CN218756079U - 一种电解槽过热度自动调节装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电解铝领域，具体涉及一种电解槽过热度自动调节装置，可以对电解槽内部温度准确探测，且可以控制电解槽内温度相对均衡。技术方案包括：电解槽槽体、第一加热棒、第二加热棒、第一热电偶、第二热电偶、第三热电偶和控制模块。电解槽槽体的内壁上固定有多个第一加热棒和多个第二加热棒，第一加热棒和第二加热棒间隔排列。第二热电偶固定于电解槽槽体的一个内壁相对的另一个内壁上，且位于一个第一加热棒和一个第二加热棒之间。第三热电偶固定于电解槽槽体的槽底，且第三热电偶竖直设置，第三热电偶与一个内壁和另一个内壁之间的距离相同。第一加热棒、第二加热棒、第一热电偶、第二热电偶和第三热电偶均与控制模块电连接。

Description

一种电解槽过热度自动调节装置

技术领域

本实用新型属于电解铝领域，具体涉及一种电解槽过热度自动调节装置。

背景技术

当前电解铝通常采用的是传统的冰晶石-氧化铝融盐电解法电解铝工艺，该工艺是以冰晶石和氟化盐熔体为熔剂，将氧化铝溶于氟化盐中，以碳素体作为阳极，铝液作为阴极，通入强大的直流电后，在940-960℃的高温条件下，在电解槽的两极进行电化学反应，从而得到电解铝。

从国内铝电解工业目前的生产状况看，还没有实现与生产同步的对电解质初晶温度的检测装置。电解温度是铝电解生产过程中的重要技术参数之一，其包括电解质初晶温度和过热度两部分(电解温度＝初晶温度+过热度)。一般而言，电解温度高于初晶温度10°至20°是较好的反应温度，但是电解槽在加热时，很难控制电解温度。

电解温度由加热棒提供，对于940-960℃的高温，加热棒功率较大，容易出现加热棒附近过热，电解槽距离加热棒较远区域温度较低的情况，加热温度控制不准确，一般的温度反馈-温度控制方式，存在温度控制不准确，产生电解温度过高或者电解温度低于初晶温度的情况，造成能源浪费或电解铝效率低的情况。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提出一种电解槽过热度自动调节装置，可以对电解槽内部温度准确探测，且可以控制电解槽内温度相对均衡。

为实现上述技术目的，本实用新型提供一种电解槽过热度自动调节装置。其中，所述电解槽过热度自动调节装置包括：电解槽槽体、第一加热棒、第二加热棒、第一热电偶、第二热电偶、第三热电偶和控制模块。所述电解槽槽体为方形箱体，所述电解槽槽体的内壁上固定有多个所述第一加热棒和多个所述第二加热棒，其中，所述第一加热棒和所述第二加热棒间隔排列。所述第一热电偶固定于所述电解槽槽体的一个内壁上，且位于一个所述第一加热棒和一个所述第二加热棒之间。所述第二热电偶固定于所述电解槽槽体的一个内壁相对的另一个内壁上，且位于一个所述第一加热棒和一个所述第二加热棒之间。所述第三热电偶固定于所述电解槽槽体的槽底，且所述第三热电偶竖直设置，所述第三热电偶与所述一个内壁和所述另一个内壁之间的距离相同。所述第一加热棒、所述第二加热棒、所述第一热电偶、所述第二热电偶和所述第三热电偶均与所述控制模块电连接。

优选地，所述控制模块包括：单片机、第一中间继电器、第一接触器、第二中间继电器和第二接触器。其中，单片机与所述第一热电偶、所述第二热电偶和所述第三热电偶电连接。所述第一中间继电器的线圈与所述单片机电连接。第一接触器，所述第一中间继电器的触点与所述第一接触器的线圈串联至第一回路上，所述第一接触器的触点与多个并联所述第一加热棒串联至所述主回路上。所述第二中间继电器的线圈与所述单片机电连接。第二接触器，所述第二中间继电器的触点与所述第二接触器的线圈串联至第二回路上，所述第二接触器的触点与多个并联所述第二加热棒串联至所述主回路上。多个所述第一加热棒并联，且并联的多个所述第一加热棒并联与所述第一接触器的触点串联至所述主回路。多个所述第二加热棒并联，且并联的多个所述第二加热棒并联与所述第二接触器的触点串联至所述主回路。

