КОМПАКТНЫЙ СЕРВИСНЫЙ МОДУЛЬ И ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НА ЗАВОДЕ ЭЛЕКТРОЛИЗНОГО ПРОИЗВОДСТВА АЛЮМИНИЯ Российский патент 2016 года по МПК C25C3/10 

Область техники

Изобретение относится к производству алюминия посредством огневого электролиза согласно методу Холла-Эру. В частности, изобретение относится к сервисным модулям, используемым на алюминиевых заводах.

Предшествующий уровень техники

В промышленных масштабах алюминий производят посредством огневого электролиза в электролизерах при помощи способа Холла-Эру. Заводы содержат большое число электролизеров, расположенных в линию в промышленных помещениях, называемых электролизными цехами и последовательно соединенных электрически при помощи соединительных проводов. Как правило, электролизеры располагают таким образом, чтобы образовать две или несколько параллельных линий, электрически связанных между собой концевыми проводами.

Работа электролизного цеха требует ряда операций обслуживания электролизеров, среди которых можно указать, в частности, замену использованных анодов новыми анодами, отбор жидкого металла из электролизеров и отбор или добавление электролита. Для осуществления этих операций наиболее современные цеха оборудованы одной или несколькими сервисными установками, включающими в себя подвижный мостовой кран, который может перемещаться над электролизерами и вдоль рядов электролизеров, и одну или несколько сервисных машин, каждая из которых содержит тележку и сервисный модуль, оснащенный погрузочно-разгрузочными и сервисными устройствами (часто называемыми «орудиями»), такими как ковши и тали, и выполненный с возможностью перемещения на подвижном мостовом кране. Эти сервисные установки часто называют «сервисными электролизными машинами» или “M.S.E” (“PTA” или “PTM”).

Для оптимизации пространства в электролизных цехах и для снижения капитальных вложений электролизеры располагают как можно ближе друг к другу и вблизи одной из боковых сторон электролизных цехов, а вблизи другой боковой стороны цехов оставляют максимально узкий рабочий проход. При таком расположении расстояние между стенами электролизного цеха и границами рабочей зоны каждого из орудий сервисных машин должно быть минимальным, в частности, для доступа к электролизерам. Это расстояние называют «подходом орудий». Положение электролизеров в электролизном цехе и общая площадь цеха, по существу, зависят от объема, занимаемого сервисными машинами, и от возможностей подхода и движения их орудий. Однако известные сервисные модули занимают большой объем, который не позволяет уменьшить подход по сторонам электролизных цехов, в частности, по боковым сторонам, и который существенно ограничивает их движения вблизи этих сторон. Объем модулей можно уменьшить за счет сближения орудий. Однако такое решение может увеличить риски повреждения орудий во время операций обслуживания.

В европейском патенте ЕР 1781838, выданном на имя заявителя, предложен сервисный модуль, содержащий раму, выполненную с возможностью крепления на тележке, и турель, установленную на упомянутой раме с возможностью поворота вокруг вертикальной оси, при этом указанная турель оснащена множеством погрузочно-разгрузочных и сервисных устройств. Этот сервисный модуль содержит набор орудий, установленных на телескопических штангах, при этом каждая телескопическая штанга закреплена на турели при помощи шарнирного держателя, обеспечивающего маятниковые движения упомянутой телескопической штанги относительно определенной поворотной точки. В этом сервисном модуле телескопические штанги соединены между собой при помощи устройства механического соединения, позволяющего поддерживать в определенном интервале допуска относительное угловое отклонение между маятниковыми движениями упомянутых телескопических штанг. Такой сервисный модуль позволяет сблизить орудия, ограничивая, таким образом, объем, в частности, ширину под рамой упомянутого модуля. Он обеспечивает также ограниченную независимость движения орудий и одновременно позволяет избегать соударений между орудиями и прямого влияния резких движений одних орудий на действие других орудий.

Технической задачей изобретения, касающейся сервисного модуля, является дополнительное уменьшение объема под рамой упомянутого модуля, в частности, высоты под рамой сервисного модуля, а также объема пространства, занимаемого комплексом сервисного модуля во время вращения его поворотной части.

Краткое изложение сущности изобретения

Объектом изобретения является сервисный модуль, используемый на заводе производства алюминия посредством огневого электролиза, при этом упомянутый модуль содержит раму, выполненную с возможностью крепления на тележке, и поворотную часть, установленную на упомянутой раме с возможностью поворота вокруг, по существу, вертикальной оси, при этом упомянутая поворотная часть оборудована, по меньшей мере, одним орудием, установленным на телескопической штанге упомянутой поворотной части, при этом упомянутый сервисный модуль дополнительно содержит первую несущую конструкцию, установленную на упомянутой раме и предназначенную для установки на ней бункера, при этом упомянутый сервисный модуль отличается тем, что упомянутая первая несущая конструкция и упомянутый бункер входят в состав упомянутой поворотной части, при этом упомянутая несущая конструкция выполнена с возможностью установки на ней комплекса упомянутой поворотной части, и тем, что упомянутая поворотная часть содержит вторую несущую конструкцию, при этом неподвижная секция упомянутой телескопической штанги установлена на упомянутой второй несущей конструкции, неподвижно соединенной с упомянутой поворотной частью при помощи средств сцепления, обеспечивающих маятниковые движения упомянутой телескопической штанги, при этом упомянутые средства сцепления закреплены на сцепной части упомянутой неподвижной секции, причем части, расположенной на расстоянии от концов упомянутой неподвижной секции.

