Conectador para la conexión mecánica y eléctrica de un ánodo al cuadro anódico de una célula de producción de aluminio y dispositivo de prensión y para apretar/soltar un conectador de este tipo.

Conectador para el acoplamiento mecánico y eléctrico de un ánodo (2,

4) al cuadro anódico (3) de unacélula (1) de producción de aluminio por electrólisis ígnea, dicho cuadro anódico (3) estando provisto de ganchos defijación (6) destinados a cooperar con el conectador (10), éste estando constituido por dos abrazaderas o mordazas(11, 12) que hace la función de palanca, articuladas sobre un eje común (19) cuyas prolongaciones respectivas sonrecibidas dentro de dichos ganchos (6) y son accionadas de manera antagónica al nivel de sus extremos libres pormedio de un tornillo de fijación (22) de dos zonas (23, 24) de paso contrario que cooperan al nivel de los travesaños(17, 18) que unen dichos extremos libres de las abrazaderas (11, 12) caracterizado:

- porque la superficie prensora del conectador (10), es decir la zona destinada a cooperar con la barra deánodo (4) a fin de permitir la conexión de esta última con el cuadro anódico, está constituida por un órgano prensor(26) distinto de las abrazaderas (11, 12) o de los travesaños (15, 16) solidarizando una con el otro,

- porque dicho órgano prensor (26) está fijado de manera isostática sobre dicho conectador por medio de dossuperficies planas (27, 28) de dicho órgano prensor montadas sobre rótulas (30) del conectador, de forma que lassuperficies planas presentan un cierto grado de desplazamiento sobre un plano horizontal y sobre un plano verticalen el momento de las operaciones de fijación/aflojamiento de dicho tornillo de fijación, dichas superficies planasextendiéndose sensiblemente verticalmente desde la zona media del conectador y dichas rótulas estandoproporcionadas al nivel de los travesaños anteriores (15, 16) que unen las abrazaderas (11, 12) constitutivas delconectador.

Conectador para la conexión mecánica y eléctrica de un ánodo al cuadro anódico de una célula de producción de aluminio y dispositivo de prensión y para apretar/soltar un conectador de este tipo 5 ÁMBITO DE LA INVENCIÓN

La invención se refiere al ámbito de la producción de aluminio según la tecnología muy conocida de electrolisis ígnea.

Según esta tecnología, la producción de aluminio se realiza dentro de cubas o células de producción montadas en serie, que comprenden cada una de ellas un baño en fusión, particularmente de criolita y aluminio, atravesado por una corriente eléctrica de fuerte amperaje. A este efecto, estas cubas comprenden un cierto número de ánodos previamente horneados que, a medida que se produce la reacción de electrolisis, se consumen de manera que conviene proceder a su sustitución periódica, esta periodicidad siendo típicamente de 22 a 28 días.

Estos ánodos presentan por lo tanto un carácter de amovilidad con relación a dichas células. Están por lo tanto conectados mecánicamente y eléctricamente por medio de un conectador sobre un cuadro anódico conductor de la electricidad, asociado a cada una de dichas células.

Este cuadro anódico está sometido a un movimiento de descenso vertical para compensar el gasto de los ánodos ligado a su consumo, y mantener de ese modo sensiblemente constante la distancia inter polar entre el ánodo y la célula que hace la función de cátodo. Así, los ánodos están fijados al cuadro anódico por la desviación de los conectadores que aseguran todos a la vez la unión mecánica de dichos ánodos sobre el cuadro anódico y por otra parte la conducción eléctrica que permite asegurar la reacción de electrolisis. Más precisamente, esta unión mecánica interviene al nivel de la barra de ánodo, constituida globalmente por una barra de aluminio de sección cuadrada, dimensionada para poder sostener el peso del ánodo.

Esta fijación debe ser de una eficacia particularmente grande para evitar la caída de los ánodos dentro de la cuba y por otra parte optimizar la conexión eléctrica a fin de limitar las caídas de tensión al nivel del contacto, en razón de los amperajes muy fuertes que recorren cada uno de los ánodos.

ESTADO ANTERIOR DE LA TÉCNICA

Entre los diferentes conectadores conocidos hasta la actualidad, se conocen los conectadores móviles, es decir, que no se apoyan descansando sobre el cuadro anódico, en el momento en el que el ánodo llega al final de su vida y que conviene prever su sustitución por un ánodo nuevo.

Se ha descrito también en el documento FR 2 039 543 un conectador de este tipo. Éste está constituido por dos palancas articuladas sobre un eje común, cuyas prolongaciones por una parte y otra de dichas palancas son recibidas en ganchos solidarios al cuadro anódico. Los extremos libres de dichas palancas son susceptibles de acercarse o de alejarse bajo la acción de un tornillo de fijación de doble paso opuesto.

