NO820587L - Anordning for dosering av finkornet, frittloepende massegods - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en anordning for nøyaktig do-

sert tilførsel av finkornet frittløpende massegods fra en silo til en reaksjonsbeholder, særlig aluminum-oksyd fra en dags-

silo til et skorpegjennombrudd i en smelteelektrolysecelle for aluminiumfremstilling. For utvinning av aluminium ved smelte-elektrolyse av aluminium-oksyd oppløses dette i en fluorid-smelte, som for størstedelen består av kriolitt. Det katodisk utskilte aluminium samler seg under fluoridsmelten på cellens karbonbunn, hvor overfalten av flytende aluminium danner katode.

I smeiten er det ovenfra neddykket anoder, som ved vanlige fremstillingsprosesser består av amort karbon. Ved elektroly-tisk spalting av aluminium-oksyd oppstår det ved karbonanodene oksygen, som forbinder seg med karbonmaterialet i anodene til CC>2 og CO. Denne elektrolyse finner sted i et temperaturområde fra ca. 940 til 970°C.

I løpet av elektrolyseprosessen utarmes elektrolytten på alumi-..'.. • nium-oksyd. Ved en nedre konsentrasjon på 1 - 2 vektprosent aluminium-oksyd i elektrolytten inntrer det såkalt anodeeffekt, som gir til seg til kjenne ved en økning av spenningen fra f.eks. 4 - 5 V til 30 V og mer. Senest ved dette tidspunkt må da aluminium-oksyckonsentrasjonen økes ved tilsats av ny oksydleire.

Under normal drift betjenes cellen vanligvis, periodisk, , også

når det ikke opptrer noen anodeeffekt. Utover dette må ved hver anodeeffekt oksydleire-konsentrasjonen økes' ved tilsats av ytterligere aluminium-oksyd, hvilket tilsvarer en cellebetjening. •*

Ved en sådan cellebetjening er nå i mange år skorpen av stør-knet smelte mellom anodene og elektrolysecellens sidekant blitt slått inn, hvorpå nytt aluminium-oksyd er blitt tilsatt. Denne praksis som ennå er i omfattende bruk, støter imidlertid på tiltagende kritikk på grunn av forurensning av luften i elek-trolysehallen og den ytre atmosfære. Kravene til innkapsling av elektrolysecellen og behandling av havgassene er blitt strengere i de senere år og har ført til en tvingende nødven-dighet av sådanne tiltak. En maksimal tilbakeholding av elektrolysegassen kan imidlertid ikke oppnås ved en klassisk langsidebetjening mellom anodene og cellens sidekant.

I den senere tid har derfor aluminiumprodusentene i stadig stør-re grad gått over til automatisk betjening i ovnens ' lengdeakse .-Tilførselen av oksydleire finner sted enten lokalt og kontinuerlig i henhold til "Point-Feeder" -prinsippet eller ikke kontinuerlig over hele cellens lengdeakse. I begge tilfeller er det på elektrolysecellen anordnet en forrådsbeholder for oksydleire. Det tilsvarende gjelder for den tverrbetjening av elektrolyseceller som i den senere tid er foreslått av søkerne.. (DE-OS 27 31 908).

De kjente forrådsbeholdere eller oksydleiresiloer som er anordnet på elektrolysecellene foreligger i form av trakter eller beholdere med traktformet underdel. Innholdet i de siloer som er anordnet på cellen dekker vanligvis behover for en eller to lager. Oksydleiretilførselen fra siloen til et hull i den skorpe som dekker den flytende smelteelektrolytt finner ved disse kjente anordninger sted ved hjelp av en doserings- og skyvetransportørskrue, en doseringsskrue og trykkluft, en doseringsskrue og en kolbekompressor, en heve- og /eller dreie-sluseanordning eller i samsvar med sukkerstrøprisippet. Det er også kjent å tilføre oksydleire ved hjelp av tyngdekrafttrans-portør og fluidiseringsrenne.

Tallrike kjente doseringsanordninger oppviser den ulempe at de er lite driftssikre og/eller arbeider méd utilstrekkelig presi-sjon .

Det er derfor et formål for foreliggende oppfinnelse å frembringe en pålitelig og økonomisk arbeidende doseringsanrodning for finkornet, frittløpende massegods, og som utmerker seg ved høy doseringsnøyaktighet.

