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EP1627099B1 - Organe de manutention de connecteurs d'electrode de cellules d'elctrolyse destinees a la production d'aluminium - Google Patents

Organe de manutention de connecteurs d'electrode de cellules d'elctrolyse destinees a la production d'aluminium Download PDF

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Publication number
EP1627099B1
EP1627099B1 EP04742688A EP04742688A EP1627099B1 EP 1627099 B1 EP1627099 B1 EP 1627099B1 EP 04742688 A EP04742688 A EP 04742688A EP 04742688 A EP04742688 A EP 04742688A EP 1627099 B1 EP1627099 B1 EP 1627099B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
connector
handling device
mobile member
handling
mobile
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP04742688A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP1627099A2 (fr
Inventor
Patrick Delescluse
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fives ECL SAS
Original Assignee
ECL SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ECL SAS filed Critical ECL SAS
Publication of EP1627099A2 publication Critical patent/EP1627099A2/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP1627099B1 publication Critical patent/EP1627099B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C3/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
    • C25C3/06—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of aluminium
    • C25C3/16—Electric current supply devices, e.g. bus bars

Definitions

  • the invention relates to aluminum production plants by igneous electrolysis according to the Hall-Héroult process. It relates more particularly handling equipment used in said factories.
  • Aluminum metal is produced industrially by igneous electrolysis, namely by electrolysis of alumina in solution in a bath of molten cryolite, called electrolyte bath, according to the well-known Hall-Héroult process.
  • the electrolyte bath is contained in tanks, called “electrolysis cells”, comprising a steel box, which is coated internally with refractory and / or insulating materials, and a cathode assembly located at the bottom of the tank.
  • Anodes typically of carbonaceous material, are partially immersed in the electrolyte bath.
  • the assembly formed by an electrolytic cell, its anodes and the electrolyte bath is called an electrolysis cell.
  • the anodes are provided with a metal rod for electrical and mechanical connection to a metal frame, called anode frame, which is movable relative to a fixed gantry disposed above the electrolytic cell.
  • the anode rods are connected to the anode frame by means of hooks arranged on either side of the anode rods and removable connectors able to be deposited on these hooks and to press the anode rods against the anode frame.
  • French patent FR 2 039 543 (corresponding to the US patent US 3,627,670 ) describes such devices.
  • an electrolysis plant requires interventions on the electrolysis cells including among others the replacement of spent anodes by new anodes.
  • the most modern factories are equipped with at least one lifting and handling unit comprising a traveling crane, which can be translated over and along the electrolysis cells, and a trolley equipped with several handling and intervention devices (often called "tools").
  • French patent FR 2 039 543 discloses a handling device for handling connectors, including their introduction, removal and transport.
  • the applicant has therefore sought anode connector handling members for the aluminum production industry by igneous electrolysis, which can avoid these disadvantages while remaining reliable, simple and compact.
  • the subject of the invention is a handling device intended in particular for setting up and removing an electrolytic cell anode connector.
  • the invention relates to a handling device according to claim 1 an anode connector provided with two lateral journals and a clamping screw, said handling member comprising a clamping member, such as a key, adapted to cooperate with the clamping screw of the connector so as to modify its clamping state, and characterized in that it comprises a locking system adapted to cooperate with the clamping member and the connector so as to block it in a given position - called normal handling position - in the handling member by loosening the connector with the clamping member, in that it further comprises at least one movable member having an open position and a closed position and in that the movable member comprises a support adapted to support the connector - typically by said lateral journals - when in the closed position and means for causing movement of the movable member from the closed position to the open position.
  • a clamping member such as a key
  • the applicant has had the idea to provide the handling member with a locking system for fixing the connector in the handling member in a normal handling position and a movable member to act as a possible support in case of failure of the block in the handling member. Such a failure can occur, for example, when the connector has been damaged or deformed or when it is worn.
  • the invention also relates to an anode connector provided with a gripping means adapted to cooperate with the locking system of the handling member.
  • the invention also relates to a lifting and handling unit comprising at least one anode connector handling member according to the invention.
  • the invention also relates to the use of the handling device according to the invention in an aluminum production plant by igneous electrolysis.
  • the invention also relates to the use of a connector according to the invention in an aluminum production plant by igneous electrolysis.
  • the invention further relates to the use of a lifting and handling unit according to the invention in an aluminum production plant by igneous electrolysis.
  • Electrolysis plants for the production of aluminum comprise one or more electrolysis rooms (100) having a large number of electrolysis cells (1) normally arranged in rows or rows (typically side by side or head to head ), each row or file typically having one or more hundreds of cells.
  • an electrolysis cell (1) comprises a tank (2), adapted to contain the liquid metal and the electrolyte bath, a superstructure (3) and anodes (8), typically precooked anodes.
  • the superstructure (3) comprises a fixed gantry (4) and a moving metal anode frame (5).
  • the anodes (8) are provided with a metal rod (9) for fixing and electrical connection anodes (8) to the anode frame (5).
  • the superstructure (3) also comprises at least one jack (not shown) coupled to the anode frame (5) by connecting rods (6) and levers (7).
  • the anode frame (5) can be moved vertically (upwards or downwards) under the action of the cylinder (s).
  • the anode rods (9) are fixed to the anode frame (5) by connectors (200) typically having two levers (201, 202) adapted to articulate around a common axis (213), clamping means (205, 206, 210, 211) for articulating said levers (201, 202) and two trunnions (or pins) side (212, 212 ') disposed on each side of the connector.
  • the lateral journals (212, 212 ') generally form the common axis (213) and are typically constituted by the ends of a rod - generally cylindrical - which passes through the connector from side to side. Said journals (212, 212 ') are intended to rest in the recess (11, 11') of the hooks (10, 10 ') fixed to the anode frame (5) and located on either side of each anode rod (9).
  • a connector (200) has at least one first state, called a tight state, and a second state, called a loose state.
