NO126233B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte og apparat for tilførsel av

aluminiumoksyd til en elektrolysecelle.

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte og et apparat

for tilforsel av aluminium til en elektrolysecelle for smelte-elektrolytisk fremstilling av aluminium.

Tilforselsprosessen omfatter to operasjoner, nemlig en opphåkning, d.v.s. en kontinuerlig eller diskontinuerlig oppbrytning av den skorpe som danner seg på overflaten av elektrolysebadet, og en etterfølgende, likeledes kontinuerlig eller diskontinuerlig, fordeling av oksydet i pulverform. Den aluminiumoksydmengde som tilfores badet må doseres omhyggelig, da badets aluminiumoksyd-innhold må holdes mellom to bestemte verdier, nemlig en minimums-verdi av størrelsesorden 1$, idet det under denne terskelverdi oppstår en anodepolarisasjon, den såkalte "anodeeffekt", og en maksimumsverdi av størrelsesorden 9$, idet ved konsentrasjoner over denne verdi, det tilforte aluminiumoksydpulver ikke vil opploses i badet, men danne et isolerende belegg på katoden, således at den indre motstand i cellen oker og bevirker alvorlige forstyrrelser i cellens drift.

Det er kjent å tilfore oksyd til smelte-elektrolytiske bad for tilvirkning av aluminium, etter oppbrytning av badets overflate-skorpe på et visst antall steder, hvoretter en dosert oksydmengde tilfores et eller flere opphakkedé punkter, og denne operasjon gjentas inntil hele den del av badet som ikke er dekket av anodesystemet, er behandlet. De to deloperasjoner utfores ved hjelp av en spesiell maskin, som er innrettet for å forskyves over den celle som skal behandles, cg som er forsynt med en skorpebryterhammer og en beholder av et forut bestemt volum, og som■tilfores aluminiumoksyd fra en beholder, som likeledes bæres av maskinen.

Utforelseseksempler■for sådanne maskiner er beskre<y>et i de norske patenter nr.101.8V7 og nr. 112.865.

Disse maskiners arbeidsprosess har den fordel at oksydet tilfores de nettopp opphakkedé flater for skorpen på elektrolysebadet får tid til å storkne igjen...

Disse utforelser har imidlertid den ulempé at de medforer en ujevn fordeling av oksydet som påfores i form av små mer eller mindre sammenhengende hauger.

En annen ulempe ved disse apparater er at de bare behandler en side av badet av gangen, og dette resulterer i en usymmetrisk oksydtilforsel, som ytterligere nedsetter badets homogenitet.

Det likeledes kjent å bryte opp skorpen kontinuerlig ved hjelp;

•av/åt skjæréhode som utgjores av .et hjul festet på enden av en

■ gVihg^h^e aksel, som slår i stykker skorpen ved å slå hodet mot

badets overflate, således at det dannes en kontinuerlig råk i skorpen, idet en rorende som er montert litt bakenfor nevnte slaghode tilforer aluminium fra en beholder montert på apparatet.

Denne fremgangsmåte har den fordel at den gir en jevnere tilfbrsel

av aluminiumoksyd, men den medforer også to meget alvorlige ulemper.. For det forste er tilfort aluminiumoksyd pr. flateenhet ikke

konstant, idet det avhenger av materialmengden i beholderen, og for det annet kan den foreliggende måte å bryte skorpen på bevirke to vanskeligheter. Det kan nemlig foreligge utilstrekkelig brytningskraft ved en skorpe som er så tykk at den konvensjonelle pneumatiske skorpebryter har vanskeligheter med å trenge gjennom den. Videre kan det oppstå total nedbrytning av skorpen mellom kanten av anodesystemet og kanten av elektrolyttbadet, hvilket medforer risiko for for stor øyeblikkelig tilforsel av aluminiumoksyd til badet, som således ligger helt åpen.. Derved foreligger også en risiko for at aluminiumoksydkonsentrasjonen stiger over metningsnivået, således at det oppstår et uopplost aluminium-

belegg på katoden, med de alvorlige konsekvenser som dette medforer. For ovrig vil hjulets dimensjoner være slike at all opphakning

ved enden av cellen blir umulig. Endelig krever denne fremgangs-

måte et meget holdfast verktoy som også blir meget tungt og bevirker1 en opphakket fure av minst 30 cm bredde i skorpen.

Oppfinnelsen har som formål å angi en fremgangsmåte for tilforsel

av aluminiumoksyd til en celle for smelte-elektrolytisk fremstilling av aluminium, og som muliggjor en dosert tilforsel med jevn fordeling over elektrolysebadets overflate, såvel som opp-rettholdelse av et oksydbelegg av jevn tykkelse på badet.

Et apparat for utforelse av denne fremgangsmåte utgjor et annet formål for oppfinnelsen.

Den faste skorpe som dekket badet opphakkes således for det til-

forte aluminiumoksyd fordeles over det opphakkete område, og' hver sådan opphaknings- og fordelingsoperasjon utfores samtidig over to områder som ligger symmetrisk i forhold til vertikal-planet gjennom cellens lengdeakse, idet fremgangsmåtens særtrekk i henhold til oppfinnelsen består i at, under et fordte tidsintervall,

skorpen opphakkes i omtrent jevnt fordelte punkter langs cellens ene kortside og tilfort aluminiumoksyd derpå fordeles kontinuerlig langs denne side, hvoretter under et annet tidsintervall, skorpen opphakkes i omtrent jevnt fordelte punkter, forst langs cellens langsider og derpå langs dets annen kortside, og til slutt, under et tredje tidsintervall, tilfort aluminiumoksyd fordeles kontinuerlig over det område som ble opphakket under det annet tidsintervall, idet aluminiumoksydet fordeles med konstant mengde aluminiumoksydmengde pr. flateenhet langs alle nevnte opphakkedé områder.

