Шунтирующее устройство для электролизной ванны Советский патент 1992 года по МПК C25C7/00 

Изобретение относится к электрохимии, а в частности, к устройствам для электролитического получения цветных металлов.

Известно токоподводящее устройство для гальванических ванн, состоящее из штанги, шины с укрепленными на ее боковых поверхностях клиновидных контактных элементов и ответных контактных опор, выполненных в виде клиньев. При этом контактные элементы выполнены в сечении в виде прямоугольныхтрапеций, направленных острым углом вниз, а большей стороной жестко закреплены с обеих сторон на шине штанги. Устройство имеет самофиксирующееся коромысло с разными по длине плечами, на концах которых установлены ответные контактные опоры, которые выполнены в виде двух пар самоустанавливающихся опор с шарнирами, причем одна из самоустанавливающихся опор каждой пары установлена с возможностью контакта с соответствующим контактным элементом по наклонной плоскости, а другая опора - по вертикальной.

Это устройство предназначено для подвода электроэнергии к гальванической ванне и не может быть использовано для шунтирования ванн. Для включения и выключения ванны требуется наличие оператора для доставки коромысла к ванне, его установки и съема.

Прототипом предлагаемого шунтирующего устройства является шунтирующее устройство, содержащее соединенные с источником тока две токоподводящие шины, размещенные на ее продольных бортах, кроме того, токоподводящие шины имеют с

ь

со XI

00

обоих своих концов концевые пластины X и П-образные перемычки, последние жестко закреплены через определенный промежуток по длине шины и контактный узел для

шунтирования ванны, имеющий опорно-соединительные пластины для контактных трехгранных призм, соединенные жестко через свои опорно-соединительные пластины и концевые пластины с соответствующими им шинами, при этом на торцовых бортах ванны установлены по две контактные призмы для одного съемного, выполненного в виде четырехгранного прямоугольного медного бруса-шунта с петлей по его центру. Для его транспортировки со склада к ванне и обратно используют спецтележку и кран-балку с крюком для установки и снятия бруса-шунта с призм. Для шунтирования ванна имеет по две контактные призмы на противоположных друг другу торцовых бортах и два бруса-шунта длиной на всю ширину ванны. Причем при установке брусов-шунтов на контактные призмы не исключается ударное действие бруса-шунта на контактную призму, приводящее к срезанию ее кромки, что ухудшает контакт. В случае некачественного шунтирования ввиду плохого контакта брусов-шунтов с призмами известное устройство требует установки дополнительного (третьего) бруса-шунта непосредственно на токоведущие шины ванны.

Недостатки известного устройства.

Шунтирование ванны известным устройством сопряжено с повышенной опасностью условий труда.

Требуются дополнительные устройства - для транспортировки бруса-шунта и громоздкий механизм для установки и снятия шунта с контактных призм (кран-балка).

Устройство громоздко и имеет высокую металлоемкость.

Сложность и значительные затраты времени на осуществление шунтирования (на шунтирование одной ванны требуется 20 - 30 мин).

Устройство не обеспечивает полной механизации, так как установка и снятие бруса- шунта, а также загрузка его в тележку и выгрузка из нее при транспортировке требует ручного труда.

Требуется предварительная очистка бруса-шунта перед его установкой, так как при хранении на общем стеллаже брусы- шунты окисляются.

Целью изобретения является улучшение условий труда.

Поставленная цель достигается тем, что в шунтирующем устройстве для электролизной ванны (блок-ванны), содержащем соединенные с источником тока две

токоподводящие шины с концевыми пластинами, опорно-соединительные пластины с контактными, выполненными в виде трехгранной призмы, оно снабжено брусомшунтом основанием и механизмом движения бруса-шунта, который установлен на основании, при этом на основании размещен контакт. Брус-шунт установлен кон- сольно между контактами с возможностью

0 периодического взаимодействия контактирующего конца бруса-шунта, одной его плоскостью с контактом, а другая его плоскость постоянно замкнута, второй, свободный конец бруса-шунта размещен с возможностью

5 периодического взаимодействия с подвижным элементом механизма движения.

В шунтирующем устройство брус-шунт может быть выполнен из материала с удельным весом, равным или превышающим

0 удельный вес меди, при этом контактирующий конец бруса-шунта имеет медный контактный наконечник.

В шунтирующем устройстве брус-шунт может быть закреплен шарнирно.

