EP2373567B1 - Dispositif d'attache de recipients pour collecter des debris solides et pivotant a l'extremite d'un bras mobile, en particulier dispositif d'attache des godets articules d'une pelle a croute - Google Patents

Dispositif d'attache de recipients pour collecter des debris solides et pivotant a l'extremite d'un bras mobile, en particulier dispositif d'attache des godets articules d'une pelle a croute Download PDF

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EP2373567B1
EP2373567B1 EP09801220A EP09801220A EP2373567B1 EP 2373567 B1 EP2373567 B1 EP 2373567B1 EP 09801220 A EP09801220 A EP 09801220A EP 09801220 A EP09801220 A EP 09801220A EP 2373567 B1 EP2373567 B1 EP 2373567B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
bores
bore
pivot
buckets
fastening device
Prior art date
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Not-in-force
Application number
EP09801220A
Other languages
German (de)
English (en)
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EP2373567A1 (fr
Inventor
Arnaud Wattel
Stéphane DAVID
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Fives ECL SAS
Original Assignee
ECL SAS
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Publication date
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C3/00—Load-engaging elements or devices attached to lifting or lowering gear of cranes or adapted for connection therewith and intended primarily for transmitting lifting forces to loose materials; Grabs

Definitions

  • the invention relates to the production of aluminum by igneous electrolysis according to the Hall-Héroult method. It relates more particularly to a device for collecting solid debris immersed or floating in the electrolysis bath and the liquid metal, in particular the sludge from the electrolytic bath and which accumulate on the bottom of the tank as well as the remains of carbon and crust debris from the various operations performed before and during the removal of spent anodes. It relates more particularly to a device comprising a bucket bucket articulated and provided with means for the rapid replacement of said bucket bucket articulated.
  • Aluminum is produced industrially by igneous electrolysis, according to the well-known Hall-Héroult process, in electrolysis cells.
  • the plants contain a large number of electrolysis cells arranged in line, in buildings called halls or electrolysis rooms, and connected electrically in series using connecting conductors, so as to optimize the ground occupation of the cells. factories.
  • the cells are generally arranged to form two or more parallel lines that are electrically bonded together by end conductors.
  • the electrolyte bath and the liquid metal are contained in a tank, called an "electrolysis cell", comprising a steel box, which is lined internally with refractory and / or insulating materials, and a cathode assembly located at the bottom of the tank.
  • Anodes typically of carbonaceous material, are partially immersed in the electrolyte bath.
  • an electrolysis plant requires interventions on the electrolysis cells including, in particular, the replacement of spent anodes with new anodes, the removal of liquid metal from the cells and the removal or addition of electrolyte.
  • the most modern factories are equipped with one or more service units comprising a movable bridge that can be translated, above the electrolysis cells, along the series of cells and one or more service machines each comprising a carriage adapted to be moved on the moving bridge, and a service module provided with handling and intervention devices, such as shovels and hoists, commonly called “tools”.
  • the service module generally comprises a tool turret, each tool being either attached to the end of a cable operated by a winch attached to said tool turret, or fixed to the end of a movable arm, typically telescopic or articulated whose other end is attached to said tool turret.
  • the European patent application EP-A-0 440 488 describes an example of a crust scoop associated with a particular vehicle, distinct from a service machine.
  • the request for European patent EP-A-0 618 313 described in very little detail an example of a service machine equipped with a device for ensuring the rupture of the crust in the vicinity of a worn anode and the cleaning of the anode hole.
  • the crust scoop commonly used is in the form of a clamp consisting of two buckets arranged substantially symmetrically with respect to a substantially vertical plane and articulated, pivoting about two substantially horizontal axes, possibly merged. Each bucket has a leading edge, also called “blade”, vis-à-vis the leading edge of the other bucket.
  • the crust scoop is immersed in the open position in the bath and then the crust scoop is passed from an open position to a closed position, using at least one actuator that acts either directly on a scoop. or on a linkage designed to move the buckets in a rotational movement substantially symmetrical with respect to one another, the solid debris between the two buckets being thus trapped, while the liquid medium, bath mixture d Electrolyte and molten metal can still escape, in particular through openings in the walls of the cups.
  • the patent application EP 1 178 004 describes such a bucket shovel, with a particular split frame.
  • the Applicant continually seeking to improve the availability of the service machine, which is called upon to perform many other functions on the electrolysis cell, has therefore set itself the objective of reducing the intervention time on the crust dish. to restore it.
  • the Applicant has found that the latter was also applicable to collection units other than crust shovels used in the aluminum manufacturing by igneous electrolysis and that it could be applied to any articulated collection container pivoting about an axis at the end of a movable arm.
  • the attachment device comprises a pivot member which is integral with the movable arm and which is provided with transverse arms. These may include one or more flanges that extend in a substantially radial direction.
  • the attachment device is also provided with means arranged on the one hand on the transverse arms of said pivot member, and on the other hand on fasteners attached to the collecting container. These means are complementary hooking and locking means.
  • the complementary locking means are a pin and bores which, once aligned, cooperate with said pin to ensure the blocking of the connection between said container and said movable arm.
  • the pivot member could be integral with the collecting container and the fasteners could be integral with the movable arm but such a configuration is not really desired, insofar as it is easier to control the movement and rotation of the pivot member, when the latter is associated with the movable arm.
  • the second transverse arm and the second attachment are respectively provided with m and n bores oriented in a direction parallel to the pivot axis of the pivot member.
  • the numbers m and n are integers equal to or greater than 1. According to the invention, it is required that the product (m * n) be strictly greater than 1, that is to say that if m is equal to 1, n is necessarily greater than 1 or vice versa, so that there are at least two bores of one group to surround one bore of the other group. When m or n is greater than two, the bores of the corresponding group are not only oriented but also aligned in a given direction parallel to the pivot axis.
  • said device with complementary means for axially immobilizing said pin, for example means taking advantage of the structure of said pin, in particular its conical intermediate portion, to clamp said pin, by making opposed supports on the one hand on the transverse face of said pin located on the side of the cylindrical portion of large diameter and on the other hand on the wall carrying the peripheral bore of small diameter, on a transverse face located on the opposite side to the large diameter peripheral bore.
  • complementary means for axially immobilizing said pin for example means taking advantage of the structure of said pin, in particular its conical intermediate portion, to clamp said pin, by making opposed supports on the one hand on the transverse face of said pin located on the side of the cylindrical portion of large diameter and on the other hand on the wall carrying the peripheral bore of small diameter, on a transverse face located on the opposite side to the large diameter peripheral bore.
  • central bore there is at least one bore of a group, called “central bore”, which is conical and which is surrounded by two bores of the other group, called “peripheral bores”.
  • said second fastener is split and comprises two walls, which we will call, for convenience, also flanges, parallel to each other, distant from a distance greater than 1 thickness of the second transverse arm which carries said central bore.
  • connection between the collecting container and the movable arm is provided by locking means, in this case bores which, once aligned, cooperate with a pin which is characterized by the fact that it comprises two cylindrical parts of different diameters. each portion having a diameter slightly smaller than that of the peripheral bore within which it is intended to slide, separated by a conical intermediate portion whose slope is close to that of the central bore.
  • the combination of these bores and this pin has a first advantage: it facilitates the mounting of the collecting container on the movable arm. According to preferred embodiments of the invention, it also makes it possible to center the collecting container with respect to its support and it makes it possible to minimize or even cancel the radial and axial clearances between the spindle and the bores.
  • the combination of these bores and the spindle according to the invention facilitates assembly: the positioning of the end of the movable arm relative to the collecting container is always difficult to achieve, in particular because the visual access to the end moving arm from the cockpit is often limited. As a result, the central bore and the peripheral bores are never perfectly coaxial.
  • the advantage of the particular shape of the spindle is to facilitate the introduction of the spindle into the alignment of the bores: it is introduced through the cylindrical portion of small diameter first by making it through the large diameter peripheral bore then the conical bore and finally the small diameter peripheral bore.
  • the combination of these bores and the spindle also makes it possible to center the collecting container with respect to its support: the bearing flange of the small diameter peripheral bore is provided with a sleeve forming projecting towards the other flange, the bore of which constitutes the peripheral bore of small diameter and the projecting end of which serves as an axial abutment on the wall, belonging to said second transverse arm or to said second fastener, which carries the said central bore. It is possible to define the axial height of this protruding part of the sleeve as a function of the axial offset aimed at.
  • the target value for the axial height of this projection relative to the bearing flange of the small diameter peripheral bore corresponds to half the difference between the distance between the faces. vis-à-vis the flanges which carry said peripheral bores and the thickness of the wall which carries said central bore.
  • the tapered fit allows, when the wall which carries the central bore is not perfectly centered relative to the flanges which carry the peripheral bores, to cause the wall which carries the central bore until it abuts on the end of the sleeve protruding from the bearing flange of the small diameter peripheral bore, the axial height of this projection allowing a perfect centering said wall relative to said flanges.
  • said device To complete the blocking, it is advantageous to complete said device with means taking in vise said pin, on its transverse face located on the side of the cylindrical portion of large diameter and the wall carrying the small diameter peripheral bore, on one side transverse located on the opposite side to the large diameter peripheral bore.
  • These means may for example comprise a screw and a nut, the body of the screw being inserted inside said axial bore, the head of the screw and the nut being in abutment, directly or by means of washers, d a part on the end of said pin close to the cylindrical portion of large diameter and secondly on a transverse face integral with said flange and located on the opposite side to the large diameter peripheral bore.
  • said face may be the other end of the protruding sleeve or the outer wall of said flange.
  • said first attachment means and said second attachment means are a pin oriented parallel to said pivot axis and at least one slot for receiving and guiding said post until it abuts on the bottom of said light.
  • each of these means may be integral with the movable arm or the collecting container. These means cooperate with one another in the following way: when, due to the movement of the movable arm, said tenon comes into contact with a first wall bordering said light, the pivot member is pivoted in a given direction of rotation, chosen from such that the tenon leaves this first edge and moves through said light until reaching the wall which forms the other edge of said light. The rotation of the pivot member is continued and the tenon is guided by this second edge until it abuts the bottom of said light.
  • edges of the light are of unequal lengths: that of the second edge is lower so as to let the tenon in front of its end before it comes into contact on the first edge but it has a length sufficient to trap the tenon, when it "goes up", moved by the rotation of the pivot-member.
  • the second fastener which carries the second group of bores, is placed on the collecting container at a distance from the first fastener so that, when said first fastening means and second fastening means cooperate, said pivot member is in a position where the bores of the first group of bores and those of the second group of bores are substantially aligned in a common axial direction.
  • the distance between the first attachment means and the bores of the first group of bores is substantially equal to the spacing between the second attachment means and the bores of the second group of bores.
  • the spacing between said first attachment means and the bores of said first group of bores is slightly greater, typically a few tenths of millimeters, for example between 0.4 and 1.6 mm for a center distance of 350 mm, at the center distance between said second attachment means and the bores of said second group of bores.
  • the pin of the device according to the invention having a conical shoulder, makes it possible to make up these clearances and to constrain the collecting container in its support.
  • the attachment device comprises only a limited number of pins (one or two) and the number (n + m) bores associated with each pin is as small as possible, preferably three.
  • the fixing device in order for the fixing device to withstand the effect of a moment oriented perpendicularly to the pivot axis, it is advantageous to double either said fastening means or the groups of bores associated with a spindle. either all of these attachment means and place them at each axial end of said collecting container.
  • said pivot member is actuated by at least one actuator which is also used to actuate said collecting container and which is mounted integral with said movable arm.
