石墨爐石墨件的自動清潔裝置及其清潔方法與流程

本發明涉及一種用于光纖光纜制造行業中使用的清潔工具和清潔方法，具體涉及一種石墨爐石墨件的自動清潔裝置及其清潔方法。

背景技術：

石墨感應爐已經被廣泛地應用到光纖生產中，而石墨件如馬弗管、延伸管、中心管等則組成了石墨感應爐的核心部分。石墨件在進入一個使用周期后隨著使用時間的延長，受高溫和石墨爐狀態影響，石墨件內腔壁上會因為氧化作用產生氧化皮或石墨吸附物。

為了保證光纖生產環境的潔凈度，通常需要定期對石墨件內腔進行清潔，去除石墨件表面氧化皮或附著物。目前生產企業往往會采用砂紙手工打磨的方法進行清潔，該方法費時費力，且容易受人為因素影響，不能夠保證清潔質量。隨著石墨件的廣泛使用，人們也在石墨件的清潔方法上進行了大量的研究。專利號為CN201120260247.9的《一種石墨件除塵裝置》中介紹了一種將石墨件放置在通風通道中，并通過風吹的方法將石墨件表面灰塵吹洗干凈的方法。該方法只適用于飄落在石墨件表面且與石墨件無粘結作用的灰塵，對于高溫粘結在石墨件表面且與石墨件之間有一定粘結力的附著物卻沒有明顯的效果。專利號為CN201120130777.1的《石墨件腐蝕清洗機》介紹了一種王水清洗石墨件的裝置，該裝置是基于王水腐蝕雜質的原理設計而成，雖然該方法能夠將粘結在石墨件表面的附著物清潔干凈，由于王水存在很強的腐蝕性，對環境具有較明顯的污染，因此對于5S要求較高且高溫使用環境的石墨件并不適用。

技術實現要素：

為解決上述技術問題，本發明提供了一種石墨爐石墨件的自動清潔裝置，在不降溫的情況下能夠高效、快速、自動清潔石墨爐石墨件。

為達到上述目的，本發明的技術方案如下：一種石墨爐石墨件的自動清潔裝置，其特征在于：包括內部形成封閉清潔空腔的外罩體、通過氣管與所述外罩體內部連通的吸塵器、動作配合的刷洗機構和吹吸機構，以及形成人機交互界面的中央控制器，所述中央控制器控制連接刷洗機構和吹吸機構，使兩者之間自動切換的協調動作，所述外罩體內設有用于定位放置待清潔工件的支架，

-所述刷洗機構，其包括清潔刷、驅動清潔刷轉動刷洗待清潔工件內腔壁的刷洗驅動器，所述刷洗驅動器上設有第一位置傳感器，所述第一位置傳感器用于監測清潔刷是否被送到目標位置，所述第一位置傳感器電連接至中央控制器；

-所述吹洗機構，其包括吹洗氣管、驅動吹洗氣管移動吹洗待清潔工件內腔壁的吹洗驅動器，所述吹洗驅動器上設有第二位置傳感器，所述第二位置傳感器用于監測吹洗氣管是否被送到目標位置，所述第二位置傳感器電連接至中央控制器，所述吹洗氣管內通有高壓氣體；

所述支架上設有工件夾緊機構和定位板，待清潔工件放置在定位板上后通過工件夾緊機構夾緊定位，所述工件夾緊機構上設有第三位置傳感器，所述第三位置傳感器用于監測待清潔工件是否被夾緊，所述第三位置傳感器電連接至中央控制器；

所述中央控制器根據第三位置傳感器和第一位置傳感器反饋的信號控制所述刷洗驅動器動作，其根據第一位置傳感器和第二位置傳感器反饋的信號控制所述吹洗驅動器動作。

本發明的一個較佳實施例中，進一步包括所述吹洗驅動器包括吹洗氣缸、氣管固定塊和氣管接頭，所述氣管接頭連接在吹洗氣管的端部，所述吹洗氣管固定在氣管固定塊上，所述吹洗氣缸驅動氣管固定塊移動使得氣管接頭對準或者遠離待清洗工件的內腔壁，所述吹洗氣缸的進程或者退程由吹洗電磁閥控制，所述中央控制器控制連接吹洗電磁閥，所述氣管接頭為錐形結構，其錐面上開設有若干個均與吹洗氣管連通的氣孔。