Dette oppnås i henhold til oppfinnlsen ved hjelp av en doserings-anprdning hvis særtrekk består i at den omfatter: et vertikalt doseringsrør som er festet til den traktformede nedre del av siloen og er utstyrt med en nedre utløpstrakt som står i forbindelse med en nedre utløpsstuss, idet siloens utløpstrakt, som ender i en utløpsstuss, rager inn i doserings-røret som selvstendig element,

en øvre og en nedre sylindersegment-formet klaff som kan svinges fra horisontal til vertikal stilling og omvendt og horisontale akser, som trenger gjennom utløpsstussen fra siloen og utløpsstussen fra doseringsrøret, således at klaffen i horisontal stilling bare befinner seg i liten avstand fra den nedre kant av vedkommende utløpsstuss,og klaffkanten av øvre klaff i samme stilling ligger minst samme vertikale avstand over nevnte nedre kant av siloens utløpsstuss, og

de svingbare horisontale aksler er utstyrt med drivorganer på utsiden av doseringsrøret.

Doseringsanrodningen er hensiktsmessig løsbart flensopplagret på siloens traktformede underdel. Hvis doseringsanordningen må utskiftes og derfor fjernes, kan en høyereliggende skyve-flate lukkes og flensforbindelsen løses. Monteringen av en ny anordning, som også omfatter opplagring av horisontalaksen samt drivorganene, kan så finne sted i løpet av kort tid. Etter anbringelse av en ny doseringsenhet åpnes atter skyveplaten fullstendig.

Såvel øvre som nedre klaff er utformet sbm hulsylinder-segment, og de horisotalaksler gjennom utløpsstussene som klaffene dreier seg om, befinner seg nettopp der hvor vedkommende lengdeakse av den fullstendige hulsylinder ville befinne seg.

De to åpne.ender av klaffene er forbundet med horisontalakslene over forbindelsesstykker, således at klaffene'danner en slags trau. Klaffenes dimensjoner er slik at når de befinner seg i horisontal stilling, vil de fri ytterender.av klaffene rager over nivået av de nedre ytterender av utløpstussene, således at den dannede haug av partikkel materialet på klaffen effektivt

vil avtette beholderen over klaffen.

Doseringsrøret og traktavsnittene har fortinnsvis sirkelformet tverrsnitt.' Utløpsstussenes lengde er hensiktsmessig lengre enn deres diameter og de horisontale aksler trenger gjennom ut-løpsstussenes nedre haledeler. Hvis klaffene i horisontal stilling befinner seg i liten grad forskjøvet fra nedre kant av de respektive utløpsstusser, fortrinnsvis 0,5-5 mm, kan klaffene lett svinges til vertikal stilling ved hjelp av en drivmekanisme og uten å hindres av en trakt. Doseringsrøret må naturligvis ha et sådant tverrsnitt at denne svingebevegelse ikke hindres. Opplagringen og drivmekanismen for de horisontale aksler befinner seg på utsiden av doseringsrøret.

Den oksydleire som ved åpen nedre klaff strømmer ut av utløps-stussen, faller fritt ned på området omkring skorpegjennom-bruddet. Hvis oksydleiren skal føres nærmere skorpegjennombrud-det, forbindes den nedre klaff på sin ene side med et utløpsrør, som fortrinnsvis forløper omtrent tangensialt. Dette utløpsrør rager ved åpen nedre klaff skrått nedover mens det ved lukking av klaffen derimot automatisk trekkes opp over horisontal-stillingen. i

I hvilestilling er doseringsrøret alltid tomt, hvilket vil si

at den øvre klaff er lukket. Hvis doseringsrøret var fylt over lengre tid ville det innesluttede massegods ' av partikkelmaterial fortette seg under påvirkning av vibrasjoner og andre bevegelser. Ved aluminumelektrolyse vil særlig anvendelse av skorpebrytende meisler virke uheldig. En sådan fortetnings-virkning vil føre til unøyaktig materialtilførsel, hvilket vil være særlig uheldig i forbindelse med foreliggende oppfinnelse-gjenstand, som ved korrekt håndtering tar sikte på å arbeide med en nøyaktighet på ca. 1%.

