CN108149275B - 一种铝电解槽打壳下料装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种铝电解槽打壳下料装置，包括定容器，定容器的顶部、底部分别设有进料口、出料口，定容器的顶部连接有筒体，定容器的底部连接有竖直向下延伸的导流管，该导流管内设有用于供物料通过的下料口；还包括直线驱动件，该直线驱动件的输出端连接有运动导杆，运动导杆由上至下依次穿过筒体、进料口、出料口和下料口，运动导杆的下端连接有锤头；运动导杆上由上至下依次设有与进料口匹配的第一活塞、与出料口匹配的第二活塞和与下料口匹配的第三活塞；所述导流管的下端连接有电解质刮刷器。本发明的铝电解槽打壳下料装置在实现打壳下料一体化的同时，具有结构简单、进料均匀、不易堵塞、使用寿命长等优点。

Description

一种铝电解槽打壳下料装置

技术领域

本发明涉及一种铝电解槽打壳下料装置，属于铝冶炼设备领域。

背景技术

上世纪80年代点式下料技术开始广泛的应用在铝电解槽上，和传统的边部下料技术相比，点式下料技术有诸多优点，但是随着铝电解槽工艺技术的改进，比如低极距技术和低过热度的工艺路线，使得铝电解槽对氧化铝加料过程要求越来越高，因此对现有加料装置进行改进是非常必要的。

目前，铝电解槽加料过程为用锤头在电解质结壳上方打出下料口火眼，形成下料通道，然后按已设定所需氧化铝粉的量，将其加入到电解槽的熔融的电解质中，以实现铝电解槽的电解化学反应，在其阴极生成铝液。但实现氧化铝加料过程需要在电解槽上部桁架结构上安装打壳装置和下料装置，在有限的空间内安装打壳和下料两种装置极为不便，导致现有的铝电解槽打壳下料装置结构复杂。另外铝电解槽在下料过程中，需要将下料装置放入料箱中，定容器上方的氧化铝的量不能控制，使运动导杆和活塞与氧化铝粉末发生摩擦，使电解槽的使用寿命降低。由于现有铝电解槽存在上述缺点，不仅影响铝电解槽的运行，而且还会在铝电解生产过程中需要大量的工作人员对其进行维护，不仅增加了工人的劳动强度，而且生产操作成本增加。

中国发明专利CN107130259A公开了一种铝电解槽氧化铝加料装置，虽然避免了氧化铝粉末的飞扬，但是其装置的下料口与下料口火眼距离过近，下料装置的壳头易腐蚀，导致使用寿命降低，同时设计装置过于复杂。

申请人此前申请的专利《一种铝电解槽打壳下料一体化装置》（CN2017111341944），可有效避免电解槽出现欠料状态，提高工作效率，精准的定位下料口火眼，不仅维修方便，而且可降低设备成本和操作成本。但其定位销的使用使装置结构复杂，也没有解决锤头起包的问题。

为此，本发明根据现有铝电解槽的加料装置的不足，发明了一种铝电解槽打壳下料装置。

发明内容

本发明所要解决的问题是：提供一种铝电解槽打壳下料装置，在实现铝电解槽打壳下料一体化的同时，解决现有打壳下料装置锤头易起包、使用寿命不长等问题。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：一种铝电解槽打壳下料装置，包括定容器，定容器的顶部、底部分别设有进料口、出料口，所述定容器的顶部连接有筒体，定容器的底部连接有竖直向下延伸的导流管，该导流管内设有用于供物料通过的下料口；还包括竖向设置的直线驱动件，该直线驱动件的输出端连接有运动导杆，所述运动导杆由上至下依次穿过筒体、进料口、出料口和下料口，运动导杆的下端连接有锤头；所述运动导杆上由上至下依次设有与进料口匹配的第一活塞、与出料口匹配的第二活塞和与下料口匹配的第三活塞；所述导流管的下端连接有电解质刮刷器，该电解质刮刷器上开设有与锤头匹配的开口；

