隔膜框中，并确保在两块阳极板的正中间位置。而人工插取板存在以下缺陷：

1.高温、漏电、腐蚀性等工作环境对操作人员存在安全隐患。

2.人工插板时，由于人为因素的不确定性，常会将阴极板隔膜框和隔膜布插坏，更容易出现插板位置偏差的情况，如：垂直方向的倾斜，水平方向上与相邻两块阳极板间距不对称等；人工取板时，除了发生隔膜布，隔膜框的损坏，还有可能将隔膜布，隔膜框连带取出。这些情况均给生产带来了诸多负面影响：阴极板位置的偏差，严重影响金属锰在阴极板板面上的吸附效率，造成了产量的降低，而隔膜框和隔膜布的损坏，增加了生产成本，也浪费了时间用在修复和重启生产线上。

3.阴极板取出后，应先进行钝化处理，目前行业中所用的方法是人工将阴极板浸入盛有钝化液的水箱，随即提出并放入极板车内，待极板车装满后，将极板车推至冲洗作业点，较为高级的方式是使用吊车将多张阴极板同时浸入水箱，再提出来移至下一作业点。阴极板在转移的过程中，带走并洒落了大量的钝化液，造成了极大的浪费，同时污染了车间环境。

4.对取板后堆积的阴极板进行清洗的过程，也是由人工来完成的，其冲洗使用的是最简单的人工手持自来水胶管对着极板车冲水的方法。该工艺过程存在水资源的严重浪费，更重要的是，由于人工操作中，每一次冲洗过程用水量和冲洗方式都不确定，因此排放出来的污水(含有电解残留液)中的PH值和其他有害金属杂质的浓度总是在变化，这样对废水的处理造成了不便。

5.目前电解金属锰行业中，阴极板在完成冲洗之后，会直接送入烘烤炉进行烘干，带有大量水分的阴极板进入烘烤炉后，其产生的大量水蒸气增加了烘烤炉的能耗，而且对烘烤炉内部的部件有一定的损伤。

6.阴极板在***电解槽之前，应先进行亮化处理，其操作方法同纯化处理一样，不同之处在于其使用的是盛有亮化液的水箱。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种减少人工作业，降低人员安全隐患，提高工作效率，改善生产环境的电解金属锰阴极板自动插取板多功能一体机。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：包括行走机体，及设置在行走机体一端的、用于插取阴极板的机体吊臂，及设置在行走机体另一端的插板入口和出板出口，及设置在行走机体内的、用于插取板的拨叉联动器，及设置在行走机体内的阴极板传送链条，及用于控制上述各部件的可编程序控制器；所述阴极板传送链条包括插板传送链条和出板传送链条。

进一步地，所述行走机体设置有链条、链轮、电动机、减速机和主动轮，所述行走机体安装在置于两条电解槽生产线中间铺设的轻型轨道上。

进一步地，所述机体吊臂包括固定在行走机体两边的固定悬臂，及与固定悬臂滑动配合的滑动吊臂，及设置在滑动吊臂内的吊臂传送链条，及设置在吊臂传送链条两侧均匀分布的极板挂钩，及设置在滑动吊臂两端的、位于吊臂传送链条端部的插取机头；所述插取机头包括左右移动气缸，及相对左右移动气缸上下移动的上下移动气缸，及设置在左右移动气缸下方的插取夹爪，及设置在插取夹爪侧面的定位导轨，及设置在插取夹爪下方的、相对设置的两组定位缓冲弹簧，所述定位缓冲弹簧包括相对设置的两个缓冲弹簧和定位导轮。

进一步地，所述拨叉联动器包括设置在阴极板传送链条侧面的、可移动的主拨叉，及设置在主拨叉上的、可相对主拨叉上下移动的主拨叉杆，及活动设置在主拨叉杆上的夹爪杆，及设置在夹爪杆下方的拨叉夹爪。

进一步地，所述行走机体内位于出板出口方向设置有冲洗间，所述冲洗间侧面设置有吹扫间，所述冲洗间另一侧面设置有钝化间，所述行走机体内位于插板入口方向设置有亮化间；所述冲洗间有高压冲洗机、补水口、循环水管道、中和剂投加口和污水排放口，所述吹扫间有高压气泵和风刀口；所述钝化间有钝化液喷洒泵，所述亮化间有亮化液喷洒泵，所述钝化间和亮化间均有循环管道、药剂投加口和污水排放口。

