Разборное соединение пластин гибкого спуска с токоведущей шиной электролизера (варианты)

Авторы патента:


 

Полезная модель (варианты) относится к цветной металлургии и может быть использована для соединения пластин гибкого спуска с токоведущей шиной алюминиевых электролизеров. Разборное соединение пластин гибкого спуска с токоведущей шиной электролизера состоит из пластин гибкого спуска со сквозными цилиндрическими отверстиями, токоведущей шины с глухими (несквозными) отверстиями, разрезных втулок и распорных элементов. Распорные элементы в разных вариантах полезной модели представлены распорными втулками или распорными шпильками. Распорные шпильки выполнены овальными в поперечном сечении или с технологическим отверстием. Пластины гибкого спуска присоединены непосредственно к шине или через переходной кронштейн, или объединены накладками, в соответствии с вариантом полезной модели. Разборное соединение пластин гибкого спуска с токоведущей шиной электролизера (варианты) позволит уменьшить падение напряжения в соединениях при работе электролизера, обеспечить стабильность его работы. 4 незав. п. ф-лы. 4 илл.

Полезная модель (варианты) относится к цветной металлургии и может использоваться для соединения пластин гибкого спуска с токоведущей шиной алюминиевых электролизеров.

Известно, что для тяжелых ошиновок заводов электролиза алюминия и электропечных установок соединение узлов осуществляют сваркой. Так известна приварка анодного гибкого спуска к анодному пакету шин, а также приварка медно-алюминиевого кронштейна к шине анодного пакета; приварка анодного спуска к кронштейну. Сварка шин по торцевым и боковым кромкам применяется для соединения вертикальных пакетов шин с горизонтально расположенными пакетами, например для соединения анодного стояка ошиновки электролизера с анодным пакетом и соединения уравнительных шин с анодными пакетами. (http://msd.com.ua/svarka-pri-proizvodstve-elektromontazhnyx-rabot/svarka-shin-elektroliznyx-i-elektropechnyx-ustanovok).

Недостатком такого соединения является невозможность его разборки

Известны разъемные контактные соединения ошиновки ванны для электролиза алюминия, выполненные на болтах, а также более надежные и удобные клиновые или эксцентриковые зажимы (http://electricalschool.info/2010/12/12/jelektrooborudovanie-i-avtomatizacija.htm).

Недостатком известного решения является локализация тока вдоль болтовых соединений за счет неравномерного прижима пластин по плоскости контакта; кроме того различие в коэффициентах линейного расширения материала, используемого при изготовлении болтов и материала ошиновки, приводит к увеличению падения напряжения в соединении, его разгерметизации и коррозии, что, в свою очередь, приводит к потере электрического контакта

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому решению является разъемное соединение токоведущих шин, наложенных друг на друга (RU 2343230, C25C 3/16, 10.01.2009), посредством болтов с пружинными шайбами, которыми затягивают одну или две металлические конические втулки, установленные в разрезной цилиндрической контактной вставке с конической внутренней поверхностью, изготовленной из низкоомного материала и выполненной с частичным или полным разделением на отдельные сектора, установленной, в не менее чем в одно сквозное цилиндрическое отверстие в соединяемых токоведущих шинах, с возможностью обеспечения скольжения металлических конических втулок внутри разрезной цилиндрической контактной вставки. При этом, соединение шин при помощи металлических конических втулок сочетают с обычным соединением болтами. Данное решение выбрано за прототип.

Недостатком данного решения является невозможность его применения в соединениях гибкого спуска, состоящего из отдельных пластин с шиной, поскольку пластины гибкого спуска крепят к торцу монолитной токоведущей шины, в котором выполнить сквозные цилиндрические отверстия невозможно. Кроме того, использование в соединении болтов, приводит к увеличению падения напряжения вследствие различия в коэффициентах линейного расширения материала, используемого при изготовлении болтов и материала ошиновки, разгерметизации и коррозии, что, в свою очередь, приводит к потере электрического контакта

Задачей настоящей полезной модели является создание вариантов разборных соединений пластин гибкого спуска с токоведущей шиной электролизера с уменьшенными показателями падения напряжения в соединениях при работе электролизера.

Технический результат, достигаемый в результате решения поставленной задачи заключается в уменьшении величин падения напряжения в соединениях пластин гибкого спуска с токоведущей шиной электролизеров.

