МАШИНА ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВКИ И ДОЗИРОВАННОЙ ЗАГРУЗКИ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ В ЭЛЕКТРОЛИЗЕР
MACHINE FOR TRANSPORTATION AND METERED LOADING OF BULK MATERIALS INTO THE ELECTROLYZER

Область техники
Изобретение относится к области металлургии цветных металлов, а именно к машинам для технологического обслуживания электролизеров получения алюминия электролитическим способом, и может применяться для транспортировки и дозированной загрузки сыпучих материалов, например, порошкового или гранулированных глинозема, фторсолей, их смеси или аналогичных порошковых материалов, в электролизер для получения алюминия, снабженный боковыми бункерами автоматического питания глиноземом (АПГ).
Уровень техники
Из уровня техники известно устройство для раздачи сырья в электролизеры, предназначенное для дозированной раздачи сыпучего материала в электролизер, содержащее бункер с загрузочной горловиной, установленный на самоходном колесном шасси с кабиной, и систему дозирования, выполненную в виде приводимого во вращение гидромотором выгрузного винтового шнека, установленного перед кабиной с возможностью его поворота посредством гидроцилиндра и фиксации, оснащенного датчиком числа оборотов, и счетчиком импульсов с возможностью программирования величины дозы раздачи сырья из кабины (патент на полезную модель №205074, С25С 3/14, опубл. 25.06.2021 г.).
Недостатком аналога является неудобство совмещения выгрузного шнека с выгрузной корзиной бокового бункера АПГ электролизера, большие потери сырья при загрузке электролизеров, оснащенных боковыми бункерами АПГ и повышенное пыление из-за отсутствия на выгрузном шнеке горловины, сопрягаемой с горловиной бункера АПГ.
Наиболее близким аналогом по технической сущности является универсальная машина для транспортировки и загрузки сыпучих материалов в электролизер (патент на изобретение №2608013, С25С 3/14, опубл. 11.01.2017 г.), позволяющая производить загрузку порошковыми материалами электролизеры, оснащенные боковыми бункерами АПГ. Машина содержит установленный на самоходном шасси за кабиной бункер, установленный в передней части бункера питатель и узел загрузки сырья в бункер АПГ, выполненный в виде выгрузного шнека с выгрузной корзиной, установленный с возможностью поворота относительно питателя в горизонтальной плоскости и качания в вертикальной плоскости и в транспортном положении направленный вперед выгрузной корзиной, вдоль боковой стенки кабины, вращение выгрузного шнека производится гидромотором.
Недостатком аналога является отсутствие возможности точного дозирования порошкового сырья при загрузке в бункер электролизера, что ведет к перерасходу сырья при загрузке излишней дозы или к нарушению технологического процесса при загрузке дозы сырья меньше необходимой.
Раскрытие изобретения
Техническим результатом изобретения является обеспечение высокой точности дозирования при загрузке сырья и снижения его потерь путем внесения в электролизер необходимой дозы сырья, за счет чего происходит улучшение экологической ситуации.
Технический результат достигается за счет того, что в машине для транспортировки и дозированной загрузки сыпучих материалов в электролизер для получения алюминия, снабженной боковыми бункерами автоматического питания глиноземом (АПГ), содержащей бункер, установленный на самоходном шасси с кабиной, установленный в передней части бункера питатель и узел дозированной загрузки сырья в бункер АПГ, выполненный в виде выгрузного шнека с выгрузной корзиной, установленных с возможностью поворота относительно питателя в горизонтальной плоскости и качания в вертикальной плоскости и в транспортном положении направленных вперед выгрузной корзиной, вдоль боковой стенки кабины, новым является то, что, выгрузной шнек выполнен двухъярусным в виде последовательно соединенных через пересыпную камеру винтовых шнеков, где на наружном винтовом шнеке встроен датчик числа оборотов с возможностью программирования из кабины счетчиком числа оборотов величины дозы загрузки сырья.
Изобретение дополняют частные отличительные признаки, способствующие достижению технического результата. Величина дозы загрузки сырья кратна количеству оборотов наружного винтового шнека, при этом величина дозы кратна величине дозы сырья за один оборот наружного винтового шнека. Вращение обоих винтовых шнеков обеспечивается индивидуальными приводами, в качестве которых используются гидромоторы.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показан общий вид машины справа, с выгрузным шнеком в транспортном положении, с разрезом питателя и выгрузного шнека, с расположением пульта управления системой дозирования в кабине.
На фиг. 2 показан выгрузной шнек в виде последовательно соединенных через пересыпную камеру двух винтовых шнеков с установленным датчиком числа оборотов, с сечением по трубам винтовых шнеков и пересыпной камеры.
На фиг. 3 показан общий вид машины справа, с выгрузным шнеком в транспортном и рабочем положениях, с расположением пульта управления системой дозирования в кабине.
На фиг. 4 показан общий вид машины сверху, с выгрузным шнеком в транспортном и рабочем положениях.
Перечень конструктивных элементов:
1 - самоходное колесное шасси;
2 - кабина оператора;
3 - бункер;
4 - аэродорожка;
5 - питатель;
6 - выгрузной шнек;
7 - наружный винтовой шнек;
8 - внутренний винтовой шнек;
9 - пересыпная камера;
10 - выгрузная корзина;
11 - гидроцилиндр подъема выгрузного шнека;
12 - гидроцилиндр поворота выгрузного шнека;
13 - гидромотор наружного винтового шнека;
14 - гидромотор внутреннего винтового шнека;
15 - датчик числа оборотов наружного винтового шнека;
16 - загрузочная горловина;
17 - счетчик числа оборотов с программируемым контроллером;
18 - пересыпная камера питателя;
19 - датчик уровня.