Чаще всего сервисный модуль устанавливают на тележке сервисной машины, при этом сама упомянутая тележка установлена на подвижном мостовом кране сервисной установки, который может поступательно перемещаться над электролизерами. Таким образом, как правило, поворотную часть сервисного модуля располагают или подвешивают под тележкой, то есть под рамой упомянутого сервисного модуля. В частности, эту поворотную часть устанавливают с возможностью вращения на раме, чаще всего с возможностью поворота, по существу, вокруг своей вертикальной оси. В дальнейшем эта поворотная часть может также называться турелью.

Первая несущая конструкция выполнена с возможностью установки на ней комплекса упомянутой поворотной части и установлена на упомянутой раме с возможностью поворота вокруг упомянутой, по существу, вертикальной оси, и, таким образом, эта первая несущая конструкция образует верхнюю часть упомянутой поворотной части.

Как правило, поворотная часть оборудована определенным набором орудий, при этом каждое орудие упомянутого набора установлено на телескопической штанге, закрепленной на второй несущей конструкции. Телескопические штанги, на которых установлены орудия, вторая несущая конструкция, а также средства сцепления, расположенные между второй несущей конструкцией и телескопическими штангами, в совокупности, входят в состав поворотной части. Как правило, упомянутый определенный набор орудий может включать в себя, по меньшей мере, одно орудие, выбранное среди ковша для корки, зажима-держателя анодов и пробойника.

Согласно одному варианту изобретения, бункер входит в состав поворотной части или турели. Таким образом, поворотная часть содержит не только орудия и телескопические штанги, на которых они установлены, но также бункер. Этот бункер, обеспечивающий питание электролизера порошкообразными веществами, как правило, имеет большой объем по сравнению с орудиями и телескопическими штангами, на которых они установлены. Включение этого бункера в поворотную часть позволяет минимизировать объем под рамой упомянутого модуля или, более конкретно, объем, занимаемый комплексом сервисного модуля во время вращения поворотной части, и, в частности, радиальное пространство относительно, по существу, вертикальной оси, вокруг которой может поворачиваться упомянутая поворотная часть.

В дальнейшем объем пространства, занимаемый комплексом сервисного модуля во время вращения его поворотной части и, в частности, во время полного оборота или поворота на 360° упомянутой поворотной части, можно считать пространственным габаритом. Иначе говоря, включение бункера в поворотную часть позволяет оптимизировать пространственный габарит сервисного модуля под рамой и, в частности, радиальный габарит относительно, по существу, вертикальной оси, вокруг которой может поворачиваться упомянутая поворотная часть. Действительно, в случае, когда бункер является неподвижным относительно орудий, эти орудия и их соответствующие телескопические штанги следует располагать в пространстве, имеющем симметрию вращения, которое находится за пределами пространства, занимаемого бункером. Таким образом, решение включения бункера в поворотную часть позволяет расположить этот бункер, орудия и телескопические штанги, на которых они установлены, в пространстве, которое в целом является меньшим, поскольку все эти элементы поворачиваются одновременно вокруг одной оси вращения.

Согласно другому варианту изобретения, неподвижные секции телескопических штанг, на которых установлены орудия, закреплены на второй несущей конструкции, которая неподвижно соединена с поворотной частью сервисного модуля. Под неподвижной секцией телескопической штанги следует понимать трубку, в которой перемещается скольжением подвижная секция, на которой установлено орудие, и, в данном случае, упомянутая неподвижная секция закреплена на второй несущей конструкции. Эта вторая несущая конструкция, отличная от первой несущей конструкции, установленной на раме, расположена, таким образом, под упомянутой рамой и, в частности, под упомянутой первой несущей конструкцией. Как правило, эта вторая несущая конструкция расположена под бункером. Предпочтительно, вторая несущая конструкция может представлять собой мостик, расположенный под бункером. В дальнейшем можно считать, что вторая несущая конструкция является мостиком, даже мостиком под бункером. Этот мостик может иметь другие агрегаты, отличные от орудий, например, такие как насосно-аккумуляторная станция и электрические шкафы. Эта конфигурация, в которой орудия установлены на мостике, позволяет обслуживающим операторам иметь доступ к орудиям и к различным агрегатам сервисного модуля.

Кроме того, поскольку орудия установлены на второй несущей конструкции, усилия, создаваемые орудиями, передаются на упомянутую вторую несущую конструкцию, а не на первую несущую конструкцию, на которой установлен комплекс поворотной части. Использование второй несущей конструкции или мостика под бункером для крепления орудий позволяет не использовать первую несущую конструкцию с установленной на ней поворотной частью или турелью для передачи главных усилий, создаваемых упомянутыми орудиями. Эта конфигурация позволяет, в частности, облегчить в целом массу первой несущей конструкции, на которой установлена турель. Эта конфигурация позволяет также упростить первую несущую конструкцию, на которой установлен комплекс турели.