Устройство может содержать гибкий то5 копроводящий элемент, один конец которого жестко закреплен на верхней или боковой или торцовой грани (поверхности) бруса-шунта, а второй конец гибкого элемента жестко закреплен на концевой пла0 стине шины, при этом брус-шунт нижней гранью (плоскостью) периодически контактирует с нижним контактом.

Шунтирующее устройство может иметь два контакта - верхний и нижний, при этом

5 верхний контакт с его опорно-соединительной пластиной установлен на кронштейне основания, а нижний контакт установлен на основании, при этом контактирующий конец бруса-шунта размещен между вершина0 ми контактов и постоянно замкнут своей нижней гранью (плоскостью) с нижним контактом.

На фиг.1 изображено шунтирующее устройство для электролизной ванны (блок5 ванны), вид сверху, на фиг.2 и 3 - то же, варианты.

Шунтирующее устройство для электролизной ванны или блок-ванны (фиг.1) содержит основание 1 со съемной крышкой 2.

0 Основание выполнено из токонепроводя- щего материала и установлено у торцовых стенок 3 ванны (блок-ванны) над трубопроводами 4. На основании 1 размещена токо- непроводящая опорная стойка 5 с

5 шарнирной осью б для крепления одного из концов медного четырехгранного (прямоугольного) бруса-шунта 7. На верхней плоскости этого же конца бруса-шунта 7 жестко прикреплен гибкий верхний токоведущий

элемент 8, например, гибкий шлейф с клеммами. Второй конец гибкого токоведущего элемента 8 жестко закреплен на концевой пластине 9, одной из токоподводящих шин 10 ванны (блок-ванны). На горизонтальной плоскости основания 1, под нижней плоскостью бруса-шунта 7, как можно ближе к его шарнирно закрепленному концу, размещен нижний контакт в виде трехгранной контактной призмы 11с опорно-соединительной пластиной 12, которая жестко связана с концевой пластиной 9 второй токоподводящей шины 10. Механизм движения бруса-шунта 7 содержит опору 13, на которой размещен подвижный элемент 14, например, вал-эксцентрик с ручкой 15 для его вращения (подъема вверх и возврат вниз - в исходное положение), выполненные из токонепрово- дящеш материала.

Опора 13 установлена на опорно-соединительной пластине 12 так, что при зашун- тированной ванне, т.е., когда брус-шунт лежит на контактной призме 11, то его свободный конец не касается ни опоры 13, ни подвижного элемента 14 (вала эксцентрика, но подвижный элемент может быть выполнен и иначе) и висит свободно над ним, что обеспечивает давление своим весом бруса- шунта 7 на кромку призмы 11, единственную для него опору в этом положении.

Для максимального снижения расхода меди брус-шунт 7 необходимо выполнить комбинированным. Для этого его изготавливают из материала с удельным весом, близким или превышающим удельный вес меди . (8,96 г/см, например, железа (7,87 г/см, железо-бетона, стали, чугуна, а на контактирующем конце бруса-шунта 7 следует установить медный контактный наконечник 16, выполненный в виде замкнутого четырехгранного контура, надетого на тело бруса- шунта 7 или в виде контурного элемента -образной формь закрепленного на гранях бруса-шунта 7.

Шунтирующее устройство электролизных ванн (блок-ванна) (фиг.2) работает следующим образом.

Для шунтирования (отключения) ванны необходимо ручку 15 подвижного элемента 14 (вала-эксцентрика) повернуть вниз на 180 . При этом подвижный элемент (вал- эксцентрик) 14 опускается на опору 13, а брус-шунт 7 одним концом опускается на острую кромку нижнего контакта 11, давя на нее своим полным весом, так как другой, свободный (длинный) конец бруса-шунта висит над опорой 13 и подвижным элементом механизма движения, не касаясь его. При этом ток токоподводящей шины 10 через ее концевую пластину 9, гибкий токоведущий

элемент 8 поступает на брус-шунт 7 и затем через контактную поверхность бруса-шунта 7 на нижний контакт 11 и его опорно-соединительную пластину 12, а затем на концевую пластину 9 и на вторую концевую

пластину и токоподводящую шину 10. Через размещенные подлине шин перемычки (не показано) ток поступает на другие ванны блока серии электролизного цеха. Зашунти- рованная ванна не работает.

