СПОСОБ РАЗДАЧИ АНОДНОЙ МАССЫ ПО ПОВЕРХНОСТИ АНОДА АЛЮМИНИЕВОГО ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА И САМОХОДНАЯ МАШИНА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1998 года по МПК C25C3/12 

Изобретение относится к алюминиевой промышленности и может быть использовано для раздачи анодной массы по поверхности анода алюминиевого электролизера.

Известны различные способы раздачи анодной массы по поверхности анода и механизмы для их осуществления. Одним из таких способов является раздача анодной массы по поверхности анода из подвешенного на мостовом кране бункера, снабженного течками и шибером, приводимого в движение от штанги мостового крана [1].

Недостатком известного способа является неравномерность распределения анодной массы по поверхности анода, а также необходимость привлечения к выполнению этой операции мостового крана.

Известен способ загрузки анодной массы на поверхность анода алюминиевого элекролизера из бункера, установленного на портальной раме, снабженной двигателем для передвижения по рельсовому пути [2].

Недостатком известного технического решения является сложность его выполнения, а также неравномерность распределения массы по поверхности анода.

Наиболее близким к предлагаемой разработке является способ раздачи анодной массы на анод алюминиевого электролизера с помощью смонтированного на самоходной машине выдвижного конвейера, установленного на поворотной платформе и снабженного рукавом и механизмом переброски рукава, лебедкой, приводом опускания конвейера и механизмом поворота платформы. Кроме того, самоходная машина содержит ходовую часть, бункер, питатель и элеватор [3].

Раздачу анодной массы выполняют следующим образом.

Выдвижной конвейер из наклонного положения устанавливают горизонтально над электролизером выше анодных штырей. Анодную массу из бункера через питатель и элеватор подают на конвейер, из которого она через рукав поступает на поверхность анода при последовательном перемещении машины вдоль борта анода. Загрузку выполняют последовательно вдоль каждого борта, а также вдоль рядов между штырями.

Недостатком известного технического решения, принятого за прототип, является неравномерность распределения анодной массы по поверхности анода, сложность конструкции и обслуживания ее, а также низкая производительность.

Задачей данного предложения является повышение равномерности распределения анодной массы по поверхности анода, упрощение процесса загрузки и конструкции машины, а также повышение производительности. В свою очередь, равномерное распределение массы при загрузке позволит улучшить качество анода и повысить технико-экономические показатели электролиза.

Поставленная задача решается тем, что раздачу анодной массы на поверхность анода алюминиевого электролизера, включающую последовательную вдоль борта анода загрузку ее горизонтально установленным конвейером, осуществляют метанием ее в зону расположения цилиндрической части анодных штырей, при этом раздачу осуществляют поочередно с двух сторон со скоростью 260-270 м/мин.

Задача упрощения конструкции машины достигается тем, что
в самоходной машине, включающей ходовую часть, бункер, элеватор и выдвижной конвейер, последний выполнен за счет установки высокоскоростного привода в виде метателя, установленного на горизонтальных направляющих вдоль поперечной оси машины;
метатель снабжен отбойными щитами из гибкого материала, связанными между собой пружиной и установленными на разгрузочном торце метателя с возможностью подпружиненного поворота;
отбойные щиты установлены под углом 45-60^oC к продольной оси конвейера-метателя;
лента метателя снабжена зацепами в виде поперечных ребер из антимагнитного материала;
конвейер-метатель установлен по высоте в зоне расположения цилиндрической части анодных штырей.

Сущность предлагаемого технического решения заключается в следующем.

