CN101203630B - 将阳极杆保持和连接到铝电解槽的阳极框架上的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
阳极杆(7)被放置在两个固定到阳极框架(5)上的托钩之间、并且一个连接器(9)置靠在所述阳极杆上，所述连接器包括两个臂杆(10、11)、两个共轴的侧杆(17a)和一个螺杆(19)，所述螺杆用于使所述臂杆在一个将阳极杆压靠到阳极框架上的位置与一个释放位置之间枢轴转动。至少一个托钩、臂杆和/或侧杆的几何形状和制造材料使得，当拧紧所述螺杆时，所述装置能够相对于阳极框架产生足够的弹性变形。因而所述装置能够通过回复到其静止位置，补偿所述阳极杆的位置改变并且继续保持所述阳极杆牢固地靠在所述阳极框架上。
Description
技术领域
本发明涉及用于将一个阳极杆保持和连接为压靠到铝电解槽的阳极框架上的连接器、托钩和装置，以及一种用于保持和连接该阳极杆的方法。
铝金属是通过使用霍尔-赫鲁特(Hall-Héroult)法将电解池中的溶液中的氧化铝电解进行工业生产的。所述电解池被容纳在一个包括钢壳的电解锅(cuve d’électrolyte)内，所述钢壳在内侧覆盖有耐火和/或绝缘材料，在所述钢壳的底部设有阴极组件。多个阳极，通常由含碳材料制成，部分地浸入在所述电解池中。
每一个阳极都设有一个金属杆，所述金属杆用于将阳极电气和机械地连接到一个阳极框架上，所述阳极框架能相对于一个固定在电解锅上方的龙门架自由移动。每一个阳极杆借助于布置在其两侧的托钩连接到阳极框架上，并且连接到一个可移动的连接器上，所述可移动的连接器能够被放置在这些托钩上并且能使得阳极杆压靠到阳极框架上。
在设备的使用期限中，在不同的情况下将阳极杆连接到阳极框架上：
-在所述设备的启动过程中，正好在连续运行状态开始时，在预热阶段后；
-在连续运行状态下，当阳极框架到达其行进距离的下限并且它需要被提起到该组阳极上方以继续工作时；
-当阳极被过度消耗和/或毁坏并且它们必须被更换时。
在所述连接操作过程中，有时可能发生这些阳极杆被不适当地定位的情况，例如它们可能会轻微倾斜而不是完全竖直的。该问题尤其会在更换阳极时出现，因为在此情况下由于在电解池表面上形成的硬壳，这些阳极杆可能会被保持在该不适当的位置。由于所述硬壳所提供的视在支撑，这一不适当的定位难以被检测到，并且所述连接器看起来非常好地发挥着它们的作用。
但是，在连续运行状态下，所述硬壳熔化，于是不再将阳极杆保持在适当的位置。于是，由于不适当的初始定位，阳极杆不再令人满意地被连接器保持压靠到阳极框架上。结果是电气和机械连接的恶化，这也使得设备的性能下降。在最坏的情况下，阳极杆会相对于阳极框架滑动，落入电解锅的底部，从而需要进行长时间和费用高昂的操作。
通常，上述问题会在阳极的位置由于各种原因而改变时出现。实际上，施加到阳极杆上的力相对于在初始位置处的力有改变，而在所述初始位置阳极杆的夹紧是令人满意的。因此，阳极杆不再令人满意地被连接器保持为压靠到阳极框架上。
文件EP 0 178 766和US 5 876 585描述了临时连接装置，所述临时连接装置在设备被启动时夹紧阳极杆使其压靠到阳极框架上。这些连接装置包括诸如辊子(galet)和弹簧或贝氏弹簧垫圈系统的装置，该装置使得阳极杆能够相对移动，同时在被预热的电解槽中的元件的不同膨胀和变形阶段保持令人满意的夹紧。
但是，这些装置只用于所述设备的预热阶段，在该预热阶段阳极被降低放到电解锅的底部上。在连续运行状态下，当阳极不再被支承在电解锅的底部上时，辊子将不能提供对阳极杆的足够夹紧。因此，在连续运行状态下，文件US 5 876 585描述了使用无任何诸如辊子和弹簧的补偿装置的连接装置。
此外，这些装置不足以补偿阳极杆相对于阳极框架的不适当的初始定位，因为在此情况下，所述杆的位移的影响远远大于电解槽的部件温度增加所带来的影响。
法国申请FR 2 039 543描述了一种连接器，所述连接器包括：一个包括两个臂杆的本体、两个基本共轴的侧杆以及一个夹紧螺杆，所述两个臂杆将通过至少一个支承面朝向阳极框架在阳极杆上施加压力，所述两个基本共轴的侧杆各自伸出所述本体的侧面外，并且这两个侧杆各用于在阳极杆的一侧置靠在固定到阳极框架上的托钩上，所述夹紧螺杆能够使臂杆围绕所述侧杆的轴线枢轴转动，使得所述连接器能够处于两个特定的几何形态下：一个夹紧(或紧固)形态，其中臂杆的支承面与阳极杆接触并且基本垂直于阳极框架朝向所述阳极框架推动阳极杆；一个释放(或“脱开”)形态，其中臂杆的支承面在 阳极杆上不施加任何压力。这一类型的连接器普遍在预热时和连续运转条件下用于电解车间，不过它没有任何允许阳极杆进行显著的相对运动而同时保持阳极杆令人满意地被夹紧到阳极框架上的补偿装置。
