Brevet FR2117758A1 — publié le 19720728

La présente invention concerne la métallurgie de l'aluminium, et notamment les dispositifs de chargement de la pâte d'anode dans l'anode de cuve pour électrolyse de l'aluminium. On connait un dispositif de chargement de la parte d'anode dans l'anode de cuve pour électrolyse de l'aluminium, comprenant une trémie montée à demeure sur un chariot. Sur la trémie est monté un appareil pour le déplacement de la pate d'anode de la trémie vers l'anode. Cet appareil comprend un élévateur attenant à la paroi inclinée intérieure de la trémie. L'extrémité extérieure de l'élévateur est raccordée à un couloir orientable ou manche (voir, par exemple, le brevet français n" 1 213 015 de 1958 ). Lors de l'utilisation de ce dispositif-connu on se heurte à des difficultés, du fait qu'il n'assure par l'amenée de la patate d'anode dans la partie centrale de l'anode. En consé quence, la consommation d'énergie électrique pour ltélectrolyse est relativement élevée. En plus de cette consommation élevée pour ltélectrolyse, une quantité relativement grande d'énergie est dépensée pour entrainer l'élévateur qui est constamment recouvert de pate d'anode. L'invention remédie à ces inconvénients et à pour objet un dispositif pour le chargement de la parte dans l'anode de cuve d'électrolyse de l'aluminium, selon lequel l'élévateur est extérieur à la zone de chargement de la pâte d'anode de la trémie et est réalisé de façon à amener la pâte d'anode dans la partie centrale de celle-ci. Dans ce dispositif, sur le chariot automoteur duquel sont montés une trémie Cet un appareil de déplacement de la pâte d'anode de la trémie vers une manche, comprenant un élévateur, suivant l'invention, cet appareil de déplacement de la pâte est partiellement agencé sur un bras fixé au côté extérieur de la trémie, la longueur de ce bras étant suffisante pour amener ltextré- mité libre de la manche au-dessus de la partie centrale de l'anode. Dans une réalisation préférée du dispositif suivant l'invention, le bras est avantageusement agencé en deux parties faisant un angle obtus entre elles, une des parties étant accolée à la trémie et tout le bras constituant la gaine de ltélévateur, lequel occupe ainsi ces deux parties. Cette réalisation du dispositif permet d'agencer l'élévateur hors de la zone où la pâte d'anode est chargée dans la trémie et, par conséquent, de diminuer la puissance nécessaire à l'entraînement de cet élévateur. Quand la dimension de l'anode est relativement importante, il est avantageux que le bras constitue la gaine d'un convoyeur. Pour réduire l'encombrement de l'appareil déplaçant la pâte en position de repos ou transport, ou encore pour régler la longueur de cet appareil, il est avantageux que le bras soit escamotable. La trémie et-l'appareil déplaçant la pate d'anode de la trémie vers manche peuvent être montés sur un chariot par l'intermédiaire d'une embase pivotante. Cet agencement est nécessaire pour accroître la stabilité et la manoeuvrabilité du dis positif en-déplacement. En outre, la mise en position de la manche par rapport à 1'anode en est facilitée. En tant qu'élévateur il est avantageux d'employer un appareil comportant au moins deux chaines sans fin enroulées sur des roues d'entralnement et et stappuyant sur d'autres roues. Les maillons en regard sur ces chaines sont alors reliés par des tiges auxquelles une bande élastique est fixée de façon à former des replis faisant office de godets. Cet agencement permet de disposer une portion de l'élévateur le long de la paroi de la trémie, à l'extérieur de celle-ci, et de disposer l'autre portion de l'élévateur sous un angle obtus par rapport à la première. Pour amener la pâte d'anode de la trémie vers ltélé- vateur disposé en dehors de celle-ci, il est avantageux de ménager un orifice de sortie dans la trémie, et de monter entre cet orifice et