RU2116385C1 - Device for breakage of electrolyte crust - Google Patents

Abstract

FIELD: means for mechanization of electroplating operations. SUBSTANCE: device has self-moving car, working member capable of lifting and lowering, and vibrator. Working member is made in the form of boom installed on car on which spring-loaded swinging beam is hinged and beam is provided with breaking device in the form of milling cutter on its free end. Vibrator is made in the form of transmission vibration excite and installed on beam from atop. EFFECT: light, reliable, mobile and highly efficient device for breakage electrolyte crust in electrolyzers for production of aluminum. 4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к алюминиевой промышленности, в частности к средствам механизации электролизного производства. The invention relates to the aluminum industry, in particular to means of mechanization of electrolysis production.

Известна машина для пробивки корки электролита, выпускаемая серийно Бузулуцким заводом тяжелого машиностроения им. В.В. Куйбышева - МПК5У. Known machine for punching the crust of electrolyte, mass-produced by the Buzulutsk Heavy Engineering Plant named after V.V. Kuibyshev - MPK5U.

Недостатками данной машины являются: тип механизма для пробивки корки кривошипно-шатунный инерционный - не обеспечивает необходимой энергии удара; коленвал механизма часто выходит из строя (деформируется). The disadvantages of this machine are: the type of mechanism for punching the crust inertial crank-connecting rod does not provide the necessary impact energy; the crankshaft of the mechanism often fails (is deformed).

Необходимость применения централизованной системы смазки. The need for a centralized lubrication system.

Повышенное распыление глинозема из-за большого хода пики - 240 мм. The increased atomization of alumina due to the long stroke peaks is 240 mm.

Применение гидропружинных амортизаторов и демпфера для смягчения ударов от механизма пробивки корки на корпус машины. The use of hydraulic spring shock absorbers and a damper to mitigate the blows from the mechanism of punching the crust on the machine body.

Применение пружин для возвращения механизма пробивки корки в вертикальное положение (при непрерывной работе МПК5У и ее движении вдоль ванны во время удара по корке электролита пика устанавливается на месте и поворачивает стрелу, которая при подъеме пики пружинами возвращается в исходное положение). The use of springs to return the crust punching mechanism to a vertical position (during continuous operation of the MPK5U and its movement along the bath during an impact on the electrolyte crust, the peak is installed in place and turns the boom, which returns to its original position when the peaks rise).

Повышенная вибрация на рабочем месте водителя, разрушение шасси. Increased vibration at the driver's workplace, the destruction of the chassis.

Применение механической коробки перемены передач и муфты сцепления, которые часто выходят из строя. The use of a mechanical gearbox and clutch, which often fail.

За прототип взято устройство для пробивки корки электролита (а.с. 396422, C 22 3/02, 3/12), в котором рабочий орган выполнен в виде зубчатого колеса, катящегося по корке электролита, а над зубчатым колесом установлены два синхронно работающих вибратора, передающие колебательные движения зубчатому колесу. The prototype is a device for punching the crust of the electrolyte (A.S. 396422, C 22 3/02, 3/12), in which the working body is made in the form of a gear wheel rolling along the crust of the electrolyte, and two synchronously operating vibrators are installed above the gear wheel transmitting oscillatory movements of the gear.

В этом устройстве для разрушения корки электролита используется гравитационная сила, создаваемая весом всего устройства, а если этого веса недостаточно, то устанавливается балластный груз. Энергия колебательных движений вибраторов не может в должной мере повлиять на процесс разрушения корки электролита из-за несовершенства конструкции их установки. This device uses the gravitational force created by the weight of the entire device to destroy the crust of the electrolyte, and if this weight is not enough, then the ballast weight is set. The energy of the vibrational movements of the vibrators cannot adequately affect the process of destruction of the electrolyte crust due to the imperfection of the design of their installation.

Увеличение мощности вибраторов приведет к разрушению устройства по причине того, что не обеспечена в нужной степени упругая связь между вибраторами с рабочим органом и самим устройством. Во время прижатия гидроцилиндром зубчатого колеса к корке электролита пружины (рессоры) полностью снимаются, что недопустимо для нормальной работы вибратора. Поэтому рассматриваемое устройство не нашло применения при производстве алюминия электролизом. An increase in the power of the vibrators will lead to the destruction of the device due to the fact that the elastic connection between the vibrators with the working body and the device itself is not provided to the necessary extent. When the cylinder is pressed against the electrolyte crust by the hydraulic cylinder, the springs (springs) are completely removed, which is unacceptable for normal operation of the vibrator. Therefore, the device in question did not find application in the production of aluminum by electrolysis.