Согласно еще одному варианту изобретения, средства сцепления обеспечивают маятниковые движения телескопических штанг, на которых установлены орудия. Этот вариант изобретения позволяет не только придать телескопическим штангам независимость движения относительно движения поворотной части, но также избегать влияния резких движений одного орудия напрямую на всю поворотную часть и, в частности, на другие орудия, установленные на этой поворотной части.

Согласно еще одному варианту изобретения, средства сцепления закреплены на сцепной части упомянутой неподвижной секции, расположенной на расстоянии от концов упомянутой неподвижной секции. Иначе говоря, неподвижная секция телескопической штанги не закреплена одним из своих концов на второй конструкции. Этот вариант изобретения позволяет повысить точность позиционирования орудия. Этот вариант изобретения позволяет также поднять верхний конец неподвижной секции до уровня, близкого к уровню рамы. Таким образом, габарит под рамой можно уменьшить, не уменьшая длину неподвижной секции.

Различные представленные выше варианты изобретения позволяют еще больше минимизировать габарит сервисного модуля под рамой.

Согласно предпочтительному варианту выполнения изобретения, неподвижная секция телескопической штанги соединена с первой несущей конструкцией при помощи устройства механического соединения, позволяющего ограничить амплитуду маятниковых движений упомянутой телескопической штанги. Таким образом, можно еще лучше контролировать интервал допустимого отклонения амплитуды маятниковых движений телескопической штанги или телескопических штанг. Действительно, этот интервал допустимого отклонения определяют относительно поворотной части и, в частности, относительно первой несущей конструкции упомянутой поворотной части. В отличие от модуля, описанного в европейском патенте ЕР 17818439, интервал допустимого отклонения амплитуды маятниковых движений телескопической штанги орудия не определяют относительно других орудий упомянутой поворотной части. Таким образом, интервал допустимого отклонения амплитуды маятниковых движений телескопической штанги определен более четко, чем в известных решениях, поскольку он больше не зависит от маятниковых движений других орудий.

Благодаря этой конфигурации сервисного модуля осевая или вертикальная составляющая усилий, создаваемых орудием и телескопической штангой, на которой оно установлено, воспринимается второй несущей конструкцией или мостиком под рамой через средства сцепления. Что касается радиальных или горизонтальных составляющих этих усилий, то они частично воспринимаются первой несущей конструкцией, на которой установлен комплекс поворотной части или турели под рамой, через устройство механического соединения.

Согласно предпочтительному варианту выполнения изобретения, сцепная часть неподвижной секции телескопической штанги находится на расстоянии D от верхнего конца упомянутой неподвижной части, превышающем одну десятую длины L упомянутой неподвижной секции. Предпочтительно расстояние D между сцепной частью и верхним концом неподвижной секции находится в пределах от одной четверти длины L упомянутой неподвижной секции до двух третей этой длины. Например, расстояние D между сцепной частью и верхним концом неподвижной секции равно половине длины L упомянутой неподвижной секции. Таким образом, повышается точность и надежность орудия.

Предпочтительно, устройство механического соединения установлено с возможностью соединения верхнего конца неподвижной секции с первой несущей конструкцией. Предпочтительно, устройство механического соединения содержит, по меньшей мере, одну демпфирующую систему, позволяющую ограничивать амплитуду маятниковых движений телескопической штанги в горизонтальном направлении. Предпочтительно, устройство механического соединения содержит две демпфирующие системы, позволяющие ограничивать амплитуду маятниковых движений телескопической штанги в двух, по существу, перпендикулярных горизонтальных направлениях.

Предпочтительно, верхний конец неподвижной секции телескопической штанги находится на уровне чуть ниже уровня рамы. Предпочтительно, часть неподвижной секции между ее верхним концом и ее сцепной частью проходит через отверстие первой несущей конструкции. Таким образом, неподвижная секция телескопической штанги может доходить до рамы, что позволяет ограничить габарит под рамой сервисного модуля.

Предпочтительно, средства сцепления выполнены с возможностью блокировки движений вращения телескопической штанги вокруг продольной оси упомянутой штанги. Это обеспечивает орудию свободу позиционирования без изменения его основного направления.

Согласно одному варианту выполнения, средства сцепления телескопической штанги со второй несущей конструкцией содержат первые средства крепления, неподвижно соединенные с упомянутой второй несущей конструкцией, опирающиеся на верхнюю сторону упомянутой второй несущей конструкции. Эта верхняя сторона второй несущей конструкции, в целом, расположена в плоскости, по существу, перпендикулярной продольной оси телескопической штанги таким образом, что телескопическая штанга, орудие, установленное на конце упомянутой телескопической штанги, и возможный груз упомянутого орудия действуют на упомянутую верхнюю сторону опорными усилиями через первые средства крепления.

