用于生产铝的电解池的连接器的装卸机构转让专利
申请号 : CN200480012750.5
文献号 : CN1788110B
文献日 : 2010-04-21
发明人 : 帕特里克·德莱克吕兹
申请人 : E.C.L.公司
摘要 :
权利要求 :
1.阳极连接器(200)的装卸机构(300)，所述连接器配设有两侧耳轴(212，212′)和一止动螺钉(210)，所述连接器适于与一采用溶盐电解法生产铝的电解池(1)的固定钩件(10，10’)相配合，以便可以把阳极(8)连接在所述电解池上，当所述连接器(200)处于一确定位置——称为正常装卸位置时，所述装卸机构(300)运送所述连接器(200)，所述装卸机构(300)包括一紧固机构(302)，该紧固机构(302)安置成使得：在所述连接器(200)处于其正常装卸位置时，所述止动螺钉(210)接合在所述紧固机构中，其特征在于，它包括一锁闭系统(310，310′，320)，所述锁闭系统适于与所述紧固机构(302)和所述连接器(200)相配合，以便通过借助所述紧固机构(302)松开所述连接器(200)，将所述连接器锁紧在所述装卸机构(300)中一确定位置上；
而且它还包括至少一活动件(312，312′)，所述活动件具有一第一位置，称为开启位置，和一第二位置，称为关闭位置；
而且所述一个或各个活动件(312，312′)包括一支架(313，313′)和一部件(315，315′)：当所述活动件处于所述关闭位置时，所述支架适于支撑所述连接器(200)；所述部件用于引起所述活动件(312，312′)从所述关闭位置移动到所述开启位置。
2.根据权利要求1所述的装卸机构(300)，其特征在于，所述支架(313，313′)适于当所述一个或各个活动件(312，312′)处于所述关闭位置上时，通过所述侧耳轴(212，212′)支撑所述连接器(200)。
3.根据权利要求2所述的装卸机构(300)，其特征在于，所述支架(313，313′)具有一凹陷部(314，314′)，所述凹陷部在使用时基本转向下部，适于接纳所述连接器的一耳轴(212，212′)。
4.根据权利要求1所述的装卸机构(300)，其特征在于，所述一个或各个活动件(312，312′)还包括一锁止部件，当所述连接器(200)搁靠在所述支架(313，313′)上时，所述锁止部件适于阻止所述一个或各个活动件(312，312′)从所述关闭位置移动到所述开启位置。
5.根据权利要求4所述的装卸机构(300)，其特征在于，它包括两个活动件(312，312′)，所述两活动件各具有一支架(313，313′)；而且各支架(313，313′)具有至少一个凹陷部(314，314′)，所述凹陷部适于接纳一侧耳轴(212，212′)；而且为形成所述锁止部件，所述各凹陷部(314，314′)的尺寸使得：当所述连接器锁闭在所述确定位置上时，所述各活动件(312，312′)可以毫无阻碍地移动，而当所述连接器(200)的所述侧耳轴(212，212′)搁靠在所述凹陷部(314，314′)里时，所述一个或各个活动件(312，312′)的移动由于一止动作用而被机械阻止。
6.根据权利要求1所述的装卸机构(300)，其特征在于，所述锁闭系统(310，310′，320)包括至少一联接部件(320)，所述联接部件适于与所述连接器(200)和所述紧固机构(302)相配合，以便将所述连接器(200)锁紧在所述装卸机构(300)中。
7.根据权利要求6所述的装卸机构(300)，其特征在于，所述联接部件(320)适于通过借助一设置在所述连接器上的抓握部件(231，232)，与所述连接器(200)相配合。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的装卸机构(300)，其特征在于，所述锁闭系统(310，310′，320)包括至少一导向装置(310，310′)，所述导向装置是固定的或活动的，用于引导将所述连接器(200)插进所述锁闭系统里。