本發明的一個較佳實施例中，進一步包括所述刷洗驅動器包括刷洗氣缸、電機和固定板，所述清潔刷固定在電機的轉動軸上，所述電機安裝在固定板上，所述刷洗氣缸驅動固定板移動使得清潔刷接觸或者遠離待清洗工件的內墻壁，所述刷洗氣缸的進程或者退程由刷洗電磁閥控制，所述中央控制器控制連接刷洗電磁閥和電機。

本發明的一個較佳實施例中，進一步包括所述清潔刷包括刷桿和與之連接的刷體，所述刷桿通過鉆夾頭連接在電機的轉動軸上，所述刷體的形狀與待清洗工件的內腔形狀相同，其包括沿刷桿的外壁軸向設置的多層刷毛，多層所述刷毛沿刷桿的軸向自上而下間隔設置，所述刷毛為絲徑在0.1-0.3mm范圍內的鋼絲。

本發明的一個較佳實施例中，進一步包括所述外罩體內設有直線導軌，所述直線導軌的延伸方向與刷桿的軸線方向平行，所述直線導軌上設有滑塊，所述滑塊在刷洗氣缸的驅動下能夠沿直線導軌移動，所述固定板設置在滑塊上。

本發明的一個較佳實施例中，進一步包括所述支架上設有定位板，所述定位板上開設有多個臺階孔，各所述臺階孔的孔徑不同，不同型號的待清洗工件的端部嵌設在相對應的臺階孔內。

本發明的一個較佳實施例中，進一步包括所述工件夾緊機構包括夾緊夾具和夾緊氣缸，所述夾緊夾具具有均為“V”字形結構的兩夾持端，兩所述夾持端對稱夾持待清洗工件的兩側壁，所述夾緊氣缸設置在定位板上，其驅動所述夾緊夾具夾持或者松開待清洗工件。

本發明的一個較佳實施例中，進一步包括其還包括監測所述清潔刷刷洗時間的第一時間繼電器和監測所述吹洗氣管吹洗時間的第二時間繼電器，所述中央控制器控制連接第一時間繼電器和第二時間繼電器，所述中央控制器根據第一時間繼電器反饋的信號控制電機的動作，其根據第二時間繼電器反饋的信號控制是否向所述吹洗氣管內供氣。

本發明的一個較佳實施例中，進一步包括所述外罩體內還設有粉塵箱，所述粉塵箱設置在定位板的正下方，由所述粉塵箱和吸塵器配合回收刷洗和吹洗的粉塵。

為達到上述目的，本發明的另一技術方案如下：一種石墨爐石墨件的自動清洗方法，其特征在于：使用權利要求1-9任一項所述的清潔裝置，包括以下步驟：

(1)固定待清洗工件：將待清洗工件放置在定位板的臺階孔上，啟動夾緊氣缸夾持待清洗工件，夾緊后第三位置傳感器反饋信號至中央控制器；

(2)刷洗準備：中央控制器接收到第三位置傳感器反饋的信號后控制刷洗電磁閥動作，刷洗氣缸進程帶動清潔刷移動從初始位置移動至待清洗工件的內腔，清潔刷移動至目標位置后第一位置傳感器反饋信號至中央控制器；

(3)刷洗工件：中央控制器接收到第一位置傳感器反饋的信號后控制啟動電機，由電機帶動清潔刷轉動清洗工件的內腔壁，由第一時間繼電器監測電機的轉動時間，并反饋信號至中央控制器；

(4)吹洗準備：當電機轉動時間達到預設時間時，中央控制器控制電機停止轉動，與此同時控制刷洗電磁閥動作，刷洗氣缸退程帶動清潔刷回到初始位置，清潔刷移動至初始位置后第一位置傳感器反饋信號至中央控制器；中央控制器接收到第一位置傳感器反饋的信號后控制吹洗電磁閥動作，吹洗氣缸進程帶動吹洗氣管由初始位置移動至靠近待清洗工件內腔，吹洗氣管移動至目標位置后第二位置傳感器反饋信號至中央控制器；