Предпочтительно, первые средства крепления средств сцепления телескопической штанги со второй несущей конструкцией содержат промежуточный кронштейн, предназначенный для жесткого крепления на второй несущей конструкции, при этом упомянутые средства сцепления содержат, по меньшей мере, одну опорную деталь, неподвижно соединенную с упомянутой телескопической штангой, опирающуюся на упомянутый промежуточный кронштейн и обеспечивающую маятниковые движения упомянутой телескопической штанги. Таким образом, средства сцепления позволяют воспринимать подъемные усилия, которыми телескопическая штанга действует на вторую несущую конструкцию во время подъема орудия и его возможного груза.

Следует отметить, что орудия можно приводить в действие при помощи приводных средств, как правило, гидравлических домкратов или тросовых подъемных средств, которые предназначены, с одной стороны, для удержания активного орудия на необходимом уровне и, с другой стороны, для подъема этого орудия и возможных грузов, перемещаемых этим орудием. Как правило, линия действия этих приводных средств совпадает с продольной осью телескопической штанги, на которой установлено орудие. Как правило, эти приводные средства создают подъемные усилия, то есть усилия, добавляющиеся к весу орудия, телескопической штанги, на которой оно установлено, и возможного груза, перемещаемого этим орудием. Усилия опускания, создаваемые приводными средствами, как правило, сводятся к минимуму за счет собственного веса орудия и его телескопической штанги. Таким образом, наличия, по меньшей мере, одной точки опоры на верхнюю сторону второй несущей конструкции оказывается достаточно для восприятия подъемных усилий, создаваемых орудиями.

Предпочтительно, упомянутая, по меньшей мере, одна опорная деталь (в данном случае две опорные детали) содержит предохранительный элемент, который должен разрываться, когда амплитуда маятниковых движений телескопической штанги выходит за пределы заранее определенного интервала допустимого отклонения. Материал этого предохранительного элемента и его форму выбирают таким образом, чтобы ограничить усилия, имеющие горизонтальную составляющую, передаваемую на вторую несущую конструкцию. Иначе говоря, предохранительный элемент выполнен с возможностью разрыва, прежде чем возникнет риск повреждения неподвижного элемента телескопической штанги или второй несущей конструкции.

Предпочтительно, средства сцепления телескопической штанги с второй несущей конструкцией содержат вторые средства крепления, неподвижно соединенные со сцепной частью неподвижной секции упомянутой телескопической штанги, при этом упомянутые вторые средства крепления содержат две стойки, расположенные, по существу, параллельно продольной оси телескопической штанги.

Предпочтительно, средства сцепления содержат две опорные детали, неподвижно соединенные с телескопической штангой, опирающиеся на промежуточный кронштейн и обеспечивающие маятниковые движения упомянутой телескопической штанги, при этом предохранительный элемент каждой опорной детали жестко закреплен, соответственно, на каждой стойке вторых средств крепления.

Объектом изобретения является также сервисная машина, содержащая тележку и описанный выше сервисный модуль.

Объектом изобретения является также сервисная установка завода по производству алюминия огневым электролизом, содержащая подвижный мостовой кран и, по меньшей мере, одну сервисную машину в соответствии с изобретением.

Объектом изобретения является также использование сервисной установки, в соответствии с изобретением, для операций обслуживания на электролизерах, предназначенных для производства алюминия посредством огневого электролиза.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - вид в сечении типового электролизного цеха, предназначенного для производства алюминия и содержащего показанную схематично сервисную установку.

Фиг.2 - вид сбоку сервисной машины, согласно варианту выполнения изобретения.

Фиг.3 - вид в перспективе сервисной машины, показанной на фиг.2.

Фиг.4 - вид в перспективе сервисного модуля сервисной машины, показанной на фиг.2.

Фиг.5 - вид в разрезе средств соединения между упомянутой штангой и второй несущей конструкцией.

Фиг.6 - частичный вид верхней части неподвижной секции телескопической штанги и устройства механического соединения для соединения упомянутой штанги с первой несущей конструкцией.

Фиг.7 - вид в разрезе части устройства механического соединения для соединения упомянутой штанги с первой несущей конструкцией.

Описание предпочтительных вариантов изобретения

Электролизные заводы, предназначенные для производства алюминия, содержат зону производства алюминия, которая включает в себя один или несколько электролизных цехов 1. Как показано на фиг.1, каждый электролизный цех 1 содержит электролизеры 3 и, по меньшей мере, одну «сервисную установку» или «сервисную машину» 5. Обычно электролизеры 3 расположены рядами или линиями, при этом каждый ряд или линия обычно содержит более сотни электролизеров. Электролизеры 3 расположены таким образом, чтобы высвободить рабочий проход 7 вдоль электролизного цеха 1. Электролизеры 3 содержат ряд анодов 9, оснащенных металлической штангой 11, предназначенной для крепления и для электрического соединения анодов с металлической анодной рамкой (не показана). Сервисная установка 5 предназначена для осуществления операций на электролизерах 3, таких как замена анодов или заполнение бункеров питания электролизеров, например, фторидом алюминия. Она может также служить для перемещения различных грузов, таких как элементы ванны, ковши с жидким металлом или аноды. В частности, изобретение касается сервисных установок, используемых для замены анодов.

