Machine de service de cellules d'électrolyse pour la production d'aluminium

Description

Domaine de l'invention

[0001] L'invention concerne la production d'aluminium par électrolyse ignée selon le procédé de Hall-Héroult. Elle concerne plus particulièrement les machines de service sur pont roulant utilisées dans lesdites usines.

Etat de la technique

[0002] 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 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.

[0003] Les usines contiennent un grand nombre de cellules d'électrolyse disposées en ligne, dans des bâtiments appelés halls ou salles d'électrolyse, et raccordées électriquement en série à l'aide de conducteurs de liaison, de façon à optimiser l'occupation au sol des usines. Les cellules sont généralement disposées de manière à former deux ou plusieurs files parallèles qui sont électriquement liées entre elles par des conducteurs d'extrémité. Le courant d'électrolyse passe ainsi en cascade d'une cellule à la suivante.

[0004] En fonctionnement, une usine d'électrolyse nécessite des interventions sur les cellules d'électrolyse parmi lesquelles figurent, notamment, le remplacement des anodes usées par des anodes neuves, le prélèvement de métal liquide des cellules et les prélèvements ou ajouts d'électrolyte. Afin d'effectuer ces interventions, les usines les plus modernes sont équipées d'une ou plusieurs unités de service comprenant un pont mobile qui peut être translaté au-dessus des cellules d'électrolyse, et le long de celles-ci, et un module de service comprenant un chariot et des organes de manutention et d'intervention (souvent appelés « outils »), tels que des pelles et des palans, et apte à être déplacé sur le pont mobile. Ces unités de service sont souvent appelées "machines de service électrolyse" ou "M.S.E" ("PTA" ou "Pot Tending Assembly" ou "PTM" ou "Pot Tending Machine" en langue anglaise).

[0005] Les capacités de mouvement des unités de service connues sont toutefois limitées, notamment à cause des câbles d'alimentation électriques qui ne permettent que des mouvements linéaires ou rotatifs limités.

[0006] La demanderesse a donc recherché des unités de service qui permettent d'éviter ces inconvénients tout en restant fiables.

Description de l'invention

[0007] L'invention a pour objet un dispositif de liaison mécanique et électrique rotatif entre un module de transport, typiquement un chariot, et des organes de manutention et d'intervention d'une usine de production d'aluminium par électrolyse ignée, caractérisé en ce qu'il comprend un châssis dit "fixe" muni d'un moyeu ou arbre droit, un manchon entourant le moyeu et apte à tourner autour de celui-ci, un premier et un deuxième châssis dits "rotatifs" aptes à tourner autour du manchon, des contacts électriques glissants rotatifs entre les châssis et des systèmes d'entraînement pour provoquer la rotation des châssis les uns par rapport aux autres autour d'un axe commun.

[0008] Plus précisément, le dispositif de liaison mécanique et électrique rotatif selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend :

• un châssis dit "fixe" comprenant un moyeu ou arbre dit "central" définissant un axe de rotation,
• un manchon entourant ledit moyeu et apte à tourner autour de celui-ci et autour dudit axe de rotation,
• un premier châssis dit "rotatif" tournant avec ledit manchon et apte à tourner autour de l'axe de rotation,
• un deuxième châssis dit "rotatif" apte à tourner autour dudit manchon et de l'axe de rotation,
• une première pluralité de contacts électriques glissants rotatifs dont un membre, destiné aux raccordements à des conducteurs extérieurs, est fixé au châssis fixe et l'autre membre, destiné aux raccordements à des conducteurs du système susceptibles d'être entraînés en rotation, est fixé au manchon,
• une deuxième pluralité de contacts électriques glissants rotatifs dont un membre est fixé au deuxième châssis rotatif et l'autre membre est fixé au manchon, chaque membre étant destiné aux raccordements à des conducteurs du système susceptibles d'être entraînés en rotation,
• un premier système d'entraînement apte à provoquer la rotation du premier châssis rotatif autour dudit axe de rotation,
• un deuxième système d'entraînement apte à provoquer la rotation du deuxième châssis rotatif autour dudit axe de rotation.

[0009] Ainsi, les deux châssis rotatifs et le manchon du dispositif de liaison de l'invention sont destinés à tourner autour d'un axe de rotation commun, qui est typiquement vertical en utilisation, et indépendamment l'un de l'autre. La rotation des châssis et du manchon est alors dite "coaxiale". Le manchon est entraîné en rotation par le premier châssis rotatif, typiquement par l'intermédiaire d'un moyen mécanique, tel qu'un doigt.

