CN209816299U - 一种铝电解槽粉料的定量连续加料装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种铝电解槽粉料的定量连续加料装置，包括料箱、给料系统、料管，还包括质量流量计和PLC控制系统。本实用新型的加料装置直接通过给料系统、科里奥利质量流量计以及PLC控制系统实现粉料的质量流量控制，改变了传统定容下料器定容下料的方式，增加了下料精准度，同时省去了传统的定容下料器通过气力输送存在的问题；实现了氧化铝等粉料向电解槽中的连续添加，实现了电解槽内物料平衡，避免了加料过多生成的炉底沉淀和加料偏少造成的阳极效应及相关问题。

Description

一种铝电解槽粉料的定量连续加料装置

技术领域

本实用新型属于粉料加料装置领域，具体涉及一种铝电解生产过程中的氧化铝、氟化铝、电解质等粉料连续定量加料的装置。

背景技术

现通用的氧化铝下料装置主要由槽上料箱及点式下料器组成。料箱与氧化铝输送管道网相通，通过浓相/超浓相气力输送至料箱。点式下料器安装在料箱下部，由打壳装置和下料器两部分组成，现通用的下料器为定容下料器。2003年《轻金属》第6期p34-36详细论述了铝电解定容下料器的发展历程，详细评述了各种下料器的优缺点，指出无刷式定容下料器是目前最先进的氧化铝下料器。但是定容下料器存在以下缺陷和不足：

1.定容下料器是建立在粉体的体积密度恒定不变(氧化铝为1g/cm³)的基础之上，即使是氧化铝无刷定容器其正常状态下的精度误差也达±1.7％。事实上，由于国内产氧化铝粒度普遍过细，-45μm以下粉料占据很大比例，有时甚至高达45％；由于很多电解铝生产厂距氧化铝生产基地较远，无法保证在氧化铝运输过程中不会出现吸水，结块等现象，使氧化铝实际体积密度与其理论体积密度之间存在较大误差，氧化铝下料无法实现精准统计。即使一次下料造成的误差很小，但是一般下料间隔设定很短，一天24h累计下料误差无法定量，实际进入槽内的氧化铝无法准确计量。氟化铝定容器存在同样的问题。专利CN 2825656Y公布了一种粉料输送定量排料装置，尤其是一种定量下料器。下料量通过下料器内的流量调节板上的孔径调节，用于电解铝氧化铝定量下料。但实际并无氧化铝下料质量计量装置，也未提及如何计量。

2.定容下料器的工作原理是定容器安装于料箱中，当充料时，打壳气缸的排气吹入料箱下部沸腾盘，沸腾盘中有一层透气帆布，排气透过透气帆布吹动粉料，静止的氧化铝等能顺利流入下料器的定容腔，当下料时，定容下料器气缸下行，推动透气活塞下移，封住料口，同时打开椎体，使粉料进入槽内，这样往复运行，保证下料。通过压缩空气制动，操作简单，保证了其自动控制过程，但存在气压不稳以及反吹冒料等问题。

3.由于定容下料器特有的压缩空气制动方式，是“半连续”性的加料。专利CN101724865 A公布了一种连续添加氧化铝的装置，其构造是采用加压泵给氧化铝粉加压，利用密封输送管道，计算机槽控箱控制加压泵及流量控制阀，调节粉料的输送压力及流速，实现氧化铝粉料连续喷射到电解质中。虽然可以达到连续的目的，但未考虑实际添加量的计量及加料口的维护等问题。

因此，很有必要提供一种新的氧化铝/氟化铝定量连续加料的方法，来克服上述技术中存在的问题。

发明内容

针对上述已有技术存在的不足，本实用新型提供一种能连续定量添加氧化铝氟化铝等粉料的加料系统，实现向铝电解槽内定量并连续加料，精准反映实际加料量的同时实现真正意义上的连续加料。

本实用新型是通过以下技术方案实现的。

一种铝电解槽粉料的定量连续加料装置，包括料箱(1)、给料系统(2)、料管(5)，其特征在于，还包括质量流量计(3)和PLC控制系统(4)，粉料从料箱(1)流入给料系统(2)，给料系统(2)在设定转速下均匀给料，粉料进入质量流量计(3)内，同时所述PLC控制系统(4)获得数据信号，进行数据处理并得到实际流量值，通过分析实际流量值与设定值之间的偏差，发送调整信号调整给料系统(2)的转速，进而调整实际流量；所述粉料经由质量流量计(3)进入料管(5)，最终进入电解槽中的电解质中。

进一步的，所述质量流量计(3)为科里奥利质量流量计，所述科里奥利质量流量计包括驱动电机、测量盘、扭矩传感器。

进一步的，所述给料系统(2)包括给料机和变频电机，所述变频电机用于确保给料机的流量稳定。

进一步的，所述给料机为星型给料机、螺旋式给料机、盘式水平给料机。

本实用新型的有益技术效果：

本实用新型利用给料系统、科里奥利质量流量计以及PLC控制系统实现粉料的质量流量控制，消除了体积密度与质量密度之间转换存在的误差，精准测量下料质量，改变了传统定容下料器定容下料的方式，增加了下料精准度。实现了真正意义上氧化铝等粉料向电解槽中的连续添加，消除了定容定时下料所造成的氧化铝不溶解、溶解性差所造成的炉底沉淀问题或下料不足造成的阳极效应等问题。消除了定容下料器依赖于压缩空气制动的特点，节省铝电解厂压缩空气的用量。其系统结构简单，不改变原铝电解槽的结构，容易实现。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

