CN110777398B - 一种控制铝电解槽阳极导杆上下移动的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及铝电解技术领域，具体为一种控制铝电解槽阳极导杆上下移动的装置和方法。一种控制铝电解槽阳极导杆上下移动的装置，包括至少一个夹持框和阳极母线架；还包括设置在夹持框内的至少一个铝筒阳极以及设置在铝筒阳极周围的若干根阳极导杆，夹持框/阳极母线架与阳极导杆之间通过若干个传动机构相连接；在阳极导杆上设置有与夹持框/阳极母线架接触的至少一个压紧机构；或夹持框/阳极母线架上设置有与阳极导杆接触的至少一个压紧机构；或者阳极导杆和夹持框/阳极母线架上分别设置有与夹持框/阳极母线架以及阳极导杆接触的至少一个压紧机构。本发明可以实现阳极导杆与阳极的同步升降以及能单独提升阳极导杆到指定位置的目的。

Description

一种控制铝电解槽阳极导杆上下移动的装置和方法

技术领域

本发明涉及铝电解技术领域，具体为一种控制铝电解槽阳极导杆上下移动的装置和方法。

背景技术

铝电解槽所用的单个铝框阳极或铝筒阳极或复合阳极重量大，一般在20-40吨之间，电解槽工作温度一般在960℃以下，在持续稳定牢靠夹持住阳极的前提下，如何持续、平稳、精准、高效地控制阳极上下移动是一个重大难题，直接关系到电解槽能否正常运行以及铝行业的生存和发展。

申请号为201611257730.5的专利公开了一种内置导体的连续铝框阳极铝电解槽，这种电解槽需要定期单独提升阳极导杆和夹持框以及夹持框I到指定位置，而这种提升装置操作机械化程度低、不能实现自动化，尤其是申请号为201711069199.3的专利公开一种铝电解槽的复合阳极，由于复合阳极中添加有原料，阳极消耗速度成倍数上升，必须频繁提升阳极导杆和夹持框，造成现有装置不能高效地控制阳极上下移动。

申请号为201810158781.5的专利公开一种铝电解槽用的夹持顶紧装置，该装置在铝框和夹持框之间设置有若干个夹持器，在夹持器控制阳极上下移动时，阳极导杆和夹持框的位置高度保持不变，且此阶段通过夹持框将阳极导杆压紧在阳极上，所以要求夹持器施加给阳极的运动力和压力必须足够大才能促使阳极上下移动，这样使装置功率大、结构复杂，尺寸偏大，占有空间大，造价高。

申请号为201811540966.9的专利公开一种铝筒阳极的夹持装置，采用阳极提升机构的方式控制阳极上下移动。当夹持框/阳极母线架、导电元件和导电杆接近电解质结壳时，通过压提机构先提升导电元件，后提升夹持框/阳极母线架，提升夹持框/阳极母线架时带动导电杆一起上移，上述操作影响了阳极上下移动的高效性和平稳性。

发明内容

本发明为达到在保持对阳极导杆和阳极压紧的情况下能实现阳极和阳极导杆同步上下移动且能单独提升阳极导杆到指定位置、结构简单、自动化程度高的目的，提供一种控制铝电解槽阳极导杆上下移动的装置和方法。

本发明所述的一种控制铝电解槽阳极导杆上下移动的装置是采用如下技术方案实现的：一种控制铝电解槽阳极导杆上下移动的装置，所用装置包括至少一个阳极母线架以及上部金属结构或至少一个夹持框和阳极母线架以及上部金属结构；还包括设置在夹持框/阳极母线架内的至少一个铝筒阳极以及设置在铝筒阳极周围的若干根阳极导杆；夹持框/阳极母线架上设置有与阳极导杆接触的至少一个压紧机构或与阳极导杆和铝筒阳极接触的若干个压紧机构，至少一个阳极导杆上连接有至少一个传动机构；或在阳极导杆上设置有与夹持框/阳极母线架接触的至少一个压紧机构，至少一个阳极导杆/阳极导杆上的压紧机构上连接有至少一个传动机构；或者至少一个阳极导杆上设置有与夹持框/阳极母线架接触的至少一个压紧机构，同时夹持框/阳极母线架上设置有与至少一个阳极导杆/阳极导杆上的压紧机构接触的至少一个压紧机构，至少一个阳极导杆/阳极导杆上的压紧机构上连接有至少一个传动机构；传动机构安装在夹持框/阳极母线架上或上部金属结构上或分别安装在夹持框和上部金属结构上或阳极母线架和上部金属结构上或夹持框、阳极母线架和上部金属结构上。

针对上述几种情形，传动机构都可以安装在夹持框/阳极母线架上或上部金属结构上或分别安装在夹持框/阳极母线架上和上部金属结构上或同时安装在夹持框、阳极母线架和上部金属结构上。