  • said actuator is a jack and said pivot member comprises at least one transverse arm provided with a hinge pin on which can be pivotally mounted a connecting rod connected to said jack.
  • said first transverse arm, said second transverse arm or a third transverse arm can play this role of supporting the pivot connection with said connecting rod.
  • the fastening device is designed so that the fastening occurs during a movement of the pivot member corresponding to the closing of said collection container, that is to say to the movement made for the collection. solid debris.
  • the "given direction of rotation" in which the hooking means cooperate is preferably the rotational movement corresponding to the closing of the collecting container.
  • said first fastener is placed near the opening of said container and is provided with a light open towards the opposite side to said opening.
  • said pivot member is rotated in the closing direction of the collecting container so that the post is driven towards the other edge of the light. , the latter serving as a guide to the tenon until it reaches the bottom of the said light.
  • Another object according to the invention is a fixing device intended for the simultaneous attachment of two buckets placed facing each other, substantially symmetrically with respect to a plane P1, characterized in that it comprises, associated with each bucket, placed substantially symmetrically with respect to a plane P2, a fastening device as described above, the movable arm being actuated by a first actuator so that for the purpose of attachment, the plane P1 can coincide with the plane P2, the pivot-member of the first bucket and the pivot-member of the second bucket each having at least one transverse arm having a pivot connection with a common connecting rod, called “connecting rod”, connected to at least a second actuator, integral with said movable arm.
  • the pivot connection can be provided by a hinge pin, on which said rod is pivotally mounted.
  • said hinge pins are placed relative to the pivot members which support them so that a relative displacement of said connecting rod is translated, for each bucket, by a rotational movement substantially symmetrical with respect to said plane P1.
  • said transverse arm provided with a pivot connection with said connecting rod may be said first transverse arm, said second transverse arm or a third transverse arm.
  • the attachment of the buckets corresponds to a closing movement of the buckets and, conversely, the detachment of the old buckets is done with an opening movement.
  • the second actuator is immobilized so as to lock the pivot members in rotation, so that, when attaching the new buckets, the first means of hooking are immediately in the right position at the time of contact with the second attachment means.
  • the first attachment means are closer to the plane of symmetry P2 than the first group of bores and the second attachment means are closer to the plane. of symmetry P1 than the second group of bores.
  • Another object according to the invention is a collection unit comprising a movable arm, at least one collection container actuated by at least one actuator integral with the mobile arm and, associated with said collecting container, at least one attachment device as described above.
  • Another object according to the invention is a collection unit comprising a movable arm, two buckets placed facing each other, actuated simultaneously, typically via a connecting rod, by at least one actuator integral with said movable arm. and a fixing device of said buckets characterized in that said fixing device is a fixing device allowing the simultaneous attachment of said buckets as described above, the fastener being feasible when said buckets are previously placed substantially symmetrically by report to said plan P1.
  • each pivot member comprises, in the vicinity of each of its ends, a first transverse arm serving to support an axially oriented tenon and, in the vicinity of its center, a second transverse arm comprising a first flange carrying a bore of large diameter and a second flange, disposed parallel to the first flange and carrying a bore of small diameter.
  • each bucket comprises two first fasteners each provided with an open lumen towards the side opposite the opening of said bucket, arranged axially in the vicinity of said opening and distant from each other for a distance typically close to the length of said tenon, each light of each first fastener being intended to receive and guide said stud until it abuts on the bottoms of said apertures and a second fastener provided with a conical bore disposed far from said aperture such that the distance between the axis of the conical bore and the straight line connecting the centers of curvature of said bottoms of said lumens is substantially equal, preferably slightly smaller, typically a few tenths of a millimeter, to the distance between the axis of said tenon and the common direction of large diameter bores and small diameter.
  • said movable arm is a mobile vertical mast actuated by a first actuator which displaces said mobile vertical mast along its vertical axis and the pivot members associated with the first bucket and the second bucket each have at least one transverse arm bearing a pivot connection with a connecting rod connected to at least one second actuator, integral with said movable arm, said pivot links being placed on each transverse arm of such that a relative displacement of said link rod is translated, for each of said pivot members, by a substantially symmetrical rotational movement relative to said plane P2, which is substantially vertical.
  • the vertical mobile mast typically carried by the carriage of a traveling crane, is placed above all the buckets arranged substantially symmetrically with respect to a substantially vertical plane P1 and then is descended with the first actuator until the first attachment means come into contact with the second attachment means.
  • the second actuator is then actuated to move the connecting rod and simultaneously rotate the buckets, preferably in the closing direction.
  • Another object according to the invention is a crust scoop intended to collect solid debris and sludge present in the liquid media of an aluminum production cell (electrolysis bath and metal), in particular intended for cleaning anode holes, characterized in that it is a collection unit as described above.
  • the mobile vertical mast here called “shovel”
  • the spacing between the first attachment means and the bores of the first group of bores is slightly greater than the distance between the second attachment means and the bores of the second group of bores, which allows ensure a fixing without play of the buckets. As previously stated, the lack of play is highly recommended when dealing with scoop buckets.
  • Another object according to the invention is a service machine, usable in an igneous electrolysis aluminum production plant, comprising a carriage that can be moved on a movable bridge and a service module equipped with at least one handling and intervention, characterized in that said handling and intervention member is a crust scoop as described above.
  • Another object according to the invention is a bucket support intended to cooperate with the fixing device for the simultaneous attachment of buckets placed vis-a-vis as described above. It is characterized in that it comprises means for supporting and holding in position two buckets positioned substantially symmetrically with respect to a vertical plane P1, in a geometrical configuration where the buckets are open, the opening angle being such that that, after removal of the pins, after a slight rotation in the opening direction which releases the first hooking means of the second hooking means, a vertical upward movement of the movable arm can be effected to move the limbs away. pivots without driving said buckets.
  • the support means that make it possible to orient and maintain the buckets in a precise angular position may be for example V-shaped notches provided on the support posts and on which rest a portion of the buckets whose section matches the complementary shape.
  • a second support is used, equipped with the same means for supporting and holding the buckets in position and which is provided with two new buckets. If, between the detachment of the old buckets and the attachment of the new buckets, the second actuator has been immobilized so as to lock the pivot members in rotation, the first fastening means are immediately in the correct position at the moment of rotation. contact with the second attachment means when attaching new buckets. Previously, bucket replacement required immobilization of the MSE in a maintenance workshop. With the fastening device according to the invention, it is possible to bring into the electrolysis hall the supports or racks with buckets intended to collect the worn buckets as well as the supports provided with the new, prepositioned buckets.
  • the bucket can be replaced very quickly on the site, without having to go through the maintenance shop. It follows that, thanks to the invention, it significantly reduces the time of immobilization of shovels, and therefore the MSE. In this way, the MSE sees their availability increased to intervene on the electrolysis cells.
  • the figure 1 illustrates a typical electrolysis room, seen in section, for the production of aluminum and comprising a particular embodiment of the service machine according to the invention, shown schematically.
  • the figure 2 illustrates, in front view, a particular embodiment of a crustal scoop according to the invention, mounted on telescopic vertical guide mast.
  • the figure 3 illustrates, in perspective, the excavator frame and the bucket bucket of the embodiment of the figure 2 .
  • the figure 4 illustrates, in section, a part of the fastening device according to the invention, comprising the spindle and the first and second groups of bores.
  • the figure 5 illustrates, in front view and in section relative to a median vertical plane, a fixing device for the simultaneous attachment of two buckets placed vis-à-vis.
  • the figure 6 illustrates, in front view and in section with respect to a median vertical plane, a bucket support adapted to cooperate with the device of the figure 5 .
  • the figure 7 illustrates, in front view and in section with respect to a median vertical plane, the device of the figure 5 set up on the support of the figure 6 and being in the simultaneous attachment configuration of the buckets.
  • Electrolysis plants for aluminum production include a liquid aluminum production area that includes one or more electrolysis rooms.
  • the electrolysis room (1) illustrated on the figure 1 comprises electrolysis cells (2) and a service unit (5).
  • the electrolysis cells (2) are normally arranged in rows or rows, each row or line typically having more than one hundred cells.
  • the cells (2) are arranged so as to clear a circulation aisle along the electrolysis room (1).
  • the cells (2) comprise a series of anodes (4) provided with a metal rod (7) for fixing and electrically connecting the anodes to a metal anode frame (not shown).
  • the service unit (5) is used to perform operations on the cells (2) such as anode changes or the filling of ground bath feed hoppers and aluminum fluoride (AlF3). It can also be used to handle various loads, such as tank elements, pockets of liquid metal that are used during casting (“ladles”) or anodes. It can also be used to clean the anode hole after removing a worn anode and before installing a new anode.
  • AlF3 aluminum fluoride
  • the service unit (5) comprises a movable bridge (6) which can be translated over the electrolysis cells (2), and one or more service machines (3) comprising a movable carriage (8) adapted to be moved on the moving bridge (6).
  • the movable carriage (8) comprises a tool turret which is equipped with several handling and intervention devices (10), such as tools, among which may be the crust scoop.
  • handling and intervention devices (10) such as tools, among which may be the crust scoop.
  • a crust scoop can also be moved and maneuvered from a vehicle other than a service machine and the invention can be applied to any crust shovel, regardless of its mode. of displacement.
  • the Figures 2 to 7 illustrate a particular collection unit (100), which is a crustal scoop (100 ') whose attachment device corresponds to an embodiment according to the invention.
  • the crust scoop (100 ') is attached to a movable arm (11), which is here a shovel (12).
  • the shovel shaft is a movable vertical mast (9 ") sliding in a vertical mast (9 '), fixed relative to the tool turret of the movable carriage (8) of a service machine (3).
  • the illustrated attachment device allows to attach and detach simultaneously two buckets (120a and 120b) placed vis-à-vis, substantially symmetrically with respect to a plane P1. It comprises, associated with each bucket, placed substantially symmetrically with respect to a plane P2 to be coincident with P1 (in this case, the common plane is designated by P), an "elementary" fastening device according to the invention, adapted for fixing a single collecting container (120).
  • the structural elements of the elementary device are designated with a reference number but, when they are illustrated on only one of the devices associated with said buckets, they are designated with a reference number, followed by an a or a b according to the bucket concerned.
  • the combination of these bores facilitates the mounting of each bucket on the pivot member (115) pivotally mounted on the frame (110) integral with the bucket (12). It also makes it possible to center the bucket with respect to its support and it makes it possible to minimize or even cancel the radial and axial clearances between the spindle and the bores.
  • the particular shape of the spindle facilitates its introduction into the alignment of the bores, even if the latter is not perfect: it is introduced through the cylindrical portion of small diameter (131) first by passing through the bore (1190) of large diameter then the conical bore (1240) and finally the bore (1191) of small diameter.
  • the combination of these bores and the spindle also makes it possible to center the collecting container with respect to its support: the flange (1181) carrying the bore (1191) of small diameter is provided with a sleeve (1182) forming a projection towards the other flask (1180).
  • the bore of this sleeve (1182) is the bore (1191) of small diameter.
  • Its projecting end (1183) has a transverse surface (1184) which serves as an axial stop for the wall of the fastener (123) which carries said central bore (1240).
  • the axial height of this projection (1183) with respect to the flange (1181) carrying the bore (1191) of small diameter corresponds to half the difference between the distance (D) between the faces opposite the flanges (1180 and 1181) which carry said peripheral bores (1190 and 1191) and the thickness (E) of the fastener (123) which carries said central bore (1240).
