NO168666B - Opphengingsinnretning for en kompakteringsmaskin samt anvendelse derav - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en opphengingsinnretning for kompakteringsmaskiner, såkalte vibrokompaktorer, spesielt men ikke utelukkende egnet for bruk ved fremstilling av blokker, anbragt på et vibrerende bord båret av en tung masse, generelt av betong, ved hjelp av dempere av hvilke minst en del er dannet av oppblåsbare pneumatiske puter ved kontrollert trykk, karakterisert ved at de pneumatiske puter, med Justerbar stivhet, er istand til å regulere vibrasjons-betingelsene for blokkompakteringen uavhengig av vibrasjonsbordet som er utstyrt med midler for å detektere kollaps av bordet og midler for å avbryte vibrasjonen i tilfelle kollaps.

Oppfinnelsen angår også anvendelsen av en slik innretning for kompaktering av karbonholdige blokker

De fleste moderne installasjoner for fremstilling av aluminium ved bruk av Hall-Héroult-prosessen anvender på forhånd brente anoder. Disse fremstilles ved tilforming ved ca. 120-160°C av en karbonholdig pasta som dannes ved å blande knust koks og bek ved ca. 120-200°C.

Kvaliteten av anodene spiller en vesentlig rolle når det gjelder tilfredsstillende drift og når det gjelder økonomi i prosessen og fagfolk på området søker stadig å forbedre anodens karakteristika, spesielt ved å øke deres elektriske konduktivitet (og derfor det totale energiutbyttet av elektrolysen), samt deres kompakthet og derfor deres drifts-levetid. Således er anodebytte, selv når det er mekanisert og automatisert, fremdeles et delikat tema og forårsaker lokale forstyrrelser i den elektriske og termiske likevekt i tanken.

Den fremgangsmåte som hyppigst er brukt for å forme anodene er vibrokompaktering. Denne fremgangsmåte kan også benyttes for å forme andre typer karbonholdige blokker: katodisk foringsblokker for elektrolysetanker for Al eller elektroder for smelte-, elektrometallurgiske og andre formål.

Den karbonholdige pasta som oppnås fra blanderen ved en temperatur av ca. 120-200°C tilføres til formen hvis bunn dannes ved hjelp av et vibrerende bord og der veggene i det minste delvis kan fjernes for å trekke av den ferdige karbonholdige blokk mens toppen tildannes ved hjelp av et tungt lokk hvis mønster på den undre overflate (formpres-sing) forårsaker forming av den øvre del av anoden: avskårne vegger eller hjørner, forksjellige sporkonfigurasjoner, tette hull for suspensjonsstaver osv.

Bærerbordet bringes til vibrasjon ved hjelp av midler som i de fleste tilfeller tilveiebringes ved to rotasjonsaksler med en eksentrisk ubalanse. Vibrasjonskomponenten er i det vesentlige vertikal ved en frekvens på noen titalls hertz og med en amplityde som kan være opptil noen titalls mm. Vibreringsbordet bæres av en tung betongmasse ved hjelp av et antall fjærer.

En opphenging av vibrokompaktoren ved hjelp av fjærer er ikke helt og holdent tilfredsstillende. Spesielt gjør følgende innvendinger seg gjeldende: a) den er ikke kontrollerbar. For således å være i stand til å fange opp variasjonene til vekten av pastaen eller formen når man fremstiller karbonholdige blokker med forskjellige formater på samme bord, eller variasjoner av pastaens karakteristika med på tiden kan operatøren kun variere rota-sjonshastigheten for den eksentriske ubalanse; b) den er ikke perfekt balansert, enten fordi fjærene ikke har lik stivhet eller høyde, befinner seg i opprinnelig tilstand, eller fordi deres stivhet endrer seg med tiden; c) de gir ikke en tilstrekkelig vibrasjonsisolasjon i forhold til omgivelsene.

Den fra FR-A 2 238 872 kjente løsning som består i, til elastomerdemperene, eller til fjærdemperene, å tilordne pneumatiske støtter som er anordnet inntil og paralelt med demperene for å korrigere belastningsubalanser ved inn-stilling av lufttrykket i de pneumatiske støtter, fører ikke til at man detekterer svakhetene i selve de pneumatiske støtter.

