本發(fā)明涉及電解技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種陽(yáng)極測(cè)高智能換極裝置以及方法。

背景技術(shù)：

電解鋁生產(chǎn)就是通過(guò)電解氧化鋁粉得到鋁。是以碳素體作為陽(yáng)極，氧化鋁粉作為溶質(zhì)，電解槽底的碳?jí)K為陰極，通入強(qiáng)大直流電，完成電解。電解鋁生產(chǎn)過(guò)程中，懸掛并浸泡在電解液中的多個(gè)導(dǎo)電陽(yáng)極要求其底面與作為導(dǎo)電陰極的電解槽底面保持一定的相同高度，達(dá)到各陽(yáng)極所耗電流均勻一致。工作時(shí)陽(yáng)極底面不斷消耗，消耗到一定程度要更換新陽(yáng)極，更換的新陽(yáng)極底面與槽內(nèi)舊陽(yáng)極底面的水平高度誤差不超過(guò)±5mm，誤差超過(guò)上述誤差允許范圍內(nèi)時(shí)則電極能耗增大，效率降低，電解槽使用壽命縮短，使生產(chǎn)成本增加。

目前更換新陽(yáng)極主要是人工操作,所帶來(lái)的問(wèn)題是人工勞動(dòng)強(qiáng)度大、操作誤差大、生產(chǎn)效率低及安全性差。具體包括：

1.人工畫線法：即在換極時(shí)，操作工對(duì)殘陽(yáng)極畫線、測(cè)量、與新極比對(duì)，然后完成換極。這種方法需要人工對(duì)燒紅的殘陽(yáng)極進(jìn)行測(cè)量，進(jìn)而使工作環(huán)境惡劣、誤差大、效率低；

2.“U”型架光電測(cè)量法：用“U”型框架安裝高低兩組對(duì)射光電管，用光線作為懸空模擬基準(zhǔn)平臺(tái)中，該方法雖然保證了陽(yáng)極在懸吊垂直狀態(tài)下的測(cè)量，但框架受殘陽(yáng)極高溫輻射的影響變形嚴(yán)重，光電管發(fā)射的光線偏移，測(cè)量不準(zhǔn)確。

3.基準(zhǔn)平臺(tái)測(cè)量法：該方法在小車上裝基準(zhǔn)平臺(tái)，基準(zhǔn)平臺(tái)與天車上的行程計(jì)位器配合測(cè)量，完成換極。但該方法需有專門的人拖動(dòng)基準(zhǔn)平臺(tái)小車，效率低。

因此，如何提出一種陽(yáng)極更換裝置，能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的測(cè)量誤差大、效率低，且測(cè)量環(huán)境對(duì)操作工人身安全存在威脅，是本領(lǐng)域技術(shù)人員需要解決的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提出一種陽(yáng)極測(cè)高智能換極裝置，能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的測(cè)量誤差大、效率低的問(wèn)題。

本發(fā)明的目的還在于提出一種電解槽更換新舊陽(yáng)極塊的方法，能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中更換方法存在的測(cè)量誤差大，效率低等問(wèn)題。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

提供一種陽(yáng)極測(cè)高智能換極裝置，包括：

不少于一個(gè)的天車提升機(jī)構(gòu)，每個(gè)所述天車提升機(jī)構(gòu)上均設(shè)置有新舊陽(yáng)極行程計(jì)量裝置，所述天車提升機(jī)構(gòu)設(shè)置于天車上；

陽(yáng)極測(cè)量裝置，所述陽(yáng)極測(cè)量裝置包括升降的測(cè)量桿、設(shè)置于所述測(cè)量桿底端的測(cè)距探頭以及測(cè)量桿行程計(jì)量裝置，所述測(cè)距探頭用于檢測(cè)新舊陽(yáng)極底面高度；

主控制器，所述主控制器分別與所述天車提升機(jī)構(gòu)、陽(yáng)極測(cè)量裝置電連接。

作為優(yōu)選，所述測(cè)量桿頂端連接有測(cè)量桿運(yùn)行裝置，所述測(cè)量桿運(yùn)行裝置通過(guò)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)工作，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與驅(qū)動(dòng)控制器電連，所述驅(qū)動(dòng)主控制器與所述控制電連。

所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為伺服電機(jī)或變頻電機(jī)，所述驅(qū)動(dòng)控制器為伺服控制器或變頻控制器。

