FI63262C - Foerfarande och anordning foer riktning och foerstyvning av karnplaotar i elektrolytiska raffineringsanlaeggningar - Google Patents

Description

ΐϋδτΤΙ γβΙ kuulutusjulka.su ,70,0 jQBfp LJ ( ) UTLÄGGN. NGSSKRIFT ΟθΖθ2 C Patentti ayönnetty 10 05 1933

Patent meddelat ^ T ^ (51) K».ik?/i«.a3 0 25 C 7/06 SUOM I —FI N LAN D (21) FWittlh«k.rma-r»t«*»n.6fcnln| 601203 • (22) HtkamlipUvi — AiMeknlngtrftf 15 . OH . 80 ' ' (23) AlkupUvl—Glttl|h«tadt| 15.oU. 80 (41) Tullut JuIMmIuI — kllvlt efftmllg 16.10.8l ^ r*^|*terih>ll|tU< (+4) NthUvlkilpaoon ji kuuL|ulkai(un pvm. — 01 83

Patent- och ragittentyralMit ' ' AmMcm utiagd odi «UkrtftM pubUnnd J1 *U1 ·0 -3 (32)(33)(31) pyydetty MuoOcws—kglrtf prloritut (71) Outokumpu Oy, Outokumpu, FI; Töölönkatu U, 00100 Helsinki 10, Suomi-Finlaad(Fl) (72) Jukka Sulasaari, Tampere, Seppo Heinonen, Rauma, Suomi-Finland(FI) (7^) Berggren Oy Ab (öM Menetelmä ja laite siemenlevyjen oikaisemiseksi ja jäykistämiseksi elektrolyyttisissä raffinointilaitoksissa - Förfarande och anordning för riktning och förstyvning av kärnplätar i elektrolytiska raffinerings-anläggningar

Keksinnön kohteena on menetelmä siemenlevyjen oikaisemiseksi ja jäykistämiseksi elektrolyyttisissä raffinointilaitoksissa.

Keksinnön kohteena on myös laite keksinnön mukaisen menetelmän toteuttamiseksi.

Metallin, esim. kuparin elektrolyyttisessä puhdistuksessa emälevyistä irroitetut siemenlevyt kiinnitetään kannatustankoihin ja siemenlevyt lasketaan elektrolyysi-altaisiin, joissa siemenlevyjen annetaan kasvaa katodilevyiksi.

Emälevyistä irroittamisen yhteydessä siemenlevyt usein taipuvat tai jopa rypistyvät. Myös elektrolyysialtaisiin laskemisen tai muun käsittelyn aikana voivat siemen-levyt vääristyä. Lisäksi siemenlevyillä on joissakin tapauksissa taipumus elektro-lyysialtaissa ollessaan kieroutua tai muulla tavalla muuttaa muotoaan.

Siemenlevyjen muodon poikkeaminen tasomaisesta muodosta aiheuttaa sen, että elektro-lyysialtaissa ollessaan siemenlevyjen eri kohtien etäisyydet anodeista ovat eri 2 63262 suuria, jonka johdosta lähinnä anodeja olevat siemenlevyjen kohdat kasvavat nopeimmin, kunnes aiheuttavat oikosulun.

Raffinointilaitoksissa siemenlevyjä on elektrolyysialtaisiin laskemisen jälkeen yleensä jouduttu siirtelemään ja asettelemaan käsin ja prosessin kuluessa muodostuvien oikosulkujen poistamiseksi siemenlevyjä on jouduttu irroittamaan anodeista erilaisilla apuvälineillä ja nostamaan siemenlevyjä ylös elektrolyysialtaista ja oikaisemaan käsityökaluilla.

Edellä kuvattujen runsaasti manuaalista työtä vaativien ja kokonaisprosessia hidastavien työvaiheiden vähentämiseksi ja välttämiseksi sekä katodien laadun parantamiseksi on pyritty oikaisemaan ja jäykistämään siemenlevyt mahdollisimman tasomaisiksi.

