CN104508189A - 将原料计量进给至铝电解槽的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于将原料计量进给至铝电解槽的装置。所述装置包括：用于待计量的材料的料斗；具有杆棒的计量室，所述杆棒具有气动驱动器；处在所述计量室上部的刚性固定在杆棒上且为阀门形式的上闭合件；下闭合件，其固定在所述杆棒的一端并且为具有锥形盖的锥形阀形式；以及进料孔，其沿着所述投料室上部的圆周布置并处在所述投料斗底部上方。所述进料孔的上沿被安置在所述阀的上部位置，且所述锥形阀的底部和所述计量室的下部之间的距离不小于所述上闭合件的下表面距所述进料孔下沿的距离。确保了装置可靠性和剂量精度的增加，并且相应地改善了电解槽操作的技术特征。

Description

将原料计量进给至铝电解槽的装置

本发明涉及有色金属冶炼。具体而言，其涉及铝的电解还原。更具体而言，其涉及将原料进给至槽的装置，所述装置可用于将氧化铝、氟化铝和电解质渣进给至电解槽(электролизер)。

已知有用于将原料进给至铝电解槽的装置(美国专利4437964,1984,С25С3/14)，其包括垂直安装的气缸、投料斗以及使进料器的机械装置与原料分开的保护罩。容积式进料器由投料室、由气缸致动的杆棒和以刚性固定在杆棒上的锥形阀形式的两个闭合组件组成；其中上阀门的锥形体顶部朝向下，而下阀门的锥形体顶部朝向上。投料室置于进料器的保护罩下部的孔的下面，气缸的杆棒穿过所述孔。投料室通过多个宽间距的翅片固定至进料器的保护罩。当杆棒处在升高位置时，上阀门开启以便原料进入，并且下阀门使投料室的底部关闭。由于重力，计量的材料随即穿过翅片之间并且充填投料室。当杆棒降低时，锥形阀均降低，而且上阀门使投料室的上部关闭，并且下阀门从腔室下沿向下移动，允许配量的材料通过布料溜槽进料至由轧碎机在电解槽壳中造出的孔内。

以上类似方案的缺点如下：

1.当杆棒从升高位置移动至降低位置时，下阀门已开启以便从所述室投放材料，而上阀门仍未关闭。因此，这可能对所述室添加额外份量的原料。不同的条件(杆棒移动速率、配量的材料水分等)可能造成原料的这些额外份量也不同。因此，原料的投料量不是恒定的。

2.由于不利的环境以及杆棒上相当大的负载，杆棒可能变形。其上刚性安装有阀门的杆棒的变形有时可能导致阀门和投料室末端表面变形。由此，即便在阀门关闭时，其也可能造成材料倾泻。

就技术本质和技术效果而言，与要求保护的装置最接近的装置是下述将原料计量进给至铝电解槽的装置(RF专利2,315,823号，C25C 3/14,2008)。所述装置具有投料斗、具有杆棒的投料室和气缸。下闭合件和上闭合件刚性固定在杆棒上；上闭合件是活塞的形式。下闭合件固定在杆棒的一端并且是锥形阀的形式，下活塞与其连接。在投料室的上部中，且在料斗底部上方，进料口沿圆周定位，使得当杆棒处在升高位置时上活塞在进料口上方。锥形阀底部距投料室下部的距离不小于进料口的高度。锥形盖经万向接头附接至杆棒，该万向接头使得能够自动对准在投料室的下部上。锥形盖起到将杆棒固定在升高的位置的作用，从而保护下活塞避开来自电解槽表面的热腐蚀性气体，并且防止经下活塞和投料室内表面之间的间隙透过的计量材料溢漏。通过使原料投放量对于原料物理特性和气缸杆棒的运动速度的依赖性的显著降低，所述装置提供了稳定的投放量。

与此装置相关的缺点之一在于进料器由于制造复杂性导致成本高，并且万向接头在摩擦性介质中的可靠性低。另一个缺点是一定量的氧化铝可能穿过下活塞和投料室内表面之间的间隙而漏至锥形盖上。而且，还可能由于材料缺乏搅动而在进料口附近出现原料的颗粒化。这些因素都影响配量的精确性。

本发明的目的是开发将原料计量进给至电解槽的装置，相比于现有技术，这种装置的设计不仅提供稳定投放量的原料(同现有技术的情况)，而且其操作还更为精确且更加可靠，并且其成本和重量更少。

以上目的如下实现：一种用于将原料计量进给至电解槽的装置，其包括投料斗和含有杆棒的投料室，所述杆棒具有气动驱动器；所述装置具有上闭合件、、以及进料口，所述上闭合件处于所述投料室上部且刚性固定在所述杆棒上，所述下闭合件固定在所述杆棒的一端并且为具有锥形盖的锥形阀形式，所述进料口沿所述投料室上部的圆周定位并处在所述投料斗底部上方。根据所提出的发明，所述上闭合件是阀门的形式并且位于所述杆棒上，使得当所述杆棒处在初始位置时，所述阀门的上表面低于所述进料口的上边缘；在所述下闭合件中，所述锥形阀经活塞连接至所述锥形盖，当所述杆棒处在升高的位置时，所述锥形阀的底部和所述投料室的下边缘之间的距离不小于所述上闭合件的下表面距所述进料口下边缘的距离。

