CN1062931A - 受控的铝氧粉(氧化铝)供料设备 - Google Patents

Abstract

控制向电解槽供应铝氧粉的设备包括与配料器 的进口相连的供料室，电解槽有破碎电解质硬壳的插 棒。离开配料器出口的铝氧粉通过倾斜壁到输送斜 管，斜管将铝氧粉对准由插棒在硬壳上打出的孔。相 对插棒可移动的阀机构控制配料器进口和出口的开 度，当阀打开一个时就关闭了另一个，当插棒从壳体 退回时允许铝氧粉流过输送斜管，插棒的运动需要 控制阀机构，使得铝氧粉可连续地供料到电解槽，以 免与插棒发生冲突。

Description

本发明与控制铝氧粉（氧化铝）或其他固体物料供料到电解槽的供料设备有关，在电解槽内铝氧粉转变成铝。

在铝氧粉的电解中，将固体的铝氧粉溶于含有熔融的电解质，如冰晶石的槽或容器中，并希望将铝氧粉在电解质中的浓度保持在预先确定的范围内。在目前电解铝氧粉的通用方法中，将铝氧粉以预先确定大小的连续剂量供给一个或几个在电解质硬壳上打出的孔中，从而当需要时可以供给定量的铝氧粉。由于铝氧粉的电解是连续进行，因而希望可以连续取代在电解过程中所消耗的铝氧粉，以便使电解质保持铝氧粉的最佳浓度。但是，最佳的操作条件是这样，在电解质的表面上电解质的硬壳不断再生，因而很难向熔融电解质的硬壳下连续供给铝氧粉。由于这个原因，已知的铝氧粉供料步骤包括使用硬壳破碎器，破碎器周期性操作破碎电解质硬壳，在硬壳中形成孔，通过孔可以供给固体的铝氧粉。硬壳破碎器的工作是必要的，硬壳破碎机构，如气动操作的轴，在轴的自由端带有适当的凿子机构（以下称为插棒），将在插棒形成的孔来回运动。

在一个已知的供料程序中，使用两个分离的气动***，一个操作硬壳破碎机构，另一个操作铝氧粉供料***。在这种程序中，操作硬壳破碎机构的机械在电解质硬壳中形成孔之后，有可能缩回硬壳破碎机构，从而可以操作进料***在硬壳破碎机构形成的孔内放入铝氧粉料。

在另一个程序中，使用单个的气动***来操作硬壳破碎机构，从贮槽将铝氧粉排出是与硬壳破碎机构向下运动协调进行。在这个程序中，铝氧粉料是这样释放的，当硬壳破碎机构穿过硬壳时铝氧粉不能进入孔中，因此直到破碎机构缩回的时候铝氧粉才能进入到孔内。并且这个程序有只使用一个气动***的优点，很清楚，当硬壳破碎机构缩回时并不是所有的铝氧粉都能立刻通过孔进入到电解质之中。

本发明的目的是提供一种改进的铝氧粉供料设备，该设备只使用单个气动机构，但能避免已知***使用这类单个机构的缺点。

根据本发明为铝氧粉电解槽提供的供料设备，包括硬壳破碎机构，可在熔融的电解质表面形成的硬壳中打出孔，硬壳破碎机构包括插棒，切割刀刃安装在往复插棒轴上，和供料设备还包括铝氧粉贮槽，适合按照需要释放铝氧粉通过硬壳中的孔进入到电解质中，其特征是将贮槽内铝氧粉通过供料通道和入口送入供料室，供料室在供料设备的内壁和供料室的外壁之间;由阀机构控制的供料室出口将供料室与配料器连接起来，配料器由内壁围成，与插棒轴同心;内壁向下朝向插棒的头部;配料器的入口紧贴着供料室的出口，所以当阀机构打开供料室的出口，也就同时打开了配料器的入口，在供料室里的铝氧粉可以直接流入到配料器;阀机构与内壁相连一起操作，以跟着内壁在第一位置和第二位置之间的运动而运动，内壁在第一位置时配料器闭合与供料室不通，阀机构与内壁和阀机构之间的流动通道相通，内壁在第二位置时配料器打开与供料室相通，阀机构使配料器与流动通道不通;配料器是由外壁;两个径向相内的端壁，和由阀机构形成的径向朝内的可动壁构成的室，根据阀机构的位置可动壁交替构成各自的端壁，将配料器出口引导到流动通道或入口引导到供料室，使得当一个口全闭合时，另一个全开;配料器的下端壁向下和向内朝下端壁上的阀座倾斜，以构成配料器出口的下部;在下端壁上的阀座提供制动作用，以便在插棒轴进一步向下运动打碎电解质硬壳时，阻止阀机构的向下运动，在相连的内壁企图向下运动时，保持住阀机构;插棒轴上的撞锤机构，当插棒轴从其破碎硬壳的位置提起时撞锤机构碰到内壁的下缘，同时也提起内壁和相连的阀机构，从而闭合配料器的入口，打开配料器的出口，倾斜壁与供料设备内壁下端相连，倾斜壁的下自由端终止在输送斜管的入口部分或入口内，输送斜管适合装在供料设备的下部，以提供像渠道一样的作用，引导离开配料器的铝氧粉到一个或几个出口，在使用中这些出口正好在电解质硬壳孔的上面。

