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WO 2006/111649 PCT/FR2006/000844
DISPOSITIF ET PROCEDE DE MAINTIEN ET DE RACCORDEMENT D'UNE TIGE
D'ANODE SUR UN CADRE ANODIQUE D'UNE CELLULE D'ELECTROLYSE DE
L'ALUMINIUM
s DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention concerne un connecteur, un crochet et un dispositif pour
le maintien et le raccordement d'une tige d'anode contre un cadre anodique
d'une cellule d'électrolyse de l'aluminium, ainsi qu'un procédé de maintien et
de raccordement d'une telle tige d'anode.
L'aluminium métal est produit industriellement par électrolyse de l'alumine en
solution dans un bain d'électrolyte, selon le procédé de Hall-Heroult. Le bain
d'électrolyte est contenu dans une cuve d'électrolyse comprenant un caisson
en acier revêtu intérieurement de matériaux réfractaires et/ou isolants, et au
]s fond duquel est situé un ensemble cathodique. Des anodes, typiquement en
matériau carboné, sont partiellement immergées dans le bain d'électrolyte.
Chaque anode est munie d'une tige métallique destinée à son raccordement
électrique et mécanique à un cadre anodique mobile par rapport à un
portique fixé au-dessus de la cuve d'électrolyse. Chaque tige d'anode est
raccordée au cadre anodique à l'aide de crochets disposés de part et d'autre
de la tige d'anode et d'un connecteur amovible apte à être déposé sur ces
crochets et à plaquer la tige d'anode contre le cadre anodique.
Au cours de la vie de l'installation, le raccordement des tiges d'anode au
cadre anodique est effectué dans différents cas :
- lors du démarrage de l'installation, au tout début du régime de
fonctionnement continu, après la phase de préchauffage ;
- en régime de fonctionnement continu, lorsque le cadre anodique a atteint la
limite basse de sa course et qu'il est nécessaire de le remonter par rapport à
l'ensemble des anodes afin de poursuivre l'exploitation ;
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- lorsque les anodes sont trop usées et/ou détériorées et qu'il est nécessaire
de
les changer.
Or, lors de cette opération de raccordement, il arrive que les tiges d'anode
s soient mai positionnées, par exemple disposées de façon non parfaitement
verticale mais légèrement oblique. Ce problème est particulièrement rencontré
lorsque l'on change les anodes, car, alors, elles peuvent être maintenues dans
cette position incorrecte en raison de la croûte qui est formée en surface du
bain d'électrolyte. Du fait de la tenue apparente conférée par la croûte, ce
io mauvais positionnement est difficilement détectable, et le connecteur
semble
jouer parfaitement son rôle.
Toutefois, en régime de fonctionnement continu, la croûte fond et ne peut plus
de ce fait assurer le maintien de la tige d'anode. Cette dernière n'est alors
plus
rs maintenue de manière satisfaisante contre le cadre anodique par le
connecteur du fait du mauvais positionnement initial. Il s'ensuit une
dégradation du raccordement électrique et mécanique, ce qui nuit aux
performances de l'installation. Dans le pire des cas, la tige d'anode peut
glisser
par rapport au cadre anodique et tomber au fond de la cuve d'électrolyse,
20 nécessitant ainsi des interventions longues et coûteuses.
De façon générale, ce problème se pose lorsque, pour différentes raisons, la
position de l'anode change. En effet, les efforts exercés sur la tige d'anode
sont alors modifiés par rapport à la position initiale dans laquelle le
serrage de
25 la tige d'anode était satisfaisant. En conséquence, la tige d'anode n'est
plus
convenablement maintenue contre le cadre anodique par le connecteur.
Les documents EP 0 178 766 et US 5 876 585 proposent des dispositifs de
raccordement temporaires qui assurent le serrage de la tige d'anode contre le
30 cadre anodique lors de la mise en route de l'installation. Ces dispositifs
de
raccordement comportent des moyens, tels que des galets et des systèmes de
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type ressorts ou rondelles Belleville, autorisant un déplacement relatif de la
tige
d'anode tout en maintenant un serrage satisfaisant aux différents stades de
dilatation et de déformation des éléments de la cellule d'électrolyse en cours
de pré-chauffage.
s
Cependant, ces dispositifs ne sont destinés à être utilisés qu'en phase de
préchauffage de l'installation, au cours de laquelle les anodes sont posées
sur
le fond de la cuve. En régime de fonctionnement continu, lorsque les anodes
ne reposent plus sur le fond de la cuve, les galets ne permettraient pas
io d'assurer un serrage suffisant des tiges d'anode. Ainsi, en régime de
fonctionnement continu, le document US 5 876 585 prévoit d'utiliser des
dispositifs de raccordement dépourvus de moyens de compensation tels que
des galets et des ressorts.
rs En outre, ces dispositifs sont insuffisants pour compenser un mauvais
positionnement initial de la tige d'anode par rapport au cadre anodique, car,
dans ce cas, les conséquences sur le déplacement de la tige sont beaucoup
plus importantes que ceux provenant de la montée en température des
composants de la cellule.
