一种用于铝电解槽工艺参数检测的辅助装置的制作方法

本实用新型涉及铝电解参数测试技术领域，具体地说涉及一种用于铝电解槽工艺参数检测的辅助装置。

背景技术：
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电解槽在生产运行过程中，电解槽工艺参数调整、氧化铝物理性质变化及电解质成分的不同，都会导致电解质液面高度在一定范围内波动，同时电解质壳面的厚度、强度会有很大变化。因此需要在线实时检测温度等工艺参数，以更加准确的控制电解槽的运行参数，使其始终在最佳“物料”、“能量”动态平衡状态下运行，从而提高能效，降低电耗和生产成本，提高经济效益。

目前，常用的测试方法是利用打壳机构在电解质硬化壳上打一个测试孔，然后将测试探头伸入测试孔内进行参数检测；但是，在测试过程中会出现以下问题：1、会出现打壳机构无法击穿壳层、探头浸入熔体过深或探头无法浸入熔体液面的状况，致使探头损坏或检测过程失败；2、探头固定机构在下降过程中，会出现测试探头撞击到壳层而无法顺利进入测试孔的现象。

技术实现要素：
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本实用新型的目的在于提供一种可以保证测试过程顺利进行的用于铝电解槽工艺参数检测的辅助装置。

本实用新型由如下技术方案实施：一种用于铝电解槽工艺参数检测的辅助装置，其包括打壳机构和探头固定机构，所述探头固定机构包括由上向下依次布置的悬挂架、伸缩杆、变向管、转向装置和探头固定管，所述伸缩杆的顶端与所述悬挂架铰接，所述伸缩杆的底端与所述变向管顶端铰接，所述变向管底端穿过所述转向装置的定位孔，在所述变向管底端固定有所述探头固定管；在所述变向管与所述打壳机构相对的外壁上设有沿所述变向管轴向布置的、上大下小的楔形块，所述楔形块的楔形面与所述转向装置的支撑杆滑动接触。

进一步的，所述探头固定管及所述打壳机构的锤头均由绝缘材料制成，在所述探头固定管底端固定有第一导电元件，所述第一导电元件与第一电压表的阴极电连接，所述第一电压表的阳极与电解槽阴极电连接；在所述锤头上固定有第二导电元件，所述第二导电元件与第二电压表的阴极电连接，所述第二电压表的阳极与所述电解槽阴极电连接。

进一步的，所述第一电压表、所述第二电压表均与电解槽槽控机的输入端相连，所述电解槽槽控机的输出端与所述伸缩杆和所述打壳机构的伸缩机构相连。

进一步的，所述伸缩杆为液压缸、气缸或电动推杆的任意一种。

进一步的，所述转向装置包括框形机架，在所述框形机架内部设有往复移动的支撑件，在所述支撑件一侧的所述框形机架上方水平固定有所述支撑杆，所述支撑杆的轴向与所述支撑件的移动方向垂直；在所述支撑杆两侧的所述框形机架与所述支撑件之间固定有拉紧弹簧，在所述支撑件远离所述支撑杆的一端与所述框形机架顶部之间固定有压紧弹簧。

进一步的，所述支撑件包括法兰、平衡杆、压杆和所述压紧弹簧，在所述框形机架内部设有所述法兰，在所述法兰中部开设有所述定位孔，在所述楔形块下方的所述法兰上开设有与所述定位孔连通的通槽；在所述框形机架两侧分别开设有一个相对于所述支撑杆垂直设置的长孔，在每个所述长孔内分别滑动设有一个滚轮；在每个所述滚轮中部分别转动穿置有一根固定轴，所述固定轴一端与所述法兰固定连接，所述固定轴另一端分别固定有一根所述平衡杆；所述平衡杆与所述支撑杆相邻的一端通过所述拉紧弹簧与所述框形机架固定连接，在两根所述平衡杆的另一端顶部之间设有所述压杆，在所述压杆顶部与所述框形机架顶部之间固定有所述压紧弹簧。

