金属屑压块机及压块方法

技术领域

本发明涉及金属屑回收利用技术领域，更加具体来说，本发明涉及一种金属屑压块机及压块方法。

背景技术

金属屑压块机是一种将铸铁屑、钢屑、铜屑、铝屑、废钢破碎料等废金属物料压制成高密度饼块，以方便物料回收、运输和冶炼的设备。目前市场上现有的压块机存在以下问题：

1、无法多饼同时压制，产量较低，运行成本较高。由于废金属物料的颗粒大小偏差较大、堆密度极不均匀，使得多饼同时压制时各冲杆受力不一致，造成饼块不成型或冲杆断裂。

2、无法多模腔同时统一加料。目前市场上现有压块设备的固定加料斗加料方式，对多模腔同时统一加料时，无法控制各模腔的加料量，造成饼块的高度差不可控。

3、现有的压块机人工操作步骤较多，存在一定的危险性。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明创新地提供了一种金属屑压块机，实现了多个金属块同时压制，提高产量；冲压杆受力相同，所有金属屑压制时都受压充分，解决了金属块压制不成型或冲压杆断裂的问题；多模腔统一加料且加料量可控，保证成型后的金属块的高度差可控；向模具中加料、压块和脱模均通过机器连续完成，提高工作效率的同时，提高生产的安全性。

为实现上述的技术目的，本发明第一方面公开了一种金属屑压块机，包括机架、冲压驱动机构、冲压机构、加料机构、模具和脱模机构，

所述机架用于固定支撑所述冲压驱动机构、冲压机构、加料机构、模具和脱模机构，所述冲压驱动机构、冲压机构、加料机构和模具从上到下设置，

所述模具内设有多个模腔，

所述加料机构包括加料斗和加料驱动机构，所述加料驱动机构用于驱动加料斗在所述模具上水平往复运动、向所述模腔中加料，

所述冲压驱动机构用于驱动所述冲压机构沿所述机架上下滑动，

所述冲压机构包括与所述模腔数量和位置一一对应的冲压杆和控制机构，所述控制机构用于在压块时控制达到预设压力值的冲压杆缩回，

所述脱模机构用于将所述模腔内压制成型的金属块脱出模腔。

进一步地，所述模腔上下贯通，所述脱模机构用于在加料和压块时封闭所述模腔、在脱模时解除封闭。

进一步地，还包括出块机构，所述模腔上下贯通，所述模腔底部通过所述出块机构或所述机架封闭，所述脱模机构用于驱动所述模具沿所述机架上下滑动，所述出块机构用于将脱模后的金属块推出金属屑压块机。

进一步地，所述冲压杆为液压伸缩杆，所述冲压驱动机构为液压油缸，所述控制机构为溢流阀，所述溢流阀设置在冲压驱动机构和冲压杆之间的第一液压油连接管路上。

进一步地，所述冲压驱动机构与所述冲压杆之间设有第二液压油连接管路，所述第二液压油连接管路上设有单向阀，所述单向阀向所述冲压杆一侧导通。

进一步地，所述冲压机构包括冲杆座，所述冲杆座内设有用于容纳所述冲压杆的液压油的油腔。

进一步地，所述冲压杆为电动伸缩杆，所述冲压杆用于压块的端部固定有压力传感器，所述控制机构为控制器，所述压力传感器与所述控制机构通信连接。

进一步地，所述出块机构包括出块驱动机构和推块头，所述出块驱动机构用于驱动所述推块头水平往复运动。

为实现上述的技术目的，本发明第二方面公开了一种金属屑压块方法，包括：

S1、加料，向加料斗内加入金属屑物料，加料驱动机构驱动加料斗水平移动至模具的模腔上方，加料斗内的物料掉落入所有的模腔中，加料驱动机构驱动加料斗回程，将模具上超出模腔的物料带回；

S2、压块，冲压驱动机构驱动冲压机构沿机架向下运动，冲压杆对模腔中的物料进行压制，当冲压杆所受压力达到预设压力值时，控制机构控制冲压杆缩回，冲压驱动机构继续驱动冲压机构向下运动，直至所有的冲压杆缩回，模腔内的物料压制成金属块；