La demande française FR 2 039 543 décrit un connecteur comprenant un corps
comportant deux leviers destinés à exercer une pression sur la tige d'anode
vers le cadre anodique par au moins une face d'appui, deux tiges latérales
sensiblement coaxiales dépassant chacune latéralement dudit corps et
2s destinés à reposer chacune sur un crochet fixé au cadre anodique, de part
et
d'autre de la tige et une vis de serrage apte à provoquer le pivotement des
leviers autour de l'axe des tiges latérales, de sorte que le connecteur peut
se
trouver dans deux configurations géométriques particulières: une configuration
de serrage (ou encore une "configuration serrée") où la face d'appui des
leviers
est en contact avec la tige d'anode et la sollicite vers le cadre anodique
sensiblement perpendiculairement à celui-ci et une configuration de
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desserrage (ou encore une "configuration desserrée"), dans laquelle la face
d'appui des leviers n'exerce pas de pression sur la tige d'anode. Un tel
connecteur, employé actuellement couramment dans les ateliers d'électrolyse
autant en pré-chauffage qu'en régime continu, ne dispose pas non plus de
s moyen de compensation autorisant un déplacement relatif significatif de la
tige d'anode tout en maintenant un serrage satisfaisant de celle-ci sur le
cadre
anodique.
La présente invention vise à remédier aux inconvénients mentionnés ci-dessus,
w en fournissant une solution permettant d'assurer un excellent serrage de la
tige
d'anode contre le cadre anodique, malgré un éventuel positionnement initial
incorrect, au moyen d'un connecteur, un crochet et/ou un dispositif pouvant
être utilisé en phase de préchauffage mais également en régime de
fonctionnement continu.
is
A cet effet, et selon un premier aspect, l'invention concerne un connecteur
pour le maintien et le raccordement d'une tige d'anode contre un cadre
anodique d'une cellule d'électrolyse de l'aluminium, comprenant :
- un corps comportant au moins une partie mobile comprenant une face
20 d'appui, ladite partie mobile se déplaçant de telle sorte que la dite face
d'appui exerce une pression sur la tige d'anode, en suivant une direction
sensiblement perpendiculaire à la surface de contact du cadre anodique;
- un couple de protubérances latérales sensiblement axiales dépassant
chacune latéralement dudit corps, orientées substantiellement
25 perpendiculairement à ladite direction et étant destinées à reposer chacune
sur un crochet fixé au cadre anodique, de part et d'autre de la tige d'anode;
- et un actionneur apte à provoquer le déplacement de ladite partie mobile
pour l'amener entre une position de serrage, dans laquelle ladite face d'appui
est en contact avec la tige d'anode et la sollicite vers le cadre anodique
30 lorsque lesdites protubérances latérales reposent sur lesdits crochets, et
une
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position de desserrage, dans laquelle ladite face d'appui n'exerce pas de
pression sur la tige d'anode;
caractérisé en ce que ledit connecteur présente au moins partiellement une
géométrie et/ou est constitué au moins partiellement d'un matériau tels que,
s lorsque ledit actionneur amène la partie mobile en position de serrage,
ledit
connecteur subit une déformation élastique suffisante pour que, en cas de
changement de position de la tige d'anode par rapport au cadre anodique,
ledit connecteur, par retour élastique au moins partiel vers sa position de
repos,
reste en contact avec ladite tige d'anode et continue ainsi à assurer un
1o maintien ferme de ladite tige d'anode contre ledit cadre anodique.
Autrement dit, le connecteur selon l'invention comporte au moins une partie
apte à emmagasiner une énergie de déformation élastique suffisante pour
entraîner un grand déplacement de la face d'appui en direction du cadre
is. anodique, lorsque l'effort de serrage est relâché. Cette partie
particulièrement
déformable élastiquement peut être tout ou partie de la partie mobile, d'un
élément de liaison entre la partie mobile et l'actionneur, ou encore tout ou
partie du couple de protubérances latérales. Bien évidemment, on peut
également combiner plusieurs de ces parties du connecteur de façon à ce
20 que se soit le connecteur dans son ensemble qui présente cette aptitude à
emmagasiner ladite déformation élastique suffisante.
