CN207828426U - 智能打壳系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能打壳系统，包括控制柜、组合阀、发讯调节装置、打壳气缸和打壳锤头；组合阀包括换向阀、压力阀、压力调节旋钮和阀体，换向阀、压力阀伸出阀体的顶部，压力调节旋钮伸出阀体的一侧；发讯调节装置安装在阀体的一侧，阀体安装在打壳气缸的后端盖上，打壳锤头与打壳气缸的活塞杆通过叉杆接头铰接；组合阀与控制柜线连接。本实用新型经过几年的研究、分析、试制，在电解铝车间现场实验取得了成功，现在已经实现了打壳锤头基本不粘包，节能效果比较明显，打壳锤头的使用寿命显著提高，工人劳动强度和工作量大大降低，阳极效应明显减少，提高了产品的产量和质量，降低了企业成本。

Description

智能打壳系统

技术领域

本实用新型涉及用于铝厂电解铝车间预培式电解槽上，生产电解铝的专用设备技术领域，尤其涉及一种智能打壳系统。

背景技术

铝厂电解铝车间电解槽上的打壳系统，是用来将电解槽内电解质硬壳面打开一个孔口，以便向电解槽内加入氧化铝和氟化盐原料进行电解的系统。在电解铝生产过程中，由于打壳锤头频繁(每分钟一次)接触高温下(960～1000℃)的电解质，并且常规系统采用的是多组齐控的控制方式，因此锤头进入电解铝液的深度较深，时间较长，导致电解质粘连在锤头表面不脱落，经过一段时间后就形成了葫芦头状，葫芦头的形成堵住下料口，阻碍了物料的定量加入，因此便产生阳极效应，使用电量增加产量降低。另外由于锤头进入电解铝液的深度深，时间长，导致锤头磨损快，融化快，寿命低，融化在铝液中的锤头材料污染了铝液，影响电解铝产品质量。为了不影响氧化铝或氟化盐的定量加入，需要经常地清理葫芦头，这样大大地增加了工人在高温、高粉尘下的劳动强度和工作量。另外常规的打壳系统，采用的是多组齐控的方式(同时间和同压力)，因此不管壳面软硬，只能设定一种压力(0.6MPa)。实际上有99％以上的壳面，工作压力设定在0.2MPa就可以打开，尽管如此，系统的压力也不能降低，因为还有1％的硬壳面需要高压才能打开,所以系统压力只能设定在0.6MPa，显然，这种设置是不合理的。另外被齐控的多组系统其运动速度不尽相同，因此控制时间只能按照最慢的系统来控制，这样就造成先打开壳面的锤头，在电解质中浸泡时间较长，从而使得锤头吸收大量热量而粘包，显然这也是不合理的。总之，目前电解铝行业的槽上打壳系统存在着耗气量大、消耗能源多、锤头使用寿命低，清理葫芦头的劳动强度大、被融化锤头污染的电解铝质量低、阳极效应系数高，处理问题停台时间长，费用高等诸多问题。

实用新型内容

本实用新型为解决上述问题，提供一种智能打壳系统。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：智能打壳系统，包括控制柜、组合阀、发讯调节装置、打壳气缸和打壳锤头；组合阀包括换向阀、压力阀、压力调节旋钮和阀体，换向阀、压力阀伸出阀体的顶部，压力调节旋钮伸出阀体的一侧；发讯调节装置安装在阀体的一侧，阀体安装在打壳气缸的后端盖上，打壳锤头与打壳气缸的活塞杆通过叉杆接头铰接；组合阀与控制柜线连接。

进一步的，所述的控制柜安装在电解槽旁边的墙壁上。

进一步的，所述的组合阀、发讯调节装置、打壳气缸、叉杆接头和打壳锤头安装在电解槽的机架上。

进一步的，所述的组合阀通过软管与机架上的主供气管连接。

智能打壳系统的控制方法，调整发讯调节装置，设定打壳锤头的入液深度；调整压力调节旋钮将工作压力设定在0.2MPa；控制柜接到操控机工作指令后，对组合阀发出工作指令，换向阀得电，高压气体通过换向阀进入打壳气缸上腔，打壳气缸通过叉杆接头带动打壳锤头开始低压打壳，如果壳面被打开，发讯调节装置发讯，打壳锤头迅速返回后结束工作；如果壳面较硬，系统根据判断自动调节工作压力，使系统自动进入高压压壳状态，气源压力0.6MPa，壳面在高压下被压开后，发讯调节装置发讯，打壳锤头迅速返回后结束工作；如果壳面没有被压开，系统自动进入高压冲击打壳状态，壳面在高压快速冲击下被打开后，发讯调节装置发讯，打壳锤头迅速返回后结束工作；如果壳面仍然没有被打开，说明电解槽出现异常，系统报警。

