粉末沉积物去除机器人及其粉末沉积物去除单元

摘要

本发明提供了一种粉末沉积物去除单元以及具有该粉末沉积物去除单元的粉末沉积物去除机器人。粉末沉积物去除单元包括：旋转铲斗，该旋转铲斗包括在其周缘处沿旋转方向敞开的多个沉积物入口以及用于将进入每个沉积物入口的沉积物引导至旋转铲斗的中央部分的多个弯曲表面引导部；马达，该马达用于使旋转铲斗旋转；以及排出管，该排出管连接至抽吸/排出装置，用以抽吸和排出收集在旋转铲斗的中央部分处的沉积物。

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年7月29日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.2016-0096640的权益，该申请的公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及粉末沉积物去除单元以及具有该粉末沉积物去除单元的粉末沉积物去除机器人，该粉末沉积物去除单元能够容易地去除积聚在存在有凹槽或间隙的底部上的粉末沉积物。

背景技术

使用粉状铁矿和按其原样的普通煤来生产熔融金属的FINEX设施配备有熔炼炉以及流化床反应器，该熔炼炉对应于普通高炉中的高炉，该流化床反应器为气体还原设施。

流化床反应器是一种吹送熔炼炉产生的煤的燃烧气体以使细铁矿流动从而来还原细铁矿的设施。在流化床反应器的内部底部中设置有用于排出用于还原的气体的多个气体喷嘴。当这些气体喷嘴被堵塞时，内部的流动性可能减小并且细铁矿的还原率可能降低。因此，需要周期性地更换气体喷嘴或者去除气体喷嘴的堵塞物。

当更换或检查气体喷嘴时，需要停止操作并去除沉积在流化床反应器中的气体喷嘴上的细的直接还原铁。当去除沉积在流化床反应器中的细的直接还原铁时，使用重型设备去除位于表面层上的沉积物，并且由进入流化床反应器的操作者去除位于具有气体喷嘴的底层上的沉积物。

然而，由于流化床反应器的内部处于高温状态并且细的直接还原铁也处于高温状态，操作者难以直接地进入流化床反应器来执行去除沉积物(细的直接还原铁)的工作。此外，由于在流化床反应器的底部上存在有多个气体喷嘴，因此很难去除积聚在气体喷嘴之间的沉积物。

发明内容

因此，本公开的实施方式的一方面是提供了一种粉末沉积物去除单元以及具有该粉末沉积物去除单元的粉末沉积物去除机器人，该粉末沉积物去除单元可以容易地去除积聚在存在有凹槽或间隙的底部上的粉末沉积物。

根据本公开的一方面，可以提供一种粉末沉积物去除单元，包括：旋转铲斗，该旋转铲斗包括多个沉积物入口以及多个弯曲表面引导部，多个沉积物入口在旋转铲斗周缘处沿旋转方向敞开，并且多个弯曲表面引导部用于将进入沉积物入口的每个沉积物入口的沉积物引导至旋转铲斗的中央部分；马达，该马达用于使旋转铲斗旋转；以及排出管，该排出管连接至抽吸/排出装置，用以抽吸和排出在旋转铲斗的中央部分处收集的沉积物。

旋转铲斗还可以包括：下板，该下板封闭旋转铲斗的下部，其中，弯曲引导部的下端部连接至下板的周缘并且马达的旋转轴连接至下板的中央；以及上板，其中，弯曲表面引导部的上端连接至上板的周缘，并且在上板的中央部分处形成有沉积物出口，沉积物通过该沉积物出口被排出到排出管。

排出管的外径可以小于旋转铲斗的外径。

弯曲表面引导部可以以使得弯曲表面引导部的内表面沿与旋转相反的方向接近旋转铲斗的中央的方式弯曲。

根据本公开的另一方面，可以提供一种粉末沉积物去除机器人，包括：主体，该主体具有行进单元；第一去除装置，该第一去除装置安装在主体上用以刮掉表面层的沉积物并以抽吸方式排出沉积物；以及第二去除装置，该第二去除装置采用如上文描述的粉末沉积物去除单元，该第二去除装置安装在主体上并进入位于底侧上的凹槽或间隙中以刮掉凹槽或间隙中的沉积物并以抽吸方式排出沉积物。

