[0001] 本发明涉及一种预焙阳极在线炭碗自动填充装备，属碳阳极生产设备技术领域。

[0002] 目前在预焙阳极通过炭阳极在焙烧炉中高温焙烧形成加工作业中，焙烧作业是因为温度升高而易造成碳碗中填充料发生软化、迁移现象，从而导致碳碗内填充料因发生塌落而导致填充料中间产生空洞、碳碗上表面发生塌落等严重影响阳极产品质量情况发生，而针对这一问题，当前尚无有效的可连续进行原料填充作业的设备，虽然当前开发的填料设备种类众多，物料填充作业往往仅能在低温状态下进行，但由于碳碗内物料塌落时均处于高温状态，且低温作业状态又无法发现塌落及空腔等缺陷，因此操作人员往往难以靠近进行物料补充作业，同时即便可通过人工等手段完成对碳碗表面塌落层进行填充作业，但对碳碗内填充料内部因塌落而出现空洞缺陷依然无法有效修复处理，从而导致碳碗内部依然存在较多的空腔，并最终焙烧完成后导致炭碗缺陷等废品。

[0003] 此外传统的炭阳极炭碗填充往往是由人工手动填充，工作效率低，工作量繁重，工作劳动强度大并存在较大的安全隐患。

[0004] 因此针对这一问题，迫切需要研发一种预焙阳极在线炭碗自动填充装备，以满足实际生产活动工作的需要。

[0017] 为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于施工，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

[0018] 如图1‑图7所示，一种预焙阳极在线炭碗自动填充装备，包括承载机架1、承载立柱2、水平驱动机构3、缓存料斗4、混料机构5、升降驱动机构6、填充机构7及驱动电路8，承载机架1为横断面呈矩形的框架结构，其轴线与水平面平行分布，承载机架1外侧面通过升降驱动机构6与至少四条承载立柱2滑动连接，各承载立柱2环绕承载机架1均布并与水平面垂直分布，同时承载机架1内设至少一个轴线与水平面垂直分布的混料机构5，混料机构5对应的承载机架1下方设一条与水平面平行分布的水平驱动机构3，混料机构5上端面与至少两个缓存料斗4连接，下端面与一个与其同轴分布的填充机构7连通，填充机构7轴线与水平面垂直分布，其上半部位于承载机架1下半部内，并通过升降驱动机构6与承载机架1滑动连接，其下半部位于水平驱动机构3上方，缓存料斗4下半部嵌于承载机架1内，且其外侧面与承载机架1上端面通过弹性连接器连接，驱动电路8与承载机架1外侧面连接，并分别与水平驱动机构3、缓存料斗4、混料机构5、升降驱动机构6、填充机构7间电气连接。

[0019] 通过升降驱动机构可灵活调整承载机架、填充机构在竖直方向的工作高度，从而满足不同生产加工作业的需要，也便于满足与不同设备间协同配合运行的需要。

[0020] 重点说明的，所述填充机构7包括导流管71、弹性连接管72、电加热器73、驱动棒74、超声波震荡机构75、驱动螺母76、驱动电机77、装配侧板78、导向套79、传动轴701、旋转驱动电机702、密封座703、弹性金属条704，其中所述导流管71为倒置的圆台状空心管状结构，其上端面通过弹性连接管72与混料机构5连通，所述驱动棒74嵌于导流管71的下半部内，并与导流管71同轴分布，所述驱动棒74为螺纹柱结构，其下端面位于导流管71下端面外，上半部位于导流管71内并与驱动螺母76间啮合连接，所述驱动螺母76嵌于导向套79内，并与导向套79均包覆在驱动棒74外，且所述驱动螺母76和导向套79均与驱动棒74同轴分布，且驱动螺母76与驱动电机77连接，所述驱动电机77嵌于导向套79下端面内，所述装配侧板78至少两个，环绕导向套79轴线均布，且装配侧板78两端分别通过传动轴701与导向套79外侧面及导流管71侧壁铰接，并通过传动轴701与旋转驱动电机702连接，所述旋转驱动电机702与导向管71外侧面连接，且装配侧板78环绕传动轴701轴线进行0°—360°范围旋转，同时装配侧板78轴线与导流管71轴线相交，并呈45°—90°夹角，所述驱动棒74下半部内设与其同轴分布的装配腔705，所述装配腔705内设至少一个超声波震荡机构75结构，且超声波震荡机构75沿驱动棒74轴线方向分布，所述密封座703包覆在驱动棒74下端面外并对驱动棒74的装配腔705进行封堵，所述弹性金属条704嵌于密封座703内并与驱动棒74同轴分布，且弹性金属条704上端面位于装配腔705内并与超声波震荡机构75连接，同时弹性金属条704下端面位于驱动棒74下端面外，并与驱动棒74下端面之间间距不小于5厘米，所述电加热器73至少两个，嵌于导流管71侧壁内并环绕导流管71轴线呈螺旋状从上向下分布，所述电加热器73、超声波震荡机构75、驱动电机77、旋转驱动电机702均与驱动电路8电气连接。

