用于抬包的抽真空装置和带有抽真空负压装置的抬包的制作方法

1.本实用新型涉及电解铝生产用设备技术领域，具体涉及用于抽取运输铝液的真空负压抬包的抽真空装置和带有抽真空负压装置的抬包。


背景技术：

2.目前，在铝电解生产过程，采用真空负压抬包抽取电解槽内的铝液。使用0.35至0.7mpa压缩空气通入引射器内，高速气流周围产生一定的真空负压通过引射器的将抬包内的空气抽出，使抬包内空气减少而产生负压，铝液在大气压力的作用下，通过吸铝管被吸入抬包内，完成抽取铝液作业。如果压缩空气压力低，或引射器内的喷头与喇叭口的间隙过大或过小都会导致抽气力度不够，而使抬包内负压达不到要求，会导致抽铝速度慢或抽不上铝液、吸铝管堵塞等影响正常生产的情况出现。引射器损坏需要及时更换，一个抬包使用一个或两个，数量大费用高。
3.另外采用引射器的方式抽取抬包内的真空的方法也是一种浪费的做法：例如，300ka系列电解铝车间生产现场使用的一种8吨真空负压抬包，使用压缩空气压力0.6mpa，采用双引射器能每分钟消耗8m3的气量，使抬包内产至0.04至至0.05mpa的真空，最大吸铝能力每分钟0.8吨。而抬包容积内径在2米左右，高度1.5米左右，容积体积在4.71立方米，一台电解槽需要用时3分钟左右抽取2.4吨左右的铝液，同时需要消耗24立方的气量。也就是说采用24立方米的气量使真它抬包4.7立方产生达到生产工求的负压。
4.其中，抬包上的引射器与上盖的法兰密封、3至4节吸铝管间及吸铝管与抬包间的法兰密封、抬包的上盖与主体的法兰密封、抬包铝液倒出口压盖密封和人孔压盖密封等部位密封效果不好，容易发生漏气。漏气点不能及时被发现而进行处理，致使在抽取铝液时抬包内的负压度低吸力小，铝液和电解质在吸铝管内存留时间长，温度会降低而粘在吸铝管内壁上造成内径变小、直接堵塞、抽不上铝等情况，从而影响抽取铝液的作业效果。
5.压缩空气是用空压机生产，由于电解车间内部及周围磁场较大，一般空压机安装在距电解车间较远的地方，通过压缩空气管道将压缩空气输送到电解车间的每一台电解槽里及周围。由于电解车间的长度一般在500至1000米，且由于电解车间内接压缩空气抽铝的快速接头出口和用于打壳下料的气缸接气口较多，平均2至3台电解槽就有一个接抽铝用的压缩空气快速接头出口接口，例如300ka系列一个20万吨电解铝企业有256台电解槽，每抬电解槽有6个左右打壳的气缸，每个气缸2个接口，这其中存在的问题是压缩空气管道较长，气阻大，压缩空气的泄漏点多，空压机生产的压缩空气0.6mpa的压力到达设备后气压降到了0.4mpa，压缩空气压力损失太大。这就要求空压机生产的空缩空气压力更高，长时间高压力、大负荷的生产，减少了空压机使用寿命，增加检修、维护保养的费用。
6.其次是电解车间压缩空气使用量较多，需要多台空压机，而空压机价格较高且功率较大，耗电多。例如300ka的电解槽生产40万吨的电解铝，7台空压机，一台小的空压机200万元其功率1210kw，一台大的空压机300万元其功率1620kw。为保证生产正常运行，24小时不间断运行，每天最少需要3台一大二小的空压机，按照电费是0.7元/kwh，每天需要耗费电
费67872元。每月耗电201万元，每台设备需要定期进行保养与维修，每年的保养费在10至18万元之间，维修费用更高。