l'extrémité réceptrice de l'élévateur un distributeur de pâte à tambour. Cette réalisation du dispositif permet de régler de façon relativement simple la quantité de parte d'anode chargée dans l'anode. Il est avantageux de lier la manche à l'extrémité libre du bras à l'aide d'une plaque cintrée articulée sur un arbre, lequel est supporté dans des paliers fixés au bras. La liaison de la plaque cintrée avec l'arbre est alors réalisée à l'aide d'un mécanisme à levier qui, d'une part, permet à la manche de tourner librement avec la plaque cintrée par rapport au bras, d'un angle limité, et, d'autre part, assure la rotation forcée de 3600 de cette plaque ensemble avec la manche, par actionnement de l'arbre, quand la manche s'écarte ensemble avec la plaque cintrée hors des limites de l'angle indique. Simultanément il peut y avoir émission automatique d'un signal pour l'arrêt du distributeur et de I'élévateur, si leur débit est trop élevé ou la capacité de la manche relativement faible. Cette réalisation du dispositif empeche le débit de pâte d'anode quand la manche contourne des obstacles, par exemple les poutrelles transversales de la cuve d'électrolyse. Il est avantageux que ledit mécanisme à levier ait une patte calée sur ledit arbre et un levier du premier genre soUicité par ressort et prenant appui sur la plaque cintrée. Une extrémité de ce levier coopère avec la surface cylindrique d'une rampe fixe, et l'autre extrémité, quand le levier quitte la surface cylindrique de la rampe, coopère avec ladite patte calée sur l'arbre. Il en résulte que le levier, la-patte, la plaque cintrée et la manche se déplacent ensemble avec l'arbre et font une rotation de 3600. La durée de cette rotation est déterminée de façon qutaprès avoir tourné de 3600 la manche se trouve directement derrière I'obstacle, c'est-à-dire que la zone " morte " est minimale. Si la capacité de la manche est relativement faible, ou bien si le débit du distributeur et celui de l'élévateur sont relativement élevés, il est avantageux de lier à la plaque cintrée un disque muni d'une échancrure dont les bords déterminent l'angle de rotation limitée de la manche avec ladite plaque. Dans ce cas ce disque coopère avec le tiroir rappelé par un ressort, d'un distributeur hydraulique arrêtant les moteurs du distributeur de pate et de l'élévateur quand la plaque cintrée tourne d'un angle plus grand que celui limité, déterminé par l'échancrure. Un avantage important de ce nouveau dispositif est de changer la pate d'anode au centre de l'anode quelle que soit l'importance de celle-ci. On donne ci-après la description détaillée de réalisations préférées du dispositif suivant l'invention avec renvois aux dessins annexés sur lesquels la figure 1, est une vue en élévation latérale d'une première réalisation du dispositif suivant l'invention pour le chargement de la pâte d'anode dans une anode de cuve d'électrolyse de l'aluminium, lors du déplacement par rapport à l'anode ( non représentée ); la figure 2, est une vue analogue avec arrachement partiel du dispositif pendant le chargement de la pâte d'anode dans celle-ci; la figure 3, est une vue en perspective à échelle agrandie du détail de fixation -de la manche au bras;; la figure 4 > est une vue en élévation latérale d'une partie d'une variante du dispositif suivant l'invention pendant le chargement de la pâte d'anode dans celle-ci ( non représentée); et la figure 5, est une vue analogue à la figure 4, le bras étant déplacé par rapport à l'anode ( non représentée ). Le'nouveau dispositif des figures 1, 2 comprend un chariot automoteur 1 sur lequel sont montés un moteur par exemple Diesel ( non représenté ) et deux pompes hydrauliques ( non représentées ) entraînées par ce moteur, ainsi qutune cabine 3 pour l'opérateur. Un capot 2 recouvre le moteur et les pompes. Une des pompes alimente les moteurs hydrauliques ( non