МАШИНА ДЛЯ ЗАГРУЗКИ, ТРАНСПОРТИРОВКИ И БОКОВОЙ РАЗДАЧИ СЫПУЧЕГО СЫРЬЯ В ЭЛЕКТРОЛИЗЕРЫ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ АЛЮМИНИЯ
MACHINE FOR LOADING, TRANSPORTATION AND LATERAL DISPENSING OF LOOSE MATERIAL INTO ELECTROLYZERS FOR ALUMINUM PRODUCTION

Область техники
Изобретение относится к области цветной металлургии, а именно к промышленным машинам для загрузки, внутрицеховой транспортировки сыпучего сырья в виде, например, криолит-глиноземной шихты, загруженной из центральных цеховых бункеров в барабан, и боковой раздачи сырья из барабана по уровню анод/корка, на аноды электролизеров для получения алюминия, с одновременным движением машины вдоль электролизеров.
Уровень техники
Из уровня техники известен бетоновоз-смеситель (патент RU 2036091, В28С 5/42, В60Р 3/16, опубл. 27.05.1995 г.), предназначенный для доставки и раздачи сырья, состоящий из колесного шасси, установленный на шасси с возможностью вращения от привода барабан с загрузочным люком, жестко смонтированный на шасси бункер с выгрузным окном с возможностью взаимодействия с барабаном.
Недостатками аналога является низкая производительность и неудобство при работе из-за расположения загрузочного люка на наружной поверхности вращающегося барабана, от чего для загрузки сырья в барабан требуется время, чтобы точно совместить загрузочный люк барабана и загрузочное окно бункера. Кроме того, при загрузке сырья нельзя включать вращение барабана, что также увеличивает время заполнения барабана и снижает производительность. Кроме того, из-за отсутствия закрываемых заслонок на выгрузном окне возможны потери сырья и загрязнение окружающей среды при работе, что негативно влияет на экологию.
Известен автобетоносмеситель (патент RU 103513, В28С 5/42, опубл. 20.04.2011 г.), предназначенный для доставки и раздачи сырья, состоящий из самоходного колесного шасси с кабиной водителя, установленный на шасси с возможностью вращения от привода барабан с выгрузным окном, жестко смонтированный на шасси бункер с загрузочным лотком, имеющий возможность взаимодействия с барабаном и работающий от системы управления.
Недостатками аналога является низкая производительность и неудобство при работе из-за расположения места загрузки и раздача сырья в задней, противоположной кабине части машины, из-за чего водителю, при выполнении технологических операций, требуется выходить из кабины и нет возможности производить раздачу сырья на ходу во время движения машины. Кроме того из-за отсутствия закрывающихся заслонок в бункере и на выгрузном окне барабана возможны потери сырья и загрязнение окружающей среды при работе, что негативно влияет на экологию.
Наиболее близким по технической сущности является машина загрузки криолит-глиноземной шихты КГК, http://hencon.ru/produktsiya/produkt-1/tekhnika-dlya-korpusov-elektroliza/mashina-zagruzki-kriolit-glinozemnoj-shikhty (сайт продукции Hencon: http://hencon.ru/), предназначенная для доставки и боковой раздачи криолит-глиноземной шихты в электролизеры с одновременным движением машины вдоль электролизеров. Машина состоит из самоходного колесного шасси с кабиной водителя, установленный на шасси с возможностью вращения от гидропривода барабан, жестко смонтированные на шасси бункер, оборудованный загрузочным лотком, одной шиберной заслонкой и выгрузной трубой, смонтированные с возможностью взаимодействия с барабаном, системы управления загрузкой и раздачей.
Недостатками аналога является отсутствие закрывающейся заслонки в выгрузной трубе, от чего при загрузке и переездах могут происходить потери сырья и загрязнение окружающей среды, что негативно влияет на экологию, кроме того, в алгоритме работы системы управления отсутствуют блокировки, помогающие производить управление машиной, из-за чего возникает неудобство при работе и отказы машины при ошибочных действиях оператора.
Раскрытие изобретения
Техническим результатом изобретения является повышение удобства в работе, снижение потерь сырья и улучшение экологической ситуации.
