Уплотнитель анодной штанги электролизера для производства алюминия

Уплотнитель анодной штанги электролизера для производства алюминия

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к производству алюминия электролизом расплавленных солей в электролизерах всех типов, оснащенных укрытиями для улавливания газов, выделяющихся в процессе электролиза.

Известно укрытие электролизера для получения алюминия (SU, авторское свидетельство №1388463, С25С 3/22, 1988), содержащее горизонтальные площадки с проемами для прохода анодных штанг, расположенные в верхней части, съемные створки, расположенные с боков и опирающееся верхними сторонами на горизонтальные площадки, снабженное замкнутыми полыми элементами, расположенными по периметру проемов в горизонтальных площадках и по периметру съемных створок, выполненными с отверстиями, расположенными на стенках, обращенных к анодным штангам и соседним створкам, патрубками, соединяющими элементы горизонтальных площадок и съемных створок. Герметизация укрытия основана на создании воздушных уплотнений в зазорах. Воздушные уплотнения создаются за счет непрерывной подачи воздуха в места стыков боковых граней наклонных створок друг с другом и в проемы горизонтальных площадок, предназначенных для пропуска анодных штанг.

Недостатком изобретения является то, что для создания герметичного укрытия необходимо осуществить установку специальных вентиляторов и прокладку воздушных магистралей в вышеперечисленных местах. Кроме того, необходимо обеспечить постоянную подачу воздуха в укрытие электролизера. Это все приводит к увеличению себестоимости полученного алюминия.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является уплотнение анодных штанг, выполненное на укрытии алюминиевого электролизера, содержащем горизонтальные площадки на газосборном колоколе с проемами для монтажа анодных штанг, и прикрепленными по периметру проема или его части прижимными пластинами с гибким уплотняющим элементом, предназначенными для перекрытия всего зазора или его части, между внутренней поверхностью проема и анодной штангой (WO 2004/035872, А1). Это способствует эффективному улавливанию газов, особенно в межоперационный период работы электролизера.

Недостатками уплотнителя является то, что прижимная пластина с гибким уплотняющим элементом довольно плотно примыкает к анодной штанге, и при замене анода возникают трудности в установке анодной штанги в проем горизонтальной площадки, оборудованной данным уплотнением, в результате чего происходит повреждение гибкого уплотняющего элемента. Также следует отметить трудоемкость изготовления данного вида уплотнения.

Задача изобретения - повышение герметичности укрытия, улучшение условий труда на рабочей площадке и обеспечение беспрепятственной установки анодной штанги в проем горизонтальной площадки, оборудованной уплотнением, при замене анода.

Поставленная задача решается тем, что в конструкции уплотнителя анодной штанги электролизера для производства алюминия, оборудованного газосборным укрытием с горизонтальной площадкой с проемами для монтажа анодных штанг, включающем прижимные пластины для окружения всего периметра анодной штанги или ее части, снабженные расположенным между ними по их контуру или его части гибким уплотняющим элементом для перекрытия всего зазора или его части между внутренней поверхностью проема и анодной штангой, согласно заявляемому изобретению прижимные пластины установлены на горизонтальной площадке и выполнены из двух частей, по меньшей мере, одна из которых имеет возможность поворота в вертикальной плоскости.

Изобретение дополняют частные отличительные признаки, направленные также на решение поставленной задачи.

Две части прижимных пластин имеют возможность поворота в вертикальной плоскости в противоположных направлениях.

Гибкий уплотняющий элемент выполнен в виде многослойного текстильного материала с горизонтальным расположением слоев.

Гибкий уплотняющий элемент выполнен в виде пучка упругих металлических и/или неметаллических проволочек.

Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что делает возможным сделать вывод о соответствии критерию «изобретательский уровень».

Сущность изобретения поясняется графическим материалом, где:

на фиг.1 изображен общий вид укрытия электролизера для производства алюминия; на фиг.2 - уплотнитель анодной штанги в открытом состоянии; на фиг.3 - уплотнитель в рабочем состоянии; на фиг.4 - разрез уплотнителя анодной штанги.

Конструкция уплотнителя анодной штанги на укрытии алюминиевого электролизера включает балку-коллектор 1 с горизонтальной площадкой 2, снабженной проемами 3, предназначенными для монтажа анодных штанг 4, закрепляемых на анодной шине 5 посредством зажимов 6, наклонные створки 7, закрывающие рабочие проемы на продольных сторонах электролизерах, уплотнитель 8 зазора анодной штанги 4. В горизонтальной площадке 2, являющейся элементом жесткости балки-коллектора 1 и дополнительно служащей верхним элементом укрытия рабочего пространства электролизера, расположены квадратные или прямоугольные проемы 3, предназначенные для пропуска анодных штанг анодов 4. Размеры проемов 3 несколько больше сечения штанги 4 для предотвращения замыкания анодной штанги 4 с горизонтальной площадкой 2 балки-коллектора 1, а также для облегчения установки анодной штанги 4 в проем 3 при замене анода. Таким образом, между поверхностью анодной штанги 4 и внутренними гранями проема 3 образуются зазоры, через которые идет подсос воздуха в укрытие алюминиевого электролизера. Уплотнитель 8 анодной штанги 4 предназначен для герметизации зазора вокруг анодной штанги 4 в местах ее прохождения через горизонтальную площадку 2 балки-коллектора 1.