本发明旨在通过借助于能够用于预热阶段和连续运行状态下的一个连接器、托钩和/或装置，提供一个确保即使在有不适当的初始定位的情况下也将阳极杆极好地夹紧使其压靠到阳极框架上的方案，由此来克服上文所述的缺点。
为此，根据第一方面，本发明涉及一种用于将一个阳极杆保持和连接为压靠到铝电解槽的阳极框架上的连接器，该连接器包括：
-一个本体，该本体包括至少一个活动部件，该活动部件包括一个支承面，所述活动部件移动使得所述支承面沿着一个基本垂直于阳极框架的接触面的方向在阳极杆上施加压力；
-一对大体轴向的侧向突出部，各伸出所述本体的一侧外，所述侧向突出部基本垂直于所述方向定位，并且所述侧向突出部各用于在阳极杆的一侧置靠在一个固定到阳极框架上的托钩上；
-以及一个致动器，该致动器能够移动所述活动部件，以使它在一个夹紧位置和一个释放位置之间，在所述夹紧位置，当所述侧向突出部置靠在所述托钩上时，所述支承面与阳极杆接触并且朝向阳极框架推动阳极杆，在所述释放位置，所述支承面在阳极杆上不施加任何压力；
其特征在于，所述连接器至少部分地具有这样的几何形状和/或至少部分地由这样的材料制成，即，使得当所述致动器使活动部件进入夹紧位置时，所述连接器经受足够的弹性变形，使得，如果阳极杆相对于阳极框架的位置变化，所述连接器通过朝向其静止位置至少部分地弹性回位，保持与所述阳极杆接触，从而继续保持所述阳极杆牢固地压靠到所述阳极框架上。
也就是说，根据本发明的连接器包括至少一个能够储存足够弹性变形能的部件，以当释放夹紧力时引起支承面朝向阳极框架的一个大的位移。该具体地可弹性变形的部件可以是所述活动部件的全部或一部分，或者可以是所述活动部件和致动器之间的一个连接元件，或者可以是该对侧向突出部的全部或一部分。明显地，也可以组合这些连接器部件中的若干个，使得所述连接器总体上能够储存所述足够的弹性能。
目的在于在连接器内储存备用机械能，使得如果释放与阳极杆相对于阳极框架的相对位移相关的接触应力，压靠在阳极杆上的连接器的支承面，通过所述连接器的弹性回位，能够将所述支承面朝向所述阳极杆移动一定的距离。实际上，申请人已经估算出，在由于夹紧力减小而导致的弹性回位过程中，所述足够的弹性变形必须使得活动部件的支承面朝向阳极框架移动至少0.6毫米，优选地移动多于1mm，或者甚至2mm，或者甚至3mm。估算所述足够的弹性变形的另一种方法旨在获得对阳极杆相对于竖直方向的至少0.15°，优选地至少0.3°，的角位移的补偿。
因此，能够储存大的弹性变形的连接器的部件必须具有这样的几何形状以及必须由这样的具有足够高的屈服应力的材料制成，即，使得所述典型地大于0.6mm的位移将导致一个纯弹性变形。优选地，选择一种屈服应力大于1000N/mm2的材料，该材料典型地是金属，具体而言是钢。
根据本发明的连接器的一个优选实施方案包括：
-一个作为活动部件的本体，该本体包括两个臂杆，所述臂杆用于通过至少一个支承面朝向阳极框架在阳极杆上施加压力；
-两个作为侧向突出部的基本共轴的侧杆，各从所述本体侧向伸出，所述两个侧杆各用于在阳极杆的一侧置靠在一个固定到阳极框架上的托钩上；
-以及一个作为致动器的夹紧螺杆，该夹紧螺杆能够使臂杆围绕侧杆的轴线在一个夹紧位置和一个释放位置之间枢轴转动，在所述夹紧位置，臂杆的支承面与阳极杆接触并且使阳极杆基本垂直于阳极框架朝向阳极框架移动，在所述释放位置，臂杆的支承面在阳极杆上不施加任何压力。
所述两个侧杆可以由单个贯穿连接器本体的杆形成。所述连接器的至少一个臂杆和/或侧杆的几何形状及其制造材料能够使所述连接器在所述螺杆被拧紧以保持和连接阳极杆时，能够产生足够的弹性变形，使得，如果阳极杆相对于阳极框架的位置变化，所述连接器通过 朝向其静止位置至少部分地弹性回位，保持与所述阳极杆接触，从而继续保持所述阳极杆牢固地压靠到所述阳极框架上。从而，在连接器内形成机械能的储备，如果阳极杆移动，所述机械能能够自动恢复，使得阳极杆总是令人满意地与阳极框架连接并保持压靠到阳极框架上。
例如，连接器具有足够长的侧杆，使得连接器的本体和该侧杆的将支承在固定到阳极框架上的托钩上的支承区域之间的距离足够大，以使得所述侧杆能够产生弹性变形，并且因此使得所述连接器本体及其在阳极杆上的支承面能够基本垂直于阳极框架产生幅度大于0.6mm的位移。优选地，至少一个侧杆由屈服应力大于1000N/mm2的材料制成，典型地由金属制成，具体而言由钢制成。
连接器的本体和上述侧杆的支承区域之间的该距离可以大于50mm，或者甚至大于90mm，连接器本体的位移幅度可以超过1mm，或者甚至超过2mm，或者甚至超过3mm。连接器的本体和相应的侧杆的支承区域之间的距离可以在所述两个侧杆的支承区域之间的距离(即所述两个固定到阳极框架上的托钩之间的距离)的20-40％的范围内。
至少一个臂杆可以包括至少一个侧板，所述侧板具有一个离开其上边缘或下边缘形成的凹口，并且所述凹口限定了两个在垂直于侧杆的方向上彼此分离的分支。于是所述凹口的底部可以形成一个用于容纳一个侧杆的槽(logement)。