Сервисная установка 5 содержит подвижный мостовой кран 13, который может поступательно перемещаться над электролизерами 3 и вдоль них, и сервисную машину 15, содержащую подвижную тележку 17, выполненную с возможностью перемещения на мостовом кране 13, и сервисный модуль 19, оборудованный несколькими погрузочно-разгрузочными и сервисными устройствами 21, такими как орудия (ковши, замки, пробойники). Подвижный мостовой кран 13 опирается и перемещается на дорожках качения 23, 24, расположенных параллельно друг другу и параллельно главной оси цеха (и ряда электролизеров). Таким образом, мостовой кран 13 может перемещаться вдоль электролизного цеха 1.

Как показано на фиг.2 и 3, сервисный модуль 19 содержит раму 25, как правило, платформу, выполненную с возможностью крепления на тележке 17, и поворотную часть или турель 33, установленную на раме 25 с возможностью поворота вокруг вертикальной оси А во время использования. Как правило, турель 33 оборудована не показанным балконом или кабиной управления, содержащей органы управления модулем 19 и погрузочно-разгрузочными и сервисными устройствами 21, 22. Обычно орудия расположены с одной стороны турели 33, а именно, со стороны, которая находится под турелью во время использования.

Тележка 17 сервисной машины 5 установлена на устройствах качения 31, 32, предназначенных для перемещения качением тележки по дорожке качения мостового крана 13. Рама 25 сервисного модуля 19 закреплена на тележке 17. Поворотная часть или турель 33 сервисного модуля 19 установлена на раме 25 с возможностью поворота вокруг, по существу, вертикальной оси А, показанной на фиг.3 и 4. В частности, поворотная часть 33 подвешена под рамой 25 сервисного модуля.

Как показано на фиг.2, 3 и 4, поворотная часть 33 сервисного модуля 19 содержит первую несущую конструкцию 35, выполненную с возможностью крепления на ней комплекса упомянутой поворотной части. Эта первая несущая конструкция 35 закреплена на раме 25 с возможностью поворота вокруг, по существу, вертикальной оси А, показанной на фиг.3 и 4. В частности, первая несущая конструкция 35 подвешена под рамой 25 сервисного модуля. Таким образом, первая несущая конструкция 35 образует верхнюю часть поворотной части 33.

Поворотная часть 33 сервисного модуля 19 содержит также бункер 37, обеспечивающий питание электролизера порошкообразными веществами, при этом упомянутый бункер закреплен на первой несущей конструкции 35. Как было указано выше, включение этого бункера 37 в поворотную часть 33 позволяет минимизировать объем под рамой 25 сервисного модуля и, в частности, пространственный габарит этого сервисного модуля.

Поворотная часть 33 сервисного модуля 19 оборудована несколькими погрузочно-разгрузочными и сервисными устройствами, как правило, включающими в себя набор орудий, установленных на телескопических штангах. В примере выполнения, представленном на фиг.2, 3 и 4, определенный набор орудий включает в себя ковши для корки 21 и зажим-держатель анодов 22. Этот набор может также содержать пробойник. Эти орудия предназначены для осуществления операций замены анодов электролизеров. Во время этих операций пробойник позволяет разбивать корку глинозема и затвердевшую ванну, которая обычно покрывает аноды электролизера, ковш для корки 21 позволяет расчистить место расположения анода после удаления отработавшего анода посредством извлечения находящихся там твердых веществ, и зажим-держатель анодов 22 служит для захвата и перемещения анодов при помощи их штанги, в частности, для удаления использованных анодов из электролизера и для установки новых анодов в электролизере. Поворотная часть 33 сервисного модуля 19 может дополнительно содержать другие орудия, не показанные на фигурах, например, такие как второй зажим-держатель анодов, устройство питания глиноземом или размельченной ванной, содержащее убирающийся лоток, или таль.

Телескопическая штанга, на которой установлено каждое орудие, представляет собой устройство, содержащее, по меньшей мере, одну неподвижную секцию, как правило, трубку или удлиненную раму, и подвижную секцию, как правило, стержень или трубку, выполненную с возможностью перемещения относительно неподвижной секции вдоль определенной оси, как правило, параллельной относительно главной оси неподвижной секции. Неподвижная секция закреплена на сервисном модуле, в данном случае, на поворотной части 33 сервисного модуля 19. В примере выполнения, представленном на фиг.2, 3 и 4, каждая телескопическая штанга содержит первую трубку 39, по существу, квадратного сечения и вторую трубку, по существу, квадратного сечения, выполненную с возможностью перемещения скольжением внутри первой трубки. Главные оси первой и второй трубок совпадают. Главная ось телескопической штанги обычно расположена вертикально во время использования и, как правило, параллельно оси неподвижной секции этой телескопической штанги. В других, не показанных вариантах выполнения телескопическая штанга каждого орудия может содержать одну или несколько дополнительных промежуточных секций, расположенных между неподвижной секцией и подвижной секцией и выполненных с возможностью перемещения скольжением относительно этих секций.

