节能电解槽打壳气缸系统设计
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电解铝压缩空气系统节能方案
铝业股份有限公司电解铝压缩空气系统节能改造项目技术方案四、改造内容4.1、打壳节气电解铝行业中打壳缸的耗气量对整个工厂能耗的影响至关重要。
有效地降低打壳缸压缩空气的能耗、提高打壳缸的压缩空气使用效率是解决电解铝行业压缩空气系统节能的有效途径。
打壳专用节气单元可有效节省电解打壳用气30%以上。
4.2、管道供气节能管理单元供气管网之间的压力调节与流量调度，稳定管网的压力，保证压缩空气在各压力管网间的有效分配和利用，减少供气管网的压力波动及供气盈余所造成的浪费。
同时对主要用气工序进行恒压恒流控制调节，避免用气过程中的压力流量波动，减少重点用气工序的用气浪费；实现恒压恒流供气。
4.3、空压机供气及调度系统构建空压机供气及调度系统，包含空压机节能监测系统及供气管理单元，实现压缩空气系统节能改造后的产气供气平衡；对空压机附属设备的干燥机、过滤器及冷却水泵等进行监测管理；通过精细化管理手段，降低空压机房内各硬件的维保成本，提高供气管网运行的稳定性，实现精益生产及安全生产。
4.4、局部增压铸造车间对于压缩空气的需求流量较低，但需要较高压力以满足堆垛机工作。
大流量增压柜可实现最高2倍增压，可解决目前用气压力需求。
4.5、节能型喷嘴应用电解车间吹扫用风仍然是造成局部管道瞬时用气波动较大的原因之一；而现有吹扫等用气工序使用的喷嘴过于粗放且不合理，吹力小流量大，对于压缩空气的使用存在极大浪费；通过拉瓦尔管式节能型喷嘴，可有效降低压缩空气使用消耗量，提高出口吹力。
4.6、流量计量监测系统构建流量计量系统，对各生产车间及使用环节等进行流量监测，实现各工段的实时流量监测。
开展培训，协助企业进行精细化现场管理、提升员工节能意识、杜绝浪费。
4.7、输料节气1）采用输料专用节气单元解决输料过程中对管网压力波动较大的影响，削峰平谷，减少输料过程的浪费；2）将输料点前移至电解车间较近区域，进一步缩减输送距离，减少输送损失及后期输送管路维护费用等。
300-350kA电解槽打壳气缸噪声降噪装置的设计应用
１ 电解 厂 房 的 主 要 噪声 源 电解厂房的主要 噪声源有 多功能机组机械 、 液压 、 空压机运动 、
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工艺运输车辆运 动、 槽控机控制 指示 扬声器声响 、 气控柜 电磁 阀动 作、 打壳气缸运 动、 特殊槽风冷处理等。
目前 中心下料预 焙阳极电解槽打壳 气缸均 以压缩空 气做为动 力源 ， 气动元件动作时产生的尾气 通过消音 器进行能量释放会产生 噪声 ， 若 噪声值超过 ８ ５ ｄ Ｂ （ Ａ） ， 将 严重 影响现场工作 的员工身 心健 康， 造成职业病危害 。所 以电解厂房噪声治理一直是 各铝行业 厂家 的首要任务之一。
｛ ／ ｒ ＿ ｆ Ｉ Ｊ ＿ … 一 Ｉ — 。 一 。 ｆ Ｊ … ～ — 一
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１ ４ ９ ８÷２ ８ ４ ８ ｘ １ ０ ０ ％ ＝ ５ ２ ． ５ ９ ％。 ３ ． ３ 监控部门检测结果 结 束 语 （ １ ） ３ ０ ０ ｋ Ａ电解槽平均噪声值 ９ ６ ． １ ６ ｄ Ｂ （ Ａ） ； 该降噪装置结 构简单、 投入资金少 、 牢 固耐用 、 维 护费用低 。使 ３ ５ ０ ｋ Ａ电解槽平均 噪声值 ９ Ｏ ． ０ ８ ｄ Ｂ （ Ａ） 。 