进一步地，所述行走机体上还设置有电控操作箱或手持电控板。

进一步地，插板入口和出板出口上均设置有极板架。

进一步地，所述可编程序控制器还连接有光电控制器。

本发明的电解金属锰阴极板自动插取板多功能一体机，大幅度地减少了人工作业，降低了人员安全隐患，也避免了由于人工操作对生产造成的影响与损失，很大程度上提高了该生产工艺过程的作业工效，减少了插取板的工序耗时，使电解工艺时间周期大为缩短。本机整合了采用循环喷洒工艺的钝化间和亮化间，提高了插取板的自动化效率，降低了生产成本，对污染进行了集中收集，统一排放；本机联动采取了集中循环冲洗工艺，使清洗阴极板的过程避免了水资源的浪费，其排放的废水能达到一个统一的浓度标准，有利于企业对污水进行处理，对生产环境的改善起到了积极的作用。吹扫间的设计，能明显降低后续烘烤工艺的能耗和设备损耗。该设备的出现，对电解锰行业自动化，标准化和规范化作业做出了很大的贡献，并可推广至其他电解行业。

附图说明

图1为本发明电解金属锰阴极板自动插取板多功能一体机的立体图；

图2为本发明中插取机头的内部结构主视图；

图3为本发明中拨叉联动器的立体图。

具体实施方式

本实施例中，参照图1至图3所示，该电解金属锰阴极板自动插取板多功能一体机是电解金属锰生产企业中，用于完成电解工艺中阴极板的自动插取、集板、钝化、清洗、吹扫、亮化等工序的大型自动化设备。该电解金属锰阴极板自动插取板多功能一体机包括行走机体1，及设置在行走机体1一端的、用于插取阴极板的机体吊臂2，及设置在行走机体1另一端的插板入口3和出板出口4，及设置在行走机体1内的、位于机体吊臂2侧面的、用于插取板的拨叉联动器5，及设置在行走机体1内的阴极板传送链条，及用于控制上述各部件的可编程序控制器(未图示)。所述阴极板传送链条包括插板传送链条60和出板传送链条61。所述行走机体1上还设置有电控操作箱7或手持电控板(未图示)。插板入口3和出板出口4上均设置有极板架30。该电解金属锰阴极板自动插取板多功能一体机各行走、传动采用的是伺服电机、步进电机及气压传动，由可编程序控制器及光电控制器(未图示)指令运行。其操作由电控操作箱7或手持电控板控制。由于阴极板在电解槽(未图示)内的特定位置关系，整机的行走和定位必须处于相对固定的位置，所以整机必须在固定轨道上行走，以确保其定位的准确。

其中，所述行走机体1设置有链条、链轮、电动机、减速机和主动轮(均未图示)，所述行走机体1安装在置于两条电解槽生产线中间铺设的轻型轨道上。通过链条、链轮由电动机，减速机驱动主动轮完成行走，其行走定位以伺服***及行程开关双重控制。

所述机体吊臂2包括固定在行走机体1两边的固定悬臂20，及与固定悬臂20滑动配合的滑动吊臂21，及设置在滑动吊臂21内的吊臂传送链条22，及设置在吊臂传送链条22两侧均匀分布的极板挂钩23，及设置在滑动吊臂21两端的、位于吊臂传送链条22端部的插取机头24；所述插取机头24包括左右移动气缸25，及相对左右移动气缸25上下移动的上下移动气缸26，及设置在左右移动气缸25下方的插取夹爪27，及设置在插取夹爪27侧面的定位导轨28，及设置在插取夹爪27下方的、相对设置的两组定位缓冲弹簧，所述定位缓冲弹簧包括相对设置的两个缓冲弹簧29和定位导轮290。工作时行走机体1到位后，从行走机体1内由可编程序控制器指令滑动吊臂21向外伸展，同时插取夹爪27勾挂、提取阴极板，每提取一块阴极板，滑动吊臂21向外伸展一次，直至电解槽内阴极板提取完毕，滑动吊臂21自动回缩。插板时，滑动吊臂21的极板挂钩23上每送出一块阴极板，插取机头24会根据定位指示将阴极板***电解槽内。每完成一块，滑动吊臂21根据指令伸展到下一块阴极板的应插位置，直至该电解槽插板作业完成，滑动吊臂21自动收缩回位，准备下一电解槽的阴极板的插取作业。