(5)吹洗工件：中央控制器接收到第二位置傳感器反饋的信號后控制啟動向吹洗氣管內充氣，高壓氣體從氣管接頭內噴出吹洗工件內腔壁，由第二時間繼電器監測吹洗時間，并反饋信號至中央控制器；

(6)結束：當吹洗時間達到預設時間時，中央控制器控制切斷吹洗氣管內的供氣；與此同時，中央控制器控制吹洗電磁閥動作，吹洗氣缸退程帶動吹洗氣管移動至初始位置，完成工件的清潔；如此循環步驟(1)～(6)對多個工件進行清潔。

本發明的有益效果是:

其一、本發明的石墨爐石墨件的自動清潔裝置，通過外力刷洗和吹洗相結合的方式，在高溫環境的前提下對石墨爐石墨件進行干式清潔，清洗干凈、無殘留、清洗無死角，保證良好的清潔質量和清潔效果，使用后能夠大大提高生產效率，提高爐腔內潔凈程度，可以推廣到各種高溫異形型腔罐體、爐體的清潔，具有很好的市場開發價值；

其二、整個清潔過程在封閉的外罩體內進行，并配合吸塵器將清潔過程中產生的粉塵在線回收，做到一邊清洗一邊清除污垢，避免二次污染；

其二、整個清潔過程由中央控制器全程監控，能夠實現清潔的全自動操作，并能夠選定標準化的工藝參數，清潔過程易調易控，清潔步驟簡單明了，易操作。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例技術中的技術方案，下面將對實施例技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發明優選實施例的結構示意圖；

圖2是本發明優選實施例不同石墨件定位示意圖；

圖3是本發明優選實施例石墨件夾緊示意圖；

圖4是本發明優選實施例氣管接頭的結構示意圖；

圖5是本發明優選實施例清潔刷的結構示意圖。

其中：1-待清洗工件；

2-外罩體，4-氣管，6-吸塵器，8-中央控制器，10-支架，12-清潔刷，12a-刷桿，12b-刷毛，14-第一位置傳感器，16-吹洗氣管，18-第二位置傳感器，20-定位板，22-第三位置傳感器，24-吹洗氣缸，26-氣管固定塊，28-氣管接頭，30-吹洗電磁閥，32-氣孔，34-刷洗氣缸，36-電機，38-固定板，40-刷洗電磁閥，42-直線導軌，44-滑塊，46-臺階孔，48-夾持端，50-夾緊氣缸，52-第一時間繼電器，54-第二時間繼電器，56-粉塵箱。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

實施例一

如圖1所示，本實施例中公開了一種石墨爐石墨件的自動清潔裝置，包括內部形成封閉清潔空腔的外罩體2、通過氣管4與所述外罩體2內部連通的吸塵器6、動作配合的刷洗機構和吹吸機構，以及形成人機交互界面的中央控制器8，所述外罩體2內設有用于定位放置待清潔工件1的支架10，待清潔工件1的清潔過程在封閉的外罩體2內進行，清潔過程中產生的粉塵在線被吸塵器6回收，避免二次污染；刷洗機構和吹洗機構兩者在中央控制器8的控制下自動切換的對工件進行刷洗和吹洗，用戶可以通過界面設置或者修改中央控制器8的控制參數，以達到最優的清潔效果。各部件的具體結構如下：

如圖1、3所示，待清洗工件1夾緊固定在支架10上，具體是在支架10上設有工件夾緊機構和定位板20，待清潔工件1放置在定位板20上后通過工件夾緊機構夾緊定位，本實施例中優選所述工件夾緊機構包括夾緊夾具和夾緊氣缸50，所述夾緊夾具具有均為“V”字形結構的兩夾持端48，兩所述夾持端48對稱夾持待清洗工件1的兩側壁，所述夾緊氣缸50設置在定位板20上，其驅動所述夾緊夾具夾持或者松開待清洗工件1。

進一步的，所述工件夾緊機構上設有第三位置傳感器22，所述第三位置傳感器22用于監測待清潔工件1是否被夾緊，所述第三位置傳感器22電連接至中央控制器8，當待清洗工件1被夾緊時，第三位置傳感器22反饋夾緊信號至中央控制器8；當夾緊夾具松開待清洗工件1時，第三位置傳感器22反饋松開信號至中央控制器8。