La barra de ánodo se inserta en el cuadro anódico y el borde de las palancas situados al nivel del eje común. La 45 fijación eficaz de la barra de ánodo resulta del desplazamiento relativo de dicho borde de las palancas con relación a los ganchos. De hecho, la superficie prensadora de las palancas muy cerca del eje común es tal que en el momento en que se aproximan los extremos opuestos de dichas palancas uno al otro por medio del tornillo de fijación, se induce una fuerza de fijación adaptada a la aplicación contemplada, en cambio, en el momento en que dichos extremos se alejan, la superficie prensadora se aleja de las palancas con relación a la referencia definida por los ganchos, liberando así la barra de ánodo considerada.

Según este documento, este conectador está accionado por un dispositivo de transporte destinado a permitir realizar las diferentes operaciones en relación con el cambio de los ánodos, además de permitir proceder a la elevación del cuadro anódico manteniendo constante la altitud del ánodo considerado. Este dispositivo está provisto de un medio 55 de prensión del conectador considerado asociado al medio de fijación o de aflojamiento de dicho conectador. Una herramienta de este tipo funciona de manera simultánea con una herramienta adaptada para la prensión de la barra de ánodo propiamente dicha susceptible además de ejercer una función de elevación y arranque del ánodo fuera del baño de electrolisis, igualmente denominada "llave de arranque".

Ahora bien, uno de los problemas técnicos que se encuentran en relación con esta operación particularmente de cambio del ánodo, es el riesgo no despreciable de caída del conectador después del aflojamiento. En efecto, los medios conocidos de prensión del conectador hasta el momento están provistos de un órgano que coopera con un reborde provisto sobre dicho conectador.

Ahora bien, se ha podido mostrar y por otro lado experimentar que en razón, en primer lugar del peso del conectador y por otra parte de los medios instalados para asegurar su prensión, la caída del conectador ocurre algunas veces, con las consecuencias importantes en juego, es decir:

- si el conectador cae dentro del baño de electrolisis, riesgo de dañado de la cuba de electrolisis además de

la dificultad de recuperarlo, 5

- y si el conectador cae fuera de la cuba, el riesgo de heridas del personal en razón de su peso relativamente elevado.

Un conectador de este tipo se describe por ejemplo en el documento FR A 2 854 906. En éste, la palanca superior está provista de un reborde de prensión destinado cooperar con un medio de enganche proporcionado dentro del órgano de transporte.

El documento EP – A – 0 584 024 describe un conectador en el cual la zona destinada a cooperar con la barra de ánodo a fin de asegurar la conexión de esta última con el cuadro anódico está constituida por los bordes de los travesaños del conectador.

Cualesquiera que sean los conectadores del estado anterior de la técnica, son todos hiperestáticos entre el eje geométrico definido por los alojamientos de los ganchos que reciben el eje común de articulación de las palancas que constituyen el conectador y el plano definido por el paralelismo de las caras de fijación del ánodo. Así, como el contacto conectador - ánodo es del tipo cilindro sobre plano y que por lo demás, el esfuerzo prensor no es uniforme en razón del carácter hiperestático del dispositivo, las barras de ánodo son deformadas por las mordazas o palancas, disminuyendo el efecto de fijación y afectando de hecho a la caída de tensión entre la barra de ánodo y el cuadro anódico.

EXPOSICIÓN DE LA INVENCIÓN

El objeto de la presente invención es paliar estos diferentes inconvenientes. En primer lugar, tiene por objeto un conectador suprimido desprovisto del carácter hiperestático anteriormente definido y por otro lado provisto de medios tales que los riesgos de caídas se conviertan en inexistentes.

Así este conectador para el acoplamiento mecánico y eléctrico de un ánodo al cuadro anódico de una célula de producción de aluminio por electrolisis ígnea, dicho cuadro estando provisto de ganchos de fijación destinados a cooperar con el conectador, está constituido por dos abrazaderas o mordazas que hacen la función de palanca, articuladas sobre un eje común las prolongaciones respectivas de las cuales son recibidas dentro de dichos ganchos y son accionadas de manera antagónica al nivel de sus extremos libres por medio de un tornillo de fijación de dos zonas de paso contrario que cooperan al nivel de los travesaños que unen dichos extremos libres de las abrazaderas.

Según la invención, la superficie prensora del conectador, es decir la zona destinada a cooperar con la barra de ánodo a fin de permitir la conexión de esta última con el cuadro anódico, está constituida por un órgano prensor distinto de las abrazaderas o de los travesaños que solidariza una al otro y fijo de manera isostática sobre dicho conectador o sobre los elementos que lo constituyen.

En otros términos, la invención consiste en primer lugar en proporcionar sobre un conectador de factura tradicional

un órgano complementario isostático con relación a éste. El carácter isostático de este órgano prensor permite así, por una parte, liberarse de las deformaciones que clásicamente se encuentran sobre las barras de ánodo y, por otra parte, aumentar la superficie y como corolario la eficacia de la fijación de la barra de ánodo sobre el cuadro anódico con la optimización, en corolario, del contacto eléctrico de estos dos elementos.