représentés d'entraînement des roues motrices du chariot 1. Sur ce chariot 1 est également montée une embase 4 qui peut tourner autour de l'axe vertical A-A. A la péripherie de cette embase est fixée une couronne dentée 5 qui engrène avec un pignon 6 que fait tourner un réducteur de vitesse 6alentra2né par un moteur hydraulique 7 alimenté à partir de l'une desdites pompes hydrauliques. Ce moteur 7 fait tourner ltembase 4. autour-de l'axe A-A. Sur embase 4 est monté un distributeur de pate à tambour 8 sur ltenreloppe duquel est installée une trémie conique 9.Un bras 10 accolé à la trémie sert de gaine à un élévateur à godets li ( figure 2 ).A la partie inférieure de la trémie est agencé un orifice de sortie 12 partiellement fermé par un registre 13 qui est manoeuvré par un moteur ou vérin hydraulique 14. Dans le bras 10, constituant la gaine, est ménagée une ouverture de réception 15 dans laquelle la pate d'anode ( non représentée ) est amenée de la trémie 9 par le distributeur 8. Ce distributeur 8 est entraîné en rotation depuis un moteur hydraulique 16, par l'intermédiaire d'un réducteur de vitesse 17. L'extrémité libre du bras 10 constituant la gaine a un orifice de déchargement ( non représenté ) sous lequel est montée une manche 18. L'élévateur 11 comporte deux roues 19 d'entraînement de chaînes ( une seule roue est représentée ) par un moteur électrique ( non représenté ), montées sur la base du bras 10. Auprès de l'extrémité libre du bras 10 sont montées deux roues 20 de tension de chalnes ( une seule roue est représentée ) dont la position est réglée à l'aide -d'une vis 21 et d'un écrou 22. Les roues de chaines 19 et 20 sont entourées par les deux chaînes sans fin 23 (une seule est représentée) soutenues par des roues de renvoi 24. Les maillons en regard sur ces -chaines 23 sont liés par des tiges (non représentées), auxquelles est attachée une bande élastique sans fin 25, dont la longueur est 1,5 à 2 fois plus grande que celle de chaque chaine. Cette bande est posée de façon à former des replis faisant office de godets. Cette réalisation de l'élévateur permet de le disposer le long d'un bras 10 angulaire, une de ses parties ( la partie 10a ) faisant un angle obtus avec l'autre partie 10b. La longueur de la portion supérieure du bras 10, supportant la manche 18 > est choisie de dimension suffisante pour permettre le chargement de la partie centrale de l'anode 26 dans la cuve 27 pour l'électrolyse de l'aluminium. Etant donné que l'anode 26 a des dimensions relativement grandes, ltopérateur doit exécuter des déplacements pour garnir la trémie 9 de pâte d'anode. Afin d'augmenter la stabilité et la manoeuvrabilité du dispositif dans les déplacements relativement rapide du chariot 1, entre la cuve d'électrolyse et le magasin de pâte d'anode ( non représenté ), la base pivotante est placée dans une position telle que le bras 10 soit disposé le long du chariot 1. Pour déverser la pâte d'anode de la trémie 9 dans l'anode 16, le bras 10 est orienté en travers du chariot, comme représenté sur la figure 2. Le chariot est alors déplacé à vitesse relativement faible.L'opérateur veille à ceque la manche 18 soit toujours au-dessus de la partie centrale de Itanode, c'est-à-dire entre les tiges 28 conductrices verticales. Le débit de pâte d'anode est réglé par déplacement du registre 13 ou par modification de la capacité des alvéoles du distributeur/de pate à tambour. Cette modification est obtenue par le choix des éléments rapportés 29. L'invention n'exclut pas l'application d'autres modes de réglage du débit de pâte, par exemple un réglage par modification du débit de fluide admis au moteur hydraulique entraînant le distributeur. Il va de soi que l'extrémité libre de la manche 18 ne peut erre située à une distance relativement grande de la partie supérieure de l'anode 26. Par conséquent, cette extrémité de la manche