DE3809072A1 - Dreh- und/oder schieberverschluss und dessen verschlussteile - Google Patents
Dreh- und/oder schieberverschluss und dessen verschlussteileInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Dreh- und/oder Schieberschluß für
einen Ausguß eines Metallschmelze enthaltenden Gefäßes mit einem
feuerfesten, unbeweglichen Verschlußteil und einem relativ zu
diesem dichtend dreh- und/oder verschiebbaren, feuerfesten,
beweglichen Verschlußteil, das mittels eines Dreh- und/oder
Hubantriebs betägtigbar ist. Weiterhin betrifft die Erfindung
die Verschlußteile eines solchen Dreh- und/oder
Schieberverschlusses.
Bekannt sind mechanische, hydraulische oder pneumatische
Antriebe. Derartige Antriebe sind konstruktiv aufwendig und
platzraubend. Sie sind außerdem in der Regel wenig
bedienungsfreundlich und erfordern eine Vielzahl von Zuleitungen,
beispielsweise für Druckluft oder Hydrauliköl, sowohl für den
Antrieb selbst als auch für dessen Steuerorgane. Hieraus ergibt
sich eine sehr aufwendige Instandhaltung. Es ist auch meist
schwierig, den Dreh- und/oder Schieberverschluß zur Erneuerung
verschlissener Feuerfestteile zu handhaben. Denn hierfür sind in
der Regel die Antriebselemente abzukoppeln.
In der älteren Patentanmeldung P 37 31 600 ist ein Dreh- und
Schieberverschluß der eingangs genannten Art beschrieben. Bei
einer ersten Ausführung ist der Verschluß außen am Gefäß
angeordnet (Außensystem). Bei einer zweiten Ausführung ist der
Verschluß in dem Gefäß angeordnet, wobei das bewegliche
Verschlußteil nach außen geführt ist (Innensystem mit
Außenantrieb).
Ein weiterer im Gefäß liegender Verschluß der eingangs genannten
Art ist in der DE-PS 35 40 202 beschrieben. Bei dem Verschluß der
DE-PS 35 40 202 ist an dem beweglichen Verschlußteil eine
Führungsstange befestigt, die durch die Schmelze hindurch nach
oben geführt ist. Dies bedingt eine aufwendige
Feuerfestisolierung bzw. Abdichtung der Antriebselemente.
Ein Verschluß der eingangs genannten Art ist auch in der US-PS
36 51 998 beschrieben. Bei diesem ist ein unterhalb des Gefäßes
vorgesehenes Antriebselement des bewegliches Verschlußteiles
durch das unbewegliche Verschlußteil hindurchgeführt. Die
Befestigung des Antriebselements am beweglichen Verschlußteil und
die Durchführung durch das feuerfeste Verschlußteil sind bei
Verschlüssen von Schmelzenausgüssen problematisch.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Verschluß der eingangs
genannten Art vorzuschlagen, der die auf Seite 1, Absatz 2
aufgeführten Nachteile nicht aufweist und dessen Antriebselemente
weder durch die Schmelze noch durch eine Gefäßwand
hindurchgeführt sind.
Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe dadurch gelöst, daß der Dreh-
und/oder Hubantrieb als elektromagnetischer Antrieb ausgebildet
ist. Dadurch ist erreicht, daß an dem beweglichen Verschlußteil
kein körperliches Antriebselement angreifen muß, daß sich durch
die Schmelze im Gefäß oder durch das unbewegliche Verschlußteil
bzw. die Gefäßwand erstrecken muß. Es erübrigen sich damit
mechanische, hydraulische oder pneumatische Antriebe und die mit
diesen verbundenen Zuleitungen, Antriebselemente und
Steuerorgane. Eine für den elektromagnetischen Antrieb nötige
Magnetspule ist am Gefäß oder am diesem gegenüber unbeweglichen
Verschlußteil angeordnet. Ihre elektrischen Anschlüsse
lassen sich damit einfach und ohne besonderen Platzbedarf
anschließen. Hierbei ist es möglich, den Stromkreis des Antriebes
in den elektrischen Steuerkreis der Gesamtanlage zu integrieren.
Bei einer zu Wartungszwecken nötigen Trennung des beweglichen
Verschlußteils vom unbeweglichen Verschlußteil stellt der
elektromagnetische Antrieb keine Behinderung dar.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist ein Magnetkern des
elektromagnetischen Antriebs im beweglichen Verschlußteil
integriert. Eine Magnetspule des elektromagnetischen Antriebs ist
dann im beweglichen Verschlußteil oder in der Gefäßwandung
integriert.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus der
folgenden Beschreibung von Ausfühurngsbeispielen.
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 einen Drehverschluß schematisch im Schnitt,
Fig. 2 einen weiteren Drehverschluß schematisch im Schnitt,
Fig. 3 einen weiteren Drehverschluß schematisch im Schnitt,
Fig. 4 einen Dreh- und Schieberverschluß schematisch im Schnitt,
Fig. 5 einen zweiten Dreh- und Schieberverschluß schematisch im
Schnitt,
Fig. 6 einen dritten Dreh- und Schieberverschluß schematisch
im Schnitt,
Fig. 7 einen Drehverschluß für einen langgestreckten Ausguß im
Schnitt längs der Linie VII-VII nach Fig. 8 und
Fig. 8 einen Schnitt längs der Linie VIII -VIII nach Fig. 7.