7.用于抽铝作业和打壳下料作业基本上各占用一半管道用量和用气量，它们共用一条主管道再从主管道分支通至每台电解槽，当不进行抽取铝液时打壳下料作业正常进行，空压机不能停止运行还要保持压力不变。抽铝用的空气管道还存在泄漏点且管道内还要保持一定的空气压力，这就使压缩空气产生不必要的消耗。
8.空气中含有水分，通过压缩机压缩后的气体中水份含量成倍的增加，并且压缩空气中会含有一定量的水分，会影响设备运行，打壳下料作业用的气缸与气动控制阀门需要不含水份或含有极少水分的压缩空气。必须先通过除去压缩空气中的水分的干燥设备才能使用，往往由于除湿设备除气去抽铝与打壳作业的用气量，长时间运行而压缩空气中还有水分，而影响打壳作业设备的运行。然而，在抽取铝液过程中压缩气体含有水份对抽取铝液作业基本没有什么影响的，原因是压缩空气不是直接进入抬包内而是顺着引射器进入与引射器相连的消音器内，通过消音器的排气口排放到空气中，它们不与铝液直接接触，所以，对用于抽铝作业的压缩空气采用除湿设备除去气体中的水份，显然是一种浪费。而在现场安装的除湿设备，还需要进行维护、检修、保养，加大了资金的投入。


技术实现要素：

9.本实用新型的目的是为解决上述技术问题，提供用于抬包的抽真空装置和带有抽真空负压装置的抬包，直接抽取抬包内的空气使抬包内处于真空负压状态，抽取效率高，不使用压缩空气，大大减少设备与生产投入成本，设备功率小，降低电量消耗。
10.本实用新型为解决上述技术问题，所提供的技术方案是：一种用于抬包的抽真空装置，包括依次设置的储真空过滤设备、抽空气设备和电机，所述储真空过滤设备上设置有用于抬包连接的进气口和降低抬包内负压的进气阀门，储真空过滤设备与抽空气设备之间通过空气管道连接，抽空气设备与电机传动连接。
11.作为本实用新型一种用于抬包的抽真空装置的进一步优化：所述储真空过滤设备为旋风除尘器。
12.作为本实用新型一种用于抬包的抽真空装置的进一步优化：所述储真空过滤设备为湿式过滤器，湿式过滤器包括罐体，进气口设置在罐体侧壁上，罐体顶部侧壁上设置有带阀门的补水管道和用于与抽空气设备连接的泵进气管，罐体的底部设置有排污管，罐体的侧壁上设置有水位显示装置，罐体内设置有与进气口管腔相连的主气管，主气管沿罐体高度方向并列设置并且管腔通过辅助气管相连，主气管上沿长度方向并列设置有支气管，主气管和支气管的管腔相连，支气管上开设有均匀分布的多个开口。
13.作为本实用新型一种用于抬包的抽真空装置的进一步优化：所述储真空过滤设备为干式过滤器，干式过滤器包括罐体，进气口设置在罐体的侧壁上，罐体的侧壁上设置有用于与抽真空设备连接的泵进气管，罐体内设置有与罐体底部呈水平或竖直放置的多个用于过滤空气的过滤网。
14.作为本实用新型一种用于抬包的抽真空装置的进一步优化：所述过滤网为平板形或圆筒形。
15.作为本实用新型一种用于抬包的抽真空装置的进一步优化：所述抽空气设备为鼓
风机或强力排风机。
16.作为本实用新型一种用于抬包的抽真空装置的进一步优化：所述抽空气设备为真空泵。
17.作为本实用新型一种用于抬包的抽真空装置的进一步优化：所述抽空气设备为水环式真空泵，所述真空泵顶部设置有泵排气管，真空泵通过泵排气管连接有水箱，并且真空泵和水箱的底部通过水管连接，水箱顶部设置有排气口，水箱侧壁的顶部设置有带有阀门的补水口，水箱的底部设置有排污口。
18.作为本实用新型一种用于抬包的抽真空装置的进一步优化：所述水箱外侧设有水位显示装置。
19.一种带有抽真空负压装置的抬包，包括抬包和上述中任一一种用于抬包的抽真空装置。