Et apparat for utforelse av nevnte fremgangsmåte i henhold til oppfinnelsen omfatter generelt en bærer som er bevegelig langs cellen i dens lengderetning og er forsynt med, symmetrisk montert om cellens lengdeakse, to identiske innretninger som hver omfatter en skorpebryterhammer, en trakt for aluminiumoksyd samt et tilforselsror for fordeling av oksydet, idet apparatets særtrekk i henhold til oppfinnelsen består i at trakten er forbundet med tilforselsroret over en mellomliggende fordeler, innrettet for jevn fremmatning av aluminiumoksyd, og som omfatter et fordelingslegeme, minst en rotor som er utstyrt med utstikkende blad, montert på en stamme som er tilkoblet en motor med stort sett konstant hastighet, uavhengig av belastningen, idet oksydfordeleren er dreibart opphengt i to par hovedsakelig parallelle vektarmer dreibart montert ved sine andre ender på en horisontal bjelke som er festet til trakten, og det fremre vektarmpar, som vender mot cellen, er lengst, samt at hammeren på sin side er dreibart opphengt i to andre par av stort sett parallelle vektarmer og som er dreibart festet på fordeleren ved sine andre ender, idet det nederste par er lenger enn det overste par, hvorved en forste jekk er anordnet for vinkelforskyvning av de forste vektarmer og en annen jekk er anordnet for vinkelforskyvning av hammerens vektarmer, idet de forste og andre jekker, de to bryterhammere og fordelerne i de to identiske innretninger hver for seg er forbundet i parallell.

Oppfinnelsen vil nå bli nærmere forklart, under henvisning til de vedfoyde figurer, der:

Fig. 1 er en skisse av en del av elektrolysecellen og som angir fordelingen av opphakningspunktene; Fig. 2 viser, sett fra siden, en innretning for tilforsel av aluminiumoksyd til en celle, som ikke er vist; Fig. 3 viser, sett fra cellen, den overste del av fig. 2,for klar angivelse av jekkens og vektarmenes plassering; Fig. h og 5 viser en oksydfordeler med konstant avgitt materialmengde pr. tidsenhet, idet fig. h angir et vertikalt aksialsnitt og fig. 5 et snitt langs linjen "a" i fig.. *+; Fig. 6, og 7 viser et utforelseseksempel for en maskin for materialtilforsel til en rekke celler plassert etter hverandre, idet apparatur som angitt i fig. 2-5 er tatt i bruk, og fig. 6 angir maskinen sett i retning av cellenes akse, mens fig. 7 angir en projeksjon perpendikulær på denne akse; Fig. 8 viser detaljer av den del av apparaturet som ligger nærmest elektrolysehalens vegg, og som er utelatt i fig. 7; i Fig. 9 viser en anordning for automatisk komprimering av luft; Fig. 10 og 11 viser posisjons-detektorer med sine tilordnete eksitasjonsblader, henhv. for maskinen i fig. 10, og for hammer-

og fordeleraggregatet i fig. 11.

Fig. 1 viser meget skjematisk en celle som omfatter et kar 1000

og et anodesystem 1001. Den apparatur som vil bli beskrevet i det folgende, virker helt symmetrisk, d.us. at hver opphakningsprosess og fordeling av aluminiumoksyd utfores symmetrisk på begge sider av et vertikalt plan gjennom cellens lengdeakse 1002, ved hjelp av to identiske symmetriske anordnete innretninger. Apparatets arbeidsfunksjon kan oppdeles i tre tidsfaser, under et forste tidsintervall foregår det opphakning langs cellens forste endekant, i punktene 101-10<*>+ med fortrinnsvis jevne mellomrom, hvorpå oksydet fordeles jevnt langs denne endekant, og denne operasjon utfores langs en horisontal linje perpendikulært på symmetriplanet

1002 gjennom cellen. Under et annet tidsintervall opphakkes skorpen i punkter som er omtrent jevnt fordelt langs badets lengdeakse, etter en linje 105, 107-117} 119 eller langs flere parallelle linjer, vanligvis to linjer 105 til 119 og 106 til 120 og derpå langs cellens annen endekant i punktene 121 til 12*+. Endelig' forskyves apparatet under et tredje tidsintervall med konstant hastighet over den sone som ble opphakket under det annet tidsintervall, idet aluminiumoksyd fordeles over dette område med konstant materialmengde pr. flateenhet.

Mens en av de nevnte symmetrisk anordnete innretninger foretar opphakning og oksydtilforsel ved punktene 101-12*+, foretar den annen av innretningene samtidig og symmetrisk lignende arbeidsoperasjoner i punktene 101-12<*>+' på motsatt side av aksen *1002.

Fordelingen av aluminiumoksyd foregår normalt med konstant materialmengde pr. flateenhet, idet fordelingsroret forskyves med konstant hastighet. Hvis dette ikke er tilfelle, utfores oksyd spredningen likevel slik at mengden av oksyd pr. flateenhet forblir konstant.

Spredningen av oksyd kan foretas når apparatet fores tilbake, etter at nevnte opphakning har vært utfort på veien frem. ,

Nevnte apparatur er montert på en bærer som er bevegelig langs badets lengderetning på en bro eller en annen foring. Denne mobile bærer er forsynt med to innretninger av den type som er vist i fig. 2 og 3} og som hver omfatter en trakt som utgjor et oksydreservoar og hvorpå det er opphengt en opphakningsanordning samt en fordelingsanordning med regulerbar avgitt materialmengde, som dog i alle tilfeller er uavhengig av oksydmengden i trakten 1 . Denne er over et boyelig ror 11 forbundet med en.oksydfordeler 2

med konstant avgitt materialmengde pr. tidsenhet. I trakten 1

er det opphengt, ved hjelp av fire isolerende forbindelser 30, to horisontale bjelker 31} 32, som hver er utstyrt med en lageropphengning, henhv. 311 og 321. Hver lageropphengning bærer en horisontal aksel 311 henhv. 322, som bærer en horisontal ramme 33 som består av to bjelker 331 og 332 som er avstivet ved tverrforbindelser. Denne ramme er forsynt med en avsats 333 på hvilken

det er dreibart opphengt en fjær 33^ for stabilisering av den masse som er dreibart opphengt på den andre side av rammen. Denne fjær er utfort slik at den ikke utforer forstyrrende svingninger.