0 Для включения ванны в работу электро- лизник поворачивает ручку 15 на 180°. При этом подвижный элемент (вал-эксцентрик) 14 механизма движения, упирается своей плоскостью в плоскость свободно висящего

5 конца бруса-шунта 7 и поднимает его.Брус- шунт 7 принимает наклонное положение к горизонтальной плоскости, при этом происходит разрыв нижней плоскости бруса-шунта 7 и острой кромки нижнего контакта 11с

0 образованием зазора между ними. Ванна включена в работу. Теперь ток с токоподводящих шин 10 поступает на штанги катодов и через электролит на штанги анодов.

Шунтирующее устройство для электро5 лизной ванны (блок-ванны) (фиг.З) содержит основание 1 со съемной крышкой 2 (не показано), выполненными из токонепроводяще- го материала-, установленные у торцовых стенок 3 блок-ванны над трубопроводом 4.

0 На основании 1 размещена опорная стойка 5, на которой жестко закреплен один конец опорно-соединительной пластины с трехгранной контактной призмой 17, второй конец этой опорно-соединительной пласти5 ны жестко прикреплен к концевой пластине 9 токоподводящей шины 10. Опорно-соединительная пластина 12 нижнего контакта 11 жестко закреплена одним концом на основании 1, а вторым на концевой пластине 9

0 второй шины 10. Вершины призм 11 и 17 размещены навстречу одна другой и смещены одна относительно другой по длине основания 1. Между вершинами призм 11 и 17 размещен контактирующий конец бруса5 шунта 7 и установлен опорно нижней его плоскостью на нижнем контакте 11. Для исключения случайного сдвига бруса-шунта 7 с контакта 11 и выпадения, его можно до- полнительно закрепить на шарнире 6

0 (фиг. 1), установленном на опорной стойке 5. Второй конец бруса-шунта 7 размещен свободно висящим над механизмом движения бруса-шунта 7 с возможностью периодического контакта нижней плоскостью конца

5 бруса-шунта 7 с подвижным элементом 14 механизма движения.

Механизм движения бруса-шунта 7 содержит опору 13, установленную на основании 1 или на опорно-соединительной

пластине 12, которые выполнены из изоляционного материала. На опоре 13 установлен подвижный элемент 14, например, вал-эксцентрик с ручкой 15 для его вращения (подъема конца бруса-шунта 7 вверх и возврата вниз - в исходное положение).

Для максимального сокращения расхода меди брус-шунт 7 необходимо выполнить комбинированным. Для этого его изготовляют из материала с удельным весом, близким или превышающим удельный вес меди (8,9 г/см2), например железа (7,87 г/см2), стали, лучше из токонепроводящего материала (железобетона). При этом на контактирующий конец бруса-шунта 7, размещенного между вершинами верхнего и нижнего контактов 17 и 11 необходимо установить мед- ный контактный наконечник 16, - выполненный в виде контура бруса-шунта 7, четырехгранной или -образной формы.

При изготовлении шунтирующего устройства выполняются из токонепроводящего материала или покрываются изоляционным материалом следующие детали: основание 1, электролизная ванна (блок-ванна), корпус 13 (опора) механизма движения, подвижный элемент 14 этого механизма, опорная стойка 5. Остальные детали устройства должны быть выполнены из меди (токопроводящего материала),Следует отметить, что при выполнении бруса-шунта 7 комбинированным, его также лучше выполнить из токонепроводящего материала.

Шунтирующее устройство электролизных ванн (блок-ванны) (фиг.З) работает следующим образом.

Для шунтирования (отключения) ванны (блок-ванны) необходимо ручку 15, подвижного элемента 14, механизма движения, бруса-шунта 7, подвернуть на 180°. При этом подвижный элемент 14 (вал-эксцентрик) опускается на опору 13 механизма движения, длинный конец бруса-шунта 7, размещенный над механизмом, свободно повиснет над ним и своим весом за счет образующего рычага длинного конца бруса- шунта 7 прижимает соответствующие плоскости второго своего конца (короткого конца бруса-шунта), размещенного между вершинами верхнего 17 и нижнего 11 контакторов, создавая надежный контакт.

