×
20.04.2015
216.013.41d8

Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОЗИРОВАННОЙ ПОДАЧИ СЫРЬЯ В АЛЮМИНИЕВЫЙ ЭЛЕКТРОЛИЗЕР

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к устройствам для подачи сырья, в частности глинозема, фторида алюминия, дробленого электролита, в алюминиевый электролизер. Устройство содержит бункер дозируемого материала, дозировочную камеру с установленным штоком и пневмоцилиндром. На штоке жестко закреплен в верхней части клапан. На конце штока закреплен запорный элемент, состоящий из конусного клапана, поршня и конической крышки. В верхней части дозировочной камеры выше основания бункера расположены по периметру загрузочные окна. Верхние границы загрузочных окон расположены выше верхнего положения клапана, чтобы при подъеме штока клапан ворошил сырьевой материал. Расстояние от основания конусного клапана запорного элемента до нижнего среза дозировочной камеры - не менее расстояния от нижней поверхности клапана до нижней границы загрузочных окон. Коническая крышка в составе нижнего запорного устройства жестко установлена на штоке. При движении штока вверх центрирование крышки нижнего запорного элемента, установленного на штоке, обеспечивается конусным клапаном и поршнем. Дозируемый сыпучий материал загружается в дозировочную камеру только при закрытом нижним запорным элементом выпускном отверстии дозатора, а выгрузка из дозировочной камеры осуществляется только при закрытом верхнем клапане. Обеспечивается стабильность дозы сырья, подающегося в электролизер. 2 ил.
Основные результаты: Устройство для дозированной подачи сырья в алюминиевый электролизер, содержащее бункер для дозируемого материала, дозировочную камеру, имеющую шток с пневмоприводом, жестко закрепленный на штоке, верхний запорный элемент в верхней части дозировочной камеры, нижний запорный элемент, закрепленный на конце штока и выполненный в виде конусного клапана с конической крышкой, и загрузочные окна, расположенные по периметру в верхней части дозировочной камеры выше основания бункера, отличающееся тем, что верхний запорный элемент выполнен в виде клапана, расположенного на штоке таким образом, что верхняя поверхность клапана в исходном положении штока находится ниже верхней границы загрузочных окон, а в нижнем запорном элементе конусный клапан соединен с конической крышкой через поршень, причем расстояние от основания конусного клапана до нижнего среза дозировочной камеры при верхнем положении штока составляет не менее расстояния от нижней поверхности верхнего запорного элемента до нижней границы загрузочных окон.

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к электролитическому получению алюминия, а именно к устройствам для подачи сырья в алюминиевый электролизер, и может быть использовано для подачи глинозема, фторида алюминия, дробленого электролита в алюминиевый электролизер.

Известно устройство для дозированной подачи сырья в алюминиевый электролизер (патент США 4437964, 1984, С25С 3/14), включающее установленный вертикально пневмоцилиндр, бункер дозируемого материала, защитный кожух, который отделяет механизмы дозатора от сыпучего материала. Объемный дозатор состоит из дозировочной камеры, штока, который приводится в действие пневмоцилиндром, и двух запорных элементов, выполненных в виде конусных клапанов, жестко закрепленных на штоке, причем вершина конуса верхнего клапана направлена вниз, а вершина конуса нижнего клапана направлена вверх. Дозировочная камера помещается под отверстием в нижней части защитного кожуха дозатора, через который проходит шток пневмоцилиндра. Крепление дозировочной камеры к защитному кожуху дозатора выполнено посредством множества ребер с широким пространством между ребрами. Когда шток находится в приподнятом положении, верхний клапан открыт для доступа сыпучего материала, а нижний клапан запирает дно дозировочной камеры. При этом вследствие гравитационных сил дозируемый материал засыпается между ребрами, заполняя дозировочную камеру. При движении штока вниз оба конусных клапана также опускаются, причем верхний клапан запирает верхнюю часть дозировочной камеры, а нижний клапан отходит вниз от нижней кромки камеры, позволяя, таким образом, дозе материала высыпаться через распределительный желоб в отверстие в корке электролита, сделанное пробойником.

