Контактный зажим электролизера с обожженными анодами



Контактный зажим электролизера с обожженными анодами
Контактный зажим электролизера с обожженными анодами

 


Владельцы патента RU 2458187:

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

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к получению алюминия электролизом в криолит-глиноземных расплавах, а конкретно к конструктивным элементам электролизеров с обожженными анодами для получения алюминия. Контактный зажим электролизера с обожженными анодами, закрепленными на анодной штанге, содержит силовой кронштейн с винтом, упорный кронштейн, прижимной рычаг с носком, подпружиненную колодку. Колодка расположена между кронштейнами. На прижимном рычаге, на противоположном конце от закрепления носка, выполнен выступ для фиксации его в открытом положении, имеющий скошенный участок на торце. Подпружиненная колодка установлена на прижимном рычаге в положение, при котором отношение расстояния от оси до осей силового и упорного кронштейнов составляет 1,405-1,505. На подпружиненной колодке расположена изоляционная опорная площадка для контакта с анодной штангой. Площадь опорной площадки составляет 196-210 см2. Обеспечивается повышение надежности закрепления анодной штанги за счет повышения усилия, прилагаемого к рычагу, и повышение надежности его работы при проведении технологических операций. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к получению алюминия электролизом в криолит-глиноземных расплавах, а конкретно к конструктивным элементам электролизеров с обожженными анодами для получения алюминия.

Электрический контакт между анодной штангой обожженного анода с анодной ошиновкой достигается путем механического прижатия штанги к ошиновке с помощью специальных винтовых зажимов. Так, например, в зарубежной практике получили распространение зажимы с вертикальным расположением винта. Управление этими зажимами (открывание-закрывание) осуществляется специальными устройствами-манипуляторами, предусмотренными на комплексном кране, осуществляющем обслуживание электролизера. Характерной особенностью этих зажимов является то, что они снимаются и вновь устанавливаются в специальные кронштейны на анодной ошиновке совместно с анодом при его замене и не обслуживаются вручную, что и является их недостатком.

В отечественной алюминиевой промышленности применяются зажимы с горизонтальным расположением винта, которые могут управляться в принципе как манипулятором крана, так и вручную.

Известен контактный зажим (Авторское свидетельство СССР №737505, м.кл. C25C 3/16, 1980) в котором, для улучшения электрического контакта между штангой анода и анодной ошиновкой в процессе ее перетяжки, прижимная колодка подпружинена относительно рычага. Отверстия для пальцев, соединяющие колодку с рычагом, выполнены овальными, а на контактирующую со штангой анода поверхность прижимной колодки нанесен электроизолирующий слой.

В известном зажиме, в отличие от зажимов с одной опорой винта, винт имеет две точки опоры в силовом кронштейне, что значительно повысило его надежность. Но достигаемое усилие прижатия анодной штанги к ошиновке остается недостаточным для обеспечения надежного электрического контакта между анодной ошиновкой и штангой.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому контактному зажиму является контактный зажим (патент РФ №2153028, м.кл. C25C 3/16, 2000). Контактный зажим содержит силовой кронштейн с винтом, упорный кронштейн, прижимной рычаг с носком и подпружиненную колодку, расположенную между кронштейнами. Колодка и прижимной рычаг выполнены из антимагнитного материала, при этом колодка установлена на рычаге в положение, при котором отношение расстояния от оси до осей силового и упорного кронштейнов составляет 1,2-1,4, а отношение суммы этих расстояний к расстоянию от оси колодки до оси упорного кронштейна составляет 2,2-2,4. Кроме того, носок прижимного рычага выполнен удлиненным, а величина удлинения от оси упорного кронштейна до конца рычага составляет не менее разности расстояний между осью колодки и осями кронштейнов при значении их отношения 1,4.

Основной недостаток контактного зажима: в современных электролизерах большой мощности на силу тока более 300 кА применяются тяжелые анодные блоки, поэтому усилие, прилагаемое к рычагу, не обеспечивает надежного прижатия и удержания анодного блока. Еще один недостаток связан с тем, что конструкция прототипа не позволяет зафиксировать рычаг в открытом положении контактного зажима, что затрудняет проведение технологических операций и усложняет их процесс. Вышесказанное приводит к снижению надежности работы контактного зажима, когда рычаг с колодкой находятся в вертикальном (открытом) положении при замене анодов. Часто имеют место случаи, когда рычаг с колодкой падают в закрытое (горизонтальное) положение, что затрудняет работу обслуживающего персонала из-за необходимости удержания рычага с колодкой в вертикальном положении в этих зонах.

