CN101413137B - 刮削式打壳装置 - Google Patents
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Abstract
本发明主要涉及物料易结壳的槽体加料及出料装置，尤其涉及电解或电镀槽打壳装置。一种刮削式打壳装置，包括有在压壳气缸或打壳气缸(1)上设有与槽体安装梁(4)连接的法兰(2)，在气缸活塞(1-1)的端部连接有锤杆(8)；在气缸套(1-2)下端连接有导向筒(7)，锤杆在导向筒(7)中上下运动，其主要特点在于：在导向筒(7)、锤杆(8)的下端设有结瘤刮削装置(11)；锤杆(8)的下端部连接有锤头(12)，所述锤头(12)的材料为奥氏体不锈钢。解决了现有的铝电解槽打壳装置存在的缺陷，使打壳装置不需要人工打掉锤头表面上的电解质结瘤，并可杜绝出现锤头断裂落入电解槽铝液中的情况。增加了绝缘点，提高了绝缘的可靠性，解决了气缸非正常损坏的问题。同时还解决了打壳装置与电解槽上部结构的密封问题、以及锤头快速更换，机构免维护的问题。
Description
技术领域：
本发明主要涉及物料易结壳的槽体加料及出料装置，尤其涉及电解槽打壳装置。
背景技术：
目前铝电解生产中，通过定量下料器向电解槽中密集、少量添加氧化铝，将工艺参数确定重量的氧化铝在规定的时间间隔内加入到多个下料孔中。但由于在电解槽内熔融的电解质表面有一层较坚硬的电解质结壳，故投料前必须用电解槽的打壳装置打破，形成一个下料口。
目前，电解铝生产行业所使用的电解槽打壳装置，在打壳的过程中，锤头的下段表面会粘附电解质液，凝固形成结瘤，并且结瘤会随着打壳次数的增加不断增大体积。当结瘤的体积增大到一定尺寸，就会使下料装置落下的氧化铝落在锤头的表面粘附的电解质液形成的结瘤上，不能保证进入电解质液中的氧化铝量，从而影响电解槽的运行状态及生产效率。所以经常需要工人手持打粘连工具将锤头下端的结瘤打掉，增大了工人的劳动强度和工作危险性。
在当前的生产过程中，打壳气缸的非正常损坏，绝缘破坏是首要问题，绝缘一旦破坏，气缸活塞就会与气缸筒拉弧熔焊，造成气缸报废。
此外，目前的锤杆和锤头是一体的，当锤头损坏后，重新更换锤头时需要将锤头割掉，然后将新锤头焊上，作业复杂。
发明内容：
本发明的目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种刮削式打壳装置。以解决锤头粘连电解质瘤、绝缘、锤头更换、运行平稳的问题。
本发明的目的可以通过采用以下技术方案来实现：一种刮削式打壳装置，包括有在压壳气缸或打壳气缸(1)上设有与槽体安装梁(4)连接的法兰(2)，在气缸活塞(1-1)的端部连接有锤杆(8)；在气缸套(1-2)下端连接有导向筒(7)，锤杆在导向筒(7)中上下运动，其主要特点在于：在导向筒(7)、锤杆(8)的下端设有结瘤刮削装置(11)；所述的结瘤刮削装置(11)与锤杆(8)的连接为键连接，其连接部设有花键槽，下部设有圆弧形的刮削器(11-1)。刮削器(11-1)具有切削的特性，可以将锤头粘连的电解瘤剥离掉。锤杆(8)的下端部连接有锤头(12)，所述锤头(12)的材料为奥氏体不锈钢。可以在锤头(12)提起时，自动刮除锤头(12)上粘连结团的电解质瘤。
所述的刮削式打壳装置，所述的结瘤刮削装置(11)的刃口(11-2)为直线与圆弧线的叠加线或螺旋线或锯齿形。
所述的刮削式打壳装置，在所述的结瘤刮削装置(11)与锤杆(8)的连接部之间设有带有花键的锤杆导向环(13)。导向位置靠近锤头，增加锤头的运动平稳性，由于采用花键导向，可以使进入导向筒(7)上部的粉料回落到电解槽中，防止锤杆(8)与导向筒(7)卡死。
所述的刮削式打壳装置，所述锤杆(8)与锤头(12)为螺纹连接。锤杆与锤头为分体式，用梯形螺纹连接，在锤头(8)烧损后，可以方便的进行更换。