所述拨叉联动器5包括设置在阴极板传送链条侧面的、可移动的主拨叉50，及设置在主拨叉50上的、可相对主拨叉50上下移动的主拨叉杆51，及活动设置在主拨叉杆51上的夹爪杆52，及设置在夹爪杆52下方的拨叉夹爪53。主要用于完成行走机体1内阴极板的接送、倒向和在极板挂钩23上进行提取及安放阴极板的操作，其各部运行均由可编程序控制器指令完成。

所述行走机体1内位于出板出口4方向设置有冲洗间，所述冲洗间侧面设置有吹扫间，所述冲洗间另一侧面设置有钝化间，所述行走机体1内位于插板入口3方向设置有亮化间；所述冲洗间有高压冲洗机8、补水口、循环水管道、中和剂投加口和污水排放口，所述吹扫间有高压气泵9和风刀口；所述钝化间有钝化液喷洒泵10，所述亮化间有亮化液喷洒泵11，所述钝化间和亮化间均还有循环管道、药剂投加口和污水排放口。被提取的阴极板在出板传送链条61的带动下，首先进入钝化间，钝化液喷洒泵10循环喷洒钝化液对吸附有金属锰的阴极板板面进行淋浴钝化处理(出板传送链条61始终保持逆时针匀速运转状态)。随后阴极板进入冲洗间，内置的多个高压清洗水枪对吸附有金属锰的阴极板板面进行冲洗，其冲洗水源由高压冲洗机8采用泵吸循环，定点定量排放和补充，设有中和剂投加口。通过冲洗间后，阴极板进入吹扫间，由高压气泵9经风刀口吹出高压气体将板面上的水分吹干，最后阴极板在出板传送链条61的传送下，逐一从出板出口4送出至极板架30上，操作人员即可将各阴极板接装，放上极板车，送至下一工艺过程的作业点。至此取板作业完成，而待***电解槽的备用阴极板，由操作人员在插板入口3根据插板传送链条60上的限位卡，逐一将阴极板送入行走机体1内，等待行走机体1的插板指令。阴极板从插板入口3送入后，在插板传送链条60的带动下进入亮化间，亮化液喷洒泵11循环喷洒亮化液对吸附有金属锰的阴极板板面进行淋浴亮化处理(插板传送链条60始终保持顺时针匀速运转状态)。

