一种铝电解槽阳极导杆夹钳式自动密封装置的制作方法

1.本发明属于电解铝设备技术领域，尤其涉及一种铝电解槽阳极导杆夹钳式自动密封装置。


背景技术：

2.在产铝电解槽中，阳极导杆需要进出水平罩板，为了方便进出，水平罩板与阳极导杆之间会留有一定缝隙，但在反应过程中，该缝隙会冒出烟气，故需要阳极导杆密封装置将该缝隙密封。现有的阳极导杆密封装置大致可分为两种，第一种为采用螺栓方式固定的u型导杆密封装置；第二种为手动翻转u型导杆密封装置，利用u型导杆密封装置将阳极导杆与水平罩板之间的缝隙堵住。
3.但由于铝电解处于高温生产工作环境中，现有的阳极导杆密封装置为固定式，阳极导杆在进出水平罩板时会与导杆密封装置经常发生摩擦，容易造成密封材料损耗甚至破损，导致反应烟气泄露，就需要对导杆密封装置进行更换。第一种采用螺栓方式固定的u型导杆密封装置在更换时需要操作人员不定时在高温环境下更换破损的导杆密封装置，该阳极导杆密封装置由于采用的是螺栓连接，因此在更换时，需要操作人员将手伸到水平罩板朝向炉膛面，双手并用进行拆卸。而第二种手动翻转u型导杆密封装置在更换阳极组时需要操作人员将u型导杆密封装置翻开，进行更换。另外，在进行换极处理时，操作人员在换极动作时需要站在铝电解槽附近，这两种密封方式都会对操作人员造成一定的危害，同时生产过程中危险性极大，极易引起安全事故。


