稀土电解槽阴极升降装置的制作方法

本实用新型涉及一种升降装置，具体是一种稀土电解槽阴极升降装置，应用于稀土金属单质及其合金的生产中。

背景技术：

稀土金属主要采用氟化物熔盐电解体系进行熔盐电解的方法进行生产，一般使用3000～8000A的中型电解槽和万安以上的大型电解槽。目前稀土金属生产采用的阴极升降装置，一般为手摇式升降机。手摇式升降机有很多缺陷：首先，采用手摇比较费力，特别是在夏季电解车间温度处于37～40℃的情况下，工人操作该装置相当耗费体力，劳动强度大；其次，升降机结构稳固性差，一旦升降过快，很容易出现不稳定等安全问题；第三，升降距离无法确定，不能准确调节阴极棒插入电解槽内的深度，在稀土电解过程中，阴极棒插入深度对电解过程有较大影响，控制好阴极棒插入的深度，与底部金属收集器保持在适度距离，有利于提高电解效率、降低电耗，也有利于提高产品质量。

技术实现要素：

针对上述现有技术存在的问题，本实用新型的目的是提供一种结构稳定性强、安全性高，升降过程能够节省人力，且能够准确调节阴极棒插入电解槽内深度的稀土电解槽阴极升降装置。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种稀土电解槽阴极升降装置，包括底部平台，所述底部平台表面设有装置固定平台，所述装置固定平台上固定设有阴极驱动机构和阴极承重台，阴极承重台上设有阴极升降结构，所述阴极升降结构包括导向柱和阴极固定臂，所述导向柱竖直固定在阴极承重台上，阴极固定臂的一端通过滑套套在导向柱上且可沿导向柱滑动，阴极固定臂的另一端固定有阴极棒，所述导向柱上从上至下设有标尺，滑套上与标尺的位置对应设有指针；所述阴极驱动机构包括电动机、驱动绳、定滑轮和动滑轮，所述电动机设在装置固定平台上，定滑轮设在导向柱上部，动滑轮安装在阴极固定臂上设置的动滑轮固定块上，所述电动机的输出轴通过减速器连接有旋转飞轮，所述驱动绳的头端固定在旋转飞轮上，末端依次绕过定滑轮和动滑轮并固定在导向柱上部。

进一步的，所述底部平台上设有旋转机构，所述旋转机构为旋转电机，所述旋转电机位于阴极承重台的正下方，且所述旋转电机的输出轴端与装置固定平台的下表面固定在一起；所述底部平台后端设有弧形支架，所述弧形支架上表面设有滚珠，所述滚珠配合嵌入装置固定平台下表面的滑道中且可沿滑道滚动。稀土金属出炉时，阴极棒升高到指定高度后停止电动机并启动旋转电机，旋转电机的旋转带动整个装置固定平台和装置固定平台上的各部件旋转，此时阴极棒会以阴极承重台为中心旋转，旋转一定角度离开稀土电解槽炉口时，再进行稀土金属的出炉作业，从而阴极棒不会影响稀土金属的正常出炉。稀土金属出炉后再使旋转电机反向转动使阴极棒重新置于电解槽炉口正上方。弧形支架能够对装置固定平台起支撑的作用，且在装置固定平台转动时滚珠能沿滑道滚动，能够降低装置固定平台与底部平台之间的摩擦力，使阴极升降结构的旋转更平顺。

优选的，所述底部平台中设有重心平衡稳定器。

优选的，所述滑套在与标尺位置对应的部位设有豁口，所述指针指向豁口处。

优选的，为了加强支撑性，所述定滑轮通过支撑杆固定在导向柱上部，驱动绳的末端设在支撑杆上。

优选的，为了保证提升的稳定性，驱动绳、定滑轮、动滑轮和旋转飞轮设有两组，两个旋转飞轮并列设在电动机的输出轴上，且两根驱动绳的头端分别固定在旋转飞轮上，两个动滑轮并列设在动滑轮固定块上。