9.根据权利要求8所述的装卸机构(300)，其特征在于，所述导向装置(310，310′)包括一叉形件。
10.根据权利要求9所述的装卸机构(300)，其特征在于，所述锁闭系统(310，310′，320)包括两个叉形件(310，310′)，所述叉形件布置成能够使所述连接器插在它们之间，并且可以通过每个叉形件(310，310′)对所述连接器的各耳轴(212，212′)进行导向。
11.根据权利要求8所述的装卸机构(300)，其特征在于，所述一个或各个导向装置(310，310′)是活动的。
12.根据权利要求1所述的装卸机构(300)，其特征在于，用于引起所述一个或各个活动件(312，312′)从所述关闭位置移动到所述开启位置的所述部件(315，315′)包括一凸轮，所述凸轮安设在所述活动件上，并且配置使得它可以与所述固定钩件(10，10’)相配合，从而通过在所述装卸机构(300)与所述固定钩件(10，10’)之间的相对运动，引起所述一个或各个活动件(312，312′)移动。
13.根据权利要求1所述的装卸机构(300)，其特征在于，所述一个或各个活动件(312，312′)适于通过绕一轴(303)旋转而移动。
14.连接器(200)，所述连接器可以采用根据权利要求1至13中任一项所述的装卸机构(300)进行装卸，它包括两臂柄(201，202)、两侧耳轴(212，212′)和一止动螺钉(210)，其特征在于，它还包括至少一抓握部件(231，232)，所述抓握部件适于与所述装卸机构的锁闭系统(310，310′，320)相配合，从而将所述连接器锁紧在一确定位置上。
15.根据权利要求14所述的连接器(200)，其特征在于，所述两臂柄(201，202)各具有一横撑体(203，204)；而且所述抓握部件是一配设在所述横撑体至少之一(203，204)上的凸缘(231，232)。
16.提升和装卸设备(20)，所述设备包括至少一根据权利要求1至13中任一项所述的连接器(200)的装卸机构(300)。
17.根据权利要求1至13中任一项所述的连接器(200)的装卸机构(300)在采用溶盐电解法生产铝的工厂里的应用。
18.根据权利要求14或15所述的连接器(200)在采用溶盐电解法生产铝的工厂里的应用。
19.根据权利要求16所述的提升和装卸设备(20)在采用溶盐电解法生产铝的工厂里的应用。
说明书 :
技术领域
本发明涉及根据Hall-Héroult方法采用溶盐电解法生产铝的工厂。本发明尤其涉及在所述工厂中使用的装卸机构。
背景技术
所述阳极装配有一金属杆，所述金属杆用于与一金属架即阳极架进行电及机械的连接，它相对于一布置在电解槽上方的固定框架是活动的。所述阳极杆借助设置在阳极杆两侧的钩件以及可拆卸式连接器，连接到阳极架，所述连接器适于放置在所述钩件上并使所述阳极杆贴靠在阳极架上。法国专利FR 2039543(对应美国专利US 3627670)描述了所述装置。
运行时，电解厂需要对电解池进行检修，其中尤其是用新阳极更换废阳极。为进行所述检修，最现代化的电解厂都配备有至少一台提升和装卸设备，所述设备包括一桥式吊车和一滑架，所述桥式吊车可以在电解池上方并沿所述电解池平移，而所述滑架装配有多个装卸和检修机构(常称为“工具”)。
法国专利FR 2039543描述了一装卸机构，其用于装卸连接器，特别是将它们安装就位、拆卸和运输。
但有时连接器不能被已知的装卸机构抓握紧，这可能导致连接器的意外跌落，这通常发生在将其运输期间或安装就位时。
本申请人因此研制了阳极连接器的装卸机构，所述装卸机构用于采用溶盐电解法生产铝的工业中，它们可以避免所述缺陷，同时保持可靠、简单且减小的体积。
发明内容