Fordeleren 2 er opphengt i den horisontale ramme 33 ved hjelp av to par av hovedsakelig parallelle vektarmer, som er sangbart festet ved sine ender, og er parvis identiske, idet det fremre par 3^> som vender mot cellen, er lengst og det bakre par 35 er kortest. Fordeleren kan således foreta en.svingebevegelse frem og tilbake i retning av pilen 10 i en retning hovedsakelig parallelt med den horisontale ramme 335 d.v.s. perpendikulært på symmetriplanet 1002 for cellen gjennom dens lengdeakse. På akslene 361 og 371 som er fast forbundet med fordeleren 2, er det opphengt parvis fire parallelle vektarmer, idet det overste par, som. er kortest, er betegnet med 36, og det nederste par, som er lengst, bærer betegnelsen 37. Disse vektarmer er også svingbart forbundet med to aksler 362 og 372 som er fast anordnet på en hammer h som er forsynt med et spisst verktoy *+1 . Lengden av vektarmene i paret 36 og armene i paret 37 er bestemt grafisk ved prover, slik at hammeren h er Htt skråstilt i forhold til vertikalen i sin hoyeste stilling, og således at den bare svakt skråstilles under sin senkning, på en slik måte at den kan gli langs den remse som dannes av skorpen på elektrolysebadet, langs ytterveggene av karet 1000.

Forskyvningene frem og tilbake av fordeleren utfores ved hjelp av en mekanisk, hydraulisk eller pneumatisk jekk 51 > som ved en av

sine ender er oppheng; på en tapp 511 festet på rammen 335 og ved sin annen ende er svingbart festet på en annen tapp 52 på vektarmene 3^. Denne jekk er fortrinnsvis, særskilt hvis den er mekanisk, forsynt med en elastisk innretning som muliggjor glidning av verktoyet M på hammeren h langs skorpestrimmelen. Bevegelsene opp og ned av hammeren h utfores ved hjelp av en jekk 52, som ved en av sine ender er svingbart festet til en tapp 521 på vektarmene 36, og ved sin annen ende til en tapp 522 på en stotte 38 som er

fast anordnet på fordeleren 2. Vektarmene i paret 3*+ er lengre enn armene i paret 35? idet deres lengder er bestemt grafisk ved passende prover slik at, under påvirkning av jekken 51 mens jekken 52 hele tiden befinner seg i samme stilling, ytterenden av verk-

toyet <1>+1 beskriver, under opphakningen langs cellens endekant,

stort sett en rett horisontal linje, eller nærmere bestemt en kurve som tangerer horisontalen nær midten av opphakningss onen ved cellens ende.

Hammerens likevekt under bevegelsen sikres av en balanseringsinnretning 6 som har som oppgave å holde anordningen i indifferent likevekt. Denne balanseringsinnretning, som kan være en fjær, et pneumatisk stempel, en motvekt etc. er svingbart forbundet med den ene side til en tapp 561 festet på rammen 33 °& me<i den annen side til en tapp 562 montert på en vektarm 391. Denne er del av en sammenstilling 39 av to vektarmer 391 og 392 som er innbyrdes svingbart forbundet ved 393? idet vektarmen 391 ved sin annen ende er svingbart forbundet med rammen 33 og vektarmen 392 vedxsin frie ende er dreibart festet til stotten 38 ved 395. Balanserings-innretningen er i nbytral stilling, d.v.s. i hvilestilling, når det foreliggende svingende system befinner seg i en midtstilling, d.v.s. en stilling der tyngdekraften ikke kan bevege systemet. Denne balansering er nodvendig for å muliggjore en tilstrekkelig sterk deaksellering av svingningene i foæLiggende system, og folgelig en tilstrekkelig noyaktighet av verktoyets stilling under bevegelsen av hammeren.

Oksydfordeleren 2 omfatter et fordelingslegeme 21 og minst en

rotor 22 som utgjores av blad 221 :til 22*+ montert på en stamme tilsluttet en sammenstilling av motor og reduksjonsbrev eller en hydraulisk motor 2*+1 , hvis hastighet kan reguleres f .eks. ved hjelp av et reduks jonsdrev med innstillbar hastighet, eller ved innforing av en justerbar reguleringsventil i tilforselskretsen til vedkommende hydrauliske motor. Det er likeledes mulig å forbinde akslen 2h, over en mellomliggende kobling, til den motor som bevirker forskyvning av hele innretningen langs cellen. Det vil også være klart at den elektro-mekaniske innretning kan gjore samme nytte.

I det utforelseseksempel som er vist i fig. k og 5? er fordeleren oppbygget i to etasjer, idet fordelingslegemet 21 er oppdelt i to kammere adskilt ved en skillevegg 211 som står stort sett perpendikulært på akslen 2h. Åpningene 212 som er anordnet i denne skillevegg, muliggjor passasje av aluminiumoksyd fra det overste kammer til det underliggende kammer.

Det overste kammer omslutter en forste rotor 22 som er forsynt med fire blad 221-22'+, mens det nederste kammer omslutter en annen rotor 23 som er forsynt med blad 231 til 23*+. Disse åtte blad er festet på en og samme stamme som danner en åsel 2*+, som drives av motoren 2*+1 som beskrevet ovenfor.

Fordelerlegemet 21 omfatter et innlopsror 213 ved inngangen til

det overste kammer og et utlbpsror 21 5 ved utgangen fra det nederste kammer. Et avstovningsror 21*+ er likeledes anordnet ved siden av inngangsroret til det overste kammer, idet et sådant ror alltid er nbdvendig hvis aluminiumoksydet transporteres, slik som det er vanlig i flytende form. Skrånende sider 216 i det.overste kammer og 217 i det nederste kammer, letter gjennomstromningen i fordeleren.

Utlopsrbret er forbundet med et fordelingsror 12 for aluminiumoksydet, og som er anordnet nær og litt bakenfor skorpebryter-hammeren på en slik måte at den stilling av jekken 51 som tilsvarer avgivelse av oksyd, er identisk med en stilling av hammeren.

Virkemåten for foreliggende apparat er innlysende. Sammenstillingen anbringes forst ved enden av den celle som skal opphakkes og for-synes med oksyd etter at de to jekker 51 og 52 er innstilt i utgangsstilling. Derpå påvirkes jekken 51 slik at hammeren <*>+ plasseres over det forste punkt 101 som skal opphakkes, ved forskyvning i retning av pilen 10. Jekken 52 påvirkes så slik at verktoyet *+1 på hammeren treffer den oksydskorpe som dekker cellen,

og hammeren trenger ned i denne ved at jekken påvirkes hele tiden i samme retning. Når punktet 101 er opphakket, stanses hammeren *+

og jekken 52 tilbakestilles i utgangsstillingen. Jekken 51 påvirkes nå slik at hammeren <*>+ forskyves til en stilling over det annet punkt som skal opphakkes, og selve.pakningsprosessen utfores som angitt ovenfor. Man fortsetter så på samme måte til den hele opphakning langs cellens endekant er fullfort..

