CN219930277U - 一种精铝槽母线短路装置以及铝电解生产系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种精铝槽母线短路装置，包括短路口驱动机构、短路口组件和异常检测组件，短路口组件包括短路块和短路片，短路片连接在立柱母线上，短路块连接在短路口驱动机构上，短路块和短路片相对设置，短路块在短路口驱动机构的驱动下接触短路片以及离开短路片；异常检测组件包括异常传感器和控制器，异常传感器与控制器电连接，用于检测精铝槽异常状态，并在检测到异常状态发生时，发送触发信号至控制器；控制器与短路口驱动机构电连接，用于在接收到触发信号后控制短路口驱动机构驱动短路块接触短路片。本实用新型的精铝槽母线短路装置可以自动识别异常并及时对母线有效短路，本实用新型还提供一种铝电解生产系统。

Description

一种精铝槽母线短路装置以及铝电解生产系统

技术领域

本实用新型属于铝电解技术领域，具体涉及一种精铝槽母线短路装置以及铝电解生产系统。

背景技术

铝电解生产系统就是通过电解得到铝的生产系统，当前大部分生产企业都在使用精铝槽设备进行铝电解，槽的电流强度很大，不仅自动化程度高，能耗低，单槽产量高，而且满足了环保法规的要求。

生产过程中，槽内采用立柱母线供电，当铝液温度、阴极电流分布、极液压降、槽电压等参数出现突变或不可控现象，或电机控制出现异常、槽底/阳极钢棒温度超限过高等情况时，可能会出现生产事故，此时必须及时制止母线向精铝槽供电，以避免后续的生产事故。然而目前的母线短路装置结构十分简单，不能够自动识别异常情况，需要人为操控，所以很难第一时间进行短路操作，难免会延误短路时机。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种精铝槽母线短路装置，该装置可以自动识别异常并及时对母线有效短路，本实用新型还提供一种铝电解生产系统。

本实用新型提供的一种精铝槽母线短路装置，包括短路口驱动机构、短路口组件和异常检测组件，所述短路口组件包括短路块和短路片，短路片连接在立柱母线上，短路块连接在短路口驱动机构上，短路块和短路片相对设置，所述短路块在短路口驱动机构的驱动下朝向短路片移动并接触短路片，以将立柱母线短路；以及，远离短路片移动并离开短路片，以解除立柱母线的短路；

所述异常检测组件包括异常传感器和控制器，所述异常传感器与控制器电连接，用于检测精铝槽异常状态，并在检测到异常状态发生时，发送触发信号至控制器；所述控制器与短路口驱动机构电连接，用于在接收到触发信号后控制短路口驱动机构驱动短路块接触短路片。

优选的，所述短路块包括本体和接触片，所述接触片可拆卸连接在本体朝向短路片的表面上，以代替本体接触短路片。

优选的，所述短路口组件还包括引弧片，所述引弧片一侧连接在短路块上，另一侧悬置，并朝向短路片的表面，且引弧片的连接侧至悬置侧呈逐渐远离短路块的斜面。

优选的，所述短路口驱动机构包括安装架、回转驱动件、传动组件和横梁，所述安装架连接在立柱母线上，回转驱动件连接在安装架上；所述横梁连接短路块，其端部沿短路块的移动方向活动连接在安装架上，所述传动组件连接在回转驱动件的驱动端和横梁之间，以将回转驱动件的回转驱动转换为沿短路块的移动方向上的移动驱动，从而带动横梁移动。

优选的，所述安装架上设有条形孔，条形孔沿短路块的移动方向布置，横梁的端部滑设在条形孔内，所述传动组件包括摆杆、连杆、转盘和拨杆，转盘回转连接在安装架上，所述摆杆一端连接回转驱动件的驱动端，另一端铰接连接连杆的一端，连杆的另一端铰接连接在转盘上非回转中心的一点，所述拨杆的一端铰接连接转盘上非回转中心的另一点，另一端穿过条形孔连接横梁，在回转驱动件的驱动下，摆杆摆动带动连杆，使连杆驱动转盘转动，从而使拨杆拨动横梁。

