专利名称：连续供应铝氧粉(氧化铝)的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明与向电解槽内连续供应铝氧粉(氧化铝)或其它固体物料的方法和设备有关，在电解槽内铝氧粉转化为铝。
在电解铝氧粉时，将固体的铝氧粉溶于含有熔融的电解质如冰晶石的槽或容器中，并希望电解质中铝氧粉的浓度保持在预先确定的范围内。在目前电解铝氧粉的通用方法中，将铝氧粉以预先确定大小的剂量连续供给在电解质硬壳上打开的一个或几个孔内，从而在需要时可以供给定量的铝氧粉。由于铝氧粉的电解是连续进行，因而希望可以连续取代在电解过程中所消耗的铝氧粉，以便保持电解质中铝氧粉的最佳浓度。但是，最佳的操作条件是这样，在电解质的表面上电解质的硬壳不断再生，因而很难向熔融电解质的硬壳下连续供给铝氧粉。由于这个原因，已知的铝氧粉供料方法包括使用硬壳破碎器，破碎器周期性操作打破电解质硬壳，在硬壳中形成孔，通过孔可以供给固体的铝氧粉。硬壳破碎器的工作是必要的，硬壳破碎机构，如气动操作的轴，在轴的自由端带有适当的凿子机构(以下称为插棒)，将在插棒形成的孔中来回运动。
在一个已知的供料程序中，使用两个分离的气动系统，一个操作硬壳破碎机构，另一个操作铝氧粉供料系统，在这个程序中，操作硬壳破碎机构的机械在电解质硬壳中形成孔之后，有可能缩回硬壳破碎机构，从而可以操作进料系统在硬壳破碎机构形成的孔内放入铝氧粉料。
在另一程序中，使用单个的气动系统来操作硬壳破碎机构，从贮槽将铝氧粉排出是与硬壳破碎机构向下运动协调进行。在这个程序中，铝氧粉料是这样释放的，当硬壳破碎机构穿过硬壳时铝氧粉不能进入孔中，直到破碎机构缩回时铝氧粉才能进入到孔内。这个程序有只使用一个气动系统的优点，很清楚，当硬壳破碎机构缩回时并不是所有的铝氧粉都能立刻通过孔进入到电解质中。
本发明的目标是提供能连续添加铝氧粉到电解质内的设备。
本发明的进料设备带有硬壳破碎机构。可以采用任何已知的或其它的适宜的硬壳破碎机构。硬壳破碎机构可以是气动操作的。硬索破碎机构可以包括带有切割刀刃安装在可往复的插棒轴上的插棒。
进料设备还至少包含一个粉碎得很细的铝氧粉贮槽，由料斗或类似容器组成。进料设备可以带有其它的贮槽，以便将其它的添加剂加到电解槽中，如氟化铝、氟化钙，破碎的电解质，纯碱，冰晶石。其它贮槽可与下面描述的铝氧粉加料相类似的方式将它们贮存的物料加入电解槽。
每个贮槽都适于按照需要排放预定数量的贮存物料供给电解槽。贮槽内物料的计量和排放机构可以是任何已知的或其它适当的机构。
本发明与从铝氧粉的供料室供应铝氧粉有关，预定数量的铝氧粉从铝氧粉贮槽加到该供料室内。
因此本发明提供供应铝氧粉到铝氧粉电解槽的设备，包括一个铝氧粉贮槽，它适合按照需要释放铝氧粉，通过由破壳破碎机构在电解质硬壳中形成的孔进入到电解质中，设备的特征是铝氧粉贮槽与铝氧粉供料室的入口孔相连，供料室有底板，从底板向上的内侧和外侧壁构成入口孔;与底板相隔一定距离在室的各侧壁之间横向延伸的透气板，在室的入口下面形成压力通风室，气体可通过气体入口引入到压力通风室内，透气板允许流过足够量的气体以使铝氧粉流态化，但不允许铝氧粉进入压力通风室;至少一个放料管通过底板和横向板延伸到供料室下面的出口，在使用中出口位于由插棒在电解质硬壳中形成的孔上面，而导管的另一端为入口位于横向板的上面，有一定的距离;盖帽元件位于放料管入口的上面，但伸展到入口之下。