打壳气缸尾气实 现… ０’ 噪声值排放 ， 电解工工作 区域噪声值 控制在 （ ２ ） 检验标 准《 Ｇ Ｂ ｚ 厂 ｒ １ ８ ９ ． ８ — ２ ０ ０ ７工 作场所 物理 因素测 量 一噪 ７ ５ ｄ Ｂ （ Ａ） 以下 ； 打壳气缸使 用周 期提高一倍 以上 ， 回程尾 气得到二 声》 。 次利用 ， 达到节能 目标 ， 整体技术 达到了国内铝电解行业领先水 平。 （ ３ ） 结论 ： 不符合人体健康要求 ， 整改。 具备在电解铝行业 内具有推广 和示范价值。 ４ 降噪装置实施意义 参考文献 将噪声值控制在人体接受的范 围之 内， 达 到国家环保 和职业病 １ １ ３ ｏ ｏ 一 ３ ５ ０ ｋ Ａ 电 解槽 气控 原 理 图， 沈 阳铝 镁 设 计 院 ． 防范控制要求 ； 降低电解槽 打壳气缸运行维护费用 ， 实现节能 降耗 。 ［ 【 ２ ］ ３ ０ ０ ～ ３ ５ ０ ｋ Ａ电解槽 气控 系统安装 图， 沈阳铝镁设计院． ５ 实 施 方 案 及 工作 原 理 【 ３ ］ Ｇ Ｂ Ｚ ／ Ｔ １ ８ ９ ． ８ — ２ ０ ０ ７工作场所物理 因素测量一 噪声． 中华人 民共和 国 通过多方面讨论 ， 最终决定采用 改变噪声源 出 口位置 ， 将打壳
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工艺运输车辆运 动、 槽控机控制 指示 扬声器声响 、 气控柜 电磁 阀动 作、 打壳气缸运 动、 特殊槽风冷处理等。
目前 中心下料预 焙阳极电解槽打壳 气缸均 以压缩空 气做为动 力源 ， 气动元件动作时产生的尾气 通过消音 器进行能量释放会产生 噪声 ， 若 噪声值超过 ８ ５ ｄ Ｂ （ Ａ） ， 将 严重 影响现场工作 的员工身 心健 康， 造成职业病危害 。所 以电解厂房噪声治理一直是 各铝行业 厂家 的首要任务之一。
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铝电解槽新型打壳下料装置控制系统
13铝电解槽用新型打壳下料装置控制系统现有技术：现通用的预焙铝电解槽用打壳装置，由打壳气缸、导向连杆和打壳锤头构制而成，通过电磁换向阀控制气缸内活塞杆体上下往返运动，靠导向连杆带动打击锤头，击破由电解质和氧化铝所组成电解质结壳，形成一个氧化铝下料通道，以便准确定量的添加氧化铝至电解槽的电解质中，参加热点化学反应，生成电解铝。
存在问题：现通用的铝电解槽用打壳装置，打壳锤头上下运动的行程，往往是由气缸活塞杆的整个全行程所决定的，无论是电解质结壳或高或低、打壳锤头的或长短都不能确定其合理的打壳深度及行程，这样就容易产生下列弊端：1、在同等结壳高度（厚度）的情况下，磨损后较短的锤头则打不透电解质结壳孔洞，使氧化铝料无法定时定量准确的加添到电解槽中的电解质中；2、而新更换的较长的锤头，则由于穿打深度较长，即使打开了电解质结壳孔洞，锤头仍继续下行，这样不仅加剧了锤头磨损，而且还容易使锤头长包，使电解质粘附在锤头上；3、锤头粘附电解质长包后不仅需要人工进行及时清理，增加了劳动强度，加大了锤头重量，增大了气缸的回程提升载荷，易造成锤头回升缓慢，影响氧化铝添置入电解质中，影响电解质中的氧化铝浓度的平衡，造成槽效应的发生，增加氟化碳气体的排放量。
改进技术方案：在原气缸活塞杆下部的导向连杆与打壳锤头相连的部位上，安装上一个电压传感器，使打击锤头下行打通电解槽内电解质结壳孔洞后，瞬间将槽内电解质的电压讯号转变成控制信号，利用这种电压控制信号，来控制气缸活塞杆上下往复运动行程和方向的电磁方向阀的闭合回路及动作方向，从而使打壳锤头在打通电解质结壳孔洞后，立刻停止下行打击行程，迅速返回提升行程。