至少一个臂杆可以设有一个弹性垫片，所述弹性垫片的至少一部分形成所述臂杆在阳极杆上的支承面。此垫片可以为其自身折叠的弹性薄片的形式，优选地由金属制成，具体而言由钢制成。
根据另一方面，本发明涉及一种托钩，该托钩用于固定到铝电解槽的阳极框架上，以将一个放置在该托钩的侧面的阳极杆保持和连接为压靠到所述阳极框架上，并且一个连接器将置靠在该托钩上，所述连接器能够在一个夹紧位置和一个释放位置之间被操纵，在所述夹紧位置，所述连接器与所述阳极杆接触并且基本垂直于阳极框架朝向阳极框架推动阳极杆，在所述释放位置，所述连接器在阳极杆上不施加任何压力。所述托钩的几何形状及其制造材料使得，当所述连接器朝向所述夹紧位置移动时，它们使得所述托钩能够相对于阳极框架产生足够的弹性变形，使得所述托钩能够通过朝向其静止位置至少部分地弹性回位，补偿所述阳极杆相对于所述阳极框架的位置的可能变化，从而继续保持所述阳极杆牢固地压靠到所述阳极框架上。也就是说，在所述托钩或每一个托钩内形成机械能的储备，如果阳极杆移动，该机械能的储备能够自动恢复。
根据另一方面，本发明涉及一种装置，所述装置用于将一个阳极杆保持和连接为压靠到铝电解槽的阳极框架上，包括：
-两个托钩，这两个托钩固定到阳极框架上并且其间用于放置所述阳极杆；
-一个连接器，包括：
a)一个本体，该本体包括至少一个活动部件，所述活动部件包括一个支承面，所述活动部件移动使得所述支承面沿着一个基本垂直于阳极框架的接触面的方向在阳极杆上施加压力；
b)一对突出部，各从所述本体侧向伸出，所述突出部整体上垂直于所述方向定位，并且每一个突出部用于置靠在一个托钩上；以及
c)一个致动器，该致动器能够移动所述活动部件，以使它在一个夹紧位置和一个释放位置之间，在所述夹紧位置，当所述突出部置靠在所述托钩上时所述支承面与所述阳极杆接触并且朝向阳极框架推动阳极杆，在所述释放位置，所述支承面在阳极杆上不施加任何压力。所述托钩和/或所述连接器至少部分地具有这样的几何形状和/或至少部分地由这样的材料制成，即，使得当所述突出部置靠在所述托钩上并且所述致动器使活动部件进入夹紧位置时，所述保持和连接装置经受足够的弹性变形，使得，如果所述阳极杆相对于所述阳极框架的位置变化，所述连接器通过朝向其静止位置至少部分地弹性回位，保持与所述阳极杆接触，从而继续保持所述阳极杆牢固地压靠到所述阳极框架上。
特别地，所述装置包括一个连接器，所述连接器包括：一个本体，所述本体包括具有至少一个支承面的两个臂杆；两个基本共轴的侧杆，各侧向伸出一个臂杆外，每一个侧杆将置靠在一个托钩上；以及一个夹紧螺杆，所述夹紧螺杆能够围绕所述侧杆的轴线在一个夹紧位置和一个释放位置之间枢轴转动所述臂杆，在所述夹紧位置，所述臂杆的 支承面与所述阳极杆接触并且基本垂直于所述阳极框架朝向所述阳极框架移动阳极杆，在所述释放位置，所述臂杆的支承面在阳极杆上不施加任何压力。至少一个托钩、所述连接器的至少一个臂杆和/或至少一个侧杆的几何形状及其制造材料使得，当拧紧用于保持和连接阳极杆的螺杆时，所述保持装置相对于所述阳极框架的弹性变形足够使得所述保持装置能够通过朝向其静止位置至少部分地弹性回位，补偿阳极杆相对于阳极框架的位置的可能变化，从而继续保持所述阳极杆牢固地压靠到所述阳极框架上。
与现有技术不同，此装置还避免了需要使用必须被装配进其它部件中并且定期更换的附加特殊部件(辊子、弹簧、垫圈)。
所述连接器和/或托钩可以类似于上文所述的连接器和托钩。
根据一个可能的实施方案，连接器的本体的宽度LC小于阳极杆的宽度LTA，例如LC＜0.8LTA。
最后，根据另一方面，本发明涉及一种用于将一个阳极杆保持和连接为压靠到铝电解槽的阳极框架上的方法，该方法包括以下步骤：
-将阳极杆放置在两个固定到阳极框架上的托钩之间；
-提供一个连接器，该连接器包括：
a)一个本体，该本体包括至少一个活动部件，该活动部件包括一个支承面，所述活动部件移动使得所述支承面沿着一个基本垂直于阳极框架的接触面的方向在阳极杆上施加压力；
b)一对突出部，各从所述本体侧向伸出，该突出部整体上垂直于所述方向定位，所述突出部各用于在该阳极杆的一侧置靠在固定到阳极框架上的一个托钩上；
c)以及一个致动器，该致动器能够使所述活动部件移动，以使它在一个夹紧位置和一个释放位置之间，在所述夹紧位置，当所述侧向突出部置靠在所述托钩上时，所述支承面与所述阳极杆接触并且朝向所述阳极框架推动所述阳极杆，在所述释放位置，所述支承面在阳极杆上不施加任何压力。
-通过使每一个侧向突出部置靠在一个托钩上，将连接器放置在托钩上，连接器处于释放位置；
-操纵所述致动器，以使活动部件进入夹紧位置。