Am Boden (1) eines Gefäßes für eine Metallschmelze ist ein
Verschluß (2) angeordnet.
Der Verschluß (2) nach den Fig. 1 bis 4 weist als
unbewegliches Verschlußteil ein feuerfestes Rohr (3) aus
keramischem Material auf, dessen Achse senkrecht zum Boden (1)
steht. Das Rohr (3) ist im Boden (1) befestigt. Innerhalb des
Gefäßes ist es mit zwei oder mehreren Durchbrechungen (4)
versehen. Auf das Rohr (3) ist als bewegliches Verschlußteil ein
weiteres Rohr (5) aus keramischem Material aufgesteckt.
Das Rohr (5) ist oben geschlossen. An seinem Umfang ist es mit
Durchbrechungen (6) versehen, die ebenso groß sind wie die
Durchbrechungen (4). Das Rohr (5) ist um die Achse des Rohres (3)
dichtend drehbar, so daß in der Öffnungsstellung des Verschlusses
(2) die Durchbrechungen (4, 6) fluchten und in der
Schließstellung die Durchbrechungen (6) vom Rohr (3) abgedeckt
sind.
Als Drehantrieb für das Rohr (5) ist ein elektromagnetischer
Antrieb (7) vorgesehen. Dieser weist einen oder mehrere
permanentmagnetische Magnetkerne (8) und eine oder mehrere
Magnetspulen (9) auf. Der bzw. die Magnetkerne (8) sind in dem
beweglichen Verschlußteil (5) angeordnet. Die zugehörigen
Magnetspulen (9) sind am oder im Boden (1) oder im unbeweglichen
Verschlußteil (3) angeordnet. Ihre Anschlußleitungen (10) sind
nach außen geführt.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 sind in das Rohr (5) zwei
Magnetkerne (8) eingebaut. Es können jedoch auch mehr als zwei
Magnetkerne (8) am Umfang verteilt angeordnet sein. Im Prinzip
kann auch ein Magnetkern genügen. Jedem Magnetkern (8) ist eine
Magnetspule (9) zugeordnet. Diese ist am Boden (1) dicht neben
dem Rohr (5) angeordnet. Die Magnetspulen (9) sitzen jeweils in
einem oder in einem gemeinsamen Schutzmantel (11), der die
Magnetspulen (9) gegen die Schmelze abdeckt.
Die Anordnung kann so gestaltet sein, daß durch eine
entsprechende Strombeaufschlagung der Magnetspulen (9) über die
Anschlußleitungen (10) das Rohr (5) in Schließstellung in die
eine Richtung und in Öffnungsstellung in die Gegenrichtung
gedreht wird.
Es kann jedoch auch vorgesehen sein, das Rohr (5) nur in einer
Richtung zu drehen. Denn eine Schließstellung liegt jeweils
zwischen zwei benachbarten Öffnungsstellungen, in denen die
Durchbrechnungen (4, 6) fluchten.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 unterscheidet sich vom
Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 dadurch, daß die Magnetspulen
(9) nicht außerhalb des Rohres (5) am Boden (1) angeordnet,
sondern in dem Rohr (3) integriert sind. Dadurch erübrigt sich
der Schutzmantel (11) und es entfällt der notwendige Spalt (12)
zwischen dem Schutzmantel (11) und dem Rohr (5).
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist an dem Rohr (5) ein
abgewinkelter Rand (13) ausgebildet. In diesen sind die
Magnetkerne (8) integriert. Die Magnetspulen (9) sind hier in den
Boden (1) integriert. Sie sind dabei durch den Rand (13) gegen
die Schmelze abgedeckt.
Die Funktionsweise der Ausführung nach den Fig. 2 und 3
entspricht der des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist das Rohr (5) nicht nur
um die Achse drehbar, sondern auch axial verschieblich. In der in
Fig. 4 dargestellten Stellung sind die Durchbrechungen (6) vom
Rohr (3) geschlossen. Sie fluchten also nicht mit dessen
Durchbrechungen (4). Die Durchbrechungen (4, 6) lassen sich durch
Drehen um die Achse erst dann fluchtend ausrichten, wenn das Rohr
(5) nach oben bewegt ist. Hierfür ist eine zur genannten Achse
konzentrische weitere Magnetspule (14) im Rohr (3) angeordnet.
Dieser ist ein weiterer permanentmagnetischer Magnetkern (15)
oder ein magnetisierbarer Eisenkern zugeordnet, der in dem Rohr
(5) integriert ist. Die weitere Magnetspule (14) könnte auch in
dem Boden (1) integriert sein.
Ist die weitere Magnetspule (14) stromdurchflossen, dann wird das
Rohr (5) so angehoben, daß die Durchbrechungen (6) in der Ebene
der Durchbrechungen (4) liegen. Beim Umpolen bzw. Abschalten des
Stroms durch die Magnetspule (14) wird das Rohr (5) wieder nach
unten bewegt. Dies geschieht dann, wenn ein Eisenkern (15)
vorgesehen ist unter dem statischen Druck der Schmelze.
Zum Drehen des Rohres (5) sind die beschriebenen Magnetkerne (8)
und die Magnetspulen (9) vorgesehen.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 ist das unbewegliche
Verschlußteil (3) außerhalb des Gefäßes unten am Boden (1