К недостаткам аналога относятся следующие.

1. При перемещении штока из верхнего положения в нижнее положение нижний клапан уже открыт для высыпания материала из камеры, а верхний еще не закрыт. Это дает возможность пополнения камеры новыми порциями сыпучего материала. Разные условия (скорость перемещения штока, влажность дозируемого материала и т.п.) могут приводить к тому, что эти дополнительные порции сыпучего материала будут различными, следовательно, доза сыпучего материала не является постоянной.

2. В связи с неблагоприятной окружающей средой и значительными усилиями на шток может происходить его деформация. Деформация штока, на котором жестко установлены клапаны, иногда приводит к деформации клапанов и торцевых поверхностей дозировочной камеры, а следовательно, к возможному высыпанию материала при закрытых клапанах.

Наиболее близким к заявляемому устройству по технической сущности и достигаемому результату является устройство для дозированной подачи сырья в алюминиевый электролизер (патент России №2315823, С25С 3/14, 2008). Устройство содержит бункер дозируемого материала, дозировочную камеру с установленным штоком с пневмоцилиндром. На штоке жестко закреплены нижний запорный элемент и верхний запорный элемент, выполненный в виде поршня. Нижний запорный элемент закреплен на конце штока и выполнен в виде конусного клапана с присоединенным к нему нижним поршнем. В верхней части дозировочной камеры выше основания бункера расположены по периметру загрузочные окна таким образом, что в верхнем положении штока верхний поршень установлен над загрузочными окнами. Расстояние от основания конусного клапана до нижнего среза дозировочной камеры не менее высоты загрузочных окон. Коническая крышка присоединена к штоку через карданный шарнир с возможностью мягкой самоустановки на нижнем срезе дозировочной камеры. Коническая крышка служит для фиксации штока в верхнем положении, защиты нижнего поршня от горячих агрессивных газов, исходящих от поверхности электролита и для предотвращения просыпания дозируемого материала, просочившегося через зазор между нижним поршнем и внутренней поверхностью дозировочной камеры. Устройство обеспечивает стабильность дозы путем значительного уменьшения зависимости дозы сыпучего материала от физических характеристик сырья и скорости перемещения штока пневмоцилиндра.

Недостатком прототипа является высокая стоимость дозатора из-за сложности изготовления и низкая надежность карданного шарнира в среде абразивного материала. Другим недостатком является наличие возможности просачивания некоторого количества глинозема на коническую крышку через зазор между нижним поршнем и внутренней поверхностью дозировочной камеры, а также потенциальная возможность окомкования дозируемого сыпучего материала вблизи загрузочных окон из-за отсутствия ворошения этого материала. Оба фактора ухудшают точность дозирования.

В основу изобретения положена задача разработки устройства для дозированной подачи сырья в алюминиевый электролизер, конструкция которого, по сравнению с прототипом, обеспечивает не только высокую стабильность дозы сыпучего материала, характерную для прототипа, но, кроме того, работает точнее и надежнее, стоит дешевле, а весит меньше.

Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для дозированной подачи сырья в алюминиевый электролизер, включающем бункер дозируемого материала, дозировочную камеру, содержащую шток с пневмоприводом, жестко закрепленный на штоке, в верхней части дозировочной камеры верхний запорный элемент, нижний запорный элемент, закрепленный на конце штока и выполненный в виде конусного клапана с конической крышкой, и загрузочные окна, расположенные по периметру в верхней части дозировочной камеры выше основания бункера, согласно предлагаемому изобретению верхний запорный элемент выполнен в виде клапана и расположен на штоке таким образом, что верхняя поверхность клапана в исходном положении штока находится ниже верхней границы загрузочных окон, а в нижнем запорном элементе конусный клапан соединен с конической крышкой через поршень, причем расстояние от основания конусного клапана до нижнего среза дозировочной камеры при верхнем положении штока составляет не менее расстояния от нижней поверхности верхнего запорного элемента до нижней границы загрузочных окон.

