устройство для разрушения корки электролита (варианты)

Формула изобретения

1. Устройство для разрушения корки электролита в электролизерах для получения алюминия, содержащее самоходную тележку с вертикальной рамой и установленной на ней стрелой, выполненной с возможностью ее подъема и опускания, и отбойное приспособление, отличающееся тем, что рама установлена сбоку тележки, стрела смонтирована на раме и выполнена с возможностью выдвижения перед посредством поворотных штанг, центры вращения поворотных штанг в верхней части смещены относительно друг друга по вертикали, на свободном конце стрелы установлено отбойное приспособление, выполненное в виде трансмиссионного пружинного вибромолота, состоящего из вибровозбудителя, установленного на свободном конце подпружиненной поворотной балки, гидромотора и пики, при этом упругая связь между вибровозбудителем и стрелой выполнена в виде пружины.

2. Устройство для разрушения корки электролита в электролизерах для получения алюминия, содержащее самоходную тележку с вертикальной рамой и установленной на ней стрелой, выполненной с возможностью ее подъема и опускания, и отбойное приспособление, отличающееся тем, что рама установлена сбоку тележки, стрела смонтирована на раме и выполнена с возможностью выдвижения вперед посредством поворотных штанг, центры вращения поворотных штанг в верхней части смещены относительно друг друга по вертикали, на свободном конце стрелы установлено отбойное приспособление, выполненное в виде трансмиссионного пружинного вибромолота, состоящего из вибровозбудителя, выполненного двухвальным, на котором асимметрично расположены дебалансы, и узлов соединения, состоящих из направляющих штанг, пружин, втулок и стопорного устройства, при этом упругая связь между вибровозбудителем и пикой осуществляется посредством направляющих штанг и пружин.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к алюминиевой промышленности, в частности в средствам механизации электролизного производства алюминия.

При получении алюминия электролизом из расплавленного криолита, содержащего растворенную окись алюминия, на поверхности расплава образуется корка электролита, которую необходимо периодически разрушать (пробивать) согласно требованиям технологии.

В торцах электролизеров такая операция ранее проводилась вручную ломами или с помощью пневматического отбойного молотка, механизация ее была затруднена, так как это зона высоких температур, ограниченного рабочего пространства, труднодоступное место ванны.

Применение пневматических отбойных молотков и гидромолотов в качестве рабочего органа специальной машины затруднено их габаритными размерами по высоте, а использование последнего опасно возгоранием гидравлического масла.

Известно устройство для пробивки глиноземной корки в алюминиевых электролизерах, включающее корпус с кривошипно-шатунным механизмом и два пробойника, смонтированные на замкнутой системе рычагов с уравнителем, образующих параллелограмм, причем ось уравнителя жестко соединена с осью несущего рычага посредством качалки, снабженной коромыслом с пружинами для возврата пробойников в исходное положение [1].

Однако громоздкость рабочего органа данного устройства препятствует внедрению устройства на заводах отрасли.

Известно устройство, выполненное в виде шарнирно-рычажного механизма, состоящего из двух снабженных автономными гидроприводами параллелограммов, один из которых смонтирован на стойке тележки, а на конце второго закреплен пневмоударник. Рабочий орган устройства, в отличие от предыдущего, компактен, что позволяет использовать его для обработки не только продольных, но и торцевых сторон электролизера, где расстояние между его металлоконструкциями ограничивает высоту рабочего органа размером 650 - 700 мм, в ширину 200 - 250 мм [2].

Однако применение данного устройства резко снижает производительность труда при обработке глиноземной корки, поскольку пневмоударник имеет малую энергию удара.

Известно также устройство для пробивки корки глинозема, включающее привод, пробойник, соединенный с кронштейном посредством системы рычагов, выполненной в виде шарнирного параллелограмма. Устройство установлено на самоходной тележке и снабжено кривошипно-шатунным ударником, смонтированным консольно на кронштейне, имеющем гидроцилиндр для его подъема, причем обе полости гидроцилиндра соединены с пружинными гидроамортизаторами. Кривошипно-шатунный механизм соединен с приводом текстропной передачей. Динамическое усилие, развиваемое машиной на пике ударника, определяется мощностью привода и энергоемкостью маховиков, установленных на оси кривошипа. Это усилие достаточно велико для разрушения корки даже на торцовых сторонах электролизера, где ее прочность в 2 - 3 раза больше, чем на продольных сторонах [3].

Однако габариты рабочего органа известной машины с громоздкими маховиками и массивным герметичным корпусом ударника не позволяют применить ее для обработки торцовых сторон электролизера.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для разрушения корки электролита [4], включающее самоходную тележку с установленной на ней стрелкой, выполненной с возможностью ее подъема и опускания и снабженной отбойным приспособлением.

Стрела снабжена механизмом для обеспечения ее вращения и/или перемещения относительно ее продольной оси и оси, перпендикулярной ей.

Одним из недостатков этого устройства является то, что стрела выполнена телескопической и если в качестве рабочего органа применять агрегаты, создающие вибрации (отбойные молотки, перфораторы, гидромолоты, вибромолоты, пробойники с применением кривошипно-шатунного механизма), то ее вредное воздействие передается на самоходную тележку и, соответственно, на водителя.