  • the tightening state allows either to fix the anode rod (9) on the anode frame (5), or to release the anode rod (9): in the tightened state, the connector (200) applies pressure against the anode rod (9) and the plate on the anode frame (5); in the loosened state, the connector (200) no longer applies pressure against the anode rod (9), so that the connector and the anode can be removed.
  • a connector (200) can pass between the two clamping states by actuating the clamping means (205, 206, 210, 211).
  • These means normally comprise a screw (210) adapted to cooperate with an outer clamping member (302), such as a key, generally attached to a handling member (300).
  • the clamping screw (210) is typically provided with a head (211) adapted to be inserted into the clamping member (302) for clamping or loosening the connector (200).
  • the clamping means also comprise nuts (205, 206) fixed to the levers (201, 202) of the connector, preferably movably, and adapted to cooperate with the screw (210) of in order to allow the articulation of the levers (201, 202) and the tightening / loosening of the connector (200).
  • the levers (201, 202) of a connector (200) generally comprise crosspieces (203, 204) intended in particular to communicate, directly or indirectly, the clamping pressure of the connector against the anode rods.
  • the electrolysis rooms (100) normally comprise at least one lifting and handling unit or "service machine” (20).
  • Said unit (20) typically comprises a traveling crane (21) able to be moved along the electrolysis cells on treads (23, 23 '), a trolley (22) able to move on the crane ( 21), and handling and intervention members (often referred to as "tools"), such as a handling member (300) for the anode connectors (200).
  • the handling member (300) is typically placed at the end of a telescopic arm (24).
  • the handling member (300) typically comprises a frame (301) and a fastening means (304).
  • the connector In said determined position, called the normal handling position, the connector is properly anchored in the handling member, unless damaged, and can be moved and transported.
  • the support (313, 313 ') In this position, the support (313, 313 ') is normally not necessary to carry the connector, that is to say that said support is intended to wear the connector only in case of damage.
  • the clamping screw (210) remains normally engaged in the clamping member (302). The connector (200) can then be disengaged or removed from said determined position by clamping the connector with the clamping member (302).
  • said support (313, 313 ') is able to support the connector (200) by said lateral journals (212, 212'), when the or each movable member (312, 312 ') is in the closed position.
  • the support (313, 313 ') advantageously comprises a concavity (314, 314'), essentially turned down in use, adapted to receive a pin (212, 212 ') connector.
  • the or each movable member (312, 312 ') further comprises a locking means (314, 314') for preventing movement of the or each movable member (312, 312 '). from the closed position to the open position when the connector (200) rests on the support (313, 313 ').
  • a locking means (314, 314') for preventing movement of the or each movable member (312, 312 '). from the closed position to the open position when the connector (200) rests on the support (313, 313 ').
  • This situation can occur when the connector is not blocked - or not properly locked - in the normal handling position, in which case the connector can be driven downward by gravity until it rests on the carrier (313, 313 ' ).
  • This situation can also occur when the connector is released from the normal position during handling, typically due to mishandling.
  • This variant makes it possible to prevent an operator from trying to put in place a loose connector in the handling device, which could cause the connector to fall.
  • the handling member is characterized in that it comprises two mobile members (312, 312 ') each comprising a support (313, 313'), in that each support (313, 313 ') comprises at least one concavity (314, 314') adapted to receive a lateral trunnion (212, 212 ') and in that, so as to form said locking means, the dimensions of each concavity (314, 314 ') are such that, when the connector is locked in said determined (so-called normal) position, each movable member (312, 312') can move unobstructed, whereas, when the lateral pins (212, 212 ') ') of the connector (200) rest in said concavities (314, 314'), the movement of the or each movable member (312, 312 ') is mechanically prohibited by a stop effect.
  • the or each movable member (312, 312 ') is typically adapted to be pivotally displaced about an axis (303).
  • the locking system (310, 310 ', 320) comprises at least one attachment means (320) able to cooperate with the connector (200) and the clamping member ( 302) so as to cause the locking of the connector (200) in the handling member (300).
  • the attachment means (320) is typically adapted to cooperate with the connector (200) via a gripping means (231, 232) provided on the connector.
  • the hooking means (320) is housed in a gripping means (231, 232) of the connector (200) during the loosening operation of the latter by means of the clamping member (302). In this position, the connector (200) can not move vertically (due in particular to the attachment means (320) which supports the connector), nor horizontally (because of the screw (210) which remains engaged in the clamping member (302)).
  • the attachment means (320) is advantageously a fixed or movable part capable of cooperating with the connector (200), typically by insertion into a gripping means (231, 232) provided on the connector, so as to block it .
  • the attachment means (320) is typically a lug, a finger or a protuberance.
  • the locking system (310, 310 ', 320) comprises at least one guide means (310, 310'), which can be fixed or movable, for guiding the insertion of the connector in the blocking system.
  • the guide means (310, 310 ') typically comprises a fork.
  • Said system preferably comprises two forks (310, 310 ') arranged to allow the insertion of the connector between them and the guiding of each pin (212, 212') of the connector by each fork (310, 310 '). This variant facilitates the establishment and locking of the connector in the determined position.
  • the shape of the concavity (311, 311 ') of each fork (310, 310') is advantageously complementary to that of a pin (212, 212 ') of the connector.
  • the bottom of the concavity (311, 311 ') possibly makes it possible to limit the vertical displacements of the connector.
  • the or each guide means (310, 310 ') is advantageously mobile. It may optionally be provided with an elastic return means capable of returning it to an equilibrium position.
  • the mobility of the guide means or gives the locking system a certain flexibility when inserting a connector in the handling member and thus avoids possible degradation of the elements of said system. It also makes it possible to overcome certain differences in the size of the connectors.
  • Any concavities (311, 311 ', 314, 314') advantageously form an opening (305, 305 ') capable of preventing the transverse exit of a connector pin (212, 212').