  • the conical fitting allows, when the fastener (123) which carries the central bore (124) is not perfectly centered with respect to the flanges (1180 and 1181), driving the fastener (123) until it reaches the axial abutment wall (1184) of the protruding end (1183) of the sleeve, the axial height of this projection allowing a perfect centering said wall relative to said flanges.
  • said device To perfect the blocking, it is advantageous to complete said device with means taking in vise said pin between its transverse face (1321) located on the side of the cylindrical portion (132) of large diameter and a wall integral with the wall (1181) which carries the bore (1191) of small diameter.
  • These means may for example comprise a screw (1401) and a nut (1404), the body of the screw being inserted inside the axial bore (135) of the pin (130), the head of the screw and the nut being supported by means of the washers (1402) and (1403), on the one hand on the end (1321) of said pin close to the cylindrical portion of large diameter (132) and secondly on a transverse face (11821) secured to said flange and located on the opposite side to the bore (1190) of large diameter.
  • the spacing between said pin (117b) and the axis of the bores (1190, 1191) of large diameter and small diameter is between 345.4 mm and 345, 6 mm, whereas, on the bucket, the spacing between the bottom (1220b) of the light (122b) and the conical bore (1240) is between 344 mm and 345 mm.
  • the fastening device comprises only one pin (130a, 130b) per bucket (120a, 120b) and 3 associated bores at said pin.
  • the attachment means have been split: the fasteners (121b, 121'b) which carry the lights cooperating with the pin (117b) have been placed at each axial end of the bucket (120b).
  • each group of bores associated with a spindle was placed at each axial end of the bucket, in the vicinity of the attachment means, also split, as in the present example.
  • a first transverse arm and a second transverse arm which are grouped in the form of two boomerang-shaped flanges, one of the ends of the boomerang carrying a cylindrical bore (small diameter for the first flange, large diameter for the second flange) and the other end serving as a support for a tenon.
  • the pivot member therefore carries, at each of its ends, through the double flanges in the form of boomerang, a stud and a group of peripheral bores.
  • each bucket there are two pairs of fasteners carrying lights and two fasteners bearing a conical bore, the lights of each pair of fasteners cooperating with a tenon, each conical bore being intended to be placed in the middle of a group. peripheral bores.
  • the attachment device is designed such that the attachment occurs during
  • the pivots (115a, 115b) are provided with a transverse arm (113a - third transverse arm, 113b coinciding with the first transverse arm 116b) carrying a pivot connection on which said connecting rod (300) is pivotally mounted.
  • the attachment of the buckets corresponds to a closing movement of the buckets and, conversely, the detachment of the old buckets is done with an opening movement.
  • the jacks (200, 201) are immobilized in such a way as to lock the pivot members (115a, 115b) in rotation, so that, when fastening new buckets, the tenons (117a, 117b) are immediately in the right position relative to the lights (122a, 122b).
  • the tenons (117a, 117b) are closer to the plane of symmetry P2 than the first groups of bores (119a, 119b) and the fasteners (121a, 121b) carrying the lumens (122a, 122b) are closer to the plane of symmetry P1 than the fasteners (123a, 123b) carrying the tapered bores.
  • a bucket support (400) for cooperating with the fixing device described above. It is provided with means for supporting and holding in position two buckets (120a and 120b) positioned substantially symmetrically with respect to a vertical plane P1, in a geometric configuration where the buckets are open, the opening angle being such that after removal of the pins, after a slight rotation in the direction of the opening which releases the pins (117a, 117b) from the slots (122a, 122b), a vertical movement of the shovel (9 ”) can be effected without causing
  • the support means for orienting and maintaining the buckets in a precise angular position comprise V-shaped notches (410a, 410b) formed on the support posts and on which the parts (128a) and ( 128b) buckets (120a) and (120b) which have a section of complementary shape.
  • a second support equipped with the same means for supporting and holding the buckets in position, and which is provided with two new buckets is provided. Between the detachment of the old buckets and the attachment of the new buckets, the pivot members were locked in rotation. In this way, the first attachment means are immediately in the right position at the moment of contact with the second attachment means when attaching the new buckets.

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Description

  • L'invention concerne la production d'aluminium par électrolyse ignée selon le procédé de Hall-Héroult. Elle concerne plus particulièrement un dispositif destiné à collecter les débris solides en immersion ou flottant dans le bain d'électrolyse et le métal liquide, en particulier les boues provenant du bain électrolytique et qui s'accumulent sur le fond de cuve ainsi que les restes de carbone et les débris de croûte qui proviennent des diverses opérations effectuées avant et pendant l'enlèvement des anodes usées. Elle concerne encore plus particulièrement un dispositif comprenant une pelle à godets articulés et muni de moyens permettant le remplacement rapide de ladite pelle à godets articulés.
  • L'aluminium est produit industriellement par électrolyse ignée, selon le procédé bien connu de Hall-Héroult, dans des cellules d'électrolyse. Les usines contiennent un grand nombre de cellules d'électrolyse disposées en ligne, dans des bâtiments appelés halls ou salles d'électrolyse, et raccordées électriquement en série à l'aide de conducteurs de liaison, de façon à optimiser l'occupation au sol des usines. Les cellules sont généralement disposées de manière à former deux ou plusieurs files parallèles qui sont électriquement liées entre elles par des conducteurs d'extrémité. Dans chaque cellule, le bain d'électrolyte et le métal liquide sont contenus dans une cuve, dite « cuve d'électrolyse », comprenant un caisson en acier, qui est revêtu intérieurement de matériaux réfractaires et/ou isolants, et un ensemble cathodique situé au fond de la cuve. Des anodes, typiquement en matériau carboné, sont partiellement immergées dans le bain d'électrolyte.
  • En fonctionnement, une usine d'électrolyse nécessite des interventions sur les cellules d'électrolyse parmi lesquelles figurent, notamment, le remplacement des anodes usées par des anodes neuves, le prélèvement de métal liquide des cellules et les prélèvements ou ajouts d'électrolyte. Afin d'effectuer ces interventions, les usines les plus modernes sont équipées d'une ou plusieurs unités de service comprenant un pont mobile qui peut être translaté, au-dessus des cellules d'électrolyse, le long des séries de cellules et une ou plusieurs machines de service comprenant chacune un chariot apte à être déplacé sur le pont mobile, et un module de service muni d'organes de manutention et d'intervention, tels que des pelles et des palans, appelés communément "outils". Ces unités de service sont souvent appelées "machines de service électrolyse" ou "M.S.E" ("PTA" ou "Pot Tending Assembly" ou "PTM" ou "Pot Tending Machine" en langue anglaise). Le module de service comprend en général une tourelle porte-outils, chaque outil étant soit fixé au bout d'un câble manoeuvré par un treuil attaché à ladite tourelle porte-outils, soit fixé au bout d'un bras mobile, typiquement télescopique ou articulé, dont l'autre extrémité est attachée à ladite tourelle porte-outils.
  • L'une des interventions nécessaires au cours du remplacement des anodes est le nettoyage de la partie du milieu liquide constitué par le bain et le métal liquide qui était recouverte par l'anode usée et qui doit être recouverte par la nouvelle anode. Au cours de l'électrolyse, il se forme à la surface supérieure du bain une croûte dure de cryolithe fluorée et d'alumine. Cette croûte présente l'avantage de conserver la chaleur au sein du bain et constitue donc une enveloppe calorifuge efficace. Mais elle est extrêmement dure et adhère à la paroi du bloc anodique, de sorte qu'il s'avère nécessaire de la rompre autour de l'anode usée, afin de permettre l'extraction de celle-ci. Typiquement, la rupture de la croûte est réalisée à l'aide d'outils tels que des piqueurs, appelés "piqueurs brise-croûte". Il se forme alors, lors de l'enlèvement de l'anode usée, un orifice dans la croûte, orifice qui est laissé vacant jusqu'à l'installation de la nouvelle anode et que nous appellerons par la suite "trou anodique". La rupture de la croûte et les manipulations du bloc anodique usé engendrent inévitablement la formation de morceaux ou parties solides qui surnagent ou restent en suspension dans le milieu liquide constitué par le bain d'électrolyse et le métal liquide, ou encore qui tombent au fond de la cuve. Il s'avère nécessaire de prélever ces parties solides au moyen d'un outil de collecte, appelé communément "pelle à croûte". D'autre part, des boues se déposent progressivement au fond de la cuve, c'est-à-dire sur la cathode, formant une couche de plus en plus épaisse, ce qui augmente la résistance et réduit par conséquent le rendement de ladite cuve. On utilise donc le passage de la pelle à croûte dans le trou anodique pour prélever également ces boues qui se sont accumulées sur le fond de la cuve.
  • La demande de brevet européen EP-A- 0 440 488 décrit un exemple de pelle à croûte associée à un véhicule particulier, distinct d'une machine de service. La demande de brevet européen EP-A-0 618 313 décrit de façon très peu détaillée un exemple de machine de service équipée d'un dispositif propre à assurer la rupture de la croûte au voisinage d'une anode usée ainsi que le nettoyage du trou anodique. Qu'elle soit véhiculée par un véhicule particulier ou par une machine de service, la pelle à croûte communément employée se présente sous la forme d'une pince constituée de deux godets disposés de façon substantiellement symétrique par rapport à un plan sensiblement vertical et articulés, pivotant autour de deux axes sensiblement horizontaux, éventuellement confondus. Chaque godet présente un bord d'attaque, appelé également "lame", en vis-à-vis du bord d'attaque de l'autre godet. Pour recueillir les débris, on plonge la pelle à croûte, en position ouverte, dans le bain puis on fait passer la pelle à croûte d'une position ouverte à une position fermée, en utilisant au moins un actionneur qui agit soit directement sur un godet, soit sur un embiellage conçu pour mettre les godets en un mouvement de rotation sensiblement symétrique l'un par rapport à l'autre, les débris solides situés entre les deux godets se trouvant ainsi piégés, alors que le milieu liquide, mélange de bain d'électrolyte et de métal fondu peut encore s'échapper, en particulier par des ouvertures ménagées dans les parois des godets. La demande de brevet EP 1 178 004 décrit une telle pelle à godets, avec un châssis particulier dédoublé.
  • Les conditions d'utilisation de la pelle, en particulier des godets, destinés à plonger dans le milieu liquide constitué par le bain liquide surnageant le métal liquide, sont particulièrement contraignantes, à la fois sur le plan thermique et sur le plan mécanique, ce qui pousse à effectuer des remises en état fréquentes de ladite pelle à godets. En général, cette remise en état nécessite le remplacement des godets, ce qui prend plusieurs heures et implique l'immobilisation du dispositif complet, à savoir du véhicule ou de la machine de service munie de l'ensemble de ses outils.
  • La demanderesse, cherchant continuellement à améliorer la disponibilité de la machine de service, qui est appelée à remplir de nombreuses autres fonctions sur la cellule d'électrolyse, s'est donc fixé comme objectif de diminuer le temps d'intervention sur la pelle à croûte pour la remettre en état. En définissant un nouveau dispositif de fixation des godets permettant de répondre à cet objectif, la demanderesse s'est aperçu que ce dernier était également applicable à des unités de collecte autres que les pelles à croûte utilisées dans le cadre de la fabrication de l'aluminium par électrolyse ignée et qu'il pouvait être appliqué à tout récipient collecteur articulé, pivotant autour d'un axe au bout d'un bras mobile.