Раздачу анодной массы на поверхность анода выполняют при последовательном перемещении самоходной машины вдоль борта анода горизонтально установленным конвейером. Анодную массу подают в зону расположения цилиндрической части анодных штырей со скоростью 260-270 м/мин. При такой скорости конвейер выполняет роль метателя, анодная масса распределяется между штырями, часть ее от соприкосновения с цилиндрической поверхностью штырей меняет траекторию полета, в том числе и на обратное направление к борту анода. При этом достигается равномерное распределение анодной массы по поверхности анода от борта до его середины. Для предотвращения вылета отдельных кусков массы через борт анода конвейер оснащен отбойными щитками. Операцию повторяю при заходе машины с противоположного борта.

Общим признаком предлагаемого способа и прототипа является последовательная вдоль борта анода загрузка анодной массы на поверхность анода, горизонтально установленным конвейером.

Отличие заключается в том, что раздачу анодной массы по поверхности анода выполняют метанием ее в зону расположения цилиндрической части анодных штырей. Такое выполнение позволяет часть анодной массы распределять межу штырями, а другую часть, контактирующую с цилиндрической частью штырей, рикошетом распределять в разные стороны, в том числе и в обратном направлении вдоль борта анода. Операцию повторяют с противоположного борта, т.е. полную загрузку анодной массы на поверхность анода выполняют за два прохода. Тогда как известный способ загрузки анода с четырехрядным расположением штырей может выполнить ту же операцию за три прохода. Следовательно, производительность предлагаемого способа при прочих равных условиях в 1,5 раза выше известного способа.

Другое отличие заключается в том, что анодной массе сообщают горизонтальное поступательное движение со скоростью 260 - 270 м/мин, тогда как скорость подачи анодной массы известным конвейером примерно в десять раз меньше.

Общими признаками предложенной самоходной машины и прототипа является наличие ходовой части, бункера, элеватора и выдвижного конвейера.

Отличие предложенной машины заключается в том, что выдвижной конвейер выполнен в виде метателя за счет установки высокоскоростного привода, обеспечивающего высокую скорость движения ленты конвейера и соответственно материала на ленте, а также в том, что он установлен на горизонтальных направляющих, тогда как известный конвейер установлен на наклонных направляющих с переходом на горизонтальные. Указанные отличия значительно упрощают конструкцию машины, а также эксплуатацию ее. Она не требует такого сложного привода, как у прототипа в виде тросов с противовесами. При эксплуатации метатель достаточно выдвинуть над верхней кромкой борта анода, тогда как известный конвейер поднимают выше уровня верхней кромки штырей, а кроме того, его необходимо несколько раз передвинуть для засыпки массы между каждым рядом штырей, одновременно включая механизм переброски рукава. Машина работает значительно устойчивее, чем известная машина.

Другое отличие заключается в том, что метатель снабжен подпружиненными отбойными щитами. Известная машина не имеет таких щитов.

Еще одно отличие заключается в том, что лента метателя снабжена зацепами в виде поперечных ребер из антимагнитного материала. Тихоходный конвейер прототипа не требует таких зацепов.

Отбойные щиты могут быть выполнены из гибкого материала.

Отбойные щиты установлены под углом 45-60^o к продольной оси конвейера-метателя.

Таким образом, предлагаемый способ и машина для его осуществления отвечают критерию изобретения "новизна".

Для сравнения предложения с другими известными техническими решениями проведен поиск по патентной и научно-технической литературе.

Известен способ загрузки сыпучего материала в различные емкости, например железнодорожные вагоны, трюмы судов и т.п., ленточным конвейером, используемым в качестве метателя-триммера (Политехнический словарь. М.: Советская энциклопедия, 1989, с. 545).

Общими признаками предложенного и известного способов является последовательная вдоль борта емкости загрузка материала в нее путем метания, т.е. со скоростью, обеспечивающей движение материала за конвейером по инерции.

Отличие заключается в том, что струю материала направляют в зону расположения цилиндрической части анодных штырей, от которых материал рикошетом распределяется в разные стороны и тем обеспечивается равномерность распределения массы по поверхности анода.

Известная погрузочная машина так же, как и предложенная, имеет ходовую часть, элеватор, выдвижной ленточный конвейер, выполненный в виде метателя, т.е. снабжен высокоскоростным приводом.