[0010] Le dispositif de liaison selon l'invention permet une rotation angulairement illimitée entre les trois châssis, tout en assurant une liaison électrique permanente entre ceux-ci. L'indépendance de rotation des châssis augmente le confort et l'efficacité de l'opérateur.

[0011] L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description détaillée d'un mode de réalisation préféré de celle-ci qui est exposé ci-dessous et qui est illustré à l'aide des figures annexées.

[0012] La figure 1 illustre une salle d'électrolyse typique, vue en section, destinée à la production d'aluminium et comprenant une unité de service représentée de manière schématique.

[0013] La figure 2 illustre, de manière schématique et en vue de côté, un module de service d'une usine de production d'aluminium par électrolyse ignée selon l'invention.

[0014] La figure 3 illustre un dispositif de liaison selon l'invention, vue en section.

[0015] Les usines d'électrolyse destinées à la production d'aluminium comprennent une zone de production d'aluminium liquide qui comprend une ou plusieurs salles d'électrolyse (1). Tel qu'illustré à la figure 1, chaque salle d'électrolyse (1) comporte des cellules d'électrolyse (2) et au moins une "unité de service" ou "machine de service" (3). Les cellules d'électrolyse (2) sont normalement disposées en rangées ou files (typiquement côte-à-côte ou tête-à-tête), chaque rangée ou file comportant typiquement plus d'une centaine de cellules. Lesdites cellules (2) comprennent une série d'anodes (21) munies d'une tige métallique (22) destinée à la fixation et au raccordement électrique des anodes à un cadre anodique métallique (non illustré).

[0016] L'unité de service (3) sert à effectuer des opérations sur les cellules (2) telles que les changements d'anode ou le remplissage des trémies d'alimentation en bain broyé et en AlF₃ des cellules d'électrolyse. Elle peut également servir à manutentionner des charges diverses, telles que des éléments de cuve, des poches de métal liquide ou des anodes.

[0017] L'unité de service (3) comprend un pont mobile (4) qui peut être translaté au-dessus des cellules d'électrolyse (2), et le long de celles-ci, et un module de service (5) comprenant un chariot mobile (6) apte à être déplacé sur le pont mobile (4) et plusieurs organes de manutention et d'intervention (7, 8, 9, 10, 11), tels que des outils (pelles, clés, piqueurs,...) et des cabines de commande.

[0018] Le pont mobile (4) repose et circule sur des chemins de roulement (30, 30') disposés parallèlement l'un à l'autre et à l'axe principal du hall (et de la file de cellules). Le pont mobile (4) peut ainsi être déplacé le long de la salle d'électrolyse (1).

[0019] Selon l'invention, le dispositif de liaison mécanique et électrique rotatif (100) entre un module de transport, typiquement un chariot, (6) et des organes de manutention et d'intervention (7, 8, 9, 10, 11) d'une usine de production d'aluminium par électrolyse ignée, est caractérisé en ce qu'il comprend :

• un châssis dit "fixe" (101) destiné à être fixé audit module de transport (6) et comprenant un moyeu (102) définissant un axe de rotation (103), lequel axe est typiquement perpendiculaire au plan principal dudit châssis fixe;
• un manchon (121) entourant ledit moyeu (102) et apte à tourner autour dudit moyeu (102) et autour dudit axe de rotation (103),
• un premier châssis dit "rotatif" (110) apte à tourner autour dudit axe de rotation (103) et à entraîner ledit manchon (121) en rotation, et destiné à porter au moins un organe de manutention et d'intervention (7, 8, 9, 10, 11);
• un deuxième châssis dit "rotatif" (120) apte à tourner autour dudit manchon (121) et dudit axe de rotation (103), et destiné à porter au moins un organe de manutention et d'intervention (7, 8, 9, 10, 11);
• une première pluralité de contacts électriques glissants rotatifs (113) comportant chacun au moins un premier membre (1131) fixé au châssis fixe (101) et raccordé à au moins un conducteur extérieur (117), et au moins un deuxième membre (1132) fixé au manchon (121) et raccordé à au moins un conducteur de distribution (118, 1181, 1182);
• une deuxième pluralité de contacts électriques glissants rotatifs (114) comportant chacun au moins un premier membre (1141) fixé au deuxième châssis rotatif (120) et raccordé à au moins un conducteur de distribution (119), et au moins un deuxième membre (1142) fixé au manchon (121) et raccordé à au moins un conducteur de distribution (1181, 1182);
• un premier système d'entraînement (140, 141, 142) apte à provoquer la rotation du premier châssis rotatif (110) autour dudit axe (103);
• un deuxième système d'entraînement (150, 151, 152) apte à provoquer la rotation du deuxième châssis rotatif (120) autour dudit axe (103).