[0021] 运行中，通过混料机构配置的原料输送至导流管内，并通过导流管输送到下方水平驱动机构上的阳极碳碗内，并通过导流管设置为倒置圆台状的漏斗结构提高物料填充到碳碗时的效率和精度，防止物料遗漏，同时在填充过程中，一方面通过电加热器对物料进行预加热，从而防止物料在碳碗内因后续焙烧时高温而发生迁移现象发生；另一方面通过驱动螺母、驱动电机有效调整驱动棒的工作高度，利用驱动棒的下压作用对填充在碳碗内的填充料进行压实，消除填充料内存在的空隙、空洞等缺陷；此外在运行中，在驱动棒下压过程中，弹性金属条刺入到碳碗内填充料的内部，并在超声波震荡机构协同下对碳碗内的填充料进行机械振动，提高碳碗内填充料分布的均匀性，并协助消除填充料内存在的空隙、空洞等缺陷；同时利用超声波震荡机构的机械振动，另可有效的提高填充料的流动性，提高碳碗填充效率的同时，另可防止填充料发生堵塞现象。

[0022] 其中，所述装配侧板78为鱼骨板结构，且装配侧板78后端面比导向套79上端面高至少3厘米，所述导向套79上端面设分流机构9，所述分流机构9包括弹簧柱91、导流板92、激振器93、碟形弹簧94、旋转底座95，所述导流板92为与导向套79同轴分布的正棱锥结构，且导流板92下端面通过至少三条弹簧柱91与导向套79上端面连接，各弹簧柱91环绕导向套79轴线均布并与导向套79轴线平行分布，同时所述导流板92下端面直径为导向套79上端面直径的至少1.3倍，且导流板92下端面位于导向套79上端面上方至少5厘米，所述旋转底座95与导流板92下端面连接并同轴分布，且旋转底座95通过碟形弹簧94与导流板92下端面连接，此外所述旋转底座95另包覆在驱动棒74上端面外，驱动棒74通过旋转底座95与导流板92间滑动连接，所述激振器93至少两个，与导流板92下端面连接并环绕导流板92轴线均布，同时各激振器93均与驱动电路8电气连接。

[0023] 设置的装配侧板一方面可实现对导向套进行装配定位，满足导向套及与导向套连接的各设备装配定位的需要；另一方面装配侧板可在驱动电机的驱动下进行旋转，并利用其鱼骨板结构实现对导流管内的填充料进行驱动下行，防止填充料堵塞情况发生。

[0024] 其中设置的分流机构，一方面可通过设置的导流板对物料进行分流，防止物料对导向套及与导向套连接的设备造成污染和堵塞；另一方面可实现对物料流进行分流，提供物料输送流动的均匀性，同时通过设置在导流板下端面的激振器，有效的对流经导流板的物料进行机械振动，从而有效提高物料分流的效率，防止物料堵塞。

[0025] 特别说明的，所述导流管71包括基础管段711、扩展管段712及测距传感器713，其中所述基础管段711位于导流管71的上半部位置，同时基础管段711下端面通过螺纹与一个扩展管段712连接并同轴分布，同时所述扩展管段712至两个，且各相邻两扩展管段712间通过螺纹连接并同轴分布，同时位于最下方的扩展管段712的下端面另设一个测距传感器713，且测距传感器713与驱动电路8电气连接。

[0026] 通过设置的测距传感器，提高导流管与下方阳极碳碗间定位的精度，同时将导流管设置为基础管段、扩展管段的装配结构，可通过调整扩展管段有效调整导流管的长度，从而实现根据不同生产加工作业的需要灵活调整导流管结构，提高设备操作调整的灵活性。

[0027] 本实施例中，所述混料机构5包括混料仓51、旋转搅拌桶52、齿圈53、驱动齿轮54、承载滑轨55、驱动电机77、搅拌轴57、搅拌桨叶58、长搅拌臂59、短搅拌臂50、电加热机构56，其中所述混料仓51为轴线与水平面垂直分布的鼓形腔体结构，其上端面和下端面分别设与其同轴分布的加料口501和排料口502，其中加料口501与各缓存料斗4连通，排料口502与填充机构7连通，所述旋转搅拌桶52位于混料仓51的上半部内并与混料仓51间同轴分布，所述旋转搅拌桶外侧面通过至少一个与混料仓51同轴分布的承载滑轨55与混料仓51内侧面滑动连接，同时旋转搅拌桶52外侧面另与一个与其同轴分布的齿圈53，且齿圈53通过驱动齿轮54与驱动电机77连接，所述搅拌轴57嵌于混料仓51下半段内，其轴线与混料仓51轴线垂直分布并相交，所述搅拌轴57外侧面与若干环绕其轴线均布的长搅拌臂59和短搅拌臂50，且短搅拌臂50位于相邻两长搅拌臂59之间，所述长搅拌臂59、短搅拌臂50的前端面均与一个搅拌桨叶58连接，所述长搅拌臂59、短搅拌臂50所连接的搅拌桨叶58的驱动方向相反，且长搅拌臂59、短搅拌臂50所连接的搅拌桨叶58之间间距为搅拌桨叶58宽度的1.5—3倍，同时所述搅拌轴57另与驱动电机77间连接，所述驱动电机77共两个，均与混料仓51外侧面连接，并分别与旋转搅拌桶52和搅拌轴57连接，同时两个驱动电机77分别与驱动电路8电气连接，所述电加热机构56至少两个，嵌于混料仓51侧壁内表面，并位于旋转搅拌桶52和搅拌轴57之间，同时各电加热机构56均与驱动电路8电气连接。