Техническая задача изобретения заключается в повышении надежности закрепления анодной штанги, за счет повышения усилия, прилагаемого к рычагу, и повышении надежности его работы при проведении технологических операций.

Поставленная задача достигается тем, что в контактном зажиме электролизера с обожженными анодами, закрепленными на анодной штанге, содержащем силовой кронштейн с винтом, упорный кронштейн, прижимной рычаг с носком, на противоположном конце которого выполнен выступ для фиксации его в открытом положении, подпружиненную колодку, расположенную между кронштейнами, согласно заявляемому изобретению подпружиненная колодка установлена на прижимном рычаге в положение, при котором отношение расстояния от оси до осей силового и упорного кронштейнов составляет 1,405-1,505, и на подпружиненной колодке расположена изоляционная опорная площадка для контакта с анодной штангой, на выступе с торца имеется скошенный участок для фиксации прижимного рычага в открытом положении.

Изобретение уточняет частный отличительный признак.

Площадь опорной площадки составляет 196-210 см2.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены:

на фиг.1 - вид контактного зажима с боковой стороны электролизера;

на фиг.2 - вид в плане.

Заявляемый зажим состоит из подпружиненной колодки 1 с изоляционной опорной площадкой 2, установленной на прижимном рычаге 3, имеющем на хвостовой части выступ 4. Противоположный конец прижимного рычага 3 оканчивается удлиненным носком 5. Слева от подпружиненной колодки 1 расположен силовой кронштейн 6 с закрепленным в нем винтом 7 с упорным кольцом 8, а справа - упорный кронштейн 9 с упором 10. Между кронштейнами 6 и 9 располагается анодная штанга 11, прижатая к анодной ошиновке 12 с помощью прижимного рычага 3 и колодки 1.

Работает контактный зажим следующим образом:

При вращении винта 7 против часовой стрелки (вручную или механизмом крана) прижимной рычаг 3 вместе с подпружиненной колодкой 1 перемещаются вдоль его оси до упорного кольца 8 и, заклиниваясь на его торцевой поверхности, поворачиваются вместе с винтом в вертикальное положение. Прижимной рычаг 3 с подпружиненной колодкой 1 фиксируются в вертикальном положении на теле силового кронштейна 6 с помощью выступа 4, при открытом положении контактного зажима. Выступ 4 для фиксации прижимного рычага в открытом положении имеет скошенный участок на торце, на угол не менее 5°.

Замена анода с анодной штангой 11 производится при открытом положении контактного зажима.

При вращении винта 7 по часовой стрелке прижимной рычаг 3 с подпружиненной колодкой 1 поворачиваются вместе с винтом 7 и переходят из вертикального (открытого) положения в горизонтальное (закрытое) положение. Прижимной рычаг 3 своим носком 5 западает за упор 10 правого упорного кронштейна 9, а подпружиненная колодка 1 располагается напротив анодной штанги 11. При дальнейшем вращении винта 7 рычаг 3 перемещается вдоль оси винта по направлению к анодной ошиновке 12 до соприкосновения подпружиненной колодки 1 с анодной штангой 11. Прижимной рычаг 3, двигаясь дальше, сжимает пружину в подпружиненной колодке 1 и после соприкосновения с ней начинает вместе прижимать анодную штангу 11 к анодной ошиновке 12.

При установке и закреплении зажимов кронштейнов 6 и 9 на анодной ошиновке 12 слева от оси колодки 1 до оси силового кронштейна 6 образуется расстояние "A", а справа от оси колодки до оси упорного кронштейна 9 образуется расстояние "B". Отношение этих расстояний составляет 1,405-1,505. Это является основной характеристикой зажима как для прочностных расчетов его элементов, так и для определения крутящего момента на винте.

Если взять соотношение , то получим передаточное отношение в рычаге для расчета усилия прижатия штанги к ошиновке.

Введение отношения i=1,405-1,505, которое входит в основную характеристику зажима, дает возможность увеличивать или уменьшать момент затяжки винта и повышать надежность фиксации прижатия анодной штанги к ошиновке.

Наличие изоляционной опорной площадки для контакта с анодной штангой обеспечивает более надежную электроизоляцию.