Уплотнитель 8 конструктивно выполнен из двух подвижных частей 9, каждая из которых содержит верхнюю 10 и нижнюю 11 прижимные пластины. Между прижимными пластинами уложен в один или несколько слоев гибкий уплотняющий элемент 12 (например, из стеклоткани или термостойкой ткани ARMATEX или из пучка упругих металлических или неметаллических щетинок (например, нержавеющей стали)). Прижимные пластины 10, 11 и гибкий уплотняющий элемент 12 плотно стянуты между собой несколькими винтами 13. Крепление подвижных частей 9 на горизонтальной площадке 2 балки-коллектора 1 осуществляется с помощью проушин 14 и 15, из которых проушины 14 приварены к коллектору, а проушины 15 - к верхним пластинам подвижных частей 9. Проушины 14, 15 соединены между собой с помощью осей 16, шайб 17 и шплинтов 18.

Таким образом, каждая из подвижных частей 9 установлена на горизонтальной площадке 2 балки-коллектора 1 с возможностью поворота в вертикальной плоскости вокруг осей 16, в противоположных направлениях относительно проема 3. В частном случае выполнения изобретения одна из подвижных частей 9 жестко закрепляется на горизонтальной площадке 2 балки-коллектора 1, например, при помощи сварки (не показано).

При сборке горизонтальные слои гибкого уплотняющего элемента 12 укладывают и закрепляют так, чтобы их выступание за пределы верхней 10 и нижней 11 прижимных пластин позволяло в любом случае перекрыть зазор величиной 10-12 мм, имеющийся между проемом 3 в горизонтальной площадке 2 балки-коллектора 1 и поверхностями анодной штанги 4.

Для этого выступание должно составлять примерно 0,08-0,2 ширины проема 3 в горизонтальной площадке 2 балки-коллектора 1. Так, если проем 3 составляет 160 мм, то выступание гибкого уплотняющего элемента 12 в обеих подвижных частях 9 должно находиться в пределах 15-30 мм. Это позволит перекрывать зазоры при любых смещениях анодной штанги 4 относительно оси проема выреза 3 в горизонтальной площадке 2 балки-коллектора 1.

Если ширина проема 3 больше, в случае применения анодной штанги 4 больших размеров, то и величины выступания будут больше.

Устройство работает следующим образом.

Перед заменой анода обе подвижные части 9 уплотнителя 8 поворачиваются в вертикальной плоскости в противоположных направлениях относительно проема 3, позволяя беспрепятственно произвести выемку анодной штанги 4 из проема 3 горизонтальной площадки 2 и исключить повреждение гибкого уплотняющего элемента 12.

После установки нового анода подвижные части 9 уплотнителя 8 возвращают в горизонтальное положение, при этом гибкие уплотняющие элементы 12 подвижных частей 9 при встрече с боковыми поверхностями анодной штанги 4 подгибаются и плотно закрывают зазор вокруг анодной штанги 4, обхватывая анодную штангу. При открывании подвижных частей 9 слои гибких уплотняющих элементов 11 возвращаются в горизонтальное положение за счет собственной упругости многих слоев.

Таким образом, предлагаемая конструкция позволяет в любом случае загерметизировать укрытие электролизера вокруг анодных штанг и исключить выбросы газов наружу, в зону обслуживания электролизера на горизонтальной площадке балки-коллектора.

Использование данного уплотнителя позволит повысить герметичность укрытия и безопасность проведения работ при замене анода.

1. Уплотнитель анодной штанги электролизера для производства алюминия, оборудованного газосборным укрытием с горизонтальной площадкой с проемами для монтажа анодных штанг, включающий прижимные пластины для окружения всего периметра анодной штанги или ее части, снабженные расположенным между ними по их контуру или его части гибким уплотняющим элементом для перекрытия всего зазора или его части между внутренней поверхностью проема и анодной штангой, отличающийся тем, что прижимные пластины установлены на горизонтальной площадке и выполнены из двух частей, по меньшей мере одна из которых имеет возможность поворота в вертикальной плоскости.

2. Уплотнитель по п.1, отличающийся тем, что две части прижимных пластин имеют возможность поворота в вертикальной плоскости в противоположных направлениях.

3. Уплотнитель по п.1, отличающийся тем, что гибкий уплотняющий элемент выполнен в виде многослойного текстильного материала с горизонтальным расположением слоев.

4. Уплотнитель по п.1, отличающийся тем, что гибкий уплотняющий элемент выполнен в виде пучка упругих металлических и/или неметаллических проволочек.