Emälevyistä irroitettuja siemenlevyjä on aikaisemmin oikaistu ohutlevyjen oikaisuun tarkoitetuilla oikaisuvalsseilla sekä myös erilaisilla nimenomaan siemenlevyjen oikaisemiseen suunnitelluilla oikaisulaitteilla. Useilla tunnetuilla laitteilla saadaan siemenlevyjen epätasaisuuksia olennaisesti vähennettyä ja siemenlevyjen muoto saadaan melko tasomaiseksi, mutta siemenlevyjen jäykkyys ei kuitenkaan ole riittävä. Siemenlevyjen muodon muuttumisen estämiseksi ja siemenlevyjen jäykistämiseksi on niihin tehty erilaisia poimuja ja urien muodostamia kuviointeja. Siemenlevyjen pinnan tasosta poikkeavat urat tai muut kohoumat eivät saa olla varsinkaan siemenlevyjen poikittaissuunnassa liian syviä tai teräväharjaisia, sillä elektrolyytissä oleva ns. anodilieju ja muut epäpuhtaudet kerääntyvät helposti siemenlevyjen pinnalle.

Tekniikan tason osalta viitataan esim. US-patenttiin n:o 1 836 368, jossa on esitetty eräs esimerkki puristimella ja tietyillä työkaluilla aikaansaadusta siemen-levyjen jäykistämisestä. Patentin mukaisella ratkaisulla saadaan lähes koko sie-menlevyn pinnan kattava jäykistysuritus. Puristamalla tapahtuvassa siemenlevyjen jäykistämisessä on kuitenkin useita heikkouksia. Ensinnäkin siemenlevyjen pintojen epätasaisuuksien ja materiaalin takaisinjouston vaikutuksesta useat siemenlevyt kieroutuvat huomattavasti jäykistyksessä. Toiseksi jäykistämisessä tarvittavat työkalut ovat varsin kalliita. Kolmanneksi aikaansaatu jäykkyys ei useinkaan ole riittävä, vaan siemenlevyjen vääristymistä yhä tapahtuu käsittelyn yhteydessä.

Siemenlevyjä on jäykistetty myös valssaamalla niihin uria tai muita jäykistyskuvi-ointeja, mutta vaikeudet ovat samantapaisia kuin puristimilla tapahtuvassa jäykistämisessä. Siemenlevyjen paksuuden vaihteluiden ja kiderakenteen vaihteluiden vuoksi ei valssaustapahtumaa kyetä hallitsemaan ja siemenlevyt kaareutuvat valssauksessa 3 63262 johdosta aikaansaatu jäykkyys yleensä ei ole riittävä.

Tekniikan tason osalta viitataan esim. US-patenttiin n:o 3 544 341, jonka mukaisessa menetelmässä emälevyistä irrotetut siemenlevyt oikaistaan ja jäykistetään vals-saamalla, minkä jälkeen siemenlevyjen annetaan kasvaa elektrolyysialtaissa noin kaksinkertaiseen paksuuteen. Tämän jälkeen siemenlevyt nostetaan pois elektrolyy-sialtaista ja siirretään puristimelle, jolla siemenlevyt oikaistaan ja siemenlevyt jäykistetään uudelleen, jonka jälkeen siemenlevyt siirretään takaisin elektrolyy-sialtaisiin kasvamaan lopullisiksi katodeiksi. Tämä tunnettu menetelmä sisältää erittäin monimutkaisen, häiriöalttiin ja kalliin puristinyksikön. Lisäksi siemen-levyjen nostaminen välillä pois elektrolyysialtaista ja siemenlevyjen siirtäminen puristimelle ja jälleen takaisin elektrolyysialtaisiin edellyttää raffinointilai-toksilta poikkeuksellisia järjestelyjä mm. tilankäytön suhteen ja esim. nosto-kapasiteetti joutuu suurelle koetukselle siemenlevyjen edestakaisessa siirtämisessä. Puristimella ei aina pystytä käsittelemään koko elektrolyysialtaallista siemenlevyj ä, vaan elektrolyysialtaan koosta riippuen siemenlevyjä voidaan käsitellä yhdessä tai kahdessa erässä. Lisäksi tässä tunnetussa menetelmässä tarvittavan laitteiston hankintakustannukset ovat suuret ja kokonaisprosessi siemenlevyistä katodeiksi verrattain hidas.