本发明的第一个显著特征是通过阀门对在投料室中移动的上活塞的重置，这使得进料口高度相对增加。与现有技术相对而言，进料口被定位来使得进料口的上边缘高于所述阀门的上表面，并且所述阀门总是处在氧化铝层之下。当杆棒移动时，所述阀搅动进料口区域内的氧化铝。由此，一些可能限制经进料口对投料室的氧化铝加载的氧化铝团块得以减少。而且，阀门显著地比活塞更轻更便宜。

本发明的另一个显著特征在于，使用作为下闭合件的刚性固定在杆棒上的锥形阀、活塞和锥形盖来替代锥形阀、万向接头和锥形盖。此设计使所述装置更为简单且更便宜，使其更加可靠，而且防止了锥形阀和锥形盖之间的氧化铝积聚，这进一步提高了氧化铝投放量的精度。

通过以下附图阐明本发明的实质：

图1显示将原料计量进给至铝电解槽的装置。图2a显示装载，杆棒处于升高(初始)位置。图2b显示处于中间位置。图2c显示卸放，杆棒处于下部位置。

用于投放原料的装置包括投料斗1、气缸2和投料室3。投料室3的下部4在进料口5下方，低于料斗1底部中的孔。包含进料口5的投料室3的上部位于料斗1中。由气缸2致动的杆棒6穿过投料室。阀门7安装在杆棒6上。当杆棒6处于升高位置时，阀门7的上表面低于进料口5的上边缘。锥形阀8以及与其连接的活塞9都固定在杆棒6上，起到下闭合件的作用。由耐热材料制成的锥形盖10经活塞9连接至杆棒6的下端。

锥形盖10经锥形阀8和活塞9与杆棒6的连接使得锥形盖可以相对于投料室的轴和投料室下部4的倒角对准。

用于配量进给原料的装置如下所述发挥作用。

配量的材料持续充填投料室3的进料口5区域内的空间。在初始位置时，杆棒6处于升高位置，阀门7低于进料口5的上边缘，用锥形盖10关闭投料室下部4中的排出孔；具有下活塞9的锥形阀8处于投料室排出孔上方最大限度升高的位置处。锥形阀8底部(此阀于此处接触下活塞9)距进料器的投料室下部的距离(Hc)不小于进料口下边缘与所述阀下表面之间的高度(Hb)。来自料斗1的配量材料经进料口5充填投料室的下部4。对于卸放投料室4，向气缸2发送控制信号，气缸2使杆棒6致动下移，其沿阀门7、锥形阀8和与其连接的活塞9以及锥形盖10移动。通过阀门7将进料口5下方通向投料室下部4的通道关闭，并且将原料经投料室下部4中的排出孔而后通过重力倒入氧化铝电解槽壳中的孔。当进料口5下方的通道被阀门7完全关闭时，连有活塞9的锥形阀8的底部穿过投料室的下部4。没有原料从料斗1经投料室4并穿过排出孔而到达电解槽。以锥形阀8必须在杆棒通过锥形阀8向下移动时使得原料从投料室完全排空的方式通过实验来测定杆棒行程长度。在投料室4排空后，杆棒6开始向上返回至初始位置。与此同时，锥形阀8的底部到达投料室的排出孔，随后进料口5下方的原料通道开启。之后，随着杆棒6靠近其升高位置，由锥形阀8和活塞9对准的锥形盖10精确地落至投料室下方的倒角上，这避免了盖本身和进料器的接触表面的变形。锥形盖起到将杆棒6固定在所述升高位置的作用，从而使活塞9和投料室4的内表面避开来自电解槽表面的热腐蚀性气体，并且与活塞9一起防止配量的材料穿过锥形阀8和投料室4内表面之间的间隙而溢漏。

因此，所提出的发明的应用提供了具有更高可靠性的装置和更高精确性的配量，进而改进了电解槽的技术工艺参数。

Claims (1)

1.一种用于将原料计量进给至铝电解槽的装置，其包括：投料斗；具有杆棒的投料室，所述杆棒具有刚性固定在该杆棒上的气动驱动器；处在所述投料室上部的上闭合件；下闭合件，其固定在所述杆棒的一端并且为具有锥形盖的锥形阀形式；以及进料口，其沿所述投料室上部的圆周定位并处在所述投料斗底部上方；其特征在于：所述上闭合件为阀门形式并且位于所述杆棒上，使得当所述杆棒处在初始位置时，所述阀门的上表面低于所述进料口的上边缘；在所述下闭合件中，所述锥形阀经活塞连接至所述锥形盖，当所述杆棒处在升高的位置时，所述锥形阀的底部和所述投料室的下边缘之间的距离不小于所述上闭合件的下表面距所述进料口下边缘的距离。