20.有益效果：
21.本实用新型的用于抬包的抽真空装置和带有抽真空负压装置的抬包：
22.一是可以直接与抬包连接，利用抽真空设备直接抽取抬包内空气，抽取效率高。功率比空压机功率小的多，每台功率不超过10kw，且操作简单，使用灵活，设备操作时间短，电耗低。
23.二是抬包上无需设置引射器，不会产生由引射器喷头与喇叭口间隙设置不到位，或压缩空气压力低，导致负压低吸力小影响抽铝作业问题，直接通过空气管道与抽真空装置连接距离短，增强了密封效果，可保持抬包内负压度。减轻铝液和电解质在吸铝管内存留时间长的问题，减少温度降低而粘在吸铝管内壁上造成内径变小、直接堵塞、抽不上铝等的情况发生，从而降低因为负压度低影响出铝作业的效果，并且直接减少了引射器更换与检修的费用。
24.三是抬包可直接连接抽真空装置，抽铝液时直接打开储气过滤装置上的阀门，储气装置有一定容积的真空储备，打开抽气阀门，抬包内的真空度迅速降低，铝液抽取速度快、效率高，同时在抽取抬包内空气时直接经过空气过滤设备清洁空气后，通过泵排气管将洁净的空气排到大气中，无需通过长长的压缩空气管道，减少了压缩空气管道。减少了压缩空气泄漏点，减少了压缩空气的压力损失。减少了空压机用量、能耗与压力损耗，减少了除湿设备通气量，提高了现有设备的除湿效果，使打壳气缸和其它设备减少水份影响。
25.四是由于直接用抬包抽取负压效率高，短时间内抽取抬包内的空气量较多，在一定程度上弥补了由于抬包吸铝管、铝液倒出口、出铝口等部位出现漏气损失的真空度，更加方便员工对抬包抽取铝液的操作，使抽铝作业更简单。
26.五是将抽真空设备和空气过滤设备的价格远远小于空压机的价格，例如真空泵价格高的一般几万元，旋风除尘器价格高的一般几万元，并且抽真空设备和空气过滤设备的功率和维修保养费用与空压机相比也小很多，还不需要除湿干燥设备，大大减少了设备成本。
27.六是抽真空装置和抬包可拆卸连接，抽真空效率也较高且方便快捷操作，无需备置功率较大的空压机与除湿量较大的设备，只需购置较小功率的带有抽真空装置的抬包一台，或车间的一个工区一台采用功率稍大点的抽真空装置。另外，现有的是为了保证生产正常运行所以空压机需要24小时不间断运行，而本装置无需24小时不间断运行，只需要在抽
取铝液时使用期间运行3至5分钟即可，真空机的维护、检修费用低，大大降低了设备的使用强度与电量消耗，相应地减少了维修、保养的费用。
附图说明
28.图1为实施例1中用于抬包的抽真空装置的结构示意图；
29.图2为实施例1中抽真空负压装置位于抬包侧壁的示意图；
30.图3为实施例1中抽真空负压装置位于抬包顶部的示意图；
31.图4为实施例2中用于抬包的抽真空装置的结构示意图；
32.图5为实施例3中用于抬包的抽真空装置的结构示意图；
33.图6为实施例4中用于抬包的抽真空装置的结构示意图；
34.图7为实施例5中用于抬包的抽真空装置的结构示意图；
35.图中标记：1、抬包，2、旋风除尘器，3、真空泵，4、电机，5、水箱，6、进气口，7、泵进气管，8、泵排气管，9、进水管，10、排气口，11、补水口，12、排污口，13、出水管，14、鼓风机，15、湿式过滤器，16、干式过滤器。
具体实施方式
36.下面结合附图及较佳实施例详细说明本实用新型的具体实施方式。
37.实施例1
38.如图1-3所示：一种用于抬包的抽真空装置，包括依次设置的储真空过滤设备、抽真空设备和电机4，也可以是一体机。