Выполнение выступа для фиксации рычага в открытом положении со скошенным торцом приводит к повышению надежности работы контактного зажима в открытом положении при замене анодов, т.к. предотвращается самопроизвольное падение рычага с колодкой в закрытое (горизонтальное) положение. Кроме того, упрощается работа обслуживающего персонала, так как отпадает необходимость ручного поддержания рычага с колодкой в вертикальном положении в этих зонах.

Выполнение опорной площадки площадью 196-210 см2 способствует меньшему смятию анодной штанги при прижатии.

1. Контактный зажим электролизера с обожженными анодами, закрепленными на анодной штанге, содержащий силовой кронштейн с винтом, упорный кронштейн, прижимной рычаг с носком, на противоположном конце которого выполнен выступ для фиксации его в открытом положении, подпружиненную колодку, расположенную между кронштейнами, отличающийся тем, что подпружиненная колодка установлена на прижимном рычаге в положение, при котором отношение расстояния от оси до осей силового и упорного кронштейнов составляет 1,405-1,505, а на подпружиненной колодке расположена изоляционная опорная площадка для контакта с анодной штангой, при этом выступ для фиксации прижимного рычага в открытом положении имеет скошенный участок на торце.

2. Контактный зажим электролизера по п.1, отличающийся тем, что площадь опорной площадки составляет 196-210 см2.



 

Похожие патенты:

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

Изобретение относится к узлам токоподвода в анодной и катодной ошиновках электролизеров для производства алюминия. .

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

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

Изобретение относится к катоду для алюминиевых электролизеров. .

Изобретение относится к электролитическому получению алюминия и может быть использовано для реконструкции катодных устройств действующих и проектирования новых электролизеров.

Изобретение относится к устройству и способу удерживания и присоединения анодной штанги на анодной раме алюминиевого электролизера. .

Изобретение относится к токоподводящей шине электродов электролизеров для производства алюминия из оксида алюминия в электролитической ванне. .

Изобретение относится к контактным узлам ошиновки электролизера для производства алюминия и может быть использовано в катодной ошиновке электролизеров любой мощности.

Изобретение относится к способу и системе для управления последовательными электролизерами, установленными в виде серий, расположенных поперечно оси серии (линии) и работающих при токе, превышающем 300 кА и, возможно, превышающем 600 кА для производства алюминия путем электролиза глинозема, растворенного в расплавленном криолите, с использованием процесса Холла - Эру.

Изобретение относится к устройству и способу замыкания накоротко определенного электролизера в ряде электролизеров, предназначенных для получения алюминия

