Результат интеллектуальной деятельности: СИСТЕМА ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ КЛИНОВИДНЫХ ШУНТОВ ПРИ ПОДКЛЮЧЕНИИ ЭЛЕКТРОЛИЗНОЙ ВАННЫ

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к электролитическому производству алюминия на электролизерах с применением технологии обожженных анодов.

Известно устройство для извлечения клиновидных шунтов при подключении электролизной ванны для производства алюминия по заявке PCT/FR 2011/000358, М. кл. C25C 7/06, C25C 3/16, опубл. 25.04.2013 г. Устройство, разработанное для извлечения клиновидного шунта, вставленного между двумя токоподводами для отключения электролизной ванны. Устройство состоит из механизма захвата клиновидного шунта, вертикальных домкратов, устройство оснащается хотя бы двумя домкратами. Домкраты могут быть с частотно-регулируемым электроприводом, или предпочтительно использование гидравлических цилиндров в качестве домкратов подключенных от одной маслостанции, которая устанавливается на устройстве по извлечению клиньев или на грузоподъемном механизме. Данными домкратами обеспечивается необходимое пороговое усилие для разъединения цепи. Данное устройство оснащается вспомогательным приводом для подъема устройства, включая шунт, механизм захвата шунта и домкраты, сразу по извлечению шунта. Вспомогательный привод полностью извлекает клиновое устройство из просвета между токоподводами для вспомогательного привода используется пневматический домкрат и сжатый воздух. Устройство оснащается рамой со специальным крепежом для переноски и установки данного устройства мостовым краном.

Известно устройство для извлечения клиновидных шунтов при подключении электролизной ванны для производства алюминия по заявке PCT/FR 2011/000357, М. кл. С25С 7/06, опубл. 25.04.2013 г. Устройство состоит из механизма захвата клиновидного шунта, вертикальных домкратов, устройство оснащается хотя бы одним вертикально направленным домкратом, состоящим из корпуса и штока поршня. Домкрат может быть с частотно-регулируемым электроприводом, или предпочтительно использование гидравлического цилиндра в качестве домкрата, подключенного от маслостанции, которая устанавливается на устройстве по извлечению клиньев или на грузоподъемном механизме. Данным домкратом обеспечивается необходимое пороговое усилие для разъединения цепи. Данное устройство оснащается вспомогательным приводом для подъема устройства, включая шунт, механизм захвата шунта и домкраты. Вспомогательный привод полностью извлекает клиновое устройство из просвета между токопроводами, для вспомогательного привода используется пневматический домкрат и сжатый воздух. Вспомогательный привод воздействует на тот же шток, что и домкрат с гидравлическим приводом. Устройство оснащается рамой со специальным крепежом для переноски и установки данного устройства мостовым краном.

По назначению, по технической сущности и наличию сходных признаков данное решение выбрано в качестве прототипа.

Недостатком известных устройств является то, что использование маслостанции высокого давления и масла в районе электролизера представляется пожароопасным в районе высоких температур расплава электролизера.

Задачей заявляемого изобретения является повышение технико-экономических и экологических показателей работы системы, исключение аварийной ситуации, и снижение технологических нарушений процесса электролиза.

Техническим результатом заявляемого изобретения является более надежное и безопасное извлечение одного или нескольких клиновидных шунтов из узлов шунтирования.

Технический результат достигается тем, что в системе для извлечения клиновидных шунтов при подключении электролизной ванны, включающей в себя раму, на которую установлены ресиверы, усилители давления и, по крайней мере, одна установка для извлечения клиновидных шунтов, состоящая из двух вертикальных колонн пневмоцилиндров, которые состоят из двух и более пневмоцилиндров, связанных между собой, по крайней 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.

Система может включать изоляционные слои, размещенные на основании установки для извлечения клиньев, электроизоляционной пластине, а также на клиновых креплениях установки для извлечения клиньев.

Система может содержать пульт управления одной или несколькими установками для извлечения клиньев.