在根据本发明的此方面的此方法中，所述致动器被操纵，以使至少一个托钩和/或连接器的至少一个部件产生足够的弹性变形，使得所述连接器，通过所述托钩和/或所述连接器的至少一个部件朝向其静止位置至少部分地弹性回位，保持与所述阳极杆接触，从而继续保持所述阳极杆牢固地压靠到所述阳极框架上。
特别地，本发明的这一方面涉及一种用于将一个阳极杆保持和连接为压靠到铝电解槽的阳极框架上的方法，该方法包括以下步骤：
-将阳极杆放置在两个固定到阳极框架上的托钩之间；
-提供一个连接器，所述连接器包括：一个包括具有至少一个支承面的两个臂杆的本体，两个各从一臂杆侧向伸出的基本共轴的侧杆以及一个夹紧螺杆；
-将连接器放置在托钩上，使每一个侧杆置靠在一个托钩上，连接器处于一个释放位置，在所述释放位置，所述臂杆的支承面在阳极杆上不施加任何压力；
-操纵所述夹紧螺杆，以使所述臂杆围绕所述侧杆的轴线朝向一个夹紧位置枢轴转动，在所述夹紧位置，所述臂杆的支承面与阳极杆接触并且基本垂直于所述阳极框架朝向所述阳极框架移动阳极杆。
所述夹紧螺杆被操纵，以使至少一个托钩、连接器的至少一个臂杆和/或至少一个侧杆相对于阳极框架产生足够的弹性变形，使得所述托钩、所述臂杆和/或所述侧杆能够通过朝向其静止位置至少部分地弹性回位，补偿阳极杆相对于阳极框架的位置的可能变化，从而继续保持所述阳极杆牢固地压靠到所述阳极框架上，选择所述托钩、所述臂杆和/或所述侧杆的几何形状及其制造材料，以使得能够实现该弹性变形和该弹性回位。
所述连接器和/或托钩可以类似于上文所述的连接器和托钩。
为了促进理解，在下文中将参照示出了本发明的几个可能的实施方案的附图再一次描述本发明。
图1是典型的用于生产铝的电解槽的立体图；
图2是阳极杆的立体图，所述阳极杆通过一个本发明的第一实施方案的保持和连接装置被保持为压靠到阳极框架上；
图3和4是图2中的阳极杆和装置分别在释放位置和夹紧位置的侧视图；
图5是图2中的阳极杆和装置的俯视图，示意性地以虚线示出了侧杆的轴线，并部分地显示了在变形位置的连接器的本体；
图6和7是本发明的另一实施方案的托钩的立体图和侧视图；
图8是本发明的又一实施方案的连接器的立体图；以及
图9是本发明的再一实施方案的连接器的侧视图。
如图1所示，电解槽1包括一个能够容纳液态金属和电解池(baind’électroyte)的锅2，以及一个包括一个固定龙门架4和一个活动金属阳极框架5的上部结构3。
电解槽1还包括多个阳极6，这些阳极设有用于将其连附和电气连接到阳极框架5的金属杆7。每一个阳极杆7都通过一个保持和连接装置连接到阳极框架5。该装置包括两个基本在同一高度的固定到阳极框架5上的托钩8，阳极杆7将通过连接器9被放置在这两个托钩之间。
连接器9首先包括一个本体，该本体包括两个臂杆，即上臂杆10和下臂杆11，每一个臂杆都具有两个侧板12a、12b、13a、13b。这些侧板是几乎相同的。同一臂杆的两个侧板首先在其前部通过一个垫片14连接，其次通过螺母15在其后部连接，所述垫片的至少一部分形成臂杆10、11的支承面，并且该垫片将在阳极杆7上朝向阳极框架5施加压力，所述两个螺母15基本沿着相同的轴线16。在本体的前部区域内，下臂杆11通常部分地置于上臂杆10的两个侧板12a、12b之间。
连接器9在本体的前部区域内还包括两个大体圆柱形的并且具有相同轴线18的侧杆17a、17b，一个侧杆伸出连接器9的一侧外，另一个侧杆伸出连接器9的另一侧外。根据一个可能的实施方案，所述两个侧杆17a、17b由单个杆构成，该单个杆穿过连接器9的本体并且在所述本体的两侧横向伸出。所述侧杆17a、17b将各置靠在一个托钩8上。
最后，连接器9包括一个夹紧螺杆19，该螺杆接合在螺母15内 并且具有两个带有反向螺纹的螺纹区，每个螺纹区与一个螺母15配合。因此，使用一个合适的与螺杆头配合的夹持机构绕轴线16转动螺杆19，会使臂杆10、11在一个夹紧位置和一个释放位置之间围绕侧杆17a、17b的轴线18枢轴转动，在夹紧位置，所述两个螺母15彼此相隔一定的距离(图4)，在释放位置，所述两个螺母15基本接触(图3)。
通过以下步骤将阳极杆7连接到阳极框架5：将阳极杆7放置在已固定到阳极框架5上的两个托钩8之间，然后将连接器9放置在托钩8上，使得每一个侧杆17a、17b搁在托钩8的凹部8a内，同时连接器9处于释放位置。在此释放位置，臂杆10、11的支承面在阳极杆7上不施加压力或施加很小的压力(图3)。然后操纵夹紧螺杆19，使臂杆10、11朝向夹紧位置枢轴转动。在夹紧位置，臂杆10、11的支承面与阳极杆7接触并且基本垂直于阳极框架5朝向所述阳极框架5移动阳极杆7，从而将阳极杆7保持和连接到阳极框架5上(图4)。
所述保持和连接装置被设计用于极好地夹紧阳极杆7使阳极杆7总是与阳极框架5接触，即使阳极杆7相对于阳极框架5移动也是如此。这通过以下手段实现：在装配时，操纵夹紧螺杆19使所述装置的至少一个元件(托钩、臂杆、侧杆)相对于阳极框架5产生足够的弹性变形。因此，所述一个或多个元件通过朝向其静止位置至少部分地弹性回位，能够补偿阳极杆7相对于阳极框架5的位置的可能变化，从而该装置能够继续保持阳极杆7压靠到阳极框架5上。
