CA2512745C - Servicing machine for electrolysis cells for producing aluminium - Google Patents
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Abstract
L'invention a pour objet un dispositif de liaison mécanique et électrique rotatif (100) entre un module de transport (6) et des organes de manutention et d'intervention d'une usine de production d'aluminium par électrolyse ignée, caractérisé en ce qu'il comprend un châssis dit "fixe" (101) muni d'un moyeu (102), un manchon (121) entourant le moyeu (102) et apte à tourner autour de celui-ci, un premier (110) et un deuxième (120) châssis dits "rotatifs" aptes à tourner autour du manchon (121), des contacts électriques glissants rotatifs (113, 114) entre les châssis et des systèmes d'entraînement (140, 141, 142, 150, 151, 152) pour provoquer la rotation des châssis les uns par rapport aux autres autour d'un axe commun (103). Le dispositif de liaison selon l'invention permet une rotation angulairement illimitée entre les trois châssis, tout en assurant une liaison électrique permanente entre ceux-ci.The invention relates to a rotary mechanical and electrical connection device (100) between a transport module (6) and handling and intervention members of a plant for the production of aluminum by igneous electrolysis, characterized in that that it comprises a so-called "fixed" frame (101) provided with a hub (102), a sleeve (121) surrounding the hub (102) and able to rotate around the latter, a first (110) and a second (120) so-called "rotary" frames capable of rotating around the sleeve (121), of the rotary sliding electrical contacts (113, 114) between the frames and of the drive systems (140, 141, 142, 150, 151, 152 ) to cause the frames to rotate relative to each other about a common axis (103). The connection device according to the invention allows an angularly unlimited rotation between the three frames, while ensuring a permanent electrical connection between them.
Description
MACHINE DE SERVICE DE CELLULES D'ELECTROLYSE POUR LA
PRODUCTION D'ALUMINIUM
Domaine de l'invention L'invention concerne la production d'aluminium par électrolyse ignée selon le procédé de Hall-Héroult. Elle concerne plus particulièrement les machines de service sur pont roulant utilisées dans les usines de production d'aluminium.
Etat de la technique L'aluminium métal est produit industriellement par électrolyse ignée, à savoir par électrolyse de l'alumine en solution dans un bain de cryolithe fondue, appelé
bain d'électrolyte, selon le procédé bien connu de Hall-Héroult. Le bain d'électrolyte est contenu dans des cuves, dites « cuves d'électrolyse », comprenant un caisson en acier, qui est revêtu intérieurement de matériaux réfractaires et/ou isolants, et un ensemble cathodique situé au fond de la cuve. Des anodes en matériau carboné
sont partiellement immergées dans le bain d'électrolyte. L'ensemble formé par une cuve d'électrolyse, ses anodes et le bain d'électrolyte est appelé une cellule d'électrolyse.
Les usines contiennent un grand nombre de cellules d'électrolyse disposées en ligne, dans des bâtiments appelés halls ou salles d'électrolyse, et raccordées électriquement en série à l'aide de conducteurs de liaison, de façon à optimiser (occupation au sol des usines. Les cellules sont généralement disposées de manière à former deux ou plusieurs files parallèles qui sont électriquement liées entre elles par des conducteurs d'extrémité. Le courant d'électrolyse passe ainsi en cascade d'une cellule à
la suivante.
En fonctionnement, une usine d'électrolyse nécessite des interventions sur les cellules d'électrolyse parmi lesquelles figurent, notamment, le remplacement des anodes usées par des anodes neuves, le prélèvement de métal liquide des cellules et les ELECTROLYSIS CELL SERVICE MACHINE FOR
ALUMINUM PRODUCTION
Field of the invention The invention relates to the production of aluminum by igneous electrolysis according to Hall-Héroult process. It concerns more particularly the machines of service overhead crane used in aluminum production plants.
State of the art Aluminum metal is produced industrially by igneous electrolysis, namely by electrolysis of the alumina in solution in a molten cryolite bath, called bath electrolyte, according to the well-known Hall-Héroult process. The bath electrolyte is contained in tanks, called "electrolytic cells", comprising a box in steel, which is coated internally with refractory and / or insulating materials, and one cathodic assembly located at the bottom of the tank. Anodes made of carbonaceous material are partially immersed in the electrolyte bath. The whole formed by a tank electrolysis, its anodes and the electrolyte bath is called a cell electrolysis.
Plants contain a large number of electrolysis cells arranged in line, in buildings called halls or electrolysis rooms, and connected electrically in series using connecting conductors, so as to optimize (occupation on the ground factories. The cells are usually arranged to form two or several parallel queues that are electrically linked together by conductors end. The electrolysis current thus cascades from one cell to the next.