doit hêtre à un niveau inférieur à celui des poutrelles transversales 30 servant de liaison aux tiges verticales 28. Afin qutil nty ait pas de déversement incontrôlé de pâte d'anode, ce qui est inévitable au moment où la manche accroche les poutrelles 30j cette manche 18 est montée sur une plaque cintrée 31- ( figure 3 ) qui est suspendue à l'arbre 32 à l'aide d'une console 33. L'arbre 32 est supporté dans des paliers 34 qui sont assemblés au bras 10 de façon que l'arbre 32 soit dans le prolongement du bras 10.Sur ltextrémité avant de l'arbre 32 est calée une patte 35, contre laquelle bute l'extrémité d'un levier du premier genre 36, lequel prend appui sur la plaque cintrée 31 par l'intermédiaire de la console 33; Ce levier du premier genre 36 est sollicité par un ressort 37, de sorte que l'une de ses extrémités est rappelée constamment contre une rampe segmentaire 38, tandis que l'autre prend appui contre la patte 35. La rampe 38 est solidaire du bras 10. La longueur de la rampe 38 et la largeur de la patte 35 sont choisies de façon que les extrémités du levier du premier genre ne perdent pas le contact avec la rampe et avec la patte quand la manche 18 exécute de faibles déplacements avec la plaque cintrée 31, lors des oscillations du dispositif se produisant pendant son déplacement ou bien sous-l'action du mouvement de lapate d'anode dans le dispositif, l'angle de ces déplacements étant, par exemple, de 100 de part et 'autre de la verticale. Un disque 39 solidaire de la console 33 comporte une encoche 40 située dans les limites d'un angle au centre de 200. Cet angle correspond à celui dont peut tourner la plaque cintrée 31 avec le levier du premier genre 36 sans que ltextrémité de ce levier perde le contact avec la surface plane large de la patte 35. Dans ltencoche 40 est engagée l'extrémité du tiroir 41 d'un distributeur hydraulique 42, ce tiroir étant repoussé par un ressort. Le fluide arrive à ce distributeur par une conduite 43 et sort par la conduite 44. Quand l'extrémité du tiroir 41 se trouve dans l'échancrure 40, les conduites 43 et 44 sont fermées. Quand la manche 18 est écartée de plus de 100 par rapport à la verticale, le levier du premier genre 36 cesse de buter contre la patte 35 et perd le contact avec la rampe 38. Ce levier 36 tourne alors autour de son appui et son extrémité avant sort dans l'espace à catie de la patte 35.A ceanoment, le tiroir 41 du distributeur 42 y est déplacé intérieurement-sous l'action du disque 39 et met en communication la conduite de pression 43 avec la conduite L5, et la conduite de retour 44 avec la conduite 46. La conduite 45 est raccordée à la chambre de gauche d'un vérin hydraulique 47 à double effet, dont la tige 48 est solidaire du bras 10. Quand le fluide sous pression est admis dans la chambre de droite du vérin, son cylindre est déplacé vers la droite. A la partie inférieure du cylindre du vérin 47 est agencée une crémaillère 49 qui engrène avec un pignon 50 calé sur l'arbre 32. Quand cette crémaillère 49 se déplace à droite avec le cylindre du vérin 47, le pignon 50 tourne dextrorsum avec l'arbre 32 et la patte 35 déplace le levier 36 avec la plaque cintrée 31 dans le mdme sens. Après un tour complet dextrorsum de l'arbre 32 > l'extrémité du tiroir 41 est engagée à nouveau dans l'échancrure 1F0, les conduites 1,3 et 44 sont isolées, l'arbre 32 s'arrête. La vitesse de rotation de l'arbre est déterminée de façon que la manche 18, après la rotation, occupe une position en arrière et à proximité immédiate de la poutrelle 30. Si les dimensions de l'anode sont relativement impor- tantes, l'élévateur 11a utilisé ( figures 4 et 5 ) est rectiligne, et le bras 10c est escamotable. Ce bras constitue alors la gaine d'un convoyeur 51. Le bras 10c est relié à un guide creux 53 à l'aide de galets 52. Ce guide 53 est monté dans une gaine 54 dans laquelle le bras lOc est