S3、脱模，脱模机构将金属块脱出模腔。

进一步地，还包括S4、回程，冲压驱动机构驱动冲压机构沿机架上升至初始位置，冲压杆回程至初始位置。

本发明的有益效果为：

本发明的金属屑压块机实现了多个金属块同时压制，提高产量；冲压杆受力相同，所有金属屑压制时都受压充分，解决了金属块压制不成型或冲压杆断裂的问题；多模腔统一加料且加料量可控，保证成型后的金属块的高度差可控；向模具中加料、压块和脱模均通过机器连续完成，提高工作效率的同时，提高生产的安全性。

附图说明

图1是本发明实施例的金属屑压块机的正视图；

图2是本发明实施例的金属屑压块机的左视图；

图3是本发明实施例的冲杆座的横向剖视图；

图4是本发明实施例的加料机构的结构示意图；

图5是本发明实施例的出块机构的结构示意图；

图6是本发明实施例的金属屑压块机的液压原理图；

图7是本发明另一实施例的金属屑压块机的正视图；

图8是本发明另一实施例的金属屑压块机的左视图。

图中，

1、机架；11、上梁；12、下梁；13、立柱；2、冲压驱动机构；3、冲压机构；31、冲压杆；32、控制机构；33、冲杆座；34、单向阀；311、油腔；312、活塞；313、导套；314、并帽；315、活塞杆；316、冲压杆本体；4、加料机构；41、加料斗；42、加料驱动机构；43、导引板；5、模具；51、模腔；6、脱模机构；7、出块机构；71、出块驱动机构；72、推块头；8、油泵；9、电磁溢流阀；10、压力继电器；20、电磁换向阀；30、单向顺序阀。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明提供的金属屑压块机进行详细的解释和说明。

本实施例具体公开了一种金属屑压块机，如图1和2所示，包括机架1、冲压驱动机构2、冲压机构3、加料机构4、模具5和脱模机构6，机架1用于固定支撑冲压驱动机构2、冲压机构3、加料机构4、模具5和脱模机构6，冲压驱动机构2、冲压机构3、加料机构4和模具5从上到下设置，机架1包括上梁11、下梁12和立柱13，上梁11与立柱13之间通过立柱螺母连接，下梁12与立柱13之间通过立柱螺母连接，上梁11、下梁12和立柱13组成框架式机架，上梁11用于安装冲压驱动机构2，立柱13用于连接上梁11和下梁12以及安装冲压机构3。

如图1和2所示，模具5内设有多个模腔51，本实施例的模腔数量为7个。

如图1和4所示，加料机构4包括加料斗41和加料驱动机构42，加料驱动机构42用于驱动加料斗41在模具5上水平往复运动、向模腔51中加料。加料驱动机构42固定在机架的立柱上或模具5上，加料驱动机构42驱动加料斗41在模具上水平往复运动，模具5的侧部固定有水平的导引板43，导引板43与模具5的顶部平齐。在加料时，加料斗41处于导引板43的上方，导引板43将加料斗41的底部封闭，当加料斗41内的金属屑物料高度或重量达到设定值时，停止加料，加料驱动机构42驱动加料斗41向模具5的上方运动，直至加料斗41全部覆盖在模腔51上，在加料斗41前进过程中，加料斗41内的物料在重力作用下掉入下方的模腔51中，使得所有的模腔51内均落有物料，实现了所有模腔51统一加料；加料完成后，加料驱动机构42驱动加料斗41回程到初始位置，在回程过程中，加料斗41的底面将模具5上高出模腔51的物料带回，使得所有模腔51内的加料量可控。加料斗41回程到初始位置后，加料斗41的下方被导引板43封闭，可向加料斗41内加入金属屑物料，待下一次备用。