Le but est d'emmagasiner une réserve d'énergie mécanique dans le
connecteur telle qu'en cas de libération des contraintes de contact liée à un
2s déplacement relatif de la tige d'anode par rapport au cadre anodique, la
face d'appui du connecteur contre la tige d'anode peut, par retour élastique
dudit connecteur, se déplacer d'une certaine distance en direction de ladite
tige d'anode. En pratique, la demanderesse a évalué que ladite déformation
élastique suffisante doit se traduire, au cours d'un retour élastique
résultant
30 d'une baisse de l'effort de serrage, par un déplacement de la face d'appui
de
la partie mobile en direction du cadre anodique d'au moins 0,6 millimètre, de
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préférence supérieur à I mm, voire 2 mm, voire encore 3mm. Une autre façon
d'estimer ladite déformation élastique suffisante revient à viser la
compensation
d'un déplacement angulaire de la tige d'anode par rapport à la verticale d'au
moins 0,15 , et de préférence au moins 0,3 .
La partie du connecteur apte à emmagasiner une grande déformation
élastique doit donc présenter une géométrie telle et être constituée d'un
matériau possédant une limite élastique suffisamment élevée pour qu'un tel
déplacement, typiquement supérieur à 0,6 mm, se traduise par une
io déformation purement élastique. De préférence on choisira un matériau dont
la limite élastique est supérieure à 1000 N/mm2, typiquement un métal,
notamment un acier.
Une modalité préférée d'un connecteur selon l'invention comprend :
- un corps comportant, en tant que parties mobiles, deux leviers destinés à
exercer une pression sur la tige d'anode vers le cadre anodique par au moins
une face d'appui;
- en tant que protubérances latérales, deux tiges latérales sensiblement
coaxiales dépassant chacune latéralement dudit corps et destinées à reposer
chacune sur un crochet fixé au cadre anodique, de part et d'autre de la tige
d'anode;
- et, en tant qu'actionneur, une vis de serrage apte à provoquer le pivotement
des leviers autour de l'axe des tiges latérales entre une position de serrage
dans laquelle la face d'appui des leviers est en contact avec la tige d'anode
et la sollicite vers le cadre anodique sensiblement perpendiculairement à
celui-
ci et une position de desserrage dans laquelle la face d'appui des leviers
n'exerce pas de pression sur la tige d'anode.
Les deux tiges latérales peuvent être formées par une unique tige traversant
le
corps du connecteur. La géométrie et la matière constitutive d'au moins un
levier et/ou une tige latérale du connecteur sont aptes à permettre, lors du
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serrage de la vis pour le maintien et le raccordement de la tige d'anode, une
déformation élastique suffisante du connecteur pour que, en cas de
changement de position de la tige d'anode par rapport au cadre anodique,
ledit connecteur, par retour élastique au moins partiel vers sa position de
repos,
s reste en contact avec ladite tige d'anode et continue ainsi à assurer un
maintien ferme de ladite tige d'anode contre ledit cadre anodique. On
constitue ainsi une réserve d'énergie mécanique dans le connecteur pour la
restituer automatiquement en cas de mouvement de la tige d'anode, afin que
le raccordement et le maintien de la tige d'anode contre le cadre anodique
io soit toujours satisfaisant.
Par exemple, le connecteur présente une tige latérale suffisamment longue, de
sorte que la distance entre le corps du connecteur et la zone d'appui de cette
tige, destinée à reposer sur le crochet fixé au cadre anodique, est
suffisamment
7s importante pour permettre une déformation élastique de ladite tige et, en
conséquence, un déplacement du corps du connecteur, et par conséquent
de sa face d'appui sur la tige d'anode, sensiblement perpendiculairement au
cadre anodique, d'une amplitude supérieure à 0,6 mm. De préférence, au
moins une tige latérale est réalisée en un matériau dont la limite élastique
est
20 supérieure à 1000 N/mm2, typiquement un métal, notamment un acier.
Ladite distance entre le corps du connecteur et la zone d'appui de cette tige
latérale peut être supérieure à 50 mm, voire à 90 mm, et l'amplitude du
déplacement du corps du connecteur peut dépasser 1 mm, voire 2 mm, voire
2s encore 3 mm. La distance entre le corps du connecteur et la zone d'appui de
la tige latérale correspondante peut être comprise entre 20 et 40 % de la
distance entre les zones d'appui des deux tiges latérales (c'est-à-dire la
distance entre les deux crochets fixés au cadre anodique).
3o Au moins un levier peut comporter au moins un flasque présentant une
échancrure pratiquée depuis son bord supérieur ou inférieur et définissant
deux
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branches écartées l'une de l'autre selon une direction perpendiculaire aux
tiges latérales. Le fond de l'échancrure peut alors former un logement destiné
à recevoir une tige latérale.