更确切地，本发明的目的在于一阳极连接器的装卸机构，所述连接器配设有两侧耳轴和一止动螺钉，所述装卸机构包括一紧固机构，例如一扳手，所述紧固机构适于与连接器的止动螺钉相配合，从而改变所述连接器的紧固状态，其特征在于，它包括一锁闭系统，所述系统适于与紧固机构和连接器相配合，以便通过借助该紧固机构松开连接器，将所述连接器锁紧在装卸机构中一确定位置即称为正常装卸位置上；它还包括至少一活动件，所述活动件有一开启位置和一关闭位置；所述活动件包括一支架和一部件：当所述活动件处于关闭位置时，所述支架适于通常通过所述侧耳轴支撑连接器；所述部件用于引起所述活动件从关闭位置移动到开启位置。
本申请人的构思在于为装卸机构配装一锁闭系统和一活动件，所述锁闭系统用于将连接器锁紧在装卸机构中一正常的装卸位置上，而所述活动件用于在装卸机构中锁止失效的情况下，充当可能的支架功能。例如当连接器已损坏或变形或磨损时，所述失效则可能会突然发生。
本发明的目的还在于一阳极连接器，所述连接器装配有一抓握部件，其适于与装卸机构的锁闭系统相配合。
本发明的目的还在于一提升和装卸设备，所述设备包括至少一根据本发明的阳极连接器的一装卸机构。
本发明的目的还在于根据本发明的装卸机构在溶盐电解法生产铝的工厂里的应用。
本发明的目的还在于根据本发明的连接器在溶盐电解法生产铝的工厂里的应用。
本发明的目的还在于根据本发明的提升和装卸设备在溶盐电解法生产铝的工厂里的应用。
附图说明
本发明能够避免在装卸连接器时其意外跌落。本发明的优点是需要有限数量的活动元件，这样增加了装卸机构的可靠性。
图1以透视图方式示出一用于生产铝的典型电解池。
图2以横剖视图方式示出一用于生产铝的典型电解车间。
图3以透视图方式示出一根据本发明的阳极连接器和所述连接器的固定钩件。
图4以侧视图方式示出一根据本发明的装卸机构。
图5和6说明根据本发明的一阳极连接器的装卸机构的操作。
图7说明一所述装卸机构的解锁装置。
具体实施方式
如图1所示，电解池(1)包括一适于容纳液态金属和电解液的槽(2)、一上部结构(3)和阳极(8)，所述阳极通常是预焙烧阳极。上部结构(3)包括一固定框架(4)和一活动的金属阳极架(5)。所述阳极(8)配设有金属杆(9)，它用于将阳极(8)固定并电连接至阳极架(5)上。上部结构(3)还包括至少一千斤顶(未示出)，所述千斤顶通过连杆(6)和杠杆(7)与阳极架(5)相连接。阳极架(5)在所述一个或多个千斤顶的作用下可以垂直移动(往上或往下)。
阳极杆(9)通过连接器(200)固定到阳极架(5)上，所述连接器(200)通常包括两臂柄(201，202)——适于绕一公共轴(213)相互绞接；紧固装置(205，206，210，211)——用于将所述臂柄(201，202)绞接在一起；和两侧耳轴(或凸头)(212，212′)，它们布置在连接器的各侧。所述侧耳轴(212，212′)通常形成公共轴(213)，并且一般是由一通常为柱形的杆件的端部构成，所述杆件贯穿所述连接器。所述耳轴(212，212′)用于搁靠在钩件(10，10′)的凹部(11，11′)中，所述钩件(10，10′)固定到阳极架(5)上并且位于各阳极杆(9)的两侧。
一连接器(200)具有至少一第一种状态，称为紧固状态，和一第二种状态，称为松开状态。当一连接器(200)安装在固定钩件(10，10’)里时，如图3(B)所示，所述紧固状态或者能够使阳极杆(9)固定在阳极架(5)上，或者可以释放阳极杆(9)：在所述紧固状态下，连接器(200)对阳极杆(9)施加有一压力，并且使其贴靠在阳极架(5)上；在松开状态下，连接器(200)不再对阳极杆(9)施加压力，因而连接器和阳极可以被抽取出。
通过作动紧固装置(205，206，210，211)，一连接器(200)经历两种紧固状态。所述紧固装置通常包括一螺钉(210)，所述螺钉适于与一外紧固机构(302)(例如一扳手)相配合，所述外紧固机构(302)一般固定在装卸机构(300)上。止动螺钉(210)通常设有一头部(211)，所述螺钉头适于插入紧固机构(302)中，以便紧固或松开连接器(200)。所述紧固装置还包括螺母(205，206)，其优选以活动方式固定在连接器的臂柄(201，202)上，并且它们适于与螺钉(210)相配合，以便能铰接臂柄(201，202)和紧固/松开连接器(200)。
