專利名稱：用于供給可流化材料的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于供給可流化材料的方法和裝置。本發(fā)明尤其涉及將諸如氧化鋁和 /或氟化物的材料供給至鋁電解槽。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)上，幾乎全部為鋁生產(chǎn)服務(wù)的現(xiàn)有電解技術(shù)都配備有筒倉和定體積供給器 (silos and volumetric feeder)并且它們?nèi)际艿蕉ㄈ莘e測量的控制。這將使該過程受到材料密度變化(通常會改變士 10%)的影響。此外，與諸如隔離的其它存儲和處理事項(xiàng)相結(jié)合的這種變化，對罐的供給穩(wěn)定性可以產(chǎn)生負(fù)面影響，而且確實(shí)產(chǎn)生了負(fù)面影響。此外，如今大多數(shù)電解槽也已經(jīng)配備有筒倉，因此最新開發(fā)的單元是基于改進(jìn)的理念。過去，已經(jīng)發(fā)明過用于這類材料和應(yīng)用的數(shù)種供給器并申請過專利。例如，從EP 605037B1得知存在一種具有貯存器的供給器，貯存器帶有向下至卸放通道的出口，在卸放通道的底部具有可流化元件。供給是基于流化卸放，流化卸放將取決于可流化元件被激活的時間周期的持續(xù)時間。因此，供給器通過受時間控制的卸放/計(jì)量原理而工作。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，現(xiàn)在提出一種比在前解決方案更加精確的供給設(shè)備。這是由于如下事實(shí)供給器設(shè)有一種在力的方面使卸放貯存器與主材料堆(筒倉)隔離的設(shè)備。因此，這種元件使供給器更少受到筒倉中的實(shí)際填充水平的影響。與激活供給(開始階段)和停止供給有關(guān)的材料的流動在可重復(fù)性的意義方面也得到提高。可以通過如由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明實(shí)現(xiàn)上述優(yōu)點(diǎn)和更多優(yōu)點(diǎn)。


下面，將通過附圖和實(shí)例進(jìn)一步描述本發(fā)明，其中圖1公開了根據(jù)本發(fā)明的一種供給設(shè)備的立體圖，圖2公開了根據(jù)圖1、通過供給設(shè)備、并且處于第一周期步驟中的切口，在第一周期步驟中已經(jīng)裝滿了供給器的筒倉，圖3公開了處于第二周期步驟中的圖2的供給設(shè)備，圖4公開了處于第三周期步驟中的圖2的供給設(shè)備，圖5顯示設(shè)置點(diǎn)劑量為Ikg AlF3的圖，測得值Vs.預(yù)測值圖6顯示設(shè)置點(diǎn)劑量為Ikg Al2O3的圖，測得值Vs.預(yù)測值。
具體實(shí)施例方式功能原理正如從圖1可以看出的那樣，供給設(shè)備包括筒倉1，在筒倉的底部內(nèi)帶有諸如一個或多個墊的流化元件3。該元件可以通過在位置4處的諸如流過可控閥的空氣的增壓氣體 (未示出)而被激活(activated)。筒倉和/或該元件的底部以優(yōu)選在1_5°之間的角度朝向筒倉的出口傾斜。在出口處布置有供給器貯存器，在該實(shí)例中顯示為包括形狀為錐形的大致豎向的、向下會聚的部件5和作為其主元件的頂板6。頂板6布置在錐形部件5的入口上方，并且頂板6將限制筒倉內(nèi)部的材料以在錐形部件內(nèi)的材料中引起壓力。此外，與筒倉的兩個側(cè)壁和一個后壁相接觸并且具有與一部分流化元件交迭的投影區(qū)域的頂板的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，將是與從筒倉供給的穩(wěn)定性相關(guān)的高度重要的方面。頂板連同出口和流化元件的工作原理是，由于休止角(Angle of R印ose，AR)，只有當(dāng)元件3被激活時，材料才流入錐形部件。