Машина для транспортировки и дозированной загрузки сыпучих материалов в электролизер для получения алюминия, снабженный боковыми бункерами автоматического питания глиноземом (АПГ), содержит самоходное колесное шасси 1, кабину оператора 2, установленный на шасси бункер 3 с загрузочной горловиной 16, установленную в нижней части бункера 3 аэродорожку 4, соединенный с аэродорожкой и установленный в передней части бункера питатель 5 в виде вертикального шнека, выгрузной шнек 6, состоящий из установленных в два яруса последовательно наружного винтового шнека 7 и внутреннего винтового шнека 8, соединенных пересыпной камерой 9. На выгрузном конце наружного винтового шнека 7 установлена выгрузная корзина 10. Выгрузной шнек 6 соединен с верхней частью питателя 5 пересыпной камерой питателя 18 с возможностью подъема из транспортного положения «А» (на фиг. 3) в рабочее положение «Б» гидроцилиндром подъема 11 и с возможностью поворота относительно оси вращения питателя 5 гидроцилиндром 12 из транспортного положения «В» в рабочее положение «Г». Вращение винтовых шнеков 7 и 8 производится гидромоторами 13 и 14. В наружный винтовой шнек 7 встроен датчик числа оборотов 15, который взаимодействует со счетчиком числа оборотов с программируемым контроллером 17, установленными в кабине 2. Уровень сырья в пересыпной камере 9 отслеживается датчиком уровня 19.
Отличием от аналога в техническом решении является применение двухъярусного выгрузного шнека с пересыпной камерой, осуществляющего дозированную раздачу сырья, оснащенного датчиком числа оборотов.
Система дозирования, с установленным в кабине счетчиком импульсов с программируемым контроллером 17, обеспечивает высокую точность за счет совокупности применения пересыпной камеры 9 с датчиком уровня 19, винтового шнека 7, датчика числа оборотов 15 и счетчика импульсов 17.
Применение выгрузного шнека с выгрузной корзиной позволяет исключить пыление при раздаче сырья, обеспечивает высокую точность дозирования, кратную величине дозы за один оборот наружного винтового шнека.
Расположение выгрузного шнека в передней части машины справа от кабины обеспечивает хороший уровень обзорности и безопасности при выполнении загрузки сырья в боковые бункера АПГ.
Машина для транспортировки и дозированной загрузки сыпучих материалов в электролизер для получения алюминия работает следующим образом.
Загрузка сырья в бункер 3 машины производится в зоне загрузки машин через загрузочную горловину 16. Загруженная сырьем машина своим ходом передвигается в электролизный корпус, где производится загрузка боковых бункеров АПГ электролизера. Для выполнения загрузки сырья в боковой бункер АПГ электролизера, оператор устанавливает машину вдоль электролизера напротив бокового бункера АПГ, с помощью гидроцилиндров подъема 11 и поворота 12 опускает и поворачивает выгрузной шнек 6 выгрузной корзиной 10 в рабочее положение, вправо от кабины 2, совмещая выгрузную корзину 10 с загрузочным люком бокового бункера АПГ (не показан). Оператор программирует из кабины необходимую дозу загрузки сырья, устанавливая на счетчике числа оборотов 17 необходимое число оборотов наружного винтового шнека 7 и включает с пульта дозированную загрузку сырья.
При начале дозированной загрузки автоматически, системой управления, открывается клапан в выгрузной корзине 10 (на рисунке не показан), включается гидромотор 13 вращения наружного винтового шнека 7 и счетчик 17 начинает отсчет оборотов, датчик оборотов шнека 15 выдает сигнал, а на счетчике числа оборотов 17 отображается текущее значение количества оборотов шнека 7. После включения наружного винтового шнека 7 он за счет вращения начинает загружать сырье в выгрузную корзину 10 и из нее самотеком сырье загружается в бункер АПГ, одновременно шнек 7 забирает сырье из пересыпной камеры 9, при этом последовательно, с небольшой задержкой, чтобы исключить подпор сырья, включаются внутренний винтовой шнек 8, питатель 5, аэродорожка 4. Аэродорожка 4 производит подачу сырья в питатель 5, питатель поднимет сырье и через пересыпную камеру 18, оно поступает во внутренний винтовой шнек 8, которым подается в пересыпную камеру 9, пополняя ее. После выработки запрограммированного числа оборотов шнека 7, клапан корзины 10 автоматически закрывается. Аэродорожка 4, питатель 5 и внутренний винтовой шнек 8 продолжают работать, наполняя пересыпную камеру 9 до срабатывания датчика уровня 19, после чего система управления отключает аэродорожку 4, питатель 5 и внутренний винтовой шнек 8.
После завершения загрузки необходимой дозы выгрузной шнек 6 гидроцилиндрами 11 и 12 переводится в транспортное положение. Машина перемещается своим ходом к следующему боковому бункеру, где процесс дозированной загрузки бункера АПГ повторяется. Клапан выгрузной корзины герметично закрывает корзину 10, поэтому не происходит просыпей сырья во время транспортировки и переездов между бункерами электролизера.
Выгрузка сырья производится дозированно по числу оборотов наружного винтового шнека 7, для чего на счетчике числа оборотов 17, расположенном в кабине оператора 2, перед раздачей устанавливается необходимая величина дозы. Первоначальное наполнение наружного винтового шнека производится один раз перед началом работы. За счет постоянно заполненного сырьем шнека 7, величина дозы за один оборот шнека всегда постоянная, она зависит от типа сырья (порошковый глинозем, фторсоли и т.п.) и определяется перед началом работы.
Положительные результаты технического решения подтверждены проведенными в корпусах электролиза алюминиевого завода производственными испытаниями, выполненными согласно формуле изобретения опытно-промышленными образцами машины.