NO800575L - Anordning for kontinuerlig tilfoersel av aluminiumleire - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en anordning for dosert tilførsel av aluminaleire ved skorpegjennombrudd i en elektrolysecelle ved hjelp av et fremføringsorgan som er bevegelig anordnet i en stillestående kanal og forbundet med en drivenhet og en silo for aluminiumleire.

Anordninger for kontinuerlig tilførsel av aluminaleire

til elektrolysebadet ved smelteelektrolyse for fremstilling av aluminium har allerede vært kjent i ca. 50 år. De har som grunnlag den erkjennelse at aluminiumleire må tilføres badet i samme grad som aluminium utskilles katodisk. Ganske tidlig fremkom således den tanke å koble en doseringsanordning til tilførselsanordningen for aluminaleire. Ved sådanne kjente anordninger finner tilførselen av aluminaleire sted ved hjelp av en doseringssnekke,og skyvende frem-føringssnekke, en doseringssnekke og trykkluft, en doseringssnekke og stempelfortetter, eller materiale tilføres i samsvar med strøsukkerprinsippet. Tilførsel av aluminaleire ved hjelp av tyngdekraftfremdrift og fluidiseringsrenne er også kjent. Stedet for tilførsel av aluminaleire varierer ved de kjente anordninger mellom tilførsel gjennom selve anoden, anbringelse av tilførselsanordningen direkte på

anoden (fremfor alt i Søderbergovner) samt tilførsel av leire til et vilkårlig sted i ovnen.

Ulempen ved de hittil kjente doseringsinnretninger ligger særlig i deres kompliserte konstruksjon og arbeidskrevende fremstilling. For å drive doseringssnekken trenges således særlig en kontinuerlig roterende motor, som drives med elek-trisitet. Dette medfører imidlertid betraktelige fare-momenter ved benyttelse på en elektrolyseovn.

Da doseringssnekker mellom seg og den omgivende vegg må ha

en viss ganske liten minsteavstand for å sikre dreiefriheten, kan det lett samles aluminaleire i disse hulrom, hvilket særlig ved visse ikke helt tørre leirearter kan føre til fast-klebning av snekken. Dette medfører da betraktelige drifts-forstyrrelser.

I tillegg er bestemmelse av doseringsmengden ved hjelp av

en doseringssnekke unøyaktig, da hulrommene mellom to på-følgende snekkegjenger kan være fylt i forskjellig grad. Derfor tilføres i praksis som oftest enten for lite aluminaleire, hvilket fører til hyppigere anodeeffekter, eller det tilføres for meget aluminaleire til elektrolysebadet, hvilket påvirker ovnens driftsøkonomi.

Det er derfor et formål for foreliggende oppfinnelse å ut-vikle en anordning for sådan dosert tilførsel av aluminaleire til skorpegjennombrudd i en elektrolysecelle at ulempene ved de kjente doseringsanordninger unngås.

Dette oppnås i henhold til oppfinnelsen ved at det under

en ifyllingsåpning er utformet et føringsrør for et stempelsystem, som danner minst et avgrenset doseringsrom.

En sådan anordning er av enkel konstruktiv utførelse og ufølsom for ytre påvirkning.

Anordningen består hovedsakelig av fire byggeelementer, nemlig en silo for aluminaleire, et føringsrør som inneholder et stempelsystem, en drivinnretning samt en trakt som opp-fanger den tilførte aluminaleire og fører denne til skorpe-gj ennombruddet.

Siloen for aluminaleire har avsmalende form mot en fylningsflens som er anbragt over en ifyllingsåpning i føringsrøret. Inne i føringsrøret befinner det seg et stempelsystem som over en stempelstang er forbundet med drivinnretningen.

Rett overfor siloen omgir trakten en utløpsåpning, som er tatt ut i den vegg av føringsrøret som ligger midt imot i fyllingsåpningen.