当运动导杆向下运动至打壳工位时，第一活塞向下伸入并堵住进料口，第三活塞向下伸入并堵住下料口，第二活塞与出料口之间形成可供物料通过的间隙；当运动导杆向上运动至下料工位时，第一活塞与进料口之间形成可供物料流入定容器内的间隙，第三活塞与下料口之间形成可供物料落下的间隙，第二活塞向上伸入并堵住出料口。

电解质刮刷器的设置，每次打壳完成后，锤头向上运动时，锤头上黏附的电解质可及时被刮下，有效防止锤头起包，影响后续打壳下料过程。

作为优选，所述电解质刮刷器包括第一环状件和与锤头匹配的第二环状件，所述第一环状件和第二环状件之间通过多个固定件连接，第一环状件、第二环状件、固定件围成供物料落下的间隙。这样锤头向上或向下运动时，第二环状件可对锤头产生有效刮擦，及时将锤头上附着物清除；进一步优选地，所述固定件为固定杆，更进一步优选地，所述固定杆的数量至少为三个，第一环状件、第二环状件、固定件形成结构较强的“网状结构”，这样有利于刮下的液态、半凝固态、凝固态电解质及时落下，防止电解质凝固堵塞导流管。

作为优选，所述筒体的底侧开设有供料孔。筒体和供料孔配合作用，可有效减少过多的物料（如氧化铝）进入而导致第一活塞与物料粉末反复的摩擦损耗，可使得进料更均匀，并延长铝电解槽打壳下料器的使用寿命。

作为优选，所述供料孔为圆形孔，直径为20-100mm，优选为40-60mm。

作为优选，所述筒体为圆筒。

作为优选，所述第一活塞包括由上至下依次连接的第一圆台部和与进料口匹配的第一圆柱部，所述第一圆台部的横截面积由上至下逐渐减小，所述第一圆柱部的长度为30-200mm。优选地，所述第一圆台部和第一圆柱部的中心线重合。

作为优选，所述第二活塞的形状为圆台状，且横截面积由上至下逐渐减小，所述出料口的形状与第二活塞形状匹配。

作为优选，所述第三活塞包括由上至下依次连接的第二圆台部和与下料口匹配的第二圆柱部，所述第二圆台部的横截面积由上至下逐渐减小，所述第二圆柱部的长度为30-200mm。优选地，所述第二圆台部和第二圆柱部的中心线重合。

本发明中，将第一活塞和第三活塞中圆柱部的设计，可使得本发明的装置可满足不同打壳深度的需求。

作为优选，所述直线驱动件包括气缸、油缸中的一种，优选为气缸，方便适应现有铝电解槽结构，降低使用或改造成本。

作为本发明的一种实施方式，所述定容器与筒体之间设有第一固定板，第一固定板上设有与进料口匹配的开口；定容器的顶部设有第二固定板，可方便本装置的拆装，且和合理变换筒体大小，减小第一活塞与物料之间的相互影响，以获得最佳的打壳进料效果。

作为本发明的另一种实施方式，所述定容器与筒体一体连接。

本发明中，直线驱动件可固定于铝电解槽的横梁钢结构上。

一种铝电解槽，安装有如上所述的铝电解槽打壳下料装置。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1. 本发明的铝电解槽打壳下料装置，采用圆筒作为支撑，可有效减少过多的物料进入而导致进料口活塞与氧化铝粉末反复的摩擦损耗，不仅进料均匀，而且有利于铝电解槽打壳下料装置的使用寿命的延长。