优选的，所述短路口组件设有两组，两组短路口组件分别设置在立柱母线相对的两侧壁处，所述短路口驱动机构同步驱动两组短路口组件进行接触短路以及分离解除短路。

优选的，所述横梁设有两根，各连接在一个短路块上，所述安装架呈条状结构，其沿短路块的移动方向布置，中部连接在立柱母线上，回转驱动件连接在安装架的中部，

优选的，所述传动组件设有两组，两组传动组件自回转驱动件向两侧分布，并分别连接在两根横梁上。

优选的，所述异常传感器包括：

用于监测精铝槽内铝液温度的温度传感器，布置在精铝槽上；

用于监测精铝槽阴极电流分布以及极液压降的直流电流转换模块传感器，布置在精铝槽上；

用于监测精铝槽槽电压的直流电压传感器，布置在与精铝槽配套设置的槽控箱内；

用于监测精铝槽槽底/阳极钢棒温度超限过高的测温光纤传感器，布置在精铝槽的槽底阳极钢棒处。

优选的，所述异常检测组件还包括接触传感器和报警器，所述接触传感器与控制器电连接，其设置于短路块和短路片之间，用于检测短路块和短路片是否接触，并在二者接触时发送短路信号至控制器，所述控制器还与报警器电连接，用于在接收到短路信号后控制报警器执行报警。

本实用新型还提供一种铝电解生产系统，包括精铝槽，还包括上述的精铝槽母线短路装置，所述精铝槽母线短路装置布置在精铝槽的立柱母线上，用于控制立柱母线进行短路。

本实用新型公开的精铝槽母线短路装置，包括有异常传感器，当精铝槽处于异常状态时，该异常传感器能够第一时间感应到，并发送触发信号给控制器，从而使控制器控制短路口驱动机构驱动短路块接触短路片，以将立柱母线短路。这一设置方式可以及时感测到异常情况，从而立即执行短路操作，使立柱母线不再继续向精铝槽供电，避免延误短路时机，导致后续生产事故的发生。当工作人员排除故障之后，便可以使短路口驱动机构驱动短路块远离短路片移动并离开短路片，以解除立柱母线的短路。

附图说明

图1是本实用新型实施例1中精铝槽母线短路装置的立体结构示意图；

图2是本实用新型实施例1中精铝槽母线短路装置的平面结构示意图；

图3是本实用新型实施例1中精铝槽母线短路装置中的传动组件结构示意图。

图中：1、短路口驱动机构；11、安装架；111、条形孔；12、回转驱动件；121、驱动电机；122、减速器；123、转动柄；124、手柄；13、传动组件；131、摆杆；132、连杆；133、转盘；134、拨杆；14、横梁；2、短路口组件；21、短路块；211、本体；212、接触片；22、短路片；23、引弧片；3、立柱母线。

具体实施方式

下面将结合本实用新型中的附图，对实用新型中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，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的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示方位或位置关系是基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于和简化描述，而并不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须设有特定的方位、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。

在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“设置”、“安装”、“固定”等应做广义理解，例如可以是固定连接也可以是可拆卸地连接，或者一体地连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1

如图1和图2所示，本实施例的精铝槽母线短路装置，包括短路口驱动机构1、短路口组件2和异常检测组件，短路口组件2包括短路块21和短路片22，短路片22连接在立柱母线3上，短路块21连接在短路口驱动机构1上，短路块21和短路片22相对设置，短路块21在短路口驱动机构1的驱动下朝向短路片22移动并接触短路片22，以将立柱母线3短路；以及，远离短路片22移动并离开短路片22，以解除立柱母线3的短路。

异常检测组件包括异常传感器和控制器。异常传感器与控制器电连接，用于检测精铝槽异常状态，并在检测到异常状态发生时，发送触发信号至控制器；控制器与短路口驱动机构1电连接，用于在接收到触发信号后控制短路口驱动机构1驱动短路块21接触短路片22。

本实施例中，当精铝槽处于异常状态时，该异常传感器能够第一时间感应到，并发送触发信号给控制器，从而使控制器控制短路口驱动机构1驱动短路块21接触短路片22，以将立柱母线3短路。这一设置方式可以及时感测到异常情况，从而立即执行短路操作，使立柱母线3不再继续向精铝槽供电，避免延误短路时机，导致后续生产事故的发生。当工作人员排除故障之后，便可以使短路口驱动机构1驱动短路块21远离短路片22移动并离开短路片22，以解除立柱母线3的短路，使精铝槽可以继续进行生产。

