Brevet FR2736656A1 — publié le 19970117

L'invention concerne un dispositif pour enlever des gaines coulées de barres porte-anodes, en particulier de barres porte-anodes qui proviennent de l'électrolyse par fusion de l'aluminium et qui sont amenées à subir un retraitement, les gaines coulées qui adhèrent à l'extrémité inférieure des barres porte-anodes constituées en forme de culasse sont détachées sous l'action d'une force extérieure des extrémités des barres porte-anodes. On obtient le métal d'aluminium à partir de l'alumine par électrolyse par fusion dans des cuves d'électro- lyse sur lesquelles sont suspendues des anodes en forme de blocs de graphite. Lors de la préparation des blocs d'anode pour leur insertion dans l'électrolyse par fusion, les blocs d'anode doi- vent être reliés de façon solidaire à des barres d'amenée du courant ou à ce qu'on appelle des barres porte-anodes qui sont constituées la plupart du temps en culasse, le nombre et la disposition des extrémités des barres porte-anodes de la cu- lasse étant déterminés en fonction de la grandeur du bloc d'anode en tenant compte du poids et de la distribution du cou- rant électrique; on les introduit par en haut dans des évide- ments, formés eu préalable en conséquence, du bloc d'anode et on remplit ensuite les espaces intermédiaires ou les cavités qui subsistent dans les évidements de fer liquide. Dans ce cas, il se forme autour des extrémités des barres porte-anodes des gaines coulées qui procurent à la fois une résistance mécanique à la liaison de la barre porte-anode et du bloc d'anode et une bonne conductibilité électrique à la barre porte- anode dans le bloc d'anode. Une fois figé le métal coulé, on obtient une liaison adhésive entre la gaine coulée et l'extrémité de la barre porte- anode et en même temps entre la gaine coulée et le bloc d'anode. Lors de leur utilisation selon les prescriptions, les anodes pourront ne pas être consommées entièrement jus- qu'aux gaines coulées. Après leur utilisation dans l'électro- lyse par fusion, on enlève le reste de l'anode ainsi que la ma- tière du bain adhérente des gaines coulées. Ensuite, on retire les gaines coulées qui subsistent sur la culasse des barres porte-anodes des extrémités des barres porte-anodes au moyen d'une presse actionnée hydrauliquement de retrait des gaines coulées (Brochure N 10-411 de la Société KHD Humboldt Wedag AG.). Dans une demande de brevet allemand antérieur non publiée P 44 41 271.4, il a été proposé pour faciliter l'enlèvement des gaines coulées des extrémités des barres porte-anodes, de ne pas retirer ou détacher les gaines coulées par un mouvement rectiligne d'un outil, mais pour séparer la liaison adhésive entre les extrémités des barres porte-anodes et les gaines coulées d'enlever les gaines coulées par rotation en utilisant un couple de torsion en bloquant en un point fixe les barres porte-anodes. La présente invention a pour objet, d'enlever en particulier par rotation les gaines coulées des extrémités de leurs barres porte-anodes, de créer un dispositif présentant une construction simple quant à son entraînement et fonction- nant de façon sûre. Ce problème est résolu selon l'invention en ce que: dans un carter, on a monté de façon à pouvoir tourner au moins un arbre creux pourvu d'une denture extérieure, avec une bague de serrage qui peut être enfilée au moyen d'un système de levage sur la gaine coulée respectivement à détacher; l'arbre creux, qui peut tourner, est en prise par sa denture extérieure avec une face d'un piston d'un vérin hydraulique à double ef- fet, constituée en crémaillère avec des dents correspondantes; par une application correspondante de la pression, on peut faire coulisser le piston hydraulique et, de cette façon, on peut faire tourner l'arbre creux avec la bague de serrage ainsi que la gaine coulée respectivement à détacher de façon à la sé- parer de sa liaison adhésive. Le dispositif selon l'invention servant à enlever ou détacher par rotation les gaines coulées des extrémités de leurs barres porte-anodes, présente un carter dans lequel est monté de façon à pouvoir tourner, au moins un arbre creux pour- vu d'une denture extérieure avec une bague de serrage. Ce