Поставленный технический результат достигается тем, что в машине для загрузки, транспортировки и боковой раздачи сыпучего сырья в электролизеры для получения алюминия, содержащей самоходное колесное шасси с кабиной и моторной установкой, установленный на шасси с возможностью вращения от гидропривода барабан и жестко смонтированный на шасси бункер с загрузочным лотком и выгрузной трубой, выполненной телескопической с возможностью выдвижения и поворота в сторону из транспортного положения в положение раздачи сырья, установленные с возможностью взаимодействия с барабаном, систему управления загрузкой и раздачей, новым является то, что бункер содержит шиберную заслонку загрузки, а выгрузная труба содержит шиберную заслонку раздачи, выполненные с возможностью открывания и работающие от системы управления.
Изобретение дополняют частные отличительные признаки, способствующие достижению поставленного технического результата.
Загрузочный лоток входит в барабан с его верхнего торца и расположен в средней части бункера. Выгрузная труба присоединена к бункеру снизу с возможностью вращения относительно него. Привод вращения барабана выполнен реверсивным с возможностью регулирования оборотов барабана. В системе управления предусмотрена возможность регулирования вращения бункера в режиме раздачи при открытой заслонки раздачи с запретом открывания заслонки загрузки. Также в системе управления предусмотрена возможность регулирования хода машине и вращения бункера в режиме загрузки при открытой заслонки загрузки с запретом открывания заслонки раздачи.
Изобретение поясняется рисунками, где на фиг. 1 показан общий вид машины с выгрузной трубой в транспортном положении, в положении заслонок для загрузки сырья; на фиг. 2 показан фрагмент электрогидросхемы машины.
Перечень конструктивных элементов:
1 - самоходное колесное шасси;
2 - кабина водителя;
3 - катки поддержки барабана;
4 - стойка крепления катков поддержки барабана;
5 - барабан;
6 - гидропривод;
7 - гидромотор;
8 - редуктор;
9 - стойка крепления гидропривода;
10 - моторная установка;
11 - стойка крепления бункера;
12 - бункер;
13 - загрузочный лоток;
14 - выгрузная труба;
15 - шиберная заслонка загрузки;
16 - гидроцилиндр шиберной заслонки загрузки;
17 - шиберная заслонка раздачи;
18 - гидроцилиндр шиберной заслонки раздачи;
19 - гидроцилиндр выдвижения выгрузной трубы;
20 - гидроцилиндр поворота выгрузной трубы;
21 - потенциометр выдвижения выгрузной трубы;
22 - потенциометр поворота выгрузной трубы;
23 - кнопка включения/отключения вращения барабана - раздача;
24 - кнопка открытия шиберной заслонки раздачи;
25 - кнопка закрытия шиберной заслонки раздачи;
26 - концевой выключатель шиберной заслонки раздачи;
27 - концевой выключатель шиберной заслонки загрузки;
28 - концевой выключатель трубы в транспортном положении;
29 - клавиша включения/отключение вращения барабана - загрузка;
30 - клавиша открытия/закрытия шиберной заслонки загрузки;
31 - потенциометр вращения барабана - раздача;
32 - потенциометр вращения барабана - загрузка;
33 - логический контроллер;
34 - контроллер управления катушками насоса;
35 - катушка насоса - вращения барабана - раздача;
36 - катушка насоса - вращения барабана - загрузка;
37 - катушка гидрораспределителя - открытия шиберной заслонки раздачи;
38 - катушка гидрораспределителя - закрытия шиберной заслонки раздачи;
39 - катушка гидрораспределителя - выдвижение выгрузной трубы;
40 - катушка гидрораспределителя - поворот выгрузной трубы;
41 - катушка гидрораспределителя - закрытия шиберной заслонки загрузки;
42 - катушка гидрораспределителя - открытия шиберной заслонки загрузки;
43 - гидрораспределитель шиберной заслонки раздачи;
44 - гидрораспределитель шиберной заслонки загрузки;
45 - гидрораспределитель поворота выгрузной трубы;
46 - гидрораспределитель выдвижения выгрузной трубы;
47 - спираль.
Машина состоит из самоходного колесного шасси 1 с установленной в передней части шасси кабиной водителя 2. В задней части шасси 1, за кабиной 2, на катках 3, расположенных на стойках 4, установлен барабан 5. Барабан 5 имеет внутри закрепленную к образующей винтовую спираль 47 для перемешивания и подачи сырья.
