一种智能擦洗机的制作方法

1.本发明涉及擦洗设备技术领域，具体为一种智能擦洗机。


背景技术：

2.在进行高品质硅砂的清洗过程中，传统的清洗方式，清洗效果不佳，砂石表面附着物附着力较强，简单水洗无法使其脱落，因此专利号为201921817347.x和200420096986.9的中国专利分别公开了一种硅砂强力涡流擦洗机和四槽硅砂擦洗机，均采用多槽式擦洗结构，内部设置搅拌机构，使砂石能够上下翻滚冲击，从而实现砂石表面的擦洗，进一步提升了擦洗效果；
3.以上两种擦洗机均采用逐级擦洗，即在砂石经上级擦洗筒擦洗后，流入下级擦洗筒直至排出，整体呈顺序流动，整体速度较为稳定，但是，砂石表面附着物的附着力和附着量并不是完全相同，采用相同的擦洗时间，部分砂石清洁率较高，而部分砂石的清洁率则不足，而传统的擦洗设备中，不具备监控擦洗效果的能力，所有砂石被一同排出，造成产出砂石清洁度不一致，影响砂石品质。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种智能擦洗机，采用在擦洗筒内集成多种传感器，对浆液浓度进行实时检测，进而对硅砂的清洁度进行判断，结合搅拌桨组内下层桨叶的高度变化和水平夹角变化，改变上下搅拌桨组为硅砂提供的竖直初速度差，改变揉搓模式，和整体流向，能够使下级擦洗筒内硅砂反流至上级擦洗筒，进行反复擦洗，保证其清洁效果，并在出料端增加可调式出料机构，通过改变溢流高度的形式，对不同高度砂浆进行排料，以保证擦洗后砂浆的清洁度，可以有效解决背景技术中的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种智能擦洗机，包括机体、擦洗机构和排料机构；
6.机体，内部设置两组或两组以上的擦洗筒，且相邻擦洗筒底部连通，首级擦洗筒上端连通设置有进料口，尾级擦洗筒侧边设置有出料口，每组擦洗筒内均设置有独立控制的擦洗机构；所述擦洗筒内壁自上而下设置有若干组浓度传感器；尾级擦洗筒内设置有液位传感器；
7.擦洗机构，包括上下两组转速等比例、且转向相反的搅拌桨组，和驱动搅拌桨组转动的变频电机；上层和/或下层的搅拌桨组内的桨叶水平夹角可调；
8.排料机构，包括布置在出料口处、且溢流高度可调的伸缩门。
9.作为本发明的一种优选技术方案，所述擦洗机构还包括同轴转动布置的长轴和短轴，上层和下层的搅拌桨组分别与短轴和长轴固定安装；
10.所述长轴内同轴滑动安装有内轴，所述长轴和内轴之间设置有驱动的第二伸缩杆，所述内轴底端转动设置有引导盘；
11.下层的搅拌桨组包括活动桨叶，所述活动桨叶长度方向的中线垂直于长轴底端轴
线位置转动安装，且活动桨叶宽度方向的侧边通过两端铰接的连杆与引导盘连接；
12.当内轴带动引导盘相对长轴轴向运动时，能够带动活动桨叶的水平夹角变化。
13.作为本发明的一种优选技术方案，所述长轴能够与短轴向轴向相对运动，且两者之间布置有驱动相对运动的第一伸缩杆；
14.所述擦洗机构还包括齿轮箱，所述齿轮箱内输出齿轮同时啮合两组转向相反的输出齿轮，所述长轴与其中一组输出齿轮以花键轴的形式同轴安装，所述短轴与另一组输出齿轮同轴安装。
15.作为本发明的一种优选技术方案，所述排料机构还包括与出料口连通的排料仓，所述排料仓底端设置出口，所述伸缩门包括两组重叠的挡板；
16.还包括调节挡板重叠量的第三伸缩杆。
17.作为本发明的一种优选技术方案，所述机体内除尾级擦洗筒外，其余擦洗筒内设置有空化清洗系统；所述空化清洗系统包括倾斜布置在擦洗筒底部的支撑滤板，所述支撑滤板下方设置有连接高压气源的曝气管。
18.作为本发明的一种优选技术方案，所述活动桨叶包括处于轴线位置的主轴(20211)，和固定布置在主轴(20211)两端的端靠(20213)，所述主轴(20211)外部沿垂直于自身轴线方向设置有若干组翅片(20212)，相邻两组翅片(20212)未处于平行平面内。
