CN1395628A - 从阳极导体棒上拆卸套环的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

从阳极轭架的导体棒(20)上拆卸套环(12)的装置和方法，该方法包括的步骤为：朝着每个导体棒的方向推进撞锤(20)，同时将撞锤对导体棒施加的力限制于预置的最大值，另一个步骤为以相同的速度推进撞锤，以推动导体棒，使之通过套环。

Description

从阳极导体棒上拆卸套环的方法和装置
本专利申请要求美国暂定专利申请60/179,720(2000年2月1日受理)的优先权，该申请的全部内容在此引入参考。
技术领域
本发明涉及一种从阳极(例如电解熔炼金属如铝时用的阳极)导体棒上拆卸套环的方法和装置。
背景技术
电解熔炼诸如铝之类金属时用的碳阳极体，由附着于阳极棒上的导体棒支承。如图1中所示，每个导体棒10的端部套有一个套环12，而且所述套环12可设于碳阳极体的深处中。电解熔炼金属过程中，碳阳极体被消耗掉。为了更换所消耗的碳阳极体起见，用一种被称为套环压机的机械装置，从阳极导体棒上卸除残剩阳极和所述套环。
常规的套环压机通常包括单个撞锤，该撞锤用来推动导体棒，使之通过套环，从而从导体棒上拆卸套环。如图2中所示，运行中，夹具14环绕每个导体棒10放置，该夹具14的开口足够的小，以防止附设于导体棒10端部上的套环12穿过。然后，撞锤16朝着夹具14的方向推动导体棒10(以及所述套环12)。当套环12与固定夹具14接触时，套环12停止运动，而导体棒10则继续运动，从而使夹具14能够从导体棒10的端部脱出套环12。
常规套环压机的一个弊病是，用单个撞锤拆卸套环可能在轭架中产生很大的弯矩，这种弯矩能损害轭架或者缩短其使用寿命。在导体棒端部不齐(在正常工作条件下并非不多见)因而不会同时接触到凸轮的时候，就会发生这种情况。举例来说，在图2中举例说明的情况中，中间的导体棒10比两侧的导体棒10长一些，撞锤16只能推撞中间的导体棒10，而拆卸两侧套环12会在每个轭架臂上产生弯矩。举例来说，如果要求5,000千克的力来拆卸套环，中间的导体棒与每一个侧导体棒之间的距离为1米，每个轭架臂上拆卸侧面套环产生的弯曲力矩为5,O00千克-米。
发明概述
具体体现本发明各个方面的所述方法和装置克服了与常规套环压机相关的技术问题。
根据本发明的一个方面，用于从阳极轭架的导体棒上拆卸套环的装置包括多个独立的撞锤和一个撞锤控制系统。所述撞锤优选能够独立的动作，这种独立的动作由所述撞锤控制系统控制。所述撞锤控制系统上设有两个方式。在第一方式中，撞锤朝导体棒行进，撞锤力被限制于预设最大值。当撞锤已接触到导体棒时，由于最大撞锤力不足以推动导体棒，就可止住撞锤的行进。在第二方式中，各撞锤以大致相同的速度行进，优选以相同的速度行进，以推动导体棒，使之通过套环，从而从导体棒上拆卸套环。优选的是，在每个撞锤都已接触到一个撞锤以前，及/或在每个撞锤对导体棒所施加的力都已达到当前的最大值以前，所述撞锤控制系统仍然处于第一方式。
根据本发明的另一个方面，从阳极轭架的导体棒上拆卸套环的方法包括的步骤是，使一个撞锤朝着每个导体棒行进，同时将撞锤对导体棒施加的力被限制于预设最大值，另一个步骤是使各撞锤以相同的速度行进，优选以同一速度推动导体棒，使之通过套环，优选同时由每个撞锤所施加的力不限制于预设最大力。在一个优选实施例中，所述第一步骤先于所述第二步骤进行。
