Устройство для механизированной замены анодов в электролизере для получения алюминия Советский патент 1991 года по МПК C25C3/10 

Изобретение относится к устройствам, применяемым в электролизных цехах для производства алюминия.

Целью изобретения является повышение производительности и надежности уст- ройства.

Замена анодов в электролизных ваннах без выполнения точных предварительных измерений положения нового анода относительно изношенного позволяет скоррек- тировать его положение после удаления изношенного анода.

Изобретение заключается в том, что в устройстве, имеющем форму клети, закрепленной на мостовом кране известного типа, который обычно имеется в электролизном цехе, дополнительно присутствуют две горизонтальные плоские станины, выступающие во взаимно противоположных направлениях в сторону от открытого ос- нооания модуля, при этом на каждой ви ступающей плоской станине установлены по крайней мере одни салазки скольжения, которые проходят внутрь упомянутого открытого основания модуля и служат для удерживания по крайней мере одного нового и одного изношенного анодов. Устройство содержит также кабину управления для оператора и симметрично расположенный бункер для окиси алюминия, по крайней ме- ре один втягивающийся позиционный элемент, имеющий форму вилки или подобную форму, выступающий сбоку из упомянутой клети и имеющий средство крепления к анодной шине сбоку относительно анодно- го стержня соседнего анода, служащий для того, чтобы модуль перед помещением в печь был точно позиционирован, благодари чему удаляется изношенный анод и устанавливается новый, при этом модуль удержива- ется в неизменном положении; тележку, скользящую по горизонтальным направляющим выступающим сверху клети о направлении, перпендикулярном направлению перемещения упомянутого держателя duo- да, и имеющую рычаг, который телескопически выступав в пертикальном направлении

и удерживает известное средство для откручивания и фиксирования стержня анода на упомянутой анодной шине, а также подходящее средство для захвата и подъема этого анода, при этом тележка может перемещаться, за счет чего изношенный анод возвращается в центральное положение внутри клети и затем помещается на держатель, поступающий из плоской станины; ус- тройстзо для пробивки корки электролита (дробилка), расположенное на втягиваемом телескопическом рычаге; устройство для очистки верхней поверхности изношенного анода и устройство для очистки полости Р котсиой находится изношенный анод.

На фиг,1 схема устройства в исходном положении; на фиг.2 - модуль, закрепленный на тележке мостового крана с новым анодом на нем, вид сбоку; на фиг.З - схема расположения модуля вблизи элект- i мизера (дробилка в pa6o4JM состоянии); га фиг.4 - схема расположения модуля, KOI да вилкообразные элементы подвешены к анодной шине; на фиг.5 - то же, при выполнении операции захвата, откручивания и подъема изношенною анода и окончательного его позиционирования внутри модуля; на ф -.г.б - средстьо удерживания наношенного анода после того, как он отодвинут в центр модуля; на фиг,7 -модуль с изношенным и новым анодами в их отодвинутом положении на соответствующих плоских станинах, вид спереди; на иг.в - скреперное устройство, служащее для очистки верхней поверхности изношенного анода перед удалением знодг; на фиг.9 - средство очистки вилочного типа, служащее для очистки полости, из м -торой изъят изношенный or.or,, на фиг.10 - устройство для передачи нового анода из фиксированного положз- нил внутрь модуля и в ванну с закреплением его к анодной шине; на фиг. 11 - бункер в его рабочем положении для покрытия нового очода ок -сью а/юминия до тою, ка изношенный анод будет полностью удален из

В Л НЫ.

Устройство для замены анодов пред- ствляет собой многофункциональный модуль, который выполнен в виде клети, образованной четырьмя вертикальными стойками 1,1 а, 1в (четвертая стойка не видна), скрепленными наверху горизонтальными стяжками 2, за счет чего образуется конструкция, подобная коробке, имеющая открытые боковые стенки и пол. К паре стоек 1-1в и 1а-1с (последняя не видна) прикреплены две плоские станины 3 и За, которые компланарны и расположены симметрично относительно центральной оси клети. На каждой из упомянутых плоских станин 3 и За расположены держатели 4 и 4а, которые могут перемещаться вовнутрь центральной части клети, как показано короткими пунктирными линиями и обозначено цифрой 4в на фиг.1.