El carácter isostático de este conectador hace a este último insensible a la calidad de la... [Seguir leyendo]

1. Conectador para el acoplamiento mecánico y eléctrico de un ánodo (2, 4) al cuadro anódico (3) de una célula (1) de producción de aluminio por electrólisis ígnea, dicho cuadro anódico (3) estando provisto de ganchos de fijación (6) destinados a cooperar con el conectador (10) , éste estando constituido por dos abrazaderas o mordazas (11, 12) que hace la función de palanca, articuladas sobre un eje común (19) cuyas prolongaciones respectivas son recibidas dentro de dichos ganchos (6) y son accionadas de manera antagónica al nivel de sus extremos libres por medio de un tornillo de fijación (22) de dos zonas (23, 24) de paso contrario que cooperan al nivel de los travesaños (17, 18) que unen dichos extremos libres de las abrazaderas (11, 12) caracterizado:

-porque la superficie prensora del conectador (10) , es decir la zona destinada a cooperar con la barra de ánodo (4) a fin de permitir la conexión de esta última con el cuadro anódico, está constituida por un órgano prensor

(26) distinto de las abrazaderas (11, 12) o de los travesaños (15, 16) solidarizando una con el otro,

-porque dicho órgano prensor (26) está fijado de manera isostática sobre dicho conectador por medio de dos superficies planas (27, 28) de dicho órgano prensor montadas sobre rótulas (30) del conectador, de forma que las superficies planas presentan un cierto grado de desplazamiento sobre un plano horizontal y sobre un plano vertical en el momento de las operaciones de fijación/aflojamiento de dicho tornillo de fijación, dichas superficies planas extendiéndose sensiblemente verticalmente desde la zona media del conectador y dichas rótulas estando proporcionadas al nivel de los travesaños anteriores (15, 16) que unen las abrazaderas (11, 12) constitutivas del conectador.

2. Conectador según la reivindicación 1 caracterizado porque las superficies planas (27, 28) constitutivas del

órgano prensor (26) son solidarias una a la otra por una parte (29) que rodea al eje de articulación (19) de las 25 abrazadas (11, 12) .

3. Conectador según la reivindicación 2 caracterizado porque el órgano prensor (26) presenta sensiblemente una forma en 0 (omega) , el bucle de la omega rodeando alrededor el eje de articulación (19) de las dos abrazaderas (11, 12) constitutivas del conectador.

4. Conectador según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 caracterizado porque la zona posterior del órgano prensor (26) comprende una aleta (34) que se extiende verticalmente.

5. Conectador según la reivindicación 4 caracterizado porque la aleta vertical (34) es recibida de manera

relativamente móvil dentro de alojamientos (35, 36) proporcionados a este efecto en la zona posterior de los travesaños anteriores (15, 16) que unen las abrazaderas (11, 12) .

6. Conectador según cualquiera de las reivindicaciones 4 y 5 caracterizado porque el conjunto constituido por

las superficies planas (27, 28) , la aleta vertical (34) y la parte (29) que define la omega es mono bloque. 40

7. Dispositivo de prensión y de fijación/aflojamiento de un conectador de ánodo (10) , del tipo definido en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, que comprende:

-un órgano de prensión de dicho conectador, provisto: 45

- de unas horquillas dobles (41, 42) sensiblemente paralelas una a la otra, montadas oscilantes con relación a un eje de articulación (43) y adecuadas para apoyarse sobre el eje de articulación (19) del conectador y para la recepción en el interior de los ganchos de fijación (6) sobre el cuadro anódico (3) ;

- y de un medio de soporte de dicho conectador y de mantenimiento de éste dentro de dichas horquillas cuando está en posición suelta;

-un órgano de fijación/aflojamiento (53) del conectador, destinado a colocarse en situación funcional al nivel

del medio de fijación (22, 25) del conectador y particularmente de la cabeza o casquillo de tornillo de doble zona de 55 pasos opuestos, cuando las horquillas están sensiblemente al nivel del eje común del conectador;

caracterizado porque el medio de soporte del conectador está constituido por un garfio (49) , montado oscilante según el mismo eje de articulación (43) que aquél de las horquillas dobles (41, 42) y destinado a cooperar con el órgano prensor (26) de dicho conectador y más particularmente con el extremo inferior (55) de la aleta vertical (34)

de dicho órgano prensor (26) .

8. Dispositivo de prensión y de fijación/aflojamiento de un conectador de ánodo (10) según la reivindicación 7 caracterizado por que el garfio (49) está provisto de un tetón (50) dedicado a hacerse cargo del extremo inferior (55) de la aleta vertical (34) del órgano prensor (26) .

9. Dispositivo de prensión y de fijación/aflojamiento de un conectador de ánodo (10) según cualquiera de las reivindicaciones 7 y 8 caracterizado porque está provisto de un medio de guía (47, 48) contra la barra de ánodo (4) , adecuado para favorecer su descenso al contacto con el conectador.

10. Dispositivo de prensión y de fijación/aflojamiento de un conectador de ánodo (10) según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9 caracterizado porque comprende igualmente medios de apoyo elástico (51, 52) destinados a cooperar con el travesaño posterior (17) del conectador y dimensionados y colocados de tal manera que inducen la liberación del órgano prensor fuera del garfio (49, 50) cuando el conectador está en posición fija.