该电解金属锰阴极板自动插取板多功能一体机的工作方法，包括以下步骤：

取板操作：1.依生产现场要求启动行走机体1行走，按可编程序控制器设定的电解槽槽号行走至相应位置(其精确定位由电解槽附近安置的定位片指示行走机体上的光电控制器来确定)，并锁定行走机体行走控制器(未图示)。2.待行走机体1锁定后，滑动吊臂21向指定槽位方向(例如向右侧槽取板)伸展，至插取机头24(此时插取机头24的左右移动气缸25应处于右侧位置)靠近电解槽的初始位置(靠行走机体一侧)，并由光电控制器确定第一块阴极板的精确位置，此时行走机体1内的拨叉联动器5就位至N轴线(A1点)位置，主拨叉杆51应下降到设定高度(此时夹爪杆52应处于和吊臂传送链条22平行的位置)。3.插取机头的上下移动气缸26下降到设定高度(此时插取夹爪27已处于电解槽内阴极板的铜条两侧)，收紧插取夹爪27(此时已抓紧阴极板铜条)，上下移动气缸26回升(提取阴极板)到设定高度；左右移动气缸25左移至设定位置，此时阴极板铜条正处于滑动吊臂21内的吊臂传送链条22上的极板挂钩23的右上方(极板挂钩23的就位是在每一次取板前由光电控制器检测并由可编程序控制器指令吊臂传送链条22停止运转来确定的)，然后上下移动气缸26下降，同时插取夹爪27松开，阴极板被勾挂，再由可编程序控制器指令滑动吊臂21平移至下块阴极板的位置，此时插取机头24回位并开始进行下一块阴极板的提取直至该条电解槽内所有阴极板全部提取完毕；滑动吊臂21上的吊臂传送链条22顺时针方向运转，当光电控制器检测到吊臂传送链条22上的极板挂钩23上的阴极板到达取板接板点时(由光电控制器检测)，吊臂传送链条22停止运转，拨叉联动器5由A1点平移至C1点，顺时针旋转90度(此时夹爪杆52应位于吊臂传送链条22的下方并与之垂直)。拨叉联动器5的夹爪杆52则移至D1位置实施抓夹，接着逆时针开始旋转90度(同时指令吊臂传送链条22继续顺时针运转)，拨叉联动器5从C1点平移至A1点，阴极板脱勾后，夹爪杆52已旋转90度而与吊臂传送链条22处于平行状态，然后拨叉联动器5的主拨叉杆51上升至设定高度；主拨叉杆51在N轴上升到位后，可编程序控制器指令出板传送链条61逆时针运转，同时指令拨叉联动器5从A1点平移至B1点(此时夹爪杆52应处于出板传送链条61的上方)，而夹爪杆52移至E1位置，然后拨叉夹爪53松爪，阴极板被置放于出板传送链条61上，拨叉联动器5回位至A1点，主拨叉杆51下降到位；2.当被取阴极板在出板传送链条61的带动下进入行走机体1内的钝化间时(由光电控制器检测)，启动钝化液喷洒泵10，对吸附有金属锰的阴极板板面进行淋浴钝化处理(其工作时间由可编程序控制器设定)，钝化液采用循环集中使用、定时排放与补充的方式；3.当出板传送链条61上的阴极板进入行走机体1内的冲洗间时(由光电控制器检测)，启动高压冲洗机8，进行板面清洗(其工作时间由可编程序控制器设定)；4.当出板传送链条61上的阴极板进入行走机体1内的吹扫间时(由光电控制器检测)，启动高压气泵9，进行板面吹风(其工作时间由可编程序控制器设定)；5.当出板传送链条61上的阴极板行经出板出口4到达极板架30时，由操作人员接取阴极板，放置到现场使用的极板车上，集中以后推至下一工序的作业点。

插板操作：1.当所作业的电解槽内所有阴极板全部提取完毕后，可编程序控制器将指令插板传送链条60顺时针运转(此指令时间也可设定在取电解槽内最后一块阴极板之前)，由操作人员根据插板传送链条60上的设定卡位从插板入口3逐一搁放阴极板，同时行走机体1内的拨叉联动器5由A1点平移至O轴(A点)，主拨叉杆51在O轴上升到位(此时夹爪杆52应与吊臂传送链条22处于平行状态)；2.当被送入的备用阴极板在插板传送链条60的带动下进入亮化间时(由光电控制器检测)，启动亮化液喷洒泵11，对阴极板板面进行淋浴亮化处理(其工作时间由可编程序控制器设定)；亮化液采用循环集中使用、定时排放与补充的方式；3.当插板传送链条60上的第一块阴极板到达插板接板点时(由光电控制器检测)，插板传送链条60停止运转，拨叉联动器5从A点平移至B点，同时夹爪杆52移至E位置，对第一块阴极板实行抓夹，然后等待极板挂钩23就位；4.吊臂传送链条22适当运转，当光电控制器检测到极板挂钩23到达O轴线偏右的特定位置时(由光电控制器检测)，吊臂传送链条22停止行动，拨叉联动器5从B点平移至A点，主拨叉杆51下降到位，夹爪杆52移至D位置，然后旋转90度，拨叉夹爪53松爪，此时阴极板铜条已置于吊臂传送链条22上的极板挂钩23的左上方，可编程序控制器指令插板传送链条60顺时针运转，吊臂传送链条22逆时针运转，拨叉联动器5回位，进行下一块板的接送操作，当阴极板被极板挂钩23送出到吊臂传送链条22的右端时，吊臂传送链条22停止运转，等待插取机头24根据定位指示将阴极板***电解槽内，其各部分工作方式跟取板操作时相反。以此类推，直至该电解槽设定数量的应***极板插完为止(由可编程序控制器读数控制)。