作為優(yōu)選，所述測(cè)量桿運(yùn)行裝置為電動(dòng)滑臺(tái)或同步帶機(jī)構(gòu)或直線機(jī)構(gòu)。

作為優(yōu)選，所述陽(yáng)極測(cè)量裝置頂端固定于固定架底部，所述固定架頂部固定設(shè)置于所述天車上。

作為優(yōu)選，所述測(cè)距探頭包括測(cè)距傳感器。

作為優(yōu)選，所述測(cè)量桿底端還設(shè)置有機(jī)箱冷卻器，所述機(jī)箱冷卻器上設(shè)置有溫度傳感器，所述溫度傳感器與主控制器相連。

本發(fā)明還提供了一種電解槽更換新舊陽(yáng)極塊的方法，包括如下步驟：

步驟1、天車提升機(jī)構(gòu)下降將舊陽(yáng)極塊提升到天車提升機(jī)構(gòu)初始位置，其中天車提升機(jī)構(gòu)下降高度值記錄為a-b；

步驟2、測(cè)距探頭下降到第一預(yù)設(shè)測(cè)量點(diǎn)，測(cè)量桿上下移動(dòng)尋找測(cè)距探頭能夠測(cè)量到舊陽(yáng)極底部的臨界點(diǎn)，并記錄測(cè)量桿下降距離為d；

步驟3、天車提升機(jī)構(gòu)下降將新陽(yáng)極塊提升到天車提升機(jī)構(gòu)初始位置，測(cè)距探頭下降到第二預(yù)設(shè)測(cè)量點(diǎn)，測(cè)量桿上下移動(dòng)尋找測(cè)距探頭能夠測(cè)量到新陽(yáng)極底部的臨界點(diǎn)，并記錄測(cè)量桿下降距離為f，根據(jù)新舊陽(yáng)極底面的高度差f-d；

步驟4、根據(jù)步驟2獲得天車提升機(jī)構(gòu)下降高度值以及步驟3中獲得天車運(yùn)行機(jī)構(gòu)下降高度獲得將新陽(yáng)極下降高度H＝b-a-f+d，將新陽(yáng)極返回電解槽內(nèi)對(duì)應(yīng)的位置，完成新舊陽(yáng)極更換。

作為優(yōu)選，當(dāng)所述天車提升機(jī)構(gòu)不少于兩個(gè)時(shí)，所述測(cè)量桿下降距離為f_n，所述新舊陽(yáng)極底面的高度差f_n-d，每個(gè)新陽(yáng)極下降高度H_n＝b-a-f_n+d，其中n為正整數(shù)。

作為優(yōu)選，所述測(cè)距探頭為工業(yè)激光測(cè)距儀。

本發(fā)明有益效果：

本發(fā)明中通過(guò)新舊陽(yáng)極行程計(jì)量裝置對(duì)舊陽(yáng)極提升高度進(jìn)行測(cè)量，陽(yáng)極測(cè)量裝置對(duì)新舊陽(yáng)極底面進(jìn)行測(cè)量，進(jìn)而能夠得到新陽(yáng)極下降高度，即新陽(yáng)極從初始位置下降到電解槽裝卡點(diǎn)的距離，通過(guò)主控制器與天車提升機(jī)構(gòu)、陽(yáng)極測(cè)量裝置電連接，能夠使主控制器控制天車提升機(jī)構(gòu)上設(shè)置的新舊陽(yáng)極行程計(jì)量裝置較為精準(zhǔn)的獲得天車下降的高度以及上升的高度，獲得的陽(yáng)極測(cè)量裝置測(cè)量的新舊陽(yáng)極的底面到預(yù)設(shè)位置的點(diǎn)的距離也更為準(zhǔn)確，減小了測(cè)量誤差，同時(shí)該陽(yáng)極測(cè)高智能換極裝置無(wú)需人為靠近電解池劃線等，保證了操作人員的人身安全。

本發(fā)明中提供了一種更換新舊陽(yáng)極的方法，該方法步驟簡(jiǎn)單，無(wú)需操作人員配合就能完成電解槽更換陽(yáng)極的工作，提高了工作效率。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明提供的陽(yáng)極測(cè)高智能換極裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明控制器電控示意圖。

圖中：

1、測(cè)量桿；2、測(cè)距探頭；3、測(cè)量桿行程計(jì)量裝置；4、測(cè)量桿運(yùn)行裝置；5、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；6、固定架；7、機(jī)箱冷卻器；8、第一天車提升機(jī)構(gòu)；9、第二天車提升機(jī)構(gòu)；10、第一新舊陽(yáng)極行程計(jì)量裝置；11、第二新舊陽(yáng)極行程計(jì)量裝置。

具體實(shí)施方式

為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖并通過(guò)具體實(shí)施方式來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。