本实用新型经过几年的研究、分析、试制，在电解铝车间现场实验取得了成功，现在已经实现了打壳锤头基本不粘包，节能效果比较明显，打壳锤头的使用寿命显著提高，工人劳动强度和工作量大大降低，阳极效应明显减少，提高了产品的产量和质量，降低了企业成本。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图；

图2是本实用新型的控制流程图。

其中：1、控制柜，2、组合阀，2.1、换向阀，2.2、压力阀，2.3、压力调节旋钮，2.4、阀体，3、发讯调节装置，4、打壳气缸，5、叉杆接头，6、打壳锤头。

具体实施方式

下面结合附图1、2对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。

智能打壳系统，包括控制柜1、组合阀2、发讯调节装置3、打壳气缸4和打壳锤头6；组合阀2包括换向阀2.1、压力阀2.2、压力调节旋钮2.3和阀体2.4，换向阀2.1、压力阀2.2伸出阀体2.4的顶部，压力调节旋钮2.3伸出阀体2.4的一侧；发讯调节装置3安装在阀体2.4的一侧，阀体2.4安装在打壳气缸4的后端盖上，打壳锤头6与打壳气缸4的活塞杆通过叉杆接头5铰接；组合阀2与控制柜1线连接。

控制柜1独立地安装在电解槽附近的墙壁上，并做好绝缘；将组装后的组合阀2、发讯调节装置3、打壳气缸4、叉杆接头5和打壳锤头6整体安装在电解槽的机架上，并做好绝缘；用软管将组合阀2上的接口与机架上主供气管上的接口连接；用信号线将发讯调节装置3、电磁阀，通过线槽连接到控制柜1相应的端子上。

智能打壳系统的控制方法，工作前，根据现场实际情况调整发讯调节装置3，设定打壳锤头6的入液深度；调整压力调节旋钮2.3将工作压力设定在0.2MPa；工作时，控制柜1接到操控机工作指令后，对组合阀2发出工作指令，换向阀2.1得电，高压气体通过换向阀2.1进入打壳气缸4上腔，打壳气缸4通过叉杆接头5带动打壳锤头6开始低压打壳，如果壳面被打开，发讯调节装置3发讯，打壳锤头6迅速返回后结束工作；如果壳面较硬，系统根据判断自动调节工作压力，使系统自动进入高压压壳状态，气源压力0.6MPa，壳面在高压下被压开后，发讯调节装置3发讯，打壳锤头6迅速返回后结束工作；如果壳面没有被压开，系统自动进入高压冲击打壳状态，壳面在高压快速冲击下被打开后，发讯调节装置3发讯，打壳锤头6迅速返回后结束工作；如果壳面仍然没有被打开，说明电解槽出现异常，系统报警。另外，智能打壳系统还设有手动打壳功能，如果电解工艺需要，可以将控制柜1上的转换开关切换到手动操作位置，进行手动打壳操作。

经济效益分析：

1.节气

常规打壳系统的工作压力一般要设定在0.6MPa，本系统有99％的打壳压力仅设定在0.2MPa，很显然，在相同的容积下，气体的压力越高用气量就越多；反之，气体的压力越低用气量就越少。因此，用绝热过程的气体状态方程可以计算，一个气缸往复一次，压力由0.6MPa降到0.2MPa所节约的用气量0.047M³,节气率可达46％。如果一个系列按282台槽，每台槽6条缸计算，1个小时打30次，一年可节约用气量0.047M3×6条×282台×30次×24小时×365天＝2090万立方米。