技术原理：在原设计绝缘良好的铝电解槽用打壳装置导向连杆与打壳锤头相连的导电金属部位，安装上一个电压传感器，使打击锤头下行打通电解槽内电解质结壳孔洞后，锤头下端部与电解质电解液瞬间接触后将电解槽内的电压变化讯号，通过导接线传导给电压继电器上，将电压讯号通过槽控箱，转变成控制信号，传导到控制气缸活塞杆上下往复运动的电磁方向阀上，从而使打壳锤头在打通电解质结壳后，立刻停止下行打击行程，迅速返回提升行程，及时改变打击锤头的运动方向，既防止了打击锤头打不透电解结壳的可能性，又防止打击锤头打透电解结壳孔洞后仍继续向下插入的可能性。
铝电解槽智能打壳系统[实用新型专利]
![铝电解槽智能打壳系统[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s1/m/5eb0483df02d2af90242a8956bec0975f465a4d3.png)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201720437727.5(22)申请日 2017.04.21(73)专利权人 郑州中实赛尔科技有限公司地址 450001 河南省郑州市高新区长椿路11号Y03幢1单元1-6层1号(72)发明人 王伟之 曹志成 (74)专利代理机构 郑州大通专利商标代理有限公司 41111代理人 陈大通(51)Int.Cl.C25C 3/14(2006.01)C25C 3/20(2006.01)(54)实用新型名称铝电解槽智能打壳系统(57)摘要本实用新型属于铝电解技术领域，尤其涉及一种铝电解槽智能打壳系统，包括打壳气缸、打壳杆和打壳锤头，所述打壳气缸连接打壳杆的一端，打壳杆的另一端连接打壳锤头，还包括电磁方向阀和智能检测控制系统，所述电磁方向阀控制打壳气缸动作，所述智能检测控制系统包括多路频率信号产生模块、频率信号检测模块以及分析处理模块，所述多路频率信号产生模块的输出端与打壳锤头相连接，所述频率信号检测模块的输入端与电解槽底部相连接，所述频率信号检测模块的输出端与分析处理模块的输入端相连接，分析处理模块的输出端与电磁方向阀控制连接。
该系统集检测和控制为一体，即可满足电解铝行业对打壳作业的控制要求。
权利要求书1页 说明书3页 附图1页CN 206814861 U 2017.12.29C N 206814861U1.一种铝电解槽智能打壳系统，包括打壳气缸、打壳杆和打壳锤头，所述打壳气缸连接打壳杆的一端，打壳杆的另一端连接打壳锤头，其特征在于，还包括电磁方向阀和智能检测控制系统，所述电磁方向阀控制打壳气缸动作，所述智能检测控制系统包括多路频率信号产生模块、频率信号检测模块以及分析处理模块，所述多路频率信号产生模块的输出端与打壳锤头相连接，所述频率信号检测模块的输入端与电解槽底部相连接，所述频率信号检测模块的输出端与分析处理模块的输入端相连接，分析处理模块的输出端与电磁方向阀控制连接。
电解槽打壳气缸结构
电解槽打壳气缸结构
电解槽打壳气缸结构通常由气缸本体、活塞、活塞杆、密封圈、气缸盖等组成。
其中，气缸本体是整个气缸结构的主体部分，通常采用铝合金、不锈钢等高强度材料制造，以承受高压气体的作用力。
活塞是气缸内部的移动部件，与气缸壁形成密闭空间，通过压缩和释放气体来实现动力输出。
活塞杆是连接活塞和机械部件的部件，通常采用高强度钢材制造。
密封圈是保证气缸内部气密性的重要部件，通常采用橡胶、聚四氟乙烯等材料制造。
气缸盖是气缸的上部封闭部件，通常采用与气缸本体相同的材料制造，以确保整个气缸结构的稳定性和密封性。
新型节能电解槽打壳气缸系统设计
新型节能电解槽打壳气缸系统设计新型节能电解槽打壳气缸系统设计摘要：本文针对传统电解槽打壳气缸系统能耗高、效率低等问题，设计了一种新型的节能电解槽打壳气缸系统。
通过改进气缸结构、优化控制策略和应用新型材料等手段，实现了对电解槽打壳过程中的能量损失进行降低，提高了电解效率，减少了环境污染，具有较大的应用前景和经济效益。