Etter opphakning i det siste punkt 10*+, d.v.s. det punkt som ligger nærmest det aksiale longitudinalplan 1002 for cellen, tilbakeføres hammeren h i hevet stilling ved tilbakestilling av jekken 52. Jekken 51 tilbakestilles også med en hastighet som tilsvarer den longitudinale hastighet av apparatet under oksydspredningen i det tidligere angitte tredje tidsintervall, samtidig som fordeleren 2 aktiveres under bevegelsen. Bevegelsen av vektarmene og rotasjonen av fordeleren stanses når jekken befinner seg i en stilling som tilsvarer en posisjon av hammeren over det forste opphakkete punkt 101 ved endekanten av cellen.

For utforelse av nevnte arbeidsoperasjon urder det annet tlds-

, intervall, forskyves apparatet parallelt med cellens lengdeakse

til hammeren h befinner seg rett over det påfolgende punkt 105 som skal opphakkes, hvoretter pakningen utfores som ovenfor angitt. Opphakningen langs lengdeaksen kan utfores langs en eller flere linjer, vanligvis to linjer. I det forste tilfelle anvendes ikke jekken 51 i det hele tatt under arbeidsoperasjonen, idet punktene 107 til 117, 119» 121 opphakkes- etter hverandre i angitt rekkefolge ved forskyvning av hele apparatet. I sistnevnte tilfelle påvirkes jekken 51 etter opphakning av punktet 105, således at punktet 106 på den annen linje kan opphakkes. Denne linje er allerede innledet med punktet 102. Jekken 51 tilbakestilles så til sin tidligere stilling, og apparatet forskyves mot hoyre til det påfolgende.punkt 107. Arbeidsoperasjonen fortsetter så på denne måte.

Opphakningen langs lengdeaksen fortsetter således til de siste punkter 119 og eventuelt 120 er opphakket, hvorpå opphakningen langs den annen -endekant tar til, hvorunder punktene 121 til 1 2h behandles slik som forklart ovenfor i forbindelse med den forste endekant.

Man overgår så til den arbeidsoperasjon som utfores under det tredje ovenfor angitte tidsintervall. Hammeren h plasseres da i hevet stilling ved tilbakeføring av jekken 52, fordeleren 2 settes så i gang, idet jekken 51 tilbakestilles med en hastighet lik den som ble angitt i forbindelse med oksydspredningen langs den forste sidekant. Jekken 51 stoppes når den befinner seg i den stilling som tilsvarer en plassering av hakken over det forste opphakkete punkt ved endekanten under det annet tidsintervall. Apparatet settes så i kontinuerlig bevegelse langs lengdeaksen, med konstant hastighet i motsatt retning av bevegelsesretningen under opphakningsprosessen. Når det når frem til den ende av cellen som allerede ble behandlet under det forste tidsintervall, stoppes rotasjonen av fordeleren 2. Hele den sone som ble opphaklet under det annet tidsintervall er derved dekket med aluminiumoksyd. Apparatet plasseres så på riktig plass over endekanten av den påfolgende celle som skal tilfores aluminiumoksyd.

Det vil bemerkes at ved hver opphakning, det aluminiumoksyd som

ble tilfort ved den nærmest foregående arbeidsoperasjon, fores ned i badet. Man er således ikke absolutt herre over den mengde av aluminiumoksyd som blandes med badet under hver arbeidsoperasjon, men middelverdien av denne mengde er naturligvis lik den material-kvantitet som tilfores under hver sådan operasjon, så sant antallet og fordelingen av opphakningspunktene er riktig fastlagt.

Det er fordelaktig å forbinde jekken 52 og hammeren pneumatisk eller hydraulisk i parallell, idet ved eksitering av nevnte parallellkrets jekken 52 forst settes i bevegelse, hvilket bare krever et svakt trykk, og hammeren forst settes i gang når den når frem til skorpen som således stopper den videre bevegelse av jekken.

Det er likeledes mulig å oppnå det samme resultat ved å forsyne verktoyet Ul på hammeren med en mikrokontakt som setter i gang hammeren så snart som, under påvirkning av en motstand som opptrer ved spissen av verktoyet, dette skyves inn i verktoyholderen på hammeren h.

Den beskrevne fremgangsmåte for tilforsel av oksyd sikrer en jevnere og mer homogen matarialtilforsel enn de tidligere kjente fremgangsmåter, hvorved cellens arbeidseffektivitet okes.

Det ovenfor beskrevne apparat monteres i en automatisk maskin som er anordnet for materialtilforsel til en rekke celler som er plassert ved siden av hverandre.

Den bevegelige bærer som ble nevnt i den generelle beskrivelse av apparatet, bor tilpasses det elektrolyserom den skal arbeide i. Betjening av celler som er anordnet ved siden av hverandre, krever en dobbelt bevegelse, nemlig en forskyvning perpendikulært på cellenes lengdeakse ved forskyvning av apparatene fra en celle til en annen, og parallelt med den akse under oksydtilforselen til hver celle. I det beskrevne eksempel utfores den førstnevnte bevegelse av en lopekran 7 som spenner seg over hele oéllerekken, mens den annen bevegelse utfores av en vogn 6 som kan bevege seg på skinner anordnet på lopekranen, idet denne vogn bærer to identiske innretninger av den type som er vist i fig. 2-5, og som er anordnet symmetrisk i forhold til det vertikale symmetriplan 700 for lopekranen. Dette plan vil under oksydtilforselen til de enkelte celler falle sammen med det longitudinale symmetriplan 1002 for vedkommende celle.

