Система з’єднання двох валів у поступальному русі

1. Система механічного й електричного з'єднання між кінцями двох по суті коаксіальних валів (1 і 2), які переміщаються в загальному осьовому напрямі (100) і виконані з можливістю передачі по суті осьових зусиль, при цьому один із валів, що називається "ведучим валом" (1), сполучений із пристроєм поступального осьового переміщення, як правило, силовим циліндром, і з іншим валом, що називається "веденим валом" (2), яка відрізняється тим, що кінець ведучого вала (1), призначений для з'єднання з кінцем веденого вала (2), містить кільцевий паз (11) поряд з осьовим кінцевим продовженням (17 і 8), яке має осьову висоту Н1; кінець веденого вала (2), призначений для з'єднання з кінцем ведучого вала (1), містить кільцевий паз (12) поряд з осьовим кінцевим продовженням (18 і 9), яке має осьову висоту Н2; згадані кінці валів з'єднують всередині по суті циліндричної муфти (10), при цьому муфта містить: перший кільцевий заплечик (13), форма якого є комплементарною і не утворює зазору з формою згаданого кільцевого паза (11), виконаного поряд з осьовим кінцевим продовженням (17 і 8) ведучого вала (1); другий кільцевий заплечик (14), форма якого є комплементарною з формою кільцевого паза (12), виконаного поряд з осьовим кінцевим продовженням (18 і 9) веденого вала (2), при цьому між комплементарними поверхнями кільцевого заплечика 2 (19) 1 3 82916 4 між указаними кінцями валів, і різниця між осьовою висотою Н3 кільцевого паза (12) веденого вала (2) і осьовою висотою Н4 другого кільцевого заплечика (14) муфти (10) відповідає максимальному зазору J4, що строго перевищує максимальний зазор J2 між згаданими кінцями валів. 6. Система за одним із пп.1-5, у якій осьове кінцеве продовження (17 і 8) ведучого вала (1) містить потовщення (8), торець якого містить поперечну стінку, що займає опуклу поверхню, утворену обертанням відносно осі вала (1), а осьове кінцеве продовження (18 і 9) веденого вала (2) містить потовщення (9), торець якого містить поперечну стінку, профіль якої виконують таким чином, щоб, при входженні обох валів у контакт, зона контакту згаданого потовщення (9) зі згаданим потовщенням (8) ведучого вала (1) знаходилася в точці, максимально наближеній до осі (100) ведучого вала (1). 7. Система за п.6, у якій осьове кінцеве продовження (18 і 9) веденого вала (2) містить потовщення (9), торець якого містить поперечну стінку, що займає опуклу поверхню, утворену обертанням відносно осі веденого вала (2), кривизна якої в центрі більша, ніж кривизна поперечної стінки потовщення (8) ведучого вала (1). 8. Система за будь-яким із пп.1-7, у якій осьові кінцеві продовження кожного вала (1, 2) містять основу (17, 18), що знаходиться між кільцевим пазом (13, 14) і потовщенням (7, 8), при цьому основу (17, 18) і потовщення (7, 8) виконують таким чином, щоб пружний електропровідний засіб (7) міг входити в положення опори на кожному з валів, забезпечуючи, таким чином, постійний електричний контакт між обома валами. 9. Система за будь-яким із пп.1-8, у якій кінець ведучого вала (1) містить кільцевий паз (11) та осьове кінцеве продовження (17 і 8), суміжні між собою, при цьому, за рахунок того, що циліндрична основа (17) осьового кінцевого продовження має діаметр, який перевищує діаметр кільцевого паза (11), утворюється поперечна стінка, призначена для входження в контакт із першим заплечиком (13) муфти, і в якій ведений вал (2) містить кільцевий паз (12) і осьове кінцеве продовження (18 і 9), суміжні між собою, при цьому, за рахунок того, що циліндрична основа (18) осьового кінцевого продовження має діаметр, що перевищує діаметр кільцевого паза (12), утворюється поперечна стінка, призначена для входження в контакт із другим заплечиком (14) муфти, при цьому другий заплечик відділений від першого заплечика таким чином, що вони разом обмежують у згаданій муфті порожнину (16), призначену для встановлення в ній згаданих осьових кінцевих продовжень валів. 10. Система за будь-яким із пп.1-9, у якій муфта (10) містить дві півмуфти (3 і 4) у вигляді півциліндра, які містять на внутрішній стороні перший заплечик (13) і другий заплечик (14), при цьому згадані півмуфти встановлюють таким чином, щоб перший заплечик (13) і другий заплечик (14) виявилися навпроти кільцевих пазів (11, 12) ведучого (1) і веденого (2) валів, і з'єднують нерухомо один з одним за допомогою циліндричної втулки (5), що насаджується одним кінцем на один із валів (1). 