Au moins un levier peut comporter un patin élastique dont au moins une partie
forme la face d'appui dudit levier sur la tige d'anode. Ce patin peut se
présenter sous la forme d'une patte élastique repliée sur elle-même, de
préférence réalisée en métal, notamment en acier.
ro Selon un autre aspect, l'invention concerne un crochet destiné à être fixé
au
cadre anodique d'une cellule d'électrolyse de l'aluminium pour le maintien et
le raccordement, contre le cadre anodique, d'une tige d'anode placée à
côté du crochet, et sur lequel est destiné à reposer un connecteur pouvant
être actionné entre une position de serrage dans laquelle le connecteur est en
contact avec la tige d'anode et la sollicite vers le cadre anodique
sensiblement perpendiculairement à celui-ci et une position de desserrage
dans laquelle le connecteur n'exerce pas de pression sur la tige d'anode. La
géométrie et la matière constitutive du crochet sont aptes à permettre, lors
de
l'actionnement du connecteur vers la position de serrage, une déformation
élastique suffisante du crochet par rapport au cadre anodique pour que le
crochet puisse, par retour élastique au moins partiel vers sa position de
repos,
compenser un changement éventuel de la position de la tige d'anode par
rapport au cadre anodique et continuer ainsi à assurer un maintien ferme de la
tige d'anode contre le cadre anodique. En d'autres termes, on constitue une
2s réserve d'énergie mécanique dans le ou chaque crochet destinée à être
restituée automatiquement en cas de mouvement de la tige d'anode.
Selon un autre aspect, l'invention concerne un dispositif de maintien et de
raccordement d'une tige d'anode contre un cadre anodique d'une cellule
3o d'électrolyse de l'aluminium, comprenant :
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- deux crochets fixés au cadre anodique et entre lesquels la tige d'anode est
destinée à être placée ;
- un connecteur comprenant:
a) un corps comportant au moins une partie mobile comprenant une face
d'appui, ladite partie mobile se déplaçant de telle sorte que la dite face
d'appui exerce une pression sur la tige d'anode, en suivant une direction
sensiblement perpendiculaire à la surface de contact du cadre anodique,
b) un couple de protubérances dépassant chacune latéralement dudit corps,
orientées globalement perpendiculairement à ladite direction, étant destinées
io à reposer chacune sur un crochet et
c) un actionneur apte à provoquer le déplacement de ladite partie mobile
pour l'amener entre une position de serrage, dans laquelle ladite face d'appui
est en contact avec la tige d'anode et la sollicite vers le cadre anodique
lorsque lesdites protubérances reposent sur lesdits crochets, et une position
de
is desserrage, dans laquelle ladite face d'appui n'exerce pas de pression sur
la
tige d'anode. Les crochets et/ou le connecteur présentent au moins
partiellement une géométrie et/ou sont au moins partiellement constitués d'un
matériau tels que lorsque lesdites protubérances reposent sur lesdits crochets
et
que ledit actionneur amène la partie mobile en position de serrage, ledit
20 dispositif de maintien et de raccordement subit une déformation élastique
suffisante pour que, en cas de changement de position de la tige d'anode par
rapport au cadre anodique, ledit connecteur, par retour élastique au moins
partiel dudit dispositif vers sa position de repos, reste en contact avec
ladite
tige d'anode et continue ainsi à assurer un maintien ferme de ladite tige
25 d'anode contre ledit cadre anodique.
En particulier, le dispositif comprend un connecteur comprenant un corps
comportant deux leviers présentant au moins une face d'appui, deux tiges
latérales sensiblement coaxiales dépassant chacune latéralement d'un levier,
3o destinées à reposer chacune sur un crochet, et une vis de serrage apte à
provoquer le pivotement des leviers autour de l'axe des tiges entre une
position
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de serrage dans laquelle la face d'appui des leviers est en contact avec la
tige d'anode et la sollicite vers le cadre anodique sensiblement
perpendiculairement à celui-ci et une position de desserrage dans laquelle la
face d'appui des leviers n'exerce pas de pression sur la tige d'anode. La
géométrie et la matière constitutive d'au moins un crochet, un levier et/ou
une
tige latérale du connecteur sont aptes à permettre, lors du serrage de la vis
pour le maintien et le raccordement de la tige d'anode, une déformation
élastique suffisante du dispositif de maintien par rapport au cadre anodique
pour que le dispositif de maintien puisse, par retour élastique au moins
partiel
wo vers sa position de repos, compenser un changement éventuel de la position
de la tige d'anode par rapport au cadre anodique et continuer ainsi à assurer
un maintien ferme de la tige d'anode contre le cadre anodique.
Contrairement à l'art antérieur, ce dispositif permet en outre d'éviter la
mise en
oeuvre de pièces spécifiques supplémentaires (galet, ressort, rondelle) qu'il
faudrait assembler aux autres et régulièrement changer.