19.作为本发明的一种优选技术方案，所述活动桨叶两端的端靠(20213)的端部之间固定设置有稳杆(20214)，所述翅片(20212)的自由端与稳杆(20214)固定连接，且其中一组稳杆(20214)的端部与连杆通过球铰链铰接。
20.作为本发明的一种优选技术方案，所述主轴(20211)为双层管设计，内层为圆管，外层为椭圆管，椭圆管短径内壁与圆管外壁接触焊接，椭圆管长径方向与翅片(20212)长度方向一致。
21.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本智能擦洗机在现有的多槽擦洗机的基础上，增加了多级的浓度传感器和可调控的擦洗机构和排料机构；利用不同安装高度的浓度传感器，对擦洗筒内不同高度的砂浆浓度进行检测，通过不同深度的浓度变化速率判断内部砂浆的清洁效果；
22.利用可调的桨叶高度和旋度，在不改变上下搅拌桨组的转速差前提下，调整上下搅拌桨组对不同层砂浆的扰动度，从而改变上下层砂浆之间的冲击速度和角度，从而提升硅砂表面相互接触的几率，促使表面附着物脱落，进而达到快速清洁硅砂的效果；
23.同时采用溢流高度可调的排料机构，结合擦洗筒内液位传感器和不同高度的浓度传感器，对不同深度的浆液浓度进行监控和溢流，以满足砂浆排放标准，避免砂浆过度擦拭或清洁力度不足的问题。
附图说明
24.图1为本发明结构示意图；
25.图2为本发明横向剖视图；
26.图3为本发明纵向剖视图；
27.图4为本发明擦洗机构示意图；
28.图5为本发明下层搅拌桨组示意图；
29.图6和图7为本发明不同工作模式下的示意图；
30.图8为本发明活动桨叶示意图；
31.图9为本发明活动桨叶侧视图。
32.图中：1、机体；101、进料口；102、出料口；103、支撑滤板；104、曝气管；2、擦洗机构；201、上层搅拌桨组；202、下层搅拌桨组；2021、活动桨叶；20211、主轴；20212、翅片；20213、端靠；20214、稳杆；2022、引导盘；2023、连杆；203、长轴；204、短轴；205、齿轮箱；206、第一伸缩杆；207、第二伸缩杆；208、内轴；3、排料机构；301、伸缩门；302、第三伸缩杆；4、液位传感器。
具体实施方式
33.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
34.实施例一：
35.请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种智能擦洗机，包括机体1、擦洗机构2和排料机构3；
36.机体1，内部设置两组或两组以上的擦洗筒，且相邻擦洗筒底部连通，首级擦洗筒上端连通设置有进料口101，尾级擦洗筒侧边设置有出料口102，每组擦洗筒内均设置有独立控制的擦洗机构2；擦洗筒内壁自上而下设置有若干组浓度传感器；尾级擦洗筒内设置有液位传感器4；
37.擦洗机构2，包括上下两组转速等比例、且转向相反的搅拌桨组，和驱动搅拌桨组转动的变频电机；上层和/或下层的搅拌桨组内的桨叶水平夹角可调；
38.排料机构3，包括布置在出料口102处、且溢流高度可调的伸缩门301。
39.参阅图7和图8，以两级擦洗筒，且仅下层搅拌桨组202内的桨叶角度可调为例；
40.即上层搅拌桨组201内浆叶为固定式，当上层搅拌桨组201随短轴204公转时，其能够在砂浆内产生向下的旋流，促使内部硅砂产生向下的冲击力，与下方悬浮硅砂会上浮的硅砂进行冲击摩擦，从而消除硅砂表面的氧化层和附着物；
41.下层搅拌桨组202内采用活动桨叶2021，其桨叶的水平夹角可调，由于下层搅拌桨组202与上层搅拌桨组201旋向相反，即当活动桨叶2021水平夹角与上层搅拌桨组201一致时，下层搅拌桨组202能够在砂浆内形成向上的旋流，与上层搅拌桨组201产生的向下的旋流相互冲击，从而利用两股对冲的旋流，增加硅砂砂砾之间的碰撞概率，提升其表面氧化层和附着物的去除效果；