Целью предлагаемого изобретения является создание легкого, надежного, маневренного и высокопроизводительного устройства для разрушения корки электролита на электролизерах для получения алюминия. The aim of the invention is the creation of a lightweight, reliable, maneuverable and high-performance device for breaking the crust of the electrolyte on electrolysis cells to produce aluminum.

Поставленная цель достигается тем, что на стреле шарнирно установлена подпружиненная поворотная балка, на свободном конце которой крепится рабочий орган, а трансмиссионный вибровозбудитель, направленных колебаний, установлен на белке сверху и рабочий орган выдвигается шарнирно перпендикулярно ходу самоходной тележки. This goal is achieved by the fact that a spring-loaded rotary beam is pivotally mounted on the boom, a working body is attached to its free end, and a transmission vibration exciter of directed vibrations is mounted on the squirrel from above and the working body is pivotally articulated perpendicular to the course of the self-propelled cart.

Предлагаемое устройство для пробивки корки электролита изображено на фиг. 1 - вид спереди и фиг. 2 - вид с боку. The proposed device for punching the electrolyte crust is shown in FIG. 1 is a front view and FIG. 2 - view from the side.

Устройство содержит шасси с дизельным погрузчиком 1 или самоходной тележкой с гидроприводом, стрелу 2, на конце которой установлен рабочий орган-фреза 3, вал которой вращается во втулке 4, установленной на свободном конце, подпружиненной упругими элементами 5, поворотной балки 6. The device comprises a chassis with a diesel loader 1 or a self-propelled trolley with hydraulic drive, an arrow 2, at the end of which a working body-cutter 3 is installed, the shaft of which rotates in a sleeve 4 mounted on the free end, spring-loaded with elastic elements 5, of a swing beam 6.

Ось вращения 7 поворотной балки 6 расположена в нижней части шарнирной системы выдвижения рабочего органа по оси перпендикулярной ходу устройства, состоящей из нижней балки 8, кулисы 9, рычага 10 и гидроцилиндра 11. The axis of rotation 7 of the rotary beam 6 is located in the lower part of the hinge system for extending the working body along the axis perpendicular to the stroke of the device, consisting of the lower beam 8, the wings 9, the lever 10 and the hydraulic cylinder 11.

К свободному концу поворотной балки 6 жестко крепится двухвальный трасмиссионный вибровозбудитель направленных колебаний 12, вращательный момент которому через карданный вал 13 передает гидромотор 14. To the free end of the rotary beam 6, a twin-shaft traction vibration exciter of directional vibrations 12 is rigidly fixed, the torque of which is transmitted through the driveshaft 13 to the hydraulic motor 14.

Устройство снабжено механизмом подъема-опускания стрелы 2, который содержит гидроцилиндры 15 и узел поворота стрелы 16. The device is equipped with a lifting-lowering mechanism of the boom 2, which contains the hydraulic cylinders 15 and the rotation node of the boom 16.

Две параллельные реактивные штанги 17 крепятся одним концом к стреле 2, а второй конец соединен со свободным концом поворотной балки 6 у одной штанги и вибровозбудителем 12 у второй штанги. Вышеуказанные соединения 18 выполнены в виде пространственных шарнирных соединений. Two parallel reaction rods 17 are attached at one end to the boom 2, and the second end is connected to the free end of the swing beam 6 at one rod and the vibration exciter 12 at the second rod. The above connections 18 are made in the form of spatial articulated joints.

При работе устройство устанавливается параллельно продольного борта электролизера, при этом фреза 3 располагается над коркой электролита, включается в работу гидромотор 14, вращательный момент которого через карданный вал 13 передается вибровоозбудителю направленных колебаний 12. Последний, жестко связанный с фрезой 3, сообщает ей колебательные движения по наклонной прямой посредством поворотной балки 6, подпружиненной упругими элементами 5, жесткость которых обеспечивает максимальную амплитуду колебательных движений. During operation, the device is installed parallel to the longitudinal side of the electrolyzer, while the cutter 3 is located above the crust of the electrolyte, the hydromotor 14 is turned on, the torque of which is transmitted through the driveshaft 13 to the vibration exciter of the directed vibrations 12. The latter, rigidly connected to the cutter 3, tells it the oscillatory movements along an inclined straight line by means of a rotary beam 6, spring-loaded with elastic elements 5, the rigidity of which provides the maximum amplitude of oscillatory movements.

Включением в работу гидроцилиндров 15 колеблющаяся фреза 3 опускается на корку электролита, разрушая ее. The inclusion of the hydraulic cylinders 15 oscillating mill 3 is lowered onto the crust of the electrolyte, destroying it.

Перемещение фрезы по оси перпендикулярной стороне ванны осуществляется гидроцилиндром 11 при этом регулируется ширина разрушаемой корки электролита (положение фрезы относительно колокольного газоотсоса). The movement of the cutter along the axis perpendicular to the side of the bath is carried out by the hydraulic cylinder 11, while the width of the crust of the electrolyte being destroyed is regulated (the position of the cutter relative to the bell gas exhaust).