car- ter est amené au moyen d'un mécanisme élévateur par en bas à l'extrémité de la barre porte-anode fixée à poste fixe avec la gaine coulée et on enfile la bague de serrage qui se dresse à partir du carter vers le haut par en dessous sur la gaine cou- lée à détacher. Pour entraîner en rotation l'arbre creux qui peut tourner dans le carter, celui-ci selon l'invention vient en prise par sa denture extérieure avec une surface dentée de façon correspondante constituée comme une crémaillère d'un vé- rin hydraulique à double effet, c'est-à-dire qu'une partie du carter du dispositif est formée par un vérin hydraulique. On peut faire coulisser le piston du vérin hydraulique en appli- quant une pression adéquate et de cette façon on peut faire tourner l'arbre creux avec la bague de serrage ainsi que la gaine coulée à détacher pour séparer sa liaison adhésive, l'angle de rotation de l'arbre creux pourvu d'une denture exté- rieure pouvant atteindre environ jusqu'à 360 . Avec cet entraî- nement en rotation, on peut transmettre de grands couples de torsion par l'intermédiaire de la bague de serrage à la gaine coulée à détacher de telle sorte que les gaines coulées puis- sent être enlevées par rotation de façon sûre quand elles repo- sent de façon très solide et de façon simple à partir des extrémités de leurs barres porte-anodes en appliquant une force relativement faible. Si les gaines coulées à détacher sont blo- quées très fort, on peut aussi tourner dans un sens et dans l'autre par application alternative de la pression du vérin hy- draulique pourvu respectivement d'une denture extérieure, les gaines coulées à enlever en les faisant tourner. L'arbre creux, monté de façon à pouvoir tourner dans le carter du dispositif selon l'invention et pourvu d'une denture extérieure, peut être constitué d'une seule pièce avec la bague de serrage qui peut être enfilée sur la gaine corres- pondante coulée à détacher. La bague de serrage et l'arbre creux pourvu d'une denture extérieure peuvent être toutefois en deux parties d'une manière telle que la bague de serrage puisse être solidement vissée sur la face frontale supérieure de l'arbre creux. De cette manière, la bague de serrage constitue une pièce de remplacement facile à changer et on peut aussi fixer sur le même arbre creux pourvu d'une denture extérieure différentes bagues de serrage ayant des diamètres différents pour les adapter au diamètre extérieur des gaines coulées à en- lever. Avec le dispositif selon l'invention, il est possi- ble d'enlever en même temps plusieurs, c'est-à-dire au moins deux gaines coulées des extrémités de leurs barres porte- anodes, en montant dans le dispositif au moins deux arbres creux de façon à pouvoir tourner l'un à côté de l'autre, arbres creux qui sont en prise par leur denture extérieure de façon avantageuse avec l'une seule et même crémaillère d'un vérin hy- draulique commun. De cette façon, deux ou plusieurs arbres creux pourvus d'une denture extérieure peuvent être montés de façon à pouvoir tourner parallèlement l'un à l'autre dans ce qu'on appelle une disposition en tandem dans le carter commun et être en prise avec la denture de crémaillère d'un piston de vérin hydraulique, à double effet, commun. Le piston du vérin hydraulique à double effet peut toutefois aussi être constitué sur deux faces opposées comme crémaillère qui est en prise avec les dentures extérieures des arbres creux disposés des deux cô- tés du piston du vérin hydraulique. De cette manière, selon la configuration de la culasse des barres porte-anodes dans le cas de laquelle les extrémités des barres porte-anodes forment par exemple un triangle ou un carré, on peut enlever en les faisant tourner en même temps par exemple trois, quatre ou encore un plus grand nombre de gaines coulées des extrémités correspon- dantes de leurs barres porte-anodes. Il y a aussi la possibilité de disposer dans le carter commun du dispositif selon l'invention, deux pistons hy- drauliques à double effet à distance l'un de l'autre et paral- lèles selon ce qu'on appelle une disposition jumelée, les deux pistons des vérins hydrauliques étant constitués sur leurs fa- ces tournées l'une vers l'autre comme des crémaillères et