ПРОБОЙНИК ДЛЯ СИСТЕМ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПИТАНИЯ СЫРЬЕМ АЛЮМИНИЕВЫХ ЭЛЕКТРОЛИЗЕРОВ Российский патент 2019 года по МПК C25C3/14 

Область техники

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к производству алюминия электролизом, а именно к конструкции электролизера с обожженными анодами.

Уровень техники

Известен узел герметизации пробойника для систем автоматизированного питания алюминиевых электролизеров (патент RU 2175029, МПК С25С 3/14, опубл. 20.10.2001), по которому узел герметизации пробойника для систем автоматизированного питания алюминиевых электролизеров сыпучим сырьем, связанного штоком с пневмоприводом, содержит герметизирующий и направляющий элемент, корпус которого прикреплен по наружной поверхности к газосборному колоколу электролизера. Герметизирующий и направляющий элемент выполнен в виде самоустанавливающегося шарнира штока, образованного обоймами и уплотнительным кольцом, установленным с зазором для обеспечения возвратно-поступательного перемещения штока, а внешняя поверхность кольца и ответные ей поверхности обойм выполнены сферическими, при этом обоймы закреплены в корпусе через элементы из электроизоляционного материала.

Недостатком данного узла герметизации пробойника для систем автоматизированного питания алюминиевых электролизеров является сложность и повышенная точность изготовления. При недостаточной точности изготовления между обоймами и сферическим кольцом может образоваться зазор достаточный для попадания туда частиц глинозема, что в последствии может привести к заклиниванию и быстрому износу штока и деталей со сферическими поверхностями пробойника, а при высокой точности изготовления из-за температурного расширение также может произойти подклинка данного соединения. Кроме того, недостатком конструкции является невозможность использование ее на электролизерах с обожженными анодами, где роль системы газоудаления играет балка-коллектор, на которую крепится пробойник, из-за сложности демонтажа и ремонта конструкции на действующем электролизере.

Раскрытие изобретения

В основу изобретения положена техническая задача разработать пробойник для алюминиевого электролизера с обожженными анодами, конструкция которого обеспечивала бы герметичное уплотнение зазора между балкой-коллектором и пробойником при вертикальном перемещении корпуса пробойника во время его регулировки.

Достижение вышеуказанной технической задачи обеспечивается тем, что в пробойнике для систем автоматизированного алюминиевого электролизера, имеющего балку-коллектор с нижним фланцем, выполненным с конической обечайкой, содержащем корпус, соединенный с корпусом пневмоцилиндр со штоком и узел герметизации, согласно заявляемому изобретению, узел герметизации содержит гильзу, фланец, закрепленный в верхней части гильзы и выполненный с кольцевой проточкой по внутренней поверхности, направляющую втулку, закрепленную в нижней части гильзы, уплотнительное кольцо, размещенное в кольцевой проточке фланца, уплотнительный термостойкий элемент, закрепленный на внешней поверхности гильзы между фланцем и направляющей втулкой, и установлен на поверхности корпуса пробойника с возможностью перемещения вдоль корпуса пробойника до упора во внутреннюю поверхность конической обечайки нижнего фланца балки-коллектора с обеспечением герметизации.

Заявляемое изобретение дополняют следующие уточняющие признаки.

Внутренний диаметр гильзы может быть выполнен на 0,1-10 мм больше внешнего диаметра корпуса пробойника. Заявляемые размеры являются оптимальными для обеспечения свободного скольжения гильзы вдоль корпуса пробойника.

Гильза выполнена из немагнитного термостойкого материала для исключения ее примагничивания к корпусу пробойника. Уплотнительный термостойкий элемент может быть выполнен из неэлектропроводного материала в виде шнура или ткани.

С целью дополнительной фиксации уплотнительных элементов сверху на фланце гильзы с помощью болтового соединения крепится крышка. При закреплении пробойника на балке-коллекторе с помощью плиты крепежной через болтовое соединение, подвижная гильза опускается и упирается уплотнительным элементом во внутреннюю поверхность узла герметизации, выполненного в виде конической обечайки, которая жестко закреплена на нижнем фланцевом листе балки-коллектора, при этом создается герметичное уплотнение, а коническая обечайка выполнена таким образом, что корпус пробойника свободно проходит через ее нижнее отверстие, а с целью исключения замыкания на балку-коллектор корпуса пробойника при срабатывании штока пробойника, в нижней части корпуса пробойника через электроизоляционные узлы с помощью болтового соединения закреплена направляющая втулка скольжения, выполненная из немагнитного металла.

Краткое описание чертежей

Сущность изобретения поясняется следующими чертежами: на фиг. 1 изображен общий вид пробойника; на фиг. 2 показан вид А фиг. 1.

Пробойник содержит следующие конструктивные элементы:

1. Пробойник;

2. Балка-коллектор;

3. Корпус пробойника;

4. Гильза;

5. Уплотнительный термостойкий элемент;

6. Фланец;

7. Направляющая втулка;

8. Уплотнительное кольцо;

9. Болт;

10. Крышка;

11. Коническая обечайка;

12. Шток;

13. Пневмоцилиндр;

14. Винт регулировочный;

15. Плита крепежная.