进一步的，所述支撑杆包括中心轴和活动套设在所述中心轴外部的套管，所述套管的管壁与所述楔形块的楔形面滚动接触。

进一步的，所述悬挂架包括固定架和调节丝杠，在所述固定架中部螺接有竖直设置的所述调节丝杠，所述调节丝杠底端与所述伸缩杆顶端铰接。

进一步的，在所述调节丝杠底端与所述伸缩杆顶端之间设有水平设置的悬挂板，所述调节丝杠底端与所述悬挂板顶端转动连接，所述伸缩杆顶端与所述悬挂板底端铰接；在所述调节丝杠周围的所述悬挂板上开设有至少两个导向孔，在每个所述导向孔内分别穿置有一根导向杆，所述导向杆顶端与所述固定架固定连接。

进一步的，所述长孔的下孔壁由与所述支撑杆相邻的一端向另一端，由上向下倾斜设置。

本实用新型的优点：1、通过在锤击头与测试探头上设置导电元件，并且将导电元件、电压表及电解槽阴极依次电连接，通过电压表检测电压可判断导电元件与电解槽内熔体是否接触，进而做出测试孔是否打穿电解质硬化壳及测试探头是否伸入电解槽熔体的判断，以防止探头损坏，保证测试过程的顺利进行；2、探头固定机构在测试过程中能够改变测试探头的方向，使测试探头准确伸入测试孔内，保证参数测试的顺利进行；且通过独特的探头固定机构设计，能够保证打壳机构与探头固定机构之间的距离无需太近，进而保证打壳机构与探头固定机构能够顺利的独立运动。

附图说明：

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为图1的局部放大图。

图3为打壳机构结构示意图。

图4为探头固定机构结构示意图。

图5为转向装置结构示意图。

图6为图5的俯视图。

图7为图5的A-A剖视图。

图8为图5的B-B剖视图。

打壳机构1、伸缩机构1.1、绝缘连杆1.2、锤头1.3、第二导电元件1.4、第二电压表1.5、探头固定机构2、悬挂架2.1、固定架 2.1.1、调节丝杠2.1.2、悬挂板2.1.3、导向孔2.1.4、导向杆2.1.5、手柄2.1.6、伸缩杆2.2、变向管2.3、测试探头2.5、探头固定管 2.6、楔形块2.7、第一导电元件2.8、第一电压表2.9、转向装置3、框形机架3.1、支撑件3.2、法兰3.2.1、平衡杆3.2.2、压杆3.2.3、压紧弹簧3.2.4、定位孔3.2.5、通槽3.2.6、长孔3.2.7、滚轮3.2.8、固定轴3.2.9、支撑杆3.3、中心轴3.3.1、套管3.3.2、拉紧弹簧 3.4、电解槽阴极4、电解槽槽控机5。

具体实施方式：

如图1所示，一种用于铝电解槽工艺参数检测的辅助装置，其包括打壳机构1和探头固定机构2，

如图3所示，打壳机构1包括由上向下依次连接的伸缩机构1.1、绝缘连杆1.2和锤头1.3，伸缩机构1.1为气缸，在锤头1.3上固定有第二导电元件1.4，第二导电元件1.4与第二电压表1.5的阴极电连接，第二电压表1.5的阳极与电解槽阴极4电连接；伸缩机构1.1 可推动绝缘连杆1.2及锤头1.3向下运动对电解质硬化壳进行锤击，当电解质硬化壳被击破时，第二导电元件1.4与电解质接触，电解槽内的电解质、第二导电元件1.4、第二电压表1.5及电解槽阴极4之间形成导电回路，第二电压表1.5检测到电压信息；