Неподвижная секция телескопической штанги каждого из этих орудий 21, 22, то есть трубка 39, внутри которой скользит подвижная секция упомянутой телескопической штанги, установлена на второй несущей конструкции 41. Эта вторая несущая конструкция неподвижно соединена с поворотной частью 33 отдельно от первой несущей конструкции 35. Эта вторая несущая конструкция 41 расположена под бункером 37. В данном случае, вторая несущая конструкция 41 позволяет также иметь мостик, расположенный под бункером, который может быть оборудован насосно-аккумуляторной станцией или электрическими шкафами. Мостик позволяет, в частности, обслуживающему персоналу иметь доступ к орудиям и к различным устройствам сервисного модуля.

В частности, как показано на фиг.2, 3 и 4, трубка 39 каждой телескопической штанги установлена на второй несущей конструкции 41 через средства 43 сцепления, обеспечивающие маятниковые движения упомянутой телескопической штанги, одновременно блокируя движения вращения этой телескопической штанги вокруг ее продольной оси. Эти маятниковые движения телескопических штанг позволяют избежать прямого влияния резких движений орудия на комплекс поворотной части 33 и, в частности, на другие орудия, установленные на этой поворотной части.

В отличие от известного сервисного модуля, трубка 39 каждой телескопической штанги не закреплена одним из своих концов на второй несущей конструкции 41. По существу, средства 43 сцепления закреплены на сцепной части трубки 39, которая расположена на расстоянии от концов упомянутой трубки, то есть на расстоянии от верхнего конца и от нижнего конца упомянутой трубки. Верхние концы трубок 39 телескопических штанг, на которых установлен зажим-держатель анодов 22 и ковш 21, обозначены на фиг.2 позицией 45. Нижние концы трубок 39 этих же телескопических штанг показаны на фиг.2, 3 и 4 позицией 47. Трубки 39 телескопических штанг не закреплены на второй несущей конструкции 41 одним из своих концов и, по существу, проходят через отверстия 49 этой второй несущей конструкции. Эти отверстия 49 показаны, в частности, на фиг.4. Следует отметить, что отверстие 49 в правой части фиг.4 соответствует месту расположения демонтированной телескопической штанги орудия. Благодаря этой конфигурации повышается точность позиционирования орудия. Другим преимуществом этой конфигурации является ограничение габарита под рамой 25 сервисного модуля 19.

Как показано на фиг.5, средства 43 сцепления каждой телескопической штанги со второй несущей конструкцией 41 содержат первые средства 51 крепления, неподвижно соединенные с этой второй несущей конструкцией 41 и опирающиеся на верхнюю сторону 53 упомянутой второй несущей конструкции. Эти первые средства 51 крепления позволяют, в частности, устанавливать телескопическую штангу и орудие. В частности, первые средства 51 крепления подвешены ко второй несущей конструкции 41. Это позволяет оператору, находящемуся на мостике второй несущей конструкции 41, производить монтаж и демонтаж телескопической штанги снизу этой второй несущей конструкции. Первые средства 51 крепления средств 43 сцепления содержат промежуточный кронштейн 55, предназначенный для жесткого крепления на второй несущей конструкции 41 при помощи болтов 57 и гаек 58.

Средства 43 сцепления содержат две опорные детали 61, неподвижно соединенные с трубкой 39 телескопической штанги и опирающиеся на промежуточный кронштейн 55, обеспечивая маятниковые движения упомянутой телескопической штанги. Каждая опорная деталь 61 содержит предохранительный элемент 63, разрывающийся, когда усилия, которыми телескопическая штанга действует на вторую несущую конструкцию 41, в частности, горизонтальная составляющая этих усилий выходит за пределы заранее определенного интервала допустимого отклонения. Средства 43 сцепления телескопической штанги со второй несущей конструкцией 41 содержат вторые средства 65 крепления, неподвижно соединенные со сцепной частью трубки 39 этой телескопической штанги. В данном случае, эти вторые средства крепления содержат две стойки 67, расположенные, по существу, параллельно продольной оси телескопической штанги.

Каждое орудие 21, 22 приводят в действие при помощи гидравлического домкрата 62, показанного на фиг.4, линия действия которого совпадает с продольной осью телескопической штанги, на которой установлено орудие. Как правило, усилиями, создаваемыми домкратами 62, являются подъемные усилия, то есть усилия, добавляющиеся к весу орудия, телескопической штанги, на которой оно установлено, и, возможно, к грузу, перемещаемому этим орудием. Усилия опускания, создаваемые домкратами 62, как правило, сведены к минимуму за счет собственного веса орудия и его телескопической штанги. Таким образом, наличия, по меньшей мере, одной точки опоры на верхнюю сторону 53 второй несущей конструкции 41 достаточно для восприятия подъемных усилий, создаваемых орудиями, через опорные детали 61.

Как показано на фиг.4, трубка 39 телескопической штанги каждого орудия 21, 22 соединена с первой несущей конструкцией 35 при помощи устройства 71 механического соединения, позволяющего еще больше ограничить амплитуду маятниковых движений упомянутой телескопической штанги. Таким образом, горизонтальное смещение телескопической штанги и установленного на ней орудия оказывается ограниченным, и лучше контролируется интервал допустимого отклонения амплитуды маятниковых движений телескопической штанги. Благодаря этой конфигурации сервисного модуля 19, радиальные или горизонтальные составляющие усилий, создаваемых каждой телескопической штангой, частично воспринимаются первой несущей конструкцией 35 через устройство 71 механического соединения.