Lopekranen 7 omfatter en vertikal soyle 71 som er forsynt med hjul

72 med kompakte eller luftfylte dekk. Denne soyle bærer ved sin overste del en horisontal tverrbjelke 7*+ som er dannet av fire langstrakte vinkeljern 7<*>+1 til 7V4, som er sammenfbyet ved plater 7*+5 til 7<*>+9• Denne tverrbjelke bærer en rullebane 73 som omfatter to skinner 731 og 732. Ved den ende som vender bort fra den vertikale soyle 71» er tverrbjelken 7^ forsynt med en bevegelig bærer 75 forsynt med to boggier 750 og 751, som hver omfatter minst en trinse 752, henhv. 753? som kan rulle på en skinne 758 festet til veggen 81 i elektrolysehallen. Tverrbjelken bærer ved den ende som vender mot boggiene 750, 751, et reservoar for trykkluft 76O. Det bor bemerkes at det er viktig med en tilstrekkelig stor avstand mellom de to boggier 750 og 751, for å

oppnå stor stabilitet og tilstrekkelig foringsnoyaktighet for lopekranen. Denne foringsnoyaktighet sikres ytterligere ved hjelp av trinser 7"51+ og 755 med vertikale akser, og som ligger an mot sidene av skinnen 758. Vognen 6 omfatter en ramme 61 som utgjores av I- eller U-jern med mange tverrforbindelser. Denne ramme er forsynt med fire hjul 621 til 62*+. Traktene 1 for aluminiums oksyd er fast forbundet med denne ramme ved hjelp av festejern 63. I motsetning til tidligere kjente apparater, omfatter ikke lopekranen 7 verken ledninger for trykkluft eller elektriske kabler som rulles ut eller opprulles på spoler under dens bevegelse over

cellene i den rekke som skal betjenes. Den elektriske strøm-forsyning foregår ved hjelp av luftledninger og gdidékontakter, mens tilforselen av trykkluft skjer over automatiske avtagninger som er anordnet på' veggen 81 i elektrolysehallen.

Den horisontale bjelke 7h er utstyrt med et inntak 76 for trykkluft og som sikrer tilforsel til reservoaret 76O hver gang lopekranen 7 befinner seg i arbeidsstilling over en celle. For dette formål bærer veggen 81 en ledning for trykkluft 82, og som er forbundet, rett ut for hver celle, med et stumpkonisk munnstykke 821 over en mellomliggende automatisk ventil 822. På den horisontale tverrbjelke befinner det seg en ledningskontakt 761 som er innrettet for å passe tett sammen med det stumpkoniske munnstykke 821. Denne ledningskontakt er forbundet med reservoaret 76O over et boyelig ror 762, idet nevnte kontakt bæres av en stotteanordning 763, hvis fri ende er dreibart forbundet med enden av en vektstang 76,<i>+, hvis annen ende, som utgjor det faste punkt er svingbart forbundet med et punkt på den horisontale tverrbjelke 7^5 hvorved et mellomliggende punkt på vektarmen er dreibart forbundet med enden av jekkstangen for en jekk 53• Når denne jekk har stangen inntrukket, er forbindelseskontakten 761 trukket bort fra munnstykket 821 således at ingen forbindelse opprettes. Når jekkstangen' i jekken 53 er uttrykket, befinner kontakten 761 seg i en fremskutt stilling og slutter seg om munnstykket 821 når dette befinner seg på samme linje. En fjær 766 holder forbindelseskontakten slik at det bare tillates en svak tverrforskyvning. En enveisventil 767 forer trykkluften til reservoaret og stenger seg selv når forbindelseskontakten ikke er tilsluttet munnstykket. Tilslutningen av forbindelseskontakten til munnstykket styrer åpningen av ventilen 822.

Tilforselen av elektrisk strom foregår over tre luftlednings? 831 til 833j som er isolert fra omgivelsene ved en isolator 830 og innbyrdes ved hjelp av isolatorene 836 og 837' To andre luftledninger 83*+ og 835? som er isolert ved hjelp av isolatorene 838 og 839 tjener til overfbring av alarmsignaler, slik som det vil bli forklart i det folgende: Bæreanordningen 75 bærer glidekontakterie 77^- 775 for uttak av strom fra de respektive luftledninger 831 til 835. Trutene 1 kan fylles med aluminiumoksyd ved fylnings-stasjonen 8*+ som er anordnet med jevne mellomrom langs veggen 81 . Hver sådan stasjon omfatter to identiske innretninger, en for hver beholder, og som er anordnet symmetrisk i forhold til det longitudinale symmetriplan for en celle, slik at fylningen kan foregå når maskinen er anbragt på plass for oksydtilforsaL til nevnte celle, uten at lopekranen behover å forflyttes spesielt for dette formål. Det kan videre angis at det kan være passende å anordne en sådan fylningsstasjon for hver 6. til hver 30' celle, skjont disse verdier bare må betraktes som en ledetråd.

Hver av de innretninger som utgjor stasjonen 8h, omfatter et fast tilforselsrbr 8<*>+1 for oksyden, og som ved sin ene ende er tilsluttet til et ikke vist reservoar med stor kapasitet, og hvis annen ende er forbundet med et fast sammanfbyningshode 8*+2, som er tilsluttet over et boyelig ror, til en leddforbindelse 8M+, som på sin annen side, over et mellomliggende ror 8<*>+5j er tilsluttet et bevegelig hode 81+6, hvorfra aluminiumoksydet kan uttbmmes i trakten 1. En jekk 5^, som på den ene side er forbundet med det faste hode 8h2 og på den annen side med roret 8*+5, muliggjor en svingning av det sistnevnte rundt leddforbindelsen 8hh. Det bevegelige hode 8V6 utgjor et kontaktelement som er innréttet for å passe sammen med et tilsvarende element 13 på trakten 1.

Apparatet er utstyrt med et styrende programverk, hvorved hver operasjon igangsettes av en eller flere stillingsdetektorer, som angir om alle vedkommende organer befinner seg i den onskede stilling for utforelse av den operasjon som skal foretas.

Lopekranen 7 er utstyrt med stillingsdetektorer, nemlig detektorene 781 og 782 for innstilling av den noyaktige stilling for lopekranen, detektoren783 ved begynnelsen av sonen, og som eksiteres når maskinen befinner seg i hvilestilling, f.eks. ved enden av elektrolysehallen, detektoren 78*+ for cellene, og som er plassert ved siden av en fylningsstasjon for oksyd, detektoren 785 ved siden av sonen, som eksiteres når maskinen fores bortenfor den siste av de celler som skal betjenes, samt detektorene 786 og 787 for helling av cellene. Rett ut for hver celle er veggen 81 utstyrt med en metallisk stav 851 j innrettet for å eksitere detektorene

781 og 782, og hvis lengde er akkurat tilstrekkelig for å tillate

samtidig eksitasjon av de to detektorer. Videre er det til veggen festet en utstikkende stang 856 innrettet for å eksitere detektorene 786 og 787? samt en detektor 860 for maskinens posisjon,

idet denne detektor er innrettet for å eksiteres av en stav 790

som bæres av maskinen. Veggen 81 bærer også, vendt mot maskinens hvilestilling, en stav 853 som er innrettet for å eksitere detektoren 783, samt bortenfor den siste celle som skal behandles av maskinen, en ytterligere stav 852 innrettet for å eksitere detektoren 785.

