CN104694968A - 铝电解槽专用打壳气缸 - Google Patents
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Abstract
铝电解槽专用打壳气缸本是预焙铝电解槽打壳下料装置的专用设备，主要应用与铝电解槽的设计以及电解槽生产和装备制造。其特征是，在气缸排气端缸盖的下端，设置有活塞杆导向延长约束套管，采用铝电解槽专用打壳气缸应用于铝电解槽打壳装置，可以延长打壳气缸的使用寿命，减少打壳气缸的密封磨损，提高打壳气缸的工作效率，减少动力消耗，减少气缸的维修工作量，降低电解铝的生产成本。
Description
技术领域：本发明铝电槽专解用打壳气缸是预焙铝电解槽打壳下料装置的专用设备，主要应用与铝电解槽的设计以及电解槽生产和装备制造。
背景技术：铝电解槽氧化铝加料装置打壳下料系统，由打壳气缸、气活塞杆U型铰接连接件、提升导向连接管和打壳锤头所组成，提升导向连接管和打壳锤头限定安装在铝电解槽水平烟罩板导向绝缘套管中，打壳气缸用绝缘轴承座固定安装在铝电解槽上部结构上。
在铝电解槽在生产过程中，氧化铝加料点处(即火眼)的熔体电解质液的表面，在温差的影响下，极易形成冷凝结壳，致使氧化铝粉不能通过加料点的电解质液结壳，加入到电解质液中，参与热电解化学反应。而电解铝的生产过程是连续的热电化学反应过程，
生产过程中就需要用频繁的驱动打壳气缸活塞连杆进行上下往复运动，带动导向连接管和打壳锤头上下运动，打开击破下料点处的电解质结壳，致使氧化铝粉通过加料装置流入添加到电解质液中参与电解反应。
在现行的铝电解槽打壳下料机构中，打壳气缸的密封点、气缸活塞，缸体内壁极易造成损坏，致使打壳气缸成为维修量最大的易损部件。造成打壳气缸损坏的主要原因由以下几点：
1、在磁场的作用下，打壳锤头和连接管受磁力的影响，往往偏离气缸活塞上下运动的垂直轴线，产生对气缸活塞杆的径向推力，U型铰接连接插头难以完全释放其径向推力，致使打壳气缸下端密封、气缸活塞、缸体内壁磨损磨损加快。
2、在现实生产过程中，打壳锤头下端极易形成电解质结壳，为了消除其结壳。电解操作工人往往用钢钎冲击锤头或导向连接管，给打壳气缸活塞杆造成较大的径向冲击力，致使打壳气缸下端密封、气缸活塞、缸体内壁产生冲击机械损伤。
3、打壳气缸处在高温工况条件下致使密封件的耐磨损强度降低。
4、产生打壳气缸大量损坏和磨损加大的原因除去上述外界工况原因的影响外，其另外的主要原因是打壳气缸自身结构设计的不合理。现通用的打壳气缸，采用的是机械行业的标准设计或参照其气缸制造业的规范设计，在打壳气缸构造设计时未考虑电解的工况工况状态和操作工艺。如打壳气缸活塞杆在受到频繁的径向冲击力和径向交变荷载作用力的情况下，其打壳气缸活塞缸端部的导向管套由于设计过短(长度平均不超过100毫米)和间隙过大，对气缸活塞缸轴向约束性较差，致使活塞杆在受到径向外力作用时，将气缸端部的活塞杆密封点和活塞环密封点形成一个轴线上，两个方向相反的抗径向冲击的磨损点，造成气缸端部活塞杆密封、活塞环密封和缸体密封的严重损伤和损坏频率加大。(如附图1所示)
发明内容：为延长打壳气缸的使用寿命，减少打壳气缸的密封磨损，减少气缸的维修工作量，降低电解铝的生产成本。本发明结合铝电解槽生产的工况条件和电解铝操作工艺的特点，以及现行的打壳气缸结构设计规范，发明并提出了一种铝电解槽专用打壳气缸结构设计技术方案。
本发明铝电解槽专用打壳气缸结构技术方案的设计原理是，为了减少径向磁场交变荷载应力以及锤头打壳冲击应力对活塞及导向杆的密封的破坏性磨损，就需加强打壳气缸端部活塞杆上下伸缩运动的导向功能，提高打壳气缸端部导向密封端盖，对活塞杆上下伸缩运动的导向约束强度，保证气缸活塞上下往复运动的轴向运动的直线度，以减少活塞杆在受到径向冲击应力时的冲击摆动幅度和应力变化影响范围方法，以此实现并达到减少气缸端部活塞杆密封和活塞环密封磨损和气缸内壁机械损伤的目的。