所述铝筒阳极是铝电解槽阳极装置的核心部件，包括位于周围的铝筒以及位于铝筒中的导体和填充物。可用铝框阳极或复合阳极取代铝电解槽中的铝筒阳极。下述铝筒阳极简称为阳极。

所述上部金属结构是常规电解槽上部结构的一部分，主要由大梁和立柱组成，一般在其上安装有打壳下料机构、阳极母线架、阳极提升机构等，起着承担阳极全部重量的作用；夹持框可以通过吊杆与上部金属结构连接。

进一步的，为了按工艺要求控制阳极导杆上下移动，驱动传动机构的方式至少包括以下五种：

1）传动机构连接有驱动器或联轴器和驱动器；或者传动机构通过离合器连接有驱动器或联轴器和驱动器；驱动器连接有控制系统；

2）或者若干个传动机构通过联轴器或传动轴和联轴器连接成一组，且每组中位于任一未端的传动机构或联轴器或传动轴连接有驱动器，驱动器连接有控制系统；

3）或者若干个传动机构通过齿条、链条、拉杆、钢丝绳、连杆机构中任一种或上述任意组合连接成一组，且每组中的齿条、链条、拉杆、连杆、钢丝绳中任一种连接有驱动器，驱动器连接有控制系统。当启动控制系统后，驱动器直接驱动齿条、链条、拉杆、连杆、钢丝绳中任一种或上述任意组合进行往复运动，并带动传动机构运行，控制阳极导杆按照预设方向和幅度上下移动；

4）或者所有或至少一个传动机构通过至少一个传动轴连接有驱动器或联轴器和驱动器，其中传动机构和传动轴之间连接有离合器；采用多个传动轴时，传动轴之间连接有联轴器；驱动器连接有控制系统；

5）或者所有或若干个传动机构通过管道连接有动力装置。

进一步的，传动机构采用升降机；升降机安装在夹持框/阳极母线架上，其输出轴与阳极导杆/阳极导杆上的压紧机构相连接；或者升降机安装在上部金属结构上，其输出轴与阳极导杆/阳极导杆上的压紧机构相连接。

具体方法为：以升降机安装在夹持框/阳极母线架上为例，通过控制系统启动升降机，升降机的输出轴上下移动驱动阳极导杆和阳极一起沿着压紧机构表面或阳极导杆和阳极以及压紧机构一起沿着夹持框/阳极母线架内侧上下移动；当阳极导杆随着阳极一起下降到接近电解质结壳时就必须向上提升阳极导杆或阳极导杆和压紧机构，再次通过控制系统，至少一个或一组升降机的输出轴上移，只带动相应的阳极导杆沿着铝筒和压紧机构的表面或带动相应的阳极导杆和压紧机构一起沿着铝筒和夹持框/阳极母线架内侧上移到指定位置，重复上述操作，直至提升所有需要提升的阳极导杆或所有需要提升的阳极导杆和压紧机构一起到指定位置。

进一步的，传动机构采用传动换向器；传动换向器的输出轴上设置有螺纹。

传动换向器驱动阳极导杆上下移动的方法如下：传动换向器输出轴下部通过轴承固定在夹持框/阳极母线架上，在输出轴螺纹上设置有至少一个螺母且将螺母连接在阳极导杆/阳极导杆上的压紧机构上或在阳极导杆/阳极导杆上的压紧机构上设置有至少一个螺母且将螺母套在传动换向器输出轴的螺纹上，然后启动传动换向器，输出轴驱动阳极导杆与阳极一起沿着压紧机构表面或驱动阳极导杆和阳极以及压紧机构一起沿着夹持框/阳极母线架内侧上下移动，将槽电压精准地控制在规定范围；当阳极导杆随着阳极一起下降到接近电解质结壳时就必须向上提升阳极导杆或阳极导杆和压紧机构，通过控制系统，至少一个或一组传动换向器反向运行，输出轴只驱动相应的阳极导杆沿着铝筒和压紧机构的表面或驱动阳极导杆和压紧机构一起沿着铝筒和夹持框/阳极母线架内侧上移到指定位置，重复上述操作，直至提升所有需要提升的阳极导杆或所有需要提升的阳极导杆和压紧机构一起到指定位置；或者解开至少一个输出轴上的螺母与阳极导杆/阳极导杆上的压紧机构的锁紧，或解开至少一个阳极导杆/阳极导杆上的压紧机构上的螺母与阳极导杆/阳极导杆上的压紧机构的锁紧，再提升相应的阳极导杆、阳极导杆上的压紧机构和螺母到指定位置后锁紧螺母与阳极导杆/阳极导杆上的压紧机构的接触，循环上述操作直至所有需要提升的阳极导杆和螺母被提升到指定位置。