根据图2至5所示的第一实施方案，通过连接器9的侧杆17a、17b实现该弹性效应。
在此实施方案中，与阳极杆7的宽度LTA相比，连接器9的本体的宽度LC相对较窄。因此，由于托钩8靠近阳极杆7并被放置在其两侧，连接器9的本体和侧杆17a、17b在对应的托钩8上的支承区域20之间的距离L相对较大。由于这一长的悬臂，当旋紧螺杆19时，侧杆17a、17b可以如图5所示意性示出的那样产生变形，侧杆17a、17b的轴线18变得弯曲并且背离阳极框架移动连接器9的本体。选择侧杆17a、17b的直径D和其制造材料的屈服应力，以使得侧杆17a、17b能够产生足够的变形，也就是说，使得能够在侧杆17a、17b内储存足 够的机械能，而如果阳极杆7的位置改变，该机械能能够恢复。在此情况下，侧杆17a、17b将至少部分地朝向它们的静止位置回位，仍然有夹紧力将阳极杆7夹紧使其与阳极框架5接触。
根据一个可能的实施方案：
-侧杆17a、17b的直径D在45mm至65mm的范围内，例如为57mm；
-侧杆17a、17b的制造材料是屈服应力为大约1040N/mm2的钢；
-连接器9的本体的宽度LC在90mm至120mm的范围内；
-对于宽度LTA＝140mm的阳极杆，距离L在95至115mm的范围内，对于宽度LTA＝220mm的阳极杆，距离L在130至165mm的范围内。
相同的连接器9用于宽度LTA在140至220mm的范围内的所有阳极杆，这覆盖了所有应用的90％。因此，由于连接器9的本体的宽度LC 是不变的，所以悬臂(长度L)随着阳极杆7的宽度LTA的增加而增加，因而机械能的储备随着阳极杆7的宽度LTA的增加而增加。
在采用这些数值的情况下，对于16吨的力(每一个托钩8上8吨)，连接器9的本体的位移d对于宽度为140mm的阳极杆7可以是至少0.8mm，对于宽度为220mm的阳极杆7是至少1.8mm，或者甚至大于3mm，这些值分别相当于对于侧杆17a、17b的相同直径利用现有技术可能获得的值的300％和400％。
尽管图5中所示的连接器9是对称的，不过可以设想所述两个侧杆17a、17b中的一个比另一个长和/或可变形的其它结构。
根据一个可能的实施方案，放置在臂杆10、11上的垫片14由一种可弹性变形材料制成。由于在螺杆19的夹紧作用下，垫片14因此在相应的臂杆10、11和阳极杆7之间被压缩，并且如果必要，能够至少部分地朝向其静止位置回位，继续对阳极杆7施加适当地将该阳极杆保持和连接为与阳极框架5接触所需要的机械力。
根据图6和7所示的另一实施方案，通过托钩8实现该弹性效应。
托钩8包括一个被支撑体22延长的连接基部21和一个弯曲的端部25，其中该支撑体的上边缘23和下边缘24基本平行，该端部限定一个用于放置侧杆17a、17b的凹部26，并且该端部的自由端27基本垂直于该支撑体22的下边缘24。
托钩8的底部被焊接到一个设有两个凹口29的基座28，所述两 个凹口通过螺纹连接实现到阳极框架5上的连接。定位装置30也被放置在托钩8的用来面向阳极杆7的侧面，用于在托钩8之间导向和定位阳极杆7。
支撑体22的高度h22是基本不变的，并且在基部21的高度h21的60-85％的范围内。例如，h21是大约135mm，h22是大约100mm。
根据一个可能的实施方案，托钩8由钢制成并且小于18mm厚，例如为15mm厚。托钩8也可以包括厚度小于托钩8的总厚度e的局部区域。
因此，托钩8比根据现有技术的托钩具有更大的弹性变形能力。因此，对于16吨的力(每一个托钩上8吨)，沿着力方向的基本水平的自托钩8的凹部26的位移比利用已知的托钩获得的位移大至少20％。如果阳极杆7改变位置，托钩8能够通过弹性变形至少部分地恢复储存在其内的机械能，继续保持阳极杆7与阳极框架5适当地接触。根据在图8中示出的另一实施方案，通过臂杆10、11获得该弹性效应。
上臂杆10的两个侧板12a、12b是基本相同的，并且每一个侧板都设有一个在离开其上边缘的正向上形成的凹口31。下臂杆11的两个侧板13a、13b实际上是相同的。每一个侧板都设有一个在离开其下边缘的正向上形成的凹口31，并且下臂杆11的这两个侧板被放置在上臂杆10的侧板12a、12b之间，使得这些凹口31基本彼此相对，限定一个能够容纳基本水平的侧杆17a、17b(或者单个通杆)的槽。这四个侧板基本呈问号的形状，成对以反向位置放置。作为一个变体，只有上臂杆10的侧板12a、12b或者只有下臂杆11的侧板13a、13b具有这种凹口，于是弹性效应由其侧板包括凹口的臂杆产生。在图8中示出的此变体的一个实施方案中，侧杆17a、17b被布置在凹口31的凹部。在此变体的另一实施方案中，侧杆17a、17b典型地接近凹口31的凹部贯穿侧板12a、12b；在此情况下，凹口31比前一实施方案中的凹口浅。