关键词：节能，电解槽，打壳气缸，设计，优化1. 引言随着能源危机和环境污染问题的日益突出，节能减排已成为各个领域发展的重要方向。
在金属冶炼工业中，电解槽是一个重要的能耗环节，而电解槽打壳气缸系统是其中的关键组成部分。
传统的电解槽打壳气缸系统能耗高、效率低，不仅造成能源浪费，还会对环境造成污染。
因此，设计一种新型的节能电解槽打壳气缸系统具有重要意义。
2. 设计思想本文设计的新型节能电解槽打壳气缸系统基于以下思想：通过改进气缸结构，减少能量损失；优化控制策略，提高电解效率；应用新型材料，降低环境污染。
3. 系统结构设计新型节能电解槽打壳气缸系统主要由气缸、工作介质供应系统、控制系统等组成。
在气缸结构设计方面，引入了减少摩擦损失的液压缸设计，采用双向缸活塞结构，有效降低了气缸内部的能量损失。
在工作介质供应系统设计方面，增加了可调节的工作介质流量控制装置，通过根据电解槽负荷的变化合理调整工作介质供应量，减少了能源浪费。
控制系统方面，采用先进的控制算法和传感器技术，实现对气缸系统的精确控制，提高了电解效率。
4. 系统优化设计为了进一步提高电解效率和降低能耗，针对电解槽打壳过程中的能量损失问题进行了系统优化设计。
通过分析能量流失的原因，采取一系列措施进行优化。
首先，通过改善气缸密封性能，减少泄漏损失。
其次，优化工作介质的供应和排放过程，缩短电解槽打壳时间，降低能源消耗。
最后，采用高效节能的电解槽打壳工艺，提高金属冶炼效率，降低环境污染。
5. 系统应用与前景展望新型节能电解槽打壳气缸系统在金属冶炼工业中的应用前景广阔。
铝电解槽智能打壳系统使用计划方案
铝电解槽智能打壳系统使用计划方案一、实施背景铝电解槽是铝冶炼中的重要设备之一，其主要作用是将铝矾土经过电解反应转化为铝金属。
在铝电解过程中，电解槽内部会形成一层厚厚的氧化铝壳，这会对电解效率产生负面影响。
为了保证铝电解的效率和质量，需要定期对电解槽进行打壳处理。
传统的打壳方式需要人工操作，不仅效率低下，而且存在一定的安全隐患。
因此，开发一种智能化的铝电解槽打壳系统，既可以提高打壳效率，又可以降低安全风险，具有非常重要的现实意义。
二、实施计划步骤1.需求分析：根据实际需求，确定铝电解槽智能打壳系统的功能和性能指标。
2.技术研发：通过对相关技术的研究，开发出符合要求的铝电解槽智能打壳系统。
3.测试验证：对开发出来的系统进行测试验证，确保其稳定性和可靠性。
4.推广应用：将铝电解槽智能打壳系统推广应用到铝冶炼企业中，实现工业化生产。
5.售后服务：为用户提供系统的售后服务，保证系统的正常运行和维护。
三、适用范围铝电解槽智能打壳系统适用于铝冶炼企业中的铝电解槽打壳工作，可广泛应用于铝电解槽打壳的各个环节。
四、创新要点1.采用智能化控制技术，实现自动化打壳。
2.使用高效的打壳工具，提高打壳效率。
3.采用先进的传感器技术，实时监测电解槽内部情况。
4.具备故障自诊断和报警功能，确保系统的稳定性和可靠性。
五、预期效果1.提高打壳效率，节约人力成本。
2.降低安全风险，保障工作人员的安全。
3.提高铝电解效率和质量，提高生产效益。
六、达到收益1.通过提高打壳效率，降低人力成本，实现生产成本的降低。
2.通过提高铝电解效率和质量，提高生产效益，增加企业收益。
七、优缺点1.优点：智能化控制，自动化打壳，提高打壳效率；采用先进的传感器技术，实时监测电解槽内部情况，确保系统的稳定性和可靠性；具备故障自诊断和报警功能，保障工作人员的安全。
2.缺点：系统的成本较高，需要一定的投资。
八、下一步需要改进的地方1.进一步优化系统性能，提高系统的稳定性和可靠性。
一种电解槽新型打壳气缸支承座设计