Le connecteur et/ou le crochet peuvent être conformes à ceux
précédemment décrits.
Selon une réalisation possible, la largeur Lc du corps du connecteur est
inférieure à la largeur LTA, de la tige d'anode, et par exemple Lc < 0,8 LTA.
Enfin, selon un autre aspect, l'invention concerne un procédé de maintien et
de raccordement d'une tige d'anode contre un cadre anodique d'une cellule
d'électrolyse de l'aluminium, comprenant les étapes consistant à :
- placer la tige d'anode entre deux crochets fixés au cadre anodique
- prévoir un connecteur comprenant:
a) un corps comportant au moins une partie mobile comprenant une face
d'appui, ladite partie mobile se déplaçant de telle sorte que la dite face
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d'appui exerce une pression sur la tige d'anode, en suivant une direction
sensiblement perpendiculaire à la surface de contact du cadre anodique;
b) un couple de protubérances dépassant chacune latéralement dudit
corps, orientées globalement perpendiculairement à ladite direction, étant
s destinées à reposer chacune sur un crochet fixé au cadre anodique, de part
et d'autre de la tige d'anode;
c) et un actionneur apte à provoquer le déplacement de ladite partie mobile
pour l'amener entre une position de serrage, dans laquelle ladite face
d'appui est en contact avec la tige d'anode et la sollicite vers le cadre
anodique lorsque lesdites protubérances reposent sur lesdits crochets, et une
position de desserrage, dans laquelle ladite face d'appui n'exerce pas de
pression sur la tige d'anode;
- placer le connecteur sur les crochets, en faisant reposer chacune des
protubérances latérales sur un crochet, le connecteur étant dans une position
is de desserrage;
- actionner l'actionneur pour amener la partie mobile vers une position de
serrage.
Dans ce procédé selon cet aspect de l'invention, l'actionneur est actionné
jusqu'à provoquer une déformation élastique suffisante d'au moins un crochet
et/ou au moins une partie du connecteur pour que ledit connecteur, par retour
élastique au moins partiel dudit crochet et/ou de ladite partie du connecteur
vers sa position de repos, reste en contact avec ladite tige d'anode et
continue ainsi à assurer un maintien. ferme de ladite tige d'anode contre
ledit
cadre anodique.
En particulier, cet aspect de l'invention concerne un procédé de maintien et
de raccordement d'une tige d'anode contre un cadre anodique d'une cellule
d'électrolyse de l'aluminium, comprenant les étapes consistant à :
- placer la tige d'anode entre deux crochets fixés au cadre anodique ;
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- prévoir un connecteur comprenant un corps comportant deux leviers
présentant au moins une face d'appui, deux tiges latérales sensiblement
coaxiales dépassant chacune latéralement d'un levier et une vis de serrage ;
- placer le connecteur sur les crochets, en faisant reposer chacune des tiges
s latérales sur un crochet, le connecteur étant dans une position desserrée
dans
laquelle la face d'appui des leviers n'exerce pas de pression sur la tige
d'anode ;
- actionner la vis de serrage pour provoquer le pivotement des leviers autour
de
l'axe des tiges vers une position de serrage dans laquelle la face d'appui des
io leviers est en contact avec la tige d'anode et la sollicite vers le cadre
anodique sensiblement perpendiculairement à celui-ci.
La vis de serrage est actionnée jusqu'à provoquer une déformation élastique
suffisante d'au moins un crochet, un levier et/ou une tige latérale du
is connecteur par rapport au cadre anodique pour que ledit crochet, levier
et/ou ladite tige latérale puisse, par retour élastique au moins partiel vers
sa
position de repos, compenser un changement éventuel de la position de la
tige d'anode par rapport au cadre anodique et continuer ainsi à assurer un
maintien ferme de la tige d'anode contre le cadre anodique, la géométrie et
20 la matière constitutive dudit crochet, dudit levier et/ou de ladite tige
latérale
étant choisis de sorte à permettre une telle déformation élastique et un tel
retour élastique.
Le connecteur et/ou le crochet peuvent être conformes à ceux
25 précédemment décrits.
Pour sa bonne compréhension, l'invention est à nouveau décrite ci-dessous en
référence aux figures annexées représentant, à titre d'exemples non
limitatifs,
plusieurs formes de réalisation possibles de l'invention.