當(dāng)元件3未被激活時，去往錐形部件5的入口的材料輸送被停止，并且受到材料的休止角(angle of repose, AR)的精確限制。從錐形部件5，材料被弓I導(dǎo)而通過封閉的、傾斜的運(yùn)送器11，運(yùn)送器11在其底部內(nèi)具有流化元件(未示出)?？梢酝ㄟ^允許將增壓氣體引入該元件的位置8處的閥(未示出) 而激活墊。當(dāng)筒倉被填充時，通過筒倉1頂部中的孔10供給氧化鋁和/或氧化鋁氟化物。當(dāng)筒倉1被材料填充時，將更多空氣引入到筒倉中。這些空氣需要被排出，通過曝氣排出管 (de-aeration tube) 2的幫助，來自筒倉內(nèi)部的這種過多的空氣將通過管道而被輸送到電解槽的內(nèi)部(后面解釋)。如圖所示，曝氣排出管2可以連接到材料出口管9上方的傾斜的運(yùn)送器11的末端部分。圖2示出當(dāng)筒倉被填充時的程序。當(dāng)筒倉被填充時，流化墊3是未被激活的 (in-active)，( S卩，位置4處的閥是關(guān)閉的)。此外，還顯示曝氣排出管2和7的細(xì)節(jié)。各管在筒倉的上部區(qū)域內(nèi)終止。此外，在圖2中，顯示出靠近于出口的材料“M”的休止角“AR”， 以及由頂板6和流化元件3的延伸表示的延伸量(overhung)“e”。流化元件優(yōu)選延伸到錐形部件的進(jìn)入開口的邊界。另外，頂板的高度處在流化元件上方的水平“h”處。優(yōu)選地，延伸量“e”與高度“h”之比取決于材料休止角。例如，如果休止角為45°， 則比率e h優(yōu)選接近于1 1或者稍微大一點(diǎn)，以確保當(dāng)可流化元件未被激活時將不把材料輸送到進(jìn)入開口。還應(yīng)該理解在應(yīng)用帶有圓形入口的錐形部件的情況下，頂板可以具有類似的形狀以便沿著進(jìn)入開口的邊界(未示出)確立適當(dāng)?shù)谋嚷蔱 h。對于系統(tǒng)將必須確立限制的鎖定(即粉末材料流的接通/斷開功能的能力)而言，這些參數(shù)是決定性的。圖3顯示下一個程序，即，包括錐形部件5的容積和在頂板6下方的空間在內(nèi)的供給器貯存器的填充。在圖1中標(biāo)記為4的閥被打開，即，流化元件3是激活狀態(tài)的。供給器貯存器的容積被圖1中的錐形部件5和頂板6限制。為了在該程序期間排出空氣，利用了曝氣排出管7。曝氣排出管7使頂板6下方的空間與筒倉的上部連接。圖4公開了定量給料程序，在該程序中，由時間/容量確定的劑量從計(jì)量貯存器卸放到電解槽。在該程序中位置8處的閥在確定量的時間內(nèi)被激活，以通過出口 9給出需要的劑量大小。在這種定量給料期間，排出的流化空氣經(jīng)由筒倉排出、進(jìn)入曝氣排出管2并且和材料一起和通過出口管9，并進(jìn)一步進(jìn)入電解槽。此外，錐形部件的形狀對于可重復(fù)性是重要的。例如，錐形部件的角度對于物質(zhì)的內(nèi)部摩擦和流動而言是重要的。錐形部件具有的角度應(yīng)該確保摩擦力為單向。根據(jù)實(shí)際的材料，用于錐形部件的角度的優(yōu)選值為從豎向起 5-20° 。錐形部件優(yōu)選沿著其長度軸線旋轉(zhuǎn)對稱，并且還具有圓形橫截面。然而，也可以應(yīng)用諸如帶有傾斜壁(漸縮形狀)的矩形橫截面的其它形狀。正如可以從圖5和6中看出的那樣，分別用于氟化鋁和氧化鋁的劑量的可重復(fù)性是非常精確的。測試的性能顯示的變化如此的低，使得所使用的比例的精確性左右了結(jié)果。用于確保劑量的最精確的可重復(fù)性的重要事實(shí)在于不完全騰空供給器緩沖器 (buffer)。因此程序的控制必須符合該需求。如果有必要，供給器優(yōu)選以使整個容積在短時間段內(nèi)能夠被猝熄(quenched)或者沖凈(flushed)的方式進(jìn)行構(gòu)建。這個情形可能發(fā)生在帶有陽極效應(yīng)的環(huán)境中。
權(quán)利要求