由于有凹口31，每一个侧板12a、12b、13a、13b都包括两个沿着垂直于阳极框架5的方向彼此分离的分支32、33。通过将这两个分支32、33引向同一凹口31，侧板能够产生垂直于阳极框架5的弹性变形。
最后，根据图9中示出的另一实施方案，图2至5中的垫片为本身折叠的弹性薄片34的形式。
在静止状态，薄片34的两个分支35、36彼此间隔一定距离。当连接器9被夹紧与阳极杆7接触时，所述两个分支35、36通过弹性变形朝向彼此移动，一直到它们邻接。如果阳极杆7改变位置，所述两个分支35、36将回复到它们的静止位置，并且由于弹性作用，它们将继续朝向阳极框架5推动阳极杆7。
当然，上述的两个或更多个实施方案可以被合并以获得一种弹性变形能力，从而更多地补偿阳极杆的移动。
当然，本发明不限于以上作为实施例描述的实施方案，而是相反它包括所有的变体实施方案。
Claims (27)
1.一种用于将一个阳极杆(7)保持和连接为压靠到铝电解槽(1)的阳极框架(5)上的连接器(9)，包括：
-一个本体，该本体包括至少一个活动部件(10、11)，所述活动部件包括一个支承面(14)，所述活动部件移动使得所述支承面沿着一个基本垂直于阳极框架(5)的接触面的方向(D)在阳极杆(7)上施加压力；
-一对大体轴向的侧向突出部(17a和17b)，各伸出所述本体的一侧外，所述侧向突出部基本垂直于所述方向(D)定位，并且所述侧向突出部各用于在所述阳极杆(7)的一侧置靠在一个固定到所述阳极框架(5)上的托钩(8)上；
-以及一个致动器(19)，该致动器能够移动所述活动部件，以使它在一个夹紧位置和一个释放位置之间，在所述夹紧位置，当所述侧向突出部(17a和17b)置靠在所述托钩(8)上时，所述支承面(14)与所述阳极杆(7)接触并且朝向所述阳极框架(5)推动阳极杆(7)，在所述释放位置，所述支承面在阳极杆上不施加任何压力；
其特征在于，所述连接器至少部分地具有这样的几何形状和/或至少部分地由这样的材料制成，即，使得当所述致动器使活动部件进入夹紧位置时，所述连接器经受足够的弹性变形，使得，如果所述阳极杆(7)相对于阳极框架(5)的位置变化，所述连接器通过朝向其静止位置至少部分地弹性回位，保持与所述阳极杆接触，从而继续保持所述阳极杆牢固地压靠到所述阳极框架上。
2.根据权利要求1的连接器(9)，其特征在于，它包括至少一个能够储存足够弹性变形能的部件，以当释放夹紧力时引起所述支承面朝向所述阳极框架的一个大于0.6mm的大位移。
3.根据权利要求1的连接器(9)，其特征在于，它包括至少一个能够储存足够弹性变形能的部件，以补偿所述阳极杆相对于竖直方向的至少0.15°的角位移。
4.根据权利要求1的连接器(9)，其特征在于，所述连接器包括能够储存大弹性变形的部件，所述能够储存大弹性变形的部件由屈服应力大于1000N/mm2的材料制成，并且由金属制成。
5.用于将一个阳极杆(7)保持和连接为压靠到铝电解槽(1)的阳极框架(5)上的连接器(9)，包括：
-一个包括两个臂杆(10、11)的本体，所述两个臂杆用于通过至少一个支承面朝向所述阳极框架(5)在所述阳极杆(7)上施加压力；
-两个基本共轴的侧杆(17a、17b)，各从所述本体侧向伸出，并且所述侧杆各用于在所述阳极杆(7)的一侧置靠在一个固定到所述阳极框架(5)上的托钩(8)上；
-以及一个夹紧螺杆(19)，该夹紧螺杆能够使所述臂杆(10、11)围绕所述侧杆(17a、17b)的轴线(18)在一个夹紧位置和一个释放位置之间枢轴转动，在所述夹紧位置，所述臂杆(10、11)的支承面与所述阳极杆(7)接触并且使所述阳极杆(7)基本垂直于所述阳极框架(5)朝向所述阳极框架移动，在所述释放位置，所述臂杆(10、11)的支承面在所述阳极杆(7)上不施加任何压力；
其特征在于，连接器(9)的至少一个臂杆(10、11)和/或侧杆(17a、17b)的几何形状及其制造材料能够使所述连接器(9)在所述螺杆(19)被拧紧以保持和连接所述阳极杆(7)时，能够产生足够的弹性变形，使得，如果所述阳极杆相对于所述阳极框架的位置变化，所述连接器通过朝向其静止位置至少部分地弹性回位，保持与所述阳极杆接触，从而继续保持所述阳极杆(7)牢固地压靠到所述阳极框架(5)上。
6.根据权利要求5的连接器，其特征在于，所述至少一个侧杆(17a、17b)由屈服应力大于1000N/mm2的材料制成，并且所述连接器(9)的本体和用于置靠在所述固定到所述阳极框架(5)上的托钩(8)上的该侧杆(17a、17b)的支承区域(20)之间的距离(L)足够大，以使得所述侧杆(17a、17b)能够弹性变形并且因此使得所述连接器(9)的本体能够基本垂直于所述阳极框架(5)产生幅度大于0.6mm的位移。
7.根据权利要求6的连接器，其特征在于，所述至少一个侧杆(17a、17b)由金属制成。