或者，传动换向器输出轴通过轴承连接在阳极导杆/阳极导杆上的压紧机构上，在输出轴螺纹上设置有至少一个螺母且将螺母固定在夹持框/阳极母线架上或在夹持框/阳极母线架上设置有至少一个螺母且将螺母套在传动换向器输出轴的螺纹上，然后启动传动换向器，输出轴上下移动，带动阳极导杆和阳极或阳极导杆和阳极以及压紧机构一起升降，将槽电压精准地控制在规定范围；当阳极导杆随着阳极一起下降到接近电解质结壳时就必须向上提升阳极导杆或阳极导杆和压紧机构，通过控制系统，至少一个或一组传动换向器反向运行，输出轴向上移动，只提升相应的阳极导杆或相应的阳极导杆和压紧机构到指定位置，重复上述操作，直至提升所有需要提升的阳极导杆或所有需要提升的阳极导杆和压紧机构一起到指定位置；或者解开至少一个输出轴上的螺母与夹持框/阳极母线架的锁紧，或解开至少一个夹持框/阳极母线架上的螺母与夹持框/阳极母线架的锁紧，再提升相应的阳极导杆、阳极导杆上的压紧机构和输出轴到指定位置后锁紧螺母与夹持框/阳极母线架的接触，循环上述操作至所有需要提升的阳极导杆和输出轴被提升到指定位置。

进一步的，阳极导杆由互相连接或接触且能够拆开的前后或左右两部分组成，传动机构的输出轴位于阳极导杆的两部分之间，阳极导杆每一部分均由若干个互相连接或接触且能够拆开的金属块或金属板组成。传动机构采用升降机时，升降机的输出轴与组成阳极导杆的一个或多个金属块或金属板连接，进而带动阳极导杆上升或下降；传动机构采用传动换向器时，与传动换向器的输出轴接触的金属块或金属板的接触面上设置有与输出轴上螺纹相匹配的螺纹。通过传动机构输出轴，驱动阳极导杆和阳极一起升降，当阳极导杆下行至其下端接近电解质结壳时，拆掉阳极导杆最下端的金属块或金属板或金属块和金属板；当阳极导杆总长度接近下限值时，在输出轴周围续接至少一个金属块或金属板或金属块和金属板，以省去单独提升阳极导杆的操作。

或者当若干根或所有阳极导杆与铝筒合为一体且成为铝筒的一部分时，传动机构的输出轴位于夹持框/阳极母线架与铝筒之间；夹持框/阳极母线架上的压紧机构将输出轴压紧在铝筒上。铝筒和传动机构的输出轴接触处的形状和结构相匹配，包括但不限于榫卯、螺纹、啮合结构。通过传动机构输出轴运行，驱动阳极升降，从而省去单独提升阳极导杆的各种操作。

上述阳极导杆与铝筒合为一体是指采用包括但不限铸造、铆接、焊接的方法将若干根或所有阳极导杆与铝筒合为一体且成为铝筒的一部分，该部分铝筒相对于铝筒的其他部分可以朝着铝筒内部凹陷或朝着铝筒表面凸起，且该部分铝筒与夹持框/阳极母线架之间设置有传动机构的输出轴，该部分铝筒和输出轴接触处的形状和结构相匹配，包括但不限于榫卯、螺纹、啮合结构；夹持框/阳极母线架上的压紧机构将输出轴压紧在该部分铝筒上。通过传动机构输出轴（比如传动换向器的输出轴或者升降机的输出轴）以驱动阳极升降，从而省去单独提升阳极导杆的各种操作。

进一步的，阳极导杆上设置有至少一个与铝筒阳极表面接触的棘轮机构或凸起或键；所述凸起或键通过弹簧连接在阳极导杆上。

当阳极导杆单独向上移动时，棘轮转动并和阳极导杆一起上移，或者键或凸起同阳极导杆一起沿铝筒表面向上滑动；当阳极导杆和阳极或阳极导杆和阳极以及压紧机构或阳极导杆、阳极以及夹持框/阳极母线架三者一起下移时棘轮自锁不转动，或者凸起或键锁紧阳极导杆和铝筒的接触。

或者阳极导杆设置为互相连接且可拆开的上导杆和下导杆，上导杆连接有传动机构，在上导杆和下导杆的某一侧面设置有与上下导杆互相连接或接触且能拆开的侧导杆，下导杆和侧导杆均由若干个互相连接或接触且可拆开的金属块或金属板组成。侧导杆可位于上导杆和下导杆的外表面，上导杆和下导杆与铝筒接触。当下导杆或侧导杆最下端的金属块或金属板接近电解质结壳时，从下导杆或侧导杆上拆掉最下端的金属块或金属板；当阳极导杆总长度接近下限值时，在输出轴周围安装至少一个金属块或金属板或金属块和金属板，以省去单独提升阳极导杆的操作。传动机构与上导杆相连接。