  • Said means (315, 315 ') for causing the displacement of the or each movable member (312, 312') from the closed position to the open position advantageously comprises a cam fitted on said movable member and configured so that it can cooperate with said hooks (10, 10 ') - and more precisely with the ends (12, 12') of said hooks - so as to cause the displacement of the or each movable member (312, 312 ') from the closed position to the position opened by a relative movement between the handling member (300) and the fastening hooks (10, 10 ').
  • the simplicity of this embodiment gives great reliability to the handling member.
  • the means (315, 315 ') may optionally be a controlled mechanical, pneumatic or electromechanical means.
  • a connector (200) which is particularly advantageous for implementing the invention comprises two levers (201, 202), two lateral journals (212, 212 '), a clamping screw (210), and in addition at least one gripping means (231, 232) adapted to cooperate with the locking system (310, 310 ', 320) of the handling member so as to lock the connector in the determined position, said normal handling position.
  • the two levers (201, 202) each comprise a crossbar (203, 204) and said gripping means is a flange (231, 232) provided on at least one of the crosspieces (203, 204). , 204).
  • This connector (200) can be handled by the handling member (300) according to the invention.
  • the handling member comprises two forks (310, 310 ') and two movable members (312, 312') provided with a cam (315, 315 ') and suitable to pivot about an axis (303).
  • FIG 5 corresponds to the normal case in which the connector (200) fits correctly in the handling member.
  • the connector (200) is initially inserted into the hooks (10, 10 ') and resting on an anode rod (9) in the tight state ( Figure 5 (A) ).
  • the handling member (300) is brought close to the connection so as to insert the connector (200) and the hooks (10, 10 ') between the movable members (312, 312 ').
  • the cams (315, 315 ') then slide on the ends (12, 12') of the hooks and cause the pivoting of the movable members (312, 312 '), which then swing in the open position.
  • the screw head (211) is inserted into the clamping member (302) and the pins (212, 212 ') of the connector are engaged in the forks (310, 310') ( Figure 5 (B) ).
  • the connector is then loosened with the aid of the clamping member, which causes the insertion means (320) to be inserted into the connector and the latter to be locked in a normal position inside the connector.
  • handling device Figure 5 (C) ).
  • the handling member is then raised, which causes the mobile members (312, 312 ') to pivot under the effect of gravitation, which then return to the closed position ( Figure 5 (D) ).
  • the moving limbs can be moved in the way, so that if you want to install the connector on another anode, you can simply perform the procedure in reverse.
  • the example shown in figure 6 corresponds to a case in which the connector (200) is not inserted correctly into the handling device.
  • the attachment means (320) is not inserted into the gripping means (231, 232) of the connector, so that it is not locked in the normal handling position.
  • the journals (212, 212 ') then bear, by gravity, on the support (313, 313') of each mobile member (312, 312 ') ( Figure 6 (A) ). In this position, the concavities (314, 314 ') prohibit the movement of the moving members (312, 312').
  • the figure 7 illustrates an unlocking device (400) adapted to unlock the handling member when the connector is not inserted in the normal position inside the handling member.
  • Said device (400) comprises a receptacle (401) able to support the connector (200) and a lever (402) able to pivot about an axis (403).
  • the lever (402) is initially deported so as to disengage the sides of the receptacle (see the arrow of the Figure 7 (A) ).
  • the handling member (300) in which a connector (200) is inserted out of the normal position is brought near the device (400) so as to put the connector into the receptacle (401) ( Figure 7 (A) ).

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Abstract

L'invention a pour objet un organe de manutention (300) d'un connecteur d'anode (200) muni de deux tourillons latéraux (212, 212') et d'une vis de serrage (210), ledit connecteur étant apte à coopérer avec des crochets de fixation (10, 10') d'une cellule (1) de production d'aluminium par électrolyse ignée de manière à permettre le raccordement d'anodes sur ladite cellule, ledit organe comportant un organe de serrage (302) apte à coopérer avec la vis de serrage (210) du connecteur de manière à modifier son état de serrage, et caractérisé en ce qu'il comporte un système de blocage (310, 310', 320) apte à coopérer avec l'organe de serrage (302) et le connecteur (200) de manière à bloquer celui-ci dans une position déterminée, appelée position normale, dans l'organe de manutention (300) par desserrage du connecteur à l'aide de l'organe de serrage, en ce qu'il comporte en outre au moins un membre mobile (312, 312') ayant une position ouverte et une position fermée et en ce que le ou chaque membre mobile (312, 312') comprend un support (313, 313') apte à supporter le connecteur (200), typiquement par lesdits tourillons latéraux (212, 212'), dans la position fermée et un moyen (315, 315') pour provoquer le déplacement du ou de chaque membre mobile (312, 312') de la position fermée à la position ouverte. L'invention permet d'éviter les chutes intempestives d'un connecteur lors de sa manutention.

Description

    Domaine de l'invention
  • L'invention concerne les usines de production d'aluminium par électrolyse ignée selon le procédé de Hall-Héroult. Elle concerne plus particulièrement les appareils de manutention utilisés dans lesdites usines.
    • Etat de la technique
  • L'aluminium métal est produit industriellement par électrolyse ignée, à savoir par électrolyse de l'alumine en solution dans un bain de cryolithe fondue, appelé bain d'électrolyte, selon le procédé bien connu de Hall-Héroult. Le bain d'électrolyte est contenu dans des cuves, dites « cuves d'électrolyse », comprenant un caisson en acier, qui est revêtu intérieurement de matériaux réfractaires et/ou isolants, et un ensemble cathodique situé au fond de la cuve. Des anodes, typiquement en matériau carboné, sont partiellement immergées dans le bain d'électrolyte. L'ensemble formé par une cuve d'électrolyse, ses anodes et le bain d'électrolyte est appelé une cellule d'électrolyse.