[0020] Le moyeu (102) est bloqué en rotation par rapport au châssis fixe (101). En utilisation, le châssis fixe (101) est typiquement au-dessus des châssis rotatifs (110, 120). L'axe de rotation (103) est normalement sensiblement vertical.

[0021] Le premier châssis rotatif (110) tourne avec le manchon (121) et l'entraîne en rotation typiquement par un moyen mécanique (123) tel qu'un doigt.

[0022] Lesdites pluralités de contacts électriques glissants rotatifs (113, 114) comprennent typiquement des bagues ou des pistes fixées au manchon (121) et des balais ou des frotteurs fixés aux châssis (101, 120). Le nombre de contacts électriques glissants rotatifs est typiquement de quelques dizaines à plusieurs dizaines. Ils permettent notamment de transférer des signaux de contrôle et de la puissance électrique. Lesdites pluralités de contacts électriques (113, 114) sont avantageusement protégées par un caisson (115, 116). Les châssis (101, 110, 120) comprennent typiquement des ouvertures pour faire passer lesdits conducteurs extérieurs et de distribution.

[0023] Les conducteurs extérieurs (117) sont normalement fixes par rapport au châssis fixe. Les conducteurs de distribution (118, 1181, 1182, 119) sont des conducteurs électriques du dispositif de liaison qui sont susceptibles d'être entraînés par la rotation des châssis rotatifs (110, 120). Les conducteurs de distribution comprennent une première série de conducteurs (118, 1181, 1182) qui sont normalement fixes par rapport au manchon (121) et au premier châssis rotatif (110), et une deuxième série de conducteurs (119) qui sont normalement fixes par rapport au deuxième châssis rotatif (120).

[0024] Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, le dispositif de liaison (100) comprend en outre :

• un premier palier annulaire (111) entre le châssis fixe (101) et le premier châssis rotatif (110) apte à permettre la rotation entre ces deux châssis autour de l'axe de rotation (103);
• un deuxième palier annulaire (112) entre le premier châssis rotatif (110) et le deuxième châssis rotatif (120) apte à permettre la rotation entre ces deux châssis autour de l'axe de rotation (103).

[0025] Les paliers annulaires (111, 112) sont typiquement des paliers à roulement, tels que des couronnes à rouleaux.

[0026] Le dispositif de liaison (100) selon l'invention comprend avantageusement un ou des moyens d'assemblage pour maintenir lesdits châssis (101, 110, 120) dans une position axiale déterminée. Ces moyens d'assemblages peuvent être en tout ou partie intégrés aux paliers annulaires (111, 112).

[0027] Les systèmes d'entraînement (140, 141, 142, 150, 151, 152) comprennent typiquement un moteur (140, 150), un pignon (141, 151) et une couronne dentée (142) ou une roue dentée (152). Le moteur (140, 150) et la couronne (142, 152) peuvent être fixés respectivement au châssis fixe (101) et à l'un des châssis rotatifs (110, 120), ou inversement. Le moteur (140, 150) peut être fixé au châssis rotatif ou fixe par un moyen mécanique tel qu'un bras (153).

[0028] Selon une autre variante possible de l'invention, les systèmes d'entraînement (140, 141, 142, 150, 151, 152) peuvent comprendre un ou des galets d'entraînement par adhérence et au moins une piste.

[0029] Le dispositif de liaison (100) comprend avantageusement des paliers annulaires complémentaires (160, 161, 162, 163, 164) entre le manchon (121) et le châssis fixe (101), éventuellement par l'intermédiaire du moyeu (102) - tel qu'illustré à la figure 3 - et/ou des paliers annulaires complémentaires (170, 171) entre le manchon (121) et le deuxième châssis rotatif (120). Ces paliers complémentaires permettent d'éviter les déplacements latéraux des éléments rotatifs (110, 120, 121).

[0030] Selon une variante avantageuse de l'invention, le dispositif de liaison comporte également des moyens de liaison pneumatique et/ou hydraulique rotatifs (130, 131, 132, 133) entre le châssis fixe (101) et au moins un des châssis rotatif (110, 120), et de préférence les deux, et donc pour au moins une des tourelles. Ces moyens de liaison permettent notamment une alimentation en air comprimé des organes de manutention et d'intervention. Ces moyens comportent avantageusement une cavité axiale (130) dans l'arbre de central (102), des joints tournants étanches (131, 132) et des canalisations complémentaires (133, 134).

