Устройство для измерения перемещенияАНОдА АлюМиНиЕВОгО элЕКТРОлизЕРА Советский патент 1981 года по МПК C25C3/20 

1

Изобретение относится к устройствахМ для контроля технологических параметров электролизеров, в частности для электролиза криолитглиноземных расплавов и может быть использовано в цветной металлургии.

Одним из технологических параметров, который измеряется с помощью автоматического прибора на промышленных алюминиевых электролизерах, является рабочее напрян ;ение электролизера. Однако информация о рабочем напряжении явно недостаточна для поддержания оптимального технологического режима работы электролизера. Поэтому в практике, помимо периодических химанализов проб электролита, используются также ручные измерения температуры электролита, уровней металла и электролита в ванне, толщины гарниссажа, количества осадков на подине, скорости сгорания анода и т. п. Измерения эти связаны с существенными физическими усилиями и производятся в условиях сильных пыле-, газо- и тепловыделений.

Известно устройство для регулирования положения анода, осуществляющее прецизионное регулирование с помощью домкрата, храповика с внутренними зубьями и рычажной системой, гидроцилиндра с поршнем и держателем с укрепленным на нем

2

анодом 1. Эта система обеспечивает пошаговое смещение держателя и анода на строго определенном расстоянии. Однако устройство не содержит измерителей величины перемещения анода.

Известно устройство для контроля величины перемещения анодной рамы несущей подвижной конструкции, на которой крепится углеродистый анодный массив 2.

Это устройство включает реостатный датчик положения анода, помещенный в металлический (например, силуминовый) корпус, который крепится неподвижно на анодной стойке между домкратами основных механизмов для подъема анода. Реостатный датчик снабжен приводным шкивом, через который переброшен стальной тросик с грузом на одном конце. Другой конец стального тросика зафиксирован на анодной раме. Таким образом, шкив, ползунок реостатного датчика и стрелка, перемещающаяся по установленной на корпусе датчика шкале, смонтированы на одном валу и вращаются вместе с ним при перемещении анода.