如圖1所示，刷洗機構包括清潔刷12、驅動清潔刷12轉動刷洗待清潔工件1內腔壁的刷洗驅動器，本實施例中優選刷洗驅動器包括刷洗氣缸34、電機36和固定板38，所述清潔刷12固定在電機36的轉動軸上，所述電機36安裝在固定板38上，所述刷洗氣缸34驅動固定板38移動使得清潔刷12接觸或者遠離待清洗工件1的內墻壁，所述刷洗氣缸34的進程或者退程由刷洗電磁閥40控制，所述中央控制器8控制連接刷洗電磁閥40和電機36。由刷洗氣缸34驅動電機36和清潔刷12進入待清洗工件1的內腔或者從其內腔中退出，使得在不拆卸石墨爐石墨件的前提下就可以對石墨爐石墨件進行刷洗操作；由電機36驅動清潔刷12轉動來清潔工件的內腔。本發明優選清潔刷12包括刷桿12a和與之連接的刷體，所述刷桿12a通過鉆夾頭連接在電機36的轉動軸上，所述刷體的形狀與待清洗工件1的內腔形狀相同，使得清潔刷12進入工件內腔后刷洗無死角，如圖5所示，刷體包括沿刷桿12a的外壁軸向設置的多層刷毛12b，多層所述刷毛12b沿刷桿12a的軸向自上而下間隔設置，所述刷毛12b為絲徑在0.1-0.3mm范圍內的鋼絲，鋼絲耐高溫，使得整個清潔過程在不降溫的情況下就可以進行刷洗動作。

本實施中刷洗氣缸34的缸程為直線移動，為了限制其移動軌跡，確保刷洗動作的精確定位，所述外罩體2內設有直線導軌42，所述直線導軌42的延伸方向與刷桿12a的軸線方向平行，所述直線導軌42上設有滑塊44，所述滑塊44在刷洗氣缸34的驅動下能夠沿直線導軌42移動，所述固定板38設置在滑塊44上，直線導軌42形成清潔刷12的進工件內腔或者從內腔中退出的移動軌跡。

進一步的，所述刷洗驅動器上設有第一位置傳感器14，所述第一位置傳感器14用于監測清潔刷12是否被送到目標位置，所述第一位置傳感器14電連接至中央控制器8。第一位置傳感器14始終反饋清潔刷12的位置信息，中央控制器8內預存有清潔刷12進入工件內腔內的目標位置數據和從工件內腔內退出后的目標位置數據，中央控制器8比較第一位置傳感器14反饋的數據與預設數據是否相同，根據比較結果來控制電機36和刷洗電磁閥40的動作。

如圖1、4所示，所述吹洗機構包括吹洗氣管16、驅動吹洗氣管16移動吹洗待清潔工件1內腔壁的吹洗驅動器，本實施例中優選吹洗驅動器包括吹洗氣缸24、氣管固定塊26和氣管接頭28，所述氣管接頭28連接在吹洗氣管16的端部，所述吹洗氣管16內通有高壓氣體，所述吹洗氣管16固定在氣管固定塊26上，所述吹洗氣缸24驅動氣管固定塊26移動使得氣管接頭28對準待或者遠離待清洗工件1的內腔壁，所述吹洗氣缸24的進程或者退程由吹洗電磁閥30控制，所述中央控制器8控制連接吹洗電磁閥30。由吹洗氣缸24驅動吹洗氣管16和氣管接頭28移動接近或者遠離待清洗工件1的內腔，中央控制器8通過控制吹洗電磁閥30的動作來控制吹洗氣缸24的進程或者退程，同時中央控制器8控制是否向吹洗氣管16內供高壓氣體，從氣管接頭28中噴射高壓氣體對工件內腔壁進行吹洗。為了提高吹洗效果，如圖4所示，所述氣管接頭28為錐形結構，其錐面上開設有若干個均與吹洗氣管16連通的氣孔32，開設的氣孔32使得氣流具有導向性，以此來提高吹洗效果。