  • L'objet de l'invention est un dispositif de fixation destiné à l'attache d'un récipient collecteur pivotant autour d'un axe à l'extrémité d'un bras mobile, ledit récipient collecteur, typiquement un godet, présentant une ouverture permettant de récolter au cours dudit pivotement des débris solides, comprenant:
    1. a. au moins un membre-pivot monté pivotant autour dudit axe sur ladite extrémité du bras mobile et comprenant:
      • au moins un premier bras transversal muni d'un premier moyen d'accrochage et
      • au moins un deuxième bras transversal muni d'un premier groupe de m alésages orientés suivant une direction parallèle à l'axe;
    2. b. au moins deux attaches fixées sur ledit récipient:
      • la première attache étant munie d'un deuxième moyen d'accrochage coopérant avec ledit premier moyen d'accrochage dudit membre-pivot, de telle sorte que, lorsqu'ils arrivent au contact l'un de l'autre, il sert de guide puis de butée audit premier moyen d'accrochage lorsque ledit membre-pivot pivote autour de son axe en suivant un sens de rotation donné;
      • la deuxième attache, munie d'un deuxième groupe de n alésages orientés suivant une direction parallèle à l'axe, placée de sorte que lorsque ledit membre-pivot pivote dans ledit sens de rotation jusqu'à ce que ledit premier moyen d'accrochage arrive en butée contre ledit deuxième moyen d'accrochage, les m alésages dudit premier groupe d'alésages et les n alésages dudit deuxième groupe d'alésages sont sensiblement alignés selon une direction axiale commune;
    3. c. une broche, destinée à être introduite et à coulisser dans l'alignement desdits (m+n) alésages, de façon à assurer la fixation dudit récipient collecteur sur ladite extrémité du bras mobile;
      caractérisé en ce que:
    4. d. les entiers m et n sont supérieurs ou égaux à 1, le produit m*n étant strictement supérieur à 1;
    5. e. lorsque les (m+n) alésages sont alignés, il existe au moins un alésage d'un groupe, appelé "central", qui est conique et qui est entouré par deux alésages de l'autre groupe, appelés "périphériques", qui sont cylindriques et ont des diamètres différents;
    6. f. ladite broche est un arbre bi-cylindrique à épaulement conique comprenant:
      • f1) deux parties cylindriques, chaque partie cylindrique ayant un diamètre sensiblement égal, légèrement inférieur, au diamètre de l'alésage périphérique dans lequel elle est destinée à coulisser,
      • f2) et une partie intermédiaire conique, dont la pente est voisine de celle dudit alésage central.
  • Selon l'invention, le dispositif d'attache comprend un membre-pivot qui est solidaire du bras mobile et qui est muni de bras transversaux. Ces derniers peuvent comprendre un ou plusieurs flasques qui s'étendent dans un direction sensiblement radiale. Le dispositif d'attache est muni également de moyens disposés d'une part sur les bras transversaux dudit membre-pivot, et d'autre part sur des attaches fixées sur le récipient collecteur. Ces moyens sont des moyens complémentaires d'accrochage et de blocage. Les moyens complémentaires de blocage sont une broche et des alésages qui, une fois alignés, coopèrent avec ladite broche pour assurer le blocage de la liaison entre ledit récipient et ledit bras mobile. Le membre-pivot pourrait être solidaire du récipient collecteur et les attaches pourraient être solidaires du bras mobile mais une telle configuration n'est pas vraiment souhaitée, dans la mesure où il est plus facile de maîtriser le déplacement et la rotation du membre-pivot, lorsque ce dernier se trouve associé au bras mobile.
  • Le deuxième bras transversal et la deuxième attache sont munis respectivement de m et n alésages orientés selon une direction parallèle à l'axe de pivotement du membre-pivot. Les nombres m et n sont des entiers égaux ou supérieurs à 1. Selon l'invention, on impose que le produit (m*n) soit strictement supérieur à 1, c'est-à-dire que si m est égal à 1, n est forcément supérieur à 1 ou vice-versa, de façon à ce qu'il y ait au moins deux alésages d'un groupe pour entourer un alésage de l'autre groupe. Lorsque m ou n est supérieur à deux, les alésages du groupe correspondant sont non seulement orientés mais aussi alignés suivant un direction donnée parallèle à l'axe de pivotement.
  • Pour parfaire le blocage, il est avantageux de compléter ledit dispositif avec des moyens complémentaires d'immobilisation axiale de ladite broche, par exemple des moyens mettant à profit la structure de ladite broche, notamment sa partie intermédiaire conique, pour prendre en étau ladite broche, en effectuant des appuis opposés d'une part sur la face transversale de ladite broche située du côté de la partie cylindrique de grand diamètre et d'autre part sur la paroi portant l'alésage périphérique de petit diamètre, sur une face transversale située du côté opposé à l'alésage périphérique de grand diamètre.
  • Selon l'invention, il existe au moins un alésage d'un groupe, appelé "alésage central", qui est conique et qui est entouré par deux alésages de l'autre groupe, appelés "alésages périphériques". Ceci implique que, si c'est un deuxième arbre transversal du membre-pivot qui porte lesdits alésages périphériques, ledit deuxième arbre transversal comprend deux flasques parallèles entre eux, qui portent chacun un alésage périphérique et qui sont distants d'une distance supérieure à l'épaisseur de la deuxième attache qui porte ledit alésage central. Réciproquement, si c'est une deuxième attache du récipient collecteur qui porte lesdits alésages périphériques, ladite deuxième attache est dédoublée et comprend deux parois, que nous appellerons, par convenance, également flasques, parallèles entre elles, distantes d'une distance supérieure à l'épaisseur du deuxième bras transversal qui porte ledit alésage central.
  • La liaison entre le récipient collecteur et le bras mobile est assurée par des moyens de blocage, en l'occurrence des alésages qui, une fois alignés, coopèrent avec une broche qui est caractérisée par le fait qu'elle comprend deux parties cylindriques de diamètres différents, chaque partie ayant un diamètre légèrement inférieur à celui de l'alésage périphérique à l'intérieur duquel elle est destinée à coulisser, séparées par une partie intermédiaire conique dont la pente est voisine de celle de l'alésage central. L'association de ces alésages et de cette broche présente un premier avantage: elle facilite le montage du récipient collecteur sur le bras mobile. Selon des modes préférés de l'invention, elle permet également de centrer le récipient collecteur par rapport à son support et elle permet de minimiser, voire d'annuler les jeux radiaux et axiaux entre broche et alésages.
  • L'association de ces alésages et de la broche selon l'invention facilite le montage: le positionnement de l'extrémité du bras mobile par rapport au récipient collecteur est toujours délicat à réaliser, en particulier parce que l'accès visuel à l'extrémité du bras mobile depuis le poste de pilotage est souvent limité. Il en résulte que l'alésage central et les alésages périphériques ne sont jamais parfaitement coaxiaux. L'avantage de la forme particulière de la broche est de faciliter l'introduction de la broche dans l'alignement des alésages: on l'introduit par la partie cylindrique de petit diamètre d'abord en lui faisant traverser l'alésage périphérique de grand diamètre puis l'alésage conique et enfin l'alésage périphérique de petit diamètre. Au cours de ce mouvement, il s'établit un emboîtement conique qui, lorsque les axes ne coïncident pas, entraîne un déplacement radial relatif de la paroi (bras transversal ou attache) qui porte l'alésage central par rapport aux flasques qui portent les alésages périphériques.
  • Selon une modalité préférée de l'invention, l'association de ces alésages et de la broche permet également de centrer le récipient collecteur par rapport à son support: le flasque porteur de l'alésage périphérique de petit diamètre est muni d'un manchon formant saillie en direction de l'autre flasque, dont l'alésage constitue l'alésage périphérique de petit diamètre et dont l'extrémité en saillie sert de butée axiale à la paroi, appartenant audit deuxième bras transversal ou à ladite deuxième attache, qui porte ledit alésage central. On peut définir la hauteur axiale de cette partie en saillie du manchon en fonction du décalage axial visé. Ainsi, pour centrer parfaitement le récipient collecteur par rapport à son support, la valeur visée pour la hauteur axiale de cette saillie par rapport au flasque porteur de l'alésage périphérique de petit diamètre correspond à la moitié de la différence entre la distance entre les faces en vis-à-vis des flasques qui portent lesdits alésages périphériques et l'épaisseur de la paroi qui porte ledit alésage central. Au cours de l'introduction de la broche dans l'alignement des alésages, l'emboîtement conique permet, lorsque la paroi qui porte l'alésage central n'est pas parfaitement centrée par rapport aux flasques qui portent les alésages périphériques, d'entraîner la paroi qui porte l'alésage central jusqu'à ce qu'elle arrive en butée sur l'extrémité du manchon en saillie par rapport au flasque porteur de l'alésage périphérique de petit diamètre, la hauteur axiale de cette saillie permettant un centrage parfait de ladite paroi par rapport aux dits flasques.
  • Pour parfaire le blocage, il est avantageux de compléter ledit dispositif avec des moyens prenant en étau ladite broche, sur sa face transversale située du côté de la partie cylindrique de grand diamètre et la paroi portant l'alésage périphérique de petit diamètre, sur une face transversale située du côté opposé à l'alésage périphérique de grand diamètre. Ces moyens peuvent par exemple comprendre une vis et un écrou, le corps de la vis étant introduit à l'intérieur dudit alésage axial, la tête de la vis et l'écrou étant en appui, directement ou par l'intermédiaire de rondelles, d'une part sur l'extrémité de ladite broche proche de la partie cylindrique de grand diamètre et d'autre part sur une face transversale solidaire dudit flasque et située du côté opposé à l'alésage périphérique de grand diamètre. Bien évidemment, ladite face peut être l'autre extrémité du manchon en saillie ou encore la paroi externe dudit flasque.
  • Avantageusement, ledit premier moyen d'accrochage et ledit deuxième moyen d'accrochage sont un tenon orienté parallèlement audit axe de pivotement et au moins une lumière destinée à recevoir et à guider ledit tenon jusqu'à ce qu'il arrive en butée sur le fond de ladite lumière. Bien évidemment, chacun de ces moyens peut être solidaire du bras mobile ou du récipient collecteur. Ces moyens coopèrent entre eux de la façon suivante: lorsque, du fait du mouvement du bras mobile, ledit tenon arrive au contact d'une première paroi bordant ladite lumière, on fait pivoter le membre-pivot suivant un sens de rotation donné, choisi de telle sorte que le tenon quitte ce premier bord et se déplace en traversant ladite lumière jusqu'à atteindre la paroi qui forme l'autre bord de ladite lumière. On poursuit la rotation du membre-pivot et le tenon est guidé par ce deuxième bord jusqu'à ce qu'il arrive en butée sur le fond de ladite lumière. Bien évidemment, les bords de la lumière sont de longueurs inégales: celle du deuxième bord est plus faible de façon à laisser passer le tenon devant son extrémité avant qu'il arrive en contact sur le premier bord mais il a un longueur suffisante pour piéger le tenon, lorsque celui-ci "remonte", déplacé par la rotation du membre-pivot.
  • La deuxième attache, qui porte le deuxième groupe d'alésages, est placée sur le récipient collecteur à une distance de la première attache de sorte que, lorsque lesdits premier moyen d'accrochage et deuxième moyen d'accrochage coopèrent, ledit membre-pivot se trouve dans une position où les alésages du premier groupe d'alésages et ceux du deuxième groupe d'alésages sont sensiblement alignés selon une direction axiale commune. Autrement dit, l'entraxe entre le premier moyen d'accrochage et les alésages du premier groupe d'alésages est sensiblement égal à l'entraxe entre le deuxième moyen d'accrochage et les alésages du deuxième groupe d'alésages. Mais l'entraxe entre le deuxièmes moyen d'accrochage et les alésages du deuxième groupe d'alésages dépend de la bonne tenue dans le temps des attaches du récipient collecteur, lequel est appelé à travailler dans des conditions difficiles, où le risque de chocs susceptibles modifier ledit entraxe n'est pas négligeable.