Отличие заключается в том, что выдвижной конвейер установлен на горизонтальных направляющих в зоне расположения цилиндрической части анодных штырей. Известный конвейер установлен на наклонных направляющих и снабжен поворотной платформой, т.е. имеет более сложную конструкцию.

Таким образом, предложенный способ и машина для его осуществления отвечают современному уровню техники.

На фиг. 1 показана самоходная машина; на фиг. 2 - вид по А; на фиг. 3 - вид по Б на разгрузочный торец конвейера-метателя; на фиг. 4 - схема взаимодействия анодной массы с цилиндрической частью анодных штырей при загрузке.

Машина содержит ходовую часть с приводом 1 и органами управления, несущую раму 2, бункер 3, элеватор 4, выдвижной конвейер-метатель 5, установленный роликами 6 в горизонтальных направляющих 7 перпендикулярно продольной оси машины. Бункер 3, установленный на раме 2, в нижней части снабжен разгрузочным отверстием, перекрываемым шиберной задвижкой (не показано). Элеватор 4, например, ковшевого типа предназначен для подъема анодной массы, высыпающейся из разгрузочного отверстия бункера 3, и подачи ее через наклонную течку 8 на ленту 9 конвейера-метателя 5, снабженного приводом 10. Метатель 5, установленный на раме 2, состоит из бесконечной гибкой ленты 9, снабженной зацепами 11 в виде поперечных ребер из антимагнитного материала, например алюминиевого сплава, лента натянута между натяжным 12 и приводным 13 барабанами. Барабаны закреплены в подвижной раме 14, установленной на роликах 6 в направляющих 7. Для натяжения ленты 9 предусмотрено натяжное устройство 15. Для вращения приводного барабана метатель снабжен приводом 16.

Применение антимагнитного материала для зацепов 11 обусловлено наличием в электролизном корпусе сильных магнитных полей, приводящих к нарушениям в работе метателя (перекосами ленты, сползанием ее с барабанов и др.). Для выдвижения метателя 5 на роликах 6 по направляющим 7 к борту 17 анода 18, подвешенного на штырях 19, он снабжен приводом 20.

Питание электродвигателей приводов исполнительных механизмов осуществляется от генератора переменного тока 21, приводимого от коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания машины.

Следует отметить, что применение электромеханического привода исполнительных механизмов машины приведено в качестве примера. Привод может быть механическим от вала отбора мощности трансмиссии машины, гидравлическим, пневматическим и т.д.

Для предотвращения вылета отдельных кусков анодной массы через борт 17 анода 18 метатель снабжен отбойными щитами 22 шарнирно прикрепленными к разгрузочному торцу выдвижной рамы 14 и связанными между собой возвратной пружиной 23.

Как альтернативный вариант, щиты 22 могут быть выполнены из гибкого материала, например транспортерной ленты. Такое закрепление щитов или выполнение их из гибкого материала предотвращает их поломку от случайного задевания метателем при его выдвижении за выступающие конструкции электролизера (лестницы, ограждения, анодные стояки).

С целью оптимального отражения кусков анодной массы, отскакивающих от штырей 19, отбойные щиты 22 установлены под углом 45-60^o к продольной оси метателя (фиг. 4).

Примеры работы самоходной машины.

Пример 1. Машину установили у борта 17 анода 18, выдвинули метатель 5 к борту 17 и включили его. Затем включили элеватор 4, и, как только анодная масса из бункера 3 через элеватор 4 и ленту 9 метателя 5 стала поступать на поверхность анода 18, машина начала поступательное перемещение вдоль борта анода с постоянной скоростью ≈ 1 км/ч. Скорость движения ленты 9 - 255 м/мин. При такой скорости движения ленты 9 основная часть массы распределялась между штырями 24, другая часть от удара рикошетом в штыри разлеталась в разные стороны, в том числе и в сторону борта 17 анода 18. При этом наблюдалось недостаточно полное заполнение поверхности вдоль борта 17 и в районе середины анода 18.