Изобретение поясняется чертежами, где на Фиг. 1 показан общий вид системы для извлечения клиньев, на Фиг. 2 представлена установка для извлечения клиновидных шунтов, на Фиг. 3 - установка для извлечения клиновидных шунтов на токоподводах с зацепом клиновидных шунтов.

Система для извлечения клиновидных шунтов предназначена для фиксации одного или нескольких клиновидных шунтов в ней на период их извлечения из узла шунтирования и создания необходимого усилия для их извлечения.

Система для извлечения клиновидных шунтов состоит из рамы 1, на которую установлены усилители давления 2, ресиверы 3, пульт управления 4, одна или несколько установок для извлечения клиновидных шунтов 5 с электроизолированным основанием 6, на котором смонтированы две опоры штоков 7 и 8, на которые установлены две вертикальные колонны пневмоцилиндров 9, работающих на общий шток, каждая из которых представляет собой тандем, по крайней мере, из двух пневмоцилиндров, связанных между собой, по крайней мере, двумя соединительными траверсами: верхней 10 и средней 11. На верхней соединительной траверсе 10 имеются проушины 12, а снизу, в средней части смонтирован пневмораспределитель 13, предназначенный для попеременной подачи воздуха в поршневую и штоковую полости пневмоцилиндров 9. Пневмораспределитель 13 соединяется с пневмоцилиндрами 9 гофрированными трубами из немагнитной стали, а с ресиверами 3 - комплектом соединительных рукавов 14. К средней соединительной траверсе 11 через электроизоляционную пластину 15, на гайках 16 смонтированы рабочие траверсы 17. Высота горизонтального паза каждой рабочей траверсы 17 выставляется относительно паза клиновидного шунта 18, вращением соответствующей гайки 16. Количество рабочих траверс 17 определяется количеством извлекаемых клиновидных шунтов 18. В горизонтальные пазы рабочих траверс 17 устанавливаются пальцы 19, необходимые для фиксации одного или нескольких клиновидных шунтов 18 на момент их извлечения. Установка для извлечения клиновидных шунтов 5 содержит, по крайней мере, два клиновых крепления 20, предназначенные для самофиксации установки на катодной ошиновке, которые обеспечивают необходимую устойчивость установки для извлечения клиновидных шунтов 5 на узле шунтирования. В заявляемой системе, по крайней мере, один пневмоцилиндр 9 имеет короткий ход, равный не менее 2 мм, это обусловлено тем, что при длине короткого хода менее 2 мм, нет возможности преодолеть усилие для разрыва контактных плоскостей клиновидных шунтов 18, а другой пневмоцилиндр 9 имеет длинный ход, который длиннее извлекаемого одного или нескольких клиновидных шунтов 18 не менее чем на 5 мм, это обеспечивает фиксацию извлеченного одного или нескольких клиновидных шунтов 18 в установке для извлечения клиновидных шунтов 5 и исключает возникновение препятствий в виде зацепов одного или нескольких извлеченных клиновидных шунтов 18 об элементы узла шунтирования при перемещении установки для извлечения клиновидных шунтов 5 вместе с излеченными клиновидными шунтами 18.

Исходя из условий работы и конструктивных особенностей система для извлечения клиновидных шунтов имеет несколько узлов изоляции:

а) первый - основание 6 электроизоляционное, предотвращает попадание потенциала с токопроводов на пневмоцилиндры 9 и другие узлы металлоконструкции системы;

б) второй - пластина электроизоляционная 15, изолирует попадание потенциала через клиновидные шунты 18, рабочие траверсы 17 на среднюю траверсу 11 и пневмоцилиндры 9;

с) третья - изоляционные накладки на клиновых креплениях 20, которые изолируют попадание потенциала от токопроводов, между которыми они находятся, на основание 6, пневмоцилиндры 9, а также другие узлы и детали металлоконструкции экстрактора.