In operation, an electrolysis plant requires interventions on the cell electrolysis, including, in particular, the replacement of anodes worn by new anodes, the removal of liquid metal from the cells and the
2 prélèvements ou ajouts d'électrolyte. Afin d'effectuer ces interventions, les usines les plus modernes sont équipées d'une ou plusieurs unités de service comprenant un pont mobile qui peut être translaté au-dessus des cellules d'électrolyse, et le long de celles-ci, et un module de service comprenant un chariot et des organes de manutention et d'intervention (souvent appelés « outils »), tels que des pelles et des palans, et apte à être déplacé sur le pont mobile. Ces unités de service sont souvent appelées "machines de service électrolyse" ou "M.S.E" ("PTA" ou "Pot Tending Assembly" ou "PTM" ou "Pot Tending Machine" en langue anglaise).
Les capacités de mouvement des unités de service connues sont toutefois limitées, notamment à cause des câbles d'alimentation électriques qui ne permettent que des mouvements linéaires ou rotatifs limités.
La demanderesse a donc recherché des unités de service qui permettent d'éviter ces inconvénients tout en restant fiables.
Description de (invention L'invention a pour objet un dispositif de liaison mécanique et électrique rotatif entre un module de transport, typiquement un chariot, et des organes de manutention et d' intervention d'une usine de production d'aluminium par électrolyse ignée, caractérisé en ce qu'il comprend un châssis dit "fixe" muni d'un moyeu ou arbre droit, un manchon entourant le moyeu et apte à tourner autour de celui-ci, un premier et un deuxième châssis dits "rotatifs" aptes à tourner autour du manchon, des contacts électriques glissants rotatifs entre les châssis et des systèmes d'entraînement pour provoquer la rotation des châssis les uns par rapport aux autres autour d'un axe commun.
Plus précisément, le dispositif de liaison mécanique et électrique rotatif selon (invention est caractérisé en ce qu'il comprend - un châssis dit "fixe" comprenant un moyeu ou arbre dit "central" définissant un axe de rotation, 2 samples or additions of electrolyte. In order to carry out these interventions, factories more modern are equipped with one or more service units including a movable bridge that can be translated over the electrolysis cells, and along these, and a service module comprising a trolley and handling and intervention (often called "tools"), such as shovels and hoists, and able to be moved on the moving bridge. These service units are often termed "electrolysis service machines" or "MSE"("PTA" or "Pot Tending Assembly "or" PTM "or" Pot Tending Machine "in English).
However, the movement capabilities of known service units are limited especially because of the power cables that only allow of the limited linear or rotary movements.
The plaintiff has therefore sought service units which make it possible to avoid these disadvantages while remaining reliable.
Description of (invention The subject of the invention is a mechanical and electrical connection device rotating between a transport module, typically a trolley, and handling devices and intervention of an igneous electrolysis aluminum production plant, characterized in that it comprises a so-called "fixed" chassis provided with a hub or straight tree, a sleeve surrounding the hub and able to rotate around it, a first and one second so-called "rotary" chassis able to turn around the sleeve, contacts sliding electric motors between chassis and systems training for cause the chassis to rotate relative to each other around a axis common.
More specifically, the mechanical and rotary electrical connection device according to (invention is characterized in that it comprises a so-called "fixed" chassis comprising a hub or "central" shaft defining a rotation axis,
3 - un manchon entourant ledit moyeu et apte à tourner autour de celui-ci et autour dudit axe de rotation, - un premier châssis dit "rotatif' tournant avec ledit manchon et apte à
tourner autour de Taxe de rotation, - un deuxième châssis dit "rotatif' apte à tourner autour dudit manchon et de l'axe de rotation, - une première pluralité de contacts électriques glissants rotatifs dont un membre, destiné aux raccordements à des conducteurs extérieurs, est fixé au châssis fixe et l'autre membre, destiné aux raccordements à des conducteurs du système susceptibles d'être entraînés en rotation, est fixé au manchon, - une deuxième pluralité de contacts électriques glissants rotatifs dont un membre est fixé au deuxième châssis rotatif et l'autre membre est fixé au manchon, chaque membre étant destiné aux raccordements à des conducteurs du système susceptibles d'être entraînés en rotation, - un premier système d'entraînement apte à provoquer la rotation du premier châssis rotatif autour dudit axe de rotation, - un deuxième système d'entraînement apte à provoquer la rotation du deuxième châssis rotatif autour dudit axe de rotation.
Ainsi, les deux châssis rotatifs et le manchon du dispositif de liaison de (invention sont destinés à tourner autour d'un axe de rotation commun, qui est typiquement vertical en utilisation, et indépendamment l'un de l'autre. La rotation des châssis et du manchon est alors dite "coaxiale". Le manchon est entraîné en rotation par le premier châssis rotatif, typiquement par (intermédiaire d'un moyen mécanique, tel qu'un doigt.