Пример 2. Машина работала в тех же условиях, что и в примере 1, но при скорости движения ленты метателя 275 м/мин. При такой скорости масса также распределялась между штырями, значительная часть рикошетом от штырей 19 и отбойных щитов 22 распределялась между штырями, значительная часть рикошетом от штырей 19 и отбойных щитов 22 распределялась вдоль борта анода, вместе с тем, отдельные куски перелетали через борт анода, минуя отбойные щиты, и перегружалась центральная часть анода.

Меняя таким образом скорость движения ленты и поддерживая постоянную скорость самой машины вдоль борта, установили, что достаточно равномерное распределение массы по поверхности анода обеспечивается при скорости 260 - 270 м/мин.

Учитывая изложенное, можно сделать вывод о том, что предложенный способ загрузки анодной массы на поверхность анода обеспечивает равномерное распределение массы по поверхности анода высокую производительность, упрощает конструкцию машины для его осуществления и эксплуатацию этой машины.

Изобретение относится к самоходной машине для его осуществления. Сущность изобретения: раздачу анодной массы на поверхность анода выполняют последовательной загрузкой вдоль борта анода горизонтально установленным конвейером, метанием в зону расположения цилиндрической части анодных штырей поочередно с двух сторон со скоростью 260 - 270 м/мин. Самоходная машина содержит ходовую часть, бункер, элеватор и выдвижной контейнер в виде метателя, установленного на горизонтальных направляющих вдоль поперечной оси машины. Метатель снабжен отбойными щитами из гибкого материала, связанными между собой пружиной. Отбойные щиты установлены под углом 45 - 60^o к продольной оси конвейера-метателя. Лента метателя снабжена зацепами в виде поперечных ребер из антимагнитного материала. Конвейер-метатель установлен по высоте в зоне расположения цилиндрической части анодных штырей. Предложение позволяет повысить рав- номерность распределения анодной массы по поверхности анода, упростить процесс загрузки и конструкции машины, а также повыси- ть ее производительность. 2 с. и 8 з.п.ф-лы, 4 ил.

1. Способ раздачи анодной массы по поверхности анода алюминиевого электролизера, включающий последовательную вдоль борта анода загрузку анодной массы горизонтально установленным конвейером, отличающийся тем, что раздачу анодной массы осуществляют путем метания ее на поверхность анода в зону расположения цилиндрической части анодных штырей, причем раздачу осуществляют поочередно с двух сторон. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что анодной массе сообщают поступательное движение со скоростью 260 - 270 м/мин. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что загрузку анодной массы путем метания на поверхность анода осуществляют под прямым углом к продольной оси анода в горизонтальной плоскости. 4. Самоходная машина для загрузки анодной массы в анод алюминиевого электролизера, включающая ходовую часть, бункер, элеватор и выдвижной конвейер, отличающаяся тем, что выдвижной конвейер, выполненный в виде метателя, установлен на горизонтальных направляющих вдоль поперечной оси машины в зоне расположения цилиндрической части анодных штырей. 5. Машина по п.4, отличающаяся тем, что метатель снабжен отбойными щитами, шарнирно установленными на раме разгрузочного торца метателя. 6. Машина по п.5, отличающаяся тем, что отбойные щиты установлены под углом 45 - 60^o к продольной оси конвейера. 7. Машина по п.5, отличающаяся тем, что щиты связаны между собой возвратной пружиной. 8. Машина по п.5, отличающаяся тем, что щиты выполнены из гибкого материала. 9. Машина по п.4, отличающаяся тем, что лента метателя снабжена зацепами в виде поперечных ребер. 10. Машина по п.9, отличающаяся тем, что зацепы выполнены из антимагнитного материала.