Технический результат в первом варианте достигается тем, что разборное соединение пластин гибкого спуска с токоведущей шиной электролизера включает разрезные втулки, установленные в цилиндрические отверстия соединяемых элементов ошиновки, и распорные элементы, вставленные в разрезные втулки. Разрезные втулки изготовлены из материала токоподводящей шины. Два и более цилиндрических отверстия в гибком спуске выполнены сквозными, цилиндрические отверстия в торце токоведущей шины выполнены глухими (несквозными). В основании каждого отверстия в токоведущей шине установлена резьбовая втулка, изготовленная из материала токоподводящей шины. В резьбовую втулку вкручена шпилька с буртом. На шпильке установлена распорная втулка и шайба. Распорные втулки выполнены из материала, прочность которого выше прочности материала разрезной втулки. Например, разрезные втулки можно выполнить из алюминия. Его предел прочности составляет 10 кгс/мм2.

Технический результат во втором варианте достигается тем, что разборное соединение пластин гибкого спуска с токоведущей шиной электролизера включает разрезные втулки, установленные в цилиндрические отверстия соединяемых элементов ошиновки, и распорные элементы, вставленные в разрезные втулки. Пластины гибкого спуска соединены с токоведущей шиной электролизера через кронштейн. Разрезные втулки изготовлены из материала токоподводящей шины и кронштейна. В кронштейне выполнены два и более цилиндрических сквозных отверстия, цилиндрические отверстия в торце токоведущей шины выполнены глухими (несквозными). В основании каждого отверстия в токоведущей шине установлена резьбовая втулка. В резьбовую втулку вкручена шпилька с буртом. На шпильке установлена распорная втулка и шайба. Распорные втулки выполнены из материала, прочность которого выше прочности материала разрезной втулки.

Технический результат в третьем варианте достигается тем, что разборное соединение пластин гибкого спуска с токоведущей шиной электролизера включает разрезные втулки, установленные в цилиндрические отверстия соединяемых элементов ошиновки, и распорные элементы, вставленные в разрезные втулки. Пластины гибкого спуска на участке соединения их с шиной объединены с помощью двух накладок и болтового соединения. В объединенном накладками пластинах гибкого спуска выполнены два и более цилиндрических отверстия сквозными, цилиндрические отверстия в торце токоведущей шины выполнены глухими (несквозными). В разрезные втулки, изготовленные из материала токоподводящей шины, вставлены распорные шпильки с технологическим отверстием в части шпильки, выступающей над верхней накладкой. Шпильки выполнены из материала, прочность которого выше прочности материала разрезной втулки.

Технический результат в четвертом варианте достигается тем, что разборное соединение пластин гибкого спуска с токоведущей шиной электролизера включает разрезные втулки, установленные в цилиндрические отверстия соединяемых элементов ошиновки, и распорные элементы, вставленные в разрезные втулки. Пластины гибкого спуска на участке соединения их с шиной объединены с помощью двух накладок и болтового соединения. В объединенном накладками пластинах гибкого спуска выполнены два и более цилиндрических отверстия сквозными, цилиндрические отверстия в торце токоведущей шины выполнены глухими (несквозными). В разрезные втулки вставлены овальные в поперечном сечении распорные шпильки в виде эксцентрика. Шпильки выполнены из материала, прочность которого выше прочности материала разрезной втулки.

Каждый из представленных четырех вариантов разборного соединения пластин гибкого спуска с токоведущей шиной электролизера позволяет уменьшить величину падения напряжения в соединениях, по сравнению с решением по прототипу.

Во всех вариантах соединений результат достигается за счет перераспределения тока. Ток идет не только через пакет пластин гибкого спуска непосредственно к шине, а через такие конструктивные элементы соединений, как кронштейн, разрезные втулки и внутренние поверхности глухих отверстий.

В третьем и четвертом варианте описанных соединений кроме достижения поставленного результата, за счет накладок, объединяющих пластины гибкого спуска, возможно проводить быструю сборку и разборку соединений с большим количеством токоподводящих пластин на месте установки энергопотребляющей установки.

Длительная эксплуатация соединений в условиях термоциклирования и его герметичность по отношению работы в агрессивных средах обеспечивается тем, что разрезная втулка изготовлена из материала токоподводящей шины и кронштейна.

Выполнение распорных шпилек из материала, прочность которого выше прочности материала разрезной втулки, исключает деформацию распорных элементов и позволяет использовать их многократно.