进一步的，当阳极导杆至少下部由间隔一定距离的内阳极导杆和外阳极导杆组成时，阳极导杆或内外阳极导杆的顶部连接有支座；挤压机构穿过支座且位于内外阳极导杆之间，以调节内外阳极导杆之间的距离。

当阳极导杆单独向上移动时，挤压机构缩小阳极导杆内侧面和相对应的外侧面之间的距离，以松开相应的阳极导杆与铝筒的压紧，方便阳极导杆顺利上移；当阳极导杆和阳极或阳极导杆、阳极以及夹持框/阳极母线架三者一起下移时，挤压机构扩大阳极导杆内侧面和相对应的外侧面之间的距离，保持住相应的阳极导杆与铝筒的压紧。阳极导杆和挤压机构一起上下移动。

阳极母线架是铝行业一种常规装置，承担着导电作用，当与阳极提升机构连接时，可承担夹持且吊起阳极的作用，通常包括两条阳极母线，在其两端或中间进电点或两端和中间进电点用铝板重叠焊接在一起，形成一个母线框。

压紧机构包括但不限于丝杠机构、锥形压紧机构、楔形压紧机构、凸轮压紧机构、弹簧压紧机构、蜗轮机构、伸缩缸压紧机构、轮式夹持器、夹持器、卡具或上述机构的任意组合，上述压紧机构可以通过包括但不限于联轴器、链条、齿条、皮带、离合器等与驱动器和控制系统连接，提高自动化水平。

所述轮式夹持器记载于申请号为201711220109.6的中国专利申请。

压紧机构与夹持框/阳极母线架之间或与阳极导杆之间或与夹持框/阳极母线架以及阳极导杆之间或者夹持框/阳极母线架和阳极导杆之间设置有至少一个轮，轮设置在夹持框/阳极母线架或阳极导杆或压紧机构上。

除阳极导杆、压紧机构和轮占据的空间外，在夹持框/阳极母线架与铝筒之间的其余空间添加有具有导电性能的填充料，还包括用于包裹和固定所述填充料的密封件，以促进阳极导杆上的电流能稳定、均匀地流入到阳极中。

上述轮包括但不限于滚轮、滑轮，以保证阳极导杆和阳极或阳极导杆和阳极以及压紧机构顺利上下移动，以及阳极导杆单独顺利上移。当压紧机构采用轮式夹持器或夹持器时，就不需要在其上设置轮了。

本发明所述的一种控制铝电解槽阳极导杆上下移动的方法是采用如下技术方案实现的：

电解槽正常工作时，夹持框/阳极母线架或阳极导杆上的压紧机构将阳极导杆压紧在铝筒上，铝筒阳极底部位于电解质结壳内且浸入在液体电解质中；

当传动机构不运行时，阳极导杆、铝筒阳极以及夹持框/阳极母线架互相之间不会自动发生相对移动；

当传动机构运行时，将驱动阳极导杆或阳极导杆和压紧机构一起上下移动，具体为：根据控制槽电压的要求需要升降铝筒阳极时，启动传动机构，驱动阳极导杆和铝筒阳极一起沿着压紧机构表面或阳极导杆和铝筒阳极以及压紧机构一起沿着夹持框/阳极母线架内侧上下移动；

当下降的阳极导杆接近电解质结壳时，先启动至少一个或一组传动机构以提升相应的阳极导杆沿着铝筒和压紧机构的表面或提升相应的阳极导杆和压紧机构一起沿着铝筒和夹持框/阳极母线架内侧上移至指定位置，重复上述操作，直至提升所有需要提升的阳极导杆或所有需要提升的阳极导杆和压紧机构一起到指定位置。

本发明的优点：

1、该装置在保持对阳极导杆和阳极压紧的情况下，实现了所有或若干根阳极导杆和阳极能同步上下移动，并自动平稳地将槽电压精准地控制在预设范围内。

2、在将阳极导杆压紧在铝筒上的情况下，驱动器能带动相应的传动机构以驱动所有需要提升的阳极导杆分一次或多次沿着铝筒表面单独向上移动到指定位置，同时阳极导杆上的棘轮机构或凸起或键，或者阳极导杆中的挤压机构进一步促进阳极导杆顺利上移。

3、在阳极导杆和阳极升降过程中或单独提升阳极导杆时，夹持框可以保持稳定不变，但当传动机构位于夹持框上且夹持框通过吊杆与上部金属结构上的阳极提升机构相连接时，可利用阳极提升机构的提升功能来提升夹持框，间接实现了夹持框自动向上移动的目的。