Le dispositif de liaison selon (invention permet une rotation angulairement illimitée entre les trois châssis, tout en assurant une liaison électrique permanente entre ceux-ci. L'indépendance de rotation des châssis augmente le confort et l'efficacité
de l'opérateur. 3 a sleeve surrounding said hub and able to turn around it and around said axis of rotation, a first so-called "rotary" chassis rotating with said sleeve and adapted to turn around Turning Tax, a second so-called "rotary" chassis able to turn around said sleeve and to axis of rotation, a first plurality of rotating sliding electrical contacts, one of which member, for connections to external conductors, is attached to the chassis fixed and the other member, intended for connections to system conductors likely to be rotated, is attached to the sleeve, a second plurality of rotating sliding electrical contacts, one of which member is attached to the second rotating frame and the other member is attached to the sleeve, each Member being intended for connection to system conductors likely to be trained in rotation, a first drive system capable of causing the rotation of the first frame rotatable about said axis of rotation, a second drive system capable of causing rotation of the second frame rotating about said axis of rotation.
Thus, the two rotary frames and the sleeve of the connecting device of (invention are intended to rotate around a common axis of rotation, which is typically vertical in use, and independently of one another. The rotation of chassis and sleeve is then called "coaxial". The sleeve is rotated by the first rotary frame, typically by means of a mechanical means, such one finger.
The connection device according to (invention allows an angular rotation unlimited between the three frames, while ensuring a permanent electrical connection between those this. Chassis rotation independence increases comfort and efficiency of the operator.
4 L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description détaillée d'un mode de réalisation préféré de celle-ci qui est exposé ci-dessous et qui est illustré
à l'aide des figures annexées.
La figure 1 illustre une salle d'électrolyse typique, vue en section, destinée à la production d'aluminium et comprenant une unité de service représentée de manière schématique.
La figure 2 illustre, de manière schématique et en vue de côté, un module de service d'une usine de production d'aluminium par électrolyse ignée selon l'invention.
La figure 3 illustre un dispositif de liaison selon (invention, vue en section.
Les usines d'électrolyse destinées à la production d'aluminium comprennent une zone de production d'aluminium liquide qui comprend une ou plusieurs salles d'électrolyse (1 ). Tel qu' illustré à la figure 1, chaque salle d'électrolyse ( 1 ) comporte des cellules d'électrolyse (2) et au moins une "unité de service" ou "machine de service" (3). Les cellules d'électrolyse (2) sont normalement disposées en rangées ou files (typiquement côte-à-côte ou téte-à-tête), chaque rangée ou file comportant typiquement plus d'une centaine de cellules. Lesdites cellules (2) comprennent une série d'anodes (21) munies d'une tige métallique (22) destinée à la fixation et au raccordement électrique des anodes à un cadre anodique métallique (non illustré).
L'unité de service (3) sert à effectuer des opérations sur les cellules (2) telles que les changements d' anode ou le remplissage des trémies d' alimentation en bain broyé et en A1F3 des cellules d'électrolyse. Elle peut également servir à
manutentionner des charges diverses, telles que des éléments de cuve, des poches de métal liquide ou des anodes.
L'unité de service (3) comprend un pont mobile (4) qui peut être translaté au-dessus des cellules d'électrolyse (2), et le long de celles-ci, et un module de service (5) comprenant un chariot mobile (6) apte à être déplacé sur le pont mobile (4) et plusieurs organes de manutention et d'intervention (7, 8, 9, 10, 11), tels que des outils (pelles, clés, piqueurs,...) et des cabines de commande.
Le pont mobile (4) repose et circule sur des chemins de roulement (30, 30') disposés 4 The invention will be better understood by means of the detailed description of a mode of preferred embodiment thereof which is set forth below and which is illustrated using annexed figures.
FIG. 1 illustrates a typical electrolysis room, seen in section, intended to to the aluminum production and comprising a service unit represented by way schematic.
FIG. 2 schematically illustrates, in side view, a module of FIG.
service of an igneous electrolysis aluminum production plant according to the invention.
FIG. 3 illustrates a connection device according to (invention, view in section.
Electrolysis plants for aluminum production include a liquid aluminum production area that includes one or more rooms electrolysis (1). As illustrated in Figure 1, each electrolysis room (1) has electrolysis cells (2) and at least one "service unit" or "machine"
of "(3) Electrolysis cells (2) are normally arranged in rows or queues (typically side-by-side or head-to-head), each row or line comprising typically more than a hundred cells. Said cells (2) comprise a series of anodes (21) provided with a metal rod (22) for fixing and electrical connection of the anodes to a metal anode frame (no illustrated).
The service unit (3) is used to perform operations on the cells (2) such as anode changes or filling of bath feed hoppers crushed and in A1F3 electrolysis cells. It can also be used to handle various fillers, such as tank elements, pockets of liquid metal or some anodes.