Den horisontale tverrbjelke 7*+ bærer, som angitt i fig. 7, fem stillingsdetektorer, nemlig 791 som eksiteres når vognen 6 befinner seg i beredskapsstilling ved den ende av bjelken som ve-ider bort fra veggen~81, 792 som eksiteres når vognen befinner seg i stilling for å begynne opphakningen, hvilket vil si i stilling over endekanten av vedkommende celle, rett ovenfor punktene 101-10*+; 793

som eksiteres når vognen befinner seg ved slutten av opphakningen, hvilket vil si ved den ende av cellen som vender mot veggen 81 ,

og rett ovenfor punktene 121 til 12<*>+, og til slutt79^ som eksiteres når vognen befinner seg i den stilling hvor oksydfordelerne 2 skal stoppes ved slutten av materialspredningen. Det er også vist en annen detektor 795 som eksiteres når vognen befinner seg i stilling for påfylling av beholderne. Vognen 6 er utstyrt med en stav eller skive 651 for eksitasjon av alle disse detektorer.

Stillingen for den innretning som omfatter hammeren *+ og sprede-roret 12, over cellen eller forskjovet bort fra cellen (fig. 10) styres av stillingsdetectorer som er montert på en stbtte 339 og som kan eksiteres av et metallstykke 3^0 som er festet på vektarmene 3<*>+ idet disse detektorer omfatter en detektor 3*+1 som tilsvarer den stilling hvorfra innretningen skal fores bort fra cellen,en detektor 3^2 som tilsvarer opphakning langs cellen fremfor anodene, pluss et visst variabelt antall detektorer som tilsvarer de for-skjellige opphakningsstillinger for hammeren *+ langs cellens akse, samt, hvis man onsker at opphakningen i lengderetningen skal utfores langs to linjer, en detektor 3<*>+3 som tilsvarer den annen linje, idet den nevnte detektor 3*+2 tilsvarer den forste linje, som ligger ytterst. Det foreligger også et visst antall detektorer som anvendes bare under opphakningen langs cellens endekanter, f.eks. to detektorer 3V+ og 3^5* Det er mulig å gjore plasseringen av disse detektorer regulerbare, bortsett fra detektoren 3*+1 som det ikke foreligger noen grunn til å forskyve. På fig. 11 er det vist en sliss 3^6 som gjor det mulig å bevege disse detektorer.

Innstillingen av hammeren h i den hevede stilling, d.v.s. i hvile-stillingen, eller dens nederste stilling, d.v.s. i stilling for opphakning av badet, utfores av to stillingsdetektorer, nemlig en detektor 381 for den hevete stilling og en detektor 382 for den nedre stilling, og som begge er fast forbundet med fordelerlegemet 21. Disse detektorer kan eksiteres av en plate eller stav 380, som er montert på vektarmene 36 for opphengning av hakken.

Lopekranen 7 og vognen 6 er hver drevet av en motor som kan gis

to hastigheter, nemlig en hurtig og en langsom hastighet.

Arbeidsfunksjonen og virkemåten for maskinen vil bli forklart i

det folgende:

I hvilestilling befinner maskinen seg i beredskap for eksempel ved en ende av elektrolysehallen. Detektoren 783 ved begynnelsen av arbeidssonen er således eksitert av staven 853? som er anordnet på veggen 81 og vendt mot maskinens hvilestilling. Vognen 6 befinner seg likeledes i sin hvilestilling, ved enden av den horisontale tverrbjelke yh rett over den vertikale soyle 71? hvorved staven 651 eksiterer stillingsdetektoren 791. Endelig befinner hammeren h seg i hevet stilling, slik at detektoren 781 er eksitert av staven 38O. Den samtidig oppfyllelse av disse betingelser, gjor det mulig å sette igang maskinen med hoyeste hastighet mot cellene. Detektoren 783? som har som oppgave å stanse maskinen i hvilestilling og forhindre dens videre bevegelse i retning bort fra cellene, er herunder ikke lenger eksitert og innvirker ikke aktivt på arbeidsforlopet.

Når maskinen nærmer seg den forste celle som skal betjenes, vil staven 851 eksitere den av detektorene 781 eller 782 som den moter forst, og det vil i det folgende antas at dette er 781. Eksiteringen av detektoren 781 bevirker at maskinens hastighet innstilles på det laveste nivå, og bevegelsen med denne hastighet stopper ikke for det foreligger en samtidig eksitering av begge sistnevnte detektorer, d.v.s. når staven 851 uten å ha opphort å påvirke detektoren 781, også eksiterer detektoren 782. Det kan herunder hende at maskinen på grunn av sin treghet passerer litt forbi den tilsvarende stilling, slik at staven 851 eksiterer detektoren 782 men opphorer å påvirke 781. Dette resulterer da i at maskinen settes igang igjen med lav hastighet, men i motsatt retning, inntil begge detektorer samtidig er eksitert, og maskinen befinner seg i ubevegelig tilstand.