les deux crémaillères enfermant entre elles deux ou plusieurs ar- bres creux parallèles pourvus de dentures externes. En alimen- tant en pression en sens opposé les deux pistons des vérins hydrauliques jumelés disposés parallèlement l'un à l'autre, on fait tourner, ou le cas échéant on fait tourner dans un sens et dans l'autre les arbres creux respectifs pourvus d'une denture extérieure avec bague de serrage et en même temps les gaines coulées respectives à enlever, avec un couple de torsion parti- culièrement élevé. Pour pouvoir actionner de façon simple et synchrone les pistons des vérins hydrauliques jumelés à double effet, on raccorde par souci de simplicité ceux-ci à un système hydraulique commun avec seulement une unique pompe hydraulique. Suivant d'autres caractéristiques de l'invention: - la bague de serrage est reliée de façon amovible à l'arbre creux monté de façon à pouvoir tourner d'une manière telle que la bague de serrage est vissée de façon solidaire sur la face frontale de l'arbre creux; - l'on monte de façon à pouvoir tourner dans le carter commun deux ou plusieurs arbres creux pourvus de dentures extérieu- res disposés parallèlement les uns aux autres en tandem et qui sont en prise avec la denture de la crémaillère d'un pis- ton hydraulique d'un vérin à double effet; - le piston du vérin hydraulique à double effet est constitué sur deux faces se faisant vis-àvis l'une l'autre comme une crémaillère, qui est en prise avec les dentures extérieures des arbres creux disposés des deux côtés du piston hydrauli- que; - dans le carter commun on dispose deux pistons de vérins hy- drauliques à double effet à distance et parallèles l'un à l'autre, selon une disposition jumelée; - les deux pistons hydrauliques sont constitués sur leurs faces tournées l'une vers l'autre comme des crémaillères, - les deux crémaillères enferment entre elles deux ou plusieurs arbres creux parallèles, pourvus de dentures extérieures et, - en appliquant la pression en sens contraire aux deux pistons hydrauliques jumelés on peut faire tourner les arbres creux, pourvus de dentures extérieures, avec la bague de serrage ainsi que les gaines coulées respectivement à enlever, le cas échéant on peut les faire tourner dans un sens et dans l'autre; - l'angle de rotation des arbres creux pourvus de dentures ex- térieures atteint jusqu'à 360 . La présente invention va être décrite ci-après plus en détail à l'aide de plusieurs modes de réalisation représen- tés sur les dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 montre une coupe longitudinale verticale à tra- vers un premier mode de réalisation, avec ce qu'on appelle un système d'entraînement en rotation en tandem, selon la ligne I-I de la figure 2, la figure 2 montre une coupe longitudinale horizontale de la ligne II- II de la figure 1, - la figure 3 montre comme autre exemple de réalisation en coupe horizontale, un triple système d'entraînement en rota- tion pour un dispositif d'enlèvement selon l'invention, ser- vant à enlever en même temps par rotation trois gaines coulées d'une culasse avec des barres porte-anodes dont les extrémités sont en triangle, et - la figure 4 montre, en coupe horizontale, une autre forme de réalisation d'un dispositif d'enlèvement selon l'invention, avec deux pistons de vérins hydrauliques agissant en paral- lèle à double effet selon ce qu'on appelle une disposition jumelée pour assurer l'entraînement en rotation qui sert à enlever par rotation les gaines coulées à retirer. Les figures 1 et 2 montrent comme première forme de réalisation le dispositif selon l'invention avec lequel deux gaines coulées non représentées, peuvent être enlevées ou reti- rées par rotation des extrémités de leurs barres porte-anodes constituées en une culasse. Le dispositif présente un carter commun 10 qui peut être mis au moyen d'un dispositif de levage 11 hydraulique, représenté schématiquement, par en dessous sur la culasse de la barre porte-anode à manoeuvrer. Le carter du dispositif 10 est constitué en grande partie pratiquement sous la forme d'un vérin hydraulique à piston et cylindre. Dans le carter commun 10 sont montés deux arbres creux 12 et 13 paral- lèlement l'un à l'autre selon une