第一去除装置可以包括：一对旋转构件，所述一对旋转构件沿彼此相反的方向旋转以收集沉积物；支承部分，该支承部分用于对所述一对旋转构件进行支承；马达，该马达安装在支承部分上以使所述一对旋转构件旋转；排出管道，该排出管道设置在支承部分处，使得所述一对旋转构件之间定位有抽吸部分；排出管，该排出管用于连接排出管道和抽吸/排出装置；以及升降装置，该升降装置用于连接支承部分和主体并且用于升高和降低支承部分。

排出管道的抽吸部分可以形成为山状形状，并且抽吸端口可以分别形成在与旋转构件邻近的两个侧部上。

升降装置可以包括伸缩装置和多个连接连杆，多个连接连杆的两个端部分别以可旋转的方式连接至支承部分和主体，该伸缩装置连接主体和支承部分并且通过延伸和缩回来升高和降低支承部分。

旋转构件可以包括旋转板以及径向地设置在旋转板的下表面处的多个叶片。

旋转构件可以包括旋转板以及设置在旋转板的下表面处的钢丝刷(wirebrushes)。

行进单元可以呈履带形式。

第二去除装置可以包括支承部分以及伸缩装置，该支承部分对粉末沉积物去除单元进行支承并且被可旋转地连接至主体，该伸缩装置连接支承部分和主体并且通过延伸和缩回来升高和降低支承部分。

由于根据本公开的实施方式的粉末沉积物去除机器人可以通过使用第一去除装置快速地排出和去除厚表面层的沉积物，并且可以通过使用第二去除装置容易地去除存在于底侧的凹槽或间隙中的沉积物，因此，能够容易地去除沉积在具有复杂底表面的环境中比如钢制造设施的流化床反应器内部中的沉积物。

由于根据本公开的实施方式的粉末沉积物去除机器人在借助于履带式行进单元自行行进的同时去除沉积物，因此，能够在操作者不进入恶劣环境比如流化床反应器中的情况下容易地去除沉积物。

由于根据本公开的实施方式的粉末沉积物去除单元在使旋转铲斗旋转的同时可以将存在于凹槽或间隙中的沉积物刮到旋转铲斗的内部中并可以以抽吸方式排出沉积物，因此，能够容易地去除积聚在存在有凹槽或间隙的底部上的沉积物。