优选地，所述第三热电偶的测量部贯穿所述电解槽槽体的槽底延伸至所述电解槽槽体的中部，所述第三热电偶的其它部分设置于所述电解槽槽体外部。

优选地，所述第一热电偶和所述第二热电偶的测量部位于所述电解槽槽体内部，所述第一热电偶和所述第二热电偶的其它部分设置于所述电解槽槽体外部。

优选地，所述第一加热棒和所述第二加热棒至少包括一部分竖直杆，所述竖直杆平行于所述电解槽槽体内壁设置。所述第一热电偶和所述第二热电偶的测量部与所述竖直杆平行设置。

优选地，所述第一回路和所述第二回路均连接至AC220V的电源上。

本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：

第一、本实用新型采用第一热电偶、第二热电偶和第三热电偶，其中，第一热电偶和第二热电偶可以测量电解槽槽体内加热棒附近的温度，可以避免加热棒附近温度过高，第三热电偶用于测量电解槽槽体中心部分的温度，可以避免该区域的电解温度低于初晶温度的情况发生。

第二、本实用新型的第一加热棒间隔与第一接触器和第二接触器电连接，第二加热棒间隔与第一接触器和第二接触器电连接，便于控制加热温度均衡，可以防止加热棒附近温度过热，电解槽槽体中心部分温度过低。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的电解槽槽体指向一个内壁的剖视图；

图2为本实用新型提供的电解槽槽体指向另一个内壁的剖视图；

图3为本实用新型提供的电解槽槽体垂直一个内部方向上的剖视图；

图4为本实用新型的电路示意图；

图5为本实用新型的第一加热棒和第二加热棒的控制电路图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，此外，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1至图3所示，所述电解槽过热度自动调节装置包括：电解槽槽体1、第一加热棒2、第二加热棒3、第一热电偶4、第二热电偶5、第三热电偶6和控制模块7。所述电解槽槽体1为方形箱体，所述电解槽槽体1的内壁上固定有多个所述第一加热棒2和多个所述第二加热棒3，其中，所述第一加热棒2和所述第二加热棒3间隔排列。所述第一热电偶4固定于所述电解槽槽体1的一个内壁上，且位于一个所述第一加热棒2和一个所述第二加热棒3之间。所述第二热电偶5固定于所述电解槽槽体1的一个内壁相对的另一个内壁上，且位于一个所述第一加热棒2和一个所述第二加热棒3之间。所述第三热电偶6固定于所述电解槽槽体1的槽底，且所述第三热电偶6竖直设置，所述第三热电偶6与所述一个内壁和所述另一个内壁之间的距离相同。所述第一加热棒2、所述第二加热棒3、所述第一热电偶4、所述第二热电偶5和所述第三热电偶6均与所述控制模块7电连接。

优选地，所述第一加热棒2和所述第二加热棒3至少包括一部分竖直杆，所述竖直杆平行于所述电解槽槽体1内壁设置。所述第一热电偶4和所述第二热电偶5的测量部与所述竖直杆平行设置。

示例性地，多个第一加热棒2和多个第二加热棒3均为圆柱结构，固定于所述电解槽槽体1相对的两个内壁上，两个第一加热棒2之间设置有一个第二加热棒3。可以理解的是，本实用新型中不对第一加热棒2和第二加热棒3之间的间隔数量做限定，例如，两个第一加热棒2之间可以设置有两个或三个第二加热棒3。

优选地，如图4和图5所示，所述控制模块7包括：单片机71、第一中间继电器、第一接触器、第二中间继电器和第二接触器。其中，单片机71与所述第一热电偶4、所述第二热电偶5和所述第三热电偶6电连接。所述第一中间继电器的线圈KA1.1与所述单片机71电连接。所述第一中间继电器的触点KA1.2与所述第一接触器的线圈KM1.1串联至第一回路上，所述第一接触器的触点KM1.2与多个并联所述第一加热棒2串联至所述主回路上。所述第二中间继电器的线圈KA2.1与所述单片机71电连接。所述第二中间继电器的触点KA2.2与所述第二接触器的线圈KM2.1串联至第二回路上，所述第二接触器的触点KM2.2与多个并联所述第二加热棒3串联至所述主回路上。多个所述第一加热棒2并联，且并联的多个所述第一加热棒2并联与所述第一接触器的触点KM1.2串联至所述主回路。多个所述第二加热棒3并联，且并联的多个所述第二加热棒3并联与所述第二接触器的触点KM2.2串联至所述主回路。

