[发明专利]用于电解池的柔性电气连接器

说明书

一种柔性电气连接器组件，其适于将电解池的汇流排连接到电解池的集电棒。该组件包括电气连接器，该电气连接器包括多个导电金属片，电气连接器具有集电棒端和汇流排端。电气连接器可适于在集电棒端处连结到集电棒，在汇流排端处连结到汇流排。电气连接器可适于实现在沿着汇流排端和集电棒端之间的电流承载路径的弯曲部处的方向改变，该弯曲部帮助将该方向改变限定为大于90度。

技术领域

本申请总地涉及用于电解池的电气连接器，并且更具体地，涉及用于这种电解池的柔性电气连接器。

背景技术

使用霍尔-赫劳尔特(Hall-Héroult)电解工艺生产铝。传统工厂使用数百个串联连接的电解池(或电解槽)，并与变压器、整流器、汇流排、馈电系统、起重机、出料设备和其它辅助设施一起容纳在长建筑物(或电解槽列)中。

铝电解池包括悬挂在覆盖熔融铝垫的电解质浴上方的阳极，该熔融铝垫充当金属铝收集的阴极。通常，阳极是悬挂在放置于电解质浴上方的上部结构内的可移动梁(或多个可移动梁)上的碳块。电解质浴和铝垫包含在耐火衬底中，该衬底包括由阴极块(配有集电棒)、耐火壁砖和其它元件组成的碳基底部。衬底本身容纳在钢罐中，该钢罐称为槽壳。衬底的壁砖设计成通过与槽壳内表面的紧密热接触来冷却，槽壳本身通过自然或强制对流装置来冷却。

霍尔-赫劳尔特工艺是一种电解工艺。在铝电解池中的铝的生产大约与供应到电解池的电流成正比。通常被接受的是，现代铝电解池受限于在约1A/cm²的电极电流密度下运行。作为结果，铝电解池的生产率取决于电极的面积，其可表征为阴极或阳极在水平面中的面积。

电解池的可用电极面积受槽壳和衬底设计的内部尺寸的约束。槽壳的内部尺寸受槽壳结构的尺寸、槽至槽的间隔以及周围设备(例如汇流排、支承基座等)的尺寸的约束。

发明内容

本申请的各方面涉及柔性电气连接器，其允许对于给定电解池占地面积增加反应区域。便利地，可以考虑这种反应区域的增加，来增加霍尔-赫劳尔特铝电解池槽列的生产能力和/或降低每吨生产能力的资金成本。

根据本发明的一方面，提供了柔性电气连接器组件，其适于将电解池的汇流排连接到电解池的集电棒。该组件包括电气连接器，该电气连接器包括多个导电金属片，电气连接器具有集电棒端和汇流排端。电气连接器可适于在集电棒端处连结到集电棒，在汇流排端处连结到汇流排。电气连接器可适于实现在汇流排端和集电棒端之间沿电流承载路径的弯曲部处的方向改变，该弯曲部有助于限定大于90度的方向改变。

根据本发明的另一个方面，提供了柔性电气连接器组件，其适于将电解池的汇流排连接到电解池的集电棒。该组件包括柔性元件，将柔性元件或者直接地或者通过中间元件地连接到汇流排的装置，由此，当垂直地从上方观察时，经由将柔性元件连接到汇流排的装置来做成的连接基本上在以下两个的外侧至少5mm处进行连接：i)集电棒的极限部；和(ii)集电棒的极限部的延伸部，如果那些极限部延伸出来而到限定了面向电解池的内部汇流排表面的基础平面的话。

对于那些本领域技术人员来说显而易见的是，本申请的各方面可应用于涉及两件或多件设备之间的高电流电气连接的情况中，其中将要适应设备之间的相对运动，并且其中存在电气连接的设备之间的间隙将被最小化。

附图说明

为了更充分地理解所要求保护的主题，将示例性地参考附图，附图中：

图1A以截面图示出了具有集电棒、汇流排，侧壁支承结构和柔性电气连接器的已知铝电解池的简化的代表性部分；

图1B以平面图示出了图1中所示的铝电解池的部分；

图2A以截面图示出了具有低轮廓侧壁支承结构以及集电棒、汇流排和柔性电气连接器的已知铝电解池结构的简化的代表性部分；

图2B以平面图示出了图2A中所示的铝电解池的部分；