Барабан 5 имеет возможность реверсивного вращения от гидропривода 6. В качестве гидропривода используется гидромотор 7 и редуктор 8. Гидропривод 6 закреплен на стойке крепления гидропривода 9, установленной на раме шасси 1. Под барабаном 5 установлена моторная установка 10. На стойке крепления бункера 11, жестко установленной на шасси 1, неподвижно закреплен бункер 12. Бункер 12 в средней части имеет загрузочный лоток 13, который входит в барабан 5 с его верхнего торца. Снизу бункера 12 с возможностью вращения относительно него присоединена выгрузная труба 14.
Для предотвращения попадания сверху в бункер 12 атмосферных осадков, посторонних предметов и предотвращения потерь сырья из бункера при раздаче, переездах и стоянке машины, для выдачи необходимых команд системе управления, в верхней части бункера 12 предусмотрена шиберная заслонка загрузки 15. Открывание и закрывание шиберной заслонки загрузки 15 производится гидроцилиндром шиберной заслонки загрузки 16.
Для предотвращения потерь сырья через выгрузную трубу 14 при загрузке, при переездах и при стоянке машины, для выдачи команд системе управления в нижней части бункера 12 предусмотрена шиберная заслонка раздачи 17. Открывание и закрывание шиберной заслонки раздачи 17 производится гидроцилиндром шиберной заслонки раздачи 18. Выгрузная труба 14 выполнена телескопической, имеет конструкцию типа труба в трубе, телескопирование трубы производится гидроцилиндром выдвижения выгрузной трубы 19
Выгрузная труба 14 имеет возможность поворачиваться в сторону из транспортного положения в положение раздачи сырья гидроцилиндром поворота выгрузной трубы 20. За счет телескопирования гидроцилиндром 19 и поворота в сторону гидроцилиндром 20 выгрузная труба 14 может занимать многочисленные положения, необходимые для боковой раздачи сыпучего сырья в электролизеры.
Скорость выдвижения выгрузной трубы 14 устанавливается потенциометром 21, который управляет катушкой 39 гидрораспределителя 46.
Скорость поворота выгрузной трубы 14 устанавливается потенциометром 22, который управляет катушкой 40 гидрораспределителя 45.
Кнопка 23 и клавиша 29 через контроллер 33 включает и отключает вращение барабана 5. Контроллер 33 обрабатывает сигналы концевого выключателя 26, концевого выключателя 27, концевого выключателя 28. Контроллер 34, получив сигнал от контроллера 33, управляет катушкой 35 или 36 гидропривода 6 барабана 5. Скорость вращения барабана регулируется потенциометром 31 или 32.
Клавиша 30 через контроллер 33 обрабатывает сигналы концевого выключателя 26, концевого выключателя 27, концевого выключателя 28 и управляет катушками 41, 42 гидрораспределителя шиберной заслонки 44.
Кнопки 24 или 25 через контроллер 33, обрабатывающий сигналы концевого выключателя 26, концевого выключателя 27, концевого выключателя 28, управляет катушками 37, 38 гидрораспределителя шиберной заслонки 43.
Машина работает следующим образом.
Загрузка сырья в барабан:
Загрузка сырья в барабан 5 осуществляется через верх бункера 12. При начале загрузки открывается шиберная заслонка загрузки 15 клавишей 30. Сигналы обрабатываются логическим контроллером 33, получающим сигналы с шиберной заслонки раздачи 17 в положении закрыто (концевой выключатель 26), трубы в транспортном положении (концевой выключатель 28), выдается управляющий сигнал на катушку 42 клапана 44. При открытой шиберной заслонке загрузки 15 система управления блокирует ход машины.
Загрузка сырья в бункер 12 производится кнопкой 29 «включение/отключение вращения барабана - загрузка». Сигнал включения обрабатывается логическим контроллером 33. Получив сигналы с шиберной заслонки раздачи 17, (концевой выключатель 26) - положение закрыто, шиберной заслонки загрузки 15, (концевой выключатель 27) - положение открыто и трубы в транспортном положении, (концевой выключатель 28), -контроллер 33 выдает управляющий сигнал на контроллер управления катушками насоса 34. Контроллер 34 обрабатывает входящий сигнал о запуске, а так же сигнал с потенциометра 32 регулировки скорости вращения барабана и выдает пропорциональный сигнал на катушку насоса 36. При этом барабан начинает вращаться в загрузочном направлении.