本发明也公开供给铝氧粉的方法，适合从贮槽周期供给预定数量的铝氧粉，其特征是将预定数量的铝氧粉供料给供料室，通过铝氧粉下面的透气板注入气体使供料室内铝氧粉流态化，流态化的铝氧粉从供料室流过放料管。
作为本发明特征的铝氧粉供料室部分由底板和与它联接的内外侧壁构成，侧壁从底板向供料室的上部延伸，在那里它们可相互配合构成入口孔，铝氧粉从铝氧粉贮槽通过入口也进入供料室。
供料室也包括在内外侧壁之间的横向透气板。透气板最好相对水平面有些倾斜，其理由见下面的讨论。
横向板位于底板和室入口之间，与底板相隔一定距离，以便形成具有底板和侧壁的压力通风室，气体，最好是空气，以可控制的方式引入压力通风室。装设气体入口使气体能进入压力通风室。
制作横向板所用的透气材料可为任何适于这种用途的材料。该材料必须能流过足够量的气体以使铝氧粉流态化，但同时不能让铝氧粉进入压力通风室。这材料应适合承受使用的温度。一种适宜的材料是多孔的或网状的不锈钢板。
至少有一个放料管通过供料室的底板和横向透气板延伸到供料室下面的出口。在使用中放料管出口是这样定位以便使铝氧粉能直接进入由插棒在电解质硬壳中形成的孔内。放料管的另一端是入口，位于横向板的上面，有一定的距离。
本发明的结构包括盖帽元件，它位于放料管入口的上面，并伸展到入口面之下。盖帽元件和入口的间距是这样，当铝氧粉进入或装满入口上面的供料室时，能防止铝氧粉从供料室到放料管的重力流动。盖帽元件最好有悬垂的外围，外围的下缘延伸到导管入口面之下。
铝氧粉供料室可以是使用时位于插棒轴一侧的分开的容器，在这个实施方案中，上述的供料室内外侧壁可形成该室连续的圆周状外壁。供料室的另一形式是环状，与插棒轴同轴设置。供料室有一个或几个放料管。
在使用时，先操作本发明的铝氧粉供料室，从铝氧粉贮槽供给预定数量的铝氧粉。然后气体最好是空气通过气体入口进入压力能风室，进入的气体通过透气的横向板使铝氧粉流态化，促使它流动通过盖帽元件进入放料管入口并通过放料管。
通过控制通入气体的压力，通入的时间周期和连续注入期之间的时间间隔来控制气体的注入。通过控制注入气体的这些参数，也就控制了供给供料室铝氧粉预定的频率和数量，就能使放料管内铝氧粉的流动保持要求的连续性。最好是每隔一定时间间隔注入气体提供流化脉冲。脉冲长度和脉冲之间的时间可根据需要改变。例如可以维持铝氧粉从放料出口以某一速度连续流出，这速度是按照在下一批预定数量的铝氧粉从贮槽释放出来之前，供料室内铝氧粉的供料而计算的。根据铝氧粉从贮槽释放的频率可以改变供料室放料出口的流速。当插棒在电解质硬壳上打孔或使孔畅通的时候，可暂时停止铝氧粉从放料出口流出。
通入压力通风室的气体压力可为5KPa数量级，但可根据透气板的透气性，板上铝氧粉的高度和进入供料室的铝氧粉的颗粒大小进行改变。最好在一定的压力和气体流速下将气体通入压力通风室以避免铝氧粉的过度流态化。可利用任何适宜的机构将气体通入压力通风室，例如可用电磁控制阀为气体压力的入口阀以便控制此阀门的开和闭。另外也可用电磁控制打开气体入口阀;以对抗使阀关闭的弹簧或其它机构所施加的机械压力。
为便于更清楚地了解本发明，现在参考
一个最优实施方案。应理解这个实施方案仅作为示例给出，本发明并不局限于该方案。
