专利名称:生产碳块用的振动压实器的充气悬架的制作方法本发明是关于振动压实器的充气悬架装置，尤其适用于利用霍尔-赫罗尔特(Hall-Heroult)工艺，即通过电解溶解在熔融冰晶石中的氧化铝来生产铝的电解槽用碳质电极的制造，但是也不排除在其它方面的应用。最先进的采用霍尔-赫罗尔特工艺生产铝的设备所使用的是预焙阳极。这种预焙阳极的生产过程是这样的在120°-200℃温度下混合经过粉碎的焦炭和硬沥青，得到碳糊，碳糊在120°-160℃温度下成形为预焙阳极。阳极的质量对能否顺利生产及生产经济效益起着重要作用，技术人员一直在对改进阳极的特性作出不断的努力，特别是通过提高阳极电导率(由此提高电解作用的总能量收益)及提高阳极的致密度，由此提高它们的使用寿命。事实上，即使采用机械的和自动的方式更换一块阳极仍然是一个很棘手的问题，并会在电解槽的电、热平衡方面造成局部失调。广泛用于阳极成形的工艺是振动压实。这种工艺也可以用于其它类型的炭块成形，如电解铝用的电解槽阴极衬块或用于冶铁学、电冶金学和同样目的的电极。从混合器中流出的温度为120°-200℃的碳糊注入模具，模具底部是一块振动底板;模具的四壁至少部分是活动的，以便于成形的碳块脱模;模具顶部是很重的顶盖，顶盖向下的模面即是阳极上表面压印形状壁面或角，各种槽形构造，悬杆的密封孔。利用一个在大多数情况下由具有不平衡偏心构件的二个转轴所构成的装置使模具底板产生振动。振动元件是基本垂直放置的，振动频率为数十赫兹，振幅可达数十毫米。振动底板通过一定数量的弹簧，由一个混凝土基座支承着。通过弹簧悬挂振动压实器并不十分理想。特别是存在下述明显的缺陷。a)不可控制。实际上，在同一底板上生产不同规格的碳块时，为了适应碳糊或模具重量的变化，或适应与时间有关的碳糊特性的变化，操作人员只能改变偏心不平衡块的旋转速度。b)弹簧悬架式振动压实器不能保持绝对的平衡。这或是由于在初始状态弹簧的刚度或高度的不同，或是由于在使用期限内弹簧刚度变化所致。c)对于周围的环境来说，压实器不能充分地隔振。
本发明的主旨是一种新型的振动压实器的弹性悬架装置，该悬架采用的是压力可调节气垫，部分或全部取代通常用于振动底板与混凝土块之间的弹簧支承和减振元件。
图1到图5说明本发明的实施方式。
图1表示已有技术和普通振动压实器的结构(垂直剖视)。
图2表示根据本发明安装了充气垫的相同的振动压实器。
图3表示充气垫的详细装配结构。
图4表示本发明的另一种结构形式，即用弹簧或弹性支承物来代替一定数量的气垫。
图5表示气垫在振动底板下面的分布(轮廓图)。
振动压实器(1)通常由两块可移动的横向壁(2)和两块在剖视图中看不见的纵向壁构成的平行六面体模具组成。振动板(3)就是模具的底板，在与二个带有偏心不平衡配重的轴相偶连的马达作用下，振动板承受一个频率为10-30赫兹，振幅可达40毫米的垂直方向分量的振动。振动压实机的固有频率通常在2-20赫兹之间。
相当重的顶盖(4)(例如2至4吨重)，既在其自身重量惯性作用下压实碳块，又压制成形阳极(5)顶部，包括断壁或角(6)，悬杆密封插入件(7)，以及各种槽形构造。
压模工序结束后，移去模壁(2)，阳极被顶重器(8)推向传送带(9)，送入焙烘炉或送入半成品贮存库。模具振动底板(3)由成组的螺旋弹簧(10)支承在混凝土基座(11)上，为了尽可能地减小将振动传到周围，常将混凝土基座使用弹性支承装置与地面隔离。
根据本发明，弹簧(10)部分或全部由可充气的气垫或软管(12)所替代。
图2所表示的实施例中，使用由两块与弹性膜(14)相连接的金属板(13A、13B)形成的气垫或软管。金属板上备有四个带螺纹的金属插入件以便固定它。其中一块板，在实施例的图中是13B，有充气孔(15)。
在图2所示的实施例中，由18个气垫取代了24只弹簧。
为了安全起见，气垫(12)的气流回路并不全是并连的，比较好的分布方式是这样要么使每一气垫单独与气源相接，要么把它们分成若干组，每组分别充入几个巴的气压(如2至8个巴，也就是说0.2-0.8Mpa气压)，这些组按一定次序排列并配上相互隔离的阀门，并能对装置并联作出选择，使其能够同时对气垫充气直至充到相同的压力，然后把各组断开。用一能显示出气压下降信号的气压表(22)来监测压力。