disposition en tandem, de fa- çon à pouvoir tourner dans des paliers correspondants à roulement, des paliers lisses, ou d'autres paliers appropriés. L'arbre creux 12 porte la denture extérieure 14 et l'arbre creux 13 porte la denture extérieure 15. Les dentures extérieu- res 14 et 15 sont en prise avec une face, portant de façon cor- respondante une denture de crémaillère 16, du piston 17 d'un vérin hydraulique à double effet. Par l'application correspon- dante d'une pression, le piston hydraulique 17 peut coulisser dans son carter 10 constitué en forme de vérin hydraulique et on peut faire ainsi tourner dans un sens et dans l'autre les arbres creux 12 et 13. Sur la face frontale supérieure de l'arbre creux 12 est vissé de façon solidaire une bague de serrage 18 et sur la face frontale supérieure de l'arbre creux 13 une bague de ser- rage 19. Au moyen du dispositif de levage 11, les bagues de serrage 18 et 19 sont enfoncées par en dessous sur les gaines coulées respectivement à enlever de la culasse de la barre porte-anode à traiter. Lors de l'application de la pression sur le piston hydraulique 17, on exerce un couple de torsion sur les arbres creux 12 et 13 ainsi que les bagues de serrage 18 et 19. Quand on a obtenu une liaison par la forme entre des saillies des bagues de serrage 18, 19 qui s'étendent radiale- ment vers l'intérieur et des saillies correspondantes des gai- nes coulées à enlever, on transmet un couple de torsion aux gaines coulées et de cette manière on retire en les faisant tourner les deux gaines coulées à détacher de la culasse de la barre porte-anode en même temps avec une dépense d'énergie fai- ble. Si la liaison adhésive entre la gaine coulée à retirer et l'extrémité de la barre porte-anode est très résistante, on peut pour, le cas échéant, avoir une solution encore meilleure pour la liaison adhésive en faisant tourner dans un sens et dans l'autre les arbres creux 12, 13 ainsi que les bagues de serrage 18, 19. La forme de réalisation selon la figure 3 est pré- vue pour enlever des gaines coulées d'une culasse de barre porte-anode, dont les tenons terminaux ont une configuration triangulaire. Dans ce cas, le piston 17a du vérin hydraulique à double effet est constitué sur deux faces opposées comme une crémaillère 16a, 16b, la crémaillère 16a étant en prise avec les dentures extérieures des arbres creux 12 et 13 et la cré- maillère 16b étant en prise avec la denture extérieure de l'arbre creux opposé 20. Si le piston 17a du vérin hydraulique à double effet est actionné par la pression dans le sens de la flèche 21, les arbres creux 12 et 13 ainsi que les bagues de serrage tournent en sens contraire des aiguilles d'une montre et l'arbre creux 20 en même temps que la bague de serrage tourne dans le sens des aiguilles d'une montre. De cette ma- nière, on peut retirer en les faisant tourner en même temps trois gaines coulées des extrémités de leurs barres porte- anodes dans un espace très étroit avec un coût de construction modeste. Dans le cas de l'exemple de réalisation de la fi- gure 4, on dispose dans le carter commun 10 deux pistons 17b, 17c de vérins hydrauliques à double effet à distance et paral- lèlement l'un à l'autre selon ce qu'on appelle une disposition jumelée et ces deux pistons hydrauliques 17b, 17c sont consti- tués à leurs extrémités tournées l'une vers l'autre comme des crémaillères. Les deux crémaillères enferment entre elles dans l'exemple de réalisation de la figure 4, quatre arbres creux 22, 23, 24, 25 parallèles qui sont pourvus de dentures exté- rieures. En alimentant en pression en sens opposé les deux pistons hydrauliques jumelés 17b et 17c, on peut faire tourner les arbres creux 22 à 25 pourvus de dentures extérieures avec la bague de serrage correspondante ainsi que respectivement les gaines coulées à détacher et, le cas échéant, on peut les faire tourner dans un sens et dans l'autre. Si les deux pistons hy- drauliques 17b et 17c sont comprimés respectivement dans le sens des flèches 26 et 27, on enlève alors en tournant l'ensemble des arbres creux 22 à 25 pourvus de dentures exté- rieures ainsi que les bagues de serrage ou ainsi que les gaines coulées à enlever dans l'exemple de réalisation