1-料箱，2-给料系统，3-科里奥利质量流量计，4-PLC控制系统，5-加料管，6-电解质。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

本实用新型的目的就是提供一种能实现向铝电解槽内连续定量添加氧化铝、氟化铝等粉料的装置，实现定量并连续加料，精准反映实际加料量的同时实现真正意义上的连续加料。

如图1，料箱1为与粉料运输管网相通，通过浓相/超浓相气力输送，充满氧化铝等粉料。给料系统2由给料机和变频电机组成，变频电机确保给料机流量稳定。科里奥利质量流量计3为基于科里奥利原理设计的质量流量计。PLC控制系统4可以与现有的下位机相衔接，用于信号接收、处理以及参数设定及调整。

根据控制系统4中设定的初始值，粉料从料箱1流入给料机系统2，给料系统中的给料机在设定转速下均匀给料，粉料均匀进入科里奥利质量流量计3内，同时PLC控制系统4获得相关信号，并进行数据分析运算，随后便发送信号调整给料设备的转速，达到增加或减少给料量，使得系统的实际流量与设定流量趋于一致，实现粉料的质量流量控制。粉料从科里奥利质量流量计3中流出通过加料管5加入到电解槽内电解质6中。系统持续运行，实现粉料的连续下料。

实施案例1

在电解槽上设置氧化铝料箱1，料箱1与氧化铝输运管网相连，氧化铝经由风动溜槽注满料箱1。在控制系统4中设定初始值，给料机在设定转速下均匀给料，氧化铝从给料机进入科里奥利质量流量计3的内部恒速回转的测量盘中心，盘上有径向分布的叶片，氧化铝在离心力的作用下，由内向外运动。由于圆盘自身转动，氧化铝与圆盘在切线方向上产生相对运动，在运动过程中与叶片相接触，产生科氏力，此力对回转测量盘产生一个反作用运动力矩，由扭矩传感器测出测量盘受到的实时扭矩，并将该信号发给PLC控制系统4进行数据处理并得到实际流量值，通过分析实际值与设定值之间的偏差，发送调整信号调整给料机的转速，达到增加或减少氧化铝给料量，使得系统的实际流量与设定流量趋于一致，系统反复进行，实现系统的准确计量和定量给料。氧化铝从科里奥利流量计3排料口中排出进入下料管5，顺利进入电解槽内电解质6中。

实施案例2

在电解槽上设置电解质粉料料箱1，在控制系统4中设定初始值，给料机在设定转速下均匀给料，粉料从给料机进入科里奥利质量流量计3的内部恒速回转的测量盘中心，盘上有径向分布的叶片，粉料在离心力的作用下，由内向外运动。由于圆盘自身转动，粉料与圆盘在切线方向上产生相对运动，在运动过程中与叶片相接触，产生科氏力，此力对回转测量盘产生一个反作用运动力矩，由扭矩传感器测出测量盘受到的实时扭矩，并将该信号发给PLC控制系统4进行数据处理并得到实际流量值，通过分析实际值与设定值之间的偏差，发送调整信号调整给料机的转速，达到增加或减少粉料给料量，使得系统的实际流量与设定流量趋于一致，系统反复进行，实现系统的准确计量和定量给料。粉料从科里奥利流量计3排料口中排出进入下料管5，顺利进入电解槽内电解质6中。

以上所述的仅是本实用新型的较佳实施例，并不局限本实用新型。应当指出对于本领域的普通技术人员来说，在本实用新型所提供的技术启示下，还可以做出其它等同改进，均可以实现本实用新型的目的，都应视为本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种铝电解槽粉料的定量连续加料装置，包括料箱(1)、给料系统(2)、料管(5)，其特征在于，还包括质量流量计(3)和PLC控制系统(4)，粉料从料箱(1)流入给料系统(2)，给料系统(2)在设定转速下均匀给料，粉料进入质量流量计(3)内，同时所述PLC控制系统(4)获得数据信号，进行数据处理并得到实际流量值，通过分析实际流量值与设定值之间的偏差，发送调整信号调整给料系统(2)的转速，进而调整实际流量；所述粉料经由质量流量计(3)进入料管(5)，最终进入电解槽中的电解质中。

2.根据权利要求1所述的铝电解槽粉料的定量连续加料装置，其特征在于，所述质量流量计(3)为科里奥利质量流量计，所述科里奥利质量流量计包括驱动电机、测量盘、扭矩传感器。

3.根据权利要求2所述的铝电解槽粉料的定量连续加料装置，其特征在于，PLC控制系统(4)获得的所述数据信号是扭矩传感器测出的测量盘受到的实时扭矩。

4.根据权利要求1所述的铝电解槽粉料的定量连续加料装置，其特征在于，所述给料系统(2)包括给料机和变频电机，所述变频电机用于确保给料机的流量稳定。

5.根据权利要求4所述的铝电解槽粉料的定量连续加料装置，其特征在于，所述给料机为星型给料机、螺旋式给料机、盘式水平给料机。