进一步的，所述装置固定平台上设有控制箱，所述控制箱中设有控制器，控制箱上设有触摸显示屏，所述指针的端点处设有一光电开关发射器，阴极承重台上设有一光电开关接收器，光电开关发射器和光电开关接收器相对设置，且二者的连线与水平面垂直，所述触摸显示屏、光电开关发射器和光电开关接收器分别与控制器的输入端连接，控制器的输出端分别与电动机、旋转电机电连接。通过触摸显示屏可以输入需要升降的距离，输入的距离数据直接传输至控制器中，可以预先设置当输入的距离为负时代表下降，输入的距离为正时代表上升，控制器根据正负情况和数值大小控制电动机进行正转或反转使阴极棒下降或上升，改变阴极棒的插入深度。例如，在电解开始时，可以通过触摸显示屏输入下降距离，控制器驱动电动机正转使阴极棒下降，光电开关接收器接收到光电开关发射器发射的信号，实时测量下降距离并传输至控制器中，当下降距离达到输入的距离时，控制器控制电动机停止转动，阴极棒停止下降；当稀土金属出炉时，通过触摸显示屏输入上升距离，控制器驱动电动机反转使阴极棒上升，阴极棒到达输入的高度后电动机停止，再通过触摸显示屏输入旋转的角度，旋转电机启动使阴极棒旋转所需的角度、离开稀土电解槽炉口，此时即可进行稀土金属出炉作业。通过光电开关发射器和光电开关接收器可以实时测量上升或下降的距离，保证上升和下降距离的精确可靠。在电解过程中可以随时根据需要通过触摸显示屏输入上升或下降的距离，来微调阴极棒插入的稀土电解槽石墨坩埚的深度。

本实用新型可以通过电动机带动滑轮组实现阴极棒的升降，不需要手摇操作、节省了体力；利用滑轮组带动滑套沿导向柱移动可以保证阴极棒升降运动的平稳可靠，即使快速移动也能够保证稳定和安全性；操作过程中能够根据需要准确调节阴极棒插入电解槽内的深度，有利于提高电解效率、降低电耗，也同时保证了阴极棒不会插入过深引起金属杂质升高，从而保证了电解过程的正常进行和产品质量的稳定。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是标尺与指针结构的局部放大图；

图3是本实用新型中的底部平台结构的俯视图；

图中，1、控制箱，2、电动机，3、减速器，4、光电开关发射器，5、光电开关接收器，6、旋转飞轮，7、装置固定平台，8、弧形支架，8-1.滚珠，9、重心平衡稳定器，10、底部平台，11、旋转电机，12、阴极固定臂，13、滑套，14、导向柱，15-1、定滑轮，15-2、动滑轮，15-3、动滑轮固定块，15-4、支撑杆，16、阴极承重台，17、标尺，18、指针，19、驱动绳，20、阴极棒。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

如图所示，一种稀土电解槽阴极升降装置，包括底部平台10，所述底部平台10表面设有装置固定平台7，所述装置固定平台7上固定设有阴极驱动机构和阴极承重台16，阴极承重台16上设有阴极升降结构，所述阴极升降结构包括导向柱14和阴极固定臂12，所述导向柱14竖直固定在阴极承重台16上，阴极固定臂12的一端通过滑套13套在导向柱14上且可沿导向柱14滑动，阴极固定臂12的另一端固定有阴极棒20，所述导向柱14上从上至下设有标尺17，滑套13上与标尺17的位置对应设有指针18；所述阴极驱动机构包括电动机2、驱动绳19、定滑轮15-1和动滑轮15-2，所述电动机2设在装置固定平台7上，定滑轮15-1设在导向柱14上部，动滑轮15-2安装在阴极固定臂12上设置的动滑轮固定块15-3上，所述电动机2的输出轴通过减速器3连接有旋转飞轮6，所述驱动绳19的头端固定在旋转飞轮6上，末端依次绕过定滑轮15-1和动滑轮15-2并固定在导向柱14上部。

工作时，首先使阴极棒20处于稀土电解槽石墨坩埚的正上方，驱动电动机2正转，电动机2的输出轴通过减速器3带动旋转飞轮6转动，使缠绕在旋转飞轮6上的驱动绳19展开，此时动滑轮15-2下降，用于固定动滑轮15-2的动滑轮固定块15-3也一起下降，由于动滑轮固定块15-3设置在阴极固定臂12上，阴极固定臂12和阴极棒20会同时下降，直至阴极棒20插入电解槽石墨坩埚中，通过滑套13上的指针18对应指示标尺17的位置可以获知插入的深度，当深度达到需要的数值时电动机2停止，阴极棒20停止下降；稀土电解时，随着石墨阳极的消耗、熔盐温度的上升，槽电压会升高、电耗增大，可以根据电解过程的实际情况和阴极棒20插入电解槽的深度，驱动电动机2转动微调阴极棒20插入的深度，有利于提高电流效率、降低电耗，也同时保证了阴极棒20不会插入过深引起金属杂质升高，从而保证了电解过程正常的进行和产品质量。