Изобретение относится к электролизеру в серии электролизеров для получения алюминия и составному токоотводящему катодному стержню электролизера. Электролизер содержит кожух и огнеупорную футеровку, образующие рабочую полость для размещения высокотемпературных расплавов криолита и алюминия, электропроводящий катод из множества катодных блоков, образующих основание рабочей полости, анод, подвешенный внутри электролизера и находящийся в контакте с высокотемпературными расплавами в рабочей полости, токоотводящий стержень, помещенный внутри пазов, выполненных в катодном блоке катода, непосредственно не контактирующий с расплавами в рабочей полости, и размещенную снаружи кожуха электрическую ошиновку. Токоотводящий стержень содержит электрически соединенный с ошиновкой первый проводник, наружная поверхность которого электрически контактирует с катодным блоком, и второй проводник с меньшим электрическим сопротивлением, чем у первого проводника, механически или химически связанный с наружной поверхностью первого проводника в канале или в пазу, выполненном в наружной поверхности этого проводника, и образующий часть одной наружной поверхности первого проводника. Обеспечивается увеличение срока службы катодных блоков. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к ошиновке электролизеров алюминия с любым подводом тока, размещенных в корпусе продольно в два ряда и соединенных друг с другом в последовательную электрическую цепь. Ошиновка содержит секционированную катодную ошиновку и анодную ошиновку, при этом анодная ошиновка выполнена с тремя стояками - с глухим входным, лицевым входным и лицевым выходным - с возможностью распределения по стоякам тока, подаваемого на электролизер, и снабжена перемычками по анодным шинам на входе и выходе, отличающаяся тем, что параллельно входному стояку на глухой стороне предыдущего электролизера установлена вторая шина анодного стояка, которая в верхней части подключена к входному концу анодной шины последующего электролизера, а в нижней части к ней подключена катодная шина глухой стороны предыдущего электролизера с группой катодных стержней, ближайших к выходному торцу и подводящих 7-11% токовой нагрузки, подаваемой на электролизер. Изобретение позволяет создать более равномерное электрическое поле в расплаве, которое в совокупности с хорошими показателями магнитного поля создает оптимальное поле сил Лоренца, соответственно - высокий запас МГД устойчивости и хорошие технико-экономические показатели работы электролизера. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к способу замены ошиновки алюминиевых электролизеров действующей электролизной серии. Способ включает сначала переключение крайнего гибкого спуска катодной шины, подключенной на входной анодный стояк с лицевой стороны последующего электролизера, на катодную шину, идущую на выходной анодный стояк последующего электролизера с лицевой стороны, затем уменьшение сечения на оставшихся гибких спусках катодной шины, идущей на входной анодный стояк последующего электролизера, и обрезку крайней шины анодного стояка, установленного на входном торце с глухой стороны предыдущего электролизера в верхней и нижней части анодного стояка. После чего ее изолируют и в нижней части подключают к катодной шине, идущей на выходной стояк предыдущего электролизера, а в верхней части - на прежнее место. Переключение гибких спусков с лицевой стороны и анодной шины с глухой стороны алюминиевого электролизера производят одновременно. Затем демонтируют анодный стояк, расположенный на выходном торце глухой стороны предыдущего электролизера, и катодную шину, идущую на стояк до места соединения с крайней шиной анодного стояка, расположенного на входном торце с глухой стороны предыдущего электролизера, после чего входные и выходные стояки с лицевой и глухой стороны соединяют перемычками. Для соединения гибких катодных спусков с катодной шиной, шин анодного стояка с катодной шиной и анодных стояков используют заливку расплавленным алюминием. Обеспечивается ускорение процесса монтажа-демонтажа ошиновки и обеспечение стабильной работы всей серии электролизеров. 7 ил.