4、当阳极导杆由前后或左右两部分或者上导杆、下导杆和侧导杆组成或者同铝筒合为一体时，省去单独提升阳极导杆各项操作。

5、传动机构控制阳极上下移动容易可行、平稳可靠、精准无误差，机械化和自动化水平高，有利于精准控制电解槽热平衡。

6、该装置结构简单、功率小、体积小造价低、安全可靠耐用、操作维护方便、运行成本低，该装置和方法解决了复合阳极消耗速度快对自动化要求高的问题，有利于电解槽采用内置导体的复合阳极且排出氧气，减少电解烟气量，节能环保。

附图说明

图1升降机调节距离的侧视结构示意图。

图2 传动机构工作原理主视结构示意图。

图3传动换向器调节距离的侧视结构示意图。

图4带棘轮或凸起或键的阳极导杆结构示意图。

图5带挤压机构的阳极导杆结构示意图。

图6组合式的阳极导杆结构示意图。

1-阳极，2-铝筒，3-夹持框/阳极母线架，4-阳极导杆，5-传动机构，6-压紧机构，7-联轴器，8-控制系统，9-驱动器，10-底座，11-螺母，12-轴承，13-滚轮，14-凸起或键，15-输出轴，16-弹簧，17-棘轮，18-棘爪，19-支座，20-丝杆，21-挤压机构；41-外阳极导杆，42-内阳极导杆，43-上导杆，44-下导杆，45-侧导杆，46-金属块或金属板；

51-升降机，52-传动换向器。

具体实施方式

一种控制铝电解槽阳极导杆上下移动的装置，所用装置包括至少一个阳极母线架以及上部金属结构或至少一个夹持框和阳极母线架以及上部金属结构；还包括设置在夹持框/阳极母线架内的至少一个铝筒阳极以及设置在铝筒阳极周围的若干根阳极导杆；夹持框/阳极母线架上设置有与阳极导杆接触的至少一个压紧机构或与阳极导杆和铝筒阳极接触的若干个压紧机构，夹持框/阳极母线架与阳极导杆之间通过至少一个传动机构相连接；或在阳极导杆上设置有与夹持框/阳极母线架接触的至少一个压紧机构，夹持框/阳极母线架与阳极导杆/阳极导杆上的压紧机构之间通过至少一个传动机构相连接；或者阳极导杆和夹持框/阳极母线架上分别设置有与夹持框/阳极母线架以及阳极导杆接触的至少一个压紧机构，即一部分阳极导杆上安装有至少一个与夹持框/阳极母线架接触的压紧机构，同时夹持框/阳极母线架上也安装有至少一个与其他阳极导杆/阳极导杆上的压紧机接触的压紧机构，或者阳极导杆设置有与夹持框/阳极母线架接触且夹持框/阳极母线架上也设置有与阳极导杆/阳极导杆上的压紧机接触的若干个压紧机构，夹持框/阳极母线架与阳极导杆/阳极导杆上的压紧机构之间通过至少一个传动机构相连接。

具体实施时，本发明所述压紧机构和传动机构的布置，可以采用至少以下五种情形：

1、夹持框/阳极母线架上设置有与阳极导杆接触的至少一个压紧机构，夹持框/阳极母线架与阳极导杆之间通过至少一个传动机构相连接，即传动机构直接连接夹持框/阳极母线架与阳极导杆；

2、阳极导杆上设置有与夹持框/阳极母线架接触的至少一个压紧机构，夹持框/阳极母线架与阳极导杆之间通过至少一个传动机构相连接；

3、阳极导杆上设置有与夹持框/阳极母线架接触的至少一个压紧机构，夹持框/阳极母线架与阳极导杆上的压紧机构之间通过至少一个传动机构相连接；与第2种情形不同，传动机构设在阳极导杆上的压紧机构上；

4、阳极导杆和夹持框/阳极母线架上分别设置有与夹持框/阳极母线架以及阳极导杆接触的至少一个压紧机构，夹持框/阳极母线架与阳极导杆之间通过至少一个传动机构相连接；与第1种情形类似，但是增加了阳极导杆上设置有与夹持框/阳极母线架接触的至少一个压紧机构的特征；

5、阳极导杆和夹持框/阳极母线架上分别设置有与夹持框/阳极母线架以及阳极导杆接触的至少一个压紧机构，夹持框/阳极母线架与阳极导杆上的压紧机构之间通过至少一个传动机构相连接。与第3种情形类似，但是增加了夹持框/阳极母线架上设置有与阳极导杆接触的至少一个压紧机构的特征。

以上几种设计方案仅仅是本发明的优选情况，但是本发明并不局限于这几种情形。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

如图1，在夹持框/阳极母线架内的铝筒周围设置有若干根阳极导杆，夹持框/阳极母线架上设置有至少一个与阳极导杆接触的压紧机构，压紧机构上设置有至少一个滚轮13，滚轮直接和阳极导杆接触，夹持框/阳极母线架上还设置有至少一个与阳极导杆连接的升降机，升降机安装于夹持框/阳极母线架上的底座上，升降机的输出轴连接到阳极导杆上。如图2，同侧的若干个升降机通过联轴器连接成一组，且每组中位于某一未端的联轴器连接有驱动器，驱动器连接有控制系统。