稀土金属出炉时，驱动电动机2反转，电动机2的输出轴通过减速器3带动旋转飞轮6反转，使驱动绳19逐渐缠绕在旋转飞轮6上，此时驱动绳19带动动滑轮15-2和动滑轮固定块15-3上升，由于动滑轮固定块15-3设置在阴极固定臂12上，阴极固定臂12和阴极棒20会同时上升，直至阴极棒20升至电解槽石墨坩埚上方，升高到指定高度后停止电动机2，再快速进行稀土金属出炉作业，出炉作业完毕后，重复上述过程，使阴极棒20再次下降。

电解操作中，当阴极棒20置于稀土电解槽中时不方便稀土金属的出炉。进一步的，所述底部平台10上设有旋转机构，所述旋转机构为旋转电机11，所述旋转电机11位于阴极承重台16的正下方，且所述旋转电机11的输出轴端与装置固定平台7的下表面固定在一起；所述底部平台10后端设有弧形支架8，所述弧形支架8上表面设有滚珠8-1，所述滚珠8-1配合嵌入装置固定平台7下表面的滑道中且可沿滑道滚动。稀土金属出炉时，阴极棒20升高到指定高度后停止电动机2并启动旋转电机11，旋转电机11的旋转带动整个装置固定平台7和装置固定平台7上的各部件旋转，此时阴极棒20会以阴极承重台16为中心旋转，旋转一定角度离开稀土电解槽炉口时，再进行稀土金属的出炉作业，从而阴极棒20不会影响稀土金属的正常出炉。稀土金属出炉后再使旋转电机11反向转动使阴极棒20重新置于电解槽炉口正上方。弧形支架8能够对装置固定平台7起支撑的作用，且在装置固定平台7转动时滚珠8-1能沿滑道滚动，能够降低装置固定平台7与底部平台10之间的摩擦力，使阴极升降结构的旋转更平顺。

优选的，所述底部平台10中设有重心平衡稳定器9。重心平衡稳定器9由几块铅块或铁块组成，通过调节铅块或者铁块的数量，来调节底部平台10的重心平稳，保证调节过程中整个装置的稳固。

优选的，所述滑套13在与标尺17位置对应的部位设有豁口，所述指针18指向豁口处。

优选的，为了加强支撑性，所述定滑轮15-1通过支撑杆15-4固定在导向柱14上部，驱动绳19的末端设在支撑杆15-4上。

优选的，为了保证提升的稳定性，驱动绳19、定滑轮15-1、动滑轮15-2和旋转飞轮6设有两组，两个旋转飞轮6并列设在电动机2的输出轴上，且两根驱动绳19的头端分别固定在旋转飞轮6上，两个动滑轮15-2并列设在动滑轮固定块15-3上。

进一步的，所述装置固定平台7上设有控制箱1，所述控制箱1中设有控制器，控制箱1上设有触摸显示屏，所述指针18的端点处设有一光电开关发射器4，阴极承重台16上设有一光电开关接收器5，光电开关发射器4和光电开关接收器5相对设置，且二者的连线与水平面垂直，所述触摸显示屏、光电开关发射器4和光电开关接收器5分别与控制器的输入端连接，控制器的输出端分别与电动机2、旋转电机11电连接。通过触摸显示屏可以输入需要升降的距离，输入的距离数据直接传输至控制器中，可以预先设置当输入的距离为负时代表下降，输入的距离为正时代表上升，控制器根据正负情况和数值大小控制电动机2进行正转或反转使阴极棒20下降或上升，改变阴极棒20的插入深度。例如，在电解开始时，可以通过触摸显示屏输入下降距离(为负值)，控制器驱动电动机2正转使阴极棒20下降，光电开关接收器5接收到光电开关发射器4发射的信号，实时测量下降距离并传输至控制器中，当下降距离达到输入的距离时，控制器控制电动机2停止转动，阴极棒20停止下降；当稀土金属出炉时，通过触摸显示屏输入上升距离(为正值)，控制器驱动电动机2反转使阴极棒20上升，阴极棒20到达输入的高度后电动机2停止，再通过触摸显示屏输入旋转的角度，旋转电机11启动使阴极棒20旋转所需的角度、离开稀土电解槽炉口，此时即可进行稀土金属出炉作业。通过光电开关发射器4和光电开关接收器5可以实时测量上升或下降的距离，保证上升和下降距离的精确可靠。在电解过程中可以随时根据需要通过触摸显示屏输入上升或下降的距离，来微调阴极棒20插入的稀土电解槽石墨坩埚的深度。