Анодное устройство алюминиевого электролизера



Анодное устройство алюминиевого электролизера
Анодное устройство алюминиевого электролизера
Анодное устройство алюминиевого электролизера

 


Владельцы патента RU 2458186:

Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" (RU)

Изобретение относится к конструкции анодного устройства алюминиевого электролизера с механизмом перемещения анодной ошиновки. Анодное устройство включает металлоконструкцию с установленным на ней механизмом перемещения анодной ошиновки с винтовым домкратом. Винтовой домкрат состоит из гайки и размещенных в корпусе и соединенных между собой червяка, червячного колеса и винта, соединенного с анодной ошиновкой. Винт соединен с анодной ошиновкой посредством подвеса, установленного на винте домкрата. Внутри подвеса неподвижно зафиксирована на сферически обработанных нижней и верхней частях гайка, выполненная со сферически обработанными торцами, с возможностью вертикального перемещения вниз-вверх по винту домкрата. Червячное колесо, размещенное в редукторе домкрата, сверху и снизу опирается на сферические опоры через упорные подшипники качения. Нижняя часть винта домкрата закреплена внутри червячного колеса при помощи шарнирной муфты, опертой сверху и снизу на сферические опоры, через упорные подшипники качения. Винт сопряжен с шарнирной муфтой с возможностью передачи крутящего движения от червячного колеса винту для преобразования в вертикальное возвратно-поступательное движение гайки с подвесом. Подвес снабжен серьгами для закрепления анодной ошиновки и крышкой с бобышками. Обеспечивается уменьшение габаритов, повышение надежности и увеличение срока службы редукторов. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к металлургии цветных металлов, в частности к оборудованию цехов по производству алюминия электролитическим способом в криолит-глиноземных расплавах, а именно конструкции анодного устройства алюминиевого электролизера с механизмом перемещения анодной ошиновки.

Известно анодное устройство алюминиевого электролизера (патент РФ 2214482, МПК C25C 3/12, 2003), включающее балку-коллектор, анодную ошиновку с установленными на ней с определенным шагом анодами и механизм перемещения ошиновки с электромеханическим приводом и домкратами. На верхнем поясе коллектора установлены винтовые домкраты, винты которых соединены с анодной ошиновкой, а входные их валы с помощью дополнительных валиков соединены с электромеханическим приводом, состоящим из электродвигателя в сочетании с червячными и коническими редукторами с соединительными муфтами. Сочетание этих редукторов может быть различным. Так, для электролизеров мощностью до 200 кА может применяться устройство с четырьмя домкратами с размещением электроприводов по торцам коллектора, т.к. в этом случае длина ошиновки относительно небольшая и достаточно двух точек ее соединения с винтами домкратов по каждой стороне.

Известная конструкция имеет недостатки:

- последовательная схема компоновки редуктора домкрата в вертикальном направлении увеличивает высоту домкрата, что ведет к увеличению высоты электролизера;

- червячное колесо во время работы испытывает трение скольжения с втулкой, на которую опирается, что ведет к увеличению крутящего момента на червяке;

- винтовая пара (винт-гайка) не имет возможности откланяться в вертикальном положении, что приводит к возникновению поперечных нагрузок в винтовой паре.

Известно анодное устройство алюминиевого электролизера (патент РФ 2214481, МПК C25C 3/12, 2003), принятое за прототип. Механизм перемещения анодной ошиновки состоит из электродвигателя, винтовых домкратов, соединенных с пакетами шин анодной ошиновки. Домкраты состоят из размещенных в его корпусе и соединенных между собой червяка, червячного колеса со ступицей, внутри которой находится гайка с винтом. Червячное колесо установлено на втулке, закрепленной на основании корпуса домкрата. Гайка установлена внутри ступицы червячного колеса и соединена с ней шлицевым соединением, выполненным с зазором 1-3 мм. Гайка верхним и нижним торцами опирается через упорные подшипники на сферические опоры.