2.本发明的铝电解槽打壳下料装置，其导料管下端设有电解质刮刷器，可有效的解决打壳锤头起包的问题。

3. 本发明的铝电解槽打壳下料装置，第三活塞固定在运动导杆上，相比专利CN2017111341944，避免了定位销的使用，使其结构简单，不易堵塞。

综上所述，本发明的铝电解槽打壳下料装置具有结构简单、进料均匀、不易堵塞、使用寿命长等优点。

附图说明

图1为本发明的一种铝电解槽打壳下料器的下料状态示意图。

图2为本发明的一种铝电解槽打壳下料器的打壳进料状态示意图。

图3为本发明的一种铝电解槽打壳下料器的电解质刮刷器三视图，（a）主视图，（b）侧视图，（c）俯视图。

图中：1-直线驱动件、2-横梁钢结构、3-连接轴、4-第二固定板、5-上螺母、6-筒体、7-运动导杆、8-第一活塞、9-第一固定板、10-进料口、11-下螺母、12-进料口、13-定容器、14-出料口、15-双头螺母、16-第二活塞、17-导流管、18-物料暂存区、19-第三活塞、20-下料口、21-锤头、22-电解质刮刷器、23-第一环状件、24-第二环状件、25-固定件。

具体实施方式

以下将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。

如图1和图2所示，一种铝电解槽打壳下料装置，包括定容器13，定容器13的顶部、底部分别设有进料口12、出料口14，所述定容器13的顶部连接有筒体6，定容器13的底部连接有竖直向下延伸的导流管17，该导流管17内设有用于供物料通过的下料口20；还包括竖向设置的直线驱动件1，该直线驱动件1的输出端连接有运动导杆7，所述运动导杆7由上至下依次穿过筒体6、进料口12、出料口14和下料口20，运动导杆7的下端连接有锤头21；所述运动导杆5上由上至下依次设有与进料口匹配的第一活塞8、与出料口匹配的第二活塞16和与下料口20匹配的第三活塞19；所述导流管17的下端连接有电解质刮刷器22，该电解质刮刷器22上开设有与锤头21匹配的开口；

如图2所示，当运动导杆7向下运动至打壳工位时，第一活塞8向下伸入并堵住进料口12，第三活塞19向下伸入并堵住下料口20，第二活塞16与出料口14之间形成可供物料通过的间隙，氧化铝从定容器流入物料暂存区18，为打壳进料状态；如图1所示，当运动导杆7向上运动至下料工位时，第一活塞8与进料口12之间形成可供物料流入定容器内的间隙，第三活塞19与下料口20之间形成可供物料落下的间隙，氧化铝物料从物料暂存区18落入电解槽槽体内，第二活塞11向上伸入并堵住出料口14，为下料状态。

其中，如图3所示，电解质刮刷器22包括第一环状件23和与锤头21匹配的第二环状件24，所述第一环状件23和第二环状件24之间通过4个固定件25连接，第一环状件23、第二环状件24、固定件25围成供物料落下的间隙，第二环状件24固定于导流管17下端。该固定件为固定杆。

所述筒体6的底侧开设有3个圆形供料孔10，直径为50mm，所述供料孔10沿筒体6的周向均匀分布。

所述第一活塞8包括由上至下依次连接的第一圆台部和与进料口匹配的第一圆柱部，所述第一圆台部的横截面积由上至下逐渐减小，所述第一圆柱部的长度为100mm。

所述第二活塞16的形状为圆台状，且横截面积由上至下逐渐减小，所述出料口14的形状与第二活塞形状匹配。

所述第三活塞19包括由上至下依次连接的第二圆台部和与下料口匹配的第二圆柱部，所述第二圆台部的横截面积由上至下逐渐减小，所述第二圆柱部的长度为100mm。

所述直线驱动件1为气缸。

所述定容器13与筒体6之间设有第一固定板9，第一固定板9上设有与进料口匹配的开口；定容器的顶部设有第二固定板4。

本装置的装配方法之一为：首先，将运动导杆与气缸通过连接轴连接，根据不同的电解槽和横梁的高度，将第一活塞、第二活塞、第三活塞、锤头分布依次安装在运动导杆上，然后在运动导杆上安装第二固定板，将筒体通过上螺母连接在第二固定板上，将筒体底端通过下螺母固定于下固定板上，然后将下固定板与定容器通过焊接连接到一起，将定容器通过双头螺母连接到导流管上，并将电解质刮刷器安装到导流管下端，然后将整个装置安装在横梁钢结构上。