39.抬包1抽出的空气可以先经过储气除尘罐，储气除尘罐根据需要的任意形状制作成的罐体，如长方形、椭圆形等。罐体上设备由蝶阀等可以快速开关的阀门及降低抬包内真空度的进气阀门，有检测气体压力的真空负压表，排污除尘口。罐体采用钢、不锈钢、合金钢等材料焊接而成。体积0.5至5立方，壁厚2mm至20mm。空气过滤设备和储气罐可合为一体，也可分开设置。进出气口的管径20至150mm。空气过滤设备可安装在储气罐内，也可安装在储气罐外设置，进入的气体经过空气过滤设备进入下一设备。本实施例中空气过滤设备和储气除尘罐合为一体，统称为储真空过滤设备。
40.储真空过滤设备采用旋风除尘器2，可以使用布袋除尘器也可以采用烧结板除尘器。旋风除尘器2壁厚在3至15mm之间，气体进入旋风除尘器2的罐体内与内壁组成的圆空腔内进行旋转下行，再经过内壁围成的腔上行进入一下设备，粉尘在气体旋转下行与上行的过程中落下来。内壁的内径在10至800mm之间，外径在20至2000mm之间。在外壁的最底部锥形的粉尘收集装置并带有阀门或可开合的密封门，可定期打开对粉尘进行清理。
41.抽真空设备是采用单台或多台，吸力或真空度达到—20kpa以上的设备，例如鼓风机14或强力排风机，能提供—20kpa以上的负压的设备。
42.气体进入风机方向不同，其使用方法也不同，有两种使用方法：
43.一是当气流的进入的方向垂直风机的转动轴，风机的功率在0.5kw至20kw之间，风机直径在100至1500mm之间，风叶的直径在10至1000mm之间，风机进气口和出气口的大小都在10至500mm之间。其中，风叶的形状也数量任意。
44.二是当气流进入的方向与风机转动轴方向一致，风机的功率在0.5kw至20kw之间，
风机直径在100至1500mm之间，风叶的宽度在10至1000mm之间，风机进气口为喇叭形，最小端开口直径30至200mm之间，最大开口为200至1500mm之间。其中，风叶的形状也数量任意。
45.抽真空设备可以采用真空泵3，利用机械、物理、化学或物理化学的方法对被抽容器进行抽气而获得真空。
46.旋风除尘器2的顶部上设置有用于与抬包1连接的进气口6和降低抬包内真空度的进气阀门，旋风除尘器2的顶部设置有用于与真空泵3连接的泵进气管7，真空泵3顶部设置有用于将空气排放到大气中的泵排气管8，真空泵3与电机4传动连接。
47.一种带有抽真空负压装置的抬包，包括抬包1和上述一种用于抬包的抽真空装置。上述一种用于抬包的抽真空装置可以设置在抬包1的侧壁上，也可以设置在抬包1顶部，抬包1的包盖上设置有用于与旋风除尘器2上的进气口6相连接的出气口。
48.通过真空泵3直接抽取抬包1内的空气，形成负压状态。在电机4的运行下，开始抽取铝液，抬包1内空气连同一些粉尘一起被抽取出来，通过进气口6进入旋风除尘器2进行清洁空气，将抬包1内的粉尘从空气中分离出来，可以单独清理粉尘，清洁后的空气通过泵进气管7进入真空泵3，然后通过泵排气管8被释放入大气中。
49.此外，员工在抽铝作业完成和当班生产任力完成将要下班打扫卫生时，经常用压缩空气对电解槽周围和车间地面上的粉尘进行吹扫，吹扫后的粉尘落到车间地面下的地面上。等粉尘积累的多了定期再由员工统一打扫清理上来，既浪费气源，又重复劳动增加劳动量。