附图说明

本公开的这些和/或其他方面将从以下结合附图的实施方式的描述中变得显而易见和更容易理解，在附图中：

图1示出了根据本公开的实施方式的粉末沉积物去除机器人的立体图。

图2示出了根据本公开的实施方式的粉末沉积物去除机器人的第一去除装置的立体图。

图3示出了根据本公开的实施方式的粉末沉积物去除机器人的第一去除装置的仰视图。

图4示出了安装在根据本公开的实施方式的粉末沉积物去除机器人的第一去除装置上的旋转构件的变型。

图5示出了使用根据本公开的实施方式的粉末沉积物去除机器人的第一去除装置去除厚厚地沉积在表面层上的沉积物的示例。

图6示出了根据本公开的实施方式的粉末沉积物去除机器人的第二去除装置的立体图。

图7示出了安装在根据本公开的实施方式的粉末沉积物去除机器人的第二去除装置上的旋转铲斗的立体图。

图8示出了安装在根据本公开的实施方式的粉末沉积物去除机器人的第二去除装置上的旋转铲斗的截面图。

图9示出了安装在根据本公开的实施方式的粉末沉积物去除机器人的第二去除装置上的旋转铲斗去除存在于底部凹槽或间隙中的沉积物的示例。

图10示出了根据本公开的实施方式的粉末沉积物去除机器人的第二去除装置被提升的状态。

图11示出了在以下状态去除沉积物的示例：其中，根据本公开的实施方式的粉末沉积物去除机器人的第二去除装置被降低以进入底侧中的凹槽或间隙。

具体实施方式

在下文中，将参照附图对本公开的实施方式进行详细描述。提供以下实施方式使本公开的精神完全传达给本公开所属领域中的普通技术人员。本公开并不限于本文中示出的实施方式而是可以以其他形式实施。附图并非旨在以任何方式限制本公开的范围，并且为了清楚说明起见部件的尺寸可能被放大。

图1是根据本公开的实施方式的粉末沉积物去除机器人的立体图。粉末沉积物去除机器人100可以通过自主行驶进入生产熔融金属的FINEX设施的流化床反应器的内部，并且粉末沉积物去除机器人100可以在流化床反应器中行进的同时用于去除粉末沉积物比如积聚在流化床反应器中的细的直接还原铁。

参照图1，粉末沉积物去除机器人100包括：主体110；行进单元120，该行进单元120设置在主体110的两侧以实现自主行驶；第一去除装置130，该第一去除装置130安装在主体110的前部，并且第一去除装置130可以刮掉表面层的沉积物并以抽吸方式排出沉积物；第二去除装置150，该第二去除装置150安装在主体110的后部，并且第二去除装置150可以进入底侧的凹槽或间隙并刮掉存在于凹槽或间隙中的沉积物并以抽吸方式排出沉积物。

行进单元120以履带形状设置在主体110的两侧，使得该行进单元120可以在具有凹槽或间隙(不规则的路面)的地方如设置有多个气体喷嘴10的流化床反应器的内部平稳地行进，并且也可以在沉积的粉末上行进。

如图1至图3所示，第一去除装置130包括：一对旋转构件131和132，一对旋转构件131和132用于在沿彼此相反的方向旋转的同时刮掉粉末沉积物；支承部分133，该支承部分133在两侧设置有延伸部分133a和133b以对该对旋转构件131和132进行支承；以及两个马达134和135，所述两个马达134和135安装在支承部分133的两个延伸部分133a和133b上以使相应的旋转构件131和132进行旋转。第一去除装置130还可以包括：排出管道136，该排出管道136设置在支承部分133处使得排出管道136的抽吸部分137定位在一对旋转构件131与132之间；排出管138，该排出管138用于连接排出管道136和抽吸/排出装置(未示出)；以及升降装置139，该升降装置139用于连接支承部分133和主体110并且提升和降低支承部分133。

如图2和图3所示，排出管道136的抽吸部分137形成为山状形状以进入两个旋转构件131与132之间，并且抽吸端口137a和137b分别形成在抽吸部分137的与旋转构件131和132邻近的两个侧部上。

相应的旋转构件131和132包括旋转板131a和132a以及多个叶片131b和132b，所述多个叶片131b和132b径向地设置在旋转板131a和132a的下表面上。因此，当旋转构件131和132借助于马达134和135的操作旋转时，下部叶片131b和132b可以刮掉沉积物并且朝向排出管道136的抽吸部分137收集沉积物。由于旋转构件131和132沿彼此相反的方向旋转并朝向位于两个旋转构件131和132的中央部处的抽吸部分137收集粉末沉积物，因此沉积物则可以进入抽吸部分137并通过作用在抽吸管道136上的抽吸力被排出到外部。

图1至图3示出了旋转构件131和132具有下表面上径向地设置有多个叶片131b和132b的构型，但旋转构件的形状不限于此。如图4所示，旋转构件141可以构造成包括旋转板141a以及设置在旋转板141a的下表面上的钢丝刷141b。

升降装置139包括伸缩装置139b和多个连接连杆139a，其中，所述多个连接连杆139a分别在升降装置139的两个端部处以可旋转的方式连接至支承部分133和主体110并布置成彼此平行，伸缩装置139b用于连接支承部分133和主体110并且通过延伸和缩回来升高和降低支承部分133。伸缩装置139b可以是液压缸或者是长度可变的螺杆式驱动装置。