Изобретение относится к ошиновке электролизеров для получения алюминия при их продольном расположении в электролизном корпусе. Ошиновка последовательно соединенных электролизеров содержит два стояка, расположенных у входного торца катодного кожуха электролизера, две катодные сборные шины на каждой продольной стороне электролизера. Ток с части катодных стержней электролизера, расположенных со стороны входного торца катодного кожуха, передается с помощью катодных шин на стояки. Катодные шины, передающие ток с катодных стержней электролизера со стороны выходного торца катодного кожуха, расположены вдоль продольной оси электролизера до середины последующего электролизера, потом вдоль поперечной оси электролизера под днищем электролизера, а затем прокладываются под днищем электролизера вдоль продольной оси электролизера и соединяются со стояками, расположенными во входном торце катодного кожуха последующего электролизера. Обеспечивается оптимальная компенсация магнитного поля и благодаря этому достигается высокая МГД-устойчивость электролизера и повышение эффективности электролизеров при работе на малых межполюсных расстояниях. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к ошиновке последовательно соединенных электролизеров получения алюминия с продольным расположением в корпусе. Ошиновка содержит анодные шины, стояки и катодные стержни, разделенные на группы, каждая из которых соединена с отдельной катодной шиной. Катодные шины групп стержней, выведенных вертикально вниз под днище электролизера, ближайших к входному торцу катодного кожуха, соединены со стояками, расположенными у входного торца, а остальные группы катодных стержней - со стояками, расположенными на выходном торце последующего электролизера. Катодные шины групп стержней, ближайших к входному торцу предшествующего электролизера, расположены под днищем предшествующего электролизера. Катодные шины остальных групп стержней расположены под днищем предшествующего и последующего электролизеров или вдоль катодного кожуха с лицевой стороны последующего электролизера. Стояки, расположенные у входного торца последующего электролизера, установлены со смещением к центру электролизера относительно стояков, расположенных у выходного торца последующего электролизера. Катодная шина вдоль катодного кожуха с лицевой стороны последующего электролизера выполнена с распределением 70-100% токовой нагрузки от всей токовой нагрузки на стояки, расположенные у выходного торца последующего электролизера. Обеспечивается оптимальная компенсация магнитного поля и высокая МГД-устойчивость электролизера. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к электролитическому получению алюминия из криолит-глиноземных расплавов, и может быть использовано в конструкции токоотводов катодного устройства. В алюминиевом электролизере вертикальные металлические катодные токоотводы, проводящие электрический ток от расплава алюминия к катодной ошиновке, выполнены таким образом, что их верхняя часть представляет собой расплавленный алюминий, а нижняя - твердый. Токоотводы размещены в каналах, выполненных в футеровке подины с расширением в средней части, шириной большей, чем на обеих частях токоотводов. Расширение в канале токоотвода может быть заполнено композиционным материалом диборид титана - углерод. Токоотводы могут быть выполнены в виде трубы, а расширение в канале и пространство внутри трубы заполнено композиционным материалом диборид титана - углерод. Обеспечивается повышение эффективности использования электрической энергии за счет отсутствия в катодном токоотводе контактных узлов с разнородными материалами, снижения токовых потерь и получения гарантированного эффективного токораспределения и эффективного токоотвода. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к системе для извлечения клиновидных шунтов при подключении электролизной ванны при электролитическом производстве алюминия на электролизерах с применением технологии обожженных анодов. Система содержит раму с установленными на ней ресиверами, усилителями давления и по меньшей мере одной установкой для извлечения клиновидных шунтов. Установка состоит из двух вертикальных колонн пневмоцилиндров, каждая из которых состоит из двух и более пневмоцилиндров, связанных между собой по меньшей мере двумя соединительными траверсами, при этом на каждой колонне один пневмоцилиндр имеет короткий ход, равный не менее 2 мм, а другой пневмоцилиндр имеет длинный ход, который длиннее извлекаемого клиновидного шунта не менее чем на 5 мм. Система может содержать, по крайней мере, два клиновых крепления для самофиксации установки на узле шунтирования, а также изоляционные слои, размещенные на основании установки для извлечения клиньев, электроизоляционной пластине, а также на клиновых креплениях установки для извлечения клиньев. Обеспечивается более надежное и безопасное извлечение одного или нескольких клиновидных шунтов из узлов шунтирования. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к устройству для электрического соединения электролизеров для получения алюминия в серии последовательно соединенных электролизеров (N-1) и (N) способом Холла-Эру. Устройство содержит первый проводник, соединенный с катодным устройством электролизера (N-1) и с анодной рамой электролизера (N), имеющий расположенный между упомянутыми ваннами (N-1) и (N) участок, в котором ток I протекает в направлении оси (х) выравнивания ванн, второй проводник, соединенный с катодным устройством электролизера (N) и с анодной рамой электролизера (N+1), имеющий расположенный между ваннами (N-1) и (N) участок, в котором ток протекает, удаляясь от оси (х), шунтирующие клинья, размещенные между упомянутыми участками упомянутых проводников, и третий проводник для уравновешивания тока, протекающего по клиньям. Раскрыт также способ шунтирования электролизера (N) в серии электролизеров. Обеспечивается повышение компенсации воздействия магнитного поля при шунтировании электролизера в серии для его отключения. 2 н. и 8 з.п. ф-лы.6 ил.

Изобретение относится к ошиновке алюминиевого электролизера при продольном размещении электролизеров в серии. Ошиновка алюминиевого электролизера содержит анодные шины, соединенные с анодами посредством анодных стояков, катодные шины, компенсационный контур, имитационно-подпиточный контур, состоящий из шины контура для имитации магнитного поля соседнего ряда электролизеров и шины контура для компенсации влияния магнитного поля соседнего ряда электролизеров. Шина контура для имитации магнитного поля соседнего ряда электролизеров расположена вдоль внутренней стороны электролизера с возможностью подачи токовой нагрузки на шину контура для имитации большей или меньшей, чем на шину контура для компенсации. Для регулирования количества подаваемой токовой нагрузки, на шине контура для компенсации влияния магнитного поля обратного ряда и/или на шине контура для имитации магнитного поля обратного ряда электролизеров расположен узел дополнительного сопротивления. Шины имитационно-подпиточного контура являются токоподводящими и крепятся к анодным стоякам или к катодным шинам первого в ряду электролизера. Обеспечивается возможность имитировать соседний ряд электролизеров с работой на различную силу тока, стабилизировать магнитное поле от опытных ванн на электролизерах, эксплуатируемых на меньшую силу тока, чем опытные, а также осуществлять дополнительную подпитку током опытных электролизеров. 2 ил.
Наверх