По окончании загрузки остановка вращения барабана производится кнопкой 29 «включение/отключение вращения барабана - загрузка». При закрытии заслонки загрузки клавишей 30 «закрыть шибер загрузки» сигналы обрабатываются логическим контроллером 33 - выдается управляющий сигнал на катушки клапана 41, при этом вращение барабана останавливается автоматически.
Раздача сырья в электролизеры:
Раздача сырья на аноды электролизера осуществляется выгрузной трубой 14. Для раздачи сырья на аноды оператор перемещает машину к электролизеру и джойстиком приводит выгрузную трубу в положение раздачи, управляемой потенциометром 22 и выдающим пропорциональный сигнал на катушку клапана 39. При этом система управления дает разрешение на открытие шиберной заслонки раздачи 17, управляемой кнопками 24, 25. Сигналы открытия обрабатываются логическим контроллером 33. При нахождении шиберной заслонки загрузки 15, (концевой выключатель 27) - положение закрыто и трубы не в транспортном положении, (концевой выключатель 28) - выдается управляющий сигнал на катушки клапана 37.
Командами джойстика оператор производит выдвижение/задвижение (телескопирование) выгрузной трубы, управляемой потенциометром 21 и выдающим пропорциональный сигнал на катушку клапана 38, повороты и подъем/опускание выгрузной трубы. При нажатии кнопки 23 «включение/отключение раздачи», расположенной на джойстике. Сигнал включения обрабатывается логическим контроллером 33. Получив сигналы с шиберной заслонки раздачи 17 - положение открыто, (концевой выключатель 26), шиберной заслонки загрузки - положение закрыто, (концевой выключатель 27), и трубы в не транспортном положении, (концевой выключатель 28), - контроллер 33 выдает, управляющий сигнал на контроллер управления катушками насоса 34. Контроллер 34 обрабатывает входящий сигнал о запуске, а так же сигнал с потенциометра 31, расположенного на пульте управления, для регулировки скорости вращения барабана, впоследствии выдает пропорциональный сигнал на катушку насоса 35.
По окончании раздачи, остановка вращения барабана производится кнопкой 23 «включение/отключение раздачи». При закрытии заслонки загрузки кнопкой 25 «кнопка закрытия шиберной заслонки раздачи» сигналы обрабатываются логическим контроллером 33 - выдается управляющий сигнал на катушки клапана 38, при этом вращение барабана останавливается автоматически.
Управление ходом машины, управление загрузкой и управление раздачей сырья производится водителем непосредственно из кабины.
Положительные результаты предложенных технических решений.
Конструкция машины:
- за счет применения заслонок загрузки и раздачи обеспечивает экономное использование сырья, так как не позволяет приводить при работе к потерям сырья, от чего не загрязняется окружающая среда, и что благоприятно влияет на экологическую ситуацию;
- за счет применения в системе управления алгоритма работы узлов и механизмов машины обеспечивает удобство в работе, обеспечивает включение блокировок, которые не приводят к потерям сырья, не приводят к отказам узлов машины при ошибочных действиях оператора.
Особенности системы управления.
Открывание системой управления заслонки загрузки возможно только при нахождении выгрузной трубы в транспортном положении и закрытой заслонке раздачи, а открывание заслонки раздачи возможно только при выходе выгрузной трубы из транспортного положения и закрытой заслонке загрузки.
Система управления при открывании заслонки раздачи запрещает открывание заслонки загрузки, дает разрешение на включение вращения бункера на раздачу, при ее закрывании дает команду на автоматическую остановку вращения бункера в режиме раздачи.
Система управления при открывании заслонки загрузки запрещает ход машине, запрещает открывание заслонки раздачи, дает разрешение на включение вращения бункера в режиме загрузки, при ее закрывании дает команду на автоматическую остановку вращения бункера в режиме загрузки и разрешает ход машине.
Положительные результаты подтверждены проведенными в корпусах электролиза алюминиевого завода производственными испытаниями, выполненным согласно формуле изобретения опытно-промышленным образцом машины для загрузки, транспортировки и боковой раздачи сыпучего сырья в электролизеры для получения алюминия.