Устройство для пробивания корки и ликвидации анодных эффектов алюминиевого электролизера Советский патент 1983 года по МПК C25C3/14 

во получаемого алюминия из-за загрязнения железом.

Целью изобретения является повышение срока, службы и качества получаемогд. алюминия.

Поставленная цель достигается тем, 5 что в устройстве для пробивания корки и ликвидации анодных эффектов алюминиевого электролизера, содержащем (установленный вблизи электролизера, преимущественно, на укрытии, пневмо- Ю цилиндр, к штоку которого прикреплен ударный инструмент с осевым каналом и отверстиями в нижней части, соединенный с магистралью сжатого воздуха, пневмоцилиндр выполнен двухступенча- 5 тым и снабжен вспомогательным поршнем, а шток выполнен с возможностью соединения его полости с поршневой полостью цилиндра. Соотношение высот ступеней пневмоцилиндра составляет 1:2-1:1.

На чертеже изображен пневмоцилиндр, продольный разрез.

Устройство для пробивания корки и ликвидации анодных эффектов включает пневмоцилиндр 1 с полым штоком 2, на нижнем конце которого закреплен пробойник 3 с отверстиями 4 для выхода, сжатого воздуха; пневмоцилиндр 1 имеет верхнюю 5 и нижнюю 6 крышки с отверстиями, соответственно, 7 и 8 30 для входа и выхода воздуха; гильза пневмодилиндра 1 выполнена двухступенчатой, причем верхняя ступень 9 имеет меньший диаметр, чем нижняя ступень 10; в нижней части верхней 35 ступени 9 расположено отверстие 11; основной поршень 12 пневмоцилиндра 1 выполнен скользящим вдоль оси штока 2, при этом зона его перемещения по штоку 2 ограничена снизу упором 13, 40 а сверху буртом гайки 14, навинченной на шток 2 и имеющей дроссГелирующее отверстие 15, через которое полость штока 2 сообщается с полостью верхней ступени 9 пневмоцилиндра 1) е между упором 13 и гайкой 14 на штоке выполнены отверстия 16; площадь поперечного кольцевого сечения поршня 12 меньше площади сечения штока 2 в месте их соединения.

.. 50

В нижней ступени 10 пневмоцилинд ра 1 расположен вспомогательный поршень 17 с цилиндрическим приливом 18.

Своей внутренней поверхностью вспомогательный поршень 17 смонтирован на цилиндрической поверхности прилива 55 19 нижней крышки 6; зона перемещения спомогательного поршня 17 ограничена снизу крышкой 6, а сверху - кольевым торцом верхней ступени 9, т.е. еличина зоны определяется высотой 60 нижней ступени 10 пневмоцилиндра 1; ысота прилива 19 равна или нескольо больше высоты нижней ступени 10, .е. ее величина находится в предеях 1-1,1 высоты нижней ступени 10, 45

Устройство работает следующим образом,

В исходном положении нижняя ступень 10 пневмоцилиндра 1 и нижняя полость верхней ступени 9 находятся под напором сжатого воздуха. Шток 2 с поршнем 12 находятся в крайнем верхнем положении, при этом отверстия 16 перекрыты поршнем 12. Для пробивки корки электролита шток 2 должен быть опущен до касания пробойником 3 слоя электролита. Для этого сжатый воздух подается в пневмоцилиндр 1 через отверстие 7 и выпускается через отвердтие 11, при этом шток 2 с поршнем 12 опускаются вниз до упора нижнего торца поршня 12 в верхний торец цилиндрического прилива 18 вспомогательного поршня 17 (широкая часть штока 2 с буртом 13 входит внутрь прилива 18 Часть сжатого воздуха из верхней полости пневмоцилиндра 1 поступает через дросселирующее отверстие 15 внутрь штока 2, создавая там избыточное давление, препятствующее попаданию электролита внутрь пробойника 3 во избежание его закоксования.

Поскольку площадь сечения нижней ступени 10 (за вычетом.площади сечения прилива 19) больше площади сечения верхней ступени 10 пневмоцилиндра 1, при равенстве давления воздуха сверху на шток 2 с поршнем 12 и снизу на нижний торец поршня 17 усилие сверху будет меньше усилия, т.е. поршень 17 и приливом 18 в этом случае ограничивают высоту перемещения штока 2.

Для подъема штока 2 в верхнее положение сжатый воздух подается через отверстие 11 (нижняя полость нижней ступени Ю также находится под напором) , а выход через отверстие 7 перекрывается. При подъеме, штока 2 воздух из верхней полости пневмоцилиндра 1 вытесняется через отверстие 15 в полость штока 2, а иЗ штока - через отверстия 4.

Для гашения анодного эффекта необходимо пробойник 3 опустить в расплав металла (т.е ниже слоя электролита) и подать в расплав через отверстия 4 сжатый воздух. С этой целью сжатый воздух подается через отверстие 7 и выпускается через отверстия .11 и 8, Поршень 12 со штоком 2, дойдя до упора в цилиндрический прилив 18 вспомогательного поршня 17 и не встречая с его стороны сопротивления, перемещают поршень 17 вниз и вместе с ним перемещаются до упора буртом 13 в верхний торец прилива 19 нижней крышки б. Затем поршень 12 под давлением сжатого воздуха перемещается по штоку 2 до упора в бурт 13, открывая в конце хода отверстия 16, через которые воздух начинает поступать в полость штока 2, а из нее через отверстия 4 в расплав. Ход пробойника 3 при гашении анодного эффекта увеличивается на 50-80% по сравнению с хо дом пробойника при пробивке корки. Для обеспечения этого соотношение .между высотой нижней 10 и верхней 9 ступеней пневмоцилиндра 1 выполняется в пределах 1:2 - 1:1.

Для подъема штока 2 в верхнее положение сжатый воздух подается через отверстие 8 и 11 и вытесняется через отверстия 15 и 4 (выход через отверстие 7 перекрыт).

Расположение пневмоцилиндра на укрытом электролизере, а не под ним и возможность дифференцирования хода поршня в зависимости от задачи (пробивания корки или ликвидация анодного эффекта) позволяет повысить срок службы устройства, а также значительно снизит время контакта ударного инструмента с расплавом алюминия (с 50 мин в день до 20 с), что снизит содержание железа в нем, т.е. повысит:, его качество.

Формула изобретения 1t Устройство для пробивания корки и ликвидации анодных эффектов алюминиевого электролизера, содержащее установленный вблизи электролизера, преимущественно на укрытии, пневмоцилиндр, к штоку которого прикреплен ударный инструмент с осевым каналом и отверстиями в нижней части, соединенный с магистралью сжатого, воздуха отличающеес я тем, что, с целью повышения срока службы и качесва получаемого алюминия, пневмоциглиндр выполнен двухступенчатым и снажен вспомогательным поршнем, а шток выполнен с возможностью соединения его полости с поршневой полостью цилиндра .

2, Устройство по П.1, отличающеес я тем, что соотношение высот ступеней пневмоцияиндра составляет 1: (2-1) .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент ФРГ 2530831,

кл. С 25 С 3/14, опубойк. 1973.

2.Патент СССР 308590,

кл. С 25 С 3/14, опублик. 1971.