Keksinnön päämääränä on aikaansaada parannus aikaisemmin tunnettuihin menetelmiin elektrolyyttisissä raffinointilaitoksissa käytettävien siemenlevyjen oikaisemiseksi ja jäykistämiseksi. Keksinnön yksityiskohtaisempana päämääränä on aikaansaada menetelmä, jossa siemenlevyjen materiaalin takaisinjousto ei aiheuta siemenlevyjen vääristymistä tai muita vaikeuksia. Vielä eräänä keksinnön päämääränä on aikaansaada menetelmä, joka mahdollistaa siemenlevyjen aikaansaamisen riittävän tasomaisiksi ja jäykiksi, jolloin elektrolyysialtaissa tapahtuvaa siemenlevyjen asettelun tarvetta voidaan olennaisesti vähentää. Keksinnön muut tavoitteet ja sillä saavutettavat edut käyvät ilmi keksinnön selityksestä.

Keksinnön päämäärät saavutetaan menetelmällä, jossa siemenlevyjen samoja pinta-alueita muokataan useampaan kertaan peräkkäisissä muokkausvaiheissa siten, että siemenlevyn materiaalin elastinen alue ainakin osittain ylitetään, ja sille on pääasiallisesti tunnusomaista, että kun yhdessä muovausvaiheessa siemenlevyyn aiheutetaan painanteita, uria tai muita siemenlevyn pinnan tasosta poikkeavia kuviointeja, niin toisessa muovausvaiheessa samoja kohtia muovataan siten, että painanteet ja urat muuttuvat kohoumiksi ja kohoumat vastaavasti painanteiksi tai uriksi.

4 63262

Keksinnön kohteena on myös laite keksinnön mukaisen menetelmän toteuttamiseksi. Keksinnön mukaiselle laitteelle on puolestaan pääasiallisesti tunnusomaista se, että laite käsittää (a) ainakin kaksi laitteen runko-osaan nähden laakeroitua, välimatkan päässä toisistaan olevaa kahden päällekkäisen telan muodostamaa telaparia mainittujen telojen pinnan ollessa varustettu halutulla profiililla tai kuvioinnilla, joka siemenlevyihin muovataan, (b) erilliset laakerointielementit, joiden välityksellä mainitut telat on laakeroitu mainitun runko-osan suhteen, ja (c) käyttölaitteen pyörimisliikkeen aikaansaamiseksi mainituille teloille.

Keksinnön mukaisella menetelmällä ja laitteella saavutetaan merkittäviä etuja. Aikaisemmin tunnettuihin menetelmiin verrattuna keksinnön mukaisessa menetelmässä ja laitteessa siemenlevyjen materiaalin takaisinjousto ei aiheuta siemenlevyjen vääristymistä tai muita vaikeuksia. Keksinnön mukaisessa menetelmässä siemenlevy voidaan oikaista ja jäykistää samanaikaisesti. Keksinnön mukaisessa menetelmässä saadaan siemenlevyt riittävän tasomaisiksi ja jäykiksi, jonka johdosta elektrolyy-sialtaissa tapahtuvaa siemenlevyjen asettelun tarvetta voidaan olennaisesti vähentää ja siten myös olennaisesti vähentää oikosulkujen määrää ja samalla parantaa katodien laatua. Keksinnön mukaisen menetelmän toteuttamiseksi tarvittava laite on erittäin yksinkertainen ja toimintavarma. Kun keksinnön mukainen laite liitetään osaksi siemenlevyjen automaattista valmistuskonetta, ei tarvita esim. US-patentin n:o 3 5AA 431 mukaisen menetelmän vaatimaa puolivalmiiden katodien oikaisulaitetta eikä lisähenkilökuntaa, jonka johdosta kustannukset ovat huomattavasti pienemmät ja kokonaisprosessi siemenlevyistä katodeiksi on paljon nopeampi.

Keksintöä selitetään yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisien piirustuksien kuvioissa esitettyyn keksinnön erääseen edulliseen suoritusmuotoon, johon keksintöä ei kuitenkaan ole tarkoitus yksinomaan rajoittaa.

Kuvio 1 esittää keksinnön mukaisessa menetelmässä käytettyä laitetta sivu-kuvana.

Kuvio 2 esittää kuvion 1 mukaista laitetta päältäpäin nähtynä.

63262 5

Kuvio 3 esittää kuvion 1 mukaista laitetta edestäpäin nähtynä.