技术实现要素：

4.鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种铝电解槽阳极导杆夹钳式自动密封装置，通过设置可开合的侧部夹钳，实现对阳极导杆与水平罩板之间缝隙的密封，同时避免在阳极导杆进出水平罩板动作时对密封装置造成损坏，提高密封装置的封堵效果及使用寿命。
5.为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：一种铝电解槽阳极导杆夹钳式自动密封装置，包括挡板、侧部夹钳，所述侧部夹钳设置于挡板两侧，经联动机构与挡板相连，所述联动机构使侧部夹钳随挡板的移动而开合，所述挡板上设有第一耐高温密封件，所述侧部夹钳上设有第二耐高温密封件，所述第一耐高温密封件、第二耐高温密封件用于封堵阳极导杆与水平罩板之间的缝隙。当阳极导杆顶推挡板的过程中，两侧的侧部夹钳向阳极导杆方向移动，直至挡板、两侧部夹钳抱住阳极导杆，利用第一耐高温密封件、第二耐高温密封件对阳极导杆与水平罩板之间的缝隙进行封堵。当阳极导杆离开的过程中，联动机构使两侧部夹钳打开，实现自动密封和开合的目的。
6.进一步地，所述侧部夹钳的移动方向为与水平方向呈3-8
°
倾斜向上运动。避免侧部夹钳上的第二耐高温密封件与水平罩板之间摩擦造成磨损或损坏，进而造成烟气泄露或密封装置损坏，提高密封装置的使用效果及使用寿命。
7.进一步地，所述第一耐高温密封件为与阳极导杆表面贴合的平面密封件，所述第二耐高温密封件接近阳极导杆的一侧边具有向下设置的圆柱结构，圆柱直径大于阳极导杆与水平罩板之间的缝隙，可以更好的地对该缝隙进行封堵。
8.进一步地，联动机构包括挡板移动组件、连杆，所述挡板移动组件设置于挡板背部，所述挡板背部在挡板移动组件的两侧设有连接耳板，所述连接耳板的连接平面向远离挡板移动组件方向倾斜向上设置，所述连杆一端与连接耳板铰接相连，另一端与侧部夹钳铰接相连，所述侧部夹钳中部设有活动连接件。挡板移动组件使挡板能够平移，随着挡板移动，连杆带动侧部夹钳做开合动作。
9.进一步地，所述连接耳板连接平面的倾斜方向与水平方向夹角为8-15
°
。
10.进一步地，所述挡板移动组件包括导向杆、导向杆支承座、压簧，所述导向杆一端与挡板背部固定相连，另一端贯穿设置于导向杆支承座上，在挡板背部与导向杆支承座之间的导向杆外部设有压簧，挡板移动组件使挡板平稳移动。
11.进一步地，所述侧部夹钳包括第一侧板、第二侧板、连接板，所述第一侧板一端与连杆铰接相连，另一端与第二侧板通过连接板相连，所述连接板使第一侧板相对于第二侧板倾斜设置，所述第一侧板与活动连接件相连。
12.进一步地，所述连接板呈三角形，使第一侧板相对于第二侧板倾斜8-15
°
，配合连接耳板的倾斜方向，使侧部夹钳的移动方向为与水平方向呈3-8
°
倾斜向上运动，避免侧部夹钳上的第二耐高温密封件与水平罩板之间摩擦造成磨损或损坏，进而造成烟气泄露或密封装置损坏，提高密封装置的使用效果及使用寿命。
13.进一步地，所述活动连接件包括侧部夹钳轴，侧部夹钳轴设置于底板上，所述侧部夹钳轴上设有球面轴承，侧部夹钳与球面轴承转动连接，使侧部夹钳的倾斜移动更为顺畅。
14.进一步地，所述夹钳式自动密封装置通过弹簧锁销装卸连接于水平罩板上方，方便装卸夹钳式自动密封装置，提高装卸效率。
15.本发明的有益效果是：1、本发明的铝电解槽阳极导杆夹钳式自动密封装置通过设置可开合的侧部夹钳，当阳极导杆顶推挡板的过程中，两侧的侧部夹钳向阳极导杆方向移动，直至挡板、两侧部夹钳抱住阳极导杆，利用第一耐高温密封件、第二耐高温密封件对阳极导杆与水平罩板之间的缝隙进行封堵。当阳极导杆离开的过程中，联动机构使两侧部夹钳打开。本发明的密封装置可以实现自动开合，并且可以对阳极导杆与水平罩板之间缝隙进行封堵，避免烟气散出。
16.2、本发明的铝电解槽阳极导杆夹钳式自动密封装置两侧部夹钳的移动方向为倾斜移动，避免第二耐高温密封件在移动过程中与水平罩板接触摩擦，对第二耐高温密封件造成磨损或损坏，提高密封装置的封堵效果及使用寿命。
17.3、本发明的夹钳式自动密封装置通过弹簧锁销装卸连接于水平罩板上方，方便装卸夹钳式自动密封装置，提高装卸效率，降低劳动强度。
18.4、本发明的第一耐高温密封件为与阳极导杆表面贴合的平面密封件，第二耐高温密封件接近阳极导杆的一侧边具有向下设置的圆柱结构，圆柱直径大于阳极导杆与水平罩板之间的缝隙，利用第一耐高温密封件的厚度和圆柱结构的第二耐高温密封件可以更好的地对该缝隙进行封堵。
附图说明
19.图1为本发明的铝电解槽阳极导杆夹钳式自动密封装置结构示意图；图2为本发明的密封装置俯视结构示意图；图3为本发明的密封装置主视结构示意图；图4为本发明的密封装置侧视结构示意图；图5为挡板后视结构示意图；图6为挡板侧视结构示意图；图7为侧部夹钳结构示意图；图8为侧部夹钳主视结构示意图；图9为侧部夹钳侧视结构示意图；图10为图2中球面轴承处的a-a剖视图；图11为图2中弹簧锁销处的b-b剖视图；图12为阳极导杆进入时密封装置动作趋势示意图；图13为阳极导杆离开时密封装置动作趋势示意图。
20.图中标记：1为第一耐高温密封件、2为挡板、3为导向杆、4为导向杆支承座、5为压簧、6为连杆轴、7为侧部夹钳轴、8为连杆、9为侧部夹钳、9-1为第一侧板、9-2为第二侧板、9-3为连接板、10为第二耐高温密封件、11为弹簧锁销、12为球面轴承、13为水平罩板、14为连接耳板、15为底板。
具体实施方式
21.为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。其中，本文所提及的“上”、“下
”ꢀ
等方位名词以图1的定向为参照。