8.根据权利要求6或7的连接器，其特征在于，所述连接器(9)的本体和相应的侧杆(17a、17b)的支承区域(20)之间的距离(L)在所述两个侧杆(17a、17b)的支承区域(20)之间的距离的20-40％的范围内。
9.根据权利要求5至7之一的连接器，其特征在于，所述至少一个臂杆(10、11)包括至少一个侧板(12a、12b、13a、13b)，所述侧板带有一个离开其上边缘或下边缘形成的凹口(31)，并且所述凹口限定两个在垂直于所述侧杆(17a、17b)的方向上彼此分离的分支(32、33)。
10.根据权利要求9的连接器，其特征在于，所述凹口(31)的底部形成一个用于容纳侧杆(17a、17b)的槽。
11.根据权利要求5至7之一的连接器，其特征在于，上臂杆(10)包括两个基本相同的侧板(12a、12b)，每一个侧板设有一个离开其上边缘形成的凹口(31)，并且下臂杆(11)包括两个实际上相同的侧板(13a、13b)，每一个侧板设有一个离开其下边缘形成的凹口(31)，所述下臂杆被放置在所述上臂杆(10)的侧板(12a、12b)之间，使得这些凹口(31)基本彼此相对，并限定一个能够容纳所述基本水平的侧杆(17a、17b)的槽。
12.根据权利要求5至7之一的连接器，其特征在于，至少一个臂杆(10、11)包括一个弹性垫片(14)，所述弹性垫片的至少一部分形成所述臂杆(10、11)在所述阳极杆(7)上的支承面。
13.根据权利要求12的连接器，其特征在于，所述垫片为自身折叠的弹性薄片(34)的形式。
14.根据权利要求13的连接器，其特征在于，所述弹性薄片(34)由金属制成。
15.一种托钩(8)，用于固定到铝电解槽(1)的阳极框架(5)上，以将一个放置在所述托钩(8)的侧面的阳极杆(7)保持和连接为压靠到所述阳极框架(5)上，并且一个连接器(9)用于置靠在所述托钩上，所述连接器能够在一个夹紧位置和一个释放位置之间被操纵，在所述夹紧位置，所述连接器(9)与所述阳极杆(7)接触并且将基本垂直于所述阳极框架(5)朝向所述阳极框架推动所述阳极杆(7)，在所述释放位置，所述连接器(9)在所述阳极杆(7)上不施加任何压力；其特征在于，所述托钩(8)的几何形状及其制造材料使得，当所述连接器(9)朝向所述夹紧位置移动时，它们使得所述托钩(8)能够相对于所述阳极框架(5)产生足够的弹性变形，使得所述托钩(8)能够通过朝向其静止位置至少部分地弹性回位，补偿所述阳极杆(7)相对于所述阳极框架(5)的位置的可能变化，从而继续保持所述阳极杆(7)牢固地压靠到所述阳极框架(5)上。
16.根据权利要求15的托钩，其特征在于，它具有一个连接基部(21)、一个具有基本平行的边缘(23、24)的支撑体(22)以及一个弯曲的端部(25)。
17.根据权利要求16的托钩，其特征在于，所述支撑体(22)的高度(h22)是基本不变的，并且在所述基部(21)的高度(h21)的60-85％的范围内。
18.根据权利要求16或17的托钩，其特征在于，所述支撑体(22)由钢制成，并且它的厚度(e)小于18mm。
19.根据权利要求15至17之一的托钩，其特征在于，它包括厚度小于托钩(8)的总厚度(e)的局部区域。
20.一种用于将一个阳极杆(7)保持和连接为压靠到铝电解槽(1)的阳极框架(5)上的装置，包括：
-两个托钩(8)，这两个托钩固定到阳极框架(5)上并且其间将放置所述阳极杆(7)；
-一个连接器(9)，包括：
a)一个本体，该本体包括至少一个活动部件(10、11)，所述活动部件包括一个支承面(14)，所述活动部件移动使得所述支承面沿着一个基本垂直于阳极框架(5)的接触面的方向(D)在阳极杆(7)上施加压力；
b)一对突出部(17a和17b)，各从所述本体侧向伸出，所述突出部整体上垂直于所述方向(D)定位，并且每一个突出部用于置靠在一个托钩上(8)；以及
c)一个致动器(19)，该致动器能够使所述活动部件移动，以使它在一个夹紧位置和一个释放位置之间，在所述夹紧位置，当所述突出部置靠在所述托钩上时所述支承面与所述阳极杆(7)接触并且朝向阳极框架(5)推动所述阳极杆，在所述释放位置，所述支承面在所述阳极杆(7)上不施加任何压力，
其特征在于，所述托钩和/或所述连接器至少部分地具有这样的几何形状和/或至少部分地由这样的材料制成，即，使得当所述突出部置靠在所述托钩上并且所述致动器使活动部件进入夹紧位置时，所述保持和连接装置产生足够的弹性变形，使得，如果所述阳极杆(7)相对于所述阳极框架(5)的位置变化，所述连接器通过朝向其静止位置至少部分地弹性回位，保持与所述阳极杆接触，从而继续保持所述阳极杆牢固地压靠到所述阳极框架上。