Первым отличительным признаком является замена верхнего поршня, перемещающегося в дозировочной камере, на клапан, что определяет относительное увеличение высоты загрузочных окон. В отличие от прототипа, загрузочные окна расположены таким образом, что верхняя граница загрузочного окна находится выше верхней поверхности клапана, а сам клапан всегда находится под слоем глинозема. При движении штока клапан производит «ворошение» глинозема, который находится в районе загрузочных окон. В результате уменьшается количество комков глинозема, которые потенциально могут ограничить загрузку глинозема через загрузочные окна в дозировочную камеру. Кроме того, клапан значительно легче и дешевле поршня.

Другим отличительным признаком изобретения является использование в качестве нижнего запорного элемента жестко размещенных на штоке конусного клапана, поршня и конической крышки, вместо конусного клапана, карданного соединения и конической крышки. Такая конструкция упрощает и удешевляет изделие, повышает его надежность, а также способствует предотвращению накапливания глинозема между конусным клапаном и крышкой, что дополнительно увеличивает точность дозы глинозема.

Сущность изобретения поясняется графическими материалами.

На фигуре 1 показано устройство для дозированной подачи сырья в алюминиевый электролизер, на фигуре 2а - режим загрузки, шток в крайнем верхнем, исходном положении, на фигуре 2б - среднее положение штока, на фигуре 2в - режим выгрузки, шток в крайнем нижнем положении.

Устройство дозирования сыпучего материала включает в себя бункер дозируемого материала 1, пневмоцилиндр 2 и дозировочную камеру 3. Нижняя часть 4 дозировочной камеры 3 располагается под загрузочными окнами 5, под отверстием в днище бункера 1. Верхняя часть дозировочной камеры 3, в том числе загрузочные окна 5, располагаются в бункере 1 дозируемого материала. Внутри дозировочной камеры проходит шток 6, приводимый в действие пневмоцилиндром 2. Клапан 7 насажен на шток 6. Верхняя поверхность клапана 7 при верхнем положении штока 6 находится ниже верхней границы загрузочного окна 5. Функции нижнего запорного элемента выполняют насаженные на шток 6 конусный клапан 8 и присоединенный к нему поршень 9. К нижнему концу штока 6 через поршень 9 присоединяется коническая крышка 10 из термостойкого материала.

Соединение конической крышки 10 со штоком 6 через конусный клапан 8 и поршень 9 дает ей возможность центрироваться относительно оси дозировочной камеры и фаски нижнего среза дозировочной камеры 4.

Устройство для дозированной подачи сырья работает следующим образом.

