Установка для подачи сырья в алюминиевый электролизер с боковым токоподводом

 

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности, к электролитическому получению алюминия, а именно к устройствам для подачи сырья в алюминиевый электролизер с боковым токоподводом. Техническим результатом изобретения является обеспечение стабильной и бесперебойной работы устройства для подачи глинозема путем исключения зависимости подаваемой дозы сырья от физических характеристик глинозема и устранения зависания глинозема в бункере. Устройство содержит бункер для сырья, течку и дозатор, имеющий привод со штоком и кожухом, дозировочную камеру с клапаном. Над дозировочной камерой на штоке жестко закреплен клапан, выполненный в верхней части в виде полусферы, установленной основанием вниз, а в нижней - в виде конуса вершиной вниз. Диаметр полусферы больше, а диаметр основания конуса меньше диаметра дозировочной камеры. Дозировочная камера оснащена направляющим элементом и закреплена при помощи самоустанавливающегося фланца на течке для сырья с выступом вглубь бункера. Кожух соединен с дозировочной камерой металлическим шпильками, распределенными равномерно по ее окружности. Расстояние от кожуха до клапана, установленного над дозировочной камерой, при нижнем крайнем положении клапана в дозировочной камере составляет 2-20 от хода штока. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности, к электролитическому получению алюминия, а именно к устройствам для подачи сырья в алюминиевый электролизер с боковым токоподводом (БТ).

Известно устройство для автоматического питания алюминиевых электролизеров глиноземом, содержащее объемно-вакуумные дозаторы, сообщающиеся с трубой для подачи глинозема в электролизер. Труба соединена с пневмоцилиндром, на поршне которого свободно закреплен ударный инструмент для пробивки корки электролита. Объемно-вакуумные дозаторы и пневмоцилиндр автоматически сблокированы между собой при помощи электропневматического клапана, включенного в схему автоматического управления (Авторское свидетельство СССР №461973, МКИ С 22 D 3/12, 1975).

Недостатком данного устройства для подачи сырья в алюминиевый электролизер является то, что, во-первых, для содержания объемно-вакуумных дозаторов в технически исправном состоянии необходимы большие материало- и трудозатраты. Во-вторых, при подаче глинозема в электролизер по трубе происходит ее забивание вследствие зависания в бункере глинозема. В третьих, данной конструкции присущи большие погрешности дозирования. Причем незначительные изменения физических характеристик и объема глинозема в бункере, и давления сжатого воздуха, существенно влияют на точность его дозирования, что в конечном счете приводит к дестабилизации работы электролизера.

Наиболее близким к заявляемому устройству по технической сущности и достигаемому результату является устройство для подачи сырья в алюминиевый электролизер, включающее стационарно установленный на электролизере бункер для сырья с выполненными в днище отверстиями и оснащенный течкой, пробойник со штоком и приводом, дозирующее устройство - дозатор, содержащий привод со штоком, корпус, дозировочную камеру, клапан и клапанную пружину (авторское свидетельство СССР №1708937, МПК С 25 С 3/14, 1992).

К недостаткам этого устройства относится сложность конструкции привода дозатора и ненадежная его работа, т.к. полость корпуса дозатора с размещенной внутри пружиной может забиваться глиноземом, который препятствует деформации последней, кроме того, низкая стабильность работы устройства из-за малой точности дозирования. Как известно, точность дозирования глинозема зависит от заполненного объема глинозема под клапаном, при уплотненном глиноземе заполнение происходит в малом объеме, т.к. возникает зависание около клапана.

В основу изобретения положена задача разработки устройства для подачи глинозема в алюминиевый электролизер, конструкция которого обеспечивала бы стабильную и бесперебойную работу, путем исключения зависимости подаваемой дозы глинозема от физических характеристик глинозема и устранения зависания глинозема в бункере.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для подачи сырья в алюминиевый электролизер с боковым токоподводом, включающем бункер для сырья, течку и дозатор, содержащий привод со штоком и кожухом, дозировочную камеру с клапаном, дополнительно над дозировочной камерой на штоке жестко закреплен клапан, представляющий в верхней части полусферу, установленную основанием вниз, а в нижней конус - вершиной вниз, причем диаметр полусферы больше, а диаметр основания конуса меньше диаметра дозировочной камеры, при этом дозировочная камера оснащена направляющим элементом и закреплена при помощи самоустанавливающегося фланца на течке с выступом вглубь бункера, кожух соединен с дозировочной камерой металлическим шпильками, распределенными равномерно по его окружности.

Предлагаемую конструкцию дополняют частные отличительные признаки, направленные на решение поставленной задачи.

Расстояние от кожуха до клапана, установленного над дозировочной камерой, при нижнем крайнем положении клапана в дозировочной камере, составляет 2-20 хода штока.

Сопоставительный анализ признаков заявляемого решения и признаков аналога и прототипа свидетельствует о соответствии решения критерию “новизна”.

