укрытие алюминиевого электролизера с обожженными анодами

Формула изобретения

Укрытие алюминиевого электролизера с обожженными анодами, включающее горизонтальный настил, выполненный с П-образными проемами для анододержателей, и уплотняющие элементы, установленные по торцевой и боковым сторонам каждого П-образного проема, отличающееся тем, что уплотняющие элементы выполнены цилиндрическими, свободно установлены на наклонные пластины и снабжены элементами, допускающими их ограниченное перемещение относительно П-образного проема, при этом торцы уплотняющих элементов, установленных по боковым сторонам П-образных проемов, выполнены со стороны ввода анододержателей в П-образные проемы с конусообразными или шарообразными скосами.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к производству алюминия электролизом, а именно к электролизерам с обожженными анодами.

Известно укрытие алюминиевого электролизера, выполненное в виде газосборного коллектора, в нижней части которого расположен горизонтальный настил с П-образными вырезами под штанги анододержателей, снабженный уплотнительными П-образными воротниками в местах расположения вырезов под штанги анододержателей (Авторское свидетельство СССР №777085, С 25 С 3/22, Опубл. 07.11.80, Бюл. №41). Уплотняющие воротники опираются на горизонтальный настил и крепятся к нему с помощью болтов, ограничивающих свободу их перемещения в вертикальной плоскости и допускающих ограниченное перемещение в горизонтальной плоскости в процессе установки штанги анододержателя. К штанге анододержателя воротник прижимается вплотную с помощью пластинчатой пружины.

Недостатком данного укрытия является невысокая герметичность П-образных проемов, через которые проходят штанги анододержателей, имеющие прямоугольное сечение, поскольку при таком конструктивном выполнении уплотняющего воротника по технологическим причинам трудно обеспечить плотное без зазоров примыкание его по бокам к штанге анододержателя. Это приводит к утечке выделяющихся газов через указанные зазоры, в результате чего ухудшаются санитарно-гигиенические условия труда в электролизных цехах.

Наиболее близким является укрытие алюминиевого электролизера с обожженными анодами, включающее горизонтальный настил, выполненный с П-образными проемами для анододержателей, в котором по каждому П-образному проему с торцевой и боковых сторон установлены пластины, связанные между собой двумя шарнирными скобами, имеющими общий шарнир на торцевой пластине, при этом скобы снабжены регулируемыми упорами, соединенными пружиной (Авторское свидетельство СССР № 885362, С 25 С 3/22, Опубл. 30.11.81, Бюл. № 44).

Недостатком данного укрытия является недостаточная герметичность П-образных проемов, сложное конструктивное выполнение уплотняющего узла и, как следствие, большие трудозатраты на его обслуживание и малый срок службы.

Обеспечение герметичности П-образных проемов в данной конструкции осуществляется за счет трех подвижных пластин, двух боковых и одной торцевой. Так как регулировка рабочего положения пластин осуществляется всего лишь один раз при монтаже уплотняющего узла и должна производится с учетом допусков на изготовление штанги, а именно, по наибольшему из возможных размеров, то использование в дальнейшем штанг анододержателей других обожженных анодов с меньшими габаритами, заранее предопределяет наличие щелей между боковыми пластинами и штангой. Кроме того, небольшие зазоры между боковыми пластинами и штангой должны быть образованы и по технологическим соображениям, так как жесткое прижатие боковых пластин к штанге анододержателя осуществляемое при больших усилиях, может явиться причиной поломки узла уплотнения при вертикальном перемещении штанги анододержателя.

К конструктивным недостаткам данного укрытия следует отнести и необходимость точного примыкания торцевой поверхности штанги анододержателя одновременно в двух местах, а именно внизу через торцевую пластину к упорной планке уплотняющего узла и вверху к шине анодной ошиновки. Так как прижатие штанги анододержателя к шине анодной ошиновки производится с большим усилием, развиваемым основным зажимом, то отклонение штанги от вертикали в нижней части в сторону упорной планки может вызвать разрушение уплотняющего узла, а отклонение штанги в противоположную сторону от упорной планки может привести к сокращению пути перемещения торцевой пластины, уменьшению угла поворота скоб с шарнирами и, как следствие, к появлению неплотностей между боковыми пластинами и штангой анододержателя.