控制阳极导杆上下移动时，通过控制系统启动升降机，升降机的输出轴15上下移驱动阳极导杆上下移动，并带动阳极一起上下移动，将槽电压精准地控制在规定范围；当阳极导杆随着阳极一起下降到接近电解质结壳时就需要单独向上提升阳极导杆，再次通过控制系统启动升降机，至少一个或一组升降机的输出轴上移，只带动相应的阳极导杆沿着铝筒和压紧机构的滚轮表面上移到指定位置，重复上述操作，直至提升所有需要提升的阳极导杆到指定位置。

所述升降机包括但不限于螺旋升降机、滚珠丝杠升降机。

所述压紧机构包括但不限于端部设置有滚轮的顶推丝杠结构。

如图3，在夹持框/阳极母线架内的铝筒周围设置有若干根阳极导杆，阳极导杆上设置有至少一个与夹持框/阳极母线架接触的压紧机构，压紧机构上设置有至少一个滚轮13，滚轮直接和夹持框/阳极母线架接触，夹持框/阳极母线架的底座上还设置有至少一个与阳极导杆连接的传动转向器，传动转向器输出轴穿过阳极导杆后其下部通过轴承12固定在夹持框/阳极母线架上，传动转向器输出轴上还设置有螺纹，螺纹的长度与控制阳极导杆上下移动距离的大小有关，螺纹上设置有至少一个螺母11（丝杠螺母机构的螺母）且将螺母连接在阳极导杆上或在阳极导杆上设置有至少一个螺母且将螺母套在传动换向器输出轴的螺纹上。

如图2，同侧的若干个传动转向器通过联轴器连接成一组，且每组中位于某一未端的联轴器连接有驱动器，驱动器连接有控制系统。

控制阳极导杆上下移动时，首先启动传动转向器，驱动阳极导杆和压紧机构一起沿着输出轴15上下移动，并带动阳极一起升降，将槽电压精准地控制在规定范围；当阳极导杆随着阳极一起下降到接近电解质结壳时就必须单独向上提升阳极导杆和压紧机构，首先自动解除至少一个或一组压紧机构对阳极导杆的压紧，通过控制系统，相应的传动转向器反向运行，输出轴15驱动相应的阳极导杆和压紧机构沿着铝筒和夹持框/阳极母线架内侧表面上移到指定位置，最后自动锁紧压紧机构对阳极导杆的压紧，重复上述操作，直至提升所有需要提升的阳极导杆和压紧机构一起到指定位置。

所述传动换向器包括但不限于齿轮换向器。

所述压紧机构为包括但不限于侧部设置有滚轮的楔形压紧结构。

根据传动机构与阳极导杆连接牢靠、解锁分离方便、通过的电流大小、承担的重量大小、工作环境、与其上压紧机构锁紧和解锁简便容易、螺母形状和结构、在传动机构作用下能沿着铝筒表面向上移动且能沿着压紧机构表面或夹持框/阳极母线架内侧上下移动、被压紧机构持续稳定压紧以及与铝筒接触电压降低的要求，设置阳极导杆尺寸、数量、材质、形状和结构，以及与传动机构和螺母的连接方式和连接位置。

如图4，单个阳极导杆上设置有至少一个与铝筒表面接触的具有自锁功能的棘轮或凸起或键，棘轮通过棘爪进行自锁后进行单向运动，凸起或键通过弹簧嵌装在阳极导杆中，以促进阳极导杆沿着铝筒表面向上移动，同时避免铝筒沿着阳极导杆表面下滑。

如图5，单个阳极导杆由互相连接的内阳极导杆和外阳极导杆组成，或者单个阳极导杆下部由内、外阳极导杆组成，在阳极导杆上设置有至少一个支座，至少一个挤压机构穿过支座且嵌装在阳极导杆中，挤压机构上设置有丝杆，用以调节阳极导杆内侧面和相对应的外侧面之间的距离。外阳极导杆和夹持框/阳极母线架之间设置有至少一个滚轮，以促进阳极导杆上下移动。挤压机构包括但不限于楔形挤压机构、锥形挤压机构、丝杠挤压机构、卡具挤压机构等。挤压机构与阳极导杆之间可以设置有至少一个轮，以促进挤压机构在阳极导杆内上下移动，轮包括但不限于滚轮、滑轮。挤压机构还可以通过包括但不限于联轴器、链条、齿条、皮带、离合器等与驱动器和控制系统连接，提高自动化水平。阳极导杆相对于铝筒阳极单独上移时，先将挤压机构向下或向上调节或水平方向尺寸变小，使内外阳极导杆间距变小，进而减小或取消阳极导杆对铝筒和压紧机构的挤压力，便于阳极导杆的上移；当阳极导杆和铝筒阳极同时升降时，调节挤压机构上升或下降到最高位置或水平方向尺寸变大，使内外阳极导杆之间间距变大，促使阳极导杆对铝筒和压紧机构施加最大的挤压力，有助于阳极导杆和阳极的同步升降。内外阳极导杆可以采用分离的结构，也可以采用在阳极导杆上自下而上开有凹槽，进而分成上部相连的两部分；优选的设置方式是开有凹槽的结构。