如图1-3所示，冲压驱动机构2用于驱动冲压机构3沿机架1上下滑动，冲压机构3包括与模腔51数量和位置一一对应的冲压杆31和控制机构32，控制机构32的数量与冲压杆31的数量对应，控制机构32用于在压块时控制达到预设压力值的冲压杆缩回。冲压驱动机构2驱动整个冲压机构3上下运动，所有的冲压杆向下运动时进行同时压块，由于模腔51内的金属屑物料颗粒大小偏差可能较大、堆密度不均匀，因此每个冲压杆受的力不同，本实施例可通过检测冲压杆的受力，设定预设压力值，当某个冲压杆的受力达到预设压力值时，该冲压杆缩回、停止压制，而其他冲压杆继续向下压制，压制过程达到预设压力值的冲压杆继续缩回，直至所有的冲压杆缩回。由于完成压制的冲压杆会缩回一定距离，不会防碍其它未完成压制的冲压杆的工作，使得所有的冲压杆受力相同，所有金属屑压制时都受压充分，解决了所有的物料压制时因受力不均而造成的金属块不成型或冲压杆断裂的问题。当所有冲压杆完成压制后，冲压驱动机构2回程。

在本实施例中，冲压杆31为液压伸缩杆，冲压驱动机构2为液压油缸，控制机构32为溢流阀，溢流阀设置在冲压驱动机构2和冲压杆31之间的第一液压油连接管路上。冲压机构3包括冲杆座33，冲杆座33内设有用于容纳冲压杆31的液压油的油腔311，各油腔311之间相互独立，冲杆座33与冲压驱动机构2固定连接，所有的冲压杆采用同一个冲杆座33，即采用同一个缸筒，便于冲压驱动机构2驱动所有的冲压杆同时运动。如图1和2所示，每个油腔311内设有活塞312，活塞312与活塞杆315连接，油腔311的靠近开口的壁上依次固定导套313和并帽314，活塞杆315穿过导套313和并帽314伸出油腔，并帽314用于密封油腔311，为了便于控制冲压杆的伸缩行程，保证压制、脱模的顺利进行，活塞杆315伸出油腔311的端部固定连接冲压杆本体316。

当冲压杆31为液压伸缩杆时，可通过油腔311内压力来表征冲压杆所受压力，当油腔311内压力超过溢流阀设定值时，溢流阀打开，进行泄压，对应的活塞杆315带动冲压杆本体316向油腔311内运动，使得冲压杆本体316回程，不再接触模腔51内的金属块，停止压制。

冲压驱动机构2与冲压杆31之间设有第二液压油连接管路，第二液压油连接管路上设有单向阀34，单向阀34向冲压杆31一侧导通。在冲压驱动机构2压制完成进行回程的过程中，冲压驱动机构2的油缸内的液压油通过单向阀34向冲压杆31的油腔311内运动，使得活塞杆315带动冲压杆本体316向油腔311外运动，伸出油腔311外一定距离，恢复到初始位置，为下一次压制做准备。

冲压杆31的油腔311内的进油和出油，通过控制冲压驱动机构2的前进回程直接控制，减少了控制阀，且优化了管路布置。

模腔51的底部可以是封闭式的，脱模机构6为转动件，使得模具能绕垂直于立柱的轴转动，在加料和压块时，模腔的开口朝上；在脱模时，模腔51的开口转动至下方，模腔内压制成型的金属块在重力作用下脱出模腔、自然下落。

在一些实施例中，模腔51上下贯通，脱模机构6用于在加料和压块时封闭模腔51、在脱模时解除封闭。脱模机构6为模具底部设置的抽拉式底板，在加料和压块时，底板位于模腔的下方，封闭住模腔底部；在金属屑压制成金属块后，底板向模腔的侧部移动，模腔的底部不再封闭、成开放状态，模腔内的金属块在重力作用下落下、脱出模腔。如果压实过紧，不能在重力作用下直接脱模，则冲压驱动机构可继续驱动冲压杆31向下运动，通过冲压杆将成型的金属块顶出模腔51，实现脱模。通过冲压杆对模腔51内金属块的顶压作用，可以保证模腔51内所有的金属块脱模成功。模腔51的底部距离下方的机构一定高度，预留出金属块下落的空间。可以在下梁上开设与模腔对应的开孔，脱模后的金属块可经开孔掉落在金属屑压块机的下方，完成出块。或者，在下梁上设置出块机构7，出块机构7可设置在模具的下方或侧部，将掉落在下梁上的金属块推出金属屑压块机。