气垫(12)有气孔(15)，充气孔靠近底板的下部，这样就把充气回路所受到的振动降到最低。
考虑到装置的质量(10至30吨)和由于振动可产生的力，所以必需保证在充气垫发生故障时(漏气或爆裂)，振动压实器的安全。
为防止如上所述的一般性漏气，把该装置分成许多气垫组。充气时这些组以并联的方式与一中间气箱(26)相连，因此可将所有气垫充气到相同的气压。
中间气箱与高压气源，如压缩空气瓶(23)，相连接。
当对气垫充气时，各气垫组靠电动阀门的操作予以隔开。
可以设想，当机器在工作时，气垫组是保持并联关系的。在这种情况下，只有借助气压测量仪测出的有漏气现象时气垫组才被相互断开。
此外，在靠近底板的四个角还装有四个防撞检测器(18)，对振动底板(3)有任何早期的断裂它们都能作出反应，并且自动中断配有偏心不平衡块马达的转动。
在振动底板和混凝土基座之间还装有一定数量的弹性支承件(19)，以防止气垫普遍漏气时振动底板(3)全部塌落，由此保证气垫不被振动压实器和阳极的重量压毁。
最后，还可以保留一定数量的弹簧(10)以加强或替代弹性支承件(19)，其目的仍是为了避免振动底板(3)的全部塌落。
还可以在电动阀门和气垫之间增加一容器(如25所示)，其目的是调整气垫的总容量，因此增强气垫的刚度。
根据以上所阐述的原理，按照本发明，振动压实器装有18个由FIRESTONE生产的A113型弹性气垫，气垫的最大直径为390毫米。
18个气垫被安装在底架结构的四周。注入的气压可控制在0.4至0.8Mpa之间，根据压缩空气的供给方式，18个气垫被分成五组，有四组每组四个气垫，有一组是两个气垫，对称排列(见图5)。
如上所述，充气孔(15)位于靠近下面的基座。每一组气垫都由装有黄铜连接件的聚酰胺类聚合物(如注册商标为-RILSAN的)制成的管相接。五组中的每一组都通过各自的阀门(21)与共用的中间气箱(26)相接，气箱本身又通过阀门(20)与高压气源相接。
这些阀门允许进行以下操作以可控制的气压向所有气垫平行充气，隔开5组气垫，利用电驱动的排气阀门(24)排气，或使一组气垫独立于其它组单独排气。
可以把整个系统连接于工厂的压缩空气管路或连接于压缩机，还可以接于压缩气体(或空气)瓶(23)，所需的气体容量可以是较小的。
在底座中部，8个印有“PAULSTRA”商标的弹性支承物(19)能够在发生气垫普遍漏气或破裂事故时防止振动压实器完全塌落以及压毁气垫。
振动压实器的总重量为13.5吨(其中顶盖3.9吨，底板+阳极9.6吨)，每一气垫所承受的负荷为13.5/18＝750公斤/每个气垫。整个支承件测得的刚度为15.8·106牛顿/米，也就是说每一气垫充气到7个巴(0.7Mpa)时刚度为0.88·106N/m。(牛顿/米)按照上述方式安装的机器已生产出两批不同规格的阳极。
下表所表示的是这两批阳极与用装弹簧的振动压实器生产的同样配量的阳极之间不同的特性(固定刚度＝40·106N/m)。
阳极重量 顶盖重量 刚度 相对已有技术，增加的干燥密度KG KG N/m g/cm3配量A 350 2200 12.7·106+0.015配量B 690 4000 15.8·106+0.005干燥密度定义为表观密度乘以(100-间距容量%/100)。
使用本项发明可以作到-利用增加或减少气垫内的充气气压，很容易调节悬架支承物的刚度。当生产不同规格的碳块，或使用不同的原材料时，可以很容易使其刚度适应振动质量的变化。
-使机器处于更好的平衡状态。由于各个气垫是并联的，它们注入气体的压力是相等的，因此悬架装置的刚度也是均匀分布的。
-通过监测气体回路内的压力，能及时发现某一气垫是否失效。
-由于把透射系数的响应峰值转变至低频，所以能限制振动传到外部(基础块)。振动频率出现在衰减区而不是增强区。
所取得的所有这些优点绝不影响生产出来的碳块的致密度。


压实碳块用的振动压实器的悬架装置。要成型的碳糊注入模具，模具位于振动板(3)之上，振动板由减振装置(10)支承在通常为混凝土的基座(11)之上，至少一部分减振装置由可充气的气垫构成。各气垫始终并联于同一个可控压力的气源，另外，在充气时它们并联连接，并以单个或以组的形式与压力气源断开。还有一个测量每个或每组气垫中气压的装置和一个显示每个或每组气垫中压力下降的装置。