  • Il peut en résulter un jeu tel que, sous l'effet des efforts imposés au récipient collecteur, ce dernier se déplace par rapport à son support et déforme les moyens d'accrochage, les alésages et/ou la broche du fait de sa propre inertie. En particulier lorsque le récipient collecteur est le godet d'une pelle à croûte, un tel jeu est à éviter car il peut rapidement s'amplifier en raison d'une action spécifique effectuée sur ladite pelle à croûte, appelée "claquage" (voir plus loin). Avantageusement, pour minimiser, de préférence annuler, les jeux entre le récipient et son support sur le bras mobile, l'entraxe entre ledit premier moyen d'accrochage et les alésages dudit premier groupe d'alésages est légèrement supérieur, typiquement de quelques dixièmes de millimètres, par exemple entre 0,4 et 1,6 mm pour un entraxe de 350 mm, à l'entraxe entre ledit deuxième moyen d'accrochage et les alésages dudit deuxième groupe d'alésages. La broche du dispositif selon l'invention, présentant un épaulement conique, permet de rattraper ces jeux et de contraindre le récipient collecteur dans son support.
  • De préférence, pour faciliter les manoeuvres lors du détachement de l'ancien récipient collecteur et de l'attache d'un nouveau récipient collecteur, le dispositif d'attache ne comprend qu'un nombre limité de broches (une ou deux) et le nombre (n+m) d'alésages associé à chaque broche est aussi faible que possible, de préférence trois. De plus, pour que le dispositif de fixation résiste mieux à l'effet d'un moment orienté perpendiculairement à l'axe de pivotement, il est avantageux de doubler soit lesdits moyens d'accrochage, soit les groupes d'alésages associés à une broche, soit encore l'ensemble de ces moyens d'attache et de les placer à chaque extrémité axiale dudit récipient collecteur.
  • Dans une modalité préférée de l'invention, ledit récipient collecteur est un godet délimité par une paroi axiale, c'est-à-dire une surface réglée engendrée par une génératrice parallèle à l'axe de pivotement et s'appuyant sur une courbe directrice ouverte, et deux parois transversales et dans lequel:
    • ledit membre-pivot comprend, au voisinage de chacune de ses extrémités, un premier bras transversal servant de support à un tenon orienté axialement et, au voisinage de son centre, un deuxième bras transversal comprenant un premier flasque porteur d'un alésage de grand diamètre et un deuxième flasque, disposé parallèlement au premier flasque et porteur d'un alésage de petit diamètre,
    • ladite paroi axiale dudit godet comprend:
      • deux premières attaches munies chacune d'une lumière, disposées axialement et éloignées l'une de l'autre d'une distance typiquement voisine de la longueur dudit tenon, chaque lumière de chaque première attache étant destinée à recevoir et guider ledit tenon jusqu'à ce qu'il arrive en butée sur les fonds desdites lumières;
      • une deuxième attache munie d'un alésage conique, disposée de telle sorte que la distance entre l'axe de l'alésage conique et la droite reliant les centres de courbure desdits fonds desdites lumières soit légèrement inférieure, typiquement de quelques dixièmes de millimètres, de préférence entre 0,4 et 1,6 mm pour un entraxe de 350 mm environ, à la distance entre l'axe dudit tenon et la direction commune des alésages de grand diamètre et de petit diamètre.
  • Avantageusement, ledit membre-pivot est actionné par au moins un actionneur qui est également utilisé pour actionner ledit récipient collecteur et qui est monté solidaire dudit bras mobile. Autrement dit, on utilise pour l'attache du récipient collecteur ou du godet sur le bras mobile, le ou les actionneurs qui sont par ailleurs utilisés pour la fermeture et l'ouverture dudit récipient collecteur ou godet. De préférence, ledit actionneur est un vérin et ledit membre-pivot comprend au moins un bras transversal muni d'un axe d'articulation sur lequel peut être montée pivotante une bielle reliée audit vérin. Bien entendu, en fonction de la configuration spatiale et de l'encombrement, ledit premier bras transversal, ledit deuxième bras transversal ou encore un troisième bras transversal peuvent jouer ce rôle de support de la liaison pivot avec ladite bielle.
  • De préférence, on conçoit le dispositif d'attache de telle sorte que l'attache se produise au cours d'un mouvement du membre-pivot correspondant à la fermeture dudit récipient collecteur, c'est-à-dire au mouvement effectué pour la collecte des débris solides. Autrement dit, le "sens de rotation donné", au cours duquel les moyens d'accrochage coopèrent est de préférence le mouvement de rotation correspondant à la fermeture du récipient collecteur. Pour ce faire, ladite première attache est placée près de l'ouverture dudit récipient et est munie d'une lumière ouverte vers le côté opposé à ladite ouverture. Ainsi, lorsque le tenon arrive au contact du premier bord bordant la lumière, ledit membre-pivot est soumis à un mouvement de rotation dans le sens de la fermeture du récipient collecteur de sorte que le tenon est entraîné vers l'autre bord de la lumière, ce dernier servant de guide au tenon jusqu'à ce que celui-ci arrive au fond de la dite lumière.
  • Un autre objet selon l'invention est un dispositif de fixation destiné à l'attache simultanée de deux godets placés en vis-à-vis, de façon substantiellement symétrique par rapport à un plan P1, caractérisé en ce qu'il comporte, associé à chaque godet, placé de façon substantiellement symétrique par rapport à un plan P2, un dispositif d'attache tel que décrit précédemment, le bras mobile étant actionné par un premier actionneur de façon à ce qu'en vue de la fixation, le plan P1 puisse coïncider avec le plan P2, le membre-pivot du premier godet et le membre-pivot du deuxième godet possédant chacun au moins un bras transversal ayant une liaison pivot avec une bielle commune, dite "bielle de liaison", reliée à au moins un deuxième actionneur, solidaire dudit bras mobile. Typiquement la liaison pivot peut être assurée par un axe d'articulation, sur lequel ladite bielle est montée pivotante. Les axes d'articulation sont placés par rapport aux membres-pivots qui les supportent de telle sorte qu'un déplacement relatif de ladite bielle de liaison se traduit, pour chaque godet, par un mouvement de rotation sensiblement symétrique par rapport audit plan P1. Comme indiqué précédemment, si la configuration spatiale le permet, ledit bras transversal muni d'une liaison pivot avec ladite bielle de liaison peut être ledit premier bras transversal, ledit deuxième bras transversal ou bien un troisième bras transversal.
  • De préférence, l'attache des godets correspond à un mouvement de fermeture des godets et, inversement, le détachement des godets anciens se fait avec un mouvement d'ouverture. Avantageusement, entre le détachement des anciens godets et l'attachement des nouveaux godets, on immobilise le deuxième actionneur de façon à bloquer en rotation les membres-pivots, de sorte que, lors de l'attache des nouveaux godets, les premiers moyens d'accrochage soient d'emblée dans la bonne position au moment du contact avec les deuxièmes moyens d'accrochage.
  • Avantageusement, pour des raisons d'accessibilité lors de la mise en place des broches, les premiers moyens d'accrochage sont plus proches du plan de symétrie P2 que le premier groupe d'alésages et les deuxièmes moyens d'accrochage sont plus proches du plan de symétrie P1 que le deuxième groupe d'alésages.
  • Un autre objet selon l'invention est une unité de collecte comprenant un bras mobile, au moins un récipient collecteur actionné par au moins un actionneur solidaire du bras mobile et, associé audit récipient collecteur, au moins un dispositif d'attache tel que décrit précédemment.
  • Un autre objet selon l'invention est une unité de collecte comprenant un bras mobile, deux godets placés en vis-à-vis, actionnés simultanément, typiquement par le biais d'une bielle de liaison, par au moins un actionneur solidaire dudit bras mobile et un dispositif de fixation desdits godets caractérisée en que ledit dispositif de fixation est un dispositif de fixation permettant l'attache simultanée desdits godets tel que décrit ci-dessus, l'attache étant réalisable lorsque lesdits godets sont au préalable placés de façon substantiellement symétrique par rapport audit plan P1.
  • Un mode de réalisation particulier de ladite unité de collecte comprend:
    1. a) un bras mobile;
    2. b) un châssis, fixé sur ledit bras mobile;
    3. c) deux godets, chaque godet ayant une paroi axiale et deux parois transversales et étant articulé, pivotant autour d'une direction parallèle à un axe, lesdits godets étant disposés de façon substantiellement symétrique par rapport à un plan P sensiblement vertical, chaque godet présentant un bord d'attaque en vis-à-vis du bord d'attaque de l'autre godet, de sorte que les débris solides situés entre les deux ouvertures desdits godets se trouvent piégés par lesdits godets. Ladite unité de collecte comprend également, affectés à chacun desdits godets et disposés de façon substantiellement symétrique par rapport audit plan P sensiblement vertical, des dispositifs de fixation comprenant chacun:
      • un membre-pivot, monté pivotant sur ledit châssis, comprenant au moins un premier bras transversal muni d'un premier moyen d'accrochage et au moins un deuxième bras transversal muni d'un premier groupe de m alésages orientés suivant une direction parallèle audit axe;
      • au moins deux attaches fixées sur chaque godet, la première attache étant munie d'un deuxième moyen d'accrochage coopérant avec ledit premier moyen d'accrochage dudit membre-pivot, et la deuxième attache, étant munie d'un deuxième groupe de n alésages orientés suivant une direction parallèle audit axe, placée de sorte que, lorsque lesdits premier moyen d'accrochage et deuxième moyen d'accrochage coopèrent, ledit membre-pivot pivote jusqu'à une position où les alésages dudit premier groupe d'alésages et dudit deuxième groupe d'alésages sont sensiblement alignés selon une direction axiale commune;
      • une broche, destinée à être introduite et à coulisser dans l'alignement desdits premier groupe d'alésages et deuxième groupe d'alésages, de façon à assurer la fixation desdits godets sur ledit châssis;
      • les alésages dudit premier groupe d'alésages et dudit deuxième groupe d'alésages étant agencés de telle sorte que, lorsqu'ils sont tous sensiblement alignés selon une direction axiale commune, il existe au moins un alésage d'un groupe, appelé "alésage central", qui est conique et qui est entouré par deux alésages de l'autre groupe, appelés "alésages périphériques", qui sont cylindriques et présentent des diamètres différents;
      • ladite broche étant un arbre comprenant deux parties cylindriques, chaque partie cylindrique ayant un diamètre sensiblement égal, légèrement inférieur, au diamètre de l'alésage périphérique dans lequel elle est destinée à coulisser, et une partie intermédiaire conique, dont la pente est voisine de celle dudit alésage central.
  • Avantageusement, chaque membre-pivot comprend, au voisinage de chacune de ses extrémités, un premier bras transversal servant de support à un tenon orienté axialement et, au voisinage de son centre, un deuxième bras transversal comprenant un premier flasque porteur d'un alésage de grand diamètre et un deuxième flasque, disposé parallèlement au premier flasque et porteur d'un alésage de petit diamètre. La paroi axiale de chaque godet comprend deux premières attaches munies chacune d'une lumière ouverte vers le côté opposé à l'ouverture dudit godet, disposées axialement au voisinage de ladite ouverture et distantes l'une de l'autre sur une distance typiquement voisine de la longueur dudit tenon, chaque lumière de chaque première attache étant destinée à recevoir et guider ledit tenon jusqu'à ce qu'il arrive en butée sur les fonds desdites lumières et une deuxième attache munie d'un alésage conique, disposée loin de ladite ouverture, de telle sorte que la distance entre l'axe de l'alésage conique et la droite reliant les centres de courbure desdits fonds desdites lumières soit sensiblement égale, de préférence légèrement inférieure, typiquement de quelques dixièmes de millimètres, à la distance entre l'axe dudit tenon et la direction commune des alésages de grand diamètre et de petit diamètre.