  • Les anodes sont munies d'une tige métallique destinée au raccordement électrique et mécanique à un cadre métallique, appelé cadre anodique, qui est mobile par rapport à un portique fixe disposé au-dessus de la cuve d'électrolyse. Les tiges d'anode sont raccordées au cadre anodique à l'aide de crochets disposés de part et d'autre des tiges d'anode et de connecteurs amovibles aptes être déposés sur ces crochets et à plaquer les tiges d'anode contre le cadre anodique. Le brevet français FR 2 039 543 (correspondant au brevet américain US 3 627 670 ) décrit de tels dispositifs.
  • En fonctionnement, une usine d'électrolyse nécessite des interventions sur les cellules d'électrolyse parmi lesquelles figure notamment le remplacement des anodes usées par des anodes neuves. Pour effectuer ces interventions, les usines les plus modernes sont équipées d'au moins une unité de levage et de manutention comportant un pont roulant, qui peut être translaté au-dessus des cellules d'électrolyse et le long de celles-ci, et un chariot muni de plusieurs organes de manutention et d'intervention (souvent appelés « outils »).
  • Le brevet français FR 2 039 543 décrit un organe de manutention destiné à la manutention des connecteurs, notamment leur mise en place, leur enlèvement et leur transport.
  • Or, il peut arriver que les connecteurs ne soient pas bien saisis par les organes de manutention connus, ce qui peut conduire à une chute accidentelle du connecteur, typiquement durant son transport ou lors de sa mise en place.
  • La demanderesse a donc recherché des organes de manutention des connecteurs d'anode, destinés à l'industrie de la production d'aluminium par électrolyse ignée, qui permettent d'éviter ces inconvénients tout en restant fiables, simples et d'encombrement réduit.
    • Description de l'invention
  • L'invention a pour objet un organe de manutention destiné notamment à mettre en place et à enlever un connecteur d'anode de cellule d'électrolyse.
  • Plus précisément, l'invention a pour objet un organe de manutention selon la revendication 1 d'un connecteur d'anode muni de deux tourillons latéraux et d'une vis de serrage, ledit organe de manutention comportant un organe de serrage, tel qu'une clé, apte à coopérer avec la vis de serrage du connecteur de manière à modifier son état de serrage, et caractérisé en ce qu'il comporte un système de blocage apte à coopérer avec l'organe de serrage et le connecteur de manière à bloquer celui-ci dans une position déterminée - appelée position normale de manutention - dans l'organe de manutention par desserrage du connecteur à l'aide de l'organe de serrage, en ce qu'il comporte en outre au moins un membre mobile ayant une position ouverte et une position fermée et en ce que le membre mobile comprend un support apte à supporter le connecteur - typiquement par lesdits tourillons latéraux - lorsqu'il est dans la position fermée et un moyen pour provoquer le déplacement du membre mobile de la position fermée à la position ouverte.
  • La demanderesse a eu l'idée de munir l'organe de manutention d'un système de blocage destiné à fixer le connecteur dans l'organe de manutention dans une position normale de manutention et d'un membre mobile destiné à agir comme support éventuel en cas de défaillance du blocage dans l'organe de manutention. Une telle défaillance peut survenir, par exemple, lorsque le connecteur a été endommagé ou déformé ou lorsqu'il est usé.
  • L'invention a également pour objet un connecteur d'anode muni d'un moyen de préhension apte à coopérer avec le système de blocage de l'organe de manutention.
  • L'invention a également pour objet une unité de levage et de manutention comportant au moins un organe de manutention de connecteurs d'anode selon l'invention.
  • L'invention a encore pour objet l'utilisation de l'organe de manutention selon l'invention dans une usine de production d'aluminium par électrolyse ignée.
  • L'invention a encore pour objet l'utilisation d'un connecteur selon l'invention dans une usine de production d'aluminium par électrolyse ignée.
  • L'invention a encore pour objet l'utilisation d'une unité de levage et de manutention selon l'invention dans une usine de production d'aluminium par électrolyse ignée.
  • L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description détaillée de modes de réalisation préférés de celle-ci qui sont exposés ci-dessous et qui sont illustrés à l'aide des figures annexées.
  • L'invention permet d'éviter les chutes intempestives d'un connecteur lors de sa manutention. Elle présente l'avantage de nécessiter un nombre limité d'éléments mobiles, ce qui augmente la fiabilité de l'organe de manutention.
    • La figure 1 illustre une cellule d'électrolyse typique, vue en perspective, destinée à la production d'aluminium.
    • La figure 2 illustre, vue en section transversale, une salle d'électrolyse typique destinée à la production d'aluminium.
    • La figure 3 illustre, vue en perspective, un connecteur d'anode selon l'invention et des crochets de fixation dudit connecteur.
    • La figure 4 illustre, en vue de côté, un organe de manutention selon l'invention.
    • Les figures 5 et 6 illustrent le fonctionnement de l'organe de manutention d'un connecteur d'anode selon l'invention.
    • La figure 7 illustre un dispositif de déverrouillage de l'organe de manutention.
  • Les usines d'électrolyse destinées à la production d'aluminium comprennent une ou plusieurs salles d'électrolyse (100) comportant un grand nombre de cellules d'électrolyse (1) normalement disposées en rangées ou files (typiquement côte à côte ou tête à tête), chaque rangée ou file comportant typiquement une ou plusieurs centaines de cellules.
  • Tel qu'illustré à la figure 1, une cellule d'électrolyse (1) comprend une cuve (2), apte à contenir le métal liquide et le bain d'électrolyte, une superstructure (3) et des anodes (8), typiquement des anodes précuites. La superstructure (3) comporte un portique fixe (4) et un cadre anodique métallique mobile (5). Les anodes (8) sont munies d'une tige métallique (9) destinée à la fixation et au raccordement électrique des anodes (8) au cadre anodique (5). La superstructure (3) comporte également au moins un vérin (non illustré) couplé au cadre anodique (5) par des bielles (6) et des leviers (7). Le cadre anodique (5) peut être déplacé verticalement (vers le haut ou vers le bas) sous l'action du ou des vérins.