En vesentlig fordel ved foreliggende oppfinnelsesgjenstand ligger i anvendelse av det bevegelige stempelsystem i førings-røret, idet stempelsystemet kan ha forskjellig utførelse og arbeidsfunksjon som er bestemt av antallet ifyllingsåp-ninger og utløpsåpninger samt deres stilling i forhold til hverandre.

I en viss utførelse består stempelsystemet av en sperre-

kolbe og en doseringskolbe, idet et doseringsrom er an-

ordnet mellom disse kolber og rommets bredde fortrinnsvis tilsvarer tverrmålet for ifyllingsåpningen og/eller ut-løpsåpningen. Da dette stempelsystem beveges frem og tilbake i retning av sin midtakse ved hjelp av en fortrinns-

vis pneumatisk drevet drivinnretning over en stempelstang som forbinder de to stempler og drivinnretningen, er fortrinnsvis ifyllingsåpningen og utløpsåpningen anordnet for-skjøvet overfor hinannen. Arbeidsfunksjonen for denne doseringsinnretning forutsetter at doseringsrommet i start-stillingen ligger under ifyllingsåpningen, således at aluminaleire kan strømme ut av siloen forbi fyllingsflensen og gjennom ifyllingsåpningen inn i doseringsrommet.

Når så drivinnretningen settes igang, vil stempelstangen forskyve sperrestemplet, doseringsstemplet samt den aluminaleire som befinner seg i doseringsrommet mellom kolbene frem til utløpsåpningen, hvorved samtidig sperrestemplet lukker i fyllingsåpningen.

Gjennom utløpsåpningen faller så aluminaleiren ned i trakten for tilførsel til skorpegjennombruddet.

Oppfinnelsen omfatter imidlertid også en utførelsesvariant hvor føringsrørets vegg er gjennombrutt av flere ifyllings-og/eller utløpsåpninger. Hvis herunder en utløpsåpning ligger forskjøvet til begge sider for en ifyllingsåpning,

så består stempelsystemet av et sperrestempel og to doseringsstempler, som er slik anordnet at det ene eller det annet av to doseringsrom som er dannet mellom sperrestemplet og hvert sitt doseringsstempel, ligger over en av utløps-åpningene når det annet doseringsrom ligger under ifyllingsåpningen. Denne anordning gjør det mulig med dobbelt beskjiktning av ovnen med aluminiumleire.

En ytterligere fordel ved foreliggende anordning ligger i at doseringsrommenes doseringsmengde kan bestemmes nøyaktig ved hjelp av varierende innstilling av stemplene i forhold til hverandre på stempelstangen. Fortrinnsvis kan derfor også stempelsystemet gjøres utskiftbart, for at doseringsmengden også kan varieres i samsvar med forskjellige arter av aluminaleire.

I henhold til oppfinnelsen er stemplenes form og deres inn-byrdes forbindelse variabel. Det foretrekkes rund form,

men ved annen geometrisk utforming av føringsrøret kan stemplene også anta en tilsvarende annen form. Forbindelsen mellom sperrekolbe og doseringskolbe kan utgjøres av en del av stempelstangen langs midtaksen av de to kolber, eller av forbindelsesstykker ved ytterkanten av stemplene.