[0028] 在进行混料作业时，通过缓存料斗将计量好的物料一同添加到混料仓的旋转搅拌桶内，通过旋转搅拌桶的旋转实现对物料进行初步搅拌混合，在完成混合搅拌后打开控制阀，将旋转搅拌桶内完成混合的物料输送至旋转搅拌桶下方的混料仓内，并由混料仓内的搅拌轴、搅拌桨叶、长搅拌臂、短搅拌臂协同进行二次搅拌混合，从而完成对填充料进行搅拌混合作业的需要；且在搅拌中，旋转搅拌桶与搅拌轴的驱动方向不同，从而有效提高搅拌混合的效
率，提高填充料的搅拌均匀性；同时搅拌轴通过长搅拌臂、短搅拌臂所连接搅拌桨叶的高度差及搅拌方向相反的结构，一方面实现对混料仓内不同深度位置物料搅拌作业的需要；另一方面通过方向相仿的搅拌桨叶同步运行，实现在搅拌中同时出现两个流动方向相反的物料流，从而进一步提高物料搅拌效率和搅拌混合的效率。

[0029] 同时，所述旋转搅拌桶52包括桶体521、搅拌板522、搅拌棒523、控制阀524，其中所述桶体521为椭球体腔体结构，其上端面及下端面均设一个与其同轴分布的导流口525，且其上端面的导流口525与加料口501连通并包覆在加料口501外，所述搅拌板522若干，位于桶体内并环绕桶体521的轴线呈螺旋状结构从上向下分布，同时所述搅拌板522均为曲面结构，且其长度为其所在位置桶体521横断面直径的50%—70%，且搅拌板522轴线与桶体521的轴线呈90°—135°夹角，并呈斜向上方向分布，所述搅拌棒523若干，位于桶体521内，与桶体521底部连接并垂直分布，且各搅拌棒523均为麻花杆结构，其长度为桶体521高度的1/10—
1/5，所述控制阀524与桶体521下端面的导流口525连接，且桶体521通过控制阀524与混料仓51连通，同时控制阀524与驱动电路8电气连接。

[0030] 通过设置的搅拌板、搅拌棒、协同运行，实现对物料搅拌混合作业的工作效率。

[0031] 本实施例中，所述缓存料斗4包括料斗41、控制阀524、引流管42、上料绞龙43、计量传感器44，其中所述料斗41下半部位于承载机架1内并与承载机架1连接，且料斗41下端面通过控制阀524与引流管42连通，并通过引流管42与混料机构5连通，所述料斗41上端面通过铰链与上料绞龙43间铰接，并连通，同时上料绞龙43另通过铰链机构与承载立柱2间铰接，所述计量传感器44共两个，分别位于上料绞龙43的上端面和下端面处，同时所述控制阀524、上料绞龙43、计量传感器44均与驱动电路8电气连接。

[0032] 设置的上料绞龙可有效实现固体、流体等物料自动上料作业的需要，降低劳动强度的同时，另可与计量传感器配合，实现对添加到料斗内的添加精度。

[0033] 进一步优化的，所述控制阀524为闸板阀。

[0034] 本实施例中，所述升降驱动机构6为齿轮齿条机构、丝杠驱动机构中的任意一种，同时所述驱动电路8为以可编程控制器为基础的电路系统，并设串口通讯电路。

[0035] 本实施例中，所述水平驱动机构3为链板式输送机、网带输送机中的任意一种。

[0036] 本发明一方面具有良好的承载能力，并可实现多种物料进行精确配比混料作业的需要，且混料配置作业精度和效率高，并可有效防止物料粘接等而造成填料设备堵塞情况发生，有效提高填料作业的稳定性；另一方面可有效的提高原料向碳碗中添加作业的精度，可实现连续向碳碗内添加物料的同时，有效防止碳碗中物料因温度变化、机械振动等因素造成原料在碳碗中发生塌落而在碳碗中出现大量的空洞、并因此产生掉块而严重影响碳碗的生产加工质量的缺陷，并有效的降低物料连续填料作业的劳动强度和难度。

[0037] 以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。