50.抽真空装置的前端可以增加管道和吸尘头，抽真空装置开启后产生强大的负压，吸尘效果非常好，可作为吸尘器对地面和设备上的粉尘进行吸取，再经在除尘装置与气体分离并收集，重新回收入电解槽。这样充分合理利用粉尘中的有用成份，减少员工将粉尘进行吹扫至电解槽下部地面再打扫收集吊运出来的工作量，同时减少粉尘垃圾对环境的影响与材料的浪费。
51.实施例2
52.如图4所示：一种用于抬包的抽真空装置，包括依次设置的储真空过滤设备、抽真空设备和电机4，空气过滤设备采用旋风除尘器2，旋风除尘器2的顶部设置有用于与抽真空设备连接的泵进气管7和降低抬包内真空度的进气阀门。抽真空设备可以采用鼓风机14或强力排风机，通过高速旋转的风叶带动抽取真空。鼓风机14顶部设置有用于将空气排放到大气中的泵排气管8，鼓风机14与电机4传动连接。
53.利用鼓风机14直接将抬包1内的空气抽取出来，形成负压状态。在电机4的运行下，开始抽取铝液，抬包1内空气连同一些粉尘一起被抽取出来，通过进气口6进入旋风除尘器2进行清洁空气，将抬包1内的粉尘从空气中分离出来，可以单独清理粉尘，清洁后的空气通过泵进气管7进入鼓风机14，然后通过泵排气管8被释放入大气中。
54.实施例3
55.如图5所示：一种用于抬包的抽真空装置，包括依次设置的空气过滤设备、抽真空设备和电机4，空气过滤设备采用湿式过滤器15，湿式过滤器15包括罐体，罐体内有水，进气口6设置在罐体底部侧壁上，罐体顶部侧壁上设置有带阀门的补水管道和用于与抽空气设备连接的泵进气管7和降低抬包内真空度的进气阀门，罐体的底部设置有排污管，罐体的侧壁上设置有水位显示装置，罐体内设置有与进气口6管腔相连的水平放置的主气管1501，主
气管1501沿罐体高度方向并列设置并且管腔通过辅助气管1502相连，主气管1501上沿长度方向并列设置有支气管1503，主气管1501和支气管1503的管腔相连，支气管1503上开设有均匀分布的多个开口1504。支气管1503始终处于水中，当水没有淹没支气管1503时，打开补水管道的阀门进行补水。
56.气体从进气口6通入罐体的主气管1501，然后气体进入分散在水中的多个支气管1503。其中，主气管1501的直径为20至120mm之间，支气管1503的直径为10至100mm。气体经支气管1503上开口1504排出，开口1504的直径不大于10mm，气体在水中上升的过程中粉尘被吸附，沉淀到罐体底部，上升的气体最终进入泵进气口7流向下个设备。
57.抽真空设备采用鼓风机14，鼓风机14顶部设置有用于将空气排放到大气中的泵排气管8，鼓风机14与电机4传动连接。利用鼓风机14直接将抬包1内的空气抽取出来，形成负压状态。在电机4的运行下，开始抽取，抬包1内空气连同一些粉尘一起被抽取出来，通过进气口6进入湿式过滤器15进行清洁空气，将抬包1内的粉尘从空气中分离出来，可以单独清理粉尘，清洁后的空气通过泵进气管7进入鼓风机14，然后通过泵排气管8被释放入大气中。
58.实施例4
59.如图6所示：一种用于抬包的抽真空装置，包括依次设置的空气过滤设备、抽真空设备和电机4，空气过滤设备采用旋风除尘器2，抽真空设备采用水环式真空泵。真空泵3后设置有水箱5，水箱5为真空泵3提供水循环的水的来源。真空泵3顶部对称设置有泵进气管7和泵排气管8，泵进气管7用于与旋风除尘器2连接，泵排气管8和水箱5的顶部连接，真空泵3两端或一端的底部设置有连通的进水管9，水箱5侧壁的底部设置有出水管13，真空泵3上的进水管9和水箱上的出水管13连接，水箱5顶部设置有排气口10，水箱5侧壁的顶部设置有带阀门的补水口11，当水箱5内的水不够用时，通过补水口11加水，水箱5底部的侧壁设置有用于排放杂质等的排污口12。