本发明比常规套环压机有着许多优点。举例来说，在拆卸套环的过程中，本发明的一个优选实施例在轭架臂中不会产生足以损害轭架或缩短其使用寿命的大弯曲力矩。具有这个优点的原因是，在本发明的一个优选实施例中，主要地对着其上安装了套环的导体棒推挤，以卸除一套环。换句话说，用来拆卸套环的力由推挤其上安装了套环的导体棒的撞锤产生。在常规套环压机中，当导体棒不整齐时，通过对着一个或多个其他的导体棒来卸除一套环。
附图说明
图1为示明阳极棒、阳极轭架以及附设于所述轭架管件上的套环诸构件的视图。
图2为常规套环压机的操作示意图。
图3A、3B及3C表示本发明套环压机的操作示意图。
图4为本发明液压锤头控制系统的示意图。
优选实施例详述
下面参照附图描述本发明的优选实施例。这种描述旨在以示例性介绍本发明的实施例，各附图则示例性表示本发明的实施例，其他实施方式也能采用，此外在不背离本发明实质内容和范围可对下述各实施方式进行各种的变更。本发明的范围由所附的权利要求书界定，而说明书和附图则仅用来说明本发明的范围，对本发明的范围不起限定作用。
正如图3A和4所示，从阳极轭架的导体棒10上拆卸套环12用的装置的一个实施例包括多个撞锤20和一个撞锤控制系统。
该装置可包括任何数量的撞锤，优选至少和导体棒一样多的撞锤。每个撞锤20可用来推撞一个导体棒10，优选推撞导体棒10的一端，其结构可为任何适于这个目的的结构。撞锤20可相互独立地移动。在所述的实施例中，每个撞锤20都有一个一般呈圆柱状的结构，虽然它可具有任何一种其他适当的结构。优选的是，每个撞锤20可容易地通过套环12上的孔道，从而使撞锤20能够推动导体棒10，使之通过套环12。在所述的实施例中，这意味着，撞锤20的直径小于套环12的内径。
该装置可以包括多个止动销，每个止动销可用来止挡一个套环，或者当导体棒正推过套环时，使之保持静止。为此目的所用的装置多种多样。举例来说，如图3所示，一种夹具14可环绕导体棒10放置在套环12上方，并当撞锤20向上推动导体棒10之时，可用于止挡套环12向上运动，从而使套环12能够从导体棒10上卸除。优选的是，该夹具14有足够的强度，因而它可经受住撞锤20所产生的力。
所述撞锤控制系统用来控制撞锤20运动，以使轭架中不产生大的应力。在一个优选实施例中，撞锤控制系统包括两个方式。在第一个方式中，撞锤20被推向导体棒10，同时优选将施加到每个撞锤20上的力限制于一个最大值。如果一个撞锤20受到一个抵抗力，而大撞锤力不能克服之，撞锤20将最好是能停止下来。举例来说，如果撞锤20已接触到导体棒10的端部，而最大撞锤力不足以克服导体棒10所产生的抵抗力，则锤20可以停止下来，同时撞锤20接触到导体棒10的端部。然而，即使一个或多个撞锤20已停下来，另外的撞锤20可以继续向前移动，只要它们不受到大于最大撞锤力的阻力。优选的是，最大撞锤力大得足以保证撞锤20都能抵达导体棒10，但最大撞锤力不可大得能够损害轭架或者缩短其使用寿命。如图3B所示，在所有撞锤力都达到最大值之后及/或每个撞锤20都已接触到导体棒10之后，撞锤控制系统优选能进入第二种方式。
在第二种方式中，所有撞锤20优选都能以大体上相同的速度运动。在该方式中，每个撞锤20所施加的力优选都不被限制于第一方式中所述的预置最大锤击力，从而使撞锤20能够推动导体棒10，使之通过套环12。优选的是，用一个限位器之类的机构来使套环12停止运动，及/或如图3C所示，当导体棒10正推过套环12的时候，保持套环12静止不动。
所述撞锤控制系统可以包括另一种方式，它优选跟随在第二种方式之后。在这种方式中，套环12已从导体棒10上卸除之后，撞锤20就退回。