一种电解槽新型打壳气缸支承座设计摘要：介绍一种实用新型打壳气缸支承座在电解槽的应用，通过支承座的升降元件调节打壳锤头进入电解槽电解质的深度，延长打壳锤头寿命；关键词：实用新型打壳气缸气缸支承座打壳锤头1.背景说明电解槽打壳气缸是电解槽打穿电解质壳面的动力设备。
铝电解槽在正常生产中，950℃熔融的电解质液上会形成一层坚硬的电解质壳面，阻碍向电解槽中加入氧化铝。
打壳气缸用交接头与打壳锤头连接，打壳锤头利用打壳气缸的动力，打穿电解质壳面，保证氧化铝从打穿的壳面中进入电解槽内。
打壳锤头在工作时是会进入到熔融的电解质溶液内，使打壳锤头不断地磨损、熔化，必须定期对打壳锤头进行更换。
因为在打壳过程中打壳锤头进入电解质溶液中，电解槽的直流电会通过打壳机构与槽上部连通，导致打壳气缸损坏，因此打壳气缸支承座与槽上部之间采用绝缘垫板、绝缘套和绝缘垫等大量绝缘元件隔绝直流电。
2.现状及问题打壳气缸支承座是电解槽打壳气缸固定在电解槽上部的部件。
目前使用的气缸支承座为不可调节式和非绝缘元件，在实际生产过程中会出现以下不足：2.1.更换新打壳锤头后，打壳气缸锤头的高度固定，新锤头进入铝液较多，加速锤头熔化速度，减少锤头使用寿命。
2.2.无法适应电解槽在生产过程中的电解质和铝液水平的波动。
2.3.随着打壳锤头的消耗，打穿电解质壳面的孔会逐渐变小，当孔小于50mm 时，需更换新打壳锤头。
2.4.在更换新打壳锤头时，需拆除固定气缸支承座的所有螺栓，取出绝缘元件，用天车吊出打壳气缸及打壳锤头；更换新打壳气缸及锤头后，安装绝缘元件及螺栓。
更换一个气缸平均用时40分钟，员工劳动强度大。
3.设计概述为解决上述问题，我们设计试验一种新型打壳气缸支承座，并在400KA电解槽进行试验运行，经过半年运行，效果非常好，达到设计目标。
新型打壳气缸支承座由固定瓦座、升降元件、固定销和定位销组成。
气缸固定耳安装在升降元件内，升降元件安装在固定座中间，固定销联接固定座和升降元件。
一种电解槽节能气动系统控制装置[实用新型专利]
专利名称：一种电解槽节能气动系统控制装置专利类型：实用新型专利
发明人：段卫武
申请号：CN201520224077.7
申请日：20150414
公开号：CN204570059U
公开日：
20150819
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种电解槽节能气动系统控制装置，包括若干定容下料器及若干打壳气缸，其中，所述若干打壳气缸上均设置有打壳锤头，并且，所述若干定容下料器及所述若干打壳气缸上均连接有智能气控柜及三定供油装置。
本实用新型的有益效果：本装置自动化程度高，节气可达到60%，故障自动报警，大面积提高打壳气缸和打壳锤头的使用寿命，大大减少装置故障率，同时，高精准定容下料器提高了下料的准确性，减少了下料的故障率，为电解生产提供良好的作业环境、减少工人劳动力、提高生产效率，安全系数高，不会出现人员及设备安全事故；具有良好经济性，减少了设备成本与维修难度，降低铝电解成本，具有良好的经济效益。
申请人：段卫武
地址：044001 山西省运城市盐湖区解州镇新建路30号
国籍：CN
代理机构：北京纽乐康知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：史静
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智能铝电解槽打壳气缸[实用新型专利]
专利名称：智能铝电解槽打壳气缸专利类型：实用新型专利
发明人：周新益,张锡义,吴宏杰
申请号：CN200920282740.3
申请日：20091231
公开号：CN201636111U
公开日：
20101117