一种铝电解专用的打壳气缸是在通用标准打壳气缸基础上的改进与创新，打壳气缸主要有气缸筒体、进气端缸盖、活塞、活塞杆、排气端缸盖、密封环、密封压盖、拉紧长螺杆、支撑轴座架部件构成，铝电解槽专用打壳气缸创新的技术路线是：对气缸排气端盖及活塞杆导向密封装置进行改进创新，提升气缸对活塞杆导向约束功能，提升气缸活塞杆、活塞抗径向冲击的能力。
其特征是，在气缸排气端缸盖的下端，设置有活塞杆导向延长约束套管。
依据上述技术方案：活塞杆导向延长约束套管可与活塞杆密封压盖构造成为一体部件，或另行设置一个部件安装在排气端缸盖的下端。
依据上述技术方案：活塞杆导向延长约束套管的端部与活塞杆密封压盖相连接。
依据上述技术方案：活塞杆导向延长约束套管端部与打壳气缸的排气端缸盖相连接。
依据上述技术方案：活塞杆导向延长约束套管的端部设置有导向套环。
依据上述技术方案：活塞杆导向延长约束套管的导向套环与约束套管为螺旋卡套连接或螺栓法兰压接。
依据上述技术方案：活塞杆导向延长约束套管长150毫米以上，具有导向功能，
依据上述技术方案：铝电解专用的打壳气缸的活塞杆复位的上止点，大于导向延长约束套管高度，即大于于下端盖150毫米以上，以保证导向延长约束套管加长后不影响气缸活塞的有效工作行程。
依据上述技术方案：铝电解专用的打壳气缸在设置导向延长约束套管后，气缸活塞杆下止点，在受到径向外力作用时，其轴向受力点为三点，这三点分别是导向延长约束套管的下端处、气缸端盖与活塞杆密封处、气缸活塞密封处。
采用铝电解槽专用打壳气缸应用于铝电解槽打壳装置，可以延长打壳气缸的使用寿命，减少打壳气缸的密封磨损，提高打壳气缸的工作效率，减少动力消耗，减少气缸的维修工作量，降低电解铝的生产成本。
附图说明：本铝电解槽专用打壳气缸的技术方案与特征在说明书附图和实施例中表示的更加清晰.
图1现通用铝电解槽打壳气缸构造示意图。
图2本发明实施例1电解槽专用打壳气缸构造示意图。
图3本发明实施例2电解槽专用打壳气缸构造示意图。
图4本发明实施例3电解槽专用打壳气缸构造示意图。
图5本发明实施例4电解槽专用打壳气缸构造示意图。
图6通用铝电解槽打壳气缸径向受力示意图。
图7发明电解槽专用打壳气缸径向受力示意图
其图中所示：1气缸筒体、2进气端缸盖、3活塞、4活塞杆、5排气端缸盖、6密封环、7密封压盖、8拉紧长螺杆、9支撑轴座架、10导向延长约束套管、11导向套环、12压盖螺栓、13、U型铰接吊耳、14法兰压盖、15螺旋卡套、16、径向外力、17受力磨损点。
具体实施方式：本发明电解槽专用打壳气缸是在现通用的铝电解槽普通气缸基础上的改进与创新，是采用在打壳气缸活塞杆的伸缩端及排气端，增设导向延长约束套管方法，保证气缸活塞杆上下运动的垂直直线度，以此提高气缸运动干涉部件，气缸筒壁(1)与活塞密封(3)之间，活塞杆(4)与气缸排气端盖(5)密封圈(6)之间的抗径向冲击的磨损能力。
实施例1：本发明电解槽专用打壳气缸构造如图2所示，在打壳气缸的下端排气端缸盖(5)的底部，设置构造有用于约束活塞杆(4)运动方向的导向延长约束套管(10)，该导向延长约束套管(10)与原气缸活塞杆(4)的密封压盖(7)为一体设计，在原设计的密封压盖(7)的基础上，将管套加长150毫米以上，使之具有导向功能，其约束套管(10)的筒壁要求具有抗径向冲击能力。为提高约束套管(10)的抗径向冲击强度，保证导向精度，减少加工费用成本，在约束套管(10)下端，设置有导向套环(11)。
实施例2：实施例1：本发明电解槽专用打壳气缸构造如图2所示，在打壳气缸的下端排气端缸盖(5)的底部，设置构造有用于约束活塞杆(4)运动方向的导向延长约束套管(10)，该导向延长约束套管(10)与原气缸活塞杆(4)的密封压盖(7)为一体设计，该导向延长约束套管(10)具有活塞杆密封压盖(7)的功能，在导向延长约束套管(10)下端部设置有用法兰压盖(14)固定装配的导向套环(11)。导向延长约束套管(10)直接采用拉紧长螺杆(8)与排气端缸盖(5)连接固定。
