уплотнение вывода катодных стержней алюминиевого электролизера

Формула изобретения

Уплотнение вывода катодных стержней алюминиевого электролизера, включающее катодный кожух с окнами для пропуска катодных стержней, отличающееся тем, что оно содержит сильфон и расположенную с внутренней стороны окна пластину с отверстием, причем сильфон одним своим концом герметично соединен с катодным стержнем, другим с катодным кожухом, а пластина с отверстием надета на катодный стержень с возможностью перемещения вдоль его оси и перекрывания окна.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электролитическому получению алюминия, в частности к катодным устройствам электролизеров для получения алюминия, а именно к уплотнениям вывода катодных стержней.

Известно уплотнение вывода катодных стержней алюминиевого электролизера (Авторское свидетельство СССР №865992, МПК С 25 С 3/16, 1981), содержащее сужающийся в направлении от кожуха патрубок, присоединенный к катодному кожуху, упорное кольцо, присоединенное к наружному торцу патрубка, уплотняющую набивку, катодный стержень, фланец, присоединенный к катодному стержню, и слой глинозема.

Недостатком этого уплотнения является то, что уплотняющая набивка и слой глинозема являются газопроницаемыми. Также в период обжига и пуска алюминиевого электролизера и в процессе работы в результате термического расширения катодный стержень перемешается вдоль своей оси, а в результате натриевого расширения углеродистой части футеровки катодный стержень перемещается поперек своей оси. Это приводит к нарушению герметичности уплотнения вследствие неспособности уплотняющей набивки компенсировать поперечное перемещение катодного стержня и износа при его осевом перемещении. Воздух проникает через уплотняющую набивку, слой глинозема и нарушает герметичность боковой угольной футеровки, окисляет и разрушает ее. Это снижает срок службы алюминиевого электролизера, довольно часто служит причиной прорыва и вытекания расплава через прорезанные в продольных стенках катодного кожуха окна для пропуска катодных стержней. Кроме того, следует отметить трудоемкость и продолжительность выполнения монтажных работ, связанных с заполнением заделки свободного пространства вокруг катодного стержня.

Наиболее близким к заявленному изобретению по совокупности существенных признаков и достигаемому результату является уплотнение вывода катодных стержней алюминиевого электролизера (патент РФ №2108414, МПК С 25 С 3/08, 1998), содержащее уплотняющую заделку вокруг катодного стержня, металлический короб с двумя отверстиями, присоединенный к катодному кожуху с окнами для пропуска катодных стержней, слой материала, обеспечивающего скольжение катодного стержня относительно уплотняющей заделки.

Недостатком этого уплотнения является то, что в период обжига и пуска алюминиевого электролизера и в процессе работы в результате термического расширения катодный стержень перемещается вдоль своей оси, а в результате натриевого расширения углеродистой части футеровки катодный стержень перемещается поперек своей оси. Поскольку катодный стержень является прокатом, его поверхность имеет неровности. В результате осевого перемещения между катодным стержнем и отвердевшей уплотняющей заделкой образуются зазоры. В результате поперечного перемещения катодного стержня происходит разрушение отвердевшей уплотняющей заделки. Воздух проникает через образовавшиеся зазоры к боковой угольной футеровке, окисляет и разрушает ее. Это снижает срок службы алюминиевого электролизера, довольно часто служит причиной прорыва и вытекания расплава через прорезанные в продольных стенках катодного кожуха окна для пропуска катодных стержней. Кроме того, следует отметить трудоемкость и продолжительность выполнения монтажных работ, связанных с заполнением заделкой свободного пространства вокруг катодного стержня.

Задача изобретения - увеличение срока службы алюминиевого электролизера, снижение трудоемкости выполнения монтажных работ.

Техническим результатом изобретения является создание абсолютно герметичного уплотнения вывода катодных стержней алюминиевого электролизера при любых перемещениях катодных стержней в процессе работы алюминиевого электролизера за счет сохранения соединения сильфона при перемещении катодного стержня.

Технический результат достигается за счет того, что уплотнение вывода катодных стержней алюминиевого электролизера, включающее катодный кожух с окнами для пропуска катодных стержней, содержит сильфон и расположенную с внутренней стороны окна пластину с отверстием, причем сильфон одним своим концом герметично соединен с катодным стержнем, другим - с катодным кожухом, а пластина с отверстием надета на катодный стержень с возможностью перемещения вдоль оси стержня и перекрывания окна.

Сопоставительный анализ признаков заявляемого решения и признаков аналога и прототипа свидетельствует о соответствии решения критериям «новизна» и «существенные отличия».

На чертеже изображено уплотнение вывода катодных стержней алюминиевого электролизера.

Уплотнение вывода катодных стержней алюминиевого электролизера состоит из катодного кожуха с окнами 1 для пропуска катодного стержня 2, сильфона 3, пластины с отверстием 4. Сильфон 3 надет на катодный стержень 2 и одним своим концом герметично соединен с ним, а другим герметично соединен с катодным кожухом с окнами для пропуска катодных стержней 1. Пластина с отверстием 4 надета на катодный стержень 2 с возможностью перемещения вдоль его оси и расположена с внутренней стороны окна для пропуска катодных стержней катодного кожуха 1, перекрывая его.

Устройство работает следующим образом. В период обжига и пуска алюминиевого электролизера и в процессе работы в результате термического расширения катодный стержень 2 перемещается вдоль своей оси, а в результате натриевого расширения углеродистой части футеровки катодный стержень 2 перемещается поперек своей оси. Вместе с катодным стержнем 2 перемещается один из концов сильфона 3, герметично соединенный с катодным стержнем 2. Второй конец сильфона 3 герметично соединен с катодным кожухом с окнами для пропуска катодных стержней 1 и остается неподвижным. Сильфон 3 при перемещениях катодного стержня 2 растягивается и изгибается в пределах упругой деформации, герметично закрывая зазор между катодным стержнем 2 и окном для пропуска катодных стержней катодного кожуха 1. Пластина с отверстием 4 не дает сыпучей части футеровки проникать в полость между катодным стержнем 2 и сильфоном 3.

Предлагаемое уплотнение вывода катодных стержней позволяет повысить срок службы алюминиевого электролиза и устранить протечки расплава через окна для пропуска катодных стержней.