The service unit (3) comprises a movable bridge (4) which can be translated above electrolysis cells (2), and along them, and a module of service (5) comprising a movable carriage (6) movable on the movable bridge (4) and several handling and intervention devices (7, 8, 9, 10, 11), such as of the tools (shovels, keys, biters, ...) and control cabins.
The movable bridge (4) rests and circulates on raceways (30, 30 ') willing
5 parallèlement l'un à l'autre et à l'axe principal du hall (et de la file de cellules). Le pont mobile (4) peut ainsi étre déplacé le long de la salle d'électrolyse (1).
Selon l'invention, le dispositif de liaison mécanique et électrique rotatif (100) entre un module de transport, typiquement un chariot, (6) et des organes de manutention et d'intervention (7, 8, 9, 10, 11) d'une usine de production d'aluminium par électrolyse ignée, est caractérisé en ce qu'il comprend - un châssis dit "fixe" (101) destiné à être fixé audit module de transport 5 parallel to each other and to the main axis of the hall (and the line of cells). The moving bridge (4) can thus be moved along the electrolysis room (1).
According to the invention, the mechanical and rotary electrical connection device (100) between a transport module, typically a carriage, (6) and handling and intervention (7, 8, 9, 10, 11) of an aluminum production plant electrolysis is characterized in that it comprises a "fixed" frame (101) intended to be fixed to said transport module
(6) et comprenant un moyeu (102) définissant un axe de rotation (103), lequel axe est typiquement perpendiculaire au plan principal dudit châssis fixe;
- un manchon ( 121 ) entourant ledit moyeu ( 102) et apte à tourner autour dudit moyeu (102) et autour dudit axe de rotation (103), - un premier châssis dit "rotatif' (110) apte à tourner autour dudit axe de rotation (103) et à entraîner ledit manchon (121) en rotation, et destiné à porter au moins un organe de manutention et d'intervention (7, 8, 9, 10, 11 );
- un deuxième châssis dit "rotatif' (120) apte à tourner autour dudit manchon (121) et dudit axe de rotation (103), et destiné à porter au moins un organe de manutention et d'intervention (7, 8, 9, 10, 11 );
- une première pluralité de contacts électriques glissants rotatifs (113) comportant chacun au moins un premier membre (1131) fixé au châssis fixe (101) et raccordé à
au moins un conducteur extérieur (117), et au moins un deuxième membre (1132) fixé au manchon ( 121 ) et raccordé à au moins un conducteur de distribution ( 118, 1181, 1182);
- une deuxième pluralité de contacts électriques glissants rotatifs (114) comportant chacun au moins un premier membre (1141) fixé au deuxième châssis rotatif (120) et raccordé à au moins un conducteur de distribution (119), et au moins un deuxième membre (1142) fixé au manchon (121) et raccordé à au moins un conducteur de distribution (1181, 1182);
- un premier système d'entrainement (140, 141, 142) apte à provoquer la rotation du premier châssis rotatif (110) autour dudit axe (103);
- un deuxième système d'entraînement (150, 151, 152) apte à provoquer la rotation du deuxième châssis rotatif (120) autour dudit axe (103).
Le moyeu (102) est bloqué en rotation par rapport au châssis fixe (101). En utilisation, le châssis fixe (101) est typiquement~au-dessus des châssis rotatifs (110, 120). L'axe de rotation (103) est normalement sensiblement vertical.
Le premier châssis rotatif ( 110) tourne avec le manchon ( 121 ) et (entraîne en rotation typiquement par un moyen mécanique (123) tel qu'un doigt.
Lesdites pluralités de contacts électriques glissants rotatifs (113, 114) comprennent typiquement des bagues ou des pistes fixées au manchon (121) et des balais ou des frotteurs fixés aux châssis (101, 120). Le nombre de contacts électriques glissants rotatifs est typiquement de quelques dizaines à plusieurs dizaines. Ils permettent notamment de transférer des signaux de contrôle et de la puissance électrique.
Lesdites pluralités de contacts électriques (113, 114) sont avantageusement protégées par un caisson (115, 116). Les châssis (101, 110, 120) comprennent typiquement des ouvertures pour faire passer lesdits conducteurs extérieurs et de distribution.
Les conducteurs extérieurs (117) sont normalement fixes par rapport au châssis fixe.
Les conducteurs de distribution (118, 1181, 1182, 119) sont des conducteurs électriques du dispositif de liaison qui sont susceptibles d'étre entraînés par la rotation des châssis rotatifs (110, 120). Les conducteurs de distribution comprennent une première série de conducteurs (118, 1181, 1182) qui sont normalement fixes par rapport au manchon (121) et au premier châssis rotatif (110), et une deuxième série de conducteurs (119) qui sont normalement fixes par rapport au deuxième châssis rotatif (120).
Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, le dispositif de liaison (100) comprend en outre (6) and comprising a hub (102) defining an axis of rotation (103), which axis is typically perpendicular to the main plane of said fixed frame;
a sleeve (121) surrounding said hub (102) and able to turn around said hub (102) and about said axis of rotation (103), a first so-called "rotary" chassis (110) able to rotate about said axis of rotation (103) and to drive said sleeve (121) in rotation, and intended to carry to minus one handling and intervention member (7, 8, 9, 10, 11);
a second so-called "rotary" chassis (120) able to turn around said sleeve (121) and said axis of rotation (103), and intended to carry at least one handling and intervention (7, 8, 9, 10, 11);
a first plurality of rotating sliding electrical contacts (113) comprising each at least one first member (1131) attached to the fixed frame (101) and connected to at least one outer conductor (117), and at least one second member (1132) attached to the sleeve (121) and connected to at least one distribution conductor ( 118, 1181, 1182);
a second plurality of rotating sliding electrical contacts (114) comprising each at least one first member (1141) attached to the second rotary frame (120) and connected to at least one distribution conductor (119), and at least one second member (1142) attached to the sleeve (121) and connected to at least one distribution (1181, 1182);
a first drive system (140, 141, 142) capable of causing the rotation of first rotating frame (110) about said axis (103);
a second drive system (150, 151, 152) capable of causing the rotation the second rotating frame (120) about said axis (103).
The hub (102) is locked in rotation relative to the fixed frame (101). In use, the fixed frame (101) is typically ~ above the frame rotary (110, 120). The axis of rotation (103) is normally substantially vertical.
The first rotary frame (110) rotates with the sleeve (121) and (drives in rotation typically by mechanical means (123) such as a finger.
Said pluralities of rotating sliding electrical contacts (113, 114) include typically rings or tracks attached to the sleeve (121) and brooms or of the wipers attached to the frames (101, 120). The number of electrical contacts slippery rotary is typically from a few tens to several tens. They allow in particular to transfer control signals and electrical power.
Said pluralities of electrical contacts (113, 114) are advantageously protected by a box (115, 116). The frames (101, 110, 120) typically comprise of the openings for passing said outer conductors and distribution.
The outer conductors (117) are normally fixed relative to the frame fixed.
The distribution conductors (118, 1181, 1182, 119) are conductors electrical devices of the connecting device which are likely to be over there rotation of the rotary frames (110, 120). Distribution conductors include a first series of conductors (118, 1181, 1182) which are normally fixed by relative to the sleeve (121) and the first rotary frame (110), and a second series of conductors (119) which are normally fixed in relation to the second frame rotary (120).
In an advantageous embodiment of the invention, the device for bonding (100) furthermore includes
7 - un premier palier annulaire (111) entre le châssis fixe (101) et le premier châssis rotatif (110) apte à permettre la rotation éntre ces deux châssis autour de Taxe de rotation ( 103 );
- un deuxième palier annulaire (112) entre le premier châssis rotatif (110) et le deuxième châssis rotatif (120) apte à permettre la rotation entre ces deux châssis autour de Taxe de rotation (103).
Les paliers annulaires (111, 112) sont typiquement des paliers à roulement, tels que des couronnes à rouleaux.
Le dispositif de liaison (100) selon (invention comprend avantageusement un ou des moyens d'assemblage pour maintenir lesdits châssis (101, 110, 120) dans une position axiale déterminée. Ces moyens d'assemblages peuvent être en tout ou partie intégrés aux paliers annulaires (111, 112).
Les systèmes d'entraînement (140, 141, 142, 150, 151, 152) comprennent typiquement un moteur ( 140, 150), un pignon ( 141, 151 ) et une couronne dentée (142) au une roue dentée (152). Le moteur (140, 150) et la couronne (142, 152) peuvent être fixés respectivement au châssis fixe (101) et à l'un des châssis rotatifs (110, 120), ou inversement. Le moteur (140, 150) peut être fixé au châssis rotatif ou fixe par un moyen mécanique tel qu'un bras (153).
Selon une autre variante passible de (invention, les systèmes d'entraînement (140, 141, 142, 150, 151, 152) peuvent comprendre un ou des galets d'entraînement par adhérence et au moins une piste.
Le dispositif de liaison (100) comprend avantageusement des paliers annulaires complémentaires (160, 161, 162, 163, 164) entre le manchon (121) et le châssis fixe (101), éventuellement par (intermédiaire du moyeu (102) - tel qu'illustré à la figure 3 - et/ou des paliers annulaires complémentaires (170, 171) entre le manchon (121) et le deuxième châssis rotatif (120). Ces paliers complémentaires permettent d'éviter les déplacements latëraux des éléments rotatifs (110, 120, 121).