Разборное соединение пластин гибкого спуска с токоведущей шиной электролизера (варианты) поясняется чертежами. На фиг. 1 показано разборное соединение пластин гибкого спуска с токоведущей шиной электролизера по варианту 1; на фиг. 2 - разборное соединение пластин гибкого спуска с токоведущей шиной электролизера по варианту 2; на фиг. 3 - разборное соединение пластин гибкого спуска с токоведущей шиной электролизера по варианту 3; на фиг. 4 - разборное соединение пластин гибкого спуска с токоведущей шиной электролизера по варианту 4.

Разборное соединение пластин гибкого спуска с токоведущей шиной электролизера по первому варианту содержит: пластины гибкого спуска (1) со сквозными цилиндрическими отверстиями (2), токоведущую шину (3) с глухими (несквозными) отверстиями (4), разрезные втулки (5), распорные втулки (6), резьбовые втулки (7), шпильки с буртом (8), шайбы (9).

Разборное соединение пластин гибкого спуска с токоведущей шиной электролизера по второму варианту содержит: пластины гибкого спуска (1) со сквозными цилиндрическими отверстиями (2), токоведущую шину (3) с глухими (несквозными) отверстиями (4), разрезные втулки (5), распорные втулки (6), резьбовые втулки (7), шпильки с буртом (8), шайбы (9), переходный кронштейн (10).

Разборное соединение пластин гибкого спуска с токоведущей шиной электролизера по третьему варианту содержит: пластины гибкого спуска (1), объединенные накладками (11) и болтовым соединением (12), со сквозными цилиндрическими отверстиями (2), токоведущую шину (3) с глухими (несквозными) отверстиями (на фиг. 3 не показаны), разрезные втулки (5), распорные шпильки (13) с технологическим отверстием (14).

Разборное соединение по четвертому варианту содержит: пластины гибкого спуска (1), объединенные накладками (11) и болтовым соединением (12), со сквозными цилиндрическими отверстиями (2), токоведущую шину (3) с глухими (несквозными) отверстиями (на фиг.4 не показаны), разрезные втулки (5), овальные в поперечном сечении распорные шпильки (13) в виде эксцентрика.

Сборку соединения по первому варианту осуществляют следующим образом. В гибком спуске выполняют два и более сквозных цилиндрических отверстия под разрезные втулки. В торце токоведущей шины по кондуктору выполняют два и более глухих отверстия под разрезные втулки. В глухие цилиндрические отверстия в торце токоведущей шины вставляют резьбовую втулку. В резьбовую втулку вкручивают шпильку с буртом. Отверстия на шине соединяют с отверстиями в пластинах гибкого спуска, пропуская сквозь них шпильку. Разрезные втулки устанавливают в отверстия в гибком спуске, совмещенные с отверстиями в шине. В разрезные втулки вставляют распорные втулки ударной нагрузкой.

Разборку соединения по первому варианту осуществляют следующим образом. Шпильку выкручивают из резьбовой втулки. Шпилька своим буртом упирается в торец распорной втулки и выпрессовывает распорную втулку из разрезной втулки.

При сборке соединения по второму варианту в гибком спуске на переходном кронштейне выполняют два и более сквозных цилиндрических отверстия под разрезные втулки. В торце токоведущей шины выполняют два и более глухих отверстия под разрезные втулки. В глухие цилиндрические отверстия в торце токоведущей шины вставляют резьбовую втулку. В резьбовую втулку вкручивают шпильку с буртом. Отверстия на шине соединяют с отверстиями в переходном кронштейне, приваренном к пластинам гибкого спуска, пропуская сквозь них шпильку. Разрезные втулки устанавливают в отверстия в переходном кронштейне, совмещенные с отверстиями в шине. В разрезные втулки вставляют распорные втулки ударной нагрузкой.

Разборку соединения по второму варианту осуществляют следующим образом. Шпильку выкручивают из резьбовой втулки. Шпилька своим буртом упирается в торец распорной втулки и выпрессовывает распорную втулку из разрезной втулки.

В третьем варианте сборки соединения пластины гибкого спуска предварительно соединяются в единый пакет болтами через стальные накладки. В гибком спуске выполняют два и более цилиндрических отверстия под разрезные втулки. В торце токоведущей шины выполняют два и более глухих отверстия под разрезные втулки. Совмещают отверстия гибкого спуска с шиной и устанавливают разрезные втулки. Распорную шпильку устанавливают в разрезную втулку ударной нагрузкой.