Дозируемый материал постоянно заполняет пространство в зоне загрузочного окна 5 дозировочной камеры 3. В исходном состоянии шток 6 находится в верхнем положении, клапан 7 располагается ниже верхней границы загрузочных окон 5, выпускное отверстие нижней части дозировочной камеры 4 закрыто конической крышкой 10, конусный клапан 8 с нижним поршнем 9 находятся в максимально верхней позиции над выпускным отверстием дозировочной камеры. Расстояние от основания конусного клапана 8 (где этот клапан контактирует с нижним поршнем 9) до нижнего среза дозировочной камеры (Нс) дозатора не менее высоты (Нb) между нижней границей загрузочных окон и нижней поверхностью клапана. Дозируемый материал из бункера 1 заполняет нижнюю часть дозировочной камеры 4 через загрузочные окна 5. Для разгрузки дозировочной камеры 4 подается управляющий сигнал на пневмоцилиндр 2, приводящий к перемещению вниз штока 6 с клапаном 7, конусным клапаном 8 с присоединенным к нему поршнем 9 и конической крышкой 10. При этом проход под загрузочными окнами 5 в нижнюю часть 4 дозировочной камеры 3 перекрывается клапаном 7, а сыпучий материал через выпускное отверстие нижней части дозировочной камеры 4 и далее через течку высыпается в лунку глиноземно-электролитной корки. Основание конусного клапана 8 с присоединенным к нему поршнем 9 проходит нижний срез дозировочной камеры 4 в момент, когда проход под загрузочными окнами 5 уже полностью перекрыт клапаном 7. При этом отсутствует сквозной проход для сыпучего материала от бункера 1 через дозировочную камеру 4 и через выпускное отверстие в электролит ванны. Величина хода штока 6 определена экспериментально таким образом, чтобы с помощью конусного клапана 8 обеспечивалось полное опорожнение дозировочной камеры от сыпучего материала при движении штока с конусным клапаном 8 вниз. После опорожнения дозировочной камеры 4 шток 6 начинает возвращаться вверх в исходное положение, при этом основание конусного клапана 8 достигает выпускного отверстия дозировочной камеры раньше, чем начинается открытие прохода для сыпучего материала под загрузочными окнами 5. Далее, по мере приближения штока 6 к крайней верхней позиции центрируемая конусным клапаном 8 и поршнем 9 коническая крышка 10 точно устанавливается на фаску нижнего среза дозировочной камеры, не допуская деформации самой крышки и контактирующей поверхности дозатора. Коническая крышка служит для фиксации штока 6 в верхнем положении, защиты поршня 9 и внутренней поверхности дозировочной камеры 4 от горячих агрессивных газов, исходящих от поверхности электролита, а также совместно с поршнем 9 для предотвращения просачивания дозируемого материала через зазор между конусным клапаном 8 и внутренней поверхностью дозировочной камеры 4.

Таким образом, использование предлагаемого изобретения обеспечивает повышение надежности устройства и точности дозирования, что в свою очередь улучшает технологические показатели работы электролизера.

Устройство для дозированной подачи сырья в алюминиевый электролизер, содержащее бункер для дозируемого материала, дозировочную камеру, имеющую шток с пневмоприводом, жестко закрепленный на штоке, верхний запорный элемент в верхней части дозировочной камеры, нижний запорный элемент, закрепленный на конце штока и выполненный в виде конусного клапана с конической крышкой, и загрузочные окна, расположенные по периметру в верхней части дозировочной камеры выше основания бункера, отличающееся тем, что верхний запорный элемент выполнен в виде клапана, расположенного на штоке таким образом, что верхняя поверхность клапана в исходном положении штока находится ниже верхней границы загрузочных окон, а в нижнем запорном элементе конусный клапан соединен с конической крышкой через поршень, причем расстояние от основания конусного клапана до нижнего среза дозировочной камеры при верхнем положении штока составляет не менее расстояния от нижней поверхности верхнего запорного элемента до нижней границы загрузочных окон.
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОЗИРОВАННОЙ ПОДАЧИ СЫРЬЯ В АЛЮМИНИЕВЫЙ ЭЛЕКТРОЛИЗЕР
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОЗИРОВАННОЙ ПОДАЧИ СЫРЬЯ В АЛЮМИНИЕВЫЙ ЭЛЕКТРОЛИЗЕР
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 111-120 of 235 items.
25.08.2017
№217.015.beb3

Способ определения криолитового отношения электролита с добавками фторидов кальция, магния и калия рентгенофлуоресцентным методом

Изобретение относится к способу определения криолитового отношения (КО) мольного отношения (NaF+KF)/AlF) с добавками фторидов кальция магния и калия. Способ включает построение градуировочных характеристик по Na, F, Са, Mg с использованием отраслевых стандартных образцов (ОСО) состава...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002616747
Дата охранного документа: 18.04.2017
25.08.2017
№217.015.beca

Способ переработки фторуглеродсодержащих отходов электролитического производства алюминия