I fyllestilling åpnes den øvre klaff, mens den nedre klaff lukkes. Gjennom siloutløpsstussen strømmer massegods inntil haugen av oppsamlet partikkelmaterial har nådd den nedre kant av utløpsstussen. Umiddelbart etter at denne fyllhøyde er nådd, bringes anordningen i beskikningsstilling, og i denne stilling strømmer massegods ut av doseringsrøret. Hvis øvre og nedre klaff bringes samtidig, kan så i en kort mellomperiode ksydleire samtidig strømme ut av siloutløpsstussen for doserings-røret. Overraskende har det herunder vist seg at nøyaktigheten av doseringsmengden ikke påvirkes merkbart av dette. Hvis drivorganene for horisontalakslene kan svinges uavhengig av hverandre, kan også den nedre klaff være lukket i anordningens hvilestilling. Dette har en fordel at ingen gasser fra cellen kan trenge inn i doseringsrøret under den lengre tid anordning-

en befinner seg i hvilestilling. Ved utskifting, av anoder kan videre et eventuelt utløpsrør i forbindelse med den nedre klaff heves og således trekkes ut av det mekanisk farefylte virknings-området av anodelegemene, uten av dette medfører en fylling av doseringsanordningen.

Ved fylling av doseringsrøret ved hjelp av innbyrdes uavhengige drivorganer, må således utelukkende den øvre klaff åpnes. Før den umiddelbart etterfølgende tømming lukkes så atter den øvre klaff. Den nedre klaff åpnes og lukkes så atter etter uttømming av beskikningsmassen.

Ved et eneste drivorgan for begge horisontalakser forblir derimot den nedre klaff alltid åpen i hvilkestilling. Hvis et ut-løpsrør skal heves ved anodeutskiftning, bringes' derved doseringsanordningen automatisk i hvilestilling, hvilket innebærer at den nedre klaff lukkes og den øvre åpnes<*>. På grunn av de rystelser som opptrer ved anodeutskiftning, fortettes denne be-sjikningsmasse, som derved blir unøyaktig. I betrakning av de tallrike doseringer som finner sted mellom anodeutskiftningene, mister imidlertid en enkelt unøyaktig besjikning tynn betydning og kan neglisjeres.

Oppfinnelsen vil nå bli nærmere forklart under henvisning til

de vedføyde tegninger, som viser skjematiske og delvis oppskår-ende skisser, og hvorpå: Fig. 1 viser en doseringsanordning med stivt innbyrdes for-bundene øvre og nedre klaffer, i hvilestilling. Fig. 2 viser en doseringsanordning av samme art i som i fig. 1 og i fyllestilling.

En utskiftbar doseringsanordning 10 er løsbart forbundet med den traktformede del 12 av en silo for massegods. Herunder er en øvre flens 14 på doseringsrøret 15 skruefestet til en nedre flens 16 på siloen. Ved utskifting av doseringsanordningen 10 kan den ellers alltid åpne skyveplate 18 være lukket.

Den funksjonelt nederste del 20 av siloen er anordnet som selvstendig element i doseringsrøret og holdes slik ved hjelp av en fastklemt flens 22 at den tett låses til siloens traktformede del 12. Like under den halve høyde av utløpsstussen 24 ligger en svingbar horisontalaksel 25, som er stivt forbundet med den øvre klaff 26 over to forbindelsesstykker 28 ved ytter^-endene.

I hvilestilling befinner den øvre klaff 26 seg i horisontal. stilling, hvis avstand fra den nedre kant 30 av utløpsstussen 24 beløper seg til 1 mm. Ytterkantene 32 av den øvre klaff 26 rager i vertikalretningen omtrent 5 mm over den nedre kant 30 av utløpsstussen 24. Det foreliggende statiske trykk og fyllgodsets flyteevne er herunder ikke tilstrekkelig til at godset flyter ut over klaffens ytterkanter, således at siloen herunder er tett lukket..*

Den nederste del av doseringsrøret 15 smalner av i form av en trakt 34 og går deretter over i utløpsstussen 36. I denne stuss ligger, likeledes umiddelbart under stussens halve høyde, den svingbare horisontalaksel 38 for den nedre klaff 40, som i sin tur er stivt forbundet med akselen over to forbindelsesstykker 42 ved ytterendene. Omtrent tangensialt er et utløps-rør 44 forbundet med klaffen 40 og akselen 38. Ved svingning av horisontalaksen 38 følger utløpsrøret 44 med i svingebe-vegelsen.

På en flens 48 som er anordnet på den nederste del av doserings-røret 15 er det over en flens 50 festet et beskyttelseshylster for den nedre klaff 40, og som er utstyrt med en vertikal sliss for å gi plass til det svingbare utløpsrør 44.