Selon une variante avantageuse de (invention, le dispositif de liaison comporte également des moyens de liaison pneumatique et/ou hydraulique rotatifs (130, 131, 132, 133) entre le châssis fixe (101) et au moins un des châssis rotatifs (110, 120), et de préférence les deux, et donc pour au moins une des tourelles. Ces moyens de liaison permettent notamment une alimentation en air comprimé des organes de manutention et d'intervention. Ces moyens comportent avantageusement une cavité
axiale (130) dans (arbre de central (102), des joints tournants étanches (131, 132) et des canalisations complémentaires (133, 134).
Dans un mode de réalisation préféré de l'invention illustré à la figure 3, le premier châssis rotatif (110) se situe entre le châssis fixe (101) et le deuxième châssis rotatif (120). Dans ce mode de réalisation de (invention, le système d'entraînement du deuxième châssis rotatif (120) comporte de préférence une roue dentée (152) fixée au moyeu (102) et un moteur (150) fixé au deuxième châssis rotatif (120) et muni d'un pignon ( 151 ).
L'invention a également pour objet un module de service (5) destiné à étre utilisé
dans une usine de production d'aluminium par électrolyse ignée et comprenant un chariot (6) et des organes de manutention et d'intervention (7, 8, 9, 10, 11), caractérisé en ce qu'il comprend en outre:
- un dispositif de liaison (100) selon l'invention, relié au dit chariot (6) par ledit châssis fixe (101);
- une première tourelle (110') formée par ledit premier châssis rotatif (110) ou reliée au dit premier châssis rotatif (110) et comportant au moins un premier organe de manutention et d'intervention (7, 8, 9, 10, 11 );
- une deuxième tourelle (120') formée par ledit deuxième châssis rotatif (120) ou reliée au dit deuxième châssis rotatif (120) et comportant au moins un deuxième organe de manutention et d'intervention (7, 8, 9, 10, 11 ).
Par exemple, la première tourelle (110') comprend typiquement une cabine de commande (11) et une trémie (10) contenant le produit de couverture des anodes. La _ 9 deuxième tourelle (120') comprend typiquement les différents outils de service des cellules d'électrolyse, tels qu'un dispositif de piquage (8) destiné à casser la croûte d'alumine et de cryolithe qui se forme autour et entre les anodes, une pelle (7) destinée à (enlèvement des éléments solides contenus dans une cellule d'électrolyse au moment d'un changement d'anode et un système de manutention des anodes (9) destiné à (extraction des anodes usées et à la mise en place des anodes neuves.
Le dispositif de liaison (100) est alors typiquement placé de manière à ce que les châssis rotatifs (110, 120) se situent en dessous du châssis fixe (101) lorsque le chariot (6) est en position d'utilisation sur le pont roulant (4).
Le module de service selon (invention permet à (opérateur d'avoir une grande visibilité sur la cellule d'électrolyse et sur les outils ou organes de manutention et d'intervention lors de ses interventions. Il permet également de simplifier la tâche de (opérateur, en lui évitant notamment des rotations angulaires importantes par rapport à son point initial. Il permet en outre d'utiliser un même module dans des salles d'électrolyse distinctes dans lesquelles les cellules d'électrolyse ne sont pas orientées de la même manière.
L'invention a également pour objet une unité de service (3) d'une usine de production d'aluminium par électrolyse ignée comprenant un pont roulant (4) et au moins un module de service (5) selon l'invention.
L'invention a encore pour objet l'utilisation d'un module de service (5) ou d'une unité de service (3) selon (invention pour les interventions sur des cellules d'électrolyse (2) destinées à la production d'aluminium par électrolyse ignée.
Liste des repéres numériques 1 Salle d'électrolyse 2 Cellule d'électrolyse 3 Unité de service 4 Pont roulant Module de service 6 Chariot 7 Pelle 5 8 Dispositif de piquage 9 Systme de manutention des anodes 10 Trmie 11 Cabine de commande 21 Anode 10 22 Tige d'anode 30, 30' Chemins de roulement du pont mobile 100 Dispositif de liaison mcanique et lectrique 101 Chssis fixe 102 Moyeu 103 Axe de rotation du moyeu 110 Premier chssis rotatif 110' Premire tourelle 111 Premier palier annulaire 112 Deuxime palier annulaire 113 Premire pluralit de contacts lectriques glissants rotatifs 114 Deuxime pluralit de contacts lectriques glissants rotatifs 1131, 1141 Premiers membres, dits "extrieurs", de chaque contact lectrique 1132, 1142 Deuximes membres, dits "intrieurs", de chaque contact lectrique 115, 116 Caissons de protection 117 Conducteurs lectriques extrieurs 118, 1181, Conducteurs de distribution 119 Conducteurs de distribution 120 Deuxime chssis rotatif 120' Deuxime tourelle 121 Manchon 122 Corps du joint tournant 123 Moyen d'entranement en rotation 130 Cavit axiale du moyeu 131, 132 Joints tournants tanches 133, 134 Canalisations 140, 150 ~ Moteur d'entranement 141, 151 Pignon 142 Couronne dente 152 Roue dente 153 Bras 160,..., 164 Paliers annulaires complmentaires 170, 171 Paliers annulaires complmentaires 7 a first annular bearing (111) between the fixed frame (101) and the first frame rotary device (110) adapted to allow the rotation between these two frames around Tax of rotation (103);
a second annular bearing (112) between the first rotary frame (110) and the second rotary frame (120) adapted to allow rotation between these two frame around Turning Tax (103).