1.一種通過筒倉(1)供給處于流化狀態(tài)的材料的方法，在所述筒倉(1)內(nèi)部、在其底部中帶有至少一個可流化元件(3)，其中當(dāng)所述元件被激活時，所述元件能夠朝向一個第一出口輸送材料并且經(jīng)由一個第二出口(9)將受控的劑量進(jìn)一步輸送到流化運(yùn)送器(11)，其特征在于供給至所述第一出口的材料被帶有部件(5)的供給貯存器接收，所述部件向下會聚到所述運(yùn)送器(11)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法， 其特征在于所述供給貯存器包括大致豎向的錐形部件(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1-2所述的方法， 其特征在于所述供給貯存器中的材料還借助于布置在所述供給貯存器的向下會聚的部件(5)上方的頂板(6)而與所述筒倉中的其余材料隔開。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法， 其特征在于具有精確的供給劑量，該精確的供給劑量在大小(重量)方面的變化極低。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法， 其特征在于在所述供給器緩沖器中總是存在一定量的材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法， 其特征在于如果需要則整個筒倉容積都能夠在非常短時間段內(nèi)被用于陽極效應(yīng)的猝熄。
7.用于供給可流化材料的裝置，包括筒倉(1)，該筒倉在其底部內(nèi)帶有至少一個可流化元件(3)，其中當(dāng)所述元件被激活時，所述元件能夠朝向一個出口(9)輸送材料并且將受控劑量輸送到運(yùn)送器(11)上，其特征在于在所述運(yùn)送器的上游布置有用于受控劑量的供給貯存器，所述供給貯存器包括向下會聚到所述運(yùn)送器(11)上的大致豎向部件(5)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置， 其特征在于所述豎向部件( 是錐形部件。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置， 其特征在于所述錐形部件(5)的角度在5和20°之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置， 其特征在于在豎向會聚部件上方布置有頂板(6)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置， 其特征在于所述頂板(6)鄰接所述筒倉的內(nèi)部側(cè)壁和一個端壁，并且還以從入口到豎向部件的長度(e)突出。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置， 其特征在于所述頂板(6)布置在所述可流化元件( 上方的高度(h)處。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置， 其特征在于從上面看，所述頂板(6)是凸形的。
全文摘要
通過筒倉(1)供給處于流化狀態(tài)的材料的方法和裝置，在筒倉(1)內(nèi)部、在其底部中帶有至少一個可流化元件(3)，其中當(dāng)所述元件被激活時，所述元件能夠朝向一個第一出口輸送材料并且經(jīng)由一個第二出口(9)將受控劑量進(jìn)一步輸送到流化運(yùn)送器(11)。供給至第一出口的材料被優(yōu)選為錐形部件的形成為大致豎向的部件(5)的供給貯存器接收，部件(5)向下會聚到所述運(yùn)送器(11)上。在貯存器上方布置有一個頂板(6)，頂板(6)使得在貯存器內(nèi)的材料中的壓力與筒倉的填充速度無關(guān)。
文檔編號B65G53/22GK102574646SQ201080015203
公開日2012年7月11日 申請日期2010年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月30日
發(fā)明者A·迪洛伊, M·卡爾森, T·厄倫 申請人:諾爾斯海德公司