如图2和图4所示，探头固定机构2包括由上向下依次布置的悬挂架2.1、伸缩杆2.2、变向管2.3、转向装置3和探头固定管2.6，将变向管和探头固定管2.6设置为空心管状便于固定测试探头2.5和线路；悬挂架2.1包括固定架2.1.1和调节丝杠2.1.2，在固定架 2.1.1中部螺接有竖直设置的调节丝杠2.1.2，在调节丝杠2.1.2顶端固定有手柄2.1.6，调节丝杠2.1.2底端与伸缩杆2.2顶端铰接，伸缩杆2.2为电动推杆，通过调节调节丝杠2.1.2与固定架2.1.1上的螺接位置可调节伸缩杆2.2在电解槽内的固定高度；在调节丝杠 2.1.2底端与伸缩杆2.2顶端之间设有水平设置的悬挂板2.1.3，调节丝杠2.1.2底端与悬挂板2.1.3顶端转动连接；在调节丝杠2.1.2 周围的悬挂板2.1.3上开设有两个导向孔2.1.4，在每个导向孔2.1.4 内分别穿置有一根导向杆2.1.5，导向杆2.1.5顶端与固定架2.1.1 固定连接；悬挂板2.1.3在两根导向杆2.1.5之间上下滑动，可防止调节丝杠2.1.2晃动，进而保证悬挂架2.1的稳定性；

如图5至图8所示，转向装置3包括框形机架3.1，在框形机架 3.1内部设有往复移动的支撑件3.2，在支撑件3.2一侧的框形机架 3.1上方水平固定有支撑杆3.3，支撑杆3.3的轴向与支撑件3.2的移动方向垂直；支撑杆3.3包括中心轴3.3.1和活动套设在中心轴 3.3.1外部的套管3.3.2，套管3.3.2的管壁与楔形块2.7的楔形面滚动接触，以减小楔形块2.7与支撑杆3.3之间的摩擦力；在支撑杆 3.3两侧的框形机架3.1与支撑件3.2之间固定有拉紧弹簧3.4，在支撑件3.2远离支撑杆3.3的一端与框形机架3.1顶部之间固定有压紧弹簧3.2.4；支撑件3.2包括法兰3.2.1、平衡杆3.2.2、压杆3.2.3 和压紧弹簧3.2.4，在框形机架3.1内部设有法兰3.2.1，在法兰3.2.1 中部开设有定位孔3.2.5，在楔形块2.7下方的法兰3.2.1上开设有与定位孔3.2.5连通的通槽3.2.6；在框形机架3.1两侧分别开设有一个相对于支撑杆3.3垂直设置的长孔3.2.7，长孔3.2.7的下孔壁由与支撑杆3.3相邻的一端向另一端，由上向下倾斜设置，长孔3.2.7 的下孔壁与水平面之间的夹角α为3°至15°，本实施例中优选的α为5°；在每个长孔3.2.7内分别滑动设有一个滚轮3.2.8；在每个滚轮3.2.8中部分别转动穿置有一根固定轴3.2.9，固定轴3.2.9一端与法兰3.2.1固定连接，固定轴3.2.9另一端分别固定有一根平衡杆3.2.2；平衡杆3.2.2与支撑杆3.3相邻的一端通过拉紧弹簧3.4 与框形机架3.1固定连接，在两根平衡杆3.2.2的另一端顶部之间设有压杆3.2.3，在压杆3.2.3顶部与框形机架3.1顶部之间固定有压紧弹簧3.2.4；当有力推动法兰3.2.1时，法兰3.2.1可通过两侧的固定轴3.2.9推动滚轮3.2.8沿着长孔3.2.7向着远离支撑杆3.3的方向移动，两根平衡杆3.2.2随着固定轴3.2.9移动，与此同时拉紧弹簧3.4收到拉伸；当施加在法兰3.2.1上的力消失时，拉紧弹簧 3.4可通过平衡杆3.2.2、固定轴3.2.9带动法兰3.2.1恢复到原来位置；并且，在法兰3.2.1往复移动的过程中，压紧弹簧3.2.4可将法兰3.2.1向下压，防止法兰3.2.1移动的过程中出现跳动现象，保证法兰3.2.1温稳定移动；