Заявляемая система работает следующим образом: одну или несколько рам 1 с установками для извлечения клиньев 5 доставляют краном или напольной техникой к электролизеру, подготовленному к пуску, и устанавливают с торца электролизера. Количество установок для извлечения клиновидных шунтов 5 рекомендуется применять по числу узлов шунтирования. Подключают шланги к сети сжатого воздуха, закачивается воздух в ресиверы 3, в которых с помощью усилителей давления 2 создается необходимое рабочее давление. Проверяют соединение шлангов с установкой для извлечения клиньев 5, устраняются при необходимости утечки сжатого воздуха. Каждая установка для извлечения клиньев 5, при помощи крана из рамы 1 устанавливается на узел шунтирования, производится самофиксация с помощью клиновых креплений 20. С помощью гаек 10 выполняется настройка рабочих траверс 17 для захвата клиновидных шунтов 18. Фиксируют один или несколько клиновидных шунтов 18 на рабочих траверсах 17 при помощи пальцев 19, которые вставляют в горизонтальные пазы рабочих траверс 17. Проверяется давление в ресиверах 3, при необходимости с помощью усилителей давления 2 выравнивается или устанавливается необходимое давление во всех установках для извлечения клиновидных шунтов 5. С пульта управления 4 производится включение установок для извлечения клиновидных шунтов 5 - одновременная подача сжатого воздуха через пневмораспределитель 13 в поршневую полость пневмоцилиндров 9, что обеспечивает работу пневмоцилиндров 9 с коротким ходом и длинным ходом одновременно, для преодоления усилия разрыва контактных плоскостей клиновидных шунтов 18. После того, как пневмоцилиндры 9 с коротким ходом отработают на длину хода своего штока, дальнейшее извлечение клиновидных шунтов 18 из узла шунтирования происходит за счет работы пневмоцилиндров 9 с длинным ходом, которые обеспечивают полное извлечения клиновидных шунтов 18 из узла шунтирования.

Применение двух вертикальных тандемов пневмоцилиндров 9, позволяет одновременно извлекать клиновидные шунты 18 из узла шунтирования, не позволяя им сильно нагреваться при перераспределении токовой нагрузки. После извлечения клиновидных шунтов 18, каждая установка для извлечения клиновидных шунтов 5 поочередно вместе с одним или несколькими извлеченными клиновидными шунтами 18 краном демонтируется с места установки на узлах шунтирования в торец электролизеров, клиновидные шунты 18 убираются и установка устанавливается на раму, рамы краном или напольной техникой перемещаются в места хранения. При работе установок по извлечению клиновидных шунтов и возникновению ситуации с необходимостью установки клиновидных шунтов обратно в узел шунтирования, с пульта управления 4, позволяющего с безопасного расстояния управлять одной или несколькими установками для извлечения клиновидных шунтов 18, подается команда на реверс. Воздух через пневмораспределители 13 подается в штоковое пространство пневмоцилиндров, приводя их в действие, пневмоцилиндры 9 срабатывают на длину хода своего штока вниз и клиновидные шунты 18 опускаются назад в узел шунтирования между токоподводами.

Основным отличительным признаком данного предложения, обеспечивающим достижение заявленного технического результата, является то, что два вертикально установленных тандема пневмоцилиндров позволяют развить необходимое усилие для извлечения одного или нескольких клиновидных шунтов.

Дополнительными признаками, влияющими на достижение заявленного технического результата, является то, что система может содержать, по крайней мере, два клиновых крепления для самофиксации устройства на узле шунтирования, кроме этого система может включать изоляционные слои, размещенные на основании установки для извлечения клиньев, электроизоляционной пластине, а также на клиновых креплениях установки для извлечения клиньев. Система также может содержать пульт управления одним или несколькими устройствами для извлечения клиньев.

Промышленные испытания предложенного изобретения показали достаточно высокую надежность работы системы извлечения клиновидных шунтов при подключении электролизной ванны.