本实施例中，控制器可以采用市面上较为常规的控制装置，其接受信号、发送控制指令等功能均为常规的控制装置可以实现的功能。本实施例中，控制器可以具体采用PLCsmart200型号，将该控制器安装在槽控机(目前市面上铝电解生产系统中的常规设备，用于控制精铝槽运行，其具体结构以及布局方式属于常规知识，不属于本装置的创新之处，故在图中未示出)的内部，通过线缆连接短路口驱动机构、异常传感器等各部件。

本实施例中，短路块21包括本体211和接触片212，接触片212可拆卸连接在本体211朝向短路片22的表面上，以代替本体211接触短路片22。本实施例中，本体211和接触片212均采用铝材质，接触片212上设置沉头孔，本体211上设置螺纹孔，二者通过螺栓等螺纹紧固件连接。由于立柱母线3短路过程中，短路块21和短路片22之间会产生电弧，破坏短路块21的表面，因此本实施例将短路块21的表面设置成了可替换的结构，当表面发生破损时，拆卸更换接触片212即可。

本实施例中，短路口组件2还包括引弧片23，引弧片23一侧连接在短路块21上，另一侧悬置，并朝向短路片22的表面，且引弧片23的连接侧至悬置侧呈逐渐远离短路块21的斜面。本实施例中，引弧片23采用带有一定弹性的材料制成，其大体部分是采用316L不锈钢制成钢片，具有耐蚀性及塑性；悬置端，即接触头的部分采用铜合金。

短路片22的面积略大于短路块21，引弧片23连接在短路块21的侧壁，其悬置端超出短路块21(朝向短路片22)的表面，使得短路块21在与短路片22接触前，引弧片23先行与短路片22接触；短路块21在与短路片22分离后，引弧片23才与短路片22分离。因此引弧片23还能代替二者承受一部分的电弧，进一步避免短路块21和短路片22被破坏。

本实施例中，短路口驱动机构1包括安装架11、回转驱动件12、传动组件13和横梁14。

安装架11连接在立柱母线3上，安装架11设有两个，且整体呈沿短路块21的移动方向布置的条状结构，两个安装架11从立柱母线3的两侧固定在立柱母线3上。

回转驱动件12连接在安装架11上，回转驱动件12包括驱动电机121和减速器122，驱动电机121的输出端连接减速器122的输入端，减速器122的输出端连接传动组件13。其中，驱动电机121的末端还设有转动柄123，可以在异常状态下对驱动电机121进行手动驱动。减速器122的输出端上还设有手柄124，通过手柄124可以使减速器122输出端处的转轴转动，从而手动控制传动组件13带动横梁14移动，手动实现短路口组件2的开合。

本实施例中，如图2所示，为方便观察，略去了减速器结构，在安装架11上对应手柄124的位置处，还设置了分合的指示标识，提醒手动操作工作人员，避免误操作。

横梁14连接短路块21，其端部沿短路块21的移动方向活动连接在安装架11上，传动组件13连接在回转驱动件12的驱动端和横梁14之间，以将回转驱动件12的回转驱动转换为沿短路块21的移动方向上的移动驱动，从而带动横梁14移动。

本实施例中，安装架11上设有条形孔111，条形孔111沿短路块21的移动方向布置，横梁14的端部滑设在条形孔111内，从而实现沿短路块21的移动方向上的滑动。

如图3所示，传动组件13包括摆杆131、连杆132、转盘133和拨杆134，转盘133回转连接在安装架11上，摆杆131一端连接回转驱动件12的驱动端，另一端铰接连接连杆132的一端，连杆132的另一端铰接连接在转盘133上非回转中心的一点，拨杆134的一端铰接连接转盘133上非回转中心的另一点，另一端穿过条形孔111连接横梁14，在回转驱动件12的驱动下，摆杆131摆动带动连杆132，使连杆132驱动转盘133转动，从而使拨杆134拨动横梁14。

本实施例中，摆杆131实质上是一转轮，回转驱动件12的输出端连接在转轮的中心，作为回转中心，转轮上非回转中心的位置铰接连接连杆132，以该非回转中心处至回转中心处的部分作为摆杆131。