一连接器(200)的臂柄(201，202)一般包括横撑体(203，204)，它们尤其用于将连接器的紧固压力直接或间接地传向阳极杆。
如图2所示，电解车间(100)通常包括至少一提升和装卸设备或″伺服机器″(20)(machine de service)。所述设备(20)典型地包括一桥式吊车(21)、一滑架(22)以及装卸与检修机构(通常称为工具)，所述桥式吊车适于沿着电解池在轴承滚道(23，23′)上移动，所述滑架适于在桥式吊车(21)上移动，所述装卸与检修机构例如阳极连接器(200)的装卸机构(300)。该装卸机构(300)通常安装在一可伸缩臂(24)的端部。装卸机构(300)通常包括一装配架(301)和一固定部件(304)。
根据本发明，阳极连接器(200)——所述连接器配设有两侧耳轴(212，212′)和一止动螺钉(210)，适于与采用溶盐电解生产铝的电解池(1)的固定钩件(10，10’)相配合，以便能够把阳极(8)连接在所述电解池上——的装卸机构(300)，包括一紧固机构(302)，所述紧固机构适于与止动螺钉(210)相配合，从而改变连接器(200)的紧固状态，其特征在于，它包括一锁闭系统(310，310′，320)，所述锁闭系统适于与紧固机构(302)和连接器(200)相配合，以便通过借助紧固机构(302)松开连接器(200)，将所述连接器锁紧在装卸机构(300)的一确定位置上，其特征还在于，它还包括至少一活动件(312，312′)，所述活动件有一第一位置，称为开启位置，和一第二位置，称为关闭位置，其特征还在于，所述一个或各个活动件(312，312′)包括一支架(313，313′)和一部件(315，315′)：当所述活动件处于关闭位置时，所述支架适于撑持连接器(200)；所述部件用于引起所述一个或各个活动件(312，312′)从关闭位置移动到开启位置。
在所述确定位置即称为正常装卸位置上，连接器正确地毫无损伤地卡固在装卸机构中，并且可以被移动和被搬运。在所述位置上，支架(313，313′)在正常情况下不是为支撑连接器所必需的，即所述支架只在出现损伤的情况下才用于支撑连接器。另外，在所述确定位置上，止动螺钉(210)仍正常地插入紧固机构(302)中。连接器(200)因而可以通过借助紧固机构(302)紧固连接器而从所述确定位置脱开或取出。
在本发明的一有利变型中，所述支架(313，313′)适于在所述一个或各个活动件(312，312′)处于关闭位置时，通过所述侧耳轴(212，212′)支撑连接器(200)。当连接器搁靠在所述支架上时，所述变型使该连接器具有很高的稳定性。在所述变型中，支架(313，313′)有利地是包括一凹陷部(314，314′)，所述凹陷部在使用时基本转向下部，适于接纳连接器的耳轴(212，212′)。
在本发明的一特别有利的变型中，所述一个或各个活动件(312，312′)还包括一锁止部件(314，314′)，当连接器(200)搁靠在支架(313，313′)上时，所述锁止部件适于阻止所述一个或各个活动件(312，312′)从关闭位置移动到开启位置。当连接器没有被锁紧(或没有被正确锁紧)在正常装卸位置上，此时连接器可能由于重力被带动向下直至搁靠在支架(313，313′)上时，所述情况即可能会产生。若装卸过程中连接器脱开正常位置——通常在错误操作后，也可能出现这种情况。所述变型能够避免操作者试图安装就位一未正确固定在装卸机构中的连接器，否则可能造成连接器跌落。
在本发明的所述变型的一优选实施方式中，装卸机构的特征在于，它包括两个活动件(312，312′)，所述两活动件各有一支架(313，313′)；各支架(313，313′)具有至少一个凹陷部(314，314′)，所述凹陷部适于接纳一侧耳轴(212，212′)；为形成所述锁止部件，各凹陷部(314，314′)的尺寸使得：当连接器锁紧在所述确定位置(即所述正常位置)上时，各活动件(312，312′)可以毫无阻碍地移动，而连接器(200)的侧耳轴(212，212′)搁靠在所述凹陷部(314，314′)中时，所述一个或各个活动件(312，312′)的移动由于一止动作用而被机械地阻止。
