Устройство для определения направления движения электролита в алюминиевом электролизере
Владельцы патента RU 2697137:
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" (RU)
Изобретение относится к устройству для определения направления движения электролита в алюминиевом электролизере. Устройство содержит лопасть, поворачивающуюся под воздействием сил движущего электролита, закрепленную на изогнутом стержне, на верхнем горизонтальном торце которого размещен конус с возможностью его погружения в коническое углубление пластины, расположенной на держателе устройства, при этом стержень выполнен с U-образным изгибом в верхней горизонтальной его части и со смещением центра тяжести в нижней его части строго в вертикальном положении. Устройство выполнено с возможностью фиксирования положения стержня с помощью винта, расположенного на ручке-держателе устройства, при этом лопасть, конус, стержень и пластина-держатель выполнены из немагнитных материалов. Обеспечивается исключение влияния возникающих в электролизере электромагнитных сил на точность определения направления движения электролита и снижение сил трения, возникающих при повороте лопасти. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Устройство предназначено для определения направления движения электролита в алюминиевом электролизере.
Известно устройство для определения направления движения электролита в алюминиевом электролизере, представляющее собой стальной стержень, который опускают в расплав с последующим немедленным извлечением и сбивкой застывшего электролита, в который в качестве индикаторного вещества введен хлорид натрия NaCl [Kobbeltvedt, Ove. On the Bath Flow, Alumina distribution and Anode Gas release in Aluminium Cells / Ove Kobbeltvedt and P. Moxnes // Light Metals, 1997, P. 396-376.].
Недостаток известного устройства заключается в высокой погрешности, вызванной тем, что с помощью стального стержня невозможно определить истинный маршрут, по которому индикаторное вещество поступило к стержню.
Известно устройство для определения направления движения электролита в алюминиевом электролизере, включающее лопасть, подвешенную на пружинной проволоке, при этом погружение лопасти в электролит и вертикальное положение пружинной проволоки обеспечивает подвешенный на нее контргруз [Vinko 
and 
Laroche. Comparison of measured and calculated metal pad velocities for different prebake cell designs - LM p. 419-425].
Недостатком известного устройства является его малая чувствительность и в случае низких скоростей движения электролита она может быть недостаточна для поворота лопасти, подвешенной на торсионной проволоке, что дает большую погрешность измерений, и сложность погружения лопасти в электролит вследствие того, что масса контргруза, подвешенного на торсионной проволоке, может оказаться недостаточной для преодоления вязкостных сил жидкого электролита.
Задачей заявляемого изобретения является обеспечение точности измерений направления движения электролита в алюминиевом электролизере, в т.ч. при его движении с низкими скоростями.
Достигается это тем, что направление движения электролита определяют с помощью устройства, содержащее лопасть, поворачивающуюся под воздействием сил движущего электролита, согласно изобретению, лопасть закреплена на изогнутом стержне, на верхнем горизонтальном торце которого размещен конус, с возможностью его погружения в коническое углубление пластины, расположенной на держателе устройства, при этом, сам стержень выполнен таким образом, что верхняя горизонтальная его часть имеет U-образный изгиб, и с условием смещения центра тяжести в нижней его части строго в вертикальном положении.
При этом, положение стержня фиксируется с помощью винта, расположенного на ручке-держателе устройства, а лопасть, конус, стержень и пластина-держатель выполнены из немагнитных материалов.
U-образный изгиб стержня обеспечивает возможность балансировки лопасти относительно вертикальной оси.
Изготовление стержня, лопасти, конуса и пластины-держателя из немагнитных материалов исключает влияние возникающих в электролизере электромагнитных сил на точность изменения положения лопасти от воздействия движущегося электролита.
Размещение конуса в коническом углублении пластины-держателя обеспечивает минимальное сопротивление повороту лопасти трением, а также исключает смещение стержня при определении направления движения электролита.
Заявляемое устройство определения направления движения электролита поясняются графически. На фиг. изображено устройство определения направления движения электролита, где: 1 - лопасть, 2 стержень, 3 - конус, 4 - пластина-держатель, 5 - ручка-держатель, 6 - винт-фиксатор.
Заявляемое устройство определения направления движения электролита работает следующим образом. Лопасть, высота которой составляет 2,5…3,0 см, опускают в летку, предварительно подготовленную в криолито-глиноземной корке электролизера, на глубину, при которой верхняя кромка лопасти находится на одном уровне с подошвой анода. Высота лопасти 2,5…3,0 см исключает ее контакт с расплавленным алюминием и обеспечивает определение направления движения электролита на уровне междуполюсного зазора, составляющего 3,5…5,0 см.
Свободный поворот лопасти под воздействием движущегося электролита обеспечивается с помощью конуса 3, погруженного в коническое отверстие пластины-держателя 4. Балансировка лопасти относительно вертикальной оси осуществляется за счет U-образного изгиба стержня 2 в его верхней части. Фиксируется стержень в пластине-держателе с помощью винта 6.
Удержание устройства в период определения направления движения электролита в нужном положении осуществляется с помощью ручки-держателя 5. Направление движения электролита определяют по направлению, обратному направлению поворота U-образного стержня.
Сама лопасть расположена противоположно U-образному изгибу стрежня (на рисунке видно, что они смотрят в разные стороны). Определение происходит визуально, относительно одной из сторон ванны (например борта или торца)
Технический результат заявляемого устройства заключается в исключении влияния возникающих в электролизере электромагнитных сил на точность определения направления движения электролита и снижении сил трения, возникающих при повороте лопасти.
1. Устройство для определения направления движения электролита в алюминиевом электролизере, содержащее лопасть, поворачивающуюся под воздействием сил движущего электролита, и ручку-держатель, отличающееся тем, что лопасть закреплена на изогнутом стержне, выполненном с U-образным изгибом в верхней горизонтальной его части и со смещением центра тяжести в нижней его части строго в вертикальном положении, при этом на верхнем горизонтальном торце стержня размещен конус с возможностью его погружения в коническое углубление пластины, расположенной на ручке-держателе.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно выполнено с возможностью фиксирования положения стержня с помощью винта, расположенного на ручке-держателе.
3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что лопасть, конус, стержень и пластина выполнены из немагнитных материалов.