Эти держатели служат для удерживания и перемещения в центральную область кабины и из нее нового и изношенного анодов. На каждом держателе 4 и 4а имеется вертикальная стойка 5 и 5а, на верхнем конце которой имеется запирающее средство 6 и 6а известного типа, которое служит для фиксации и удерживания стержня 7 анодов (фиг.7).

Сбоку стоек, образующих кабину, и со смещением относительно перемещаемых держателей 4 и 4а расположены кабина 8 управления для оператора, а на противоположной стороне - бункер 9, содержащий окись алюминия для покрытия нового анода после его позиционирования с помощью ориентируемого питательного шланга 9а.

Перед плоской станиной 3 установлен телескопический рычаг 10 с дробилкой 11 известного типа. Этот рычаг прикреплен к плоской станине, так, что он имеет возможность перемещаться из исходного положения 10 (фиг.З) в рабочее положение 10а. К нижней внутренней части клети подвешен в точке 12 другой телескопически работающий рычаг 13 (фиг.2), к которому прикреплена поворотная вилка или нож 14, служащий для очистки ванны после удаления изношенного анода (фиг.9).

В исходном состоянии рычаг 13 скребка 14 втянут и находится в положении, показанном на фиг.1 и 2, тогда как в рабочем положении он выносится в позиции 13а-14а (фиг.9).

В нижней части клети имеется еще телескопический . рычаг, котооый расположен параллельно телескопическому рычагу Юа дробилки, На свободном краю упомянутого телескопического рычага расположен скрепер или нож. Он применяется для очистки верхней поверхности изношенного анода от

остатков корки, падающих в ванну, благодаря чему удается избавиться от значительного числа трудоемких операций по работе с остатками содержимого ванны, которая

должна быть заменена.

В предлагаемом устройстве затвердевший раствор добавляется в ту же самую ванну, из которой он получен, что предотвращает изменение состава ванны при ис0 пользовании таких специальных добавок, как литий, магний и подобные.

Внутри верхней внутренней части клети имеется тележка 15 с приводом от двигателя, которая может перемещаться по

5 направляющим рельсам 15а, выступая наружу клети в направлении, перпендикулярном направлению подачи держателей анодов 4 и 4а. К этой тележке 15 прикреплен рычаг 16, который телескопически

0 вытягивается и регулируется. К нижней части упомянутого рычага 16 прикреплено устройство 17, служащее для захвата, откручивания и подъема стержня анода 7 с целью его удаления от анодной шины,

5 Устройство захвата и подъема 17 начинает работать, когда модуль расположен бок о бок с электролизером в точно определенном и стабильном положении д/ы того, новый анод был установлен точно в то же

0 положение, в котором находился от ботан- ный анод.

С помощью двух гидравлически управляемых вилок 18 выполняется поз ционисование модуля относительно электролизера

5 19 (фиг.4, 5, 9 и 10). они ориентируются путем вращения вокруг шарнира 20 в верхней правой части модуля, а их свободные концы перемещаются путем смещения модуля по высоте электролизера, вдоль и перлендику0 лярно фиксированному положению на анодной шине 21 и на анодной шине соседнего анода. Следовательно, высота расположения модуля определяется расположением вилочного элемента на шине 21. а его боко5 вое смещение, т.е. расположение относительно соседнего анода, определяете с помощью вилкообразной прокладки, контактирующей со стержнем упомянутого соседнего анода.

0 После окончательного позиционирования модуля тележка 15 с блоком откручивания, извлечения и подъема анода может выполнить операции удаления отработанного анода и установки нового анода в точно

5 то же положение, в каком находился отработанный анод.

Модуль описанной конструкции с устройством замены анодов и вспомогательными устройствами оборудован средством подвески к обычному мостовому крану, уже

имеющемуся в рабочем помещении. Для этого с верхней крестовиной 2 соединен цилиндр 22 (фиг.2), который может скользить по цилиндрической направляющей 23, верхняя поверхность которой плоская для стыковки с выступом 24. выполненным заодно с тележкой 25, скользящей по рельсам 26. Последние выполнены на основе обычного мостового крана (не показан) и расположены перпендикулярно направлению движения этого мостового крана. На платформе 25 установлен кран 27, к крюку 28 которого прикреплен верхний край упомянутого цилиндра 22, соединенного с модулем.