所述一个或各个活动件(312，312′)一般适于通过绕轴(303)旋转而移动。
在本发明的一有利实施方式中，锁闭系统(310，310′，320)包括至少一联接部件(320)，其适于与连接器(200)和紧固机构(302)相配合，以便将连接器(200)锁紧在装卸机构(300)中。该联接部件(320)通常适于通过借助设置在连接器上的抓握部件(231，232)，与连接器(200)相配合。
松开连接器(200)时，连接器(200)、紧固机构(302)和联接部件(320)之间的协作使连接器固定在装卸机构中。例如，如图5(D)所示，借助紧固机构(302)进行连接器(200)的松开操作时，联接部件(320)安放在连接器(200)的抓握部件(231，232)中。在所述位置中，连接器(200)既不能垂直移动(特别由于支撑连接器的联接部件(320))，也不能水平移动(由于仍插在紧固机构(302)里的螺钉(210))。
有利地是，联接部件(320)一固定或活动的零件，适于一般通过插进设置在连接器上的抓握部件(231，232)而与连接器(200)相配合，以便将其锁紧。联接部件(320)典型地是一销钉、一卡爪或一凸起件。
已发现将联接部件(320)固定在导向装置(310，310′)上是有利的。
在本发明的一有利变型中，锁闭系统(310，310′，320)包括至少一导向装置(310，310′)，所述导向装置可以是固定的或活动的，用于引导将连接器插入锁闭系统中。导向装置(310，310′)通常有一叉形件。所述系统优选包括两个叉形件(310，310′)，它们布置成能够使连接器插在它们之间，并且可以通过每个叉形件(310，310′)对连接器的各耳轴(212，212′)进行导向。所述变型有利于将连接器安装就位并且锁紧在所述确定位置上。为进一步限制连接器的移动，有利地是，每个叉形件(310，310′)的凹陷部(311，311′)的形状与连接器耳轴(212，212′)的形状是互补的。凹陷部(311，311′)的底部很可能可以限制连接器的垂直移动。
有利地是，所述一个或各个导向装置(310，310′)是活动的。它很可能可以配备一弹性回位装置，所述弹性回位装置适于将所述导向装置带回到一平衡位置上。所述一个或多个导向装置的活动性在连接器插入装卸机构里时，赋予锁闭系统一定的灵活性，并且因此避免所述锁闭系统的元件可能的损坏。它还能够克服连接器尺寸的某些差异。
所述可能的凹陷部(311，311′，314，314′)有利地是形成一开口(305，305′)，其适于阻止连接器的耳轴(212，212′)横向脱出。
用于引起所述一个或各个活动件(312，312′)从关闭位置移动到开启位置的所述部件(315，315′)有利地是包括一凸轮，所述凸轮安设在所述活动件上，且配置使得它可以与所述钩件(10，10’)相配合，更确切地讲是与所述钩件的端部(12，12′)相配合，从而通过在装卸机构(300)与固定钩件(10，10’)之间的相对运动，引起所述一个或各个活动件(312，312′)从关闭位置移动到开启位置。所述实施方式的简单性使装卸机构有很大的可靠性。部件(315，315′)可以任选地是一机械的、气动的或控制电机部件。
用于实施本发明的特别有利的连接器(200)包括两臂柄(201，202)、两侧耳轴(212，212′)、一止动螺钉(210)以及还有至少一抓握部件(231，232)，所述抓握部件适于与装卸机构的锁闭系统(310，310′，320)相配合，从而将连接器锁紧在所述确定位置即所述正常装卸位置上。在本发明的一有利实施方式中，两臂柄(201，202)各包括一横档(203，204)，并且所述抓握部件是一配设在至少一横撑体(203，204)上的凸缘(231，232)。所述连接器(200)可以采用本发明的装卸机构(300)进行装卸。