在使用时，将加料信号传送给控制系统，压缩空气进入气缸，驱动运动导杆下移，第一活塞密封，第二活塞打开，同时，固定在运动导杆上的第三活塞下行，进而与下料口结合实现密封，以保证氧化铝在打壳过程中不漏料，此时氧化铝从定容器中进入物料暂存区，运动导杆继续下行，驱动锤头进行打壳。当锤头打完壳后，将信号传送给控制系统，运动导杆上升，第二活塞上升，下料口打开，氧化铝从物料暂存区流入铝电解槽中。同时，第二活塞密封，第一活塞打开，定容器处于进料状态，在运动导杆上升的过程中，电解质刮刷器将粘黏在锤头上的电解质刮掉。当铝电解槽再次加料时，将加料信号传送给控制系统，运动导杆下移，从而实现周期性加料。

上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。

Claims (10)

1.一种铝电解槽打壳下料装置，包括定容器（13），定容器（13）的顶部、底部分别设有进料口（12）、出料口（14），其特征在于，所述定容器（13）的顶部连接有筒体（6），定容器（13）的底部连接有竖直向下延伸的导流管（17），该导流管（17）内设有用于供物料通过的下料口（20）；还包括竖向设置的直线驱动件（1），该直线驱动件（1）的输出端连接有运动导杆（7），所述运动导杆（7）由上至下依次穿过筒体（6）、进料口（12）、出料口（14）和下料口（20），运动导杆（7）的下端连接有锤头（21）；所述运动导杆（5）上由上至下依次设有与进料口匹配的第一活塞（8）、与出料口匹配的第二活塞（16）和与下料口（20）匹配的第三活塞（19）；所述导流管（17）的下端连接有电解质刮刷器（22），该电解质刮刷器（22）上开设有与锤头（21）匹配的开口；

当运动导杆（7）向下运动至打壳工位时，第一活塞（8）向下伸入并堵住进料口（12），第三活塞（19）向下伸入并堵住下料口（20），第二活塞（16）与出料口（14）之间形成可供物料通过的间隙；当运动导杆（7）向上运动至下料工位时，第一活塞（8）与进料口（12）之间形成可供物料流入定容器内的间隙，第三活塞（19）与下料口（20）之间形成可供物料落下的间隙，第二活塞（11）向上伸入并堵住出料口（14）。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电解质刮刷器（22）包括第一环状件（23）和与锤头（21）匹配的第二环状件（24），所述第一环状件（23）和第二环状件（24）之间通过多个固定件（25）连接，第一环状件（23）、第二环状件（24）、固定件（25）围成供物料落下的间隙。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述筒体（6）的底侧开设有供料孔（10）。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述供料孔（10）为圆形孔，直径为20-100mm。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一活塞（8）包括由上至下依次连接的第一圆台部和与进料口匹配的第一圆柱部，所述第一圆台部的横截面积由上至下逐渐减小，所述第一圆柱部的长度为30-200mm。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二活塞（16）的形状为圆台状，且横截面积由上至下逐渐减小，所述出料口（14）的形状与第二活塞形状匹配。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第三活塞（19）包括由上至下依次连接的第二圆台部和与下料口匹配的第二圆柱部，所述第二圆台部的横截面积由上至下逐渐减小，所述第二圆柱部的长度为30-200mm。

8.根据权利要求1-7任一项所述的装置，其特征在于，所述直线驱动件（1）包括气缸、油缸中的一种。

9.根据权利要求1-7任一项所述的装置，其特征在于，所述定容器（13）与筒体（6）之间设有第一固定板（9），第一固定板（9）上设有与进料口匹配的开口；定容器的顶部设有第二固定板（4）。

10.一种铝电解槽，其特征在于，安装有如权利要求1-9任一项所述的铝电解槽打壳下料装置。