Gjenstand for foreliggende oppfinnelse er en ny type fjærende oppheng for vibrokompaktorer som er basert på bruken av pneumatiske puter med justerbart trykk, helt eller delvis som erstatning for de fjærer som vanligvis brukes som suspen-sjons- og vibrasjonsdempende elementer mellom det vibrerende bord og betongmassen.

I henhold til dette angår foreliggende oppfinnelse en opphengingsinnretning for en kompakteringsmaskin for karbonholdige blokker, av vibrokompaktortypen, der massen av karbonholdig pasta som skal formes, og som innføres i en form, er anordnet på et vibrerende bord båret av en tung masse, generelt av betong, ved hjelp av dempere, og innretningen karakteriseres ved at minst en del av demperinnretningene er dannet av oppblåsbare pneumatiske puter omfattende midler for detektering av en senking av det vibrerende bord samt midler for å avbryte vibreringen i tillfelle senking av det vibrerende bord.

Figurene 1 til 5 skal illustrere oppfinnelsen.

. Fig. 1 viser den kjente teknikk og hithenter den generelle struktur av en vibrokompaktor i vertikalsnitt.

Fig. 2 viser den samme vibrokompaktor tilpasset med pneumatiske puter ifølge oppfinnelsen. . Fig. 3 viser en detalj ved montering av en pneumatisk pute. . Flg. 4 viser en alternativ form for oppfinnelsen der et visst antall puter er erstattet med fjærer eller elastiske bærere. . Fig. 5 viser fordelingen av putene under vibrasjonsbordet (vist sterkt skjematisk).

Vibrokompaktoren 1 omfatter konvensjonelt en parallellepipe-dlsk form tildannet av to fjærnbare tverrvegger 2 og to langsgående vegger som ikke kan sees i det viste snitt. Formbunden utgjøres av det vibrerende bord 3 i seg selv som under påvirkning av en motor forbundet til to aksler med en eksentrisk ubalanse, gies en vibrasjon med en i det vesentlige vertikal komponent med en frekvens på 100-300 hertz og med en amplityde som kan gå opp til 40 mm. Den naturlige frekvens for vibrasjonen i kompakteringsmaskinen er vanligvis mellom 2 og 20 hertz.

Lokket 4 som har relativt høy vekt (for eksempel 2-4 tonn) sørger både for kompaktering av det karbonholdige materiale på grunn av sitt moment og også å forme toppen av anoden 5 med avskårede vegger eller hjørner 6, suspensjonssavtet-ningsplugger 7 og forskjellige sporkonfigurasjoner.

Etter formingen og deretter avløfting av veggene 2 blir anoden 5 fjernet ved hjelp av jekken 8 i retning av valse bordet 9 mot brennovnen eller mot en midlere lagringslokali-sering. Vlbreringsbordet 3 bæres av et antall fjæreviklinger 10 på en betongmasse 1 som ofte i seg selv er isolert fra bakken ved hjelp av et elastisk suspensjonsarrangement for å redusere så mye som mulig av vibrasjonstransmisjon til omgivelsene.

Ifølge oppfinnelsen består fjærene 10 helt eller delvis av oppblåsbare pneumatiske puter 12.

Den utførelsesform som er vist i fig. 2 benytter puter eller rør som tildannes av to metallplater 13A og 13B som er forbundet ved hjelp av et elastomerdlafragma 14. Platen er utstyrt med 4 skruegjengede elementer for å sørge for fiksering. En av platene, i det viste tilfellet plate 13B, har en oppblåsningsmunning 15.

Ved en utførelsesform som er vist i fig. 2 er fjærene erstattet med 18 puter.

Av sikkerhetsgrunner er fluidkretsene for putene 12 ikke alle forbundet i parallell. Det er foretrukket at de er forbundet på en slik måte at det ved fluidkilden, enten individuelt eller i form av et antall grupper som mates separat fra en trykkbeholder på noen få bar (for eksempel 2 til 8, noe som vil si ca. 0,2-0,8 MPa) med et mønster av fordelings- og isoleringsventiler og med muligheten for parallellforbindelse med det hele for å gi samtidig oppblåsing til et identisk trykk; gruppene isoleres så og trykket overvåkes ved manometre 22 som omfatter midler for å gi varsel om ethvert trykkfall.