В примере, показанном на фиг.2, 3 и 4, устройство 71 механического соединения установлено для соединения верхнего конца 45 трубки 39 каждой телескопической штанги с первой несущей конструкцией 35. В частности, верхний конец 45 трубки 39 каждой телескопической штанги находится на уровне чуть ниже уровня рамы. Для этого часть трубки 39 между ее верхним концом 345 и ее сцепной частью проходит через отверстие 73 первой несущей конструкции 35.

Как показано на фиг.6, устройство 71 механического соединения между трубкой или неподвижной секцией 39 телескопической штанги каждого орудия и первой несущей конструкцией 35 содержит две демпфирующие системы 75, 76, позволяющие ограничивать амплитуду маятниковых движений телескопической штанги в двух перпендикулярных между собой горизонтальных направлениях. Каждая демпфирующая система предназначена для восприятия движения трубки 39 в одном или другом из горизонтальных направлений. Каждая демпфирующая система позволяет также производить центровку или, в частности, обеспечивает возврат трубки 39 в положение центровки.

Как показано на фиг.6, каждая демпфирующая система 75, 76, действующая в данном горизонтальном направлении, содержит подвижную часть 79, неподвижно соединенную с трубкой 39 телескопической штанги, а также деформирующуюся часть 81, взаимодействующую с упомянутой подвижной частью 79 и с двумя стенками 83, 84, неподвижно соединенными с первой несущей конструкцией 35, для восприятия любого горизонтального движения в данном горизонтальном направлении. Деформирующаяся часть 81 содержит осевую пружину 85, действующую своими концами на два подвижных упора, взаимодействующих с двумя стенками, соответственно 83, 84, неподвижно соединенными с первой несущей конструкцией 35. Подвижная часть 79, неподвижно соединенная с трубкой 39, содержит две кольцевые детали 89, 90, предназначенные для перемещения скольжением вдоль втулок, выполненных на двух подвижных упорах, соответственно 87, 88, опираясь на один или другой из упомянутых упоров в зависимости от движения трубки 39. Эти кольцевые детали 89 позволяют также удерживать оба подвижных упора 87, 88 в контакте с концами пружины 85.

Благодаря этой демпфирующей системе 75, 76 любое движение трубки 39 телескопической штанги и подвижной детали 79, неподвижно соединенной с упомянутой трубкой, сопровождается деформацией деформирующейся части 81 и сжатием пружины 85 через одну или другую из кольцевых деталей 89, 90 и подвижный упор 87, 88, на котором перемещается скольжением упомянутая кольцевая деталь. Одновременно, этот подвижный упор 87, 88 отходит от стенки 83, 84, неподвижно соединенной с первой несущей конструкцией 35, тогда как противоположный подвижный упор 88, 87 еще сильнее опирается на другую стенку 84, 83, неподвижно соединенную с этой несущей конструкцией. После этого подвижная деталь 79 и трубка 39 телескопической штанги возвращаются в свое первоначальное положение при помощи пружины 85. Это позволяет еще лучше контролировать интервал допустимого отклонения амплитуды маятниковых движений трубки 39 каждой телескопической штанги.

Изобретение относится к сервисному модулю завода для производства алюминия электролизом. Модуль содержит раму и поворотную часть, включающую бункер, установленный на раме с возможностью поворота вокруг вертикальной оси, и, по меньшей мере, одно приспособление, установленное на телескопической штанге, первую несущую конструкцию, предназначенную для установки на ней всей упомянутой поворотной части и установленную на раме с возможностью поворота вокруг вертикальной оси, при этом неподвижная секция телескопической штанги установлена на второй несущей конструкции поворотной части при помощи средств сцепления, закрепленных на сцепной части неподвижной секции, расположенной на расстоянии от концов неподвижной секции. Раскрыты сервисная машина, сервисная установка, содержащая описанный выше сервисный модуль, и использование упомянутой сервисной установки. Обеспечивается уменьшение объема под рамой сервисного модуля и пространства, занимаемого модулем во время вращения его поворотной части. 4 н. и 15 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Сервисный модуль (19), используемый на заводе для производства алюминия посредством огневого электролиза, содержащий раму (25), выполненную с возможностью крепления на тележке (17), и поворотную часть (33), установленную на упомянутой раме с возможностью поворота вокруг вертикальной оси (А) и оснащенную, по меньшей мере, одним приспособлением (21, 22), установленным на телескопической штанге упомянутой поворотной части, первую несущую конструкцию (35), установленную на упомянутой раме и предназначенную для установки на ней бункера (37), отличающийся тем, что упомянутая первая несущая конструкция (35) выполнена с возможностью установки на ней упомянутой поворотной части (33) и упомянутого бункера (37) и установлена на упомянутой раме (25) с возможностью поворота вокруг упомянутой вертикальной оси, причем упомянутая поворотная часть содержит вторую несущую конструкцию (41), при этом неподвижная секция (39) упомянутой телескопической штанги установлена на упомянутой второй несущей конструкции (41), неподвижно соединенной с упомянутой поворотной частью (33) средствами (43) сцепления с обеспечением маятниковых движений упомянутой телескопической штанги, при этом упомянутые средства (43) сцепления закреплены на сцепной части упомянутой неподвижной секции на расстоянии от концов (45, 47) упомянутой неподвижной секции.