[0031] Dans un mode de réalisation préféré de l'invention illustré à la figure 3, le premier châssis rotatif (110) se situe entre le châssis fixe (101) et le deuxième châssis rotatif (120). Dans ce mode de réalisation de l'invention, le système d'entraînement du deuxième châssis rotatif (120) comporte de préférence une roue dentée (152) fixée au moyeu (102) et un moteur (150) fixé au deuxième châssis rotatif (120) et muni d'un pignon (151).

[0032] L'invention a également pour objet un module de service (5) destiné à être utilisé dans une usine de production d'aluminium par électrolyse ignée et comprenant un chariot (6) et des organes de manutention et d'intervention (7, 8, 9, 10, 11), caractérisé en ce qu'il comprend en outre:

• un dispositif de liaison (100) selon l'invention, relié au dit chariot (6) par ledit châssis fixe (101);
• une première tourelle (110') formée par ledit premier châssis rotatif (110) ou reliée au dit premier châssis rotatif (110) et comportant au moins un premier organe de manutention et d'intervention (7, 8, 9, 10, 11);
• une deuxième tourelle (120') formée par ledit deuxième châssis rotatif (120) ou reliée au dit deuxième châssis rotatif (120) et comportant au moins un deuxième organe de manutention et d'intervention (7, 8, 9, 10, 11).

[0033] Par exemple, la première tourelle (110') comprend typiquement une cabine de commande (11) et une trémie (10) contenant le produit de couverture des anodes. La deuxième tourelle (120') comprend typiquement les différents outils de service des cellules d'électrolyse, tels qu'un dispositif de piquage (8) destiné à casser la croûte d'alumine et de cryolithe qui se forme autour et entre les anodes, une pelle (7) destinée à l'enlèvement des éléments solides contenus dans une cellule d'électrolyse au moment d'un changement d'anode et un système de manutention des anodes (9) destiné à l'extraction des anodes usées et à la mise en place des anodes neuves.

[0034] Le dispositif de liaison (100) est alors typiquement placé de manière à ce que les châssis rotatifs (110, 120) se situent en dessous du châssis fixe (101) lorsque le chariot (6) est en position d'utilisation sur le pont roulant (4).

[0035] Le module de service selon l'invention permet à l'opérateur d'avoir une grande visibilité sur la cellule d'électrolyse et sur les outils ou organes de manutention et d'intervention de lors de ses interventions. Il permet également de simplifier la tâche de l'opérateur, en lui évitant notamment des rotations angulaires importantes par rapport à son point initial. Il permet en outre d'utiliser un même module dans des salles d'électrolyse distinctes dans lesquelles les cellules d'électrolyse ne sont pas orientées de la même manière.

[0036] L'invention a également pour objet une unité de service (3) d'une usine de production d'aluminium par électrolyse ignée comprenant un pont roulant (4) et au moins un module de service (5) selon l'invention.

[0037] L'invention a encore pour objet l'utilisation d'un module de service (5) ou d'une unité de service (3) selon l'invention pour les interventions sur des cellules d'électrolyse (2) destinées à la production d'aluminium par électrolyse ignée.

Liste des repères numériques

[0038] 

1

Salle d'électrolyse

2

Cellule d'électrolyse

3

Unité de service

4

Pont roulant

5

Module de service

6

Chariot

7

Pelle

8

Dispositif de piquage

9

Système de manutention des anodes

10

Trémie

11

Cabine de commande

21

Anode

22

Tige d'anode

30, 30'

Chemins de roulement du pont mobile

100

Dispositif de liaison mécanique et électrique

101

Châssis fixe

102

Moyeu

103

Axe de rotation du moyeu

110

Premier châssis rotatif

110'

Première tourelle

111

Premier palier annulaire

112

Deuxième palier annulaire

113

Première pluralité de contacts électriques glissants rotatifs

114

Deuxième pluralité de contacts électriques glissants rotatifs

1131,1141

Premiers membres, dits "extérieurs", de chaque contact électrique

1132, 1142

Deuxièmes membres, dits "intérieurs", de chaque contact électrique

115, 116

Caissons de protection

117

Conducteurs électriques extérieurs

118, 1181, 1182

Conducteurs de distribution

119

Conducteurs de distribution

120

Deuxième châssis rotatif

120'