Приведенная конструкция прототипа имеет недостатки:

- расположение конструктивных элементов приводит к увеличению высоты винтового домкрата, за счет того что при подъеме анодной ошиновки винт выворачивается вверх;

- червячное колесо во время работы испытывает трение скольжения с втулкой, на которую опирается, что ведет к увеличению крутящего момента на червяке.

В результате этого возникают горизонтальные нагрузки в паре винт-гайка, что приводит к снижению надежности и срока эксплуатации анодного устройства.

Техническим результатом изобретения является создание механизма перемещения анодной ошиновки, позволяющего уменьшить габариты корпуса редуктора и высоты электролизера, что позволяет более компактно расположить технологическое оборудование, при одновременном повышении надежности и увеличении срока эксплуатации редукторов домкратов.

Технический результат достигается тем, что в анодном устройстве, включающем металлоконструкцию с установленным на ней механизмом перемещения анодной ошиновки с винтовым домкратом, состоящим из гайки и размещенных в корпусе и соединенных между собой червяка, червячного колеса и винта, соединенного с анодной ошиновкой, согласно заявляемому изобретению, соединение винта и анодной ошиновки выполнено через подвес, установленный на винте домкрата, при этом, внутри подвеса неподвижно зафиксирована на сферически обработанных нижней и верхней частях гайка, выполненная со сферически обработанными торцами, с возможностью вертикального перемещения вниз-вверх по винту домкрата, а червячное колесо, размещенное в редукторе домкрата, сверху и снизу опирается на сферические опоры через упорные подшипники качения, и нижняя часть винта домкрата закреплена внутри червячного колеса при помощи шарнирной муфты, опертой сверху и снизу на сферические опоры, через упорные подшипники качения, кроме того, винт сопряжен с шарнирной муфтой с возможностью передачи крутящего момента от червячного колеса винту для преобразования в вертикальное возвратно-поступательное движение гайки с подвесом.

Подвес снабжен серьгами для закрепления анодной ошиновки и крышкой с бобышками, стопорящими гайку от проворачивания.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены:

на Фиг.1 - вид анодного устройства с продольной стороны;

на Фиг.2 - главный вид анодного устройства (в плане);

на Фиг.3 - разрез А-А на Фиг.1 (конструкция домкрата и подвеса).

В предлагаемом анодном устройстве механизм перемещения анодов (МПА) изображен на фигурах 1, 2, 3, содержит асинхронный электродвигатель 1, червячный редуктор МПА 2, два угловых конических редуктора 3. Червячный редуктор МПА 2 имеет выходной вал с двумя концами, которые через втулочно-пальцевые муфты 4 соединены с угловыми коническими редукторами 3. Каждый конический редуктор 3 соединен карданным валом 5 с группой из 4-х последовательно соединенных винтовых домкратов 6 (см. фиг.1). Электродвигатель 1 через втулочно-пальцевую муфту 7 соединен с входным валом червячного редуктора МПА 2 (см. фиг.2 главный вид). Винтовые домкраты 6 соединены между собой карданными валами 8 и с червячными редукторами домкрата 9. Механизм перемещения анодов установлен на металлоконструкции электролизера 10. Винт 11 винтового домкрата 6 соединен шарнирной муфтой 12 (см. фиг.3) с червячным колесом 13 с возможностью вращения червяком 14 совместно с червячным колесом 13. Для исключения горизонтальных нагрузок шарнирная муфта 12 с винтом опирается на сферические опоры 15 и 16, выполненные в виде шайб. Гайка 17 неподвижно установлена в подвесе 18 и при вращении винта поднимается или опускается по нему, при этом происходит перемещение анодной ошиновки. Гайка 17 выполнена со сферическими торцами, которыми опирается в подвесе 18 на сферически обработанные поверхности. Червячное колесо 13, размещенное в редукторе винтового домкрата 9, сверху и снизу опирается на сферические опоры 15 и 16 через упорные подшипники качения 19 и 20. Подвес 18 снабжен серьгами 21 для закрепления анодной ошиновки и крышкой с бобышками 22.