本发明的供料设备包括硬壳破碎机构，该机构最好是气动的。硬壳破碎机构包括带有用来破碎硬壳的切割刀刃的插棒，安装在往复的插棒轴上。插棒轴最好带有撞锤机构，该机构可由插棒附近的套环或由插棒与插棒轴连结处的台肩构成。

供料设备还至少包括一个贮槽，由料斗或类似容器装载很细的铝氧粉。电解槽其他的添加剂贮槽也可与供料设备相连，如氟化铝，氟化钙，破碎的电解质，纯碱，或冰晶石。其他贮槽也适合用下面描述的铝氧粉所用的方法，向电解槽供给他们所贮藏的料。

在贮槽的配料器之间的供料室包括最好是环形安装的园筒形内壁，并与插棒轴同心。内壁向下朝向插棒的头，最好同弹簧在内壁上径向朝外的法兰和供料设备的外壁之间加压，该外壁也是与插棒轴同心安装。供料设备的外壁也可装设径向延伸的法兰，比内壁的法兰离插棒头部更远，从而在内壁和外壁各自的法兰之间安装的圈形弹簧，可对内壁加上所需要的压力，使内壁向下运动直到运动终止。将弹簧装在供料室的上部，使得供料室的铝氧粉不会影响弹簧的操作。

在供料设备的内壁和最好是园筒形的供料室外壁之间组成供料室。供料室包括与在内壁法兰下铝氧粉供料通道相连的入口，由阀机构控制的出口。供料室的最小容量最好与配料器一样。在供料室处的内壁最好增补上向下向外的供料室侧壁，侧壁下端在供料室的出口处终止。最好供料室的侧壁以一定的角度倾斜，该角大于通过供料室的铝氧粉的静止角。这就保证铝氧粉通畅地流过供料室。

供料室的出口紧贴着配料器的入口，从而当阀机构打开供料室的出口时也同时打开了配料器的入口，使得供料室里的铝氧粉能直接流入配料器。

阀机构与内壁相连一起操作，以便跟着内壁在第一位置和第二位置之间的运动而运动，在第一位置配料器闭合与供料室不通，在第二位置配料器与供料室相通。在它的第一位置阀机构与内壁和阀机构之间的流动通道相通。在它的第二位置阀机构使配料器与流动通道不通。阀机构最好是园筒形的，连接在内壁的自由端之间。园筒形阀机构的每个自由端都适合坐入在配料器相对端构成的环形阀座内。

配料器由最好是园筒形的外壁构成，配料器有两个径向朝内的端壁，在端壁上形成各自环形座，和由阀机构形成的径向朝内的可动壁。根据阀机构的位置，配料器总是有一个开口，或是构成通向流动通道的出口，或是构成通向供料室的入口。配料器这开口的特性由阀机构控制，从而当一个全闭合时，另一个全开。

最好下端壁向下向内倾斜，倾斜角大于供料给配料器的铝氧粉的静止角。下端壁的这种倾斜保证了所有的铝氧粉，当出口打开时都流出配料器（而不是停留在环形座内）。

上端壁基本上是向下向外倾斜。上端壁的倾斜角最好大于供料给配料器的铝氧粉的静止角。上端壁的这种倾斜保证了铝氧粉将可充满配料器，这样提供了所希望的可重复的精确剂量。

在下端壁上的环形座不仅提供了配料器出口的密封机构。而且还提供制动作用，停止阀机构和相连的内壁的向下运动，当插棒轴在弹簧或其他加力机构的向下力作用下，向下运动时会发生这种情况。当硬壳被打破，插棒轴可能进一步向下运动时，由向下的压力将阀机构保持在下端壁的座内。

当插棒轴提起时，由插棒头本身或最好是撞锤机构构成的装置遇到内壁的下缘，从而把内壁和相连的阀机构提起，关闭入口和打开配料器的出口。当阀机构的上缘坐入配料器上端壁内的环形座时，停止了内壁的向上运动。

供料设备还包括连接在内壁下部的倾斜壁。倾斜壁最好是截头锥形的，它的下自由端终止在输送斜管的入口内或入口处。

输送斜管适合装在供料设备的下部。适合提供像渠道一样的作用，以引导离开配料器的铝氧粉到一个或几个出口，在使用中这些出口正好在电解质硬壳的上面。输送斜管最好能引导所有离开内壁底部倾斜壁下缘的铝氧粉，都到一个或几个输送出口5。

为了更好地理解本发明，现在参考附图进行说明，附图显示本发明的一个最优实施方案。所给的实施方案仅仅是为了图解说明，本发明不受图解说明的限制。

附图有关示意性地仅显示供料设备最优形式剖面图的一半。插棒轴1与插棒2相连，在插棒轴1与插棒2连结处的台肩3在图示位置紧贴着内壁4上的撞锤机构23。弹簧5装在内壁4的法兰6和外壁8的法兰7之间，把内壁4压向下。在内壁4下端的倾斜壁9连结在内壁4和撞锤机构23的连结处附近。