進一步的，所述吹洗驅動器上設有第二位置傳感器18，所述第二位置傳感器18用于監測吹洗氣管16是否被送到目標位置，所述第二位置傳感器18電連接至中央控制器8；第二位置傳感器18始終反饋吹洗氣管16的位置，中央控制器8內預存有吹洗氣管16進入工件內腔內的目標位置數據和從工件內腔內退出后的目標位置數據，中央控制器8比較第二位置傳感器18反饋的數據與預設數據是否相同，根據比較結果來控制吹洗電磁閥30的動作，以及是否向吹洗氣管16內供氣。

作為本發明的進一步改進，如圖2所示，所述支架10上設有定位板20，所述定位板20上開設有多個臺階孔46，各所述臺階孔46的孔徑不同，待清洗工件1的端部嵌設在臺階孔46內。臺階孔46方便固定工件，多個孔徑不同的臺階孔46使得一個定位板20可以用來固定多種規格的工件。

進一步的，其還包括監測所述清潔刷12刷洗時間的第一時間繼電器52和監測所述吹洗氣管16吹洗時間的第二時間繼電器54，所述中央控制器8控制連接第一時間繼電器52和第二時間繼電器54，所述中央控制器8根據第一時間繼電器52反饋的信號控制電機36的動作，其根據第二時間繼電器54反饋的信號控制是否向所述吹洗氣管16內供氣。中央控制器8內預設有刷洗時間和吹洗時間，有第一時間繼電器52和第二時間繼電器54分別對刷洗時間和吹洗時間進行計時，導到預設時間自動停止各自的清洗動作，預設的刷洗時間和吹洗時間可以通過界面調整。

另，為了防止清潔過程中粉塵四濺，所述外罩體2內還設有粉塵箱56，所述粉塵箱56設置在定位板的正下方，由所述粉塵箱56和吸塵器6配合回收刷洗和吹洗的粉塵，最大程度的減少二次污染。

實施例二

基于上述清潔裝置，本實施例中提供一種石墨爐石墨件的自動清洗方法，包括以下步驟：

(1)固定待清洗工件：將待清洗工件1放置在定位板20的臺階孔46上，啟動夾緊氣缸50夾持待清洗工件1，夾緊后第三位置傳感器22反饋信號至中央控制器8；

(2)刷洗準備：中央控制器8接收到第三位置傳感器22反饋的信號后控制刷洗電磁閥40動作，刷洗氣缸34進程帶動清潔刷12移動從初始位置移動至待清洗工件1的內腔，清潔刷移動至工件內腔的目標位置后第一位置傳感器14反饋信號至中央控制器8；

(3)刷洗工件：中央控制器8接收到第一位置傳感器14反饋的信號后控制啟動電機36，由電機36帶動清潔刷12轉動清洗工件1的內腔壁，由第一時間繼電器52監測電機36的轉動時間，并反饋信號至中央控制器8；

(4)吹洗準備：當電機36轉動時間達到預設時間時，中央控制器8控制電機36停止轉動，與此同時控制刷洗電磁閥40動作，刷洗氣缸34退程帶動清潔刷12回到初始位置，清潔刷12移動至初始位置后第一位置傳感器14反饋信號至中央控制器8；中央控制器8接收到第一位置傳感器14反饋的信號后控制吹洗電磁閥30動作，吹洗氣缸24進程帶動吹洗氣管16由初始位置移動至靠近待清洗工件1內腔，吹洗氣管16移動至工件內腔的目標位置后第二位置傳感器18反饋信號至中央控制器8；

(5)吹洗工件：中央控制器8接收到第二位置傳感器18反饋的信號后控制啟動向吹洗氣管16內充氣，高壓氣體從氣管接頭28內噴出吹洗工件內腔壁，由第二時間繼電器54監測吹洗時間，并反饋信號至中央控制器8；

(6)結束：當吹洗時間達到預設時間時，中央控制器8控制切斷吹洗氣管16內的供氣；與此同時，中央控制器8控制吹洗電磁閥30動作，吹洗氣缸24退程帶動吹洗氣管16移動至初始位置，完成工件的清潔；如此循環步驟(1)～(6)對多個工件進行清潔。

如上，待清洗工件可以是石墨爐石墨件，也可以是其它的內腔異形罐體、爐體等結構，由中央控制器8統一控制在不降溫的情況下高效、快速、自動清潔工件。

對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。