Устройство для обслуживания электролизных ванн Советский патент 1983 года по МПК C25C7/06 

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано при обслуживании ванн электролити ческого рафинирования меди, никеля и некоторых других металлов. Процесс электролитического рафини рования меди протекает в ваннах, кон структивно объединенных в серии. В процессе электролиза отдельными элек тродами могут возникать короткие замыкания, которые приводят к перераспределению токов между ними и, в результате, к значительному ухудшению техник о-экономических пок а зателей проиесса электролиза. Поиск и устранение коротких замыканий в процессе электролиза является одним из самых трудоемких операций и производится на всех отечественных и зарубежных предприятиях вручную, что требует значительных затрат тяжелого физичес кого труда во вредных условиях. Известно устройство для автоматической замены электродов, испольэуеMtix при электролитической очистке ме таллов. Устройство обслуживает несколько расположенных последовательно электролитических ванн. По обеим сторонам ванн по параллельным направ ляющим двигается устройство для вертикального перемещения электродов. В кронштейне имеется два горизонтальных стержня, расположенных перпендикулярно электродам. С помощью стержней и кронштейна электроды могут захватываться для дальнейшей транспортировки 1 . Наиболее близким по технической сути и достигаемому результату является устройство для обслуживания электролизных ванн, содержащее подвижную относительно серии ванн каретку, несущую размещенные на ней датчики коротких замыканий и грузоподъемное устройство 2 . Устройство автоматически перемещается по рельсам вдоль серий ванн и регистрирует с помощью специальных датчиков параметр, зависящий от тока, протекающего через катодный ломик . В качестве упомянутого параметра может быть либо магнитное поле, либо температура ломика. Число датчиков соответствует числу катодов в ванне, а их двйлсение происходит вдоль катодных ломиков. При превышении измеряемым параметром некоторого порогового значения, устройство останавливается возле соответствующего катода,к месту короткого замыкания перемещается каретка с грузоподъемным устройством. .Дефектный катод поднимается- из ванны с помощ.ю грузоподъемно1о устройства и переправляется в бункер дефектных катодов. Одновременно, из другого буйкера движется новый катод, который опу кается на место изъятого из ванны. Недостатком этого устройства явля ;ется необходимость иметь запас катоIдов, что при реальном числе короткозамкнутых электродов (20-40% от их общего числа) составляет значительную величину. Кроме того, неизвестно, на каком этапе растворения будет изъят дефектныЙ катод и, соответственно, неизвестно, какой толщины катоды необходимо иметь в бункере для получения товарных катодов необходимого веса. Движение датчиков вдоль катодных ломиков требует точного рас положения ломиков в ванне. Подъем тяжелого катода может привести к обрыву ушек, падению катода в ванну и ее повреждению. Очевидно, указанные недостатки препятствуют практическому использованию устройства, посколь ку отсутствуют сведения о внедрении его на каком-либо предприятии, несмо ря на то, что оно запатентовано в ос новных промьпапенно развитых капиталистических странах. Целью изобретения является механи зация и автоматизация процесса устра нения коротких замыканий. Это достигается тем, что устройство для обслуживания электролизных ванн, содержащее подвижную относител но серии ванн каретку, несущую размещенные на ней датчики коротких замыканий и грузоподъемное устройство, снабжено двумя рамами, установленными на каретке симметрично относитель но грузоподъемного устройства, смонтированными с возможностью регулируемого перемещения в направлении, пер пендикулярном продольной оси грузоподъемного устройства, ножами дляудаления дендритов и .валками для пра ,ки катодов, причем ножи установлены на раме с возможностью перемещения В направлении,параллельном продольной оси грузоподъемного устройства на расстояние не менее, чем высота катода, и рабочие кромки их расположены ниже валков, а валки расположены симметрично относительно грузо-, подъемного устройства, а также тем, что рабочие кррмки смещены относительно штока привода в сторону обрабатываемого электрода. При этом число валков не менее четырех, причем в рабочем состоянии он.и в горизонталт ной плоскости устанавливаются на расстоянии, равном толщине катода., - На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 - схема уста- новки ножей в ванне при удалении дендритов . Устройство содержит средства передвижения 1 , каретку 2, с размещенным на ней грузоподъемным устройством 3,датчики коротких замыканий 4,рамы 5 ножи 6,валки 7,щток 8 привода 9,электроды 10.Рамы устройства раздвигаются с Помощью отдельного привода 11. Устройство работает следующим образом. По команде с пульта управления или в соответст-вии с заданной программой устройство обслуживания перемещается и останавливается у ванны с заданным номером. Каретка начинает движение вдоль ванны, перпендикулярно расположенным в ней электродам. При обнаружении датчиком короткого замыкания каретка останавливается таким образом, чтобы грузоподъемное устройство разместилось над соответствующим катодным ломиком. В том случае,, если пери-од рафинирования только начался и короткие замыкания вызваны, в Ьсновном, искривленным катодом, грузоподтземнЬе устройство опускается/ захватывает катодный ломик, и поднимает катод над ванной. В этот момент рамы с ножами сходятся таким образом, что валки оказываются прижатыми к верхней части катода, а рабочие кромки ножей располагаются под валками на расстоянии 3-5 мм от катода. Затем грузоподъемное устройство протягивает катод через ввлки и, тем самым, выправляет имеющиеся неровности. Если же к этому времени уже образовался дендрит, то он будет удален с помощью ножей. После этого рамы раздвигаются в исходное положение и грузоподъемное устройство опускает катод на прежнее место. В том случае, если с начала процесса растворения анода прошло несколько дней, то подъем тяжелого катода и протягивание его через валки требует значительных усилий.и может привести к обрыву ушек и падению катода в ванну. К этому времени короткие замыкания вызываются в основном дендрйтами, поэтому для их удаления устройство останавливается над катодным ломиком с током КОРОТКОГО замыкания, сдвигает рамы на расстояние 0,7-0,8 размера меисду разноименными электродами и опускает ножи до уровня электролита (фиг. 2, а). Затем рамы сдвигаются таким образом, чтобы ножи оказались на расстоянии 3-5 мм от катода, послечего с помощью привода ножи опускаются параллельно катоду, удаляя с его поверхности дендриты (фиг. 2, б). В дальнейшем ножи й-озвращаются в исходное положение и вновь осуществляется операция контроля отсутствия короткого замыкания .