由侧壁11和端壁12与13，同阀机构14一起组成配料器10的空间，阀机构包括与内壁4相连的可动壁。在图中显示的阀机构14，正在配料器10的出口15打开，入口16关闭的位置。在各自的端壁12和13内形成阀机构14各个端部的环形座17和18。

在法兰6水平面以下的供料室19一般充满着铝氧粉，按照箭头20所指的方向铝氧粉从贮槽进入供料室。倾斜壁24增强内壁4，并引导室19中的铝氧粉到入口16。如上述，输送斜管21与供料设备的最外层的壁相连，适合引导离开配料器10的铝氧粉流过流动通道22，向下到倾斜壁9，然后进入到由插棒2在电解质硬壳中所形成的孔。可以看到，从铝氧粉的供料到从配料器排料，阀机构只需移动距离A。而插棒打破电解质的硬壳所需的运动显然要大于距离A。

很清楚，本发明使得供料设备的设计和操作只使用单个气动机构，并能协调地将铝氧粉送入由硬壳破碎机构在电解质硬壳中打出的孔内，当硬壳破碎机构从孔中缩回时，铝氧粉可直接送入孔中。尽管当阀机构从出口打开的位置移动到入口打开位置时某些铝氧粉直接流过配料器，基本上所有从配料器释放的铝氧粉都能直接流入电解质硬壳中的孔内。

本发明的另一个优点是，当仅需要启动阀机构以便对配料器重新加料时可以限制插棒的向下运动。不必使插棒向下运动，经过打破硬壳所需的整个行程，每次仅需向下运动一点便可使配料器再供料。配料器可以这样再供料，缩回的插棒释放所供的铝氧粉，而不需要插棒通过的电解质硬壳的整个行程。因此大大减小了插棒的磨损。

配料器端壁的角度大于铝氧粉的静止角，从而使铝氧粉的加料不会因所供铝氧粉的质量改变而受到影响，使现在加料的数量保持不变，得到更加一致的加料体积转变。适当选择配料器的体积，使得铝氧粉加入到电解质溶液中的加料量小于目前的加料量，增加加料次数，从而有利于维持铝氧粉的浓度更接近常数。

Claims (5)

1、铝氧粉电解槽的供料设备，包括硬壳破碎机构，以在熔融电解质表面形成的硬壳上打出孔，硬壳破碎机构包括带有切割刀刃的插棒，安装在往复的插棒轴上，和设备还包括铝氧粉贮槽，适合按照需要释放铝氧粉通过硬壳中的孔进入到电解质中，其特征是贮槽将铝氧粉通过供料通道和入口送入供料室，供料室在供料设备的内壁和供料室的外壁之间；由阀机构控制的供料室出口将供料室与配料器连接起来，配料器由内壁围成，与插棒轴同心；内壁向下朝向插棒的头部；配料器的入口紧贴着供料室的出口，所以当阀机构打开供料室的出口，也就同时打开了配料器的入口，在供料室里的铝氧粉可以直接流入到配料器；阀机构与内壁相连一起操作，以便跟着内壁在第一位置和第二位置之间的运动而运动，内壁在第一位置时配料器闭合与供料室不通，阀机构与内壁和阀机构之间的流动通道相通，内壁在第二位置时配料器打开与供料室相通，阀机构使配料器与流动通道不通；配料器是由外壁，两个径向朝内的端壁，和由阀机构形成的径向朝内的可动壁构成的室，根据阀机构的位置可动壁交替构成各自的端壁，将配料器出口引导到流动通道或将入口引导到供料室，使得当一个口全闭合时，另一个全开；配料器的下端壁是向下和向内朝下端壁上的阀座倾斜，以构成配料器出口的下部；在下端壁上的阀座提供制动作用，以便在插棒抽进一步向下运动打碎电解质硬壳时，阻止阀机构的向下运动，在相连的内壁企图向下时，保持住阀机构；插棒轴上的撞锤机构，当插棒轴从其破碎硬壳的位置提起时撞锤机构碰到内壁的下缘，同时也提起内壁和相连的阀机构，从而闭合配料器的入口，打开配料器的出口，倾斜壁与供料设备内壁下端相连，倾斜壁的下自由端终止在输送斜管的入口部分或入口内，输送斜管适合装在供料设备的下部，以提供像渠道一样的作用，引导离开配料器的铝氧粉到一个或几个出口，在使用中这些出口正好在电解质硬壳孔的上面。

2、如权利要求1所述的供料设备，其特征是配料器下端壁向内向下倾斜，其倾斜角大于供料设备所供铝氧粉的静止角。

3、如权利要求2所述的供料设备，其特征是配料器上端壁向外向下倾斜，其倾斜角大于供料设备所供铝氧粉的静止角。

4、如权利要求1或3所述的供料设备，其特征是阀机构为园筒形，与在它的自由端和环形阀座之间的内壁相连，在配料器的上、下端壁之间形成环形阀座。

5、如权利要求1，3和4所述的供料设备，其特征是供料室由倾斜的内壁构成，内壁的下缘在供料室出口处终止。

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