de la figure 4 en sens contraire des aiguilles d'une montre avec un couple de torsion très élevé. Les pistons hydrauliques jumelés 17b et 17c sont raccordés dans un souci de simplicité à un système hydrau- lique commun avec seulement une unique pompe hydraulique. La rotation des arbres creux pourvus de dentures extérieures ainsi que des bagues de serrage et des gaines cou- lées à mettre dessus pourrait être effectuée non pas par des vérins hydrauliques, mais par des vérins pneumatiques ou même par un mécanisme d'entraînement à broches ou à vis sans fin. Le dispositif selon l'invention permet de retirer en tournant en même temps plusieurs gaines coulées, disposées les unes à côté des autres de façon relativement serrées, de la culasse de barres porte-anodes à préparer à nouveau dans l'espace le plus petit de façon efficace avec une dépense d'énergie relativement faible en surmontant la liaison adhé- sive. R E V E N D I C A T IONS 1 ) Dispositif pour enlever des gaines coulées de barres porte- anodes, en particulier de barres porte-anodes qui proviennent de l'électrolyse par fusion de l'aluminium et qui sont amenées à un retraitement, les gaines coulées, qui adhèrent à l'extrémité inférieure des barres porte-anodes constituées en forme de culasse sont détachées, sous l'action d'une force ex- térieure, des extrémités des barres porte-anodes, dispositif caractérisé par les particularités suivantes: - dans un carter (10) on a monté de façon à pouvoir tourner au moins un arbre creux (12, 13) pourvu d'une denture exté- rieure, avec une bague de serrage (18, 19) qui peut être en- filée au moyen d'un système de levage (11) sur la gaine coulée respectivement à détacher, - l'arbre creux, qui peut tourner (12, 13), est en prise par sa denture extérieure (14, 15) avec une face d'un piston (17) d'un vérin hydraulique à double effet, constituée en cré- maillère (16) avec des dents correspondantes, - par une application correspondante de la pression, on peut faire coulisser le piston hydraulique (17) et, de cette fa- çon, on peut faire tourner l'arbre creux avec la bague de serrage ainsi que la gaine coulée respectivement à détacher de façon à la séparer de sa liaison adhésive. 2 ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bague de serrage (18, 19) est reliée de façon amovible à l'arbre creux (12, 13) monté de façon à pouvoir tourner d'une manière telle que la bague de serrage (18 ou 19) est vissée de façon solidaire sur la face frontale de l'arbre creux (12 ou 13). 3 ) Dispositif selon les revendications 1 ou 3, caractérisé en ce que l'on monte de façon à pouvoir tourner dans le carter commun deux ou plusieurs arbres creux pourvus de dentures extérieures disposés parallèlement les uns aux autres en tandem et qui sont en prise avec la denture de la crémaillère (16) d'un piston hy- draulique (17) d'un vérin à double effet. 4 ) Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le piston (17a) du vérin hydraulique à double effet est consti- tué sur deux faces se faisant vis-à-vis l'une l'autre comme une crémaillère (16a, 16b), qui est en prise avec les dentures ex- térieures des arbres creux (12, 13, 20) disposés des deux côtés du piston hydraulique (figure 3). ) Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que dans le carter commun (10), on dispose deux pistons (17b, 17c) de vérins hydrauliques à double effet à distance et parallèles l'un à l'autre, selon une disposition jumelée, en ce que les deux pistons hydrauliques sont constitués sur leurs faces tournées l'une vers l'autre comme des crémaillères, en ce que les deux crémaillères enferment entre elles deux ou plusieurs arbres creux (22 à 25) parallèles, pourvus de dentu- res extérieures et en appliquant la pression en sens contraire aux deux pistons hydrauliques jumelés (17b, 17c) on peut faire tourner les ar- bres creux, pourvus de dentures extérieures, avec la bague de serrage ainsi que les gaines coulées respectivement à enlever, le cas échéant on peut les faire tourner dans un sens et dans l'autre (figure 4). 6 ) Dispositif selon les revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'angle de rotation des arbres creux pourvus de dentures exté- rieures atteint jusqu'à 3600.