所述的刮削式打壳装置，还包括有在气缸活塞(1-1)的端部与锤杆(8)之间设有锤杆绝缘部件(6)。在锤杆的上端设置锤杆绝缘部件(6)，使得锤杆(8)上下端相互绝缘。所述的锤杆绝缘部件(6)包括有与气缸活塞(1-1)连接的上连接件(6-1)，与锤杆(8)连接的下连接件(6-3)，在上连接件(6-1)和下连接件(6-3)之间设有绝缘垫(6-2)、绝缘圈(6-4)。
所述的刮削式打壳装置，还包括有在电解槽安装梁(4)与法兰(2)之间设有绝缘垫(3)。在导向筒(7)下端法兰(7-1)与电解槽上部水平罩板(10)之间设有绝缘封尘盖(9)。绝缘封尘盖(9)可以将导向筒(7)与电解槽上部水平罩板(10)之间密封，防止烟尘外泄。由于绝缘封尘盖(9)与水平罩板(10)之间紧密接触，增加了导向筒(7)的稳固性。
在气缸套(1-2)下端与导向筒(7)之间设有绝缘垫(5)。从而保证气缸体与活塞、活塞杆之间无电流通过，避免了气缸因有电流流过而非正常损坏。
本发明的压壳/打壳装置为一体化结构，所有部件装配成一个整体，这样可以保证现场安装无偏差，避免了因电解槽制造、变形等缺陷影响气缸的运行，使得气缸运行稳定，无横向受力，在维修时，可以一次把全部部件从电解槽中取出，便于维修。
本发明的有益效果是：解决了现有的铝电解槽打壳装置存在的缺陷，使打壳装置不需要人工打掉锤头表面上的电解质结瘤，并可杜绝出现锤头断裂落入电解槽铝液中的情况。增加了绝缘点，提高了绝缘的可靠性，解决了气缸非正常损坏的问题。同时还解决了打壳装置与电解槽上部结构的密封问题、以及锤头快速更换，机构免维护的问题。
在电解铝的过程中，电解槽内要加入氟化盐作为电解质。氟化盐在高温的状态下具有很强的腐鉵性，加之在电解液中还有大量的氧化铝存在，氧化铝具有很强的硬度，是一种高硬度磨料，对锤头的磨损力也极强。最早我们一般使用普通碳钢做锤头的材料。在高温腐鉵和磨损的双重作用下，锤头仅能使用1-3月。后来又采用Gr13Ni23高温合金钢，但其耐腐蚀性仍然不佳，经过我们对各种材料的筛选、实验对比，认为高温状态下的腐蚀是造成锤头寿命短的主要原因，因此，我们采用奥氏体不锈钢作为锤头材料，奥氏体不锈钢具有很好的抗蚀、抗氧化的特性，并且在800℃高温下仍具有较好的机械强度。在工业化试验中，奥氏体不锈钢锤头在正常的工况下，均已工作一年以上，寿命延长非常明显。
附图说明：
图1为本发明的结构示意图；
图2(a)为本发明结瘤刮削装置的主视剖视示意图；
图2(b)为本发明结瘤刮削装置的俯视示意图；
图2(c)为本发明结瘤刮削装置的A-A剖视示意图；
图3为本发明锤杆绝缘部件(6)结构示意图。
具体实施方式：
以下结合附图所示之最佳实施例作进一步详述：
实施例1，见图1，图2(a)，图2(b)，图2(c)，一种刮削式打壳装置，包括有在打壳气缸1上设有与槽体安装梁4连接的法兰2，在气缸活塞1-1的端部连接有锤杆8；在气缸套1-2下端连接有导向筒7，锤杆在导向筒7中上下运动，在导向筒7、锤杆8的下端设有结瘤刮削装置11；锤杆8的下端部连接有锤头12，所述锤头12的材料为奥氏体不锈钢，其材料牌号为304。所述的结瘤刮削装置11与锤杆8的连接为键连接，其连接部设有花键槽，下部设有圆弧形的刮削器11-1。刮削器11-1的刃口11-2为直线与圆弧线的叠加线。
实施例2，见图1，图2(a)，图2(b)，图2(c)，图3，一种刮削式打壳装置，在所述的结瘤刮削装置11与锤杆8的连接部之间设有带有花键的锤杆导向环13。所述锤杆8与锤头12为梯形螺纹连接。刮削器11-1的刃口11-2为螺旋线。所述锤头12的材料为奥氏体不锈钢，其材料牌号为316。其余结构与实施例1相同。