  • Avantageusement, ledit bras mobile est un mât vertical mobile actionné par un premier actionneur qui déplace ledit mât vertical mobile le long de son axe vertical et les membres-pivots associés au premier godet et au deuxième godet possèdent chacun au moins un bras transversal portant une liaison pivot avec une bielle de liaison reliée à au moins un deuxième actionneur, solidaire dudit bras mobile, lesdites liaisons pivots étant placées sur chaque bras transversal de telle sorte qu'un déplacement relatif de ladite bielle de liaison se traduit, pour chacun desdits membres-pivots, par un mouvement de rotation sensiblement symétrique par rapport audit plan P2, qui est sensiblement vertical. Pour réaliser l'attache des godets, le mât mobile vertical, typiquement porté par le chariot d'un pont roulant, est placé au-dessus de l'ensemble des godets disposés de façon substantiellement symétrique par rapport à un plan P1 sensiblement vertical puis est descendu à l'aide du premier actionneur jusqu'à ce que les premiers moyens d'accrochage arrivent en contact avec les deuxièmes moyens d'accrochage. Le deuxième actionneur est ensuite actionné pour déplacer la bielle de liaison et entraîner simultanément en rotation les godets, de préférence dans le sens de fermeture.
  • Un autre objet selon l'invention est une pelle à croûte destinée à collecter les débris solides et les boues se trouvant dans les milieux liquides d'une cellule de production d'aluminium (bain d'électrolyse et métal), en particulier destiné au nettoyage des trous anodiques, caractérisée en ce qu'elle est une unité de collecte telle que décrite précédemment. Avantageusement, le mât vertical mobile, appelé ici "fût de pelle", est la partie mobile d'un mât télescopique relié à la tourelle porte-outils du chariot mobile d'une machine de service électrolyse. De préférence, l'entraxe entre le premier moyen d'accrochage et les alésages du premier groupe d'alésages est légèrement supérieur à l'entraxe entre le deuxième moyen d'accrochage et les alésages du deuxième groupe d'alésages, ce qui permet d'assurer une fixation sans jeu des godets. Comme indiqué précédemment, l'absence de jeu est vivement recommandé lorsqu'il s'agit de godets d'une pelle à croûte. En effet, une partie du milieu liquide, constitué du bain d'électrolyse et de l'aluminium liquide, qui est très visqueux, adhère à la paroi des godets, de sorte que les godets se couvrent d'une gangue qu'il faut enlever après chaque passage de la pelle à croûte dans la cuve. Sinon, les godets, très rapidement encrassés, deviennent inopérants. Pour enlever le maximum de bain et de métal qui refroidissent et se figent en adhérant à la surface des godets, on réalise, aussi souvent que nécessaire, une opération, appelée "claquage des godets": on utilise l'actionneur pour faire pivoter les godets dans un mouvement de fermeture de sorte que les bords d'attaque des godets entrent brutalement en contact, le choc devant être suffisamment violent pour que le bain et le métal refroidis se décollent et s'éjectent de la surface desdits godets. Les opérations de claquage étant fréquentes, il importe que les godets ne se déplacent pas par rapport à leurs supports et ne déforment pas par eux-mêmes les différents moyens de leur dispositif d'attache.
  • Un autre objet selon l'invention est une machine de service, utilisable dans une usine de production d'aluminium par électrolyse ignée, comprenant un chariot apte à être déplacé sur un pont mobile et un module de service équipé d'au moins un organe de manutention et d'intervention, caractérisé en ce que ledit organe de manutention et d'intervention est une pelle à croûte telle que décrite précédemment.
  • Un autre objet selon l'invention est un support de godets destiné à coopérer avec le dispositif de fixation pour l'attache simultanée de godets placés en vis-à-vis tel que décrit précédemment. Il est caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour supporter et maintenir en position deux godets placés de façon substantiellement symétrique par rapport à un plan P1 vertical, dans une configuration géométrique où les godets sont ouverts, l'angle d'ouverture étant tel que, après enlèvement des broches, après une légère rotation dans le sens de l'ouverture qui libère le premier moyen d'accrochage du deuxième moyen d'accrochage, un mouvement vertical vers le haut du bras mobile puisse être effectué pour éloigner les membres-pivots sans entraîner lesdits godets. Ainsi, le détachement des godets anciens peut se faire par simple gravité, sans que l'on ait à utiliser un autre moyen pour retenir lesdits godets. Les moyens de support qui permettent d'orienter et de maintenir les godets dans une position angulaire précise peuvent être par exemple des échancrures en V ménagées sur les montants du support et sur lesquelles viennent reposer une partie des godets dont la section épouse la forme complémentaire.
  • Avantageusement, on utilise un deuxième support, équipé des mêmes moyens pour supporter et maintenir en position les godets et qui est muni de deux godets neufs. Si, entre le détachement des anciens godets et l'attachement des nouveaux godets, on a immobilisé le deuxième actionneur de façon à bloquer en rotation les membres-pivots, les premiers moyens d'accrochage sont d'emblée dans la bonne position au moment du contact avec les deuxièmes moyens d'accrochage lors de l'attache des nouveaux godets. Auparavant, le remplacement des godets nécessitait une immobilisation de la MSE dans un atelier de maintenance. Avec le dispositif d'attache selon l'invention, on peut amener dans le hall d'électrolyse les supports ou racks à godets destinés à recueillir les godets usés ainsi que les supports munis des godets neufs, prépositionnés. On peut ainsi effectuer le remplacement des godets très rapidement sur le site, sans avoir besoin de passer par l'atelier de maintenance. Il s'en suit que, grâce à l'invention, on diminue de façon sensible le temps d'immobilisation des pelles, et par conséquent celui des MSE. De la sorte, les MSE voient leur disponibiblité accrue pour intervenir sur les cellules d'électrolyse.
  • La figure 1 illustre une salle d'électrolyse typique, vue en section, destinée à la production d'aluminium et comprenant un mode de réalisation particulier de la machine de service selon l'invention, représenté de manière schématique.
  • La figure 2 illustre, en vue de face, un mode de réalisation particulier d'une pelle à croûte selon l'invention, montée sur mât de guidage vertical télescopique.
  • La figure 3 illustre, en perspective, le châssis porte-pelle et la pelle à godet du mode de réalisation de la figure 2.
  • La figure 4 illustre, en coupe, une partie du dispositif d'attache selon l'invention, comprenant la broche et les premier et deuxième groupes d'alésages.
  • La figure 5 illustre, en vue de face et en coupe par rapport à un plan vertical médiateur, un dispositif de fixation destiné à l'attache simultanée de deux godets placés en vis-à-vis.
  • La figure 6 illustre, en vue de face et en coupe par rapport à un plan vertical médiateur, un support de godets adapté pour coopérer avec le dispositif de la figure 5.
  • La figure 7 illustre, en vue de face et en coupe par rapport à un plan vertical médiateur, le dispositif de la figure 5 mis en place sur le support de la figure 6 et se trouvant dans la configuration d'attache simultanée des godets.
  • Les usines d'électrolyse destinées à la production d'aluminium comprennent une zone de production d'aluminium liquide qui comprend une ou plusieurs salles d'électrolyse. La salle d'électrolyse (1) illustrée sur la figure 1 comporte des cellules d'électrolyse (2) et une unité de service (5). Les cellules d'électrolyse (2) sont normalement disposées en rangées ou files, chaque rangée ou file comportant typiquement plus d'une centaine de cellules. Les cellules (2) sont disposées de manière à dégager une allée de circulation le long de la salle d'électrolyse (1). Les cellules (2) comprennent une série d'anodes (4) munies d'une tige métallique (7) destinée à la fixation et au raccordement électrique des anodes à un cadre anodique métallique (non illustré).
  • L'unité de service (5) sert à effectuer des opérations sur les cellules (2) telles que les changements d'anode ou le remplissage des trémies d'alimentation en bain broyé et en fluorure d'aluminium (AlF3). Elle peut également servir à manutentionner des charges diverses, telles que des éléments de cuve, des poches de métal liquide qui sont employées lors des coulées ("poches de coulée") ou encore des anodes. Elle peut également être utilisée pour nettoyer le trou d'anode, après l'enlèvement d'une anode usée et avant la mise en place d'une anode neuve.
  • L'unité de service (5) comprend un pont mobile (6) qui peut être translaté au-dessus des cellules d'électrolyse (2), et une ou plusieurs machine de service (3) comprenant un chariot mobile (8) apte à être déplacé sur le pont mobile (6). Le chariot mobile (8) comprend une tourelle porte-outils qui est équipée de plusieurs organes de manutention et d'intervention (10), tels que des outils, parmi lesquelles peut figurer la pelle à croûte. Comme nous l'avons vu précédemment, une pelle à croûte peut être déplacée et manoeuvrée également à partir d'un véhicule autre qu'une machine de service et l'invention peut s'appliquer sur toute pelle à croûte, quel que soit son mode de déplacement.
  • Les figures 2 à 7 illustrent une unité de collecte (100) particulière, qui est une pelle à croûte (100') dont le dispositif de fixation correspond à un mode de réalisation selon l'invention. La pelle à croûte (100') est fixée sur un bras mobile (11), qui est ici un fût de pelle (12). Le fût de pelle est un mât vertical mobile (9") coulissant dans un mât vertical (9'), fixe par rapport à la tourelle porte-outils du chariot mobile (8) d'une machine de service (3).
  • Le dispositif de fixation illustré permet d'attacher et de détacher simultanément deux godets (120a et 120b) placés en vis-à-vis, de façon substantiellement symétrique par rapport à un plan P1. Il comporte, associé à chaque godet, placé de façon substantiellement symétrique par rapport à un plan P2 qu'il faut faire coïncider avec P1 (dans ce cas, le plan commun est désigné par P), un dispositif d'attache "élémentaire" selon l'invention, adapté à la fixation d'un seul récipient collecteur (120). Pour tout ce qui suit, les éléments de structure du dispositif élémentaire sont désignés avec un numéro de référence mais, lorsqu'ils ne sont illustrés que sur un seul des dispositifs associés auxdits godets, ils sont désignés avec un numéro de référence, suivi d'un a ou d'un b suivant le godet concerné.