  • Les tiges d'anode (9) sont fixées au cadre anodique (5) par des connecteurs (200) comportant typiquement deux leviers (201, 202) aptes à s'articuler autour d'un axe commun (213), des moyens de serrage (205, 206, 210, 211) pour articuler lesdits leviers (201, 202) et deux tourillons (ou tétons) latéraux (212, 212') disposés de chaque côté du connecteur. Les tourillons latéraux (212, 212') forment généralement l'axe commun (213) et sont typiquement constitués par les extrémités d'une tige - généralement cylindrique - qui traverse le connecteur de part en part. Lesdits tourillons (212, 212') sont destinés à reposer dans le creux (11, 11') des crochets (10, 10') fixés au cadre anodique (5) et situés de part et d'autre de chaque tige d'anode (9).
  • Un connecteur (200) possède au moins un premier état, appelé état serré, et un deuxième état, appelé état desserré. Lorsqu'un connecteur (200) est installé dans des crochets de fixation (10, 10'), tel qu'illustré à la figure 3(B), l'état de serrage permet soit de fixer la tige d'anode (9) sur le cadre anodique (5), soit de libérer la tige d'anode (9) : dans l'état serré, le connecteur (200) applique une pression contre la tige d'anode (9) et la plaque sur le cadre anodique (5); dans l'état desserré, le connecteur (200) n'applique plus de pression contre la tige d'anode (9), de sorte que le connecteur et l'anode peuvent être retirés.
  • Un connecteur (200) peut passer entre les deux états de serrage par actionnement des moyens de serrage (205, 206, 210, 211). Ces moyens comprennent normalement une vis (210) apte à coopérer avec un organe extérieur de serrage (302), tel qu'une clé, généralement fixé à un organe de manutention (300). La vis de serrage (210) est typiquement munie d'une tête (211) apte à s'insérer dans l'organe de serrage (302) pour le serrage ou le desserrage du connecteur (200). Les moyens de serrage comportent également des écrous (205, 206) fixés aux leviers (201, 202) du connecteur, de préférence de façon mobile, et aptes à coopérer avec la vis (210) de manière à permettre l'articulation des leviers (201, 202) et le serrage/desserrage du connecteur (200).
  • Les leviers (201, 202) d'un connecteur (200) comprennent généralement des traverses (203, 204) destinées notamment à communiquer, directement ou indirectement, la pression de serrage du connecteur contre les tiges d'anode.
  • Tel qu'illustré à la figure 2, les salles d'électrolyse (100) comportent normalement au moins une unité de levage et de manutention ou "machine de service" (20). Ladite unité (20) comprend typiquement un pont roulant (21) apte à être déplacé le long des cellules d'électrolyse sur des chemins de roulement (23, 23'), un chariot (22) apte à se déplacer sur le pont roulant (21), et des organes de manutention et d'intervention (souvent appelés « outils »), tel qu'un organe de manutention (300) des connecteurs d'anode (200). L'organe de manutention (300) est typiquement placé à l'extrémité d'un bras télescopique (24). L'organe de manutention (300) comprend typiquement un bâti (301) et un moyen de fixation (304).
  • Selon l'invention, l'organe de manutention (300) d'un connecteur d'anode (200) muni de deux tourillons latéraux (212, 212') et d'une vis de serrage (210), ledit connecteur étant apte à coopérer avec des crochets de fixation (10, 10') d'une cellule (1) de production d'aluminium par électrolyse ignée de manière à permettre le raccordement d'anodes (8) sur ladite cellule, ledit organe de manutention comportant un organe de serrage (302) apte à coopérer avec la vis de serrage (210) de manière à modifier l'état de serrage du connecteur (200), est caractérisé en ce qu'il comporte un système de blocage (310, 310', 320) apte à coopérer avec l'organe de serrage (302) et le connecteur (200) de manière à bloquer ce dernier dans une position déterminée dans l'organe de manutention (300) par desserrage du connecteur (200) à l'aide de l'organe de serrage (302), en ce qu'il comporte en outre au moins un membre mobile (312, 312') ayant une première position, appelée position ouverte, et une deuxième position, appelée position fermée, et en ce que le ou chaque membre mobile (312, 312') comprend un support (313, 313') apte à supporter le connecteur (200) lorsqu'il est dans la position fermée et un moyen (315, 315') pour provoquer le déplacement du ou de chaque membre mobile (312, 312') de la position fermée à la position ouverte.
  • Dans ladite position déterminée, appelée position normale de manutention, le connecteur est correctement ancré dans l'organe de manutention, sauf avarie, et peut être déplacé et transporté. Dans cette position, le support (313, 313') n'est normalement pas nécessaire pour porter le connecteur, c'est-à-dire que ledit support n'est destiné à porter le connecteur qu'en cas d'avarie. En outre, dans la position déterminée, la vis de serrage (210) reste normalement engagée dans l'organe de serrage (302). Le connecteur (200) peut alors être dégagé ou retiré de ladite position déterminée par serrage du connecteur à l'aide de l'organe de serrage (302).
  • Dans une variante avantageuse de l'invention, ledit support (313, 313') est apte à supporter le connecteur (200) par lesdits tourillons latéraux (212, 212'), lorsque le ou chaque membre mobile (312, 312') est dans la position fermée. Cette variante confère une grande stabilité au connecteur lorsqu'il repose sur ledit support. Dans cette variante, le support (313, 313') comporte avantageusement une concavité (314, 314'), essentiellement tournée vers le bas en utilisation, apte à recevoir un tourillon (212, 212') de connecteur.