11. Система за п.10, у якій втулку (5) стопорять на одному кінці за допомогою заплечика (15), який виконує роль упора для півмуфт (3 і 4), а на іншому кінці за допомогою засобу кріплення, який нерухомо з'єднує кожну півмуфту з втулкою (5), як правило, шплінта (6), що проходить через згадану втулку. 12. Обладнання електролізера для електролізного виробництва алюмінію, яке містить систему механічного й електричного з'єднання між кінцями по суті коаксіальних ведучого вала (1) і веденого вала (2) за будь-яким із пп.1-11. 13. Пристрій пробивання і вимірювання, призначений для вимірювання, після пробивання кірки затверділої поверхні ванни, температури та рівня електроліту у ванні електролізера для виробництва алюмінію шляхом вогневого електролізу глинозему, розчиненого в згаданому електроліті, який відрізняє ться тим, що містить систему механічного й електричного з'єднання між кінцями по суті коаксіальних ведучого вала (1) і веденого вала (2) за будь-яким із пп.1-11, у якій ведучий вал (1) є штангою пробійного пневматичного силового циліндра, а ведений вал (2) є штангою-подовжувачем, на якій встановлюють частину, призначену для занурення в електроліт. Даний винахід стосується системи механічного й електричного з'єднання між кінцями двох по суті коаксіальних валів, які переміщаються в загальному осьовому напрямі й виконані з можливістю передачі по суті осьових зусиль. Таку конфігурацію застосовують, зокрема, коли необхідно розділити вал на дві частини для захисту одного з кінців від значних перевантажень (перегрівання, напруження, бічних ударів і т.д.), що діють на інший кінець. Даний винахід стосується, зокрема, пробійних пристроїв, які використовуються в електролізерах для електролізного виробництва алюмінію. Ці пристрої призначені для пробивання кірки, яка утворюється на поверхні ванни, що твердне. Часто їх з'єднують або з дозувальними живильниками, які подають глинозем в електролізер, або з пристроями вимірювання, які дозволяють вимірювати температуру й рівень електроліту в електролізері для забезпечення рівномірної подачі глинозему у ванну. [У патенті FR 2 483 965], що належить «АЛЮМІНІУ М ПЕШИНЕ», описується такий пробійний пристрій, у якому пробійник, який називається також плунжером, сполучений із механізмом осьового переміщення. Встановлений вертикально, він періодично опускається для пробивання кірки ванни, що твердне, таким чином, щоб глинозем, який подається через канал подачі, міг проникати в 5 82916 розплав електроліту. Внаслідок ряду причин, викладених у FR 2 483 965, надзвичайно важливо визначати, чи перебуває плунжер під час свого руху вниз у контакті з розплавом або з затверділою кіркою електроліту. З'ясування контакту між кінцем плунжера, який називається пікою, і розплавленим електролітом здійснюють шляхом вимірювання електричного напруження між плунжером і точкою електролізера, що приймається за контрольний потенціал. Звичайно плунжер електрично ізолюють відносно конструкції електролізера, і, коли піка входить у контакт із розплавленою ванною електроліту, вона досягає потенціалу, близького до потенціалу розплавленого електроліту. Вимірювання цього потенціалу є інформацією для подачі команди на підйом плунжера. [У патенті ЕР-В-0 716 165] описується пробійний пристрій, який охоплює і захищає пристрій вимірювання, що вимірює не тільки рівень ванни, але також її температуру. Для такого пристрою також дуже важливо визначати момент, у який пробійник входить у контакт із розплавленим електролітом, тому пробійник обладнують детекторним пристроєм, що працює на принципі вимірювання електричного напруження між плунжером і точкою електролізера, що приймається за контрольний потенціал. На рівні піки плунжер зазнає сильних як термічних, так і механічних впливів. Чим довше піка залишається у ванні електроліту, тим більша загроза утворення кірки на її поверхні під час підйому, причому ця кірка стає все більшою в ході наступних операцій, що створює проблеми під час роботи і приводить до передчасного зносу плунжера. Плунжер може нормально працювати, якщо він не деформований і надійний з точки зору електрики: в будь-який момент він повинен бути електрично ізольований від конструкції електролізера і повинен постійно забезпечувати можливість проходження електричного струму для виявлення контакту з ванною електроліту. Крім