42.当活动桨叶2021水平夹角与上层搅拌桨组201相反时，此时下层搅拌桨组202同步产生向下的旋流，使砂浆整体向下流动，从而能够使砂浆从该擦洗筒通过下方的连通部位流向另一级的擦洗筒，即能够主动控制砂浆在不同擦洗筒内流动；
43.配合在擦洗筒内加装浓度传感器，实时检测本擦洗筒内含沙量，若含沙量较少或较多，均会对砂浆的流动性和砂砾之间的撞击率产生影响，若检测到本擦洗筒内含沙量较大，则通过调整本擦洗筒内活动桨叶2021的水平夹角，产生向下的旋流，将本擦洗筒内的砂
浆向两侧连通的擦洗筒内转移；若本擦洗筒内砂浆浓度过低，则调整相邻两侧擦洗筒内的活动桨叶2021水平夹角，将两侧擦洗筒内的砂浆向本擦洗筒内补充，从而保证各擦洗筒内砂浆浓度稳定，以保证最佳擦洗效果，从而提升擦洗效率，缩短擦洗时间；
44.同时上层搅拌桨组201和下层搅拌桨组202采用相反的旋向，因此擦洗机构2整体受力趋于均衡，其安装位置不会承受过大的扭矩，且在擦拭过程中，设备整体振动得到有效控制。
45.参阅图3-图5，擦洗机构2还包括同轴转动布置的长轴203和短轴204，上层和下层的搅拌桨组分别与短轴204和长轴203固定安装；
46.长轴203内同轴滑动安装有内轴208，长轴203和内轴208之间设置有驱动的第二伸缩杆207，内轴208底端转动设置有引导盘2022；
47.下层的搅拌桨组包括活动桨叶2021，活动桨叶2021长度方向的中线垂直于长轴203底端轴线位置转动安装，且活动桨叶2021宽度方向的侧边通过两端铰接的连杆2023与引导盘2022连接；
48.当内轴208带动引导盘2022相对长轴203轴向运动时，能够带动活动桨叶2021的水平夹角变化。
49.在进行活动桨叶2021的水平夹角调整时，选择主轴20211转动安装，且用引导盘2022通过连杆2023连动活动桨叶2021端部一侧的方式进行调整，通过延长力臂的方式，降低主轴20211处承受的扭矩，从而使桨叶能够承受更大的转速，使砂浆内砂砾能够获得更大的冲击速度，即能够提升砂砾相互冲击时的表面附着物剥离能力。
50.参阅图3，长轴203能够与短轴204向轴向相对运动，且两者之间布置有驱动相对运动的第一伸缩杆206；
51.擦洗机构2还包括齿轮箱205，齿轮箱205内输出齿轮同时啮合两组转向相反的输出齿轮，长轴203与其中一组输出齿轮以花键轴的形式同轴安装，短轴204与另一组输出齿轮同轴安装。
52.在实际擦拭过程中，砂砾密度较大，会出现沉底的问题，若下层搅拌桨组202安装位置过低，则其启动所需扭矩较大，极易造成驱动电机的烧毁；若下层搅拌桨组202的安装高度过高，则会造成底层砂浆难以被带动形成旋流，底层砂砾的相互摩擦力不足；因此通过第一伸缩杆206动作，带动长轴203和下层搅拌桨组202同步上下运动，调整下层搅拌桨组202的深度；
53.同时与擦洗筒内不同高度的浓度传感器相结合使用，检测到对应层高的砂浆浓度较高时，调整下层搅拌桨组202高度至对应位置，以促使擦洗筒内各部位砂浆浓度接近，从而获得较好的擦洗效果。
54.参阅图2，排料机构3还包括与出料口102连通的排料仓，排料仓底端设置出口，伸缩门301包括两组重叠的挡板；
55.还包括调节挡板重叠量的第三伸缩杆302；
56.在进行擦洗过程中，需要不断加入清洗水，通过流动的清洗水带走擦洗掉的杂质，而杂质的分离多数采用溢流的形式，而由于内部擦洗机构2的持续动作，相邻两组擦洗筒内液面并非持续等高，且整个擦洗过程中，受清洗水的注入量和速度的影响，尾级擦洗筒内的液面高度同样处于持续变化的状态，因此，结合尾级擦洗筒内的液位传感器4，对尾级擦洗
筒内液面高度进行实时检测，根据检测结果实时调控伸缩门301的高度，从而保持溢流量的始终稳定，从而避免细砂随清洗水被溢流，降低砂砾损耗；
