ПРОБОЙНИК ДЛЯ СИСТЕМ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПИТАНИЯ СЫРЬЕМ АЛЮМИНИЕВЫХ ЭЛЕКТРОЛИЗЕРОВ
PUNCH FOR THE ALUMINUM REDUCTION CELLS SUPPLY WITH RAW MATERIALS AUTOMATED SYSTEMS

Область техники
Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к производству алюминия электролизом, а именно к конструкции электролизера с обожженными анодами.
Уровень техники
Известен узел герметизации пробойника для систем автоматизированного питания алюминиевых электролизеров (патент RU 2175029, МПК С25С 3/14, опубл. 20.10.2001), по которому узел герметизации пробойника для систем автоматизированного питания алюминиевых электролизеров сыпучим сырьем, связанного штоком с пневмоприводом, содержит герметизирующий и направляющий элемент, корпус которого прикреплен по наружной поверхности к газосборному колоколу электролизера. Герметизирующий и направляющий элемент выполнен в виде самоустанавливающегося шарнира штока, образованного обоймами и уплотнительным кольцом, установленным с зазором для обеспечения возвратно-поступательного перемещения штока, а внешняя поверхность кольца и ответные ей поверхности обойм выполнены сферическими, при этом обоймы закреплены в корпусе через элементы из электроизоляционного материала.
Недостатком данного узла герметизации пробойника для систем автоматизированного питания алюминиевых электролизеров является сложность и повышенная точность изготовления. При недостаточной точности изготовления между обоймами и сферическим кольцом может образоваться зазор достаточный для попадания туда частиц глинозема, что в последствии может привести к заклиниванию и быстрому износу штока и деталей со сферическими поверхностями пробойника, а при высокой точности изготовления из-за температурного расширение также может произойти подклинка данного соединения. Кроме того, недостатком конструкции является невозможность использование ее на электролизерах с обожженными анодами, где роль системы газоудаления играет балка-коллектор, на которую крепится пробойник, из-за сложности демонтажа и ремонта конструкции на действующем электролизере.
Раскрытие изобретения
В основу изобретения положена техническая задача разработать пробойник для алюминиевого электролизера с обожженными анодами, конструкция которого обеспечивала бы герметичное уплотнение зазора между балкой-коллектором и пробойником при вертикальном перемещении корпуса пробойника во время его регулировки.
Достижение вышеуказанной технической задачи обеспечивается тем, что в пробойнике для систем автоматизированного алюминиевого электролизера, имеющего балку-коллектор с нижним фланцем, выполненным с конической обечайкой, содержащем корпус, соединенный с корпусом пневмоцилиндр со штоком и узел герметизации, согласно заявляемому изобретению, узел герметизации содержит гильзу, фланец, закрепленный в верхней части гильзы и выполненный с кольцевой проточкой по внутренней поверхности, направляющую втулку, закрепленную в нижней части гильзы, уплотнительное кольцо, размещенное в кольцевой проточке фланца, уплотнительный термостойкий элемент, закрепленный на внешней поверхности гильзы между фланцем и направляющей втулкой, и установлен на поверхности корпуса пробойника с возможностью перемещения вдоль корпуса пробойника до упора во внутреннюю поверхность конической обечайки нижнего фланца балки-коллектора с обеспечением герметизации.
Заявляемое изобретение дополняют следующие уточняющие признаки.
Внутренний диаметр гильзы может быть выполнен на 0,1-10 мм больше внешнего диаметра корпуса пробойника. Заявляемые размеры являются оптимальными для обеспечения свободного скольжения гильзы вдоль корпуса пробойника.
Гильза выполнена из немагнитного термостойкого материала для исключения ее примагничивания к корпусу пробойника. Уплотнительный термостойкий элемент может быть выполнен из неэлектропроводного материала в виде шнура или ткани.