Kuvioiden 1-3 mukaisessa suoritusmuodossa keksinnön mukaisen menetelmän soveltamiseksi tarkoitettua laitetta on merkitty yleisesti viitenumerolla 10. Laite 10 käsittää runko-osan 11. Runko-osaan 11 nähden on laakeroitu erillisten laakerointi-elementtien IA ja vastaavasti 15 välityksellä molemmista päistään teloja 12 ja vastaavasti 13. Telat 12 ja 13 on ryhmitelty kahden päällekkäisen telan 12 ja 13 muodostamiksi telapareiksi. Jokaisen telaparin 12,13 toisen telan, tässä suoritusmuodossa ylätelan 12, laakerointielementit IA pääsevät toisistaan riippumatta liikkumaan rajoitetusti pystysuorassa suunnassa esim. ohjaimien varassa. Kunkin tela-parin liikkuvaa telaa 12 puristetaan laakerointielementeistään IA telaparin toista telaa 13 kohti jousilla 16, joiden puristusvoimaa voidaan säätää. Kiinteiden vasteiden (ei esitetty) avulla teloille 12 ja 13 on määritetty haluttu minimietäisyys toisistaan. Telaparit 12,13 sijaitsevat tiettyjen välimatkojen päässä toisistaan yhdensuuntaisina ja siten, että telaparien 12,13 telojen 12 ja 13 väliin vasteilla aikaansaadut raot ovat samalla tasolla.

Tarvittava pyörimisliike teloille 12 ja 13 on aikaansaatu sähkö- tai hydraulimoot-torilla 17 ja telojen 12 ja 13 pyörimisnopeutta muutetaan vaihteistolla 18, josta pyörimisliike välitetään jokaiselle telalle 12,13 koteloidun ketjumekanismin tai hammaspyörämekanismin tai näiden yhdistelmän 19 avulla. Keksinnön mukainen laite 10 käsittää lisäksi samalla korkeudella sijaitsevat siemenlevyjen syöttöpöydän 20 ja vastaavasti siemenlevyjen ulostulopöydän 21.

Keksinnön perusoivalluksen mukaisesti kunkin telan 12 ja 13 pintaan on valmistettu haluttu profiili tai kuviointi tai kullakin telalla 12 ja 13 on irroitettava vaippa tai holkkeja 22, joiden pintaan on valmistettu haluttu profiili tai kuviointi, joka siemenlevyihin muovataan. Kuvioiden 1-3 mukaisessa suoritusmuodossa on teloille 12 ja vastaavasti 13 sijoitettu holkkeja 22, jotka kiinnitetään paikoilleen pidätinruuvien tai muiden kiinnityselimien avulla siten, että holkkeja 22 voidaan siirtää teloilla 12 ja vastaavasti 13. Teloilta 12 ja vastaavasti 13 voi daan haluttaessa poistaa tiettyjä holkkeja 22 tai vastaavasti teloille 12 ja 13 voidaan asentaa holkkeja 22 lisää, jolloin siemenlevyihin muovattavien urien tai poimujen tai näiden muodostamien kuviointien paikkaa, lukumäärää, muotoa ja edestakaisten muovausten määrää voidaan vaivattomasti muunnella.

Keksinnön mukaisen laitteen 10 toiminta on seuraava. Emälevystä irroitettu siemen-levy tuodaan syöttöpyödälle 20 käsin tai siemenlevyjen valmistuskoneeseen kuulu- 6 63262 villa laitteilla ja siemenlevyt siirretään laitteen 10 sisään ja siemenlevyn reuna pakotetaan ensimmäisen telaparin 12,13 vastakkaisiin suuntiin pyörivien telojen 12 ja 13 väliin. Teloilla 12 ja vastaavasti 13 olevat holkit 22 muovaavat siemenle-vyyn hoikkien mukaiset urat tai urakuvioinnit ja samalla siirtävät siemenlevyä eteenpäin seuraavaa telaparia 12,13 kohti.

Telat 12 ja 13 ovat halkaisijaltaan niin suuria, että telapari 12,13, jota kohti siemenlevyjä siirretään, pakottaa muodollaan ja pyörimisellään siemenlevyn reunan ohjautumaan telojen 12 ja 13 väliin ilman mitään erillisiä ohjaimia. Lisäksi tela-parien 12,13 väliset etäisyydet ovat sellaiset, että siemenlevyn sisäänmenoa ja ulostuloa lukuunottamatta vähintään kaksi telaparia 12,13 muovaa siemenlevyä samanaikaisesti.