如图6，阳极导杆设置为互相连接且可拆开的的上导杆43、下导杆44和侧导杆45，下导杆和侧导杆均由若干个互相连接或接触且可拆开的金属块或金属板46组成，侧导杆位于上导杆和下导杆的外表面。根据对阳极导杆的机械强度和导电性能要求，设置金属块或金属板的尺寸、数量、形状、结构和材质，还设置与上导杆以及互相之间连接、拆卸的方式。

根据承重大小、与阳极导杆以及阳极导杆上压紧机构的连接方式、阳极导杆以及阳极导杆上压紧机构的行程和升降速度、工作环境、控制阳极导杆以及阳极导杆上压紧机构上下移动的可行性和可靠性、与驱动器连接方式以及驱动方式的要求，选定传动机构的种类、型号、规格、安装位置、安装方式和数量，例如传动机构输出轴的形状和结构能满足与阳极导杆或铝筒接触或连接的要求，传动机构的种类、型号、规格以及驱动方式能满足阳极导杆和阳极升降的要求，传动机构与驱动器的连接方式能满足单独提升阳极导杆到指定位置的要求，传动机构包括但不限于升降机、传动换向器、油缸。

驱动器包括但不限于安装在夹持框/阳极母线架或上部金属结构上的电机、马达；当传动机构通过管道连接有动力装置时，动力装置包括但不限于液压站、空压站。

离合器包括但不限于电磁离合器、磁粉离合器。

Claims (10)

1.一种控制铝电解槽阳极导杆上下移动的装置，所用装置包括至少一个阳极母线架以及上部金属结构或至少一个夹持框和阳极母线架以及上部金属结构；还包括设置在夹持框/阳极母线架内的至少一个铝筒阳极以及设置在铝筒阳极周围的若干根阳极导杆；其特征在于，夹持框/阳极母线架上设置有与阳极导杆接触的至少一个压紧机构或与阳极导杆和铝筒阳极接触的若干个压紧机构，至少一个阳极导杆上连接有至少一个传动机构；或在阳极导杆上设置有与夹持框/阳极母线架接触的至少一个压紧机构，至少一个阳极导杆/阳极导杆上的压紧机构上连接有至少一个传动机构；或者至少一个阳极导杆上设置有与夹持框/阳极母线架接触的至少一个压紧机构，同时夹持框/阳极母线架上设置有与至少一个阳极导杆/阳极导杆上的压紧机构接触的至少一个压紧机构，至少一个阳极导杆/阳极导杆上的压紧机构上连接有至少一个传动机构；传动机构安装在夹持框/阳极母线架上或上部金属结构上或分别安装在夹持框和上部金属结构上或阳极母线架和上部金属结构上或夹持框、阳极母线架和上部金属结构上。

2.如权利要求1所述的一种控制铝电解槽阳极导杆上下移动的装置，其特征在于，驱动传动机构的方式至少包括以下五种：

1）传动机构连接有驱动器或联轴器和驱动器；或者传动机构通过离合器连接有驱动器或联轴器和驱动器；驱动器连接有控制系统；

2）或者若干个传动机构通过联轴器或联轴器和传动轴连接成一组，且每组中位于任一未端的传动机构或联轴器或传动轴连接有驱动器，驱动器连接有控制系统；

3）或者若干个传动机构通过齿条、链条、拉杆、钢丝绳、连杆机构中任一种或上述任意组合连接成一组，且每组中的齿条、链条、拉杆、连杆、钢丝绳中任一种连接有驱动器，驱动器连接有控制系统；

4）或者所有或至少一个传动机构通过至少一个传动轴连接有驱动器或联轴器和驱动器，其中传动机构和传动轴之间连接有离合器；采用多个传动轴时，传动轴之间连接有联轴器；驱动器连接有控制系统；

5）或者所有或若干个传动机构通过管道连接有动力装置。

3.如权利要求1所述的一种控制铝电解槽阳极导杆上下移动的装置，其特征在于，传动机构采用升降机；升降机安装在夹持框/阳极母线架上，其输出轴与阳极导杆/阳极导杆上的压紧机构相连接；或者升降机安装在上部金属结构上，其输出轴与阳极导杆/阳极导杆上的压紧机构相连接。