在另一实施例中，金属屑压块机包括出块机构7，出块机构固定在下梁上，模腔51上下贯通，模腔51底部通过出块机构7或机架1封闭，脱模机构6用于驱动模具5沿机架1上下滑动，出块机构7用于将脱模后的金属块推出金属屑压块机。脱模机构6为伸缩杆，如液压油缸或电动伸缩杆，液压油缸或电动伸缩杆的底部与机架固定连接(可固定在下梁或立柱上)，液压油缸或电动伸缩杆的伸缩方向平行于立柱，液压油缸或电动伸缩杆驱动模具5沿立柱13上下滑动，在金属屑加料和压制成块时，模具5的模腔51底部被下梁12或出块机构7封闭；压制成块后，脱模机构6驱动模具5沿立柱13向上运动，模腔51的底部不再封闭，模腔内成型的金属块可能在重力的作用下直接落下，实现脱模；如果压实过紧，不能在重力作用下直接脱模，则模具继续向上运动到冲压杆处或者冲压杆向下运动顶压金属块，通过冲压杆将成型的金属块顶出模腔51，实现脱模。通过冲压杆对模腔51内金属块的顶压作用，可以保证模腔51内所有的金属块脱模成功。

如果加料驱动机构42固定在机架的立柱上，在模具5沿立柱上下滑动时，加料机构位于模具5的侧部，本实施例的立柱为多个，固定脱模机构6的立柱与固定加料驱动机构的立柱为不同的立柱，并不影响模具的上下运动。如果加料驱动机构42固定在模具5上，加料机构随模具上下移动，加料斗位于模腔的侧部。

如图1和5所示，出块机构7固定在下梁12上，在成型的金属块从模腔51内脱出、落在下梁12上后，出块机构7将所有的金属块一起推出金属屑压块机。出块机构7包括出块驱动机构71和推块头72，出块驱动机构71用于驱动推块头72水平往复运动，推块头72的长度能保证一次将所有压制成型的金属块推出。模腔的底部通过下梁封闭时，在初始位置时，推块头72位于模腔51的一侧，当成型的金属块脱出模腔51、落在下梁12上时，出块驱动机构71驱动推块头72运动，将金属块推出模腔51的下方。模腔的底部通过出块机构7封闭时，推块头72的水平宽度增加，在初始位置时位于模具的下方，用于封闭模腔，被顶出模腔的金属块可直接落在推块头上，被出块驱动机构驱动推出金属屑压块机，然后人工取走金属块。

本实施例从加料、压块、脱模到出块可实现自动化连续作业，提高工作效率，提高产量，减少人力投入，降低成本，实现压块的安全作业。

在本实施例中，加料驱动机构42和出块驱动机构71可均为液压油缸。如图6所示，加料驱动机构42、脱模机构6(为液压油缸时)、出块驱动机构71、冲压驱动机构2和冲压杆31的油缸或油腔均通过油泵8进行供油和回油，各机构与油泵8之间设置电磁换向阀20，用于实现进油或出油，通过压力继电器10和电磁溢流阀9控制油泵8内的油压大小，压力继电器10根据压力大小控制电磁溢流阀9的通断，冲压驱动机构2与油泵8之间的油路上还设置单向顺序阀30，控制进出油的顺序。