  • Dans une variante particulièrement avantageuse de l'invention, le ou chaque membre mobile (312, 312') comprend en outre un moyen de verrouillage (314, 314') pour empêcher le déplacement du ou de chaque membre mobile (312, 312') de la position fermée à la position ouverte lorsque le connecteur (200) repose sur le support (313, 313'). Cette situation peut se produire lorsque le connecteur n'est pas bloqué - ou pas correctement bloqué - dans la position normale de manutention, auquel cas le connecteur peut être entraîné vers le bas par gravité jusqu'à reposer sur le support (313, 313'). Cette situation peut également se produire lorsque le connecteur est dégagé de la position normale en cours de manutention, typiquement suite à une fausse manoeuvre. Cette variante permet d'éviter qu'un opérateur tente de mettre en place un connecteur mal fixé dans l'organe de manutention, ce qui pourrait provoquer la chute du connecteur.
  • Dans un mode de réalisation préféré de cette variante de l'invention, l'organe de manutention est caractérisé en ce qu'il comprend deux membres mobiles (312, 312') comportant chacun un support (313, 313'), en ce que chaque support (313, 313') comporte au moins une concavité (314, 314') apte à recevoir un tourillon latéral (212, 212') et en ce que, de façon à former ledit moyen de verrouillage, les dimensions de chaque concavité (314, 314') sont telles que, lorsque le connecteur est bloqué dans ladite position déterminée (dite normale), chaque membre mobile (312, 312') peut se déplacer sans entrave, alors que, lorsque les tourillons latéraux (212, 212') du connecteur (200) reposent dans lesdites concavités (314, 314'), le déplacement du ou de chaque membre mobile (312, 312') est interdit mécaniquement par un effet de butée.
  • Le ou chaque membre mobile (312, 312') est typiquement apte à être déplacé par pivotement autour d'un axe (303).
  • Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, le système de blocage (310, 310', 320) comprend au moins un moyen d'accrochage (320) apte à coopérer avec le connecteur (200) et l'organe de serrage (302) de manière à provoquer le blocage du connecteur (200) dans l'organe de manutention (300). Le moyen d'accrochage (320) est typiquement apte à coopérer avec le connecteur (200) par l'intermédiaire d'un moyen de préhension (231, 232) pourvu sur le connecteur.
  • La coopération entre le connecteur (200), l'organe de serrage (302) et le moyen d'accrochage (320) fixe le connecteur dans l'organe de manutention lors du desserrage du connecteur (200). Par exemple, tel qu'illustré à la figure 5(D), le moyen d'accrochage (320) se loge dans un moyen de préhension (231, 232) du connecteur (200) lors de l'opération de desserrage de ce dernier à l'aide de l'organe de serrage (302). Dans cette position, le connecteur (200) ne peut se déplacer ni verticalement (à cause notamment du moyen d'accrochage (320) qui supporte le connecteur), ni horizontalement (à cause de la vis (210) qui reste engagée dans l'organe de serrage (302)).
  • Le moyen d'accrochage (320) est avantageusement une pièce, fixe ou mobile, apte à coopérer avec le connecteur (200), typiquement par insertion dans un moyen de préhension (231, 232) pourvu sur le connecteur, de manière à le bloquer. Le moyen d'accrochage (320) est typiquement un ergot, un doigt ou une protubérance.
  • Il a été trouvé avantageux de fixer le moyen d'accrochage (320) aux moyens de guidage (310, 310').
  • Dans une variante avantageuse de l'invention, le système de blocage (310, 310', 320) comporte au moins un moyen de guidage (310, 310'), qui peut être fixe ou mobile, destiné à guider l'insertion du connecteur dans le système de blocage. Le moyen de guidage (310, 310') comprend typiquement une fourche. Ledit système comporte de préférence deux fourches (310, 310') disposées de manière à permettre l'insertion du connecteur entre elles et le guidage de chaque tourillon (212, 212') du connecteur par chaque fourche (310, 310'). Cette variante facilite la mise en place et le blocage du connecteur dans la position déterminée. Afin de limiter davantage les déplacements du connecteur, la forme de la concavité (311, 311') de chaque fourche (310, 310') est avantageusement complémentaire de celle d'un tourillon (212, 212') du connecteur. Le fond de la concavité (311, 311') permet éventuellement de limiter les déplacements verticaux du connecteur.
  • Le ou chaque moyen de guidage (310, 310') est avantageusement mobile. Il peut éventuellement être muni d'un moyen de rappel élastique apte à le ramener dans une position d'équilibre. La mobilité du ou des moyens de guidage confère au système de blocage une certaine souplesse lors de l'insertion d'un connecteur dans l'organe de manutention et évite ainsi une dégradation éventuelle des éléments dudit système. Elle permet également de s'affranchir de certaines différences de dimension des connecteurs.
  • Les éventuelles concavités (311, 311', 314, 314') forment avantageusement une ouverture (305, 305') apte à interdire la sortie transversale d'un tourillon (212, 212') de connecteur.
  • Ledit moyen (315, 315') pour provoquer le déplacement du ou de chaque membre mobile (312, 312') de la position fermée à la position ouverte comprend avantageusement une came aménagée sur ledit membre mobile et configurée de telle façon qu'elle peut coopérer avec lesdits crochets (10, 10') - et plus précisément avec les extrémités (12, 12') desdits crochets - de manière à provoquer le déplacement du ou de chaque membre mobile (312, 312') de la position fermée à la position ouverte par un mouvement relatif entre l'organe de manutention (300) et les crochets de fixation (10, 10'). La simplicité de ce mode de réalisation confère une grande fiabilité à l'organe de manutention. Le moyen (315, 315') peut optionnellement être un moyen mécanique, pneumatique ou électromécanique commandé.
  • Un connecteur (200) particulièrement avantageux pour mettre en oeuvre l'invention comporte deux leviers (201, 202), deux tourillons latéraux (212, 212'), une vis de serrage (210), et en outre au moins un moyen de préhension (231, 232) apte à coopérer avec le système de blocage (310, 310', 320) de l'organe de manutention de manière à bloquer le connecteur dans la position déterminée, dite position normale de manutention. Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, les deux leviers (201, 202) comportent chacun une traverse (203, 204) et ledit moyen de préhension est un rebord (231, 232) pourvu sur au moins une des traverses (203, 204). Ce connecteur (200) est susceptible d'être manutentionné par l'organe de manutention (300) selon l'invention.