В основу изобретения положена задача разработать укрытие алюминиевого электролизера с обожженными анодами, конструкция которого обеспечивала бы постоянный контакт уплотняющих элементов с соответствующими поверхностями штанг анододержателей обожженных анодов и снижение усилий контактирования уплотняющих элементов со штангами анододержателей обожженных анодов при их извлечении и установке и при вертикальном перемещении анододержателей обожженных анодов в процессе работы, что позволит повысить герметичность, надежность работы и его срок службы.

Достижение вышеуказанного технического результата обеспечивается тем, что в укрытии алюминиевого электролизера с обожженными анодами, включающем горизонтальный настил, выполненный с П-образными проемами для анододержателей, и уплотняющие элементы, установленные по торцевой и боковым сторонам каждого П-образного проема, последние выполнены цилиндрическими, свободно установлены на наклонные пластины и снабжены элементами, допускающими их ограниченное перемещение относительно П-образного проема, при этом торцы уплотняющих элементов, установленных по боковым сторонам П-образных проемов, выполнены со стороны ввода анододержателей в П-образные проемы с конусообразными или шарообразными скосами.

Выполнение уплотняющих элементов цилиндрическими, их свободная установка на наклонные пластины и наличие элементов, допускающих их ограниченное перемещение относительно П-образного проема и при этом выполнение торцов уплотняющих элементов, установленных по боковым сторонам П-образных проемов, с конусообразными или шарообразными скосами со стороны ввода анододержателей в П-образные проемы, обеспечивает постоянный контакт уплотняющих элементов с соответствующими поверхностями штанг анододержателей обожженных анодов и снижение усилий контактирования уплотняющих элементов со штангами анододержателей обожженных анодов при их извлечении и установке и при вертикальном перемещении анододержателей обожженных анодов в процессе работы. Это позволяет повысить герметичность, надежность работы и срок службы укрытия.

Выполнение уплотняющих элементов цилиндрической формы и размещение их с торцевой и боковых сторон на наклонных пластинах позволяет им под воздействием силы тяжести, без значительных усилий, постоянно находиться в непосредственном контакте с соответствующими поверхностями штанги анододержателя, вне зависимости от допусков на изготовление штанги и точности установки штанги анододержателя в П-образном проеме горизонтального настила при смещении ее вправо или влево от центральной оси, а также при отклонении ее от вертикали торцевой стенки П-образного проема, что способствует повышению герметичности узла уплотнения П-образного проема. При этом малые усилия прижатия уплотняющих элементов к штанге анододержателя и выполнение их цилиндрическими позволяет значительно снизить силу трения уплотняющих элементов о штангу при ее вертикальном перемещении, а это позволяет повысить надежность и срок службы укрытия.

Сущность изобретения поясняется следующими чертежами. На фиг.1 изображен узел герметизации П-образного проема для анододержателей обожженных анодов, вид в плане, вариант 1 выполнения огранивающих элементов; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1 (положение элементов узла герметизации при установленном анододержателе); на фиг.3 - разрез А-А на фиг.1 (положение элементов узла герметизации при извлеченном анододержателе); на фиг.4 - изображен узел герметизации П-образного проема для анододержателей обожженных анодов, вид в плане, вариант 2 выполнения огранивающих элементов; на фиг.5 - разрез Б-Б на фиг.4 (положение элементов узла герметизации при установленном анододержателе); на фиг.6 - разрез Б-Б на фиг.4 (положение элементов узла герметизации при извлеченном анододержателе); на фиг.7 - изображен узел герметизации П-образного проема для анододержателей обожженных анодов, вид в плане, вариант 3 выполнения огранивающих элементов; на фиг.8 - разрез В-В на фиг.7 (положение элементов узла герметизации при установленном анододержателе); на фиг.9 - разрез В-В на фиг.7 (положение элементов узла герметизации при извлеченном анододержателе).