При этом ток токоподающей шины 10 через ее концевую пластину 9, опорно-соединительную пластину, верхнюю контактную призму 17 поступает на брус-шунт 7, если он весь медный, или на контактный элемент бруса-шунта 7 и затем через нижний контакт 11 поступает на его опорно-соединительную пластину 12 и далее через концевую пластину 9 поступает на вторую

концевую пластину 9 токоподводящей шины 10, и затем через размещенные по длине шины 10 перемычки (не показано), ток поступает на ванны (блок-ванны) серии электролизного цеха. Зашунтированная ванна (блок-ванна) не работает.

Для включения ванны (блек-ванны) в работу электролизник поворачивает ручку на 180°. При этом подвижный элемент 14 (вал0 эксцентрик) механизма движения упирается в плоскость свободно висящего конца бруса-шунта 7 и поднимает его. Брус-шунт 7 принимает наклонное положение к горизонтальной плоскости. Второй, контактирую5 щий конец бруса-шунта 7, установленный между вершинами верхнего 17 и нижнего 11 контактов, опускается, опираясь на нижний контакт 11 и оставаясь постоянно замкнутым с ним, при этом происходит разрыв

0 верхней плоскости бруса-шунта 7 с острой кромкой верхнего контакта 17, с образрва- нием зазора между ними. Ванная включена в работу, Теперь ток с токоподводящих шин 9 поступает на штанги катодов и через элек5 тролит на штанги анодов.

Шунтирующее устройство электролизных ванн (блок-ванн) компактно, просто в изготовлении и обслуживании, его металлоемкость снижается более чем в два раза, а

0 при использовании бруса-шунта полностью из меди - на 150 кг, улучшаются условия труда, так как достигнута полная механизация устройства. Исключается возможность загрязнения бруса-шунта, так как основные

5 узлы размещены под крышкой, что улучшает также технику безопасности при шунтировании.

Кроме того, использование предлагаемого устройства позволяет исключить не0 производительные затраты времени непосредственно на обслуживание бруса- шунта (на зачистку, доставку к месту хранения и к ванне) и непосредственно на шунтирование ванны (ориентация, центров5 ка над ванной с помощью кран-балки), а также позволяет обеспечить своевременную выгрузку металла из ванны (блок-ванны) и ее загрузку и запуск в работу. Формула изобретения

0 1. Шунтирующее устройство для элект ролизной ванны, содержащее две токопод- водящие шины, контакты, один из которых выполнен в виде трехгранной призмы, и опорно-соединительные пластины, соеди5 няющие шины с контактами, отличающееся тем, что, с целью улучшения условий труда, оно снабжено брусом-шунтом, основанием и установленным на нем механизмом вертикального перемещения бруса-шунта, контакты размещены в одной

вертикальной плоскости на разных уровнях, а один из контактов закреплен на основании, брус-шунт закреплен посредством шарнира консольно между контактами с опорой свободного . конца на механизм вертикального перемещения и с возможностью его периодического взаимодействия с одним из контактов, а с другим постоянно электрически замкнут.

2. Устройство поп.1,отличающее- с я тем, что, с целью снижения металлоемкости, брус-шунт выполнен из материала с удельным весом, равным или превышаю0

щим удельный вес меди, а участок бруса- шунта, размещенный между контактами, имеет медный контактный наконечник.

3.Устройство поп.1,отличающее- с я тем, что верхний контакт соединен с токоподводящей шиной посредством гибкого токопроводящего элемента, брус-шунт жестко соединен с верхним контактом.

4.Устройство поп.1,отличающее- с я тем, что верхний контакт жестко закреплен на кронштейне, а брус-шунт оперт на нижний контакт.

Сущность: токоподводящие шины посредством опорно-соединительных пластин соединены с контактами, выполненными в виде трехгранных призм. Контакты размещены на разных уровнях в вертикальной плоскости. Устройство содержит основание, на котором закреплены нижний контакт и механизм перемещения бруса-шунта. Последний установлен консольно между контактами с опорой свободного конце на механизм перемещения. С одним из контактов брус-шунт постоянно замкнут. При шунтировании механизм перемещения бруса-шунта опускают. При этом опускается длинный конец бруса-шунта и происходит его замыкание с другим контактом. Изобретение обеспечивает полную механизацию шунтирования, что улучшает условия труда. Для обеспечения снижения металлоемкости устройства брус-шунт может быть выполнен из материала с удельным весом, равным или превышающим удельный вес меди, а участок бруса-шунта, размещенный между контактами, имеет медный контактный наконечник. 3 з.п.ф-лы, 3 ил.

Фиг. 1

Фи-L.b