Разбирают соединение по третьему варианту следующим образом. В технологические отверстия распорной шпильки вставляют клиновидный нож. С помощью ударной нагрузки по широкому торцу ножа распорную шпильку выбивают.

По четвертому варианту сборки соединения пластины гибкого спуска предварительно соединяются в единый пакет болтами через стальные накладки. В гибком спуске выполняют два и более цилиндрических отверстия под разрезные втулки. В торце токоведущей шины выполняют два и более отверстия под разрезные втулки. Совмещают отверстия гибкого спуска с шиной и устанавливают разрезные втулки. В разрезные втулки вставляют распорные шпильки с овальной поверхностью в виде эксцентрика. Поворот шпильки торцевым шестигранником приводит к раздвижке секторов разрезной втулки и герметичному прижиму секторов раздвижной втулки к внутренней поверхности отверстия в соединении гибкого спуска и токоведущей шины.

Разборку соединения по четвертому варианту осуществляют путем выкручивания распорных шпилек с помощью торцевого шестигранника.

Применение заявленных вариантов разборных соединений пластин гибкого спуска с токоведущей шиной электролизера позволит уменьшить падение напряжения в соединениях при работе электролизера, обеспечить стабильность его работы.

1. Разборное соединение гибкого спуска с токоведущей шиной электролизера, содержащее разрезные втулки, установленные в цилиндрические отверстия соединяемых элементов ошиновки, и распорные элементы, вставленные в разрезные втулки, отличающееся тем, что разрезные втулки изготовлены из материала токоподводящей шины, в гибком спуске два и более цилиндрических отверстий выполнены сквозными, в торце токоведущей шины цилиндрические отверстия выполнены глухими, а в основании каждого отверстия в токоведущей шине установлена резьбовая втулка, в которую вкручена шпилька с буртом, причем на шпильку установлена распорная втулка и шайба, при этом распорные втулки выполнены из материала, прочность которого превышает прочность материала разрезной втулки.

2. Разборное соединение гибкого спуска с токоведущей шиной электролизера, содержащее разрезные втулки, установленные в цилиндрические отверстия соединяемых элементов ошиновки, и распорные элементы, вставленные в разрезные втулки, отличающееся тем, что пластины гибкого спуска соединены с токоведущей шиной электролизера через кронштейн, разрезные втулки изготовлены из материала токоподводящей шины и кронштейна, в кронштейне выполнены два и более цилиндрических сквозных отверстия, в торце токоведущей шины цилиндрические отверстия выполнены глухими, а в основании каждого отверстия в токоведущей шине установлена резьбовая втулка, в которую вкручена шпилька с буртом, причем на шпильку установлена распорная втулка и шайба, при этом распорные втулки выполнены из материала, прочность которого превышает прочность материала разрезной втулки.

3. Разборное соединение гибкого спуска с токоведущей шиной электролизера, содержащее разрезные втулки, установленные в цилиндрические отверстия соединяемых элементов ошиновки, и распорные элементы, вставленные в разрезные втулки, отличающееся тем, что пластины гибкого спуска на участке соединения с шиной объединены с помощью двух накладок и болтового соединения, в объединенных накладками пластинах гибкого спуска выполнены два и более сквозных цилиндрических отверстий, а в торце токоведущей шины цилиндрические отверстия выполнены глухими, причем в разрезные втулки, изготовленные из материала токоподводящей шины, вставлены распорные шпильки с технологическим отверстием в части шпильки, выступающей над верхней накладкой, при этом распорные шпильки выполнены из материала, прочность которого превышает прочность материала разрезной втулки.

4. Разборное соединение гибкого спуска с токоведущей шиной электролизера, содержащее разрезные втулки, установленные в цилиндрические отверстия соединяемых элементов ошиновки, и распорные элементы, вставленные в разрезные втулки, отличающееся тем, что пластины гибкого спуска на участке соединения их с шиной объединены с помощью двух накладок и болтового соединения, в объединенных накладками пластинах гибкого спуска выполнены два и более сквозных цилиндрических отверстий, а в торце токоведущей шины цилиндрические отверстия выполнены глухими, причем в разрезные втулки, изготовленные из материала токоподводящей шины, вставлены овальные в поперечном сечении распорные шпильки, при этом шпильки выполнены из материала, прочность которого превышает прочность материала разрезной втулки.

РИСУНКИ



 

Похожие патенты:
Наверх