Укрытие алюминиевого электролизера с обожженными анодами включает горизонтальный настил 1, выполненный с П-образными проемами 2 для анододержателей 3, и три уплотняющих элемента, установленные на каждом П-образном проеме 2, при этом два уплотняющих элемента 4 установлены по боковым сторонам П-образного проема 2, а один уплотняющий элемент 5 - по его торцевой стороне. Уплотняющие элементы 4, 5 выполнены цилиндрическими. Торцы уплотняющих элементов 4 выполнены со стороны ввода анододержателей 3 в П-образные проемы 2 с конусообразными или шарообразными скосами. Уплотняющие элементы 4, 5 свободно установлены на наклонные пластины 6 и снабжены элементами, допускающими их ограниченное перемещение относительно П-образного проема 2. С четвертой стороны П-образный проем 2 закрыт съемной частью укрытия, которая прижимается к анододержателю 3 с наружной стороны.

Элементы, допускающие ограниченное перемещение уплотняющих элементов 4, 5 относительно П-образного проема 2, могут быть выполнены, например, в виде жестко прикрепленных к торцам наклонных пластин 6 вертикальных пластин 7, имеющие пазы 8, При этом уплотняющие элементы 4, 5 выполнены с осями 9, которые входят пазы 8 вертикальных пластин 7. Конечное положение уплотняющих элементов 4, 5 определяется упором их осей 9 в конец пазов 8.

Возможен также вариант конструктивного выполнения элементов, допускающих ограниченное перемещение уплотняющих элементов 4, 5 относительно П-образного проема 2, предусматривающий жесткое закрепление только одной перемычки 10 между вертикальными пластинами 7, устанавливаемой на высоте, меньше диаметра цилиндра уплотняющих элементов 4, 5. В данном случае конечное положение уплотняющих элементов 4, 5 будет ограничено их упором в перемычку 10.

Возможно также выполнение элементов, допускающих ограниченное перемещение уплотняющих элементов 4, 5 относительно П-образного проема 2, в виде вертикальных пластин 7 и закрепленной в них оси 11, на которой свободно установлены уплотняющие элементы 4, 5. В данном случае конечное положение уплотняющих элементов 4, 5 будет ограничено их упором в закрепленную ось 11.

В рабочем положении уплотняющие элементы 4, 5 под воздействием силы тяжести постоянно прижаты к трем граням штанги анододержателя 3, обеспечивая герметизацию проема 1 с трех сторон. С четвертой стороны проем 2 закрывается съемной частью укрытия, которая прижимается к анододержателю 3 с наружной стороны.

Перед извлечением обожженного анода из электролизера съемная часть укрытия удаляется, освобождая пространство для провода штанги анододержателя 3. При выводе штанги анодержателя 3 из проема 2 уплотняющие элементы 4 скатываются до упора своими осями 9 в концы пазов 8 вертикальных пластин 7, занимая исходное положение перед установкой анода. При конструктивном выполнении элементов, допускающих ограниченное перемещение уплотняющих элементов 4, 5 относительно П-образного проема 2, предусматривающем жесткое закрепление только одной перемычки 10 между вертикальными пластинами 7, устанавливаемой на высоте, меньше диаметра цилиндра уплотняющих элементов 4, 5, конечное положение уплотняющих элементов 4, 5 ограничивается их упором в перемычку 10. При конструктивном выполнении элементов, допускающих ограниченное перемещение уплотняющих элементов 4, 5 относительно П-образного проема 2, в виде вертикальных пластин 7 и закрепленной в них оси 11, на которой свободно установлены уплотняющие элементы 4, 5, конечное положение уплотняющих элементов 4, 5 ограничивается их упором в закрепленную ось 11.

При установке нового анода, штанга анододержателя 3 нажимая на скосы боковых уплотняющих элементов 4, производит их отклонение и перемещение вверх по наклонным пластинам 6, при этом боковые уплотняющие элементы 4 находятся в постоянном контакте с боковыми стенками штанги анододержателя 3. В конечной стадии установки анода торец штанги анододержателя 3 отжимает и перемещает вверх на наклонную пластину 6 и торцевой уплотняющий элемент 5. После чего, с наружной стороны к штанге анододержателя 3, приставляется съемная часть укрытия.

Внедрение данного изобретения позволяет повысить герметичность, надежность работы и срок службы укрытия алюминиевого электролизера с обожженными анодами.