在另一实施例中，如图7和8所示，冲压杆31为电动伸缩杆，冲压杆31用于压块的端部固定有压力传感器，控制机构32为控制器，压力传感器与控制机构32通信连接。压力传感器用于检测冲压杆所受的压力，并将压力数据传输给控制器，控制器内设置有预设压力值，当检测的冲压杆的受力值超过预设压力值时，控制器控制该伸缩杆缩回，停止压制。多个冲压杆31也通过一冲压杆座固定在一起，使得冲压驱动机构能驱动所有的冲压杆同时运动。加料驱动机构42、出块驱动机构71和冲压驱动机构2可为液压油缸或电动伸缩杆，实现直线往复运动的驱动。加料驱动机构42、脱模机构6、出块驱动机构71和冲压驱动机构2可均与控制器通信连接，通过控制器控制实现各步骤的自动控制，控制器的控制方法采用现有的控制方法。首先，控制加料驱动机构42进行往复运动加料；然后控制冲压驱动机构2驱动整个冲压机构3向下运动，当冲压杆底端的压力传感器检测到该冲压杆的受力达到预设压力值时，控制器控制该冲压杆缩回一定距离，其余的冲压杆也采用相同的方法，直至所有的冲压杆受力均达到预设压力值，控制器控制冲压驱动机构2停止驱动，冲压杆停止继续向下运动；控制脱模机构6进行脱模，金属块自然下落、或者利用冲压杆将金属块顶出模腔51，金属块全部脱模后，控制器控制出块驱动机构71驱动推块头72进行推块；最后，控制脱模机构6驱动模具5恢复到初始位置或脱模机构6本身恢复到初始位置。脱模机构6为抽拉式底板时，底板的抽拉也可以通过电动伸缩杆或液压油缸控制，底板的抽拉也可通过控制器控制，实现自动化。控制冲压杆31恢复到最大行程，冲压驱动机构2也驱动冲压机构3恢复到初始位置，为下一次压制做准备。

基于与上述实施例相同的思路，本实施例还公开了一种金属屑压块方法，采用上述金属屑压块机进行压块，包括：

S1、加料，向加料斗41内加入金属屑物料，物料高度或者重量达到设定值时，停止加料；加料驱动机构42驱动加料斗41水平移动至模具5的模腔51上方，加料斗41内的物料因重力作用掉落入下方所有的模腔51中，加料驱动机构42驱动加料斗41回程，将模具5上超出模腔51的物料带回，保证各模腔51内的加料量一致。

S2、压块，冲压驱动机构2驱动冲压机构3沿机架1向下运动，冲压杆对模腔51中的物料进行压制，当冲压杆所受压力达到预设压力值时，控制机构32控制冲压杆缩回，冲压驱动机构2继续驱动冲压机构3向下运动，直至所有的冲压杆缩回，模腔51内的物料压制成金属块。

当冲压杆31为液压伸缩杆时，通过油腔311内的溢流阀进行泄压，使得活塞杆带动冲压杆本体缩回；当冲压杆31为电动伸缩杆时，通过压力传感器检测冲压杆所受压力，当压力达到预设压力值时，控制器控制冲压杆缩回。缩回的冲压杆完成压制，其余未达到预设压力值的冲压杆继续压制，直至所有的冲压杆所受压力均达到预设压力值，完成全部的金属块压制。由于完成压制的冲压杆会缩回一段距离，不会防碍其它未完成压制的冲压杆的工作，使得所有金属块压制都受压充分，解决了金属块不成型或冲压杆断裂的问题。

S3、脱模，脱模机构6将金属块脱出模腔；解除模腔底部的封闭，金属块在重力作用下脱模，或者利用冲压杆将所有的金属块顶出模腔51；模具5向上运动或冲压杆向下运动，冲压杆的位置和模腔51一一对应，冲压杆将压制完成的金属块顶出模腔51，由于金属块在脱模的过程中，基本没有位置变化，不会出现金属块碎裂的情况。

如果设置出块机构，在脱模后出块，出块机构7将成型的金属块推出金属屑压块机。

还包括S4、回程，出块结束后，出块机构7回程，模腔51的底部恢复封闭，冲压驱动机构2驱动冲压机构3沿机架1上升至初始位置，冲压杆回程至初始位置。冲压驱动机构为液压油缸、冲压杆为液压伸缩杆时，冲压驱动机构2回程时，单向阀34打开，将冲杆座33的各油腔311和冲压驱动机构2的油缸连通，冲压驱动机构2前腔的液压油进入冲杆座33的各油腔311，油腔311内的压力将缩回的活塞杆315和冲压杆本体316推出；冲压驱动机构2回程到位、冲压杆推出到位，加满料的加料斗41前进开始下一个工作循环。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“本实施例”、“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任至少一个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明实质内容上所作的任何修改、等同替换和简单改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。