升降装置139通过借助于伸缩装置139b的延伸和缩回操作来升高和降低支承部分133和排出管道136而可以在刮掉和排出沉积物的过程中调整旋转构件131和132的高度，并且升降装置139可以在第一去除装置130不使用时升起第一去除装置130。

连接至排出管道136的排出管138由可弯曲材料制成，并且排出管138可以延伸到流化床反应器的外部并随后连接至虽然图中未示出的抽吸/排出装置。因此，由旋转构件131和132刮掉和收集的沉积物可以被吸入到排出管道136的抽吸部分137中并通过作用在排出管道136和排出管138上的抽吸力排出到外部。

如图5所示，在去除机器人100的主体110行进的同时，第一去除装置130可以刮掉和收集厚厚地积聚在流化床反应器的表面层上的沉积物(细的直接还原铁)并可以以抽吸方式排出沉积物。由于主体110具有履带式行进单元120，因此主体110可以在作业过程中平稳地在多个气体喷嘴10的上部上行进。

如图6和图11所示，设置在主体110的后部的第二去除装置150可以进入气体喷嘴10之间的凹槽或间隙以排出存在于凹槽或间隙中的沉积物。第二去除装置150包括粉末沉积物去除单元160以及升降装置170，其中，粉末沉积物去除单元160进入气体喷嘴10之间以去除粉末沉积物，并且升降装置170将粉末沉积物去除单元160连接至主体110。升降装置170可以包括支承部分171以及伸缩装置172，其中，支承部分171连接粉末沉积物去除单元160和主体110，并且伸缩装置172通过延伸和缩回来升高和降低支承部分171。

如图6和图7所示，第二去除装置150的粉末沉积物去除单元160可以包括：旋转铲斗161，旋转铲斗161用于刮掉沉积物并将沉积物引导至旋转铲斗161的内部中央部；马达162，马达162用于使旋转铲斗161旋转；以及排出管163，排出管163用于抽吸和排出收集在旋转铲斗161的中央部处的沉积物。排出管163的后端部连接至图中未示出但布置在流化床反应器外部的抽吸/排出装置。

如图7和图8所示，旋转铲斗161包括多个沉积物入口161a以及多个弯曲表面引导部161b，其中，多个沉积物入口161a在旋转铲斗161的周缘处彼此以等间距布置并沿旋转方向敞开，多个弯曲表面引导部161b用于将流入每个沉积物入口161a中的沉积物引导至旋转铲斗的中央部分。旋转铲斗161还包括：下板161c，该下板16c封闭旋转铲斗161的下部，其中，弯曲引导部161b的下端部连接至下板161c的周缘，并且马达162的旋转轴162a连接至下板161c的中央；以及上板161d，其中，弯曲表面引导部161b的上端部连接至上板161d的周缘，并且在上板161d的中央部分处形成有沉积物出口161e，其中，沉积物通过该沉积物出口161e排出到排出管163。因此，通过沉积物入口161a流入旋转铲斗161中的沉积物借助于作用在排出管163上的抽吸力通过排出管163排出。

如图8所示，多个弯曲表面引导部161b以如下的方式弯曲：该方式使得多个弯曲表面引导部161b的内表面沿与旋转相反的方向接近旋转铲斗161的中央部。因此，当旋转铲斗161旋转时，旋转铲斗161周围的粉末沉积物借助于弯曲表面引导部161b的稍端的挖掘而流入沉积物入口161a中。此外，由于流入沉积物入口161a中的沉积物通过与弯曲引导部161b的内表面相碰撞而被引导到旋转铲斗161的中央部分，因此沉积物可以进入沉积物出口161e并被排出到排出管163。

如图8所示，排出管163可以通过沉积物出口161e进入旋转铲斗161的内部，并且进入旋转铲斗161内部的部分的约一半周缘是敞开的，使得流入旋转铲斗161中的沉积物可以容易地被排出到排出管163。