实施例3，见图1，图2(a)，图2(b)，图2(c)，图3，一种刮削式打壳装置，还包括有在气缸活塞1-1的端部与锤杆8之间设有锤杆绝缘部件6。所述的锤杆绝缘部件6包括有与气缸活塞1-1连接的上连接件6-1，与锤杆8连接的下连接件6-3，在上连接件6-1和下连接件6-3之间设有绝缘垫6-2、绝缘圈6-4。所述的刮削式打壳装置，还包括有在电解槽安装梁4与法兰2之间设有绝缘垫3。在导向筒7下端法兰7-1与电解槽上部水平罩板10之间设有绝缘封尘盖9。绝缘封尘盖9可以将导向筒7与电解槽上部水平罩板10之间密封，防止烟尘外泄。在气缸套1-2下端与导向筒7之间设有绝缘垫5。刮削器11-1的刃口11-2为锯齿形。其余结构与实施例1和实施例2相同。
实施例4，一种刮削式打壳装置，包括有在压壳气缸1上设有与电解槽安装梁4连接的法兰2。其余结构与实施例1相同。
实施例5，一种刮削式打壳装置，包括有在压壳气缸1上设有与电解槽安装梁4连接的法兰2。其余结构与实施例2相同。
实施例6，一种刮削式打壳装置，包括有在压壳气缸1上设有与电解槽安装梁4连接的法兰2。其余结构与实施例3相同。
本发明使用时铝电解槽打壳装置的工作气缸1由压缩空气驱动，带动锤杆8和锤头12从导向套7内向下冲击，将电解槽的壳面打开一个孔洞，以利于向槽中添加氧化铝和氟化盐等物料。工作完毕锤杆8和锤头12则沿原路返回初始位置，在返回到上位时，锤头上所粘连的电解质被刮削装置11清除，使得锤头结瘤不能形成。本发明所有部件连成一体，利用安装法兰及绝缘部件安装到电解槽上部结构内部，安装和拆卸时只需松开或拧紧螺栓。更换锤头时只需将锤头12从锤杆8中拧下，即可装上新锤头12。
本发明的打壳装置适合于各种容量大小的预焙阳极铝电解槽，其气缸的缸径可以采用各种规格，比如(Φ100、Φ125、Φ160、Φ200等等，行程也可以按需选用400～1000mm等尺寸，锤杆的直径可以从Φ60变化到Φ110mm。
Claims (8)
1.一种刮削式打壳装置，包括有在压壳气缸或打壳气缸(1)上设有与槽体安装梁(4)连接的法兰(2)，在气缸活塞(1-1)的端部连接有锤杆(8)；在气缸套(1-2)下端连接有导向筒(7)，其特征在于：在导向筒(7)、锤杆(8)的下端设有结瘤刮削装置(11)，所述的结瘤刮削装置(11)与锤杆(8)的连接为键连接，其连接部设有花键槽，下部设有圆弧形的刮削器(11-1)；锤杆(8)的下端部连接有锤头(12)，所述锤头(12)的材料为奥氏体不锈钢。
2.如权利要求1所述的刮削式打壳装置，其特征在于：所述的结瘤刮削装置(11)的刃口(11-2)为直线与圆弧线的叠加线或螺旋线或锯齿形。
3.如权利要求1所述的刮削式打壳装置，其特征在于：在所述的结瘤刮削装置(11)与锤杆(8)的连接部之间设有带有花键的锤杆导向环(13)。
4.如权利要求1所述的刮削式打壳装置，其特征在于：所述锤杆(8)与锤头(12)为螺纹连接。
5.如权利要求1所述的刮削式打壳装置，其特征在于：还包括有在气缸活塞(1-1)的端部与锤杆(8)之间设有锤杆绝缘部件(6)；所述的锤杆绝缘部件(6)包括有与气缸活塞(1-1)连接的上连接件(6-1)，与锤杆(8)连接的下连接件(6-3)，在上连接件(6-1)和下连接件(6-3)之间设有绝缘垫(6-2)、绝缘圈(6-4)。
6.如权利要求1所述的刮削式打壳装置，其特征在于：还包括有在电解槽安装梁(4)与法兰(2)之间设有绝缘垫(3)。
7.如权利要求1所述的刮削式打壳装置，其特征在于：还包括有在导向筒(7)下端法兰(7-1)与电解槽上部水平罩板(10)之间设有绝缘封尘盖(9)。
8.如权利要求1所述的刮削式打壳装置，其特征在于：还包括有在气缸套(1-2)下端与导向筒(7)之间设有绝缘垫(5)。
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