Deuxième tourelle

121

Manchon

122

Corps du joint tournant

123

Moyen d'entraînement en rotation

130

Cavité axiale du moyeu

131, 132

Joints tournants étanches

133, 134

Canalisations

140, 150

Moteur d'entraînement

141, 151

Pignon

142

Couronne dentée

152

Roue dentée

153

Bras

160,..., 164

Paliers annulaires complémentaires

170, 171

Paliers annulaires complémentaires

Revendications

1. Dispositif de liaison mécanique et électrique rotatif (100) entre un module de transport, typiquement un chariot, (6) et des organes de manutention et d'intervention (7, 8, 9, 10, 11) d'une usine de production d'aluminium par électrolyse ignée, caractérisé en ce qu'il comprend :

- un châssis dit "fixe" (101) destiné à être fixé audit module de transport (6) et comprenant un moyeu (102) définissant un axe de rotation (103);

- un manchon (121) entourant ledit moyeu (102) et apte à tourner autour dudit moyeu (102) et autour dudit axe de rotation (103),

- un premier châssis dit "rotatif" (110) apte à tourner autour dudit axe de rotation (103) et à entraîner ledit manchon (121) en rotation, et destiné à porter au moins un organe de manutention et d'intervention (7, 8, 9, 10, 11);

- un deuxième châssis dit "rotatif" (120) apte à tourner autour dudit manchon (121) et dudit axe de rotation (103), et destiné à porter au moins un organe de manutention et d'intervention (7, 8, 9, 10, 11);

- une première pluralité de contacts électriques glissants rotatifs (113) comportant chacun au moins un premier membre (1131) fixé au châssis fixe (101) et raccordé à au moins un conducteur extérieur (117), et au moins un deuxième membre (1132) fixé au manchon (121) et raccordé à au moins un conducteur de distribution (118, 1181, 1182);

- une deuxième pluralité de contacts électriques glissants rotatifs (114) comportant chacun au moins un premier membre (1141) fixé au deuxième châssis rotatif (120) et raccordé à au moins un conducteur de distribution (119), et au moins un deuxième membre (1142) fixé au manchon (121) et raccordé à au moins un conducteur de distribution (1181, 1182);

- un premier système d'entraînement (140, 141, 142) apte à provoquer la rotation du premier châssis rotatif (110) autour dudit axe (103);

- un deuxième système d'entraînement (150, 151, 152) apte à provoquer la rotation du deuxième châssis rotatif (120) autour dudit axe (103).

2. Dispositif de liaison (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre :

- un premier palier annulaire (111) entre le châssis fixe (101) et le premier châssis rotatif (110) apte à permettre la rotation entre ces deux châssis autour de l'axe de rotation (103);

- un deuxième palier annulaire (112) entre le premier châssis rotatif (110) et le deuxième châssis rotatif (120) apte à permettre la rotation entre ces deux châssis autour de l'axe de rotation (103).

3. Dispositif de liaison (100) selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les systèmes d'entraînement (140, 141, 142, 150, 151, 152) comprennent un moteur (140, 150), un pignon (141, 151) et une couronne dentée (142) ou une roue dentée (152).

4. Dispositif de liaison (100) selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les systèmes d'entraînement (140, 141, 142, 150, 151, 152) comprennent un ou des galets d'entraînement par adhérence et au moins une piste.

5. Dispositif de liaison (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend des paliers annulaires complémentaires (160, 161, 162, 163, 164) entre le manchon (121) et le châssis fixe (101), éventuellement par l'intermédiaire du moyeu (102) et/ou des paliers annulaires complémentaires (170, 171) entre le manchon (121) et le deuxième châssis rotatif (120).

6. Dispositif de liaison (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte également des moyens de liaison pneumatique et/ou hydraulique rotatifs (130, 131, 132, 133, 134) entre le châssis fixe (101) et au moins un des châssis rotatif (110, 120).

7. Dispositif de liaison (100) selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de liaison pneumatique rotatifs (130, 131, 132, 133) comportent une cavité axiale (130) dans l'arbre de central (102), des joints tournants étanches (131, 132) et des canalisations complémentaires (133, 134).

8. Dispositif de liaison (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le premier châssis rotatif (110) se situe entre le châssis fixe (101) et le deuxième châssis rotatif (120).