Конструкция пробойника 1, установленного на балку-коллектор 2 алюминиевого электролизера с обожженными анодами, содержит корпус пробойника 3 с подвижно закрепленной на нем немагнитной металлической гильзой 4, на внешней поверхности которой закреплен уплотнительный термостойкий элемент 5 с его фиксацией в пазах фланца 6. Фланец 6 с помощью сварного соединения закреплен в верхней части гильзы, а в нижней части гильзы с помощью сварного соединения закреплена направляющая втулка 7. Для герметизации зазора между корпусом пробойника 3 и гильзы 4 во фланце 6 с внутренней стороны выполнена кольцевая проточка, внутри которой размещено уплотнительное кольцо 8. С целью дополнительной фиксации уплотнительного термостойкого элемента 5 и уплотнительного кольца 8, с помощью болтов 9 сверху на фланце 6 крепится крышка 10. При закреплении пробойника 1 на балку-коллектор 2, снабженную конической обечайкой 11 немагнитная металлическая гильза опускается вниз до уплотнения уплотнительного элемента 5 с внутренней поверхностью конической обечайки 11.

Пневмоцилиндр 13 со штоком 12, через винт регулировочный 14 закреплен к плите крепежной 15, которая жестко крепится на верхнем фланцевом листе балке-коллекторе 2.

Работа пробойника алюминиевого электролизера с обожженными анодами заключается в пробивке электролитной корки. В рабочем положении пробойника 1 немагнитная металлическая гильза 4 с закрепленными на ней фланцем 6 и направляющей втулкой 7 под собственным весом скользит вниз по корпусу пробойника 3 до тех пор, пока внешний уплотнительный термостойкий элемент 5, размещенный на внешней поверхности гильзы 4 между фланцем 6 и направляющей втулкой 7, не упрется во внутреннюю поверхность конической обечайки 11, жестко закрепленной на нижнем фланцевом листе балке-коллектора 2, образуя при этом уплотнение. Направляющая втулка 7 служит для удобства монтажа пробойника 1 и упора внешнего уплотнительного термостойкого элемента 5 в нижней части гильзы 4. Фланец 6 и крышка 10 закрепленные в верхней части гильзы 4 служат для фиксации уплотнительного термостойкого элемента 5. Для уплотнения зазора между корпусом пробойника 3 и гильзой 4 во фланце 6 выполнена кольцевая канавка для установки внутреннего уплотнительного кольца 8. При вращении винта регулировочного 14 закрепленного на плите крепежной 15 с помощью резьбового соединения, пневмоцилиндр 13 с закрепленным на нем корпусом пробойника 2 и штоком 12 опускается или поднимается тем самым регулируется высота положения нижней грани штока 12 пробойника, при этом гильза 4 скользит по корпусу пробойника 3, сохраняя уплотнение между балкой-коллектором 2 и корпусом пробойника 3. При подачи сжатого воздуха в поршневую зону пневмоцилиндра 13 шток опускается и пробивает корку электролита, после чего сжатый воздух подается в штоковую зону пневмоцилиндра 13 и шток 12 пробойника поднимается в исходное положение.

Изобретение относится к пробойнику для систем автоматизированного питания алюминиевого электролизера, имеющего балку-коллектор с нижним фланцем, выполненным с конической обечайкой. Пробойник содержит корпус, соединенный с корпусом пневмоцилиндр со штоком и узел герметизации. Узел герметизации содержит гильзу, фланец, закрепленный в верхней части гильзы и выполненный с кольцевой проточкой по внутренней поверхности, направляющую втулку, закрепленную в нижней части гильзы, уплотнительное кольцо, размещенное в кольцевой проточке фланца, уплотнительный термостойкий элемент, закрепленный на внешней поверхности гильзы между фланцем и направляющей втулкой, и установлен на поверхности корпуса пробойника с возможностью перемещения вдоль корпуса пробойника до упора во внутреннюю поверхность конической обечайки нижнего фланца балки-коллектора с обеспечением герметизации. Обеспечивается герметичное уплотнение зазора между балкой-коллектором и пробойником при вертикальном перемещении корпуса пробойника во время его регулировки. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Пробойник для систем автоматизированного питания алюминиевого электролизера, имеющего балку-коллектор с нижним фланцем, выполненным с конической обечайкой, содержащий корпус, соединенный с корпусом пневмоцилиндр со штоком и узел герметизации, отличающийся тем, что узел герметизации содержит гильзу, фланец, закрепленный в верхней части гильзы и выполненный с кольцевой проточкой по внутренней поверхности, направляющую втулку, закрепленную в нижней части гильзы, уплотнительное кольцо, размещенное в кольцевой проточке фланца, уплотнительный термостойкий элемент, закрепленный на внешней поверхности гильзы между фланцем и направляющей втулкой, и установлен на поверхности корпуса пробойника с возможностью перемещения вдоль корпуса пробойника до упора во внутреннюю поверхность конической обечайки нижнего фланца балки-коллектора с обеспечением герметизации.

2. Пробойник по п. 1, отличающийся тем, что внутренний диаметр гильзы на 0,1-10 мм больше внешнего диаметра корпуса пробойника.

3. Пробойник по п. 1, отличающийся тем, что гильза выполнена из немагнитного термостойкого материала.

4. Пробойник по п. 1, отличающийся тем, что уплотнительный термостойкий элемент выполнен из неэлектропроводного материала в виде шнура или ткани.