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型涉及一种智能铝电解槽打壳气缸，其主要在前、后端盖之间安装缸套，缸套内连接有活塞，活塞固定在活塞杆上，在后端盖上设有二位五通气控阀，在前端盖上设有前行止点二位三通气控阀前气管座，在后端盖上设有前行止点二位三通气控阀后气管座，在前行止点二位三通气控阀前气管座设有前行止点二位三通气控阀导气管，在后端盖上设有压力继电器，在活塞的前端面上连接有缓冲柱塞，在活塞的后端面上连接有止落柱塞，所述止落柱塞的后段具有向后收缩的触发斜面，在后端盖上设有返回止点信号装置，在前端盖上设有前行止点二位三通气控阀，在后端盖上设有机械锁装置。
本实用新型具有操作简便、随机信息反馈、工作寿命长等特点。
申请人：无锡市华通气动制造有限公司
地址：214177 江苏省无锡市惠山经济开发区欣惠路555号
国籍：CN
代理机构：无锡市大为专利商标事务所
代理人：殷红梅
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2019.28科学技术创新进行问题的解决。
事故报警和预告报警是当下安全监视功能主要使用的两种报警方式：事故报警方式的应用情况是当系统发生跳闸或者电力的保护装置出现故障或者遭到破坏的时候会发出报警的信号，预告报警的应用情况此时电力装置并没有出现故障只是电压或者电流超出了正常的状态，此时会发出报警信号，并且电力监控系统会对出现故障的信息和数据进行记录方便以后进行查询。
2.6提高供配电系统的信息采集的效率在供配电设计中应用电力监控系统的一个重要作用就是提高供配电系统的信息采集的效率。
供配电的运行在应用电力监控系统之后可以得到有效地控制，并处于实时的监督之下。
仪表是电力监控系统进行工作时主要使用的设备，仪表本质上是一个显示信息的设备，在仪表的屏幕上可以全面显示收集到的信息，这样可以提高信息的时效性和可靠性，也可以方便用户对各种数据和信息的理解和利用。
3结合案例对电力监控系统的应用进行分析以东莞体育中心为例进行电力监控系统的应用分析，东莞体育中心时常会承办一些比较大型的赛事比如说羽毛球、篮球赛和各种文娱活动，由于东莞体育中心的设备比较完善因此对电力的需求也比较大，并且必须保证电力的提供足够可靠。
如果在举办过程中出现断电或者停电等问题将会带来很大的经济损失。
因此在进行供配电设计时一定要充分考虑供电安全的问题。
因此使用电力监控系统就显得尤为的必要，使用电力监控系统可以对各个工作点的工作进行实时的监控，然后需要设置专门的监控值班室并且配备专业的工作人员进行系统的控制。
4结论总而言之，供配电设计中应用电力监控系统可以发挥出来巨大的作用，应用电力监控系统可以电力企业的供配电系统进行实时的监督，保障电力系统供配电工作的顺利开展，电力监控系统可以提高收集到的数据和信息的可靠性和高效性。
为了让其发挥出来更大的作用，工作人员必须对电力监控系统有一个清晰的了解和认识，对其进行不断地改进和完善，让电力监控系统和其他系统可以更加紧密地连接在一起。
参考文献[1]张春锁.电力监控系统在企业供配电设计中的作用分析[J].数码设计（下）,2019,(1):206-207.[2]樊宇.电力监控系统在供配电设计中应用的研究[J].百科论坛电子杂志,2019,(4):485.[3]沈佳.探讨电力监控系统在供配电设计中的应用[J].大科技,2019,(8):60-61.作者简介:国永清（1975，5，10-），男，毕业于东北电力大学电气工程及其自动化专业，国网黑龙江省电力有限公司哈尔滨分公司电力工程技术工程师。
节能电解槽打壳气缸系统设计王志强（青铜峡铝业股份有限责任公司宁东铝业分公司，宁夏灵武750409）1概述在当前工业中，铝及铝合金金属已成为应用最广泛的材料之一，是促进社会工业发展必不可少的基础材料，因此电解铝行业也成为目前我国工业生产中最重要的基础行业之一。