С целью дополнительной фиксации уплотнительных элементов сверху на фланце гильзы с помощью болтового соединения крепится крышка. При закреплении пробойника на балке-коллекторе с помощью плиты крепежной через болтовое соединение, подвижная гильза опускается и упирается уплотнительным элементом во внутреннюю поверхность узла герметизации, выполненного в виде конической обечайки, которая жестко закреплена на нижнем фланцевом листе балки-коллектора, при этом создается герметичное уплотнение, а коническая обечайка выполнена таким образом, что корпус пробойника свободно проходит через ее нижнее отверстие, а с целью исключения замыкания на балку-коллектор корпуса пробойника при срабатывании штока пробойника, в нижней части корпуса пробойника через электроизоляционные узлы с помощью болтового соединения закреплена направляющая втулка скольжения, выполненная из немагнитного металла.
Краткое описание чертежей
Сущность изобретения поясняется следующими чертежами: на фиг. 1 изображен общий вид пробойника; на фиг. 2 показан вид А фиг. 1.
Пробойник содержит следующие конструктивные элементы:
1. Пробойник;
2. Балка-коллектор;
3. Корпус пробойника;
4. Гильза;
5. Уплотнительный термостойкий элемент;
6. Фланец;
7. Направляющая втулка;
8. Уплотнительное кольцо;
9. Болт;
10. Крышка;
11. Коническая обечайка;
12. Шток;
13. Пневмоцилиндр;
14. Винт регулировочный;
15. Плита крепежная.
Конструкция пробойника 1, установленного на балку-коллектор 2 алюминиевого электролизера с обожженными анодами, содержит корпус пробойника 3 с подвижно закрепленной на нем немагнитной металлической гильзой 4, на внешней поверхности которой закреплен уплотнительный термостойкий элемент 5 с его фиксацией в пазах фланца 6. Фланец 6 с помощью сварного соединения закреплен в верхней части гильзы, а в нижней части гильзы с помощью сварного соединения закреплена направляющая втулка 7. Для герметизации зазора между корпусом пробойника 3 и гильзы 4 во фланце 6 с внутренней стороны выполнена кольцевая проточка, внутри которой размещено уплотнительное кольцо 8. С целью дополнительной фиксации уплотнительного термостойкого элемента 5 и уплотнительного кольца 8, с помощью болтов 9 сверху на фланце 6 крепится крышка 10. При закреплении пробойника 1 на балку-коллектор 2, снабженную конической обечайкой 11 немагнитная металлическая гильза опускается вниз до уплотнения уплотнительного элемента 5 с внутренней поверхностью конической обечайки 11.
Пневмоцилиндр 13 со штоком 12, через винт регулировочный 14 закреплен к плите крепежной 15, которая жестко крепится на верхнем фланцевом листе балке-коллекторе 2.
Работа пробойника алюминиевого электролизера с обожженными анодами заключается в пробивке электролитной корки. В рабочем положении пробойника 1 немагнитная металлическая гильза 4 с закрепленными на ней фланцем 6 и направляющей втулкой 7 под собственным весом скользит вниз по корпусу пробойника 3 до тех пор, пока внешний уплотнительный термостойкий элемент 5, размещенный на внешней поверхности гильзы 4 между фланцем 6 и направляющей втулкой 7, не упрется во внутреннюю поверхность конической обечайки 11, жестко закрепленной на нижнем фланцевом листе балке-коллектора 2, образуя при этом уплотнение. Направляющая втулка 7 служит для удобства монтажа пробойника 1 и упора внешнего уплотнительного термостойкого элемента 5 в нижней части гильзы 4. Фланец 6 и крышка 10 закрепленные в верхней части гильзы 4 служат для фиксации уплотнительного термостойкого элемента 5. Для уплотнения зазора между корпусом пробойника 3 и гильзой 4 во фланце 6 выполнена кольцевая канавка для установки внутреннего уплотнительного кольца 8. При вращении винта регулировочного 14 закрепленного на плите крепежной 15 с помощью резьбового соединения, пневмоцилиндр 13 с закрепленным на нем корпусом пробойника 2 и штоком 12 опускается или поднимается тем самым регулируется высота положения нижней грани штока 12 пробойника, при этом гильза 4 скользит по корпусу пробойника 3, сохраняя уплотнение между балкой-коллектором 2 и корпусом пробойника 3. При подачи сжатого воздуха в поршневую зону пневмоцилиндра 13 шток опускается и пробивает корку электролита, после чего сжатый воздух подается в штоковую зону пневмоцилиндра 13 и шток 12 пробойника поднимается в исходное положение.