9. Dispositif de liaison (100) selon la revendication 8, caractérisé en ce que le système d'entraînement du deuxième châssis rotatif (120) comporte une roue dentée (152) fixée au moyeu (102) et un moteur (150) fixé au deuxième châssis rotatif (120) et muni d'un pignon (151).

10. Module de service (5) destiné à être utilisé dans une usine de production d'aluminium par électrolyse ignée et comprenant un chariot (6) et des organes de manutention et d'intervention (7, 8, 9, 10, 11), caractérisé en ce qu'il comprend en outre:

- un dispositif de liaison (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, relié au dit chariot (6) par ledit châssis fixe (101);

- une première tourelle (110') formée par ledit premier châssis rotatif (110) ou reliée au dit premier châssis rotatif (110) et comportant au moins un premier organe de manutention et d'intervention (7, 8, 9, 10, 11);

- une deuxième tourelle (120') formée par ledit deuxième châssis rotatif (120) ou reliée au dit deuxième châssis rotatif (120) et comportant au moins un deuxième organe de manutention et d'intervention (7, 8, 9, 10, 11).

11. Module de service (5) selon la revendication 10, caractérisé en ce que le dispositif de liaison (100) est placé de manière à ce que les châssis rotatifs (110, 120) se situent en dessous du châssis fixe (101) lorsque le chariot (6) est en position d'utilisation sur le pont roulant (4).

12. Unité de service (3) d'une usine de production d'aluminium par électrolyse ignée comprenant un pont roulant (4) et au moins un module de service (5) selon l'une quelconque des revendications 10 ou 11.

13. Utilisation d'un module de service (5) selon l'une quelconque des revendications 10 ou 11 pour les interventions sur des cellules d'électrolyse (2) destinées à la production d'aluminium par électrolyse ignée.

14. Utilisation d'une unité de service (3) selon la revendication 12 pour les interventions sur des cellules d'électrolyse (2) destinées à la production d'aluminium par électrolyse ignée.

Ansprüche

1. Drehvorrichtung zur mechanischen und elektrischen Verbindung (100) zwischen einem Transportmodul, typischerweise einem Schlitten (6), und Förder- und Eingriffsorganen (7, 8, 9, 10, 11) eines Werkes zur Produktion von Aluminium durch Schmelzflusselektrolyse, dadurch gekennzeichnet, dass sie umfasst:

- ein sog. Festgestell (101) zur Befestigung am Transportmodul (6), mit einer Nabe (102), welche eine Drehachse (103) definiert;

- eine Muffe (121), welche die Nabe (102) umgibt und um die Nabe (102) und um die Drehachse (103) drehbar ist,

- ein erstes, sog. Drehgestell (110), welches um die Drehachse (103) drehbar ist und die Muffe (121) in Drehbewegung versetzen kann und dazu bestimmt ist, mindestens ein Förder- und Eingriffsorgan (7, 8, 9, 10, 11) zu tragen;

- ein zweites, sog. Drehgestell (120), welches um die Muffe (121) und die Drehachse (103) drehbar ist und dazu bestimmt ist, mindestens ein Förder- und Eingriffsorgan (7, 8, 9, 10, 11) zu tragen;

- eine erste Vielzahl elektrischer Dreh-Gleit-Kontakte (113) mit jeweils mindestens einem ersten Glied (1131), welches am Festgestell (101) befestigt und mit mindestens einem Außenleiter (117) verbunden ist, und mindestens einem zweiten Glied (1132), welches an der Muffe (121) befestigt und mit mindestens einer Verteilungsleitung (118, 1181, 1182) verbunden ist;

- eine zweite Vielzahl elektrischer Dreh-Gleit-Kontakte (114) mit jeweils mindestens einem ersten Glied (1141), welches am zweiten Drehgestell (120) befestigt und mit mindestens einer Verteilungsleitung (119) verbunden ist, und mindestens einem zweiten Glied (1142), welches an der Muffe (121) befestigt und mit mindestens einer Verteilungsleitung (1181, 1182) verbunden ist;

- ein erstes Antriebssystem (140, 141, 142), welches die Drehbewegung des ersten Drehgestells (110) um die Achse (103) zu bewirken vermag;

- ein zweites Antriebssystem (150, 151, 152), welches die Drehbewegung des zweiten Drehgestells (120) um die Achse (103) zu bewirken vermag.