21.根据权利要求20的装置，其中所述连接器(9)包括：一个本体，所述本体包括具有至少一个支承面的两个臂杆(10、11)；两个基本共轴的侧杆(17a、17b)，各侧向伸出一个臂杆(10、11)外，每一个侧杆用于置靠在一个托钩(8)上；以及一个夹紧螺杆，所述夹紧螺杆能够围绕所述侧杆(17a、17b)的轴线在一个夹紧位置和一个释放位置之间枢轴转动所述臂杆(10、11)，在所述夹紧位置，所述臂杆的支承面与所述阳极杆(7)接触并且基本垂直于所述阳极框架(5)朝向所述阳极框架移动所述阳极杆(7)，在所述释放位置，所述臂杆(10、11)的支承面在所述阳极杆(7)上不施加任何压力；
其特征在于，至少一个托钩(8)、所述连接器(9)的至少一个臂杆(10、11)和/或至少一个侧杆(17a、17b)及其制造材料使得，当拧紧用于保持和连接阳极杆(7)的螺杆(19)时，所述保持装置相对于所述阳极框架(5)的弹性变形足够使得所述保持装置能够通过朝向其静止位置至少部分地弹性回位，补偿所述阳极杆(7)相对于所述阳极框架(5)的位置的可能变化，从而继续保持所述阳极杆(7)牢固地压靠到所述阳极框架(5)上。
22.根据权利要求21的装置，其特征在于，所述连接器(9)为根据权利要求5至14之一的连接器，和/或至少一个托钩(8)为根据权利要求15至19之一的托钩。
23.根据权利要求21或22的装置，其特征在于，所述连接器(9)的本体的宽度LC小于所述阳极杆(7)的宽度LTA。
24.根据权利要求23的装置，其特征在于，LC＜0.8LTA。
25.一种用于将一个阳极杆(7)保持和连接为压靠到铝电解槽的阳极框架(5)上的方法，包括以下步骤：
-将所述阳极杆(7)放置在两个固定到阳极框架(5)上的托钩(8)之间；
-提供一个连接器(9)，该连接器包括：
a)一个本体，该本体包括至少一个活动部件(10、11)，所述活动部件包括一个支承面(14)，所述活动部件移动使得所述支承面沿着一个基本垂直于阳极框架(5)的接触面的方向在阳极杆(7)上施加压力；
b)一对突出部(17a和17b)，各从所述本体侧向伸出，所述突出部整体上垂直于所述方向(D)定位，所述突出部各用于在所述阳极杆(7)的一侧置靠在固定到阳极框架(5)上的一个托钩(8)上；
c)以及一个致动器(19)，该致动器能够使所述活动部件移动，以使它在一个夹紧位置和一个释放位置之间，在所述夹紧位置，当所述侧向突出部置靠在所述托钩上时，所述支承面与所述阳极杆(7)接触并且朝向阳极框架(5)推动所述阳极杆(7)，在所述释放位置，所述支承面在所述阳极杆上不施加任何压力；
-通过使每一个侧向突出部(17a和17b)置靠在一个托钩(8)上，将所述连接器(9)放置到所述托钩(8)上，所述连接器(9)处于释放位置；
-操纵所述致动器使所述活动部件进入夹紧位置；
其特征在于，所述致动器被操纵，以使至少一个托钩和/或连接器的至少一个部件产生足够的弹性变形，使得通过所述托钩和/或所述连接器的所述部件朝向其静止位置至少部分地弹性回位，所述连接器保持与所述阳极杆接触，从而继续保持所述阳极杆牢固地压靠到所述阳极框架上。
26.根据权利要求25的方法，包括以下步骤：
-将所述阳极杆(7)放置在两个固定到阳极框架(5)上的托钩(8)之间；
-提供一个连接器(9)，该连接器包括：一个包括具有至少一个支承面的两个臂杆(10、11)的本体、两个各从一臂杆侧向伸出的基本共轴的侧杆(17a、17b)以及一个夹紧螺杆(19)；
-将所述连接器(9)放置在托钩(8)上，使每一个侧杆(17a、17b)置靠在一个托钩(8)上，所述连接器(9)处于一个释放位置，在所述释放位置所述臂杆(10、11)的支承面在所述阳极杆(7)上不施加任何压力；
-操纵所述夹紧螺杆(19)，以使臂杆(10、11)围绕所述侧杆(17a、17b)的轴线朝向一个夹紧位置枢轴转动，在所述夹紧位置，所述臂杆(10、11)的支承面与所述阳极杆(7)接触并且使它基本垂直于所述阳极框架(5)朝向所述阳极框架运动；
其特征在于，所述夹紧螺杆(19)被操纵，以使至少一个托钩(8)、所述连接器(9)的至少一个臂杆(10、11)和/或至少一个侧杆(17a、17b)相对于所述阳极框架(5)产生足够的弹性变形，使得所述托钩(8)、所述臂杆(10、11)和/或所述侧杆(17a、17b)能够通过朝向其静止位置至少部分地弹性回位，补偿所述阳极杆(7)相对于所述阳极框架(5)的位置的可能变化，从而继续保持所述阳极杆(7)牢固地压靠到所述阳极框架(5)上，所述托钩(8)、所述臂杆(10、11)和/或所述侧杆(17a、17b)的几何形状及其制造材料被选择为使得能够实现所述弹性变形和所述弹性回位。
27.根据权利要求26所述的方法，其特征在于，所述连接器(9)为根据权利要求5至14之一的连接器，和/或至少一个托钩(8)为根据权利要求15至19之一的托钩。
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