2. Сервисный модуль по п. 1, отличающийся тем, что неподвижная секция (39) телескопической штанги соединена с первой несущей конструкцией (35) посредством устройства (71) механического соединения с возможностью ограничения амплитуды маятниковых движений упомянутой телескопической штанги.

3. Сервисный модуль по п. 2, отличающийся тем, что сцепная часть неподвижной секции (39) телескопической штанги находится на расстоянии (D) от верхнего конца (45) упомянутой неподвижной части, превышающем одну десятую длины (L) упомянутой неподвижной секции.

4. Сервисный модуль по п. 2 или 3, отличающийся тем, что устройство (71) механического соединения установлено с возможностью соединения верхнего конца (45) неподвижной секции (39) с первой несущей конструкцией (35).

5. Сервисный модуль по п. 2 или 3, отличающийся тем, что устройство (71) механического соединения содержит, по меньшей мере, одну демпфирующую систему (75, 76) для ограничения амплитуды маятниковых движений телескопической штанги в горизонтальном направлении.

6. Сервисный модуль по п.5, отличающийся тем, что устройство (71) механического соединения содержит две демпфирующие системы (75, 76) для ограничения амплитуды маятниковых движений телескопической штанги в двух перпендикулярных горизонтальных направлениях.

7. Сервисный модуль по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что верхний конец (45) неподвижной секции телескопической штанги находится на уровне чуть ниже уровня рамы (25).

8. Сервисный модуль по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что часть неподвижной секции между ее верхним концом (45) и ее сцепной частью проходит через отверстие (73) первой несущей конструкции (35).

9. Сервисный модуль по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что средства (43) сцепления выполнены с возможностью блокировки вращательных движений телескопической штанги вокруг продольной оси упомянутой штанги.

10. Сервисный модуль по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что поворотная часть (33) оборудована заданным набором приспособлений (21, 22), каждое из которых установлено на телескопической штанге, закрепленной на второй несущей конструкции (41).

11. Сервисный модуль по п.10, отличающийся тем, что заданный набор приспособлений содержит, по меньшей мере, одно приспособление, выбранное из скребка (21) для корки, зажима-держателя анодов (22) и пробойника.

12. Сервисный модуль по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что средства (43) сцепления телескопической штанги со второй несущей конструкцией (41) содержат первые средства (51) крепления, неподвижно соединенные с упомянутой второй несущей конструкцией (41), опирающиеся на верхнюю сторону (53) упомянутой второй несущей конструкции.

13. Сервисный модуль по п.12, отличающийся тем, что первые средства крепления (51) средств сцепления (43) телескопической штанги со второй несущей конструкцией (41) содержат промежуточный кронштейн (55) для жесткого крепления на второй несущей конструкции, при этом упомянутые средства сцепления содержат, по меньшей мере, одну опорную деталь (61), жестко соединенную с упомянутой телескопической штангой, опирающуюся на упомянутый промежуточный кронштейн и обеспечивающую маятниковые движения упомянутой телескопической штанги.

14. Сервисный модуль по п.13, отличающийся тем, что упомянутая, по меньшей мере, одна опорная деталь (61) содержит предохранительный элемент (63), выполненный с возможностью разрыва, когда амплитуда маятниковых движений телескопической штанги выходит за пределы заданного интервала допустимого отклонения.

15. Сервисный модуль по п.12, отличающийся тем, что средства (43) сцепления телескопической штанги со второй несущей конструкцией (41) содержат вторые средства (65) крепления, неподвижно соединенные со сцепной частью неподвижной секции (39) упомянутой телескопической штанги, при этом упомянутые вторые средства крепления содержат две стойки (67), расположенные параллельно продольной оси телескопической штанги.

16. Сервисный модуль по п.15, отличающийся тем, что средства (43) сцепления содержат две опорные детали (61), неподвижно соединенные с телескопической штангой и опирающиеся на промежуточный кронштейн (55) с обеспечением маятникового движения упомянутой телескопической штанги, при этом предохранительный элемент (63) каждой опорной детали (61) жестко закреплен соответственно на каждой стойке (67) вторых средств (65) крепления.

17. Сервисная машина (5) для завода по производству алюминия огневым электролизом, содержащая тележку (17) и сервисный модуль (19) по любому из пп. 1-16.

18. Сервисная установка для завода по производству алюминия огневым электролизом, содержащая подвижный мостовой кран (13) и, по меньшей мере, одну сервисную машину (5) по п. 17.

19. Применение сервисной установки по п. 18 для операций обслуживания электролизеров для производства алюминия огневым электролизом.