2. Verbindungsvorrichtung (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin umfasst:

- ein erstes Ringlager (111) zwischen dem Festgestell (101) und dem ersten Drehgestell (110), welches die Drehbewegung zwischen diesen beiden Gestellen um die Drehachse (103) ermöglicht;

- ein zweites Ringlager (112) zwischen dem ersten Drehgestell (110) und dem zweiten Drehgestell (120), welches die Drehbewegung zwischen diesen beiden Gestellen um die Drehachse (103) ermöglicht.

3. Verbindungsvorrichtung (100) nach irgendeinem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebssysteme (140, 141, 142, 150, 151, 152) einen Motor (140, 150), ein Ritzel (141, 151) und einen Zahnkranz (142) oder ein Zahnrad (152) aufweisen.

4. Verbindungsvorrichtung (100) nach irgendeinem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebssysteme (140, 141, 142, 150, 151, 152) eine oder mehrere kraftschlüssige Antriebsrollen und mindestens eine Spur aufweisen.

5. Verbindungsvorrichtung (100) nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie zusätzliche Ringlager (160, 161, 162, 163, 164) zwischen der Muffe (121) und dem Festgestell (101), eventuell über die Nabe (102), und/oder zusätzliche Ringlager (170, 171) zwischen der Muffe (121) und dem zweiten Drehgestell (120) aufweist.

6. Verbindungsvorrichtung (100) nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie außerdem Drehmittel zur pneumatischen und/oder hydraulischen Verbindung (130, 131, 132, 133, 134) zwischen dem Festgestell (101) und mindestens einem der Drehgestelle (110, 120) aufweist.

7. Verbindungsvorrichtung (100) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmittel zur pneumatischen Verbindung (130, 131, 132, 133) eine axiale Vertiefung (130) in der Zentralwelle (102), dichte Drehverbindungen (131, 132) und zusätzliche Rohrleitungen (133, 134) aufweisen.

8. Verbindungsvorrichtung (100) nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Drehgestell (110) zwischen dem Festgestell (101) und dem zweiten Drehgestell(120) liegt.

9. Verbindungsvorrichtung (100) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebssystem des zweiten Drehgestells (120) ein an der Nabe (102) befestigtes Zahnrad (152) und einen am zweiten Drehgestell (120) befestigten Motor (150) mit einem Ritzel (151) aufweist.

10. Bedienmodul (5) zur Verwendung in einem Werk zur Produktion von Aluminium durch Schmelzflusselektrolyse, mit einem Schlitten (6) sowie Förder- und Eingriffsorganen (7, 8, 9, 10, 11), dadurch gekennzeichnet, dass er zusätzlich umfasst:

- eine Verbindungsvorrichtung (100) nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 9, welche über das Festgestell (101) mit dem Schlitten (6) verbunden ist;

- einen ersten Halter (110'), welcher durch das erste Drehgestell (110) gebildet oder mit diesem ersten Drehgestell (110) verbunden ist und mindestens ein erstes Förder- und Eingriffsorgan (7, 8, 9, 10, 11) aufweist;

- einen zweiten Halter (120'), welcher durch das zweite Drehgestell (120) gebildet oder mit diesem zweiten Drehgestell (120) verbunden ist und mindestens ein zweites Förder- und Eingriffsorgan (7, 8, 9, 10, 11) aufweist.

11. Bedienmodul (5) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsvorrichtung (100) so angeordnet ist, dass die Drehgestelle (110, 120) unter dem Festgestell (101) liegen, wenn sich der Schlitten (6) auf der Laufbrücke (4) in Betriebsstellung befindet.

12. Bedieneinheit (3) eines Werkes zur Produktion von Aluminium durch Schmelzflusselektrolyse, mit einer Laufbrücke (4) und mindestens einem Bedienmodul (5) nach irgendeinem der Ansprüche 10 oder 11.

13. Verwendung eines Bedienmoduls (5) nach irgendeinem der Ansprüche 10 oder 11 für Eingriffe an Elektrolysezellen (2) zur Produktion von Aluminium durch Schmelzflusselektrolyse.

14. Verwendung einer Bedieneinheit (3) nach Anspruch 12 für Eingriffe an Elektrolysezellen (2) zur Produktion von Aluminium durch Schmelzflusselektrolyse.