Hvis ifyllingsåpning og utløpsåpning ligger rett overfor hinannen, kan det benyttes en annen utforming av stempelsystemet. I dette tilfellet kan stempelsystemet beveges om sin midtakse ved hjelp av en drivinnretning som eventuelt er anordnet loddrett i forhold til stempelsystemet. Et sådant stempelsystem oppviser mellom ifyllingsåpningen og utløpsåpningen minst en uttagning som danner doseringsrommet. Denne uttagning bestemmes fremfor alt av de reste-rende deler som forbinder de to deler av stempelsystemet. Uttagningen kan således være anordnet omkring stempelsystemets midtakse, således at to halvmåneformede veggstykker blir igjen av stemplet. Hvis stempelsystemet med denne utforming dreies om sin midtakse, vil det ene halvmåneformede veggstykke sperre ifyllingsåpningen, mens det annet veggstykke vil sperre utløpsåpningen. Ved ytterligere dreining av stemplet frigjøres atter såvel ifyllingsåpningen som utløpsåpningen, således at aluminaleire alt etter dreinings-graden uhindret kan strømme gjennom ifyllingsåpningen, uttagningen og utløpsåpningen. Fortrinnsvis finner denne dreiebevegelse sted rykkvis over 90°, således at uttagningens oppholdstid under if yllingsåpningen og over.r utløpsåpningen bestemmer den materialmengde som tilføres. En annen variant består i den motsatte utførelse av uttagningen. Begge deler av stempelsystemet forbindes langs kolbeaksen over en skillevegg, som er så bred at den kan avsperre såvel ifyllingsåpningen som utløpsåpningen. Denne skillevegg adskiller da to halvmåneformede doseringsrom. Hvis stempelsystemet dreies om sin midtakse, vil det ene doseringsrom fylles med alumina leire. Ved ytterligere dreining avsperres ifyllingsåpningen og utløpsåpningen av skilleveggen, og frigjøres derpå atter, således at aluminaleire kan strømme inn i det annet halvmåneformede doseringsrom, mens det tidligere fylte rom tømmes gjennom utløpsåpningen.

Utløpsåpningen omgis vanligvis av en trakt som ved sin nedre ende er utstyrt med en tilførelsesåpning til skorpegjennombruddet. Fortrinnsvis er herunder den ene vegg av trakten anordnet loddrett på skorpegjennombruddet, mens den annen er avskrånet i samsvar med den optimale strømnings-bevegelse av aluminaleire. Derved oppnås en forut bestemt tilførsel av leire til skorpegjennombruddet.

Ytterligere fordeler, særtrekk og enkeltheter ved foreliggende oppfinnelse vil fremgå av den etterfølgende beskrivelse av foretrukkede utførelseseksempler under henvisning til de ved-føyde tegninger, hvorpå: figur 1 viser et tverrsnitt gjennom en elektrolysecelle,

figur 2 viser et utsnitt av elektrolysecellen langs snitt^linjen II-II i figur 1,

figur 3 viser et snitt gjennom en doseringsanordning,

figur 4 viser et annet utførelseseksempel på samme måte som i figur 3,

figur 5 viser et ytterligere utførelseseksempel på samme måte som i figur 3, og

figur 6 viser forstørret en doser ingsanordning i to ut^-førelsesformer sett i snitt langs linjen VI-VI i figur 5.

Den elektrolysecelle 10 som er skjematisk vist i figur 1 består av et katodisk koblet kar 12, opplagret på celle-bunden 11, idet karet inneholder et elektrolysebad hvori et anodepar 16 anordnet ved hjelp av bærere 14 på en bære-bjelke 15 er neddykket.

Mellom to nærliggende anodepar 16 er det ved forskyvning

av de løsbart festede bærere på bærebjelken 15 dannet et mellomrom 18 (figur 2), all over dette mellomrom er det anordnet en doseringsanordning 20 samt en skorpebryter 21

som er montert, eventuelt bevegelig^på en tverrbærer 19.

Skorpebryteren 21 beveges nedover ved hjelp av en fortrinnsvis pneumatisk drivinnretning 22, som den er forbundet med over en forbindelsesstang 23, således at skorpebryteren kan slå igjennom den skorpe 24 som er dannet på elektrolysebadet 13.

Den viste doseringsanordning 20 i figur 3 består av en silo

2 6 for aluminaleire og som strekker seg traktformet ned til en fylningsflens 27. Fylningsflensen 27 er anbragt på en vegg 28 av et -føringsrør 29, idet veggen 28 er gjennombrutt ut til fylningsflensen 27 ved en ifyllingsåpning 31 med en bredde b.