本实施例中，短路口组件2设有两组，两组短路口组件2分别设置在立柱母线3相对的两侧壁处，短路口驱动机构1同步驱动两组短路口组件2进行接触短路以及分离解除短路。双侧设置的方式中，当一侧因误差等因素未短路成功时，另一侧还有短路成功的机会，可以进一步确保短路的有效性。

本实施例中，横梁14设有两根，各连接在一个短路块21上，中部连接在立柱母线3上，回转驱动件12连接在安装架11的中部，传动组件13设有两组，两组传动组件13自回转驱动件12向两侧分布，并分别连接在两根横梁14上。

其中，摆杆131呈相对回转驱动件12输出端上下对称的菱形盘状，上下两端各连接一连杆132，两根连杆132向横向两侧延伸，两个转盘133分别设置在安装架11的两端处，一侧各自连接延伸而来的连杆132，另一侧各自连接用于拨动横梁14的拨杆134。这种对称的设置方式可以采用单一的回转驱动件12进行驱动，不仅简化了驱动结构，还提高了驱动的同步性。

本实施例中，为了提高横梁14的移动稳定性，两个安装架11上都对称设有条形孔111，横梁14的两端均滑动连接在条形孔111内。为了对应拨动横梁14的两端，一组传动组件13可以设置两个转盘133和两个拨杆134，两个转盘133对应设置在两个安装架11上，两个转盘133之间通过转轴连接，两个拨杆134各自对应铰接连接在两个转盘133和横梁14的两端之间。

本实施例中，异常传感器包括：

用于监测精铝槽内铝液温度的温度传感器，布置在精铝槽上，具体设置位置可以在精铝槽中任意能够监测到铝液温度处选取，不干涉其他设备即可，可以采用热电偶作为该温度传感器；

用于监测精铝槽阴极电流分布以及极液压降的直流电流转换模块传感器，布置在精铝槽上，可以集成设置在精铝槽内阴极处原本设置的阴极电流测量装置上；

用于监测精铝槽槽电压的直流电压传感器，布置在与精铝槽配套设置的槽控箱内；

用于监测精铝槽槽底/阳极钢棒温度超限过高的测温光纤传感器，布置在精铝槽的槽底阳极钢棒处。

至于电机控制异常状态，是通过槽控箱来监测的，由槽控箱中的PLC传输信号。

上述各个传感器与控制器之间可以采用线缆连接，也可以采用无线通信连接，具体如何连接可以根据设置位置间距以及连接简易程度来选取。

本实施例中，异常检测组件还包括接触传感器和报警器，接触传感器与控制器电连接，其设置于短路块21和短路片22之间，用于检测短路块21和短路片22是否接触，并在二者接触时发送短路信号至控制器，控制器还与报警器电连接，用于在接收到短路信号后控制报警器执行报警。工作人员收到报警信息后可以及时发现精铝槽异常情况，从而解决故障，解决故障后，便可以依据情况解除立柱母线3的短路，恢复供电。

本实施例中，接触传感器可以是基于红外测距的传感器，也可以是压力传感器，能够感应短路块21和短路片22是否接触即可。报警器可以是蜂鸣器、闪灯、振动装置或者信息发送装置，以锐鸣、闪烁、振动、发送信息中的一种或多种组合的形式进行报警。

实施例2

本实施例的铝电解生产系统，包括精铝槽，还包括实施例1中的精铝槽母线短路装置，精铝槽母线短路装置布置在精铝槽的立柱母线3上，用于控制立柱母线3进行短路。

采用该短路装置的生产系统，可以及时发现故障，避免出现生产事故，提高系统整体的安全性。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种精铝槽母线短路装置，其特征在于：包括短路口驱动机构(1)、短路口组件(2)和异常检测组件，

所述短路口组件(2)包括短路块(21)和短路片(22)，短路片(22)连接在立柱母线(3)上，短路块(21)连接在短路口驱动机构(1)上，短路块(21)和短路片(22)相对设置，

所述短路块(21)在短路口驱动机构(1)的驱动下朝向短路片(22)移动并接触短路片(22)，以将立柱母线(3)短路；以及，远离短路片(22)移动并离开短路片(22)，以解除立柱母线(3)的短路；