Til den øvre flens 14 på doseringsrøret 15 er festet en opp-hengning 52 for en trykksylinder 54. Opphengningen og trykksylinderen er innbyrdes forbundet over en stiv aksel 56. Den stempelstang 58 som rager ut av trykksylinderen 54 kan drives pneumatisk eller hydraulisk. Stempelstangen er på utsiden av doseringssylinderen over en forbindelsesstang 60 utformet som stivt L-formet kneledd forbundet med den øvre klaffarm 62 og den nedre klaffarm 64. Disse klaffarmer står på sin side i fast mekanisk inngrep med horisontalaskene 25 og 38. Ved en bevegelse av de L-formede kneledd kan klaffarmene svinges over en øvre aksel 66 og en nedre aksel 68.

I fig. 2 er stempelstangen 58 vist i nedsenket stilling og med medført L-formet knearm 60. Klaffarmene 62, 64 har bevirket en samtidig dreining av den øvre klaff 26 og den nedre klaff 40. Den nedre klaff 40 stenger nå utløpsstussen 36. Den øvre klaff 26 som samtidig er bragt i vertikalstilling, gir fri åpning for utløpsstussen 24. Oksydleiren 70 kan da strømme inn i doseringsrøret 15 inntil den oppsamlede haug av partikkel-r-materialet når opp.til den nedre kant 30 av utløpsstussen 24.

Umiddelbart deretter bringes klaffene ved hevning av stempelstangen 58 atter i hvilestilling, hvorved oksydleiren 70 kan strømme ut gjennom det likeledes nedsvingte utløpsrør 44.

i

Claims (7)

1. Anordning for nøyaktig dosert tilførsel av et finkornet frittstrømmende massegods fra en silo til en reaksjonsbeholder, særlig oksydleire fra en dagssilo til et skorpegjennombrudd i en smelteelektrolysecell for aluminiumfremstilling, karakterisert ved at anordningen omfatter: et vertikalt doseringsrør (15) somer feste til den traktformede nedre del (12) av siloen og er utstyrt med en nedre utløpstrakt 34 som står i forbindelse med en nedre utløpsstuss (36), idet siloens utløpstrakt (20) som ender i en utløpsstuss (24) rager inn i doseringsrøret (15) som selvstendig element, én øvre og en nedre sylindersegment-formet klaff (26,,40) som kan svinges fra horisontal til vertikal stilling of omvendt om horisontale akser (25, 38) som henholdsvis henger gjennom ut-løpsstussen (24) fra siloen og utløpsstussen (36) fra doserings-røret (15), således at klaffene (27, 40) i horisontal stilling bare befinner seg i liten avstand fra den nedre kant (30). av vedkommende utløpsstuss (24, 36),, og klaffkanten (32) av øvre klaff (26) i samme stilling ligger minst samme vertikal avstand over nevnte nedre kant (30) av siloens utløpsrør (24), og De svingbare horisontale aksler (25, 38) er utstyrt med drivorganer på utsiden av doseringsrøret (15).

2. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at den øvre klaff (26) er stivt forbundet med den øvre horisontale aksel (25) ved hjelp av to forbindelsesstykker (28) ved hver sin ytterende, mens den nedre klaff (70) er stivt forbundet til den nedre horisontale aksel (38) ved hjelp av to forbindelsesstykker (42) ved hver sin ytterende, idet det hele er anordnet slik at forbindelsestykkene (28, 42) stenger av klaffenes yttersider.

3. \ Anordning som anitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at lengdene av utløpsstussene (24, 26) er større enn stussenes diamtre, og de horisontale aksler (25, 38) er anordnet i et nivå under stussenes halve høyde.

4. Anordning som angitt i krav 1-3, karakterisert ved at den nedre klaff (40) på den ene side er utstyrt, med et utløpsrør (44) som forløper omtrent tangensialt ut fra klaffen (40) og er anordnet for å svingens sammen med denne.

5. Anordning som angitt i krav 1-4, karakterisert ved at de horisontale aksler (25, 38) for svingning av klaffene (26, 20) over klaffarmer (62, 64) er forbundet med en dorbindelsestang (64) som drives fra et felles drivorgan.

6. Anordning som angitt i krav 5, karakterisert ved at det felles drivorgan utgjø-res av en pneumatisk eller hydraulisk drevet trykksylinder (54) æ med stempelstang (58).

7. Anordning som angitt i krav 1 - 6., karakterisert ved at den nedre klaff (40) er om-gitt av et beskyttelsehylster (46) som er flensfestet til do-seringsrøret (15) .