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к технологии электролитического производства алюминия и защите окружающей среды от воздействия вредных примесей, содержащихся в отходах, а именно к способу переработки фторуглеродсодержащих отходов электролитического производства...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002616753
Дата охранного документа: 18.04.2017
25.08.2017
№217.015.d02f

Способ замены анода при электролизе расплава в алюминиевом электролизере

Изобретение относится к способу замены анодов при электролизе расплава алюминия в алюминиевом электролизере с предварительно обожженными анодами с регенерацией тепла за счет предварительного подогрева анода. Способ включает подогрев новых анодов перед установкой его в электролизер, которые...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002621202
Дата охранного документа: 01.06.2017
25.08.2017
№217.015.d03b

Способ нанесения алюминиевых покрытий на металлические изделия

Изобретение относится к технологии нанесения защитных покрытий на металлические изделия, а именно к нанесению алюминиевых покрытий на металлические изделия, и может быть использовано для защиты покрываемых изделий от коррозионного разрушения. Способ включает химическую подготовку поверхности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002621201
Дата охранного документа: 01.06.2017
25.08.2017
№217.015.d04d

Способ футеровки катода электролизера для получения первичного алюминия

Изобретение относится к способу футеровки катодных устройства электролизеров для получения алюминия. Способ включает засыпку и выравнивание теплоизоляционного слоя в кожух катодного устройства, засыпку, выравнивание и уплотнение огнеупорного слоя, установку подовых и бортовых блоков с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002621197
Дата охранного документа: 01.06.2017
25.08.2017
№217.015.d052

Способ получения сплава на основе алюминия и устройство для осуществления способа

Изобретение относится к области металлургии цветных металлов и может быть использовано для получения сплава алюминий-скандий в условиях промышленного производства. Способ получения сплава на основе алюминия, содержащего 1-3 мас.% скандия, включает приготовление и расплавление смеси, содержащей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002621207
Дата охранного документа: 01.06.2017
25.08.2017
№217.015.d0d4

Способ мокрой очистки отходящих газов электролизных корпусов производства алюминия

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано для очистки отходящих газов электролизных корпусов производства алюминия от остатков фтористого водорода и соединений серы с получением в качестве товарного продукта сульфата натрия. Способ мокрой очистки отходящих газов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002621334
Дата охранного документа: 02.06.2017
26.08.2017
№217.015.dc92

Анодное устройство алюминиевого электролизера

Изобретение относится к анодному устройству алюминиевого электролизера с обожженными анодами и может быть применено с целью оптимизации ширины корпуса электролиза при поперечном расположении электролизеров. Анодное устройство содержит балку-коллектор с вертикальными опорными стойками,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002624275
Дата охранного документа: 03.07.2017
26.08.2017
№217.015.dd34

Устройство для сбора и эвакуации газов из алюминиевого электролизера

Изобретение относится к устройству для сбора и эвакуации анодных газов из-под укрытия электролизера с обожженными анодами для получения алюминия. Устройство для сбора и эвакуации анодных газов из-под укрытия электролизера с обожженными анодами через газосборные окна посредством газоотводящих...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002624559
Дата охранного документа: 04.07.2017
26.08.2017
№217.015.e36f

Устройство для дозированной подачи сырья в алюминиевый электролизер

Изобретение относится к устройству для дозированной подачи сырья в алюминиевый электролизер. Устройство содержит бункер дозируемого материала, камеру дозирования с впускным и выпускным отверстиями и фланцем, шток с приводом, установленный в защитном кожухе с кольцевым ребром, которое соединено...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002626261
Дата охранного документа: 25.07.2017
Showing 111-120 of 166 items.
25.08.2017
№217.015.beca

Способ переработки фторуглеродсодержащих отходов электролитического производства алюминия

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к технологии электролитического производства алюминия и защите окружающей среды от воздействия вредных примесей, содержащихся в отходах, а именно к способу переработки фторуглеродсодержащих отходов электролитического производства...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002616753
Дата охранного документа: 18.04.2017
25.08.2017
№217.015.d02f