如图6所示，排出管163形成为使得该排出管163的外径小于旋转铲斗161的外径。因此，如图9中示出的示例，旋转铲斗161的外周缘可以进入凸缘状气体喷嘴10的下部，使得能够容易地刮掉和去除沉积在流化床反应器的气体喷嘴10的下部的凹槽或间隙中的沉积物。也就是说，可以容易地去除沉积在复杂类型的间隙或凹槽中的沉积物。

如图6、图10和图11所示，第二去除装置150中的升降装置170的支承部分171在其一个端部处以可旋转的方式连接至主体110的上部，并且支承部分171在其另一个端部处固定至粉末沉积物去除单元160。伸缩装置172的一个端部连接至主体110，并且伸缩装置172的另一个端部连接至支承部分171以使得支承部分171可以通过延伸和缩回来上下旋转，由此对旋转铲斗161的高度进行调整。伸缩装置172可以是液压缸或长度可变的螺杆式驱动装置。

通过伸缩装置172的操作，第二去除装置150可以如图10所示提升粉末沉积物去除单元160，并且可以如图11所示降低粉末沉积物去除单元160以去除气体喷嘴10之间的间隙中存在的沉积物。如图11中示出的示例，粉末沉积物去除单元160的旋转铲斗161在下降状态下可以降低到低于行进单元120的下端部的位置。因此，能够在履带行进单元120在气体喷嘴10上行进的同时容易地去除位于履带行进单元120下方的间隙或凹槽(气体喷嘴之间的间隙)中存在的沉积物。

下面将对使用去除机器人100去除沉积在流化床反应器中的沉积物(细的直接还原铁)的方法进行描述。

当去除流化床反应器中的沉积物时，去除机器人100进入流化床反应器的内部，并且此后，首先通过使用第一去除装置130去除沉积在表面层上的沉积物，如图5所示。此时，第二去除装置150可以保持如图10的示例的提升状态。

在用第一去除装置130去除表面层沉积物直到位于流化床反应器底部上的气体喷嘴10露出为止之后，如图11所示，去除机器人100在气体喷嘴10上行进，并且通过使用第二去除装置150去除气体喷嘴10之间的间隙或凹槽中存在的沉积物。

如上所述，根据本公开的实施方式的粉末沉积物去除机器人100可以通过使用第一去除装置130快速地排出和去除厚的表面层沉积物，并且可以通过使用第二去除装置150容易地去除存在于底侧的凹槽或间隙中的沉积物。因此，能够容易地去除沉积在具有复杂的底面的环境比如流化床反应器中的沉积物。

此外，粉末沉积物去除机器人100的主体110在借助于履带式行进单元120自行移动的同时去除沉积物，并因而能够在操作者不进入恶劣环境比如流化床反应器的情况下容易地去除沉积物。

在此，已经对使用本实施方式的去除机器人100去除流化床反应器中的沉积物(细的的直接还原铁)的情况进行了描述，但根据本实施方式的粉末沉积物去除机器人100的应用并不限于此。粉末沉积物去除机器人100可以用于去除沉积在存在有凹槽或者间隙的底部上的粉末沉积物的任何情况。

虽然本实施方式描述了将具有旋转铲斗161的粉末沉积物去除单元160应用于去除机器人100的第二去除装置150来去除凹槽或间隙中的沉积物的情况，但粉末沉积物去除单元160可以独立地使用而不附接至去除机器人100。也就是说，操作者可以仅使用具有旋转铲斗161的去除单元160执行去除粉末沉积物的操作。

附图标记说明

100：粉末沉积物去除机器人110：主体

120：行进单元130：第一去除装置

131，132：旋转构件133：支承部分

134，135：马达136：排出管道

138：排出管139：升降装置

150：第二去除装置160：粉末沉积物去除单元

161：旋转铲斗162：马达

163：排出管170：升降装置