  • Le fonctionnement du système de l'organe de manutention (300) selon l'invention est illustré à l'aide de l'exemple particulier des figures 5 et 6 qui sont relatives à un mode de réalisation préféré de l'invention dans lequel l'organe de manutention comporte deux fourches (310, 310') et deux membres mobiles (312, 312') munis d'une came (315,315') et aptes à pivoter autour d'un axe (303).
  • L'exemple illustré à la figure 5 correspond au cas normal dans lequel le connecteur (200) s'insère correctement dans l'organe de manutention. Dans cet exemple, le connecteur (200) est initialement inséré dans les crochets (10, 10') et en appui sur une tige d'anode (9) dans l'état serré (figure 5(A)). Dans le but d'enlever ledit connecteur (200), l'organe de manutention (300) est approché de la connexion de manière à insérer le connecteur (200) et les crochets (10, 10') entre les membres mobiles (312, 312'). Les cames (315, 315') glissent alors sur les extrémités (12, 12') des crochets et provoquent le pivotement des membres mobiles (312, 312'), qui basculent alors en position ouverte. La tête de vis (211) est insérée dans l'organe de serrage (302) et les tourillons (212, 212') du connecteur sont engagés dans les fourches (310, 310') (figure 5(B)). Le connecteur est ensuite desserré à l'aide de l'organe de serrage, ce qui entraîne l'insertion du moyen d'accrochage (320) dans le connecteur et le blocage de celui-ci dans une position normale à l'intérieur de l'organe de manutention (figure 5(C)). L'organe de manutention est ensuite levé, ce qui entraîne le pivotement des membres mobiles (312, 312') sous l'effet de la gravitation, qui reviennent alors en position fermée (figure 5(D)). Les membres mobiles peuvent être déplacés dans entrave, de sorte que, si on souhaite installer le connecteur sur une autre anode, on peut simplement effectuer la procédure dans le sens inverse.
  • L'exemple illustré à la figure 6 correspond à un cas dans lequel le connecteur (200) n'est pas inséré correctement dans l'organe de manutention. Dans cet exemple, le moyen d'accrochage (320) n'est pas inséré dans le moyen de préhension (231, 232) du connecteur, de sorte que celui-ci n'est pas bloqué dans la position normale de manutention. Les tourillons (212, 212') viennent alors en appui, par gravité, sur le support (313, 313') de chaque membre mobile (312, 312') (figure 6(A)). Dans cette position, les concavités (314, 314') interdisent le déplacement des membres mobiles (312, 312'). Plus précisément, dans cette position, une force exercée de manière à déplacer les membres mobiles vers la position ouverte pousse le bord intérieur des concavités contre les tourillons, ce qui interdit le déplacement des membres mobiles car tout mouvement latéral du connecteur est bloqué par l'organe de serrage (302). En pratique, l'organe de manutention est alors déporté vers l'extérieur des crochets, comme le montre la figure 6(B).
  • La figure 7 illustre un dispositif de déverrouillage (400) apte à déverrouiller l'organe de manutention lorsque le connecteur n'est pas inséré dans la position normale à l'intérieur de l'organe de manutention. Ledit dispositif (400) comporte un réceptacle (401) apte à supporter le connecteur (200) et un levier (402) apte à pivoter autour d'un axe (403). Le levier (402) est initialement déporté de manière à dégager les côtés du réceptacle (voir la flèche de la figure 7(A)). L'organe de manutention (300) dans lequel est inséré un connecteur (200) hors de la position normale est approché du dispositif (400) de manière à mettre le connecteur dans le réceptacle (401) (figure 7(A)). Une pression est ensuite exercée sur le connecteur jusqu'à ce que les membres mobiles (312, 312') puissent être pivotés sans entrave jusque dans la position ouverte sous l'action du levier (402) sur les cames (315, 315') (figure 7(B)). L'organe de manutention peut enfin être levé librement, laissant le connecteur dans le réceptacle (figure 7(C)).
  • Liste des repères numériques
    • 1
    Cellule d'électrolyse
    2
    Cuve d'électrolyse
    3
    Superstructure
    4
    Portique
    5
    Cadre anodique
    6
    Bielles
    7
    Leviers
    8
    Anode
    9
    Tige d'anode
    10, 10'
    Crochets de fixation
    11, 11'
    Creux de crochet
    12, 12'
    Extrémité de crochet
    20
    Unité de levage et de manutention
    21
    Pont roulant
    22
    Chariot
    23, 23'
    Chemins de roulement
    24
    Bras télescopique
    100
    Salle d'électrolyse
    200
    Connecteur
    201, 202
    Leviers
    203, 204
    Traverses
    205,206
    Ecrous
    210
    Vis de serrage
    211
    Tête de vis
    212, 212'
    Tourillons latéraux
    213
    Axe du connecteur
    231, 232
    Moyens de préhension (tel qu'un rebord)
    300
    Organe de manutention d'un connecteur
    301
    Bâti de l'organe de manutention
    302
    Organe de serrage (ou clé)
    303
    Axe de pivotement
    304
    Moyen de fixation de l'organe de manutention
    305, 305'
    Ouverture
    310, 310'
    Moyen de guidage (tel qu'une fourche)
    311, 311'
    Concavité
    312, 312'
    Membre mobile
    313, 313'
    Support
    314, 314'
    Concavité
    315,315'
    Came
    320
    Moyen d'accrochage (tel qu'un ergot)
    400
    Dispositif de déverrouillage
    401
    Réceptacle
    402
    Levier
    403
    Axe de rotation

Claims (19)

  1. Organe de manutention (300) d'un connecteur d'anode (200) muni de deux tourillons latéraux (212, 212') et d'une vis de serrage (210), ledit connecteur étant apte à coopérer avec des crochets de fixation (10, 10') d'une cellule (1) de production d'aluminium par électrolyse ignée de manière à permettre le raccordement d'anodes (8) sur ladite cellule, ledit organe de manutention pouvant déplacer et transporter ledit connecteur lorsque celui-ci est placé dans une position déterminée, appelée position normale de manutention, ledit organe de manutention comportant un organe de serrage (302) placé de telle sorte que, lorsque ledit connecteur est dans sa position normale de manutention, la vis de serrage (210) peut être engagée dans ledit organe de serrage, et étant caractérisé en ce qu'il comporte un système de blocage (310, 310', 320) apte à coopérer avec l'organe de serrage (302) et le connecteur (200) de manière à bloquer ce dernier dans une position déterminée dans l'organe de manutention (300) par desserrage du connecteur (200) à l'aide de l'organe de serrage (302), en ce qu'il comporte en outre au moins un membre mobile (312, 312') ayant une première position, appelée position ouverte, et une deuxième position, appelée position fermée, et en ce que le ou chaque membre mobile (312, 312') comprend un support (313, 313') apte à supporter le connecteur (200) lorsqu'il est dans la position fermée et un moyen (315, 315') pour provoquer le déplacement du ou de chaque membre mobile (312, 312') de la position fermée à la position ouverte.