Способ замены анода при электролизе расплава в алюминиевом электролизере

Изобретение относится к способу замены анодов при электролизе расплава алюминия в алюминиевом электролизере с предварительно обожженными анодами с регенерацией тепла за счет предварительного подогрева анода. Способ включает подогрев новых анодов перед установкой его в электролизер, которые...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002621202
Дата охранного документа: 01.06.2017
25.08.2017
№217.015.d03b

Способ нанесения алюминиевых покрытий на металлические изделия

Изобретение относится к технологии нанесения защитных покрытий на металлические изделия, а именно к нанесению алюминиевых покрытий на металлические изделия, и может быть использовано для защиты покрываемых изделий от коррозионного разрушения. Способ включает химическую подготовку поверхности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002621201
Дата охранного документа: 01.06.2017
25.08.2017
№217.015.d04d

Способ футеровки катода электролизера для получения первичного алюминия

Изобретение относится к способу футеровки катодных устройства электролизеров для получения алюминия. Способ включает засыпку и выравнивание теплоизоляционного слоя в кожух катодного устройства, засыпку, выравнивание и уплотнение огнеупорного слоя, установку подовых и бортовых блоков с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002621197
Дата охранного документа: 01.06.2017
25.08.2017
№217.015.d052

Способ получения сплава на основе алюминия и устройство для осуществления способа

Изобретение относится к области металлургии цветных металлов и может быть использовано для получения сплава алюминий-скандий в условиях промышленного производства. Способ получения сплава на основе алюминия, содержащего 1-3 мас.% скандия, включает приготовление и расплавление смеси, содержащей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002621207
Дата охранного документа: 01.06.2017
25.08.2017
№217.015.d0d4

Способ мокрой очистки отходящих газов электролизных корпусов производства алюминия

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано для очистки отходящих газов электролизных корпусов производства алюминия от остатков фтористого водорода и соединений серы с получением в качестве товарного продукта сульфата натрия. Способ мокрой очистки отходящих газов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002621334
Дата охранного документа: 02.06.2017
26.08.2017
№217.015.dc92

Анодное устройство алюминиевого электролизера

Изобретение относится к анодному устройству алюминиевого электролизера с обожженными анодами и может быть применено с целью оптимизации ширины корпуса электролиза при поперечном расположении электролизеров. Анодное устройство содержит балку-коллектор с вертикальными опорными стойками,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002624275
Дата охранного документа: 03.07.2017
26.08.2017
№217.015.dd34

Устройство для сбора и эвакуации газов из алюминиевого электролизера

Изобретение относится к устройству для сбора и эвакуации анодных газов из-под укрытия электролизера с обожженными анодами для получения алюминия. Устройство для сбора и эвакуации анодных газов из-под укрытия электролизера с обожженными анодами через газосборные окна посредством газоотводящих...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002624559
Дата охранного документа: 04.07.2017
26.08.2017
№217.015.e36f

Устройство для дозированной подачи сырья в алюминиевый электролизер

Изобретение относится к устройству для дозированной подачи сырья в алюминиевый электролизер. Устройство содержит бункер дозируемого материала, камеру дозирования с впускным и выпускным отверстиями и фланцем, шток с приводом, установленный в защитном кожухе с кольцевым ребром, которое соединено...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002626261
Дата охранного документа: 25.07.2017
26.08.2017
№217.015.e89d

Способ получения фторида кальция из фторуглеродсодержащих отходов алюминиевого производства

Изобретение может быть использовано в химической технологии. Способ получения фторида кальция из фторуглеродсодержащих отходов алюминиевого производства включает обработку фторсодержащих растворов гидроокисью кальция с последующим разделением раствора и пульпы и выделением фторида кальция,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002627431
Дата охранного документа: 08.08.2017
+ добавить свой РИД