该图示意地显示与插棒轴1和硬壳破碎插棒2同轴安装的最优铝氧粉环形供料室。供料室由内壁2、外壁4和底板5构成。外壁4的上部向内朝内壁3收缩形成供料室的入口，来自贮槽(未示出)的铝氧粉可通过该入口进入供料室，如果需要可通过倾斜板6转换流向。盖帽元件7防止进入的铝氧粉直接进入放料管8。盖帽元件7的悬垂外围9进一步防止进入的铝氧粉的正常堆积可能进入放料管8的入口。
透气板10与供料室的侧壁3、4的下面部分及底板5形成压力通风室11。注入的气体通过管12以可控的方式进入压力通风室，使已进入供料室上部的铝氧粉流态化，于是流态化的物料在盖帽7的下面流入放料管8通过其出口13流出。出口13正对着由插棒12所形成的电解质硬壳上的孔。
透气板10最好如图示相对水平面有些倾斜。当加压气体通过压力通风室11时，板10上面的铝氧粉流态化，而铝氧粉料中可能存在的较重的杂质沉降到板10的下部，可以周期性地清除出去。在透气板下部任何杂质的积累都会阻塞气体的流动而使气体势能减至最小，这也有利于防止杂质被夹带进入放料管。
本发明可以延长进入电解质的铝氧粉测量负荷的通过时间，因而相当大量的物料能以可调的流速和基本上连续的方式进入电解质。铝氧粉大量负荷的使用减小分配设备的磨损，并有可能提高负荷测量精度。
权利要求
1.将铝氧粉供给铝氧粉电解槽的设备，包括铝氧粉贮槽，该槽适合按照需要释放铝氧粉，通过由硬壳粉碎机构在电解质硬壳中形成的孔进入到电解质中，其特征在于铝氧粉的贮槽与铝氧粉供应室的入口孔相连，供料室有底板。从底板向上的内侧和外侧壁构成入口孔；与底板相隔一定距离在室的各侧壁之间横向延伸透气板，在室的入口下面构成压力通风室，气体可通过气体入口引入到压力通风室内，透风板允许流过足够的气体以使铝氧粉流态化，但不允许铝氧粉进入到压力通风室内；至少一个放料管通过底板和横向板延伸到供料室下面的出口，在使用中出口位于由插棒在电解质硬壳中形成的孔上面，而导管的另一端，入口位于横向板的上面，有一定的距离；盖帽元件位于放料管入口的上面，但伸展到入口之下。
2.按照权利要求1所述的设备，其特征是供料室的形状基本上是环形的，并与插棒的轴同心设置。
3.如权利要求1或2所述的设备，其特征是透气的横向板时水平面倾斜。
4.从贮槽供给铝氧粉的方法，适合周期供给预定数量铝氧粉，其特征是将预定数量铝氧粉供料给供料室，通过铝氧粉下面的透气板注入气体使供料室内铝氧粉流态化，流态化的铝氧粉从供料室流过放料管。
5.如权利要求4所述的方法，其特征是气体的压力，注入的时间周期，间断时间都按照供料到供料室的预先确定的铝氧粉数量和频率进行控制，以维持放料管流出的铝氧粉流体所需的连续性。
6.如权利要求4或5所述的方法，其特征是注入到压力通风室的气体，其压力和气体流量应避免铝氧粉的过度流态化。
全文摘要
供应铝氧粉到电解槽的设备包括一供料室，在供料室内从铝氧粉下面透气的壁(10)注入气体，将从贮槽周期送来的铝氧粉流态化，然后铝氧粉流经放料管(8)到电解质硬壳上形成的孔内。流态化的铝氧粉向上流动，通过盖帽(7)到达放料管(8)的入口，盖帽防止非流态化的铝氧粉进入到入口。还公开了使用这样的设备构成的装置供应铝氧粉的方法。
文档编号C25C3/06GK1060506SQ9110960
公开日1992年4月22日 申请日期1991年10月4日 优先权日1990年10月5日
发明者J·P·基桑 申请人:波特兰冶炼事业有限公司