Putene 12 er montert med oppblåsningsmunninger 15 anbragt på kanten av det nedre bord slik at den pneumatiske krets 17 underkastes en minimal vibrasjonsmengde.

Tatt i betraktning de involverte masser, 10 til 30 tonn, og kreftene som skyldes vibrasjonene, er det nødvendig å sikre sikkerhetsakspektet for vibrokompaktoren i tilfelle sammenbrudd av de pneumatiske puter (tilfeldig punktering eller brudd).

For å forhindre en generell punktering som antydet ovenfor, er det hele oppdelt i et antall grupper. De er forbundet parallelt til en mellomliggende tank 26 under oppblåsningsfasen; således oppblåses alle puter til samme trykk.

Den mellomliggende tank er forbundet med en fluid-trykkilde som for eksempel en trykkluftflaske 23.

Når putene blåses opp, blir gruppene isolert ved å arbeide med elektrisk drevne ventiler.

Det er mulig å ta sikte på å holde gruppene i parallelt forhold under operasjon av apparaturen. I dette tilfelle vil putegruppene isoleres kun når det oppstår en lekkasje som detekteres ved hjelp av trykkmålingsinnretninger.

I tillegg reagerer fire detektorer 18 som befinner seg i de fire hjørner av bordet, på ethvert oppstående sammenbrudd av bordet 3 og stenger automatisk motorrotasjonen med de eksentriske ubalansevekter.

Et visst antall elastiske bærere 19 er anordnet mellom de to bord for å begrense det totale sammenbrudd av bordet ved en generell punktering, noe som sikrer at putene ikke knuses under vekten av vibrokompaktoren og anoden.

Til slutt er det mulig å bibeholde et visst antall fjærer 10 i tillegg til eller for å erstatte de elastiske bærere 19, i sin tur for å unngå totalt sammenbrudd av bordet 3.

Det er også mulig at et ytterligere volum som antydet ved 25, kan skytes inn mellom den elektrisk drevne ventil og putene, formålet med dette er å modifisere det totale volum av puter og som et resultat, disses stivhet.

Baserte på de nettopp foreskrevne prinsipper ble en vibrokompaktor utstyrt ifølge oppfinnelsen med 18 elastiske puter av typen A113 fra "Firestone" med en maksimal diameter på 390 mm.

De 18 puter er montert i periferien av rammekonstruksjonen. De blåses opp til et kontrollerbart trykk på mellom 0,4 og 0,8 MPa. Når det gjelder trykklufttilmatning, er de spaltet i fire grupper på fire, pluss en gruppe på to som er anordnet symmetrisk, se fig- 5.

Som antydet ovnfor er oppblåsningsmunningene 15 anordnet på de nedre bord. Putene i hver gruppe er forbundet ved hjelp av rør av en polymer av polyamidtypen, for eksempel "Rilsan", med messingkoblinger. Hver av de fem grupper er forbundet ved hjelp av ventiler 21 til den felles mellomliggende tank 26 som i sin tur er forbundet med trykkluftkiIden via ventilen 20. Disse ventiler tillater at følgende trinn kan gjennom-føres : oppblåsning parallelt av hele antallet puter til et

kontrollert trykk,

- isolering av de fem putegrupper,

- spyling eller delvis tømming av en gruppe puter uavhengig av de andre ved hjelp av de elektrisk drevne spyleventiler 24.

Hele systemet kan forbindes med trykkluftnettverket i fabrikken med en kompressor eller en flaske 23 med trykkluft, idet det luftvolum som er involvert er relativt lite.

I midten av bordet ligger det åtte elastiske bærere 19 av typen "Paulstra" som gjør det mulig å forhindre totalt sammenbrudd av vibrokompaktoren og knusing av putene ved generell punktering eller brudd.