57.在进行排沙时，可通过调节各级擦洗筒内活动桨叶2021的水平夹角，使所有上游级的擦洗筒均呈向下的旋流，而尾级内向上的旋流竖直分速度大于向下旋流的竖直分速度，从而使砂砾加速上浮，并同时降低伸缩门的溢流高度，使砂砾随水流排出；
58.或直接采用自吸泵将底部的砂浆排出。
59.实施例二：
60.在实施例一的基础上，增加空化清洗系统；
61.参阅图2和图3，机体1内除尾级擦洗筒外，其余擦洗筒内设置有空化清洗系统；空化清洗系统包括倾斜布置在擦洗筒底部的支撑滤板103，支撑滤板103下方设置有连接高压气源的曝气管104；
62.通过曝气管104内通过高压气流，经曝气管104曝气后，擦洗筒内产生不断上浮的气泡，且气泡在上浮过程中，水压下降，气泡体积增大，并爆炸，利用爆炸的空化效应，对砂砾进行冲击，即对砂砾表面进行附着物剥离，同时也能推动砂砾自转，使砂砾之间获得不同角度的冲击效果，即改变砂砾之间的摩擦位置，从而使砂砾之间摩擦更加均匀，即能够在较短时间内，使砂砾获得全周身的摩擦擦洗，避免单一的搅拌冲击，造成砂砾局部磨损严重造成的砂砾棱角丧失的问题。
63.实施例三：
64.参阅图8和图9，活动桨叶2021包括处于轴线位置的主轴20211，和固定布置在主轴20211两端的端靠20213，主轴20211外部沿垂直于自身轴线方向设置有若干组翅片20212，相邻两组翅片20212未处于平行平面内。
65.活动桨叶2021两端的端靠20213的端部之间固定设置有稳杆20214，翅片20212的自由端与稳杆20214固定连接，且其中一组稳杆20214的端部与连杆2023通过球铰链铰接。
66.主轴20211为双层管设计，内层为圆管，外层为椭圆管，椭圆管短径内壁与圆管外壁接触焊接，椭圆管长径方向与翅片20212长度方向一致。
67.活动桨叶2021内采用分体式的翅片20212设计，且翅片20212之间并非完全平行，翅片20212向长轴203方向倾斜，当下层搅拌桨组202产生向上的旋流时，能附加给砂砾一个向长轴203轴线方向的初速度，与离心力产生的初速度相抵消，避免砂砾向圆周方向聚集，提升冲击概率，且减低擦洗筒筒壁的磨损，同时相邻两组翅片20212采用非平行设计，即向上的旋流中，所有砂砾之间的向心初速度并不相同，即同一旋流中的砂砾同样具备不同的初速度和初始流向，相较于普通桨叶产生的旋流，该中模式下的旋流内砂砾之间能够混合更加均匀，且冲击摩擦概率更高，整体擦洗清洁效果更加明显；
68.同时在实际使用中，由于相邻两组翅片20212之间不平行，则两者之间的缝隙宽度会发生变化，当砂浆从缝隙中流过时，受缝隙截面宽度的变化，砂浆内部同样存在揉搓，进一步增加了砂砾之间的擦洗效果。
69.当下层搅拌桨组202产生向下的旋流时，能附加给砂砾一个背离长轴203轴线方向的初速度，即将中心位置的砂砾加速甩项圆周方向，而两组擦洗筒的连通位置就处于擦洗筒底部的圆周位置，即满足相邻两组擦洗筒之间的砂浆快速流通。
70.同时该种分体式的翅片20212设计，相较于传统的螺旋桨叶式设计，加工难度更
低，成本更低，且局部磨损后，能够快速更换维修，后续运维成本同样较低。
71.在使用时，可接入plc控制系统，实现各伸缩杆动作量、驱动电机转速、扭矩的控制与浓度传感器和液位传感器的联动，实现自动化控制。