在我国“十三五”规划中，曾多次提及工业产业节能减排目标，且在《铝工业“十三五”发展规划》中提出在电解铝生产中要提高能源的利用率，减少能源消耗量，因此研究开发新型电解铝装备是当前电解铝行业的关键。
2电解槽节能打壳气缸系统设计2.1打壳气缸工作原理打壳气缸的安装位置如图1所示，其在电解铝施工中的主要作用是保证电解铝原料能够顺利进入电解槽，打壳气缸的主要工作原理是在气缸和换向阀结合组成系统的驱动下通过压缩空气产生一定的冲击力，将电解槽中与冷空气结合形成的结壳层打破，从而保证电解铝原料能够不断的进入电解槽中。
电解槽中的溶液与冷空气相遇后产生的结壳层厚度并不固定，大部分结壳层相对较薄，打壳气缸仅需要输出较小的力即可成功打破，但是如果存在较厚的结壳层就需要打壳气缸输出较大的力才能打破，因此针对不同薄厚程度的结壳层，打壳气缸通过换向阀在不同的工作模式之间进行切换，使气缸能够输出大小程度不同的力。
当打壳系统处于待工状态时换向阀的状态如图2所示，此时换向阀1处于断开状态，而换向阀2处于闭合状态，打壳气缸的活塞在起始位置上。
当打壳气缸开始工作后，打壳气缸活塞离开起始位置，整个打壳系统进入差动模式，此时系统的两个换向阀都处于闭合状态，气缸中无杆腔和有杆腔的气路被串通，有杆腔内气体排出后直接汇入到无杆腔，在这个模式下系统具有较小的耗气量，输出的气量也较小，能够将较薄的结壳打破。
如果铝液表面形成了较厚一层结壳层，则差动模式状态下的输出力已无法将结壳打破，此时换向阀切换模式，阀1闭合而阀2断开，采用双作用气缸换向回路连接模式，气缸的耗气量和输出力同时大幅度增加，此时为打壳气缸的强力模式，采摘要：电解铝生产过程中一个必不可少的重要设备就是打壳气缸，它也是电解槽中的高耗能部分。
打壳气缸系统的设计质量和设计合理性对金属铝的生产加工有着不可忽视的影响，现阶段，打壳气缸气动系统仍存在一些问题，导致其工作稳定性和能源利用率都受到了不同程度的影响。
因此为了提升打壳气缸系统的工作稳定性，技术人员选择采用带有延时功能的纯气动回路代替了原始的电磁力换向，通过减少电磁铁数量的方式提升了气动系统的稳定性。
关键词：电解槽；打壳；气缸；设计中图分类号:TF821文献标识码:A 文章编号:2096-4390(2019)28-0153-02（转下页）153--科学技术创新2019.28用这种强力模式能够将大部分厚结壳层打破。
当结壳层被成功打破后，打壳气缸系统恢复到最初位置，换向阀1处于断开状态，换向阀2处于闭合状态，打壳气缸系统中有杆腔进行气源供气，气体经过无杆腔排出至外界，打壳气缸活塞收回，最后进入最初状态，重复待工模式（如图1）。
总结来说，打壳系统工作都按照以上周期进行循环往复，最初接收信号打壳系统进入差动模式状态，在运行中根据实际情况判断是否应该进入强力模式。
因此在使用过程中如何对换向阀2进行有效控制对打壳气缸工作效率以及工作效果有着重要的影响。
2.2打壳气缸的性能指标为了使打壳气缸能够刚好的为电解铝过程提供服务，在其设计过程中应该满足以下几个性能指标。
第一，打壳气缸应具有一定的稳定性，只有打壳系统运行稳定才能保证电解铝在生产过程中顺利进行，不发生间断。
增强打壳气缸的稳定性能够有效提升电解铝生产的生产效率，提升企业的单位经济价值。
第二，打壳气缸应具有一定的通用性，设计出的打壳气缸应该能够在多种型号的电解槽中进行应用，另外气缸制作时的各种元件，机械结构以及一些容易损坏的零部件都应该能够较容易的被替换且系统本身能够根据铝电解生产中的实际情况进行调节。
第三，打壳气缸应该具有节能性，设计生产出的打壳系统应能有效降低其在运行过程中消耗的空气，同时能够降低系统在待工状态时泄漏的空气量，从而降低铝电解企业电解铝的生产成本。