根据本发明的装卸机构(300)系统的运行借助图5和6的特别实施例得以示出，所述图5和6是相对于本发明的一优选实施方式，在所述实施方式中，装卸机构包括两叉形件(310，310′)和两活动件(312，312′)，所述活动件配备有一凸轮(315，315′)，并且适于绕一轴(303)旋转。
图5所示的实施例对应于正常的情况，其中，连接器(200)正确插入装卸机构中。在所述实施例中，连接器(200)最初插在钩件(10，10’)中，同时在紧固状态下靠在阳极杆(9)上(图5(A))。为拆卸所述连接器(200)，装卸机构(300)靠近所述联接部，使得连接器(200)和钩件(10，10’)插在活动件(312，312′)之间。凸轮(315，315′)因而在钩件的端部(12，12′)上滑动，并引起活动件(312，312′)旋转，所述活动件因而倾斜至开启位置上。螺钉头(211)插入紧固机构(302)，并且连接器的耳轴(212，212′)接合在叉形件(310，310′)中(图5(B))。然后借助紧固机构使连接器松开，这样使联接部件(320)插入连接器中，并将所述连接器锁紧在装卸机构内部的一正常位置中(图5(C))。然后提起装卸机构，这样在重力作用下引起活动件(312，312′)旋转，所述活动件(312，312′)因而回复到关闭位置(图5(D))。活动件可以自由地移动，从而若希望将连接器安装在另一阳极上，则只需反向进行所述操作过程。
图6所示的实施例对应于一情况，其中，连接器(200)没有正确地插入装卸机构中。在所述实施例中，联接部件(320)没有插在连接器的抓握部件(231，232)里，从而所述抓握部件没有被锁紧在正常装卸位置上。耳轴(212，212′)因而由于重力会压靠在各活动件(312，312′)的支架(313，313′)上(图6(A))。在所述位置上，凹陷部(314，314′)阻止活动件(312，312′)移动。更确切地，在所述位置上，为使活动件移向开启位置所施加的一力将凹陷部的内边推向耳轴，这样阻止活动件的移动，因为连接器的所有侧向运动都被紧固机构(302)锁止。实际上，装卸机构因而向钩件的外部偏离，如图6(B)所示的。
图7示出一解锁装置(400)，当连接器没有插在装卸机构内部的正常位置上时，所述解锁装置适于释放装卸机构。所述解锁装置(400)包括一适于支撑连接器(200)的托座(401)和一适于绕轴(403)旋转的操纵杆(402)。操纵杆(402)最初偏离，以便露出托座的侧面(见图7(A)的箭头)。装卸机构(300)——其里连接器(200)插在正常位置之外— —靠近解锁装置(400)，以便将连接器放进托座(401)中(图7(A))。然后将一压力施加到连接器上，直到操纵杆(402)在凸轮(315，315′)上的作用下，活动件(312，312′)能够毫无障碍地旋转至开启位置上(图7(B))。最后，装卸机构可以自由地提升起，同时让连接器保持在托座里(图7(C))。
数字标记表
1电解池
2电解槽
3上部结构
4框架
5阳极架
6连杆
7臂柄
8阳极
9阳极杆
10，10′固定钩件
11，11′钩件凹部
12，12′钩件端部
20提升和装卸设备
21桥式吊车
22滑车
23，23′轴承滚道
24可伸缩臂
100电解车间
200连接器
201，202臂柄
203，204横撑体
205，206螺母
210止动螺钉
211螺钉头
212，212′侧耳轴
213连接器轴
231，232抓握部件(例如凸缘)
300连接器的装卸机构
301装卸机构架
302紧固机构(或扳手)
303旋转轴
304装卸机构的固定装置
305，305′开口
310，310′导向装置(例如叉形件)
311，311′凹陷部
312，312′活动件
313，313′支架
314，314′凹陷部
315，315′凸轮
320联接部件(例如销钉)
400解锁装置
401托座
402操纵杆
403旋转轴