При движении устройства вдоль борта электролизера происходит непрерывный процесс разрушения корки электролита за счет устойчивого колебательного движения фрезы 3 и ее свободного вращения. Реактивные штанги 17 способствуют этому, предохраняя ось вращения 7 поворотной балки 6 от разрушения. When the device moves along the side of the cell, there is a continuous process of destruction of the electrolyte crust due to the stable oscillatory movement of the cutter 3 and its free rotation. The reaction rods 17 contribute to this, protecting the axis of rotation 7 of the swing beam 6 from destruction.

Существенным отличием данного устройства от существующих ранее является то, что оно снабжено в качестве привода рабочего органа 3 трансмиссионным пружинным вибровозбудителем направленных колебаний 12, который жестко связан с фрезой 3. Последняя, совершая колебательные движения по наклонной прямой, ударяет по корке электролита, разрушая ее. A significant difference between this device and existing ones is that it is equipped with a spring-loaded vibration exciter of directional vibrations 12, which is rigidly connected to the cutter 3, as a drive of the working body 3. The latter, oscillating along an inclined line, strikes the electrolyte crust, destroying it.

Положительными факторами данного устройства являются следующие:
- применение подпружиненной поворотной балки 6 с установленной на ее конце фрезой 3, шарнирной системы выдвижения рабочего органа в зону разрушения корки электролита, а также механизма его подъема-опускания, выполненного в виде стрелы полностью защищает шасси от ударных нагрузок и вредного влияния вибраций;
- применение двухвального вибровозбудителя направленных колебаний 12 в качестве привода рабочего органа 3, позволило увеличить энергию удара фрезы до необходимой величины (90 кг хм-расчетная) путем увеличения статистического момента массы дебалансов вибровозбудителя направленных колебаний 12;
- амплитуда колебаний рабочего органа 3 не превышает 50 мм, что значительно уменьшает распыление глинозема при разрушении корки электролита;
- применение гидропривода рабочего органа уменьшило вес устройства, повысило его надежность, безопасность эксплуатации, автономность применения;
- использование в качестве рабочего органа пики и трамбовки позволяет применить устройство при локальном ремонте бортовой футеровки электролизеров.The positive factors of this device are the following:
- the use of a spring-loaded swing beam 6 with a cutter 3 installed at its end, an articulated system for extending the working body into the destruction zone of the electrolyte crust, as well as its lifting-lowering mechanism, made in the form of an arrow, completely protects the chassis from shock loads and the harmful effects of vibration;
- the use of a two-shaft vibration exciter of directional vibrations 12 as a drive of the working body 3, allowed to increase the impact energy of the cutter to the required value (90 kg hm-calculated) by increasing the statistical moment of the mass of unbalance of the vibration exciter of directed vibrations 12;
- the amplitude of the oscillations of the working body 3 does not exceed 50 mm, which significantly reduces the spraying of alumina during the destruction of the electrolyte crust;
- the use of a hydraulic actuator of the working body has reduced the weight of the device, increased its reliability, safety of operation, autonomy of use;
- the use of peaks and rammers as a working body allows the device to be used in the local repair of on-board lining of electrolyzers.

Claims (4)

1. Устройство для разрушения корки электролита на электролизерах для получения алюминия, содержащее самоходную тележку, рабочий орган, выполненный с возможностью подъема и опускания, и вибратор, отличающееся тем, что рабочий орган выполнен в виде стрелы, установленной на тележке, на которой шарнирно закреплена подпружиненная поворотная балка с отбойным приспособлением в виде фрезы на свободном ее конце, а вибратор выполнен в виде трансмиссионного вибровозбудителя и установлен на балке сверху. 1. Device for destroying the crust of the electrolyte on electrolysis cells for producing aluminum, containing a self-propelled trolley, a working body made with the possibility of raising and lowering, and a vibrator, characterized in that the working body is made in the form of an arrow mounted on a trolley on which a spring-loaded pivotally mounted a rotary beam with a fender in the form of a cutter on its free end, and the vibrator is made in the form of a transmission vibration exciter and is mounted on the beam from above. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что отбойное приспособление выполнено с возможностью выдвижения перпендикулярно ходу устройства шарнирно. 2. The device according to p. 1, characterized in that the fender is made with the possibility of extending perpendicular to the stroke of the device articulated. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что привод отбойного приспособления выполнен в виде гидропривода. 3. The device according to claim 1, characterized in that the drive of the jacking device is made in the form of a hydraulic actuator. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что отбойное приспособление выполнено в виде пики или трамбовки. 4. The device according to p. 1, characterized in that the jacking device is made in the form of peaks or rammers.

Images