伸缩杆2.2顶端与悬挂板2.1.3底端铰接，伸缩杆2.2的底端与变向管2.3顶端铰接，变向管2.3底端穿过转向装置3的定位孔 3.2.5，在变向管2.3与打壳机构1相对的外壁上设有沿变向管2.3 轴向布置的、上大下小的楔形块2.7，楔形块2.7的楔形面与转向装置3的支撑杆3.3滑动接触；在变向管2.3底端固定有探头固定管 2.6，探头固定管2.6用于固定测试探头2.5，可以依据测试需求在探头固定管2.6底端固定不同的测试探头2.5；探头固定管2.6由绝缘材料制成，在探头固定管2.6底端固定有第一导电元件2.8，第一导电元件2.8与第一电压表2.9的阴极电连接，第一电压表2.9的阳极与电解槽阴极4电连接；

伸缩杆2.2可推动变向管2.3向下运动穿过定位孔3.2.5，并且，变向管2.3在定位孔3.2.5内向下移动的过程中，楔形块2.7的楔形面与套管3.3.2滚动接触，此时，变向管2.3由下向上、由左向右倾斜，变向管2.3与伸缩杆2.2整体呈“>”形，便于探头固定管2.6 底端的测试探头2.5伸入测试孔，当测试探头2.5伸入测试孔与电解槽内的电解质接触时，第一导电元件2.8与电解质接触，电解槽内的电解质、第一导电元件2.8、第一电压表2.9及电解槽阴极4之间形成导电回路，第一电压表2.9检测到电压信息；

第一电压表2.9、第二电压表1.5均与电解槽槽控机5的输入端相连，电解槽槽控机5的输出端与伸缩杆2.2和伸缩机构1.1相连；第一电压表2.9、第二电压表1.5将检测到的电压信息发送给电解槽槽控机5，电解槽槽控机5发送的信号可控制伸缩杆2.2和伸缩机构 1.1的动作。

使用说明：首先，将测试探头2.5固定在探头固定管2.6底端，通过导线将测试探头2.5、伸缩杆2.2、伸缩机构1.1分别与电解槽的槽控机的接线端子连接，并将伸缩机构1.1及悬挂架2.1固定在电解槽槽口；

然后，启动伸缩机构1.1，伸缩机构1.1通过绝缘连杆1.2推动锤头1.3向下运动，当第二电压表1.5检测到电压信息时，证明锤头 1.3已经将电解质硬化壳击破并与电解质接触，即刻关闭伸缩机构 1.1，伸缩机构1.1通过绝缘连杆1.2带动锤头1.3恢复到原来位置后停止动作；

最后，启动伸缩杆2.2使其伸长，伸缩杆2.2推动变向管2.3向下运动穿入定位孔3.2.5，变向管2.3在定位孔3.2.5内向下推动的过程中，楔形块2.7与支撑杆3.3接触，并且在定位孔3.2.5的限制下，变向管2.3顶端逐渐向右倾斜，而变向管2.3的底端则项左倾斜逐渐伸入到锤头1.3下方已经打好的测试孔内；当观察到第一电压表 2.9检测到电压信息时，证明测试探头2.5已经伸入电解质内，停留一定时间进行参数检测，并且测试探头2.5将检测到的温度信息发送到电解槽槽控机5；检测结束后关闭伸缩杆2.2使其缩短，伸缩杆2.2 通过变向管2.3带动测试探头2.5由测试孔抽出，变向管2.3逐渐由定位孔3.2.5抽出，法兰3.2.1在拉紧弹簧3.4的作用下恢复到原来位置，最终伸缩杆2.2恢复到原来高度后停止动作，整个测试过程结束。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。