Samtidig eksitering av detektorene 791, 381, 781 og 782 bevirker utstotning av stempelstangen i jekken 53 og tilkoblingen av uttaket for trykkluft 821 , 761 . Etter som detektoren 3^1 er eksitert av staven 3^0, idet sammenstillingen av fordeleren 2 og hammeren h befinner seg i tilbaketrukket stilling, settes vognen 6 i gang, forst med hbyeste hastighet, og derpå etter en avdempning, ved laveste hastighetsnivå, inntil en eksitasjon av ds tektoren 792 bevirker at vognen stanser. Den befinner seg nå i riktig stilling for opphakning langs vedkommende celles endekant, d.v.s. rett ovenfor linjen gjennom punktene 101-10*+. Eksitasjonen av detektoren 792 setter likeledes igang opphakningsprosessen, idet de to jekker 51 i de to symmetrisk anordnete innretninger samtidig aktiveres og skyver ut sine stempelstenger, inntil detektoren 3<*>+2. eksiteres av platen 3*+0, hvilket stopper jekken 51 og utloser krafttilførselen til jekken 52, hvorved hammeren senkes inntil verktoyet *+1 stoter mot skorpen på badet, hvorved motstanden mot den videre bevegelse bevirker en okning av arbeidstrykket i den felles tilforselskrets for jekken 52 og hammeren h for igangsetting av den sistnevnte med opphakningen av punktet 101. Under hammerens bearbeidning av skorpen vil enhver reduksjon av den motstand verktoyet moter under nedtrengningen i skorpen, bevirke en ytterligere utpresning av stempelstangen i jekken 52. Hammeren trenger således videre nedover til den kommer gjennom skorpen, og platen 380 eksiterer detektoren 382, hvilket bevirker krafttil-førsel til jekken 52 i en sådan retning at stempelstangen trekkes inn for tilbakeføring av hammeren til hevet stilling. Da hammeren nå ikke moter noen motstand, vil arbeidstrykket synke til en verdi som bare er tilstrekkelig for å aktivere jekken 52, slik at hammeren stopper sine hakkebevegelser. Når platen 38O eksiterer detektoren 381, stoppes krafttilforselen til hammeren og jekken 52. Samtidig settes jekken 51 under trykk inntil detektoren 3*+3 eksiteres, hvilket stanser jekken 51 og påvirker jekken 52 og hammeren for opphakning av punktet 102, som foregår på samme måte som beskrevet ovenfor i forbindelse med punktet 101. Arbeidsfunksjonen fortsetter på samme måte inntil detektoren 3^5 eksiteres, og opphakningen av det siste punkt ved endekanten er utfort, hvilket bevirker tilbaketrekning av hammeren inntil en eksitasjon av detektoren 3^2 og igangsetting av fordeleren 2. Aluminiumoksyd spres således over den opphakkete sone ved hjelp av utlopsroret 12 under tilbakeføring av den opphengte innretning 2, h. Eksitasjonen av detektoren 3<*>+2 bevirker stopp av fordeleren 2. Det skal bemerkes at hvis hammeren er ute av stand til å bryte gjennom skorpen, vil en tidsinnstilt innretning stoppe dens virksomhet etter en forut innstilt tid, uten å avvente eksitasjon av detektoren 382. Det skal også angis at hver bevegelse bare er mulig når de to symmetrisk anordnete innretninger på vognen, og som virker samtidig på hver sin side av symmetriplanet gjennom cellens lengdeakse, begge har avsluttet de forutgående bevegelser.

Når detektoren 3^2 eksiteres og hammeren befinner seg i hevet stilling (detektoren 381 eksitert), forskyves vognen med laveste hastighet under en tid som bestemmes av en tidsinnstillingsanordning som funksjon av avstanden til de punkter som skal opphakkes.

Vognen stoppes forst ved punktet 105» som skal opphakkes. Hvis det foretas en opphakning langs to parallelle linjer, vil en fullfort opphakning av punktet 105 bevirke krafttilfbrsel til jekken 51 > inntil detektoren 3^3 eksiteres, hvilket stopper jekken og således bestemmer opphakningspunktet 106, idet avsluttet opphakning av dette punkt fremtvinger krafttilførsel til jekken 51 slik at jekkstangen trekkes tilbake inntil detektoren 3<*>+2 eksiteres, hvilket setter igang vognen under en tid av forut bestemt varighet, slik som ovenfor angitt. Opphakningsoperasjonen fortsetter således på denne måte inntil detektoren 793 eksiteres av staven 651? hvilket fremtvinger en opphakning langs cellens annen endekant, på samme måte som ved den forste, etterfulgt av en spredning av aluminiumoksyd under tilbakeføring av den opphengte innretning 2, k. Når oksyden er fordelt langs den ende av cellen som vender mot veggen 81 , eksiteres detektoren 3<*>+2 og jekken 51 stanses og forblir i tilsvarende stilling, samtidig som vognens motor settes igang med hoyeste hastighet. Idet fordeleren 2 fortsetter å fungere, spredes aluminiumoksyd fremfor anodene langs hele langsiden av cellen.

Når detektoren 79^ eksiteres av staven 651 5 stanses fordeleren,

men detektoren er slik plassert at oksydspredningen fortsetter helt frem til enden av cellen, ved uttomning av innholdet i utlopsroret 12. Bevegelsen av vognen fortsetter imidlertid inntil detektoren 791 eksiteres, hvilket på den ene siden bevirker stopp av vognens bevegelse i den stilling som er angitt i fig. 6 og med inntrukket stempelstang i jekken 51 for eksitasjon av detektoren 3*f1 , og på den annen side inntrekning av stangen i jekken 53 5 slik at trykkluftinntaket frakobles.

Herved er de nbdvendige betingelser for bevegelse av lopekranen 7 oppfylt, idet den opphengte innretning som omfatter fordeleren 2

og hammeren k, vognen ved den ende av bjelken 7<*>+ som vender bort fra veggen 81 samt luftinntaket er frakoblet. Lopekranen igangsettes således med storste hastighet frem til den påfolgende celle, hvorved de samme arbeidsoperasjoner gjentas.

Når, etter opphakning av den siste celle i rekken,- detektoren 785 ved enden av arbeidssonen eksiteres av staven 852, vender maskinen tilbake til sin beredskapsstilling, inntil den startes på nytt av en tidsinnstillingsinnretning for en ny arbeidsoperasjon for oksydtilforsel til cellene.

Fylningspunktene for oksyd i trakten 1 er plassert slik at en påfylning kan foregå når lopekranen befinner seg rett over en av cellene i den rekke som skal betjenes. En stav 85^ befinner seg til hoyre for hver av vedkommende celler. Når detektoren 78*+ eksiteres av en av disse staver, forskyves vognen, for opphakningen og for oksydtilforsel til cellen, mot den bjelkeende som vender mot veggen 81 , inntil detektoren 795 eksiteres, hvilket utloser aktiveringen av jekken 5<*>+ forbindelse av tilslutningskontakten 8*+6 med det stumpkoniske munnstykke 13, samt tilforsel av oksyd-materialet. Hver trakt 1 er utstyrt med en nivådetektor (ikke vist) hvis eksitasjon bevirker stopp i materialtilforselen, inntrekning av jekkstangen i jekken 5<*>+?-start av vognens tilbakelop samt materialtilforsel til cellen. Det er mulig å ytterligere forbedre denne apparatur ved anvendelse av en celle-teller som teller cellene når detektorene 786 og 787 eksiteres i nevnte rekkefolge av staven 856, og teller baklengs når nevnte detektorer eksiteres i omvendt orden. Til denne teller kan også tilsluttes en manuell anvisning for de celler som skal behandles, og som gjor det mulig å bestemme at disse celler skal betjenes, idet andre utesluttes. En komparator sammenligner herunder tellerens angivelse med den manuelle anvisning, således at maskinen bare starter når det siffer som fremkommer i telleren stemmer med' det som er manuelt innstilt i anviseren. Maskinen stopper således ved de celler som er plassert ved en tilforsels-anordning for påfylling av traktene 1, uten at vedkommende celle opphakkes eller tilfores oksyd, hvis dette ikke er angitt ved den manuelle anviser.