4.如权利要求1所述的一种控制铝电解槽阳极导杆上下移动的装置，其特征在于，传动机构采用传动换向器；传动换向器的输出轴上设置有螺纹。

5.如权利要求4所述的一种控制铝电解槽阳极导杆上下移动的装置，其特征在于，传动换向器输出轴下部通过轴承固定在夹持框/阳极母线架上，在输出轴螺纹上设置有至少一个螺母且将螺母连接在阳极导杆/阳极导杆上的压紧机构上或在阳极导杆/阳极导杆上的压紧机构上设置有至少一个螺母且将螺母套在传动换向器输出轴的螺纹上；通过传动换向器运行，驱动阳极导杆和铝筒阳极一起升降，将槽电压控制在规定范围；输出轴上的螺母与阳极导杆/阳极导杆上的压紧机构能够解锁脱离，或阳极导杆/阳极导杆上的压紧机构上的螺母能够与阳极导杆/阳极导杆上的压紧机构解锁脱离；

或者传动换向器输出轴通过轴承连接在阳极导杆/阳极导杆上的压紧机构上，在输出轴螺纹上设置有至少一个螺母且将螺母固定在夹持框/阳极母线架上或在夹持框/阳极母线架上设置有至少一个螺母且将螺母套在传动换向器输出轴的螺纹上，通过传动换向器运行，带动阳极导杆和铝筒阳极一起升降，将槽电压控制在规定范围；输出轴上的螺母与夹持框/阳极母线架能够解锁脱离，或夹持框/阳极母线架上的螺母能够与夹持框/阳极母线架解锁脱离。

6.如权利要求1~4任一项所述的一种控制铝电解槽阳极导杆上下移动的装置，其特征在于，阳极导杆由互相连接或接触且能够拆开的前后或左右两部分组成，传动机构的输出轴位于阳极导杆的两部分之间，阳极导杆每一部分均由若干个互相连接或接触且能够拆开的金属块或金属板组成；

或者当若干根或所有阳极导杆与铝筒合为一体且成为铝筒的一部分时，传动机构的输出轴位于夹持框/阳极母线架与铝筒之间；夹持框/阳极母线架上的压紧机构将输出轴压紧在铝筒上。

7.如权利要求1~4任一项所述的一种控制铝电解槽阳极导杆上下移动的装置，其特征在于，阳极导杆上设置有至少一个与铝筒阳极表面接触的棘轮机构或凸起或键；所述凸起或键通过弹簧连接在阳极导杆上；

或者阳极导杆设置为互相连接且能够拆开的上导杆和下导杆，上导杆连接有传动机构；在上导杆和下导杆的某一侧面设置有与上下导杆互相连接或接触且能拆开的侧导杆；下导杆和侧导杆均由若干个互相连接或接触且能够拆开的金属块或金属板组成。

8.如权利要求1~5任一项所述的一种控制铝电解槽阳极导杆上下移动的装置，其特征在于，阳极导杆由间隔一定距离的内阳极导杆和外阳极导杆组成；阳极导杆或内外阳极导杆的顶部连接有支座；挤压机构穿过支座且位于内外阳极导杆之间，以调节内外阳极导杆之间的距离。

9.如权利要求1~ 5任一项所述的一种控制铝电解槽阳极导杆上下移动的装置，其特征在于，压紧机构与夹持框/阳极母线架之间或与阳极导杆之间或与夹持框/阳极母线架以及阳极导杆之间或者夹持框/阳极母线架和阳极导杆之间设置有至少一个轮，轮设置在夹持框/阳极母线架或阳极导杆或压紧机构上；除阳极导杆、压紧机构和轮占据的空间外，在夹持框/阳极母线架与铝筒之间的其余空间添加有具有导电性能的填充料，还包括用于包裹和固定所述填充料的密封件。

10.一种控制铝电解槽阳极导杆上下移动的方法，采用如权利要求1~9任一项所述的装置来实现，其特征在于，铝筒阳极底部位于电解质结壳内且浸入在液体电解质中；

当传动机构不运行时，阳极导杆、铝筒阳极以及夹持框/阳极母线架互相之间不会自动发生相对移动；

当传动机构运行时，将驱动阳极导杆或阳极导杆和压紧机构一起上下移动，具体为：根据控制槽电压的要求需要升降铝筒阳极时，启动传动机构，驱动阳极导杆和铝筒阳极一起沿着压紧机构表面或阳极导杆和铝筒阳极以及压紧机构一起沿着夹持框/阳极母线架内侧上下移动；

当下降的阳极导杆接近电解质结壳时，先启动至少一个或一组传动机构以提升相应的阳极导杆沿着铝筒和压紧机构的表面或提升相应的阳极导杆和压紧机构一起沿着铝筒和夹持框/阳极母线架内侧上移至指定位置，重复上述操作，直至提升所有需要提升的阳极导杆或所有需要提升的阳极导杆和压紧机构一起到指定位置。

Images