Claims

1. Rotating mechanical and electrical connecting device (100) between a transport module, typically a trolley, (6) and handling and working devices (7, 8, 9, 10, 11) in a fused bath electrolysis aluminium production plant, characterised in that it comprises:

- a "fixed" frame (101) designed to be fitted to the said transport module (6) and comprising a hub (102) defining a rotation axis (103);

- a sleeve (121) surrounding the said hub (102) and capable of rotating about the hub (102) and about the said rotation axis (103),

- a first "rotating" frame (110) capable of rotating about the said rotation axis (103) and driving the said sleeve (121) in rotation, and designed to carry at least one handling and working device (7, 8, 9, 10, 11);

- a second "rotating" frame (120) capable of rotating about the said sleeve (121) and the said rotation axis (103), and designed to carry at least one handling and working device (7, 8, 9, 10, 11);

- a first plurality of sliding and rotating electrical contacts (113) each comprising at least one first member (1131) fixed to the fixed frame (101) and connected to at least one external conductor (117), and at least one second member (1132) fixed to the sleeve (121) and connected to at least one distribution conductor (118, 1181, 1182);

- a second plurality of sliding and rotating electrical contacts (114) each comprising at least one first member (1141) fixed to the second rotating frame (120) and connected to at least one distribution conductor (119), and at least one second member (1142) fixed to the sleeve (121) and connected to at least one distribution conductor (1181, 1182);

- a first drive system (140, 141, 142) capable of rotating the first rotating frame (110) about the said axis (103);

- a second drive system (150, 151, 152) capable of rotating the second rotating frame (120) about the said axis (103).

2. Connecting device (100) according to claim 1, characterised in that it also comprises:

- a first annular bearing (111) between the fixed frame (101) and the first rotating frame (110) enabling rotation between these two frames about the rotation axis (103);

- a second annular bearing (112) between the first rotating frame (110) and the second rotating frame (120) enabling rotation between these two frames about the rotation axis (103).

3. Connecting device (100) according to either of claim 1 or 2, characterised in that the drive systems (140, 141, 142, 150, 151, 152) comprise a motor (140, 150), a gear (141, 151) and a toothed ring (142) or a toothed wheel (152).

4. Connecting device (100) according to either of claim 1 or 2, characterised in that the drive systems (140, 141, 142, 150, 151, 152) comprise one or more drive wheels based on surface grip and at least one track.

5. Connecting device (100) according to any one of claims 1 to 4, characterised in that it comprises complementary annular bearings (160, 161, 162, 163, 164) between the sleeve (121) and the fixed frame (101), possibly through the hub (102) and/or complementary annular bearings (170, 171) between the sleeve (121) and the second rotating frame (120).

6. Connecting device (100) according to any one of claims 1 to 5, characterised in that it also comprises rotating pneumatic and/or hydraulic connecting means (130, 131, 132, 133, 134) between the fixed frame (101) and at least one of the rotating frames (110, 120).

7. Connecting device (100) according to claim 6, characterised in that the rotating pneumatic connecting means (130, 131, 132, 133) comprise an axial cavity (130) in the central shaft (102), sealed rotating joints (131, 132) and complementary conduits (133, 134).

8. Connecting device (100) according to any one of claims 1 to 7, characterised in that the first rotating frame (110) is located between the fixed frame (101) and the second rotating frame (120).

9. Connecting device (100) according to claim 8, characterised in that the drive system of the second rotating frame (120) comprises a toothed wheel (152) fixed to the hub (102) and a motor (150) fixed to the second rotating frame (120) and fitted with a gear (151).

10. Pot tending module (5) for use in a fused bath electrolysis aluminium production plant and comprising a trolley (6) and handling and working devices (7, 8, 9, 10, 11), characterised in that it also comprises:

- a connecting device (100) according to any one of claims 1 to 9, linked to the said trolley (6) through the said fixed frame (101);

- a first turret (110') formed by the said first rotating frame (110) or linked to the said first rotating frame (110) and comprising at least one first handling and working device (7, 8, 9, 10, 11);

- a second turret (120') formed by the said second rotating frame (120) or linked to the said second rotating frame (120) and comprising at least one second handling and working device (7, 8, 9, 10, 11).

11. Pot tending module (5) according to claim 10, characterised in that the connecting device (100) is placed so that the rotating frames (110, 120) are located below the fixed frame (101) when the trolley (6) is in working position on the travelling crane (4).

12. Pot-tending unit (3) for a fused bath electrolysis aluminium production plant comprising a travelling crane (4) and at least one pot tending module (5) according to either of claim 10 or 11.

13. Use of a pot-tending module (5) according to either of claim 10 or 11 for doing work on electrolytic cells (2) designed for the production of aluminium by fused bath electrolysis.

14. Use of a pot-tending unit (3) according to claim 12 for doing work on electrolytic cells (2) designed for the production of aluminium by fused bath electrolysis.

Dessins