того, оскільки піка може швидко зноситися і поступово деформуватися, то необхідно передбачити засіб, що дозволяє швидко й легко здійснювати її заміну. Нарешті, інший кінець плунжера сполучений із пристроєм його приведення в осьовий рух, як правило, з силовим циліндром, який може працювати тільки при температурі, близькій до температури навколишнього повітря, і не повинен зазнавати впливу сильних механічних напружень, особливо бічних ударів, до яких він найбільше чутливий. Внаслідок усіх цих причин плунжер ділять на дві по суті коаксіальні частини: штангу, сполучену з привідним силовим циліндром, і штангу, яка називається подовжувачем і утримує на одному зі своїх кінців піку. Ці дві частини звичайно з'єднують за допомогою системи гвинт-гайка, однак ця система не забезпечує достатньої надійності, оскільки вона не амортизує, а практично повністю передає механічні удари, що впливають на піку, зокрема, різкі бічні зусилля, що заважають нормальній роботі силового циліндра. Крім того, в системі гвинтгайка часто виникають проблеми відгвинчування, зокрема, коли необхідно замінити піку, і вона не 6 дозволяє надійно забезпечити постійний електричний контакт. У зв'язку з цим заявник розробив систему з'єднання між двома частинами плунжера, що дозволяє усун ути ці недоліки. Об'єктом даного винаходу є система механічного й електричного з'єднання між кінцями двох по суті коаксіальних валів, які переміщаються в загальному осьовому напрямі і зроблені з можливістю передачі по суті осьових зусиль, при цьому один із валів, що називається «ведучим валом», сполучений із пристроєм поступального осьового переміщення, який, як правило є, силовим циліндром, а інший вал, що називається «веденим валом», як правило, обладнують пристроєм вимірювання. Ця система відрізняється тим, що - кінець згаданого ведучого вала, призначений для з'єднання з кінцем веденою вала, містить кільцевий паз поряд з осьовим кінцевим продовженням, що має осьову висоту НІ; - кінець згаданого веденого вала, призначений для з'єднання з кінцем ведучого вала, містить кільцевий паз поряд з осьовим кінцевим продовженням, що має осьову висоту Н2; - згадані кінці з’єднують всередині по суті циліндричної муфти, при цьому згадана муфта містить: - перший кільцевий заплечик, форма якого є комплементарною і не створює зазору з формою згаданого кільцевого пазу, виконаного поряд з осьовим кінцевим продовженням згаданого ведучого вала; - другий кільцевий заплечик, форма якого є комплементарною і не створює зазору з формою згаданого кільцевого пазу, виконаного поряд з осьовим кінцевим продовженням згаданого веденого вала, при цьому між комплементарними поверхнями кільцевого заплечика згаданої муфти і кільцевого пазу згаданого веденого вала виконують радіальний зазор; - порожнину, в яку заходять осьові кінцеві продовження згаданих валів і осьова висота якої суворо перевищує сум у осьових висот НІ і Н2 згаданих осьових кінцевих продовжень, причому - відповідні осьові кінцеві продовження ведучого вала і веденого вала залишаються в постійному механічному й електричному контакті завдяки наявності електропровідного пружного засобу, як правило, металевої гелікоїдальної пружини. Згідно з винаходом перший кільцевий заплечик муфти має форму без зазору, яка відповідає формі кільцевого паза ведучого вала, тоді як другий кільцевий заплечик муфти має форму, яка відповідає формі кільцевого паза веденого вала, при цьому між комплементарними поверхнями кільцевого заплечика згаданої муфти і кільцевим пазом згаданого веденого вала залишають радіальний зазор. Відсутність зазора між кільцевим пазом ведучого паза і заплечиком муфти дозволяє суміщати їх осі. У той же час зазор, що залишається між комплементарними поверхнями кільцевого заплечика муфти і кільцевого паза веденого вала, дозволяє знизити зусилля від бічних ударів, які впли 7 82916 вають на ведений вал на рівні піки й передаються на ведучий вал через муфту. Переважно переріз кільцевого паза ведучого вала має U-подібну форму, тобто містить дві стінки, перпендикулярні до осі і віддалені одна від одної на величину осьової висоти Н0, і «дно» у вигляді циліндричної поверхні діаметром С. коаксіальної зі згаданою віссю, а переріз першого кільцевого заплечика муфти також мас загальну Uподібну форму з двома стінками, перпендикулярними до осі й віддаленими одна від одної на відстань, трохи меншу Н0. як правило, Н0-e, де 0,05мм