The annular bearings (111, 112) are typically rolling bearings, such as roller crowns.
The connecting device (100) according to (invention advantageously comprises one or of the joining means for holding said frames (101, 110, 120) in a determined axial position. These assembly means can be in all or part integrated in the annular bearings (111, 112).
Drive systems (140, 141, 142, 150, 151, 152) include typically a motor (140, 150), a pinion (141, 151) and a crown toothed (142) to a toothed wheel (152). The engine (140, 150) and the crown (142, 152) can be fixed respectively to the fixed frame (101) and to one of the frames rotary (110, 120), or vice versa. The motor (140, 150) can be attached to the frame rotary or fixed by a mechanical means such as an arm (153).
According to another variant subject to (invention, the drive systems (140, 141, 142, 150, 151, 152) may comprise one or more drive rollers by adhesion and at least one track.
The connecting device (100) advantageously comprises annular bearings complementary (160, 161, 162, 163, 164) between the sleeve (121) and the frame fixed (101), possibly through (hub) (102) - as shown in FIG.
figure 3 and / or complementary annular bearings (170, 171) between the sleeve (121) and the second rotary frame (120). These complementary bearings allow to avoid lateral movements of the rotating elements (110, 120, 121).
According to an advantageous variant of (invention, the connecting device includes also pneumatic and / or hydraulic rotary connection means (130, 132, 133) between the fixed frame (101) and at least one of the rotary frames (110, 120), and preferably both, and therefore for at least one of the turrets. These means of particularly allow a supply of compressed air to the handling and intervention. These means advantageously comprise a cavity axial (130) in (central shaft (102), sealed rotating joints (131, 132) and complementary lines (133, 134).
In a preferred embodiment of the invention illustrated in FIG.
first rotary frame (110) is between the fixed frame (101) and the second rotating frame (120). In this embodiment of (invention, the drive system of the second rotary frame (120) preferably comprises a toothed wheel (152) fixed at hub (102) and a motor (150) attached to the second rotary frame (120) and provided with a pinion (151).
The invention also relates to a service module (5) intended to be in use in an igneous electrolysis aluminum production plant including a trolley (6) and handling and intervention devices (7, 8, 9, 10, 11), characterized in that it further comprises:
a connecting device (100) according to the invention, connected to said carriage (6) by said fixed frame (101);
a first turret (110 ') formed by said first rotary frame (110) or connected to said first rotary frame (110) and having at least one first member of handling and intervention (7, 8, 9, 10, 11);
a second turret (120 ') formed by said second rotary frame (120) or connected to said second rotary frame (120) and having at least one second handling and intervention member (7, 8, 9, 10, 11).
For example, the first turret (110 ') typically comprises a cabin of control (11) and a hopper (10) containing the cover product of the anodes. The _ 9 second turret (120 ') typically includes the different service tools of the electrolysis cells, such as a quilting device (8) intended to break the crust of alumina and cryolite that forms around and between the anodes, a shovel (7) intended for (removal of solid elements contained in a cell electrolysis at the time of anode change and anode handling system (9) intended for (extraction of spent anodes and placement of anodes new.
The linking device (100) is then typically placed so that the rotary frames (110, 120) are located below the fixed frame (101) when the carriage (6) is in use position on the traveling crane (4).
The service module according to (invention allows (operator to have a large visibility on the electrolysis cell and on the tools or organs of handling and intervention during his interventions. It also simplifies the task of (operator, avoiding in particular significant angular rotations by report at its initial point. It also makes it possible to use the same module in rooms electrolysis cells in which the electrolysis cells are not not oriented in the same way.
The invention also relates to a service unit (3) of a plant of production of igneous electrolysis aluminum comprising an overhead crane (4) and at least a service module (5) according to the invention.
Another subject of the invention is the use of a service module (5) or a service unit (3) according to (invention for interventions on cells electrolysis process (2) for the production of aluminum by igneous electrolysis.