Техническая реализация устройства возможна на основе средствпередвижения колесного типа с перемещением по рельсам, проложенным вдоль серии ванн по проходу. Предпочтительным ваpKatitoM привода средств передвижения является электрический привод, а приспособления для устранения коротких замыканий - пневматический привод. При этом может быть обеспечена точность позиционирования у электролизных ванн 3-5 мм, что вполне достаточно для процесса их обслуживания. , При устранении коротких замыканий точность позиционирования над катодным ломиком может быть получена весьма высокой при установке каретки по максимуму магнитного поля или инфракрасного излучения данного ломика. Погрешность, определяемая выбегом устройства,- может быть ликвидирована с помощью системы обратной связи и реверсивного двигателя. Управление устройством может осуществляться непосредственно оператором или дистанционно с помсяцью радио или индуктивного канала.

Проведенные экспериментальные исследования подтвердили работоспособность предложенного устройства для обслуживания электролизных ванн. Экономическая эффективность предлох енного устройства, по сравнению с прототипом определяется экономией металла, необходимого для катодов, которые устанавливаются взамен дефектных поскольку в предлагаемом техническом решении в ванну возвращаются исправные катоды. Кроме того, отпадает необходимость в затратах труда на исправление дефектных катодов.

Годовой экономический эффект составит 19 тыс. руб.

Формула изобретения

1 .Устройство для обслуживания электролизных ванн, содержащее подвижную относительно серии ванн каретку, несущую размещенные на ней датчики ко|ротких замыканий и грузоподъемное устройство, отличающееся тем, что, с целью механизации процесса устранения коротких замыканий между электродами, оно снабжено двумя рамами, установленными на каретке симметрично относительно гр зоподъемного устройства, смонтированными с возможнрстью регулируемого перемещения в направлении, перпендикулярном продольной -оси грузоподъемного устройства, ножами для удаления дендритов с приводом и валками для правки катодов, причем ножи установлены на раме с возможностью перемещения в направлении, параллельном продольной ОСИ грузоподъемного устройства на расстоянии не менее .чем высота катода, и рабочие кромки их расположены ниже валков, а валки расположены симметрично относительно грузоподъемного устройства.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что рабочие кромки ножей смещены относительно штока привода в сторону обрабатываемого электрода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Заявка ФРГ № 2623938, кл. С 25 С 7/06, 1977.

2.Патент США 4028211, кл. С 25 С 7/06, 1977.