Работа механизма перемещения анодной ошиновки производится за счет вращения винтов 11 винтовых домкратов 6, карданными валами 5 и 8 через редукторы МПА 2 от электродвигателя 1, расположенного в торцевой части с лицевой стороны металлоконструкции 10. Так как винтовые домкраты 6 расположены по краям верхней части балки-коллектора, поэтому средняя часть остается свободной.

Отличием заявляемой конструкции является то, что винт домкрата соединен шарнирной муфтой, а шарнирная муфта верхним и нижним торцами опирается через упорные подшипники на сферические опоры, это дает возможность исключить горизонтальные нагрузки в паре винт-гайка и приводит к увеличению надежности и срока эксплуатации конструкции. Положение крепления винтов домкратов обеспечивает минимальный прогиб анодной ошиновки.

В данной конструкции применена схема, когда винт через шарнирную муфту соединен с червячным колесом редуктора винтового домкрата и вращается совместно с червячным колесом, что приводит к уменьшению габаритов корпуса редуктора и высоты электролизера, что позволяет более компактно расположить технологическое оборудование.

Перечень конструктивных элементов:

асинхронный электродвигатель 1,

червячный редуктор МПА 2,

два угловых конических редуктора 3,

втулочно-пальцевые муфты 4,

карданный вал 5,

винтовой домкрат 6,

втулочно-пальцевая муфта 7,

карданный вал 8,

червячный редуктор домкрата 9,

металлоконструкция электролизера 10,

винт 11,

шарнирная муфта 12,

червячное колесо 13,

червяк 14,

сферические опоры 15 и 16,

гайка 17,

подвес 18,

упорные подшипники качения 19 и 20,

серьги 21,

крышка с бобышками 22.

1. Анодное устройство алюминиевого электролизера, содержащее металлоконструкцию с установленным на ней механизмом перемещения анодной ошиновки с винтовым домкратом, состоящим из гайки и размещенных в корпусе и соединенных между собой червяка, червячного колеса и винта, соединенного с анодной ошиновкой, отличающееся тем, что винт соединен с анодной ошиновкой посредством подвеса, установленного на винте домкрата, при этом внутри подвеса неподвижно зафиксирована на сферически обработанных нижней и верхней его частях гайка, которая выполнена со сферически обработанными торцами, с возможностью вертикального перемещения вниз-вверх по винту домкрата, а червячное колесо, размещенное в редукторе домкрата, сверху и снизу опирается на сферические опоры через упорные подшипники качения, а нижняя часть винта домкрата закреплена внутри червячного колеса при помощи шарнирной муфты, опертой сверху и снизу на сферические опоры через упорные подшипники качения, при этом винт сопряжен с шарнирной муфтой с возможностью передачи крутящего движения от червячного колеса винту для преобразования в вертикальное возвратно-поступательное движение гайки с подвесом.

2. Анодное устройство по п.1, отличающееся тем, что подвес снабжен серьгами для закрепления анодной ошиновки и крышкой с бобышками.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к конструкции анодного токоподвода электролизера для получения алюминия. .

Изобретение относится к изготовлению инертных анодов для электролитического получения алюминия в криолит-глиноземном расплаве. .

Изобретение относится к области производства алюминия электролизом расплавленных солей, в частности к производству анодной массы для формирования самообжигающегося анода алюминиевого электролизера, и может быть использовано при производстве обожженных анодов для тех же целей.

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к производству алюминия электролизом, а именно к конструкции инертных анодов электролизеров для производства алюминия.
Изобретение относится к обслуживанию анода электролизера с верхним токоподводом при электролитическом получении алюминия из расплавленных солей, а именно к способу управления формированием анода на электролизере с верхним токоподводом путем увеличения плотности тока в аноде.
Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к электролитическому получению алюминия, а именно к герметизации электролизера. .