Недостатком известного устройства является то, что для его надежной работы в атмосфере электролизного корпуса, содержащей агрессивные пары плавиковой кислоты (фтористого водорода) и токопроводящую угольную пыль, необходимо обеспечить полиую герметизацию реохорда и движущихся частей датчика в кориусе. Герметизация кориуса чрезвычайно затруднена тем, что в его стенках должны быть два отверстия для пропуска стального тросика, один из концов которого укреплен на неподвижной анодной стойке, а другой должен висеть свободно под тяжестью груза. Быстрое окисление иоверхности реохорда иод влиянием агрессивного газа приводит к потере точности измерения, требования к которой достаточно высоки. Отсутствие надежной герметизации ириводит также к тому, что для обеспечения надежности измереиий необходимо часто вскрывать корпус, защищать трущиеся поверхности реохорда и удалять угольную пыль. Целью изобретения является повыщение ,надел ности и точности измерения энергетического режима его работы. Поставленная цель достигается тем, что .предлагаемое устройство снабжено коице-вым бесконтактным выключателем с индуктивным чувствительным элементом, закрепленным па кронштейне, жестко связанным с опорной металлоконструкцией электролизера, при этом шестерня редуктора привода анода дополнительно снабжена металлическими пластинками, установленными на ее ободе симметрично относительно оси вращения и с зазором по отношению к чувствительному элементу бесконтактного выключателя. Для оОеспечения требуемой точности измерения металлические пластинки смонтированы на шестерне редуктора, скорость вращения которой находится в пределах 0,5-10,0 об/сек. Высокая надежность предлагаемого устройства обеспечивается тем, что индуктивный чувствительный элемент и относящаяся к нему транзисторная схема формирования электрического сигнала смонтированы в пластмассовой коробке, герметизированной компаундом холодного отвердения. Таким образом, измерение осуществляется бесконтактным методом, а эксплуатация датчика-измерителя сводится к замене концевого бесконтактного выключателя, отработавшего гарантийный срок. На фиг. i приведена кинематическая схема привода электролизера с предлагаемым устройством, вид сбоку; на фиг. 2 - то же, вид в плане. Электродвигатель 1, редуктор 2, барабан 3 с подшипниковым блоком и полиспаст 4 неподвижно закреплены на опорной металлоконструкции о электролизера. Для передачи вращения электродвигателя 1 редуктору 2 служит ременная передача и входная шестерня - шкив 6 редуктора. Выходная шестерня 7 редуктора кинематически соединена с барабаном 3, на который намотан несущий трос. Трос пропущен через полиспаст 4 и закреплен на подвижной акодпой раме, на которой штырями крепится анодный массив. Металлические пластинки 8 укреплены на внешнем ободе шкива 6. Концевой бесконтактный выключатель 9 смонтирован на кронштейне 10, последний зафиксирован на опорной металлоконструкции 5 так, чтобы между чувствительной поверхностью выключателя 9 и поверхностью плоскости вращения металлических пластипок 8 был постоянный зазор величиной 4 -16 мм. Пример реализации устройства для случая, когда в качестве счетчика импульсов, поступающих от бескоитактного выключателя 9, выступает один из блоков управляющей вычислительной машины (УВМ). Измерение величины перемещения анодной рамы и анодного массива может осуществляться следующим образом. При включении электродвигателя 1 начинает вращаться шкив 6. При приближении воздействующего элемента - металлической пластинки 8 на номинальное расстояние действия к индуктивному чувствительному элементу концевого бесконтактного выключателя 9 (например, путевой выключатель КВП-16) происходит изменение магпитноэлектрических параметров индуктивных сопротивлений в транзисторной схеме генератора сигнала концевого выключателя. В результате на выходе усилителя появляется электрический импульс, длительность которого определяется временем прохождения металлической пластинки 8 мимо поверхности индуктивного чувствительного элемента концевого бесконтактного выключателя 9. Электрический импульс после транзисторного усилителя бесконтактного выключателя поступает на вход прибора Д-ЗМ, который включает в себя блок питания для транзисторных схем четырех датчиков - концевых бесконтактных выключателей и выходные реле. Контакты выходного реле прибора Д-ЗМ, соответствующего концевому выключателю регулируемого электролизера могут включать электрический счетчик импульсов, показания которого будут соответствовать количеству прошедщих мимо индуктивного чувствительного элемента металлических пластинок. При использовании УВМ в качестве счетчика контакты выходного реле прибора Д-ЗМ подключаются к модулю гальванической развязки (МГР). Этот модуль подключен, в свою очередь, на вход модуля ввода число-импульсных сигналов (МвЧИС), который через стандартные модули устройств связи с объектом (УСО) может быть подключен к процессору УВМ специальной программой, подключающей концевой бесконтактный выключатель регулируемого электролизера и выход прибора Д-ЗМ к входу МвЧИС - счетчика импульсов. Эта

программа также организовывает считывание показания счетчика после окончания перемещения анода, запись их в соответствующую ячейку оперативной памяти УВМ и подготовку МвЧИСа к работе с другим Элeктp0v изepoм (обнуляет счетчик).

Формула изобретения

1. Устройство для измерения перемещения анода алюминиевого электролизера, включающее электродвигатель, редуктор с щестернями и механизм вертикального перемещения ано;;а, закрепленный на опорной металлоконструкции электролизера, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и точности измерения величины перемещения анода электролизера при регулировании энергетического режима его работы, устройство снабжено концевым

бесконтактным выключателем с индуктивным чувствительным элементом, закрепленным на кронштейне и жестко связанным с опорной металлоконструкцией электролизера, при этом шестерня редуктора доиолнительно снабжена металлическими пластинками, установленными симметрично оси вращения и с зазором относительно чувствительного элемента бесконтактного выключателя.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что металлические пластинки установлены на щестерне редуктора, скорость вращения которой 0,5-10,0 об/сек.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США Л 4039419, кл. 204-225, 1976.

2.Балдовский Л. А. Цветная металлургни, 1977, JMo 13, с. 38-43.

/