2.节电

根据上述，如果一个气缸往复一次，压力由0.6MPa降到0.2MPa用气量不同,那么用电量也会不同。根据计算，一个气缸往复一次节电量0.058kwh，如果一个系列按282台槽，每台槽6条缸，1个小时打30次，一年可节约用电量0.058kwh×6条×282台×30次×24小时×365天＝2579万千瓦时。

3.降低粘包率

锤头频繁接触高温下的电解铝液(960℃～1000℃)，常规打壳系统打孔时，因为锤头入液深度深，时间长，所以锤头粘包较严重，根据现场统计，平均每天每台槽粘包数量21个。采用智能打壳系统后，大大地改善了打壳时，锤头入液深度和入液时间，因此显著地降低了锤头的粘包率，根据现场统计，平均每天每台槽粘包数量2.6个，粘包率仅有常规系统的12.4％,降低了87.6％。

4.延长锤头寿命

常规打壳系统的锤头因接触铝液深度深时间长，锤头吸收热量多，损坏较快。根据现场统计，采用智能打壳系统后每台槽一年可节约锤头3个，282台槽一年可节约锤头846个。

5.降低阳极效应系数

当锤头粘包堵住下料口而使下料不畅时，就容易发生阳极效应，伴随而来的就是耗电量增大。采用智能打壳系统后，大大地降低了粘包率而使下料通畅，因此减少了阳极效应的发生。根据现场统计，因减少了阳极效应的发生，每天每台槽减少耗电量为12.66kwh，一个系列282台槽一年可节约用电量12.66kwh×282台×365天＝130.3万千瓦时。

6.节约效应棒

当阳极效应发生时,需要使用效应棒熄灭。常规系统因锤头经常粘包而堵住下料口使下料不畅，电解槽就容易发生阳极效应。采用智能打壳系统后，因粘包率比较低，下料口下料比较畅通，就不容易发生阳极效应。根据统计，平均每天每台槽因少发生阳极效应而少使用效应棒0.24个，一个系列282台槽一年可节约效应棒0.24个×282台×365天＝12352个。

7.总经济效益

采用智能控制打壳系统后，一个系列(282台槽)每年可节约：

①用气量2090万立方米。

②用电量2579万千瓦时。

③粘包率降低了87.6％。

④节约锤头846个。

⑤因减少阳极效应而节约用电量130.3万千瓦时。

⑥效应棒12352个。

以上数据是能够统计和计算的，而另外还有一些效益非常可观，但是很难详细地统计和计算，如：

①锤头的使用寿命提高了，更换锤头的时间减少了，检修费与人工费降低了，停产的时间大大地缩减了，从而使产量提高了。

②锤头在电解铝液中的入液深度减少了，入液时间缩短了，那么锤头吸收的热量减少了，锤头溶化量减少了，从而使电解铝的产品质量提高了。

③锤头降低粘包率，清理葫芦头所用的人工费减少了，工人的劳动强度大大地降低了，工作量减少了。

④阳极效应减少了，电解铝的质量与产量相应提高，熄灭阳极效应所用的时间与人工费降低了。

等等…。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.智能打壳系统，其特征在于，包括控制柜(1)、组合阀(2)、发讯调节装置(3)、打壳气缸(4)和打壳锤头(6)；组合阀(2)包括换向阀(2.1)、压力阀(2.2)、压力调节旋钮(2.3)和阀体(2.4)，换向阀(2.1)、压力阀(2.2)伸出阀体(2.4)的顶部，压力调节旋钮(2.3)伸出阀体(2.4)的一侧；发讯调节装置(3)安装在阀体(2.4)的一侧，阀体(2.4)安装在打壳气缸(4)的后端盖上，打壳锤头(6)与打壳气缸(4)的活塞杆通过叉杆接头(5)铰接；组合阀(2)与控制柜(1)线连接。

2.如权利要求1所述的智能打壳系统，其特征在于，所述的控制柜(1)安装在电解槽旁边的墙壁上。

3.如权利要求1所述的智能打壳系统，其特征在于，所述的组合阀(2)、发讯调节装置(3)、打壳气缸(4)、叉杆接头(5)和打壳锤头(6)安装在电解槽的机架上。

4.如权利要求3所述的智能打壳系统，其特征在于，所述的组合阀(2)通过软管与机架上的主供气管连接。