På føringsrøret 29 er det anbragt en drivinnretning 32 som styres fortrinnsvis pneumatisk over ledninger 3 3 for bevegelse av et stempelsystem 31 i føringsrøret 29. Stempelsystemet 35 består av et sperrestempel 3 6 som avsperrer ifyllingsåpningen 31 samt et doseringsstempel 37, således at endeflatene av de to stempler mellom seg danner et doseringsrom 4 0 med eventuelt innstillbar bredde a, mens de to stempler er forbundet med drivinnretningen 32 over en stempelstang 38.

For å fylle doseringsrommet 4 0 trekkes sperrestemplet 36

ved hjelp av drivinnretningen 32 over stempelstangen 38 tilbake inntil doseringsrommet 4 0 ligger under i fyllingsåpningen 31. I denne stilling kan aluminaleire fra siloen strømme gjennom fylningsflensen 37 og ifyllingsåpningen 31 inn i doseringsrommet 40. Motsatt bevegelse av drivinnretningen 32 forskyver doseringsrommet 40 fylt med aluminaleire til en stilling over en utløpsåpning 42 som er sideforskjøvet i forhold til ifyllingsåpningen 31 og er ført gjennom veggen 28 i føringsrøret 29 samt har en bredde c, samtidig som sperrestemplet lukker i fyllingsåpningen 31. Gjennom ut-

løpsåpningen 41 faller innholdet i doseringsrommet 40 ned i trakten 44, hvis ene vegg 58 er avskrånet i samsvar med optimalstrømningsbevegelse for aluminaleiren og sammen med en annen vegg 59 danner tilførselsåpningen 60.

Figur 4 viser en doseringsinnretning 20, hvor det på begge sider av et sperrestempel 26 er anordnet doseringsstempler 37a og 37b, således at disse stempler 37a og 37b danner doseringsrom 40a og 4 0b med en bredde d, henholdsvis e. Sperrestemplet 36 og doser^ngsstemplene 37a og 37b er over

en stempelstang 38 forbundet med en drivinnretning 32. På begge sider av ifyllingsåpningen 31 er det anordnet en ut-løpsåpning 42a og 42b med bredde henholdsvis c og f. I den stilling som er vist i figur 4, fylles doseringsrommet 40a mellom sperrestemplet 36 og doseringsstemplet 37a med aluminaleire fra siloen 26 gjennom fyllingsflensen 27. Hvis drivinnretningen 3 2 beveger stangen 38 i retning x, forskyves doseringsrommet 4 0a over utløpsåpningen 4 2a og tømmes i trakten 44. Samtidig forskyves doseringsrommet 40b til en stilling under ifyllingsåpningen 31 og fylles således fra siloen 26 gjennom fylningsflensen 27. Ved den motsatte bevegelse forskyves doseringsrommet 40b over utløpsåpningen 42b og tømmes, mens samtidig doseringsrommet 40a kommer til å ligge under ifyllingsåpningen 31 og fylles med aluminaleire fra siloen 26.

Ved den doseringsinnretning 20 som er vist i figur 5, ligger utløpsåpningen 42 rett overfor ifyllingsåpningen 31. Mellom disse er det i føringsrøret 29 anordnet et stempelsystem 35 som strekker seg over hele lengden 1 og er forbundet med drivinnretningen 32 for dreining om stempelsystemets akse M.

I området mellom utløpsåpningen 3 2 og ifyllingsåpningen 31

er stempelsystemet gjennombrutt av en uttagning 49, som av-grenses av to halvmåneformede sidevegger 50. Ved dreiebevegelse i retning Z sperrer de to halvmåneformede sidevegger 50 såvel ifyllingsåpningen 31 som utløpsåpningen 32. Ved en ytterligere dreiebevegelse i retning Z danner ut-sperringen 49 sammen med fylningsflensen 27, ifyllingsåpningen 31 og utløpsåpningen 4 2 en kanal som aluminaleire fra siloen 26 kan strømme gjennom ned i trakten.44. I hen-