本實(shí)施例中提供了一種陽(yáng)極測(cè)高智能換極裝置，如圖1所示，其包括：

不少于一個(gè)的天車提升機(jī)構(gòu)，每個(gè)所述天車提升機(jī)構(gòu)上均設(shè)置有新舊陽(yáng)極行程計(jì)量裝置，所述天車提升機(jī)構(gòu)設(shè)置于天車上；

陽(yáng)極測(cè)量裝置，所述陽(yáng)極測(cè)量裝置包括升降的測(cè)量桿1、設(shè)置于所述測(cè)量桿1底端的測(cè)距探頭2以及測(cè)量桿行程計(jì)量裝置3，所述測(cè)距探頭2用于檢測(cè)新舊陽(yáng)極底面高度；

主控制器，所述主控制器分別與所述天車提升機(jī)構(gòu)、陽(yáng)極測(cè)量裝置電連接。主控制器還連接有觸摸屏，用于認(rèn)為控制天車提升機(jī)構(gòu)、陽(yáng)極測(cè)量裝置的行程。

其中，本實(shí)施例中提供的陽(yáng)極測(cè)高智能換極裝置包括兩個(gè)天車提升機(jī)構(gòu)，分別為第一天車提升機(jī)構(gòu)8和第二天車提升機(jī)構(gòu)9，其中第一天車提升機(jī)構(gòu)8上設(shè)置有第一新舊陽(yáng)極行程計(jì)量裝置10，第二天車提升機(jī)構(gòu)9上設(shè)置有第二新舊陽(yáng)極行程計(jì)量裝置11，第一新舊陽(yáng)極行程計(jì)量裝置10與第二新舊陽(yáng)極行程計(jì)量裝置11分別測(cè)量對(duì)應(yīng)的天車提升機(jī)構(gòu)上夾取的舊陽(yáng)極提升的高度。測(cè)量桿行程計(jì)量裝置3為拉伸編碼器用于測(cè)量測(cè)量桿的行程。第一天車提升機(jī)構(gòu)8包括第一陽(yáng)扭拔信號(hào)接收器，第二天車提升機(jī)構(gòu)9包括第二陽(yáng)扭拔信號(hào)接收器，主控制器將控制信號(hào)通過(guò)第一陽(yáng)扭拔信號(hào)接收器和第二陽(yáng)扭拔信號(hào)接收器接收，用于使天車提升機(jī)構(gòu)工作。

測(cè)量桿1頂端連接有測(cè)量桿運(yùn)行裝置4用于帶動(dòng)測(cè)量桿上下移動(dòng)，其中所述測(cè)量桿運(yùn)行裝置4通過(guò)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)5驅(qū)動(dòng)工作。本實(shí)施例中測(cè)量桿運(yùn)行裝置4為電動(dòng)滑臺(tái)，電動(dòng)滑臺(tái)應(yīng)用較為廣泛，在此不再贅述其結(jié)構(gòu)。當(dāng)然其他實(shí)施例中測(cè)量桿運(yùn)行裝置4還可以為同步帶機(jī)構(gòu)或直線機(jī)構(gòu)。所述陽(yáng)極測(cè)量裝置頂端固定于固定架6底部，所述固定架6頂部固定設(shè)置于所述天車上。其中驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)5為伺服電機(jī)，其中伺服電機(jī)通過(guò)伺服控制器控制。當(dāng)然其他實(shí)施例中還可以為變頻電機(jī)，對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)控制器為變頻控制器。

所述測(cè)距探頭2包括測(cè)距傳感器，其中測(cè)距傳感器為激光測(cè)距傳感器或紅外測(cè)距傳感器。為了防止高溫舊陽(yáng)極的溫度對(duì)測(cè)距探頭2的影響，所述測(cè)量桿1底端還設(shè)置有機(jī)箱冷卻器7，所述機(jī)箱冷卻器7上設(shè)置有溫度傳感器。機(jī)箱冷卻器7與主控制器電連接并由主控制器控制啟閉，當(dāng)測(cè)距探頭2溫度較高時(shí)，溫度傳感器將環(huán)境溫度傳遞給主控制器，主控制器控制機(jī)箱冷卻器7自動(dòng)開啟，以達(dá)到降低測(cè)距探頭2所處環(huán)境溫度的目的，防止測(cè)距探頭2因溫度較高而被損壞。

如圖2所示，主控制器分別控制驅(qū)動(dòng)控制器以及天車提升機(jī)構(gòu)，天車提升機(jī)構(gòu)中包括兩扭拔控制器，因此主控制器直接用于控制兩扭拔控制器以發(fā)出陽(yáng)極扭拔控制信號(hào)，該主控制器為PLC控制器。其中還包括測(cè)量桿限位裝置，測(cè)量桿限位裝置用于將信號(hào)傳遞給主控制器，使主控制器控制測(cè)量桿的位置。