Det er mulig å utstyre maskinen slik at den påvirkes av alarmsignaler, f.eks. fra en celle som oppviser anodeeffekt. Et alarmapparat som er felles for hele elektrolysehallen og ikke som ved tidligere utforelser er tilordnet lopekranen 7, mottar spennings-angivelser fra klemmene for hver celle. Når denne klemmespenning synker under en gitt verdi, registreres nummeret for vedkommende celle i en hukommelse. Maskinen fortsetter sitt arbeide på den celle som for oyeblikket betjenes, men når dette arbeide er avsluttet og maskinen er klar for å bevege seg til neste celle, oppfanger den over luftledningene 83^ og 835 et alarmsignal. Alarm-apparatet mottar, takket være detektoren 860, opplysning om nummeret på den behandlete celle; og ved sammenligning av dette nummer med nummeret for cellen som oppviser anodeeffekt, bestemmer det bevegelsesretningen av maskinen for å fore den til denne celle,

idet en bevegelse fremover forandres til en bevegelse bakover i tilfelle cellen med anodeeffekt befinner seg på tilsvarende side av vedkommende celle som fungerer normalt. Apparatet forskyves så med storste hastihet inntil det cellenummer som angis av detektoren 860 er identisk med det nummer som foreligger i nevnte hukommelse. Denne celle behandles så slik som angitt ovenfor, og maskinen gjenopptar ikke sitt normale arbeid for den har behandlet alle de celler hvis nummer er registrert i hukommelsen. Det normale arbeid gjenopptas på det punkt hvor det ble avbrutt av alarmsignaler, idet det i hukomæLsen ble registrert, i alarmbyeblikket, nummeret på den

sist behandlete celle under maskinens normale arbeidsforlop. Styrekretsene, som i og for seg er kjent, er ikke beskrevet, da de tilsvarer de som er beskrevet i ansokerens norske patentskrift nr.112.885-

Claims (5)

1. Fremgangsmåte for tilforsel av aluminiumoksyd til en elektrolysecelle for smelteelektrolytisk fremstilling av aluminium, idet den faste skorpe som dekker cellen, opphakkes for tilfort aluminiumoksyd fordeles over det opphakkete område, og hver sådan opphakningd-og fordelingsoperasjon utfores samtidig over to områder som ligger symmetrisk i forhold til vertikalplanet gjennom cellens lengdeakse, karakterisert ved at, under et forste tidsintervall, skorpen opphakkes i omtrent jevnt fordelte punkter 101-10*+ langs cellens ene kortside og tilfort aluminiumoksyd derpå fordeles kontinuerlig langs denne side; hvoretter, under et annet tidsintervall, skorpen opphakkes i omtrent jevnt fordelte punkter, foæt langs cellens langsider (105-119) og derpå langs den andre kortside (121-12<*>+); og tilslutt under et tredje tidsintervall, tilfort aluminiumoksyd fordeles kontinuerlig over det område som ble opphakket under det annet tidsintervall; idet aluminiumoksydet fordeles med konstant aluminiumoksydmengde pr. flateenhet langs alle nevnte opphakkedé områder.

2. Apparat for utforelse av den fremgangsmåte som er angitt i krav 1, og som omfatter en bærer som er bevegelig langs cellen i dens lengderetning og er forsynt med, symmetrisk montert om cellens lengdeakse, to identiske innretninger som hver omfatter en skorpebryterhammer, en trakt for aluminiumoksyd samt et tilfbrselsror for fordeling av oksydet, karakterisert ved at trakten (1) er forbundet med tilforselsroret (12) over en mellomliggende fordeler (2), innrettet for jevn fremmatning av aluminiumoksyd, og som omfatter et fordelingslegeme (21), minst en rotor (22) som er utstyrt med utstikkende blad (221 til 22*+) , montert på en stamme (2<*>+) som er tilkoblet en motor (2*+1) med stort sett konstant hastighet, uavhengig av belastningen, idet oksydfordeleren er dreibart opphengt i to par hovedsakelig parallelle vektarmer (3^ og 35) dreibart montert ved sine andre ender på en horisontal bjelke (33) som er festet, til trakten (1), og det fremre vektarmpar (3*+) j som vender mot cellen, er lengst; samt at hammeren ( k) på sin side er dreibart opphengt i to andre par av stort sett parallelle vektarmer (36) og (37) , som er dreibart festet på fordeleren (2) ved sine andre ender, idet det nederste par (37) er lengre enn det overste par (36); hvorved en forste jekk (51) er anordnet for vinkelf orskyvning av de forste vektarmer (3*+) og (35)» og en annen jekk (52) er anordnet for vinkelforskyvning av hammerens vektarmer (36), (37) 5 idet de forste og andre jekker (51 , 52) , de to bryterhammere (*+) og fordelerne (2) i de to identiske innretninger, hver for seg er forbundet i parallell.

3. Apparat som angitt i krav 2,karakterisert ved at den horisontale ramme (33) er opphengt i to horisontale aksler (312, 322) som hver bæres av en horisontal bjelke (31 ) , (32) opphengt i trakten (1) ved hjelp av isolerende forbindelser (30). k.

Apparat som angitt i krav 3»karakterisert ved at den horisontale ramme (33) bærer en fjær (33M for stabilisering av den samlede opphengte masse, og som er svingbart forbundet på sin ene side med denne samt på sin annen side med bjelken (31.)..

5. Apparat som angitt i krav 2-*+, karakterisert ved at en balanseinnretning (56) for fremforingsbevegelsen av hammeren (*+) og som er svingbart forbundet på sin ene side med rammen (33) og på sin annen side med en vektarm (391) , dreibart forbundet med en annen vektarm (392) , som selv er dreibart opphengt på fordeleren (2).