Цель изобретения - создание машины, которая может эффективно и экономично разрушать корку электролита (гарнисаж) в труднодоступных местах электролизера (торец, ванны), т.е. проводить операцию, ранее осуществляющуюся большей частью вручную.

Это достигается тем, что в качестве рабочего органа устройство снабжено трансмиссионным пружинным вибромолотом, установленном на конце стрелы. Стрела выдвигается в зону обработки электролизера двумя вертикальными штангами разной длины и смонтирована на вертикальной боковой раме, а у поворотных штанг, движущих стрелу, центры вращения поворотных штанг в верхней части смещены относительно друг друга по вертикали.

На фиг. 1, 5 изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 - вид А вибромолота, а на фиг. 3, 4 - разрезы А-А и Б-Б вибровозбудителя.

Самоходная тележка содержит боковую раму 1, к верхней части которой шарнирно крепятся штанги 3, имеющие возможность перемещать стрелу 2 по ходу тележки.

На конце стрелы 2 смонтирован вибромолот 6, который конструктивно использует поворотную балку 11, шарнир 14, который выполнен на стреле 2. Применение поворотной балки позволило разместить по горизонтали на ней отдельно узлы вибромолота - боек 10, вибровозбудитель направленных колебаний 7, пружину и/или пружины 15, карданный вал 9 и гидромотор 8.

Стрела 2 содержит также на своем свободном конце втулку 13, в которой подвижно по вертикали крепится пика 12, которая служит наковальней бойка 10.

Шарнирная система выдвижения рабочего органа (вибромолота 6 и пики 12) в зону разрушения корки электролита содержит кроме стрелы 2 и двух штанг 3 еще гидроцилиндр 4, который, воздействуя на переднюю штангу 3, перемещает стрелу 2 с рабочим органом по горизонтали и гидроцилиндр 5, смонтированный в задней штанге 3, регулирующий их положение по вертикали.

Задняя часть стрелы 2 содержит гидроцилиндр 16, позволяющий поворачивать стрелу 2 вокруг своей оси.

Во время работы самоходная тележка, перемещаясь в корпусе электролиза алюминия, располагается параллельно торцу электролизера. Горизонтальная стрела 2 с помощью гидроцилиндра 4 выдвигает вибромолот 6 с пикой 12 над обрабатываемой поверхностью. Гидроцилиндр 5 прижимает конец стрелы 2 к корке электролита, при этом подвижная пика 12 перемещается по отношению к втулке 13 вверх. Между верхней частью пики 12 и бойком 10 образуется зазор, на который настроен вибромолот 6.

При включении гидромолота 8 вибровозбудитель 7 начинает совершать колебательные движения по вертикали. Боек 10 ударяет по подвижной пике 12, которая разрушает корку электролита.

В процессе работы вибромолот 6 может перемещаться посредством шарнирной системы 2, 3, 4 и 5 в сторону тележки или наоборот. По окончании работы стрела 2 перемещается в крайнее заднее положение с помощью гидроцилиндра 4, а гидроцилиндр 5 поднимает вибромолот 6 в крайнее верхнее положение.

Существенным отличием данного устройства от существующих является то, что шарнирная система подачи рабочего органа в зону разрушения корки электролита полностью ликвидирует вредное воздействие вибрации;

применение поворотной балки позволило отказаться от традиционного расположения узлов вибромолота по вертикали (наковальня, боек-штанги, направляющие, упругие элементы - вибровозбудитель, привод вибровозбудителя), в результате габаритные размеры рабочего органа (вибромолот вместе с пикой) уменьшились по высоте до 550 мм, ширине до 240 мм при расчетной энергии удара вибромолота 300 Дж;

применение гидропривода вибромолота позволило добиться автономности устройства, т. е. независимости от магистралей сжатого воздуха и электроэнергии;

боковое расположение рамы с выдвижением рабочего органа вперед от водителя способствует лучшему обзору, уменьшает габаритные размеры по ширине, повышает маневренность устройства в работе и в транспортном положении;

поворотные штанги со смещенными центрами вращения по вертикали (неправильный параллелограмм), двигающие стрелу, создают устойчивое положение рабочего органа при его выдвижении по горизонтали, что удобно для водителя.

Во втором варианте (способе) использования трансмиссионного пружинного вибромолота 6 в качестве отбойного приспособления поворотная балка 11 не используется, но для уменьшения габаритных размеров вибромолота 6 по вертикали элементы упругой связи вибровозбудителя 7 и пики 12 размещены в корпусе вибровозбудителя 7.

На фиг. 5 изображено устройство с предлагаемой конструкцией вибромолота 6.

Фиг. 2 поясняет конструктивное расположение узлов и деталей этого вибромолота.

При вращении валов двухвального вибровозбудителя 7 с дебалансами 17 корпус вибровозбудителя 24 начинает совершать колебательные движения и при этом боек 10 ударяет по подвижной пике 12, которая разрушает корку электролита. Упругая связь между вибровозбудителем 7 и пикой 12 осуществляется пружинами 18, которые поочередно сжимаются и, которые фиксируются в корпусе вибровозбудителя 24 с помощью штанг 19, втулок 20, стопорного устройства (стопорного кольца 21 и шайбы 22) и верхней крышки 23 вибровозбудителя 7.

Предлагаемое устройство прошло промышленное испытание в корпусе электролиза алюминия и изготавливается серийно.