Предлагаемая конструкция установки для подачи сырья в алюминиевый электролизер с боковым токоподводом по сравнению с прототипом является более простой в изготовлении и надежной в работе, позволяет обеспечить стабильную и бесперебойную подачу глинозема независимо от физических характеристик глинозема, устранить зависание и уплотнение глинозема в бункере. Движение глинозема в бункере около клапана, установленного на штоке привода над дозировочной камерой, постоянно происходит по разным направлениям за счет конфигурации его поверхности, тем самым исключается зависание глинозема и обеспечивается подача стабильной дозы в алюминиевый электролизер. Установка шпилек препятствует проникновению глинозема в кожух, его забиванию и повышает стабильность подаваемой дозы сырья. Направляющий элемент служит для центровки и закрепления дозировочной камеры, для обеспечения стабильной дозы подаваемого сырья.

При расстоянии от кожуха до клапана, установленного над дозировочной камерой, при нижнем крайнем положении клапана в дозировочной камере менее 2-х значений хода штока происходит забивание внутренней поверхности кожуха глиноземом при возвратно-поступательном движении и самопроизвольное высыпание глинозема из бункера и, следовательно, нарушается стабильность подаваемой дозы в электролизер.

Выполнение расстояния от кожуха до клапана, установленного над дозировочной камерой, при нижнем крайнем положении клапана в дозировочной камере более 20-ти значений хода штока нецелесообразно, т.к. не прослеживается влияние на стабильность подаваемой дозы в электролизер.

Сущность изобретения поясняется графическими материалами.

На фиг.1 изображен общий вид установки для подачи глинозема в алюминиевый электролизер с боковым токоподводом, на фиг.2 - схема направления и распределения сил, влияющих на движение глинозема в бункере.

Установка для подачи сырья в алюминиевый электролизер с боковым токоподводом включает стационарно закрепленный на электролизере бункер для сырья 1, дозировочную камеру 2, расположенную соосно отверстию в днище бункера 1. Дозировочная камера 2 установлена выступающей за пределы днища бункера 1 на 15-20 мм и закреплена на течке 3 при помощи самоустанавливающего фланца 4. На внешней поверхности дозировочной камеры 2 выполнен направляющий элемент 5, например, в виде кольца. Бункер 1 прикреплен к несущим металлическим элементам (не показаны) анодного устройства алюминиевого электролизера. Течка 3 оснащена вилкой 6 для ее дополнительного открывания или закрытия. В центре дозировочной камеры 2 соосно ей установлен шток 7. Шток 7 в верхней части соединен с приводом 8 и помещен в кожух 9, который с помощью нескольких шпилек 10 связан с дозирующей камерой 2 через самоустанавливающийся фланец 4. На штоке 7 жестко установлены в средней части клапан 11 и в нижней части - клапан 12. Верхняя часть клапана 11 выполнена в виде полусферы, установленной основанием вниз, а нижняя часть в виде конуса вершиной вниз, причем диаметр полусферы больше, а диаметр основания конуса меньше диаметра дозировочной камеры. Нижний клапан 12 представляет собой конус, установленный на штоке 7 вершиной вверх. Расстояние от кожуха 9 до клапана 11, установленного над дозировочной камерой 2, при нижнем крайнем положении клапана 12 составляет 2 -20 хода штока. При этом клапан 11 установлен от дозировочной камеры на расстоянии, равном ходу штока 7.

Установка работает следующим образом.

Глинозем постоянно находится в зоне нагрузки над дозировочной камерой 2. В исходном положении клапан 12 закрывает выходное отверстие дозировочной камеры 2, а глинозем из бункера 1 заполняет дозировочную камеру 2 через верхнее отверстие. После пробивки лунки в корке глинозема пробойником (на чертеже не показано) осуществляется засыпка глинозема в лунку из нижней части дозировочной камеры 2. Для этого включается привод 8, приводящий в движение шток 7 с клапанами 11 и 12, при этом верхнее отверстие дозировочной камеры 2 закрывается, а глинозем через нижнее отверстие дозировочной камеры 2 по течке 3 поступает к лунке. Верхний клапан 11 вытесняет из дозировочной камеры 2 порцию глинозема и одновременно расталкивает находящийся под клапаном глинозем по сторонам, тем самым устраняет уплотнения в нижней части бункера 1. После опорожнения дозировочной камеры 2 привод 8 отключается и шток 7 возвращается в исходное положение, при этом верхний клапан 11, двигаясь вверх, расталкивает глинозем по сторонам верхней сферической поверхностью.

Таким образом, использование предлагаемого изобретения обеспечивает упрощение конструкции, повышение надежности и точности дозирования за счет бесперебойной подачи глинозема, что, в свою очередь, улучшает технологические показатели работы электролизера.

Формула изобретения

1. Установка для подачи сырья в алюминиевый электролизер с боковым токоподводом, включающая бункер для сырья, течку и дозатор, содержащий привод со штоком и кожухом, дозировочную камеру с клапаном, отличающаяся тем, что дополнительно над дозировочной камерой на штоке жестко закреплен клапан, представляющий в верхней части полусферу, установленную основанием вниз, а в нижней конус вершиной вниз, причем диаметр полусферы больше, а диаметр основания конуса меньше диаметра дозировочной камеры, при этом дозировочная камера оснащена направляющим элементом и закреплена при помощи самоустанавливающегося фланца на течке для сырья с выступом вглубь бункера, кожух соединен с дозировочной камерой металлическими шпильками, распределенными равномерно по ее окружности.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что расстояние от кожуха до клапана, установленного над дозировочной камерой, при нижнем крайнем положении клапана в дозировочной камере составляет 2-20 хода штока.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2