本发明的一种撞锤控制系统可以是一种电动机械式、液压式或者气动式系统。图4中所示的是一种液压油缸控制系统的实施例。该系统包括多个液压回路30，每个撞锤20配置一个液压回路。虽然图4中所示的三个液压回路30完全相同，但它们可以不同。每个液压回路30包括一个用来驱动撞锤20的活塞-油缸装置32和一个用来驱动活塞-油缸装置32的液压泵42。优选的是，所述液压泵42并联设置，由单独一台驱动机械44如电动机驱动。由于这种配置，泵42(以及驱动机械44)能以大致相同的速度转动。
优选的是，每个液压回路30还包括一种用来限制回路30压力在预设最大值的机构，一种当撞锤控制系统处于第一方式时，可用来限制活塞-油缸装置32所施加力在预设最大值的机构。由于这种配置，最大撞锤力就等于最大压力和有效活塞面积的乘积。在图4所示的每个回路30中，这种机构包括一个减压阀46，当回路压力达到预设值时，它便开启，允许液压的液体逸出，如此来限制回路压力至预设值。当撞锤控制系统处于第二种方式时，减压阀46可以变到更高的设定值，使该阀起安全阀的作用。在所示的实施例中，减压阀46包括一个主卸压阀48和两个用来控制主卸压阀48设值(控制压力)的卸压阀50、52。第一控制压力卸压阀50设定在当撞锤控制系统处于第一方式时所容许的最大压力，以便在压力达到最大压力时主卸压阀48能开放，如此限制回路压力在最大压力。第二控制压力卸压阀52设定在一较高压力，以便在撞锤控制系统处于第二种方式时主卸压阀48起安全阀的作用。从第一卸压阀50切换到第二卸压阀52，撞锤控制系统就退出第一方式，并进入第二方式。第一卸压阀50和第二卸压阀52之间的切换，用一个四通双位电磁阀54来实现。
做为选择，每个液压回路30可用一个控压变量的活塞泵，当撞锤控制系统处于第一方式时来代替一减压阀，将回路压力限制于容许的最大值。当撞锤控制系统处于第二方式时，泵所容许的最大压力可调节到一较高的值。
每个液压回路30也可包括一个压力传感器56，如一个压力开关，它用来监控回路压力是否已达到最大压力。在压力传感器56指示所有回路压已达到最大压力时，表明所有撞锤20均已接触到一个导体棒10，然后撞锤控制系统可以进入第二方式。作为选择，为代替压力传感器，可在每个液压回路中安装一个流量计来确定是否有足够的液体流过主卸压阀48，指示主卸压阀48开着。开放的主卸压阀48表明，回路压力已达到最大值。
正如以上所讨论，每个液压回路可包括另一种方式，其中套环已被卸除后，撞锤退回。有许多路途来实现这一点。举例来说，在图4中所示的实施例中，设有一个四通三位电磁阀58。当所述阀门58在左边位置60时，撞锤控制系统处于这个第三方式，其中油缸34的上室36与泵42连通，而下室38则与液压液体箱78连通，迫使活塞40退回到低位置上。当阀门58在右边位置62上时，撞锤控制系统处于第一方式或者第二方式。该阀门的正常位置是中间位置64。万一系统发生故障，该阀门回到中间位置64上，而一通单向阀66保证活塞40(以及撞锤20)停留在其所处位置上。
每个液压回路也可能包括多个辅件。举例来说，如图4所示，每个回路30可包括一个压力表68。通常，该压力表68由一个手控阀70与回路压力隔离。按下手控阀70的按钮72，使压力表68连接到液压回路30，就可从压力表68上读取读数。此外，每个液压回路30还可包括柔性软管74，它可使活塞-油缸装置32在运行过程中能够来回移动。每个液压回路30还可包括一台放气阀76，它能排出液压液体中所含的空气。