优选地，所述第三热电偶6的测量部贯穿所述电解槽槽体1的槽底延伸至所述电解槽槽体1的中部，所述第三热电偶6的其它部分设置于所述电解槽槽体1外部。

优选地，所述第一热电偶4和所述第二热电偶5的测量部位于所述电解槽槽体1内部，所述第一热电偶4和所述第二热电偶5的其它部分设置于所述电解槽槽体1外部。

为避免电解槽槽体1内部高温伤害第一热电偶4、第二热电偶5和第三热电偶6的电子元件，例如第一热电偶4、第二热电偶5和第三热电偶6的接线盒部分设置于电解槽槽体1外部，而第一热电偶4、第二热电偶5和第三热电偶6的测量部，例如热电极设置于电解槽槽体1内部。

所述第一回路和所述第二回路均连接至AC220V的电源上。

主回路包括主电源，主电源可以是高压直流电，为第一加热棒2和第二加热棒3提供电能。

本实用新型的具体运行方式如下：

将主电源与第一加热棒和第二加热棒之间的电流通路导通，第一加热棒和第二加热棒开始工作，随着温度上升，第一热电偶和所述第二热电偶探测的温度首先到达设定的温度阈值，但是第三热电偶探测的温度还低于设定的温度阈值。此时，第一加热棒和第二加热棒在控制模块的控制下间隙工作，也就是说，第一加热棒所在的主回路断开，第一加热棒停止加热一段时间，第二加热棒加热，之后，第二加热棒所在的主回路断开，第二加热棒停止加热一段时间，第一加热棒加热。如此，避免加热棒附近温度高过，且电解槽槽体中部温度逐步升高，实现节约能源和兼顾电解效率的目的。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种电解槽过热度自动调节装置，其特征在于，包括：电解槽槽体、第一加热棒、第二加热棒、第一热电偶、第二热电偶、第三热电偶和控制模块；

所述电解槽槽体为方形箱体，所述电解槽槽体的内壁上固定有多个所述第一加热棒和多个所述第二加热棒，其中，所述第一加热棒和所述第二加热棒间隔排列；

所述第一热电偶固定于所述电解槽槽体的一个内壁上，且位于一个所述第一加热棒和一个所述第二加热棒之间；

所述第二热电偶固定于所述电解槽槽体的一个内壁相对的另一个内壁上，且位于一个所述第一加热棒和一个所述第二加热棒之间；

所述第三热电偶固定于所述电解槽槽体的槽底，且所述第三热电偶竖直设置，所述第三热电偶与所述一个内壁和所述另一个内壁之间的距离相同；

所述第一加热棒、所述第二加热棒、所述第一热电偶、所述第二热电偶和所述第三热电偶均与所述控制模块电连接。

2.根据权利要求1所述的一种电解槽过热度自动调节装置，其特征在于，所述控制模块包括：

单片机，与所述第一热电偶、所述第二热电偶和所述第三热电偶电连接；

第一中间继电器，所述第一中间继电器的线圈与所述单片机电连接；

第一接触器，所述第一中间继电器的触点与所述第一接触器的线圈串联至第一回路上，所述第一接触器的触点与多个并联所述第一加热棒串联至主回路上；

并联的所述多个所述第一加热棒中间隔设置的第一加热棒；

第二中间继电器，所述第二中间继电器的线圈与所述单片机电连接；

第二接触器，所述第二中间继电器的触点与所述第二接触器的线圈串联至第二回路上，所述第二接触器的触点与多个并联所述第二加热棒串联至主回路上；

多个所述第一加热棒并联，且并联的多个所述第一加热棒并联与所述第一接触器的触点串联至主回路；

多个所述第二加热棒并联，且并联的多个所述第二加热棒并联与所述第二接触器的触点串联至主回路。

3.根据权利要求1或2所述的一种电解槽过热度自动调节装置，其特征在于，所述第三热电偶的测量部贯穿所述电解槽槽体的槽底延伸至所述电解槽槽体的中部，所述第三热电偶的其它部分设置于所述电解槽槽体外部。

4.根据权利要求3所述的一种电解槽过热度自动调节装置，其特征在于，所述第一热电偶和所述第二热电偶的测量部位于所述电解槽槽体内部，所述第一热电偶和所述第二热电偶的其它部分设置于所述电解槽槽体外部。

5.根据权利要求4所述的一种电解槽过热度自动调节装置，其特征在于，所述第一加热棒和所述第二加热棒至少包括一部分竖直杆，所述竖直杆平行于所述电解槽槽体内壁设置；

所述第一热电偶和所述第二热电偶的测量部与所述竖直杆平行设置。

6.根据权利要求2所述的一种电解槽过热度自动调节装置，其特征在于，所述第一回路和所述第二回路均连接至AC220V的电源上。

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