Для придания модулю стабильности против боковых колебаний в ходе перемещения мостового крана цилиндр 23 снабжен четырьмя периферийными штырями 29, которые могут входить в выступ 24, выполненный заодно с тележкой 25. Следовательно, при. работе крана 27 цилиндр 22 скользит телескопическим способом внутри цилиндра 23, соединенного с основанием тележки 25, за счет чего модуль может подниматься или опускаться до требуемого уровня при выполнении операций замены отработанного анода на новый.

Итак, модуль может совершать три вида движения в пространстве: движение вверх- вниз в вертикальном направлении, обеспечиваемое краном 27 тележки 25, движение в продольном направлении, параллельно анодам ванны с помощью мостового крана и движение перпендикулярно стоящим бок о бок анодам с помощью тележки 25 на мостовом кране перпендикулярно направлению движения указанного мостового крана.

Система подвески модуля к тележке мостового крана также компенсирует все возможные ошибки при установке. Телескопическая сйтсема содержит также устройство поворота модуля на 180°, за счет чего модуль может работать на обоих сторонах электролизера. Более того, может быть установлена система защиты известного типа, необходимая при перемещении модуля внутри боковых пролетов без столкновений.

Предлагаемый модуль может быть дополнен двумя стойками 30 (фиг,Т-2), ко торые могут опускаться вниз в рабочем положении модуля, стабилизируя его во время рабочих операций.

Применение модуля и последовательность операций по замене анода описаны ниже со ссылкой на фиг.З - 11, на которых показана замена изношенного или отрабо- таняого анода 31 на новый анод 32.

Мостовой кран в исходном состоянии расположен над модулем, и к нему подключен кабель питания (не показан), служащий для включения различных устройств, нахо- дящихся в модуле; предполагается, что новый анод 32 уже находится на модуле, на боковом держателе 4а, стержень анода при этом зафиксирован устройством 6а. Модуль подвешен к тележке 25 и поднят, цилиндр

0 23 приближен к плоскости выступа 24, выполненного заодно с тележкой 25. При выполнении этого этапа стойки 30 держателя втянуты или сложены.

Затем при помощи мостового крана и

5 тележки 25, расположенной на нем, модуль устанавливается вблизи электролизера, при этом рельсы 15а тележки 15 располагаются перпендикулярно ряду анодов (фиг.З). Оператор, находящийся в кабине 8 управления,

0 перемещает несущий рычаг дробилки вниз из исходного положения 10 в рабочее положение 10а (фиг.З) и затем под воздействием телескопического рычага 10 дробилки 11 располагается с противоположной стороны

5 удаляемого анода (не показан) и разламывает корку под этим углом; затем за счет смещения мостового крана и модуля дробилка 11 перемещается перед анодом 31, за счет чего дробится корка по наружному пе0 реднему краю этого же анода. Модуль перемещается в конечное положение отно- сите льно печи (фиг.4). Это положение определяется путем опускания вниз вилки 18 на анодную шину 21 и контактирования ее с

5 этой шиной. Точная фиксация положения омределяется расположением стержня анода вблизи отработанного анода, к которому прикрепляется вторая вилка, по высоте анодной шины 21 и путем фиксирования

0 удаления модуля от той же анодной шины 21. Затем тележка 15 перемещается из исходного положения в наружное положение 15в (фиг.5), телескопический рычаг 16 опускается, вынося при этом в рабочее положе5 ние блок 17, снабженный захватывающим и раскручивающим приспособлением, служащим для захвата и раскручивания фиксатора крепления анода 7 (фиг.5).

Положение блока 17 определяется автс

0 мачически по команде с вилки 18 и анодной шины 21.

Когда стержень анода откреплен от держателя и удерживается рычагом 16 с помощью толкателя, отработанный анод 31

5 выходит из ванны под действием ударника 17а, соединенного с блоком 17. Устройство также удерживает стержень анода 31 и за счет подъема рычага 16 и возврата тележки 15 из положения 15а ь стопорное положение внутри модуля, анод 31 перемещается в

отверстие между двумя плоскими станинами 3 и 4а и останавливается внутри модуля, в котором держатель 4 принимает изношенный анод 31 путем перемещения плоской станины в верхнее положение.

На фиг.6 анод 31 показан внутри модуля, а на фиг.7 показан анод, расположенный на держателе в оттянутом положении, в котором ось 7 фиксирована устройством 6.