hold til det annet utførelseseksempel i figur 6 er stempelsystemet 35 mellom utløpsåpningen 42 og ifyllingsåpningen 31 avbrutt av to halvmåneformede doseringsrom 42, som er inn-byrdes adskilt av en skillevegg 51 langs kolbeaksen M. Ved en dreiebevegelse av kolbesystemet 3 5 i retning Z kommer det ene doseringsrom 52 til å ligge under ifyllingsåpningen 31, mens det annet rom kan tømmes gjennom utløpsåpningen 42. Ved en ytterligere dreiebevegelse på 90° i retning Z sperres såvel ifyllingsåpningen 31 som utløpsåpningen 4 2

av skilleveggen 51.

Claims (11)

1. Anordning for dosert tilførsel av aluminaleire til et skorpegjennombrudd i en elektrolysecelle ved hjelp av et fremføringsorgan som er bevegelig anordnet i en stillestående kanal og forbundet med en drivenhet og en silo for aluminaleire, karakterisert ved at kanalen er utformet som et føringsrør (2 9) for et stempelsystem (35) under en ifyllingsåpning (31), idet stempelsystemet er utformet for å danne minst et avgrenset doseringsrom (40).

2. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at stempelsystemet (3 5) består av minst et sperrestempel (36) og minst et doseringsstempel (37) , således at motstående endeflater på henholdsvis sperrestemplet (36) og doseringsstemplet (37) avgrenser doseringsrommet (40), hvis bredde (a) tilsvarer bredden (b) av ifyllingsåpningen (31).

3. Anordning som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at doseringsrommet (4 0) oppviser en bredde (a) som kan innstilles til forskjellige verdier.

4. Anordning som angitt i krav 1-3, karakterisert ved at føringsrøret (29) er forsynt med en utløpsåpning (42) som er anbragt sidefor- skjøvet i føringsrøret (29) i forhold til ifyllingsåpningen (31) , idet utløpsåpningen (-4 2) har en bredde (c) som tilsvarer bredden (b) av ifyllingsåpningen (31).

5. Anordning som angitt i krav 1-4, karakterisert ved at stempelsystemet (35) ved hjelp av drivinnretningen (32) og stempelstangen (38) er anordnet bevegelig på sådan måte at doseringsrommet (40) kan stillingsforskyves fra ifyllingsåpningen (31) til utløps-åpningen (42) .

6. Anordning som angitt i krav 1-5, karakterisert ved at stempelsystemet (3 5) består av et sperrestempel (36) og 2 doseringsstempler (37a, 37b), idet doseringsstemplene (37a, 37b) med sine endeflater sammen med endeflatene på sperrestemplet danner hvert sitt forskyvbare doseringsrom (40a, 40b).

7. Anordning som angitt i krav 6, karakterisert ved at sperrestemplet (36) og de to doseringsstempler (37a, 37b)' er anordnet bevegelig ved hjelp av stempelstangen (38) på sådan måte at den ene doseringsåpning (4 0a, henholdsvis 40b) kommer til å ligge over en utløpsåpning (42a, henholdsvis 42b), når den annen doseringsåpning (40b, 40a) frigjør ifyllingsåpningen.

8. Aordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at det rett under ifyllingsåpningen (31) er anordnet en utløpsåpning (42) i førings-røret (29) .

9. Anordning som angitt i krav 8, karakterisert ved at stempelsystemet (3 5) med en stempelakse (M) mellom ifyllingsåpningen(31) og ut-løpsåpningen (42) oppviser minst en uttagning (49, 52), mens stempelsystemet (3 5) er anordnet bevegbart om stempelaksen (M) i føringsrøret (29) og forbundet med en drivinnretning (32) .

10. Anordning som angitt i krav 8 eller 9, karakterisert ved at uttagningen (49) er avgrenset av to halvmåneformede sidevegger (50).

11. Anordning som angitt i krav 8 eller 9, karakterisert ved at en skillevegg (51) forløper langs stempelaksen (M) og danner to halvmåneformede doseringsrom (52).