3o La figure 1 est une vue en perspective d'une cellule d'électrolyse typique
destinée à la production d'aluminium ;
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La figure 2 est une vue en perspective d'une tige d'anode plaquée contre un
cadre anodique par un dispositif de maintien et de raccordement selon un
premier mode de réalisation de l'invention ;
Les figures 3 et 4 sont des vues latérales de la tige d'anode et du dispositif
de la
s figure 2 respectivement en position desserrée et en position de serrage ;
La figure 5 est une vue de dessus de la tige d'anode et du dispositif de la
figure
2, montrant schématiquement, en pointillés, l'axe des tiges latérales et,
partiellement, le corps du connecteur en position déformée ;
Les figures 6 et 7 sont des vues en perspective et latérale d'un crochet selon
un
wo autre mode de réalisation de l'invention ;
La figure 8 est une vue en perspective d'un connecteur selon encore un autre
mode de réalisation de l'invention ; et
La figure 9 est une vue latérale d'un connecteur selon encore un autre mode
de réalisation de l'invention.
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, et une
superstructure 3
comportant un portique fixe 4 et un cadre anodique métallique mobile 5.
La cellule d'électrolyse 1 comprend également des anodes 6 munies d'une tige
métallique 7 destinée à la fixation et au raccordement électrique des anodes 6
au cadre anodique 5. Chaque tige d'anode 7 est raccordée au cadre
anodique 5 par un dispositif de maintien et de raccordement. Ce dispositif
comprend deux crochets 8 fixés au cadre anodique 5, sensiblement à la même
hauteur, et entre lesquels la tige d'anode 7 est destinée à être placée, ainsi
qu'un connecteur 9.
Le connecteur 9 comprend tout d'abord un corps comportant deux leviers, à
savoir un levier supérieur 10 et un levier inférieur 11, qui présentent chacun
deux
flasques latéraux 12a, 12b, 13a, 13b. Les flasques sont ici sensiblement
identiques. Les deux flasques d'un même levier sont réunis d'une part en
partie
avant par un patin 14, dont au moins une partie forme la face d'appui des
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leviers 10, 11 est destinée à exercer une pression sur la tige d'anode 7 vers
le
cadre anodique 5, et d'autre part en partie arrière par un écrou 15, les deux
écrous 15 présentant sensiblement le même axe 16. Dans la zone avant du
corps, le levier inférieur 11 est typiquement partiellement placé entre les
deux
flasques 12a, 12b du levier supérieur 10.
Le connecteur 9 comprend également deux tiges latérales 17a, 17b,
sensiblement cylindriques et de même axe 18, dépassant l'une d'un premier
côté et l'autre du deuxième côté du connecteur 9, dans la zone avant du
w corps. Selon une réalisation possible, les deux tiges latérales 17a, 17b
sont
constituées d'une seule et même tige traversant le corps du connecteur 9 et
dépassant latéralement de part et d'autre dudit corps. Les tiges latérales
17a,
17b sont destinées à reposer chacune sur un crochet B.
Enfin, le connecteur 9 comprend une vis de serrage 19 engagée dans les
écrous 15 et présentant deux zones filetées à pas contraires coopérant
chacune avec un écrou 15. Ainsi, la mise en rotation de la vis 19 autour de
l'axe 16, par un organe de serrage approprié coopérant avec la tête de la vis,
provoque le pivotement des leviers 10, 11 autour de l'axe 18 des tiges
latérales
17a, 17b, entre une position de serrage dans laquelle les deux écrous 15 sont
éloignés l'un de l'autre (figure 4) et une position desserrée dans laquelle
les
deux écrous 15 sont sensiblement jointifs (figure 3).
Le raccordement de la tige d'anode 7 au cadre anodique 5 s'effectue
comme suit : la tige d'anode 7 est placée entre les deux crochets 8 déjà fixés
au cadre anodique 5, puis le connecteur 9 est placé sur les crochets 8, en
faisant reposer chacune des tiges latérales 17a, 17b dans le creux 8a d'un
crochet 8, le connecteur 9 étant dans la position desserrée. Dans cette
position, la face d'appui des leviers 10, 11 n'exerce pas ou peu de pression
sur
la tige d'anode 7 (figure 3). Puis on actionne la vis de serrage 19 pour
provoquer le pivotement des leviers 10, 11 vers la position de serrage. Dans
la
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position de serrage, la face d'appui des leviers 10, 11 est en contact avec la
tige d'anode 7 et la sollicite vers le cadre anodique 5, sensiblement
perpendiculairement à celui-ci, assurant ainsi le maintien et le raccordement
de la tige d'anode 7 au cadre anodique 5 (figure 4).
Le dispositif de maintien et de raccordement est conçu pour permettre
d'assurer un excellent serrage de la tige d'anode 7 contre le cadre anodique 5
à tout moment, même si la tige d'anode 7 vient à se déplacer par rapport au
cadre anodique 5. Ceci est obtenu de la façon suivante : au montage, la vis
1o de serrage 19 est actionnée jusqu'à provoquer une déformation élastique
suffisante d'au moins un élément du dispositif (crochet, levier, tige
latérale) par
rapport au cadre anodique 5. Ainsi, par retour élastique au moins partiel vers
sa
position de repos, cet élément - ou ces éléments - peut compenser un
changement éventuel de la position de la tige d'anode 7 par rapport au
cadre anodique 5 et le dispositif peut ainsi continuer à assurer le maintien
de la
tige d'anode 7 contre le cadre anodique 5.