  2. Organe de manutention (300) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit support (313, 313') est apte à supporter le connecteur (200) par lesdits tourillons latéraux (212, 212') lorsque le ou chaque membre mobile (312, 312') est dans la position fermée.
  3. Organe de manutention (300) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le support (313, 313') comporte une concavité (314, 314'), essentiellement tournée vers le bas en utilisation, apte à recevoir un tourillon (212, 212') de connecteur.
  4. Organe de manutention (300) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le ou chaque membre mobile (312, 312') comprend en outre un moyen de verrouillage (314, 314') pour empêcher le déplacement du ou de chaque membre mobile (312, 312') de la position fermée à la position ouverte lorsque le connecteur (200) repose sur le support (313, 313').
  5. Organe de manutention (300) selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend deux membres mobiles (312, 312') comportant chacun un support (313, 313'), en ce que chaque support (313, 313') comporte au moins une concavité (314, 314') apte à recevoir un tourillon latéral (212, 212') et en ce que, de façon à former ledit moyen de verrouillage, les dimensions de chaque concavité (314, 314') sont telles que, lorsque le connecteur est bloqué dans ladite position déterminée, chaque membre mobile (312, 312') peut se déplacer sans entrave, alors que, lorsque les tourillons latéraux (212, 212') du connecteur (200) reposent dans lesdites concavités (314, 314'), le déplacement du ou de chaque membre mobile (312, 312') est interdit mécaniquement par un effet de butée.
  6. Organe de manutention (300) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le système de blocage (310, 310', 320) comporte au moins un moyen d'accrochage (320) apte à coopérer avec le connecteur (200) et l'organe de serrage (302) de manière à provoquer le blocage du connecteur (200) dans l'organe de manutention (300).
  7. Organe de manutention (300) selon la revendication 6, caractérisé en ce que le moyen d'accrochage (320) est apte à coopérer avec le connecteur (200) par l'intermédiaire d'un moyen de préhension (231, 232) pourvu sur le connecteur.
  8. Organe de manutention (300) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le système de blocage (310, 310', 320) comporte au moins un moyen de guidage (310, 310'), fixe ou mobile, pour guider l'insertion du connecteur (200) dans le système de blocage.
  9. Organe de manutention (300) selon la revendication 8, caractérisé en ce que le moyen de guidage (310, 310') comprend une fourche.
  10. Organe de manutention (300) selon la revendication 9, caractérisé en ce que le système de blocage (310, 310', 320) comporte deux fourches (310, 310') disposées de manière à permettre l'insertion du connecteur entre elles et le guidage de chaque tourillon (212, 212') du connecteur par chaque fourche (310, 310').
  11. Organe de manutention (300) selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que le ou chaque moyen de guidage (310, 310') est mobile.
  12. Organe de manutention (300) selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que ledit moyen (315, 315') pour provoquer le déplacement du ou de chaque membre mobile (312, 312') de la position fermée à la position ouverte comprend une came aménagée sur ledit membre mobile et configurée de telle façon qu'elle peut coopérer avec lesdits crochets de fixation (10, 10') de manière à provoquer le déplacement du ou de chaque membre mobile (312, 312') par un mouvement relatif entre l'organe de manutention (300) et lesdits crochets de fixation (10, 10').
  13. Organe de manutention (300) selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que le ou chaque membre mobile (312, 312') est apte à être déplacé par pivotement autour d'un axe (303).
  14. Connecteur (200) susceptible d'être manutentionné par l'organe de manutention (300) selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, comprenant deux leviers (201, 202), deux tourillons latéraux (212, 212') et une vis de serrage (210), et caractérisé en ce qu'il comporte en outre au moins un moyen de préhension (231, 232) apte à coopérer avec le système de blocage (310, 310', 320) de l'organe de manutention de manière à bloquer le connecteur dans une position déterminée.
  15. Connecteur (200) selon la revendication 14, caractérisé en ce que les deux leviers (201, 202) comportent chacun une traverse (203, 204) et en ce que ledit moyen de préhension est un rebord (231, 232) pourvu sur au moins une des traverses (203, 204).
  16. Unité de levage et de manutention (20) comportant au moins un organe de manutention (300) de connecteurs (200) selon l'une quelconque des revendications 1 à 13.
  17. Utilisation d'un organe de manutention (300) de connecteur (200) selon l'une quelconque des revendications 1 à 13 dans une usine de production d'aluminium par électrolyse ignée.
  18. Utilisation d'un connecteur (200) selon la revendication 14 ou 15 dans une usine de production d'aluminium par électrolyse ignée.
  19. Utilisation d'une unité de levage et de manutention (20) selon la revendication 16 dans une usine de production d'aluminium par électrolyse ignée.
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