List of numeric references 1 electrolysis room 2 Electrolysis cell 3 Service Unit 4 Overhead crane Service module 6 Trolley 7 Excavator 5 8 Quilting device 9 Anode handling system 10 Trmie 11 Command booth 21 Anode 10 22 Anode rod 30, 30 'Tread patterns of the moving bridge 100 Mechanical and electrical connection device 101 Fixed chassis 102 Hub 103 Axis of rotation of the hub 110 First rotary chassis 110 'First turret 111 First ring bearing 112 Second ring bearing 113 First plurality of sliding electrical contacts rotary 114 Second plurality of sliding electrical contacts rotary 1131, 1141 First members, so-called "outsideers", of each electrical contact 1132, 1142 Second members, so-called "interiors", of each electrical contact 115, 116 Housings for protection 117 Outdoor electrical conductors 118, 1181, Distribution conductors 119 Distribution conductors 120 Second rotary chassis 120 'Second turret 121 Sleeve 122 Rotating joint body 123 Rotational training medium 130 Axial cavity of the hub 131, 132 Rotary joints tench 133, 134 Pipelines 140, 150 ~ Training Engine 141, 151 Pinion 142 Crown dente 152 Wheel gear 153 Arms 160, ..., 164 Additional annular bearings 170, 171 Additional annular bearings
Claims (15)
- un châssis dit fixe destiné à être fixé audit module de transport et comprenant un moyeu définissant un axe de rotation ;
- un manchon entourant ledit moyeu et apte à tourner autour dudit moyeu et autour dudit axe de rotation ;
- un premier châssis dit rotatif apte à tourner autour dudit axe de rotation et à
entraîner ledit manchon en rotation, et destiné à porter au moins un organe de manutention et d'intervention ;
- un deuxième châssis dit rotatif apte à tourner autour dudit manchon et dudit axe de rotation, et destiné à porter au moins un organe de manutention et d'intervention ;
- une première pluralité de contacts électriques glissants rotatifs comportant chacun au moins un premier membre fixé au châssis fixe et raccordé à au moins un conducteur extérieur, et au moins un deuxième membre fixé au manchon et raccordé à au moins un conducteur de distribution ;
- une deuxième pluralité de contacts électriques glissants rotatifs comportant chacun au moins un premier membre fixé au deuxième châssis rotatif et raccordé à au moins un conducteur de distribution, et au moins un deuxième membre fixé au manchon et raccordé à au moins un conducteur de distribution ;
- un premier système d'entraînement apte à provoquer la rotation du premier châssis rotatif autour dudit axe ;
- un deuxième système d'entraînement apte à provoquer la rotation du deuxième châssis rotatif autour dudit axe. 1. Mechanical and electrical connection device rotating between a module of transport and handling and intervention equipment of a production aluminum alloy by igneous electrolysis, characterized in that it comprises:
a so-called fixed frame intended to be fixed to said transport module and including a hub defining an axis of rotation;
a sleeve surrounding said hub and able to rotate around said hub and around said axis of rotation;
a first so-called rotary chassis adapted to rotate about said axis of rotation and driving said sleeve in rotation, and intended to carry at least one handling and intervention;
a second rotary frame adapted to rotate around said sleeve and of said axis of rotation, and intended to carry at least one handling device and intervention;
a first plurality of rotating sliding electrical contacts comprising each at minus a first member fixed to the fixed frame and connected to at least one driver outside, and at least one second member attached to the sleeve and connected to less a distribution conductor;
a second plurality of rotating sliding electrical contacts comprising each at least one first member attached to the second rotary frame and connected to less a distribution conductor, and at least one second member attached to the sleeve and connected to at least one distribution conductor;
a first drive system capable of causing the rotation of the first frame rotatable about said axis;
a second drive system capable of causing rotation of the second rotating frame about said axis.
- un premier palier annulaire entre le châssis fixe et le premier châssis rotatif apte à
permettre la rotation entre ces deux châssis autour de l'axe de rotation ;
- un deuxième palier annulaire entre le premier châssis rotatif et le deuxième châssis rotatif apte à permettre la rotation entre ces deux châssis autour de l'axe de rotation. 2. Connecting device according to claim 1, characterized in that furthermore includes:
a first annular bearing between the fixed frame and the first frame rotary suitable for allow rotation between these two frames around the axis of rotation;
a second annular bearing between the first rotary frame and the second frame rotatable able to allow rotation between these two frames around the axis of rotation.
- un dispositif de liaison selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, relié au dit chariot par ledit châssis fixe ;
- une première tourelle formée par ledit premier châssis rotatif ou reliée au dit premier châssis rotatif et comportant au moins un premier organe de manutention et d'intervention ;
- une deuxième tourelle formée par ledit deuxième châssis rotatif ou reliée au dit deuxième châssis rotatif et comportant au moins un deuxième organe de manutention et d'intervention. 10. Service module for use in a production plant of igneous electrolysis aluminum and comprising a trolley and handling and intervention, characterized in that it further comprises:
a connecting device according to any one of claims 1 to 9, connected to the said carriage by said fixed frame;
a first turret formed by said first rotary frame or connected to the says first rotary frame and comprising at least one first handling member and intervention;
a second turret formed by said second rotary frame or connected to the said second rotating frame and comprising at least one second member of handling and intervention.
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