  • Pour chaque godet (120), le dispositif d'attache comprend:
    1. a. un membre-pivot (115), monté pivotant autour de l'axe de pivotement (500) sur l'extrémité du fût de pelle (9") et comprenant:
      • un premier bras transversal (116), ici dédoublé en deux flasques (116b, 116'b) servant de support à un premier moyen d'accrochage (117), qui est ici un tenon (117b);
      • un deuxième bras transversal (118), muni d'un premier groupe (119) de 2 alésages alignés suivant une direction parallèle à l'axe (500), comprenant un premier flasque (1180) porteur d'un alésage cylindrique (1190) de grand diamètre et un deuxième flasque (1181) porteur d'un alésage cylindrique de petit diamètre (1191);
    2. b. un ensemble d'attaches sur le godet(120), comprenant un paire d'attaches (121b, 121'b) et une attache (123):
      • chaque attache (121b, 121'b) de la paire d'attaches est munie d'un deuxième moyen d'accrochage (122), ici, une lumière (122b). Le tenon (117b) et la lumière (122b) coopèrent entre eux de telle sorte que, lorsque ledit tenon arrive au contact d'une première paroi (1221b) bordant ladite lumière, on fait pivoter le membre-pivot (115b) en suivant le sens de fermeture, de sorte que le tenon quitte ce premier contact, se déplace jusqu'à un deuxième contact sur la paroi (1222b) qui forme l'autre bord de ladite lumière. Ce deuxième bord guide le tenon au cours de la rotation du membre-pivot jusqu'à ce qu'il arrive en butée sur le fond (1220b) de ladite lumière;
      • l'autre attache (123) est munie d'un deuxième groupe (124) d'alésages comprenant un alésage conique (1240) orienté suivant une direction parallèle à l'axe. Ladite attache est placée sur le godet de sorte que lorsque le membre-pivot (115b) pivote dans ledit sens de fermeture jusqu'à ce que le tenon (117b) arrive en butée contre le fond (1220b) de la lumière (122b), les 2 alésages (1190 et 1191) du premier groupe d'alésages et l'alésage conique (1240) sont sensiblement alignés selon une direction axiale commune; l'alésage conique (1240), placé au milieu des deux alésages cylindriques (1190 et 1191) de l'autre groupe, est dit "central", tandis que les alésages cylindriques sont dits "périphériques"; on utilisera donc indifféremment les adjectifs "conique" et "central" pour qualifier l'alésage qui est entouré par les autres alésages et indifféremment les adjectifs "cylindriques" et "périphériques" pour qualifier les alésages qui entourent l'alésage central;
    3. c. une broche (130), destinée à être introduite et à coulisser dans l'alignement de l'alésage (1190) de grand diamètre, de l'alésage conique (1240) et de l'alésage (1191) de petit diamètre, est un arbre bi-cylindrique à épaulement conique comprenant:
      • deux parties cylindriques (131, 132), chaque partie cylindrique ayant un diamètre sensiblement égal, légèrement inférieur, au diamètre de l'alésage périphérique (resp. 1191, 1190) dans lequel elle est destinée à coulisser,
      • et une partie intermédiaire (133) conique, dont la pente est voisine de celle dudit alésage conique (1240).
  • L'association de ces alésages facilite le montage de chaque godet sur le membre-pivot (115) monté pivotant sur le châssis (110) solidaire du fût de pelle (12). Elle permet également de centrer le godet par rapport à son support et elle permet de minimiser, voire d'annuler les jeux radiaux et axiaux entre broche et alésages. La forme particulière de la broche facilite son introduction dans l'alignement des alésages, même si ce dernier n'est pas parfait: on l'introduit par la partie cylindrique de petit diamètre (131) d'abord en lui faisant traverser l'alésage (1190) de grand diamètre puis l'alésage conique (1240) et enfin l'alésage (1191) de petit diamètre. Au cours de ce mouvement, il s'établit un emboîtement conique qui, lorsque les axes ne coïncident pas parfaitement, entraîne un déplacement radial relatif de l'attache (123) qui porte l'alésage central (124) par rapport aux flasques (1180 et 1181) qui portent les alésages périphériques.
  • L'association de ces alésages et de la broche permet également de centrer le récipient collecteur par rapport à son support: le flasque (1181) porteur de l'alésage (1191) de petit diamètre est muni d'un manchon (1182) formant saillie en direction de l'autre flasque (1180). L'alésage de ce manchon (1182) constitue l'alésage (1191) de petit diamètre. Son extrémité en saillie (1183) présente une surface transversale (1184) qui sert de butée axiale à la paroi de l'attache (123) qui porte ledit alésage central (1240). La hauteur axiale de cette saillie (1183) par rapport au flasque (1181) porteur de l'alésage (1191) de petit diamètre correspond à la moitié de la différence entre la distance (D) entre les faces en vis-à-vis des flasques (1180 et 1181) qui portent lesdits alésages périphériques (1190 et 1191) et l'épaisseur (E) de l'attache (123) qui porte ledit alésage central (1240). Au cours de l'introduction de la broche dans l'alignement des alésages, l'emboîtement conique permet, lorsque l'attache (123) qui porte l'alésage central (124) n'est pas parfaitement centrée par rapport aux flasques (1180 et 1181), d'entraîner l'attache (123) jusqu'à ce qu'elle arrive sur la paroi de butée axiale (1184) de l'extrémité en saillie (1183) du manchon, la hauteur axiale de cette saillie permettant un centrage parfait de ladite paroi par rapport aux dits flasques.
  • Pour parfaire le blocage, il est avantageux de compléter ledit dispositif avec des moyens prenant en étau ladite broche entre sa face transversale (1321) située du côté de la partie cylindrique (132) de grand diamètre et une paroi solidaire de la paroi (1181) qui porte l'alésage (1191) de petit diamètre. Ces moyens peuvent par exemple comprendre une vis (1401) et un écrou (1404), le corps de la vis étant introduit à l'intérieur de l'alésage axial (135) de la broche (130), la tête de la vis et l'écrou étant en appui par l'intermédiaire des rondelles (1402) et (1403), d'une part sur l'extrémité (1321) de ladite broche proche de la partie cylindrique de grand diamètre (132) et d'autre part sur une face transversale (11821) solidaire dudit flasque et située du côté opposé à l'alésage (1190) de grand diamètre.
  • Avantageusement, pour annuler les jeux entre le godet et son support, l'entraxe entre ledit tenon (117b) et l'axe des alésages (1190, 1191) de grand diamètre et de petit diamètre est compris entre 345,4 mm et 345,6 mm, alors que, sur le godet, l'entraxe entre le fond (1220b) de la lumière (122b) et l'alésage conique (1240) est compris entre 344 mm et 345 mm.
  • Dans cet exemple, pour faciliter les manoeuvres lors du détachement des anciens godets et de l'attache des nouveaux godets, le dispositif d'attache ne comprend qu'une broche (130a, 130b) par godet (120a, 120b) et 3 alésages associés à ladite broche. Pour que le dispositif de fixation résiste mieux à l'effet d'un moment orienté perpendiculairement à l'axe de pivotement (500a, 500b), les moyens d'accrochage ont été dédoublés: les attaches (121b, 121'b) qui portent les lumières qui coopèrent avec le tenon (117b) ont été placées à chaque extrémité axiale du godet (120b). Dans un autre mode de réalisation, on a utilisé deux broches par godet et 6 alésages, c'est-à-dire 3 alésages associés à chaque broche. Chaque groupe d'alésages associés à une broche a été placé à chaque extrémité axiale du godet, au voisinage des moyens d'accrochage, eux aussi dédoublés, comme dans le présent exemple. Avantageuseusement, dans cet autre mode de réalisation, il y a, à chaque extrémité du membre-pivot, un premier bras transversal et un deuxième bras transversal qui sont regroupés sous la forme de deux flasques en forme de boomerang, l'une des extrémités du boomerang portant un alésage cylindrique (de petit diamètre pour le premier flasque, de grand diamètre pour le second flasque) et l'autre extrémité servant de support à un tenon. Le membre-pivot porte donc, à chacune de ses extrémités, par le biais des doubles flasques en forme de boomerang, un tenon et un groupe d'alésages périphériques. Sur chaque godet, il y a deux paires d'attaches portant des lumières et deux attaches portant un alésage conique, les lumières de chaque paire d'attache coopérant avec un tenon, chaque alésage conique étant destiné à être placé au milieu d'un groupe d'alésages périphériques.
  • Les membres-pivots (115), montés pivotants sur les flans (111) du châssis (110) solidaire du fût de pelle (9"), sont actionnés par deux vérins (200, 201) eux-mêmes solidaires dudit châssis et agissant simultanément, chacun d'entre eux étant utilisé pour mettre en rotation simultanément lesdits membres pivots par l'intermédiaire de deux bielles de liaison (300, 301). Le dispositif d'attache est conçu de telle sorte que l'attache se produit au cours d'un mouvement de fermeture des godets. Les membres-pivots (115a, 115b) sont munis d'un bras transversal (113a - troisième bras transversal, 113b confondu avec le premier bras transversal 116b) portant une liaison pivot sur laquelle ladite bielle de liaison (300) est montée pivotante.
  • De préférence, l'attache des godets correspond à un mouvement de fermeture des godets et, inversement, le détachement des godets anciens se fait avec un mouvement d'ouverture. Avantageusement, entre le détachement des anciens godets et l'attachement des nouveaux godets, on immobilise les vérins (200, 201) de façon à bloquer en rotation les membres-pivots (115a, 115b), de sorte que, lors de l'attache des nouveaux godets, les tenons (117a, 117b) sont d'emblée dans la bonne position par rapport aux lumières (122a, 122b).
  • Avantageusement, pour des raisons d'accessibilité lors de la mise en place des broches (130a, 130b), les tenons (117a, 117b) sont plus proches du plan de symétrie P2 que les premiers groupes d'alésages (119a, 119b) et les attaches (121a, 121b) portant les lumières (122a, 122b) sont plus proches du plan de symétrie P1 que les attaches (123a, 123b) portant les alésages coniques.
  • On a prévu un support de godets (400) destiné à coopérer avec le dispositif de fixation décrit ci-dessus. Il est muni de moyens pour supporter et maintenir en position deux godets (120a et 120b) placés de façon substantiellement symétrique par rapport à un plan vertical P1, dans une configuration géométrique où les godets sont ouverts, l'angle d'ouverture étant tel que, après enlèvement des broches, après une légère rotation dans le sens de l'ouverture qui libère les tenons (117a, 117b) des lumières (122a, 122b), un mouvement vertical du fût de pelle (9") puisse être effectué sans entraîner les godets. Les moyens de support qui permettent d'orienter et de maintenir les godets dans une position angulaire précise comprennent des échancrures en V (410a, 410b) ménagées sur les montants du support et sur lesquelles viennent reposer les parties (128a) et (128b) des godets (120a) et (120b) qui présentent une section de forme complémentaire.
  • Un deuxième support, équipé des mêmes moyens pour supporter et maintenir en position les godets, et qui est muni de deux godets neufs est mis à disposition. Entre le détachement des anciens godets et l'attachement des nouveaux godets, on a bloqué en rotation les membres-pivots. De la sorte, les premiers moyens d'accrochage sont d'emblée dans la bonne position au moment du contact avec les deuxièmes moyens d'accrochage lors de l'attache des nouveaux godets.