本實(shí)施例中提供的一種電解槽更換新舊陽(yáng)極塊的方法，通過(guò)上述陽(yáng)極測(cè)高智能換極裝置對(duì)新舊陽(yáng)極更換，具體包括如下步驟：

步驟1、主控制器控制天車提升機(jī)構(gòu)下降將舊陽(yáng)極塊提升到天車提升機(jī)構(gòu)初始位置，其中天車提升機(jī)構(gòu)下降高度值記錄為b-a；

其中a可以認(rèn)為是天車提升機(jī)構(gòu)的初始位置到天車的距離，b可以認(rèn)為是舊陽(yáng)極塊到天車的距離；

步驟2、測(cè)距探頭下降到第一預(yù)設(shè)測(cè)量點(diǎn)，測(cè)量桿上下移動(dòng)尋找測(cè)距探頭2能夠測(cè)量到舊陽(yáng)極底部的臨界點(diǎn)，并記錄測(cè)量桿下降距離為d；

其中第一預(yù)設(shè)測(cè)量點(diǎn)無(wú)特別限定，由于測(cè)距探頭2為工業(yè)激光測(cè)距儀，在選擇時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)量程較短的問(wèn)題，為了解決該問(wèn)題，需要使測(cè)量桿上下移動(dòng)以尋找測(cè)距探頭2能夠測(cè)量到舊陽(yáng)極底部的臨界點(diǎn)；測(cè)量桿行程計(jì)量裝置3記錄測(cè)量桿下降距離為d。

步驟3、天車提升機(jī)構(gòu)下降將新陽(yáng)極塊提升到天車提升機(jī)構(gòu)初始位置，測(cè)距探頭2下降到第二預(yù)設(shè)測(cè)量點(diǎn)，測(cè)量桿1上下移動(dòng)尋找測(cè)距探頭能夠測(cè)量到新陽(yáng)極底部的臨界點(diǎn)，并記錄測(cè)量桿1下降距離為f，新舊陽(yáng)極底面的高度差f-d；

該步驟中第二預(yù)設(shè)測(cè)量點(diǎn)也無(wú)特殊限定，只要能夠位于新陽(yáng)極底部下方即可；需要說(shuō)明的是，當(dāng)工業(yè)激光測(cè)距儀的量程較大時(shí)，第一預(yù)設(shè)測(cè)量點(diǎn)與第二預(yù)設(shè)測(cè)量點(diǎn)為同一點(diǎn)，且測(cè)距探頭2無(wú)需上下移動(dòng)就能夠測(cè)量到陽(yáng)極底部的臨界點(diǎn)；

步驟4、根據(jù)步驟2獲得天車提升機(jī)構(gòu)下降高度值以及步驟3中獲得天車運(yùn)行機(jī)構(gòu)下降高度獲得將新陽(yáng)極下降高度H＝b-a-f+d，將新陽(yáng)極返回電解槽內(nèi)對(duì)應(yīng)的位置，完成新舊陽(yáng)極更換。

當(dāng)天車運(yùn)行機(jī)構(gòu)為多個(gè)時(shí)，測(cè)量桿1下降距離為f_n，所述新舊陽(yáng)極底面的高度差f_n-d，每個(gè)新陽(yáng)極下降高度H_n＝b-a-f_n+d，其中n為正整數(shù)。

以天車提升機(jī)構(gòu)為兩個(gè)時(shí)為例，當(dāng)測(cè)量舊陽(yáng)極的底部時(shí)，由于兩舊陽(yáng)極底面基本位于同一水平面上，因此只需記錄一次測(cè)量桿1下降距離即可，即d；由于新陽(yáng)極在制造過(guò)程中有誤差，因此新陽(yáng)極底面不會(huì)在同一水平面上，需要記錄測(cè)量桿1測(cè)量每個(gè)新陽(yáng)極底面下降的距離，每個(gè)新陽(yáng)極底面下降的距離分別為f₁、f₂；對(duì)應(yīng)的每個(gè)新陽(yáng)極下降高度分別為H₁＝b-a-f₁+d、H₂＝b-a-f₂+d。每個(gè)新陽(yáng)極分別下降對(duì)應(yīng)的高度，然后再將新陽(yáng)極卡裝在電解槽內(nèi)即可完成安裝。

該種方法測(cè)量過(guò)程簡(jiǎn)單，易于操作，且無(wú)需人為操作陽(yáng)極測(cè)高智能換極裝置即可完成測(cè)量任務(wù)。

注意，以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施方式的限制，上述實(shí)施方式和說(shuō)明書中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)，本發(fā)明的要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。