[发明专利]用于收集在生产铝的电解槽中的固体碎片的装置

权利要求书

1.一种收集单元（100），其被设计用于收集在铝生产池的液态介质中的固体碎片和淀渣，所述液态介质诸如电解液和金属液，所述收集单元尤其是一种被设计用于清理阳极孔的外壳铲（100’），所述收集单元包括：

a）固定装置，用来把所述收集单元固定到一移动支撑件（5’）上，所述移动支撑件能够使所述收集单元在待清理的区域上方移动；

b）由第一驱动器（50）驱动的连接件（520），所述第一驱动器使得所述连接件相对于所述移动支撑件在竖直方向上移动；

c）与所述连接件联结的框架（110）；

d）至少一个铰接的斗（120a，120b），所述斗围绕基本水平轴线（115a，115b）转动，安装至所述框架，具有基本水平的刀刃（128a，128b），所述斗由与所述框架联结的第二驱动器（200，201）驱动，所述第二驱动器使得所述斗围绕所述基本水平轴线作旋转运动，

其特征在于，所述第一驱动器（50）连接至可编程控制系统（83+84+85；83’+84+85），所述可编程控制系统能够：

i）直接地或间接地确定所述基本水平轴线的高度以及在所述斗的所述刀刃和所述基本水平轴线之间的高度差；

ii）根据i）中确定的值限定为了使所述刀刃的高度至少等于一预定值所述连接件必须被赋予的竖直运动；

iii）限定一合适的控制流（Φ，I）并将所述合适的控制流传递给所述第一驱动器，以使得所述第一驱动器能够把所述竖直运动赋予所述连接件。

2.根据权利要求1所述的收集单元（100，100’），其特征在于，该可编程控制系统包括：

a）一个测量和控制单元，所述测量和控制单元：获取与所述基本水平轴线的所述高度和在斗刀刃和基本水平轴线之间的所述高度差相关的数据；根据这些数据推断一应被赋予于所述基本水平轴线的高度的设定值，以使得所述刀刃的高度至少等于一预定值，这使得能够避免在所述刀刃和位于所述收集单元下方的障碍物之间发生接触的风险，所述障碍物通常为槽底部；以及发射一表示所述设定值的信号（S）;

b）一个转换器，所述转换器把所述信号转换成控制流（Φ，I），并且传递所述控制流至所述第一驱动器。

3.根据权利要求1或2所述的收集单元（100，100’），其特征在于，所述可编程控制系统连接至能够测量所述连接件相对于参考水准面（N）的竖直运动的第一传感器，并且连接至能够直接或间接测量所述斗（120a，120b）的所述刀刃（128a，128b）和所述基本水平轴线（115a，115b）之间的高度差的第二传感器，所述第二传感器例如为能够确定所述斗的角位置（α）的传感器。

4.根据权利要求3所述的收集单元（100，100’），其特征在于，所述第二驱动器为通过杆赋予所述斗以旋转运动的千斤顶，并且其中能够间接测量所述斗（120a，120b）的所述刀刃（128a，128b）的高度差的所述装置为测量所述千斤顶的杆相对于所述千斤顶的主体的位移（L）的位移传感器。

5.根据权利要求3或4所述的收集单元（100，100’），其中，所述测量和控制单元是工业用可编程逻辑控制器，所述可编程逻辑控制器：

a）以固定时间间隔——通常为几十毫秒——获取由所述第一传感器和所述第二传感器提供的数据；

b）利用基于在适当的参考系中描述刀刃的轨迹的运动学模型的计算机程序，根据这些数据，推断所述应赋予所述斗的枢转轴线高度的设定值；以及

c）传递表示所述设定值的信号（S）给所述转换器。

6.根据权利要求5所述的收集单元（100，100’），其中在所述可编程控制器中执行的所述计算机程序基于描述刀刃的轨迹的运动学模型，该轨迹根据槽底部的理论轮廓通过沿一竖直向上指向的向量平移而推出，所述平移量对应于预定安全距离。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的收集单元（100，100’），其特征在于，所述收集单元包括一个框架（110）和安装在所述框架上的两个斗（120a，120b），所述两个斗相对于基本竖直平面对称布置、是铰接的、围绕两根基本水平轴线（115a，115b）转动，每个斗都有与另一个斗的刀刃相对的刀刃，与所述框架联结的第二驱动器赋予每个所述斗以相对于所述基本竖直平面基本对称的旋转运动，从而位于所述两个斗之间的固体碎片被所述斗捕获。