replié lorsque le dispositif est en position de transport. Le déplacement du bras lOc par rapport à la gaine s'effectue à l'aide d'un câble d'acier 55 qui entoure une poulie 56 et un tambour 57 accouplé à un actionneur hydraulique (non représenté). Quand le bras est déployé, la pâte d'anode est versée par l'élévateur 7la sur le convoyeur 51, à travers l'ouverture de déchargement 58 et la goulotte 59. il est évident que des variantes et modifications peuvent être apportées aux dispositifs décrits, sans sortir pour cela du cadre de l'invention. R E V E N D I C A T I O N S 1. Dispositif destiné au chargement de la pâte d'anode dans une anode de cuve notamment pour électrolyse de l'aluminium sur le chariot automoteur duquel sont montés une trémie et un appareil déplaçant la pâte d'anode de la trémie vers une manche, cet appareil comprenant un élévateur, ce dispositif étant caractérisé en ce que ledit appareil déplaçant la pâte d'anode est partiellement agencé sur un bras fixé au c8té extérieur de la trémie, la longueur de ce bras étant suffisante pour amener ladite manche au-dessus de la partie centrale de l'anode. 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit bras est en deux parties faisant un angle obtus entre elles, et dont l'une est accolée à la trémie, ce bras constituant la gaine de ltélévateur, lequel occupe ces deux parties. 3. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit bras sert de gaine à un convoyeur. 4. Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que ledit bras est escamotable. 5. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la trémie et l'appareil dépla çant la pâte d'anode de la trémie vers la manche sont montés sur le chariot par l'intermédiaire d'une embase pivotante. 6. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce qutil est muni d'un élévateur comprenant au moins deux chaî nes sans fin entourant des roues d'entrairnement de chaine et ren- voyées par des roues de chaîne porteuses, les maillons-en regard sur les deux chaînes étant liés par des tiges auxquelles une bande élastique est attachée de façon à former des replis faisant office de godets. 7. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce qutun distributeur de-pate à tambour est monté entre l'orifice de sortie de la trémie et l'extrémité réceptrice de l'élévateur. 8. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la manche est liée à l'extrémité libre dudit bras à l'aide d'une plaque cintrée articulée sur un arbre qui est supporté dans des paliers fixés au bras, la liaison de la plaque cintrée à cet arbre étant réalisée à l'aide d'un mécanisme à levier qui, d'une part, permet à la manche d'exécuter des rotations libres avec la plaque cintrée selon un angle limité et, d'autre part, assure la rotation forcée sur 3600 de cette plaque avec la manche, à l'aide d'un dispositif actiqnneur de l'arbre, quand la manche est écartée avec la plaque cintrée, hors des limites dudit angle. 9. Dispositif suivant la revendication 8, caractérisé en ce que le mécanisme à levier est constitué par une patte calée sur l'arbre d'articulation de de plaque et d'un levier du premier genre sollicité par un ressort et prenant appui sur la plaque cintrée, une extrémité du ievier coopèrant avec la surface cylindrique d'une rampe fixe etxltautre extrémité avec ladite patte quand ce levier quitte la surface cylindrique de ladite rampe. 10. Dispositif suivant la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comporte un disque lié à ladite plaque cintrée, ce disque ayant une encoche dont les bords déterminent un angle limité dans lequel s'effectuent les rotations libres de la manche avec la plaque cintrée et ce disque coopérant avec le tiroir rappelé par ressort, d'un distributeur hydraulique qui arrête les moteurs du distributeur de pâte et de l'élévateur quand la plaque cintrée exécute une rotation de 3600C.