Claims (20)

  1. Dispositif de fixation destiné à l'attache d'un récipient collecteur (120) pivotant autour d'un axe (500) à l'extrémité d'un bras mobile (11), ledit récipient collecteur, typiquement un godet (120a, 120b), présentant une ouverture (129) permettant de récolter au cours dudit pivotement des débris solides, comprenant:
    a. au moins un membre-pivot (115) monté pivotant autour dudit axe (500) sur ladite extrémité du bras mobile et comprenant:
    • au moins un premier bras transversal (116) attaché audit membre-pivot et muni d'un premier moyen d'accrochage (117) et
    • au moins un deuxième bras transversal (118) attaché audit membre-pivot, muni d'un premier groupe (119) de m alésages orientés suivant une direction parallèle à l'axe (500);
    b. au moins deux attaches fixées sur ledit récipient collecteur:
    • la première attache (121) étant munie d'un deuxième moyen d'accrochage (122) coopérant avec ledit premier moyen d'accrochage dudit membre-pivot, de telle sorte que, lorsqu'ils arrivent au contact l'un de l'autre, il sert de guide puis de butée audit premier moyen d'accrochage lorsque ledit membre-pivot pivote autour de son axe en suivant un sens de rotation donné;
    • la deuxième attache (123), munie d'un deuxième groupe (124) de n alésages orientés suivant une direction parallèle à l'axe (500), placée de sorte que ledit membre-pivot pivote dans ledit sens de rotation jusqu'à ce que ledit premier moyen d'accrochage arrive en butée contre ledit deuxième moyen d'accrochage, les m alésages dudit premier groupe d'alésages et les n alésages dudit deuxième groupe d'alésages sont sensiblement alignés selon une direction axiale commune;
    c. une broche (130), destinée à être introduite et à coulisser dans l'alignement desdits (m+n) alésages, de façon à assurer la fixation dudit récipient collecteur sur l'extrémité dudit bras mobile;
    caractérisé en ce que:
    d. les entiers m et n sont supérieurs ou égaux à 1, le produit m*n étant strictement supérieur à 1
    e. lorsque les (m+n) alésages sont sensiblement alignés, il existe au moins un alésage d'un groupe, appelé "alésage central" (1240), qui est conique et qui est entouré par deux alésages de l'autre groupe, appelés "alésages périphériques" (1190, 1191) sont cylindriques et présentent des diamètres différents;
    f. ladite broche (130) est un arbre (130') bi-cylindrique à épaulement conique comprenant:
    f1) deux parties cylindriques (131, 132), chaque partie cylindrique (131, resp. 132) ayant un diamètre sensiblement égal, légèrement inférieur, au diamètre de l'alésage périphérique (1190, resp. 1191) dans lequel elle est destinée à coulisser,
    f2) et une partie intermédiaire conique (133), dont la pente est voisine de celle dudit alésage central.
  2. Dispositif de fixation selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend également des moyens complémentaires d'immobilisation axiale (140) de ladite broche, par exemple des moyens prenant en étau ladite broche, sur sa face transversale (1321) située du côté de la partie cylindrique (132) de grand diamètre et la paroi portant l'alésage périphérique (1191) de petit diamètre, sur une face transversale (11821) située du côté opposé à l'alésage périphérique (1190) de grand diamètre.
  3. Dispositif de fixation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le deuxième bras transversal (118) (resp. ladite deuxième attache) qui porte lesdits alésages périphériques comprend deux flasques (1180, 1181) parallèles entre eux, qui portent chacun un alésage périphérique (1190, 1191) et qui sont distants d'une distance (D) supérieure à l'épaisseur (E) de ladite deuxième attache (123) (resp. dudit deuxième bras transversal) qui porte ledit alésage central (1240).
  4. Dispositif de fixation selon la revendication 3, dans lequel le flasque (1181) porteur de l'alésage périphérique (1191) de petit diamètre est muni d'un manchon (1182) formant saillie en direction de l'autre flasque, dont l'alésage (1191) forme l'alésage périphérique de petit diamètre et dont l'extrémité en saillie (1183) sert de butée axiale à la paroi de ladite deuxième attache (123) (resp. dudit deuxième bras transversal) qui porte ledit alésage central (1240).
  5. Dispositif de fixation selon la revendication 4, dans lequel la paroi de butée (1184) de ladite extrémité en saillie (1183) présente un décalage axial par rapport au flasque (1181) porteur de l'alésage périphérique (1191) de petit diamètre qui correspond à la moitié de la différence entre la distance D entre les faces en vis-à-vis des flasques (1180, 1181) qui portent lesdits alésages périphériques et l'épaisseur E de la paroi qui porte ledit alésage central (1240).
  6. Dispositif de fixation selon l'une quelconque des revendication 2 à 5 dans lequel ladite broche est munie d'un alésage axial (135) et dans lequel lesdits moyens d'immobilisation axiale (140) comprennent une vis (1401) et un écrou (1404), le corps de la vis étant introduit à l'intérieur dudit alésage axial, la tête de la vis et l'écrou étant en appui, directement ou par l'intermédiaire de rondelles (1402, 1403), d'une part sur l'extrémité de ladite broche proche de la partie cylindrique de grand diamètre et d'autre part sur une face transversale (11821) solidaire du flasque (1181) portant l'alésage périphérique (1191) de petit diamètre située du côté opposé à l'alésage périphérique (1190) de grand diamètre
  7. Dispositif de fixation selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel ledit premier moyen d'accrochage (117) et ledit deuxième moyen d'accrochage (122) appartiennent au groupe regroupant un tenon (117b) orienté parallèlement audit axe (500) de pivotement et au moins une lumière (122b) destinée à recevoir et à guider ledit tenon jusqu'à ce qu'il arrive en butée sur le fond (1220b) de ladite lumière.
  8. Dispositif de fixation selon la revendication 7, dans lequel l'entraxe entre ledit premier moyen d'accrochage (117) et les alésages dudit premier groupe d'alésages (119) est légèrement supérieur, typiquement de quelques dixièmes de millimètres, de préférence entre 0,4 et 1,6 mm pour un entraxe de 350 mm environ, à l'entraxe entre ledit deuxième moyen d'accrochage (122) et les alésages dudit deuxième groupe d'alésages (124).
  9. Dispositif de fixation selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel ledit récipient collecteur est un godet (120b) délimité par une paroi axiale (1200b) et deux parois transversales (1201 b, 1201'b) et dans lequel:
    - ledit membre-pivot comprend, au voisinage de chacune de ses extrémités, un premier bras transversal (1116b, 1116'b) servant de support à un tenon (117b) orienté axialement et, au voisinage de son centre, un deuxièmes bras transversal (118) comprenant un premier flasque (1180) porteur d'un alésage (1790) de grand diamètre et un deuxième flasque (1181), disposé parallèlement au premier flasque et porteur d'un alésage de petit diamètre (1191),
    - ladite paroi axiale dudit godet comprend
    • deux premières attaches (121b, 121'b) munies chacune d'une lumière (122b) disposées axialement et éloignées l'une de l'autre d'une distance typiquement voisine de la longueur dudit tenon, chaque lumière de chaque première attache étant destinée à recevoir et guider ledit tenon jusqu'à ce qu'il arrive en butée sur les fonds (1220b) desdites lumières;
    • une deuxième attache (123b) munie d'un alésage conique, disposée de telle sorte que la distance entre l'axe de l'alésage conique et la droite reliant les centres de courbure desdits fonds desdites lumières soit légèrement inférieure, typiquement de quelques dixièmes de millimètres, de préférence entre 0,4 et 1,6 mm pour un entraxe de 350 mm environ, à la distance entre l'axe dudit tenon et la direction commune des alésages de grand diamètre et de petit diamètre.
  10. Dispositif de fixation selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel ledit membre-pivot (115) est actionné par au moins un actionneur qui est également utilisé pour actionner ledit récipient collecteur et qui est monté solidaire dudit bras mobile.
  11. Dispositif de fixation selon la revendication 10, dans lequel ledit actionneur est un vérin (200, 201) et dans lequel ledit membre-pivot comprend au moins un bras transversal (113) muni d'un axe d'articulation (112) sur lequel peut être montée pivotante une bielle (300) reliée audit vérin.
  12. Dispositif de fixation selon la revendication 1, dans lequel ledit sens de rotation donné correspond au mouvement de fermeture dudit récipient collecteur, effectué pour récolter les débris.
  13. Dispositif de fixation selon la revendication 12, dans lequel ladite première attache (121) est placée près de l'ouverture (129) dudit récipient (120) et est munie d'une lumière (122b) ouverte vers le côté opposé à ladite ouverture.
  14. Dispositif de fixation destiné à l'attache simultanée de deux godets placés en vis-à-vis, de façon substantiellement symétrique par rapport à un plan P1, caractérisé en ce qu'il comporte, associé à chaque godet, placé de façon substantiellement symétrique par rapport à un plan P2, un dispositif d'attache selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, le bras mobile (11) étant actionné par un premier actionneur de façon à ce qu'en vue de la fixation, le plan P1 puisse coïncider avec le plan P2, le membre-pivot (115a) du premier godet (120a) et le membre-pivot (115b) du deuxième godet (120b) possédant chacun au moins un bras transversal (113a, 113b) portant une liaison pivot avec une bielle de liaison (300') reliée à au moins un deuxième actionneur (200), solidaire dudit bras mobile, lesdites liaisons pivots étant placées par rapport leur membre-pivot correspondant (115a, 115b) de telle sorte qu'un déplacement relatif de ladite bielle de liaison se traduit, pour chacun desdits godets, par un mouvement de rotation sensiblement symétrique par rapport audit plan P2.
  15. Unité de collecte comprenant un bras mobile, au moins un récipient collecteur actionné par au moins un actionneur solidaire du bras mobile et, associé audit récipient collecteur, au moins un dispositif d'attache selon l'une quelconque des revendications 1 à 13.
  16. Unité de collecte comprenant un bras mobile, deux godets placés en vis-à-vis, actionnés simultanément, typiquement par le biais d'une bielle de liaison, par au moins un actionneur solidaire dudit bras mobile et un dispositif de fixation desdits godets caractérisée en que ledit dispositif de fixation est un dispositif de fixation selon la revendication 14 permettant l'attache simultanée desdits godets, l'attache étant réalisable lorsque lesdits godets sont au préalable placés de façon substantiellement symétrique par rapport audit plan P1.
  17. Unité de collecte (100) selon la revendication 16 caractérisée en ce que:
    - ledit bras mobile est un mât vertical mobile (9"), typiquement porté par le chariot (8) d'un pont mobile (6), actionné par un premier actionneur qui déplace ledit mât vertical mobile le long de son axe vertical;
    - les membres-pivots associés au premier godet et au deuxième godet possèdent chacun au moins un bras transversal portant une liaison pivot avec une bielle de liaison reliée à au moins un deuxième actionneur, solidaire dudit bras mobile, lesdites liaisons pivots étant placées sur chaque bras transversal de telle sorte qu'un déplacement relatif de ladite bielle de liaison se traduit, pour chacun desdits membres-pivots, par un mouvement de rotation sensiblement symétrique par rapport audit plan P2, qui est sensiblement vertical.
  18. Pelle à croûte (100') destinée à collecter les débris solides et les boues se trouvant dans les milieux liquides d'une cellule de production d'aluminium, en particulier destiné au nettoyage des trous anodiques, caractérisée en ce qu'elle est une unité de collecte selon la revendications 17, dans laquelle ledit mât vertical mobile (9") est la partie mobile d'un mât télescopique (9) relié à la tourelle porte-outils du chariot mobile (8) d'une machine de service électrolyse (3).
  19. Machine de service (3) utilisable dans une usine de production d'aluminium par électrolyse ignée, comprenant un chariot (8) apte à être déplacé sur un pont mobile (6) et un module de service équipé d'une pluralité d'organes de manutention et d'intervention (10), caractérisé en ce qu'elle est munie d'une pelle à croûte (100') selon la revendication 18.
  20. Support de godets (400) destiné à coopérer avec le dispositif de fixation de la revendication 14 pour l'attache simultanée de godets placés en vis-à-vis, dans lequel les plans P1 et P2 sont verticaux, caractérisé en qu'il comprend des moyens (410a, 410b) pour supporter et maintenir en position deux godets (120a, 120b) placés de façon substantiellement symétrique par rapport audit plan vertical P1, dans une configuration géométrique où lesdits godets sont ouverts, l'angle d'ouverture étant tel que, après enlèvement desdites broches et après une légère rotation desdits membres-pivots (115a, 115b) dans le sens de l'ouverture pour libérer les premiers moyens d'accrochage (117a, 117b) des deuxièmes moyens d'accrochage (122a, 122b), un mouvement vertical vers le haut dudit bras mobile puisse être effectué pour éloigner lesdits membres-pivots sans entraîner lesdits godets
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