Selon un premier mode de réalisation, illustré sur les figures 2 à 5, ce sont
les
tiges latérales 17a, 17b du connecteur 9 qui procurent cet effet élastique.
Dans ce mode de réalisation, la largeur Lc du corps du connecteur 9 est
relativement faible par rapport à la largeur LIA de la tige d'anode 7. En
conséquence, puisque les crochets 8 sont placés de part et d'autre de la tige
d'anode 7 et à proximité de celle-ci, la distance L entre le corps du
connecteur
9 et la zone d'appui 20 d'une tige latérale 17a, 17b sur le crochet 8
correspondant est relativement importante. Du fait de ce porte-à-faux
important, lors du serrage de la vis 19, les tiges latérales 17a, 17b peuvent
se
déformer comme représenté schématiquement sur la figure 5, l'axe 18 des
tiges latérales 17a, 17b se courbant en provoquant l'éloignement du corps du
connecteur 9 par rapport au cadre anodique. Le diamètre D des tiges latérales
17a, 17b et la limite élastique de leur matériau constitutif sont choisis afin
de
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permettre une déformation suffisante des tiges latérales 17a, 17b, c'est-à-
dire le
stockage dans les tiges latérales 17a, 17b d'une quantité suffisante d'énergie
mécanique qui pourra être restituée en cas de modification de la position de
la tige d'anode 7. Dans ce cas, les tiges latérales 17a, 17b reviennent au
moins
partiellement vers leur position de repos, et il existe toujours un effort de
serrage
de la tige d'anode 7 contre le cadre anodique 5.
Selon une réalisation possible :
- le diamètre D des tiges latérales 17a, 17b est compris ente 45 et 65 mm, par
wo exemple 57 mm ;
- le matériau constitutif des tiges latérales 17a, 17b est un acier dont la
limite
élastique est de l'ordre de 1040 N/mm2 ;
largeur Lc du corps du connecteur 9 comprise entre 90 et 120 mm ;
la distance L est comprise entre 95 et 115 mm pour une tige d'anode de
largeur LTA = 140 mm et entre 130 et 165 pour une tige d'anode de largeur
LrA = 220 mm.
Le même connecteur 9 est utilisé pour toutes les tiges d'anode dont la largeur
LTA est comprise entre 140 et 220 mm, ce qui correspond à 90% des
applications. Ainsi, puisque la largeur Lc du corps du connecteur 9 est
constante, le porte-à-faux (distance L), et donc la réserve d'énergie
mécanique, sont d'autant plus importants que la largeur LIA de la tige d'anode
7 est grande.
Avec ces valeurs, et pour un effort de 16 tonnes (8 tonnes sur chaque crochet
8), on peut obtenir un déplacement d du corps du connecteur 9 d'au moins
0,8 mm pour une tige d'anode 7 de largeur 140 mm et d'au moins 1,8 mm,
voire plus de 3 mm, pour une tige d'anode 7 de largeur 220 mm, ce qui
correspond à des variations supérieures respectivement à 300 % et à 400 % par
3o rapport à l'art antérieur, pour un même diamètre des tiges latérales 17a,
17b.
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Le connecteur 9 représenté sur la figure 5 est symétrique, mais d'autres
structures pourraient être envisagées dans lesquelles l'une des deux tiges
latérales 17a, 17b serait plus longue et/ou se déformerait plus que l'autre.
s Selon une réalisation possible, le patin 14 ménagé sur les leviers 10, 11
est réalisé
en un matériau élastiquement déformable. Sous l'effet du serrage de la vis 19,
le patin 14 est donc comprimé entre le levier 10, 11 correspondant et la tige
d'anode 7 et peut, si nécessaire, revenir au moins partiellement vers sa
position
de repos et continuer à exercer sur la tige d'anode 7 l'effort nécessaire à
son
wo raccordement et son maintien correct contre le cadre anodique 5.
Selon un autre mode de réalisation, illustré sur les figures 6 et 7, ce sont
les
crochets 8 qui procurent l'effet élastique.
is Le crochet 8 comporte une base de fixation 21, prolongée par un corps
porteur
22 dont les bords supérieur 23 et inférieur 24 sont sensiblement parallèles,
et une
partie d'extrémité 25 recourbée, définissant un creux 26 pour la réception
d'une tige latérale 17a, 17b, et dont le bord extrême libre 27 est
sensiblement
perpendiculaire au bord inférieur 24 du corps porteur 22.