72.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种智能擦洗机，包括机体(1)、擦洗机构(2)和排料机构(3)，其特征在于：机体(1)，内部设置两组或两组以上的擦洗筒，且相邻擦洗筒底部连通，首级擦洗筒上端连通设置有进料口(101)，尾级擦洗筒侧边设置有出料口(102)，每组擦洗筒内均设置有独立控制的擦洗机构(2)；所述擦洗筒内壁自上而下设置有若干组浓度传感器；尾级擦洗筒内设置有液位传感器(4)；擦洗机构(2)，包括上下两组转速等比例、且转向相反的搅拌桨组，和驱动搅拌桨组转动的变频电机；上层和/或下层的搅拌桨组内的桨叶水平夹角可调；排料机构(3)，包括布置在出料口(102)处、且溢流高度可调的伸缩门(301)。2.根据权利要求1所述的智能擦洗机，其特征在于：所述擦洗机构(2)还包括同轴转动布置的长轴(203)和短轴(204)，上层和下层的搅拌桨组分别与短轴(204)和长轴(203)固定安装；所述长轴(203)内同轴滑动安装有内轴(208)，所述长轴(203)和内轴(208)之间设置有驱动的第二伸缩杆(207)，所述内轴(208)底端转动设置有引导盘(2022)；下层的搅拌桨组包括活动桨叶(2021)，所述活动桨叶(2021)长度方向的中线垂直于长轴(203)底端轴线位置转动安装，且活动桨叶(2021)宽度方向的侧边通过两端铰接的连杆(2023)与引导盘(2022)连接；当内轴(208)带动引导盘(2022)相对长轴(203)轴向运动时，能够带动活动桨叶(2021)的水平夹角变化。3.根据权利要求1所述的智能擦洗机，其特征在于：所述长轴(203)能够与短轴(204)向轴向相对运动，且两者之间布置有驱动相对运动的第一伸缩杆(206)；所述擦洗机构(2)还包括齿轮箱(205)，所述齿轮箱(205)内输出齿轮同时啮合两组转向相反的输出齿轮，所述长轴(203)与其中一组输出齿轮以花键轴的形式同轴安装，所述短轴(204)与另一组输出齿轮同轴安装。4.根据权利要求1所述的智能擦洗机，其特征在于：所述排料机构(3)还包括与出料口(102)连通的排料仓，所述排料仓底端设置出口，所述伸缩门(301)包括两组重叠的挡板；还包括调节挡板重叠量的第三伸缩杆(302)。5.根据权利要求1所述的智能擦洗机，其特征在于：所述机体(1)内除尾级擦洗筒外，其余擦洗筒内设置有空化清洗系统；所述空化清洗系统包括倾斜布置在擦洗筒底部的支撑滤板(103)，所述支撑滤板(103)下方设置有连接高压气源的曝气管(104)。6.根据权利要求2所述的智能擦洗机，其特征在于：所述活动桨叶(2021)包括处于轴线位置的主轴(20211)，和固定布置在主轴(20211)两端的端靠(20213)，所述主轴(20211)外部沿垂直于自身轴线方向设置有若干组翅片(20212)，相邻两组翅片(20212)未处于平行平面内。7.根据权利要求6所述的智能擦洗机，其特征在于：所述活动桨叶(2021)两端的端靠(20213)的端部之间固定设置有稳杆(20214)，所述翅片(20212)的自由端与稳杆(20214)固定连接，且其中一组稳杆(20214)的端部与连杆(2023)通过球铰链铰接。8.根据权利要求6所述的智能擦洗机，其特征在于：所述主轴(20211)为双层管设计，内层为圆管，外层为椭圆管，椭圆管短径内壁与圆管外壁接触焊接，椭圆管长径方向与翅片(20212)长度方向一致。

技术总结
本发明公开了一种智能擦洗机，包括机体、擦洗机构和排料机构；机体，内部设置两组或两组以上的擦洗筒，且相邻擦洗筒底部连通，首级擦洗筒上端连通设置有进料口，尾级擦洗筒侧边设置有出料口，本智能擦洗机采用在擦洗筒内集成多种传感器，对浆液浓度进行实时检测，进而对硅砂的清洁度进行判断，结合搅拌桨组内下层桨叶的高度变化和水平夹角变化，改变上下搅拌桨组为硅砂提供的竖直初速度差，改变揉搓模式，和整体流向，能够使下级擦洗筒内硅砂反流至上级擦洗筒，进行反复擦洗，保证其清洁效果，并在出料端增加可调式出料机构，通过改变溢流高度的形式，对不同高度砂浆进行排料，以保证擦洗后砂浆的清洁度。擦洗后砂浆的清洁度。擦洗后砂浆的清洁度。


技术研发人员：习翔 陈朋娟 赵来斌
受保护的技术使用者：洛阳隆中重工机械有限公司
技术研发日：2023.06.26
技术公布日：2023/10/15