Siemenlevyn paksuusvaihtelut pakottavat kunkin telaparin 12,13 toisen telan 12 liikkumaan pystysuorassa suunnassa ja telojen 12 laakerointielementteihin 14 liittyviä jousia 16 säätämällä voidaan vaikuttaa niihin voimiin, jotka puristavat siemenlevyä kussakin telaparissa 12,13.

Telapareille 12,13 on edullisesti sijoitettu muovaamisen suorittavia holkkeja 22 siten, että se ura tai poimu tai näiden muodostama kuviointi, joka siemenlevyyn on ensimmäisellä tiettyä siemenlevyn pintakohtaa muovaamassa telaparissa 12,13 olevilla holkeilla 22 aikaansaatu, aiheutetaan siemenlevyn vastakkaiselle puolelle seuraavassa sellaisessa telaparissa 12,13, jolla olevat holkit 22 on asennettu mainittujen edellisten hoikkien 22 kanssa samalle laitteen 10 pituussuuntaiselle suoralle.

Keksinnön mukaisessa laitteessa 10 jokainen telapari 12,13 siirtää muovatessaan siemenlevyä sitä eteenpäin ja viimeinen telapari 12,13 työntää siemenlevyn ulos-tulopöydälle 21, josta se käsin tai siemenlevyjen valmistuskoneen laitteella siirretään edelleen.

Edellä on esitetty ainoastaan keksinnön mukaisen menetelmän periaateratkaisu ja keksinnön mukaisen menetelmän toteuttamiseksi tarkoitetun laitteen eräs edullinen suoritusmuoto. Alan ammattimiehelle on selvää, että keksintöä voidaan modifioida lukuisilla eri tavoilla oheisissa patenttivaatimuksissa esitetyn keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

Claims (6)

7 63262

1. Menetelmä elektrolyyttisissä raffinointilaitoksissa käytettävien siemenlevyjen oikaisemiseksi ja jäykistämiseksi, missä siemen-levyjen samoja pinta-alueita muovataan useaan kertaan peräkkäisissä muovausvaiheissa siten, että siemenlevyn materiaalin elastinen alue ainakin osittain ylitetään, tunnettu siitä, että kun yhdessä muovausvaiheessa siemenlevyyn aiheutetaan painanteita, uria tai muita siemenlevyn pinnan tasosta poikkeavia kuviointeja, niin toisessa muovausvaiheessa samoja kohtia muovataan siten, että painanteet ja urat muuttuvat kohoumiksi ja kohoumat vastaavasti painanteiksi tai uriksi.

2. Laite patenttivaatimuksen 1 mukaisen menetelmän toteuttamiseksi, jolla laitteella siemenlevyt oikaistaan ja jäykistetään elektrolyyttisissä raffinointilaitoksissa, tunnettu siitä, että laite (10) käsittää a) ainakin kaksi laitteen (10) runko-osaan (11) nähden laakeroitua, välimatkan päässä toisistaan olevaa kahden päällekkäisen telan (12, 13. muodostamaa telaparia mainittujen telojen (12, 13) pinnan ollessa varustettu halutulla profiililla tai kuvioinnilla, joka siemen-levy ihin muovataan, b) erilliset laakerointielementit (14, vast. 15), joiden välityksellä mainitut telat (12, vast. 13) on laakeroitu mainitun runko-osan (11) suhteen, ja c) käyttölaitteen (17) pyörimisliikkeen aikaansaamiseksi mainituille teloille (12, vast. 13).

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että mainitut telat (12, vast. 13) on varustettu vaipalla tai hol-keilla (22), joiden pintaan on valmistettu haluttu profiili tai kuviointi .

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laite, tunnettu siitä, että mainitut holkit (22) on kiinnitetty paikoilleen mainituille teloille (12, vast. 13) kiinnityselimien avulla siten, että mainitut holkit (22) ovat siirrettävissä mainituilla teloilla (12, vast. 13) .

5. Patenttivaatimuksen 2, 3 tai 4 mukainen laite, tunnettu siitä, että jokaisen telaparin toisen telan (12) laakerointielemen- 63262 8 tit (14) on sovitettu pääsemään toisistaan riippumatta liikkumaan rajoitetusti pystysuorassa suunnassa.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite, tunnettu siitä, että laite (10) on varustettu jousilaitteilla (16), joiden avulla jokaisen telaparin liikkuvaa telaa (12) voidaan puristaa telaparin toista telaa (13) kohti.