实施例3：本发明实施例3电解槽专用打壳气缸构造如图4所示，其构造与实施例2基本相同，区别在于导向延长约束套管(10)的下端部设置的导向套环(11)，采用螺旋卡套(15)与导向延长约束套管(10)进行固定连接。
实施例4：发明实施例4电解槽专用打壳气缸构造如图5所示，在打壳气缸的下端排气端缸盖(5)的底部，另行设计一个活塞杆(4)导向延长约束套管(10)，用螺栓安装定位在排气端缸盖(5)的底部，导向延长约束套管(10)内上部设置有密封压盖(7)，对密封圈进行压紧定位密封。在约束套管(10)的下端，设置有导向套环(11)。
采用本发明技术方案，电解槽专用打壳气缸与现通用的打壳气缸相比，可使得打壳气缸的活塞杆，在受到径向外力冲击时，由原来普通气缸的两个受力冲击磨损点，(如图6所示)，变为专用打壳气缸的3个受力冲击磨损点，(如图7所示)，并能减少活塞和活塞杆在受到径向外力冲击时的摆动幅度，从而实现减少打壳气缸密封磨损，达到可以延长打壳气缸的使用寿命，减少打壳气缸的密封磨损，提高打壳气缸的工作效率，减少动力消耗，减少气缸的维修工作量，降低电解铝的生产成本的目的。
Claims (8)
1.铝电解专用的打壳气缸主要由气缸筒体、进气端缸盖、活塞、活塞杆、排气端缸盖、密封环、密封压盖、拉紧长螺杆、支撑轴座架部件构成，其特征是：在气缸排气端缸盖的下端，设置有活塞杆导向延长约束套管。
2.依据权利要求1所述的铝电解专用的打壳气缸，其特征是：活塞杆导向延长约束套管，可与活塞杆密封压盖构造成为一体部件，或另行设置一个部件安装在排气端缸盖的下端。
3.依据权利要求1所述的铝电解专用的打壳气缸，其特征是：活塞杆导向延长约束套管的端部与活塞杆密封压盖相连接。
4.依据权利要求1所述的铝电解专用的打壳气缸，其特征是：：活塞杆导向延长约束套管端部与打壳气缸的排气端缸盖相连接。
5.依据权利要求1所述的铝电解专用的打壳气缸，其特征是：活塞杆导向延长约束套管的端部设置有导向套环。
6.依据权利要求1所述的铝电解专用的打壳气缸，其特征是：活塞杆导向延长约束套管的导向套环与约束套管为螺旋卡套连接或螺栓法兰压接。
7.依据权利要求1所述的铝电解专用的打壳气缸，其特征是：活塞杆导向延长约束套管长150毫米以上，具有导向功能。
8.依据权利要求1所述的铝电解专用的打壳气缸，其特征是：铝电解专用的打壳气缸的活塞杆复位的上止点，大于导向延长约束套管高度，即大于于下端盖150毫米以上，以保证导向延长约束套管加长后不影响气缸活塞的有效工作行程。
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| CN107447234A (zh) * | 2016-08-05 | 2017-12-08 | 高德金 | 一种可调整安装固定点高度的打壳气缸 |
| RU2638718C1 (ru) * | 2016-08-11 | 2017-12-15 | Общество с ограниченной ответственностью "Камоцци Пневматика" | Пневмопривод рабочего органа устройства для пробивки корки электролита в алюминиевом электролизере |
| CN110983379A (zh) * | 2019-12-29 | 2020-04-10 | 陈雨 | 一种电解铝槽打壳装置 |
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