最后，打壳气缸应该具有运行操作简单。
维护方便的特性。
一般来说铝电解行业生产规模和生产量都较大，打壳系统使用频繁，因此其操作维护应该足够简单便捷，方便施工人员和维修人员操作。
3电解槽打壳气缸系统设计3.1打壳气缸系统气动回路设计电解槽打壳系统回路主要由打壳系统基础气动回路，换向阀气控支路以及打壳系统在待工模式下的节能回路组成。
本文中研究的节能电解槽打壳气缸系统与传统的打壳气缸系统相比进行了一些创新与改进，将传统打壳系统中的电磁换向阀用气控换向阀进行代替，并采用带有延时功能的气控支路对换气阀进行控制，有效缓解了传统电磁阀在高温高磁环境下损坏失效的情况，提升了打壳系统的稳定性。
同时有效减少了运行过程中空气泄漏量，降低了空气消耗。
设计后的打壳系统工作时流程如下：当电路接通后打壳系统进入工作状态，压缩空气进入无杆腔中，打壳系统的活塞杆发生运动，压力变大；同时有杆腔内的压缩空气在气控换向阀的作用下与气源压缩空气一同进入无杆腔，打壳气缸进入差动工作模式。
接着气源压缩空气逐渐进入气控支路，气控支路中的压力增大，当支路中的压力达到一定程度后打壳系统的先导阀关闭，气体由气控支路流向副控换气阀，打壳气缸实现换向操作，差动模式完成。
3.2打壳气缸系统机械结构设计打壳气缸机械结构是保证系统正常工作运行的基础，合理的机械结构设计能够更好的为系统使用提供帮助。
打壳气缸系统的机械结构主要由能源装置、执行元件、控制元件、辅助元件以及工作介质组成。
其中能源装置是为打壳系统提供能源的部件，现阶段空压机是较为常见的打壳系统能源装置，一般来说会有专门的气站为铝电解生产提供集中供气源。
执行元件的主要作用是将气体提供的压力转化为装置的机械动力，气缸是打壳系统中最主要的执行元件。
控制元件的主要作用是对压缩气体的流动方向和压力大小进行控制，打壳气缸系统中的主要控制元件包括主控电磁阀和换向阀。
打壳系统中除了能源装置、执行元件和控制元件以外的装置都可归类为辅助元件，辅助元件是保证打壳气缸系统正常工作的必要装置。
从以上组成部分的主要作用中可以看出，执行元件和控制元件是打壳系统中的重点结构。
在进行打壳气缸执行元件设计时应该将设计的主要目标定位在双作用耐热性气缸的设计上，近年来经过电解铝技术的不断发展，气缸作为打壳系统中最主要的执行元件已经实现了不同应用情况和应用特点的批量化生产。
在电解铝加工中使用的气缸，平均工作温度能够达到180度，最高峰值温度可达250摄氏度。
在正常工作状态，打壳气缸提供的最大供气压力为0.6MPa ，因此系统的最大输出气力为0.6MPa 状态下的输出力。
通过对气缸最大输出力的计算分析，可以选择出合适的打壳气缸型号，而完成气缸选择后则可以对控制元件进行进一步设计。
3.3打壳气缸系统节能回路设计近年来，我国各行各业已经将节能环保问题列为重点关注问题，因此在对打壳系统的气动回路和机械结构进行设计后还应该对其节能回路系统加以设计改良。
具体来讲，在设计中可以使用打壳气缸系统的差动回路作为气缸活塞伸出时的气动回路，在此过程中，有杆腔内的气体不被排出至外界，取而代之，气体被排出后可以重新返回至无杆腔内进行重复利用，打壳系统在运行过程中大大降低了对压缩空气的消耗，压缩空气能够更好的被有效利用，提升了能源的使用效率。
结束语文章讨论了一种新型的电解槽用打壳系统设计方案，在设计中采用新型气控换向阀代替了传统的电磁换向阀，有效提升电解槽用打壳气缸系统的稳定性。
同时对打壳系统进行了节能回路设计，大大减少了对压缩空气的需求量，取得了节能环保的效果。
希望通过本文的分析研究能够为相关工作人员提供一定的借鉴，从而更好地促进我国电解铝行业的稳定发展。
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