所述异常检测组件包括异常传感器和控制器，

所述异常传感器与控制器电连接，用于检测精铝槽异常状态，并在检测到异常状态发生时，发送触发信号至控制器；

所述控制器与短路口驱动机构(1)电连接，用于在接收到触发信号后控制短路口驱动机构(1)驱动短路块(21)接触短路片(22)。

2.根据权利要求1所述的精铝槽母线短路装置，其特征在于：所述短路块(21)包括本体(211)和接触片(212)，

所述接触片(212)可拆卸连接在本体(211)朝向短路片(22)的表面上，以代替本体(211)接触短路片(22)。

3.根据权利要求1所述的精铝槽母线短路装置，其特征在于：所述短路口组件(2)还包括引弧片(23)，

所述引弧片(23)一侧连接在短路块(21)上，另一侧悬置，并朝向短路片(22)的表面，且引弧片(23)的连接侧至悬置侧呈逐渐远离短路块(21)的斜面。

4.根据权利要求1所述的精铝槽母线短路装置，其特征在于：所述短路口驱动机构(1)包括安装架(11)、回转驱动件(12)、传动组件(13)和横梁(14)，

所述安装架(11)连接在立柱母线(3)上，回转驱动件(12)连接在安装架(11)上；所述横梁(14)连接短路块(21)，其端部沿短路块(21)的移动方向活动连接在安装架(11)上，

所述传动组件(13)连接在回转驱动件(12)的驱动端和横梁(14)之间，以将回转驱动件(12)的回转驱动转换为沿短路块(21)的移动方向上的移动驱动，从而带动横梁(14)移动。

5.根据权利要求4所述的精铝槽母线短路装置，其特征在于：所述安装架(11)上设有条形孔(111)，条形孔(111)沿短路块(21)的移动方向布置，横梁(14)的端部滑设在条形孔(111)内，

所述传动组件(13)包括摆杆(131)、连杆(132)、转盘(133)和拨杆(134)，转盘(133)回转连接在安装架(11)上，

所述摆杆(131)一端连接回转驱动件(12)的驱动端，另一端铰接连接连杆(132)的一端，连杆(132)的另一端铰接连接在转盘(133)上非回转中心的一点，

所述拨杆(134)的一端铰接连接转盘(133)上非回转中心的另一点，另一端穿过条形孔(111)连接横梁(14)，

在回转驱动件(12)的驱动下，摆杆(131)摆动带动连杆(132)，使连杆(132)驱动转盘(133)转动，从而使拨杆(134)拨动横梁(14)。

6.根据权利要求4或5所述的精铝槽母线短路装置，其特征在于：所述短路口组件(2)设有两组，两组短路口组件(2)分别设置在立柱母线(3)相对的两侧壁处，

所述短路口驱动机构(1)同步驱动两组短路口组件(2)进行接触短路以及分离解除短路。

7.根据权利要求6所述的精铝槽母线短路装置，其特征在于：所述横梁(14)设有两根，各连接在一个短路块(21)上，

所述安装架(11)呈条状结构，其沿短路块(21)的移动方向布置，中部连接在立柱母线(3)上，回转驱动件(12)连接在安装架(11)的中部，

所述传动组件(13)设有两组，两组传动组件(13)自回转驱动件(12)向两侧分布，并分别连接在两根横梁(14)上。

8.根据权利要求1所述的精铝槽母线短路装置，其特征在于，所述异常传感器包括：

用于监测精铝槽内铝液温度的温度传感器，布置在精铝槽上；

用于监测精铝槽阴极电流分布以及极液压降的直流电流转换模块传感器，布置在精铝槽上；

用于监测精铝槽槽电压的直流电压传感器，布置在与精铝槽配套设置的槽控箱内；

用于监测精铝槽槽底/阳极钢棒温度超限过高的测温光纤传感器，布置在精铝槽的槽底阳极钢棒处。

9.根据权利要求1所述的精铝槽母线短路装置，其特征在于：所述异常检测组件还包括接触传感器和报警器，

所述接触传感器与控制器电连接，其设置于短路块(21)和短路片(22)之间，用于检测短路块(21)和短路片(22)是否接触，并在二者接触时发送短路信号至控制器，

所述控制器还与报警器电连接，用于在接收到短路信号后控制报警器执行报警。

10.一种铝电解生产系统，包括精铝槽，其特征在于：还包括权利要求1至9中任一项所述的精铝槽母线短路装置，所述精铝槽母线短路装置布置在精铝槽的立柱母线(3)上，用于控制立柱母线(3)进行短路。