Le crochet 8 est soudé à sa base sur une embase 28 munie de deux
évidements 29 pour la fixation par vissage sur le cadre anodique 5. Des moyens
de positionnement 30 sont en outre ménagés sur une face latérale du crochet
8 destinée à être en regard de la tige d'anode 7, pour le guidage et le
positionnement de la tige d'anode 7 entre les crochets 8.
La hauteur h22 du corps porteur 22 est sensiblement constante et comprise
entre 60 et 85 % de la hauteur h21 de la base 21. Par exemple, h2l est de
l'ordre de 135 mm et h22 de l'ordre de 100 mm.
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Selon une réalisation possible, le crochet 8 est réalisé en acier et présente
une
épaisseur e inférieure à 18 mm, par exemple de 15 mm. Le crochet 8 peut
également comporter des zones localisées dont l'épaisseur est inférieure à
l'épaisseur générale e du crochet 8.
Le crochet 8 présente ainsi une plus grande capacité de déformation élastique
que les crochets de l'art antérieur. Ainsi, pour un effort de 16 tonnes (8
tonnes
sur chaque crochet 8), le déplacement du creux 26 du crochet 8 dans la
direction de l'effort, qui est sensiblement horizontale, est supérieur d'au
moins
70 20 % au déplacement obtenu avec les crochets connus. Si la tige d'anode 7
change de position, le crochet 8 peut, par restitution au moins partielle de
l'énergie mécanique qu'il a stockée en se déformant élastiquement, continuer
à assurer un maintien correct de la tige d'anode 7 contre le cadre anodique 5.
Selon un autre mode de réalisation, illustré sur la figure 8, ce sont les
leviers 10,
11 qui procurent l'effet élastique.
Les deux flasques latéraux 12a, 12b du levier supérieur 10 sont sensiblement
identiques et présentent chacun une échancrure 31 pratiquée depuis leur bord
supérieur, vers l'avant. Les deux flasques latéraux 13a, 13b du levier
inférieur 11
sont sensiblement identiques. Ils présentent chacun une échancrure pratiquée
depuis leur bord inférieur, vers l'avant, et sont placés entre les flasques
latéraux
12a, 12b du levier supérieur 10, de sorte que les échancrures 31 soient
sensiblement en regard et définissent un logement apte à recevoir les tiges
latérales 17a, 17b (ou une unique tige traversante) sensiblement
horizontalement. Les quatre flasques présentent sensiblement la forme de
points d'interrogations placés deux à deux dans une position inversée l'une
par
rapport à l'autre. En variante, seuls les flasques latéraux 12a, 12b du levier
supérieur 10 ou seuls les flasques latéraux 13a, 13b du levier inférieur 11
comportent une telle échancrure, l'effet élastique résultant alors du levier
dont
les flasques comportent l'échancrure. Dans un mode de réalisation de cette
variante, illustré à la Figure 8, les tiges latérales 17a, 1 7b sont disposées
dans le
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creux des éch c ncrures 31. Dans un autre mode de réalisation de cette
variante, les tiges latérales 17a, 17b traversent les flasques latéraux 12a,
12b,
typiquement à proximité du creux des échancrures 31 ; dans ce cas, les
échancrures 31 sont moins profondes que dans le mode de réalisation
précédent.
Du fait de l'échancrure 31, chaque flasque 12a, 12b, 13a, 13b comprend deux
branches 32, 33 écartées l'une de l'autre selon une direction perpendiculaire
a u cadre d'anode 5. Les flasques possèdent ainsi une aptitude à la
io déformation élastique perpendiculairement au cadre d'anode 5, par
rapprochement des deux branches 32, 33 d'une même échancrure 3 1.
Enfin, selon un autre mode de réalisation, illustré sur la figure 9, les
patins des
figures 2 à 5 se présentent sous la forme de pattes élastiques 34 repliées sur
:s elles-mêmes.
Au repos, les deux branches 35, 36 d'une patte 34 sont espacées l'une de
l'autre. Lors du serrage du connecteur 9 contre la tige d'anode 7, les deux
branches 35, 36 sont rapprochées l'une de l'autre pour devenir jointives par
20 déformation élastique. si la tige d'anode 7 change de position, les deux
branches 35, 36 vont revenir vers leur position de repos et, par effet
élastique,
vont continuer à solliciter la tige d'anode 7 vers le cadre anodique 5.
Bien entendu, ii est possible de combiner entre eux deux ou plus des modes de
2s réalisation précédemment décrits pour obtenir une capacité de déformation
élastique, et donc de compensation des mouvements de la tige d'anode
encore plus importante.