60.水环式真空泵在转动的风叶之间与周围泵体内充满水。内风机旋转时，抽取真空，电机4的功率在0.5至20kw，叶片的数量与形状根据需要，风叶的宽度与直径在20至800mm之间。水在真空泵3腔底进入真空泵3，排出的水进入水箱5，由水箱5的水管进再进入真空泵3进行循环。水管的直径在10至100mm，水箱5的形状任意，体积在0.5至3立方，进出气口的管径在20至150mm。水环式真空泵避免了空气倒流，不会将周围大气中的空气也进行抽取，提高负压效率，减少能源浪费。
61.在电机4的运行下，开始抽取，抬包1内空气连同一些粉尘一起被抽取出来，通过进气口6进入旋风除尘器2进行清洁空气，将抬包1内的粉尘从空气中分离出来，可以单独清理粉尘，清洁后的空气通过泵进气管7进入真空泵3，再通过泵排气管8进入水箱5内，然后通过水箱5上的排气口10被释放入大气中。
62.实施例5
63.如图7所示：一种用于抬包的抽真空装置，包括依次设置的储真空过滤设备、抽真空设备和电机4，储真空过滤设备采用干式过滤器16。干式过滤器16包括罐体，进气口6设置在罐体的侧壁上，罐体的另一侧的侧壁上设置有用于与抽真空设备连接的泵进气管7，罐体内设置有与罐体底部呈水平或竖直方向的多层过滤网1601。其中，过滤网1601可以为平板形或圆筒形。
64.气体经过过滤网1601进入泵进气管7，过滤网1601为耐高温的材料，例如石棉、岩
棉、硅酸盐、碳纤维，钢及钢合金纤维等材料，其制成的带有网孔的板、筒为干式过滤器16的过滤网1601，粉尘进入干式过滤器16进行除尘，干式过滤器16的体积在0.1至2立方之间。干式过滤器16不会产生二次污染，可以有效的去除废气中的粉尘和水雾，粉尘和水雾会被滤料有效的截留下来，以保证空气的洁净。
65.抽真空设备采用水环式真空泵。在电机4的运行下，开始抽取，抬包1内空气连同一些粉尘一起被抽取出来，通过进气口6进入干式过滤器15进行清洁空气，将抬包1的粉尘从空气中分离出来，可以单独清理粉尘，清洁后的空气通过泵进气管7进入真空泵3，再通过泵排气管8进入水箱5内，然后通过水箱5上的排气口10被释放入大气中。
66.为了使除尘效果更好，使最终排放到大气中的气体更加清洁，以上实施例1至5中旋风除尘器2、湿式过滤器15、干式过滤器16可以采用一种多个的组合成储真空过滤设备，也可以采用多种每种设置一个组合成储真空过滤设备，还可以采用多种每种设置多个组成储真空过滤设备，在各种储真空设备的相互配合下除尘效果更好。
67.本实用新型的用于抬包的抽真空装置和带有抽真空负压装置的抬包使用方法为：将用于抬包的抽真空装置安装在抬包1的外部。用天车将抬包吊运至已需要准备好出铝的电解槽附近，抬包称重装置正常；将抽真空装置上的进气口6与抬包1上的抽气口相连接，启动抽真空装置，负压表数值达到规定数值，进行下步工作；操作天车将吸铝管入口插入电解槽铝液面以下的合适位置，打开阀门，抽真空装置将抬包1内空气抽走，使抬包1内呈负压状态，进而抽取铝液；观察抬包内铝液重量变化至要求数量，关闭阀门，关闭抽真空装置、打开泄压阀。其中，从抬包1内抽取的空气先经过储真空过滤设备，清洁空气后释放进大气中。
68.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。