操作中，先定位阳极体，以使其各导体棒10分别对准套环12压机的撞锤20。然后，将夹具14环绕每个导体棒10放置在套环12之上。然后，撞锤控制系统朝着导体棒10的方向推进撞锤20，同时将每个撞锤20施加的力限制于最大压力。在所示的实施例中，一个撞锤20(以及活塞40)的运动，可通过将三位阀定位于右边位置，并向油缸34的下气室38提供具有压力的液压液体来实现，所述具有压力的液压用液体由泵42供给。减压阀46调整得能使回路压力不超过预置最大值。当它达到导体棒10时，每个撞锤20能优选停下来，因为最大撞锤力不足以推动导体棒10。如图3B所示，当所有撞锤20都已接触到各个导体棒10时，撞锤控制系统进入第二方式，而且撞锤20以大致相同的速度向前移动。如图3C所示，当每个套环12都被夹具14止住时，撞锤20推动导体棒10，使之通过套环12，从导体棒10上拆卸套环12。然后三位阀处于左边位置，使撞锤控制系统处于第三方式。在这个方式中，活塞40(以及撞锤20)退回到其原始位置。

Claims (16)

1.一种从阳极导体棒上拆卸套环的装置，该装置包括：多个独立动作的撞锤和一个撞锤控制系统，该撞锤控制系统包括：第一方式，用来使每个撞锤向导体棒行进并使撞锤对导体棒施加的力限制在预设的最大力；以及第二方式，用来使撞锤以相同的速度行进来推动导体棒使之通过套环。
2.权利要求1所述的装置，该装置还包括多个止动销，其中将每个止动销定位，使之止挡其中一个套环的运动，借此让撞锤推动导体棒，使之通过套环。
3.权利要求1所述的装置，其中所述撞锤控制系统为一种液压系统。
4.权利要求3所述的装置，该装置还包括多个液压回路，每个液压回路操作地与其中之一的撞锤联接，以驱动撞锤。
5.权利要求4所述的装置，其中每个液压回路包括一个活塞-汽缸装置，用于驱动与液压回路联接的撞锤。
6.权利要求5所述的装置，其中每个液压回路包括一台泵，该泵与所述回路的活塞-汽缸装置操作地联接。
7.权利要求6所述的装置，其中所述各泵的排量相同，并与马达串联，用来使活塞-汽缸装置运动的同步。
8.权利要求5所述的装置，其中每个液压回路包括一个减压阀，当撞锤控制系统处于第一方式时，所述减压阀将回路压力限制于最高预设压力，借此将撞锤对导体棒施加的力限制于最大预设力。
9.权利要求8所述的装置，其中每个液压回路包括一个压力传感器，当每个液压回路中的压力传感器指示液压回路中的压力达到最高预设压力时，所述撞锤控制系统进入第二方式。
10.权利要求9所述的装置，其中当撞锤控制系统处于第二方式时，每个液压回路的压力不被限制在最高预设压力。
11.一种从阳极导体棒上拆卸套环的方法，该方法包括：将撞锤朝着每个导体棒的方向送进，同时又限制撞锤对导体棒施加的力至最大预设力；并且以相同的速度推进撞锤，以推动导体棒通过套环，同时由每个撞锤施加的力不限制于最大预设力。
12.权利要求11所述的方法，其中在撞锤对导体棒施加的力达到最大预设力之后，才开始以相同的速度推进撞锤。
13.权利要求11所述的方法，该方法还包括至少使其中之一套环保持静止，同时又以相同的速度推进撞锤，以推动导体棒通过套环。
14.权利要求11所述的方法，其中朝着每个导体棒的方向推进撞锤包括用一个液压回路朝着导体棒的方向推进撞锤，所述液压回路包括一个活塞-汽缸装置和一台与活塞-汽缸装置操作地连接的泵。
15.权利要求14所述的方法，其中限制撞锤对端部施加的力至最大预设力包括限制液压回路的压力至最大预设压力。
16.权利要求15所述的方法，其中所述以相同的速度推进各撞锤包括提供具有相同排量的各泵，并一前一后地驱动各泵。
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