Den totale vekt av vibrokompaktoren er 13,5 tonn (lokk: 3,9 tonn, bord + anode: 9,6 tonn), hvorved belastningen pr. pute er 13,5/18 = 750 kg pr. pute. Den målte stivhet for eller opphenget er 15,8 x IO<6> Newtons pr. meter, det vil si 0,88 .IO<6> N/m pr. pute blåst opp til 7 bar tilsvarende (0,7 MPa).

Med en innretning tilpasset på denne måte ble det dannet to satser av noter med forskjellige formater.

Den følgende tabell viser forskjellene i karakteristika mellom anoder for de to satser og anodene for to ekvivalente satser fremstilt med en maskin utstyrt med fjærer (fiksert stivhet - 40.IO<6>N/m).

Tørrdensiteten defineres som den tilsynelatende densitet multiplisert med (100 - bekinnhold/100).

Bruken av foreliggende oppfinnelse gjør det mulig:

- lett å kunne regulere stivheten av suspensjonsarrangementet ved å øke eller redusere trykket hvortil putene blåses opp. Det er således letter å tilpasse stivheten til en modifi-sering av den vibrerende masse ved fremstilling av karbonholdige blokker av forskjellige formater eller til en variasjon av råmaterialene; - å oppnå en bedre avbalansering av maskinen da forskjellige puter er forbundet i parallell, noe som gjør at deres oppblåsingstrykk er identisk og stivheten i suspensjonsarrangementet er enhetlig fordelt; - å være i stand til å påvirke et sammenbrudd i en pute ved å observere trykket i kretsen; og - å begrense vibrasjonstransmisjonen til omgivelsene (funda-mentblokken) ved å translatere transmitivitetsresponstoppen mot lavere frekvenser. Således inntrer sjokkfrekvenser i en observeringssone og ikke en forsterkningssone.

Alle disse fordeler oppnås uten på ugunstig måte å påvirke kvalitetene ved materialet som fremstilles.

Claims (10)

1. Innretning for opphenging av en kompakteringsmaskin for karbonholdige blokker, av vibrokompaktortypen, der massen av karbonholdig pasta som skal formes, og som innføres i en form, er anordnet på et vibrerende bord (3) båret av en tung masse (11), generelt av betong, ved hjelp av dempere (10) og innretningen er karakterisert ved at minst en del av demperinnretningene er dannet av oppblåsbare pneumatiske puter (12) omfattende midler (18) for detektering av en senking av det vibrerende bord (3) samt midler for å avbryte vibreringen i tillfelle senking av det vibrerende bord (3).

2. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at de forskjellige puter (12) permanent er forbundet i paralell til den samme fluidkilde under kontrollerbart trykk.

3. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at de forskjellige puter (12) er forbundet i paralell under oppblåsningsfasen og isolert individuelt eller i grupper fra trykkfluidkilden.

4. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at den omfatter midler (22) for å måle trykket i hver pute (12) eller i hver gruppe puter samt midler for å signal om trykkfallet i en av putene eller gruppen av puter.

5. Innretning ifølge et hvilket som helst av kravene 2 til 4, karakterisert ved at hver pute (12) eller gruppe av puter er forbundet med fluidkilden ved hjelp av elektrisk drevne ventiler (21).

6. Innretning ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 5, karakterisert ved at den omfatter elastiske hjelpemidler som (10 eller 19) anordnet mellom det vibrerende bord (3) og den undre rammestruktur (16) hvorpå putene er festet for derved å forhindre senking av det vibrerende bord (3) i tilfelle sammenfall av putene.

7. Innretning ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 6, karakterisert ved at putene (12) er blåst opp ved hjelp av en gassformig eller et flytende fluid under kontrollert trykk.

8. Innretning ifølge krav 7, karakterisert ved at fluidkilden oppviser ett eller flere ytterligere hjelpevolumer (25).

9. Innretning ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 8, karakterisert ved at den oppviser et mellomlager (26) mellom fluidkilden (23) og ventilene (21).

10. Anvendelse av opphengingsinnretningen ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 9 for fremstilling av karbonholdige blokker som karbonelektroder (anode- katodeforinger) ment for fremstilling av aluminium ved elektrolyse.