22.如图1-4所示，本发明提供了一种铝电解槽阳极导杆夹钳式自动密封装置，包括挡板2、侧部夹钳9，所述侧部夹钳9设置于挡板2的左右两侧，经联动机构与挡板2相连，所述联动机构使侧部夹钳9随挡板2的移动而开合，即阳极导杆进入水平罩板13时，阳极导杆推动挡板2移动，当挡板2逐渐增大受力时，两侧部夹钳9向靠近挡板2方向移动，抱住阳极导杆；当阳极导杆离开时，挡板2逐渐减小受力时，两侧部夹钳9向远离挡板2方向打开移动。所述挡板2上设有第一耐高温密封件1，所述侧部夹钳9上设有第二耐高温密封件10，所述第一耐高温密封件1、第二耐高温密封件10用于封堵阳极导杆与水平罩板13之间的缝隙。当阳极导杆顶推挡板2的过程中，两侧的侧部夹钳9向阳极导杆方向移动，直至挡板2、两侧部夹钳9抱住阳极导杆，利用第一耐高温密封件1、第二耐高温密封件10对阳极导杆与水平罩板13之间的缝隙进行封堵。当阳极导杆离开的过程中，联动机构使两侧部夹钳9打开，实现自动密封和开合的目的。
23.具体地，侧部夹钳9如果是水平开合，在侧部夹钳9开合的过程中，第二耐高温密封件10与水平罩板13之间会因摩擦造成磨损或损坏。为了避免所述的问题，如图3-4所示，将侧部夹钳9的移动方向设置为与水平方向呈3-8
°
倾斜向上运动。避免侧部夹钳9在开合过程中第二耐高温密封件10与水平罩板13之间摩擦造成磨损或损坏，进而造成烟气泄露或密封装置损坏，提高密封装置的使用效果及使用寿命。
24.更具体地，所述第一耐高温密封件1为与阳极导杆表面贴合的平面密封件，所述第
二耐高温密封件10接近阳极导杆的一侧边具有向下设置的圆柱结构，圆柱直径大于阳极导杆与水平罩板13之间的缝隙，可以更好的地对该缝隙进行封堵。
25.具体地，如图1-2所示，所述联动机构设置于底板15上，所述联动机构包括挡板移动组件、连杆8，所述挡板移动组件设置于挡板2背部中部，用于挡板2移动，所述挡板2背部在挡板移动组件的两侧同一水平线的等距位置处设有连接耳板14，所述连接耳板14的连接平面向远离挡板移动组件方向倾斜向上设置，更具体地，如图5-6所示，所述连接耳板14连接平面的倾斜方向与水平方向夹角为8-15
°
。所述连杆8一端与连接耳板14铰接相连，另一端与侧部夹钳9通过连接轴6铰接相连，所述侧部夹钳9中部设有活动连接件。挡板移动组件使挡板2能够平移，随着挡板2移动，连杆8带动侧部夹钳9做倾斜方向上的开合动作。
26.更具体地如图1-2所示，所述挡板移动组件包括导向杆3、导向杆支承座4、压簧5，导向杆支承座4固定在底板15上，所述导向杆3一端与挡板2背部固定相连，另一端贯穿设置于导向杆支承座4上，导向杆3端部设有封堵，避免从导向杆支承座4上脱落，在挡板2背部与导向杆支承座4之间的导向杆3外部设有压簧5，挡板移动组件使挡板2平稳移动。
27.具体地，如图7-9所示，所述侧部夹钳9包括第一侧板9-1、第二侧板9-2、连接板9-3，所述第一侧板9-1、第二侧板9-2、连接板9-3一体成型，所述第一侧板9-1一端与连杆8通过连接轴6铰接相连，另一端与第二侧板9-2通过连接板9-3相连，所述连接板9-3使第一侧板9-1相对于第二侧板9-2倾斜设置，更具体地，所述连接板9-3呈三角形，使第一侧板9-1相对于第二侧板9-2倾斜8-15
°
，所述第一侧板9-1中部与活动连接件相连。更具体地，如图10所示，所述活动连接件包括侧部夹钳轴7，侧部夹钳轴7设置于底板15上，所述侧部夹钳轴7上设有球面轴承12，侧部夹钳9与球面轴承12转动连接，使侧部夹钳9的倾斜移动更为顺畅。
28.本发明带倾斜角度的侧部夹钳9配合连接耳板14的倾斜方向，使侧部夹钳9的移动方向为与水平方向呈3-8
°
倾斜向上运动，避免侧部夹钳9上的第二耐高温密封件10与水平罩板13之间摩擦造成磨损或损坏，进而造成烟气泄露或密封装置损坏，提高密封装置的使用效果及使用寿命。
29.具体地，所述夹钳式自动密封装置通过弹簧锁销11装卸连接于水平罩板13上方，如图11所示，当弹簧锁销11插入装置底板15上的孔时，弹簧锁销上的滚珠会压缩至锁销轴内，装置到位后，滚珠弹出将装置的轴向移动及径向进行限位，将其更换时，只需人工沿轴向一提即可，实现阳极导杆自动密封装置整体更换，整个装置完全安装在水平罩板的上侧。
30.阳极导杆夹钳式自动密封装置工作原理为阳极导杆缓慢靠近阳极母线，使阳极导杆不断压缩压簧5，带动连杆8作旋转复合运动并驱动侧部夹钳9绕侧部夹钳轴7向斜下部旋转夹住阳极导杆实现密封，如图12所示。
31.当阳极组需要更换时，阳极导杆远离阳极母线，此时压簧5由压缩状态随着阳极导杆的离开回复自由状态，同时压簧5驱动连杆8，连杆8带动侧部夹钳9绕侧部夹钳轴向斜上部旋转，机构打开处于初始状态，完成装置的打开，如图13所示。
32.阳极导杆夹钳式自动密封装置阳极导杆密封工作过程是阳极导杆缓慢靠近阳极母线，在阳极导杆贴近阳极母线前，阳极导杆先接触装置，使阳极导杆不断压缩第一耐高温密封板1和挡板2，从而使压簧5压缩，导向杆3在导向杆支承座4的作用下沿轴线直线运动。由于连杆轴6将连杆8与侧部夹钳9装配形成连杆机构，压簧5驱动连杆8，连杆8带动侧部夹钳9绕侧部夹钳轴7旋转，使第一耐高温密封板1与第二耐高温密封板10形成对阳极导杆的
三面密封。
33.当阳极组需要更换时，阳极导杆远离阳极母线，此时压簧5由压缩状态随着阳极导杆的离开回复自由状态，同时压簧5反向驱动连杆8，连杆8带动侧部夹钳9旋转打开处于初始状态。
34.在生产过程中，如发现阳极导杆夹钳式自动密封装置出现密封件磨损需要维护更换时可直接将装置从水平罩板13上向上提起与弹簧锁销脱开，同时将新的装置安装至锁销即可，不影响生产。
35.本发明适应于在产和新建铝电解槽全系列工作电流。
36.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员对上述实施例进行改动、修改、替换和变型均属于本发明的范围内。