После извлечения отработанного анода из ванны и перед подъемом этого анода рычагом 16 срабатывает устройство очистки верхней поверхности этого анода, которое под действием телескопического рычага 33 перемещается по направлению к скребку 34 и контактирует с анодом до тех пор. пока оно не достигает положения 34а (фиг.8). После удаления отработанного анода начинает работать пеноснимающее устройство, снабженное вилкой или ножом, положение которых регулируется с помощью телескопического рычага 13, которое очищает поверхность, освобожденную отработанным анодом, и при завершении очистки это устройство отводится назад в исходное положение (фиг.8).

Новый анод 32 перемещается с помощью его держателя 4а в центр модуля в положение, задаваемое рычагом 16 верхней тележки 15, на ту же высоту относительно исходной плоскости, на которой находится отработанный анод; рычаг 16 устанавливает новый анод 32 внутри ванны и затем завинчивает его на держатель, который крепит стержень анода 7а к анодной шине 21. Следовательно, отпадает необходимость в точных регулировочных операциях.

Когда новый анод устанавливается в конечном положении (фиг. 10), начи, ,т работать бункер 9 (фиг. 11), который с по мощью шланга 9а наносит покрытие на новый, расположенный в нужном месте, анод 32. Затем модуль с помощью мостового крана перемещается в то место, из которого должен быть извлечен отработанный анод и в которое нужно поместить новый анод,

В исходном состоянии модуль находится на трейлере или на самодвижущейся тележке известного типа (не показана). Более того, предлагаемый модуль может содержать две пары держателей анодов 4-4а, с помощью которых на модуле могут располагаться два новых анода, а два отработанных анода могут быть извлечены из электролизера с использованием меньшего количества рабочих операций.

Формула изобретения

1.Устройство для механизированной замены анодов в электролизере для получения алюминия в виде многофункционального модуля, имеющего форму клети, открытой снизу, расположенной на мостовом кране с возможностью ее перемещения перпендикулярно направлению движения крана, при этом многофункциональный модуль содержит плоские станины для новых и изношенных анодов, кабину управления оператора, соединенную с загрузочным устройством и расположенную снаружи его, тележку, имеющую возможность перемещения по

горизонтальным направляющим, расположенным сверху плиты и выступающим в направлении, перпендикулярном направлению перемещения держателя анода, и телескопический рычаг, имеющий возможность

перемещения в вертикальном направлении и удерживающий средство для откручивания и фиксирования стержня анода на анодной шине, а также средство для захвата и подъема анода и перемещения его внутрь

кабины, отличающееся тем, что. с целью повышения производительности и надежности устройства, оно снабжено двумя горизонтальными пгоскими сгднинами, выступающими во взаимно противополож

ни/, направлениях в г. от о крытого основания мпдуля, при этом на к рй выступающей части станины уста ю емы по крайней мере одни салазки с ольжечия, расположенные внури сокрытого .т , модуля и служащие для v/icp.-HH ; по крайне мере одного нового .. одного изношенного анода, симметрично расположенным кабине оператора дгя материала покрытия, по крайней мере одним выполненным с возможное м перемещения позиционным элементом з я випки, выступающим сбоку из клети и имеющим средство крепления , анодной шине сбоку относительно анодного стержня соседнего анода для точной усгангзки МОДУЛИ, средством для разрушения ко(..ки электролита, телескопическим тержнем телескопическим средством для очистки зерхкей поверхности изношенного анода и имеющим возможность перемещения пенсотде- ляющим механизмом очиски полосги для установки анода.

2.Устройство поп,1,отличающее- с я тем, что оно снабжено стойками для

стабилизации положения модуля в рабочем состоянии, выполненными с возможностью перемещения и расположенными в его нижней части.

Изобретение относится к устройствам, применяемым ы электролизных цехах для производства алюминия, и служит для механизированной замены анодов в электролизерах. Цель изобретения - повышение производительности и надежности устройства. Оно снабжено двумя горизонтальными плоскими станинами 3 и За,

Фив. г

Фиг.З

Фиг. 4

Фиг. 5

V / / /

За 32 w 31 /3

7 / / За 32 Ьа ГЗ

4 Фиг. 6

31 Фиг. 7

75о 15Ъ Г//

Фиг. В

и

оо а л

1-J-1A

J/

155

Фие.Ю

75

Фиг. 11