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к производству алюминия электролитическим способом в электролизерах с обожженными анодами. .

Изобретение относится к области цветной металлургии и электролитическому получению металлов и может быть использовано при получении алюминия электролизом криолит-глиноземного расплава с применением инертных анодов.
Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к способам при обслуживании самоспекающегося анода на алюминиевых электролизерах с верхним токоподводом в производстве алюминия.

Изобретение относится к области производства алюминия электролизом расплавленных солей, в частности производству анодной массы для формирования самообжигающегося анода алюминиевого электролизера, и может быть использовано при производстве обожженных анодов для тех же целей.

Изобретение относится к способу производства анодной массы для самообжигающихся анодов алюминиевых электролизеров и может быть использовано в производстве обожженных анодов

Изобретение относится к анодному устройству алюминиевых электролизеров
Изобретение относится к способу получения связующего для электродной массы

Изобретение относится к способу удаления за один этап чугунных заливок, закрепленных на ниппелях, связанных с ножками анодной штанги. Способ включает следующие этапы: а) размещают ножку анодной штанги между упорным устройством и устройством воздействия, причем устройство воздействия может быть перемещено при помощи приводного механизма в направлении упорного устройства, которое охватывает, по меньшей мере частично, каждый из n ниппелей анодной штанги и представляет собой упорную поверхность, блокирующую поступательное перемещение соответствующей чугунной заливки, b) перемещают устройство воздействия в направлении упорного устройства таким образом, чтобы устройство воздействия входило в контакт с ножкой анодной штанги и увлекало ее за собой вплоть до того момента, когда ножка анода войдет в контакт с упорным устройством, с) продолжают перемещения устройства воздействия таким образом, чтобы каждая чугунная заливка, заблокированная связанной с ней упорной поверхностью, была отсоединена от соответствующего ниппеля, d) останавливают и отводят назад устройство воздействия. При этом используют упорное устройство, содержащее по меньшей мере две упорные поверхности, отделенные одна от другой таким расстоянием в осевом направлении, чтобы чугунные заливки, заблокированные при помощи первой упорной поверхности, были отсоединены от круглых электродов до того, как другие чугунные заливки будут заблокированы другой упорной поверхностью. Обеспечивается возможность отделения чугунных заливок и ниппелей ножки анодной штанги за один этап с использованием одного устройства без повреждения анода. 4 н. и 18 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к металлическому аноду выделения кислорода для электрохимического извлечения алюминия разложением глинозема, растворенного в расплавленном электролите на основе криолита. Анод выполнен из сплава, содержащего, предпочтительно, 64-66 вес.% Ni, 25-27 вес.% Fe, 7-9 вес.% Mn, 0-0,7 вес.% Cu и 0,4-0,6 вес.% Si. Весовое отношение Ni/Fe составляет в диапазоне от 2,1 до 2,89, предпочтительно от 2,3 до 2,6, весовое отношение Ni/(Ni+Cu) составляет более 0,98, весовое отношение Cu/Ni составляет менее 0,01, а весовое отношение Mn/Ni составляет от 0,09 до 0,15. Поверхность сплава может содержать феррит никеля, полученный предварительным окислением сплава. Сплав, необязательно с предварительно окисленной поверхностью, может быть покрыт наружным покрытием, содержащим оксид кобальта СоО. Описаны также электролизер и способ получения алюминия в электролизере. Обеспечивается возможность работы при анодных плотностях тока от 1,1 до 1,3 А/см2. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл., 5 пр.