另，取左侧阴极板时，拨叉联动器5需在O轴(A点)完成对吊臂传送链条22上的极板挂钩23上的阴极板的接送、倒向；在插左侧阴极板时，拨叉联动器5需平移到M轴(A2点)。

本发明的电解金属锰阴极板自动插取板多功能一体机，大幅度地减少了人工作业，降低了人员安全隐患，也避免了由于人工操作对生产造成的影响与损失，很大程度上提高了该生产工艺过程的作业工效，减少了插取板的工序耗时，使电解工艺时间周期大为缩短。本机整合了采用循环喷洒工艺的钝化间和亮化间，提高了插取板的自动化效率，降低了生产成本，对污染进行了集中收集，统一排放；本机联动采取了集中循环冲洗工艺，使清洗阴极板的过程避免了水资源的浪费，其排放的废水能达到一个统一的浓度标准，有利于企业对污水进行处理，对生产环境的改善起到了积极的作用。吹扫间的设计，能明显降低后续烘烤工艺的能耗和设备损耗。该设备的出现，对电解锰行业自动化，标准化和规范化作业做出了很大的贡献，并可推广至其他电解行业。

以上已将本发明做一详细说明，以上所述，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能限定本发明实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖范围内。

Claims (8)

1.一种电解金属锰阴极板自动插取板多功能一体机，其特征在于：包括行走机体，及设置在行走机体一端的、用于插取阴极板的机体吊臂，及设置在行走机体另一端的插板入口和出板出口，及设置在行走机体内的、用于插取板的拨叉联动器，及设置在行走机体内的阴极板传送链条，及用于控制上述各部件的可编程序控制器；所述阴极板传送链条包括插板传送链条和出板传送链条。

2.根据权利要求1所述的电解金属锰阴极板自动插取板多功能一体机，其特征在于：所述行走机体设置有链条、链轮、电动机、减速机和主动轮，所述行走机体安装在置于两条电解槽生产线中间铺设的轻型轨道上。

3.根据权利要求1所述的电解金属锰阴极板自动插取板多功能一体机，其特征在于：所述机体吊臂包括固定在行走机体两边的固定悬臂，及与固定悬臂滑动配合的滑动吊臂，及设置在滑动吊臂内的吊臂传送链条，及设置在吊臂传送链条两侧均匀分布的极板挂钩，及设置在滑动吊臂两端的、位于吊臂传送链条端部的插取机头；所述插取机头包括左右移动气缸，及相对左右移动气缸上下移动的上下移动气缸，及设置在左右移动气缸下方的插取夹爪，及设置在插取夹爪侧面的定位导轨，及设置在插取夹爪下方的、相对设置的两组定位缓冲弹簧，所述定位缓冲弹簧包括相对设置的两个缓冲弹簧和定位导轮。

4.根据权利要求1所述的电解金属锰阴极板自动插取板多功能一体机，其特征在于：所述拨叉联动器包括设置在阴极板传送链条侧面的、可移动的主拨叉，及设置在主拨叉上的、可相对主拨叉上下移动的主拨叉杆，及活动设置在主拨叉杆上的夹爪杆，及设置在夹爪杆下方的拨叉夹爪。

5.根据权利要求1所述的电解金属锰阴极板自动插取板多功能一体机，其特征在于：所述行走机体内位于出板出口方向设置有冲洗间，所述冲洗间侧面设置有吹扫间，所述冲洗间另一侧面设置有钝化间，所述行走机体内位于插板入口方向设置有亮化间；所述冲洗间有高压冲洗机、补水口、循环水管道、中和剂投加口和污水排放口，所述吹扫间有高压气泵和风刀口；所述钝化间有钝化液喷洒泵，所述亮化间有亮化液喷洒泵，所述钝化间和亮化间均有循环管道、药剂投加口和污水排放口。

6.根据权利要求1所述的电解金属锰阴极板自动插取板多功能一体机，其特征在于：所述行走机体上还设置有电控操作箱或手持电控板。

7.根据权利要求1所述的电解金属锰阴极板自动插取板多功能一体机，其特征在于：插板入口和出板出口上均设置有极板架。

8.根据权利要求1所述的电解金属锰阴极板自动插取板多功能一体机，其特征在于：所述可编程序控制器还连接有光电控制器。

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