Изобретение относится к анододержателю анодного устройства алюминиевых электролизеров. Анододержатель содержит кронштейн с двумя и более ниппелями, расположенными равномерно или с разным шагом вдоль продольной оси обожженного угольного блока и закрепленными в выполненных в нем ниппельных гнездах, при этом ниппели имеют сужения с площадью поперечного сечения, равными 0,3÷0,9 площади поперечного сечения ниппеля в заделке анодного блока, выполненные над поверхностью угольного блока на расстоянии от 0,01-0,2 до 0,21-0,9 расстояния от поверхности угольного анода до горизонтальной части кронштейна. Обеспечивается снижение теплового потока от электролизера через анододержатель и снижение падения напряжения в самом анододержателе, за счет чего снижаются тепловые потери и повышается энергоэффективность электролизера в целом. 1 ил.

Изобретение относится к способу обслуживания алюминиевого электролизера с самообжигающимся анодом в процессе его эксплуатации. Способ включает загрузку анодной массы в анодный кожух, перемещение анодного кожуха, перемещение анодной рамы относительно зеркала катодного металла и перестановку анодных штырей, при этом для перемещения анодной рамы определяют зависимость порога магнитогидродинамической (МГД) устойчивости электролизера от положения анодной рамы относительно зеркала катодного металла с построением графика, на котором определяют нижнее и верхнее положения анодной рамы относительно зеркала катодного металла, и при достижении анодной рамой позиции, соответствующей равенству упомянутых положений рамы относительно зеркала катодного металла, определяющему заданный порог МГД-устойчивости, осуществляют перемещение анодной рамы. Перемещение анодной рамы осуществляют при достижении нижней части анодной рамы относительно зеркала катодного металла от 245 см до 275 см. Обеспечивается более стабильная работа электролизера. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к способу подготовки анодной массы для формирования сырых анодов электролизера производства алюминия электролизом расплавленных солей. Способ включает приготовление шихты зерновых и пылевых фракций кокса, регулирование гранулометрического состава фракций кокса, нагрев шихты и смешивание шихты с пеком-связующим, охлаждение полученной анодной массы, формирование полученных сырых анодов. При приготовлении шихты регулируют гранулометрический состав пылевых фракций кокса путем определения суммарной удельной поверхности пылевых фракций кокса, производят расчет отклонений о заданного значения суммарной удельной поверхности, расчет величины поправки и времени внесения поправок, проводят корректировку относительно заданного значения суммарной удельной поверхности и корректировку дозирования пылевых фракций кокса, после формирования сырого анода определяют кажущуюся плотность сырого анода и корректируют дозирование пека-связующего в зависимости от величины и знака отклонения кажущейся плотности сырого анода от заданного значения кажущейся плотности. Все корректировки осуществляют в онлайновом режиме. Обеспечивается повышение качества сырых анодов и срока службы обожженных анодов. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к способу производства анодной массы для анодов алюминиевого электролизера, включающий регулирование процесса производства анодной массы путем изменения соотношения компонентов в коксопековой композиции. Способ характеризуется тем, что определяют содержание примесей натрия и серы в пеке и коксе и ведут процесс производства анодной массы при соотношении компонентов, удовлетворяющих условию C N a C S в  пеке C N a C S в  коксе < 4, где C N a C S в  пеке - отношение содержания натрия и серы в связующем пеке, C N a C S в  коксе - отношение содержания натрия и серы в коксе. Использование предлагаемого способа получения анодной массы позволяет снизить реакционную способность в воздухе в среднем на 23%, реакционную способность в CO2 на 19%. 3 табл., 5 пр.
Изобретение относится к способам формирования вторичного анода алюминиевого электролизера с самообжигающимся анодом. Способ включает использование связующего нефтекаменноугольного пека с удельной плотностью 1,25-1,30 г/см3, преимущественно 1,27-1,29 г/см3, и содержанием бенз(а)пирена не более 7 мг/г пека, приготовление подштыревой анодной массы с содержанием связующего 30-40%, преимущественно 32-36%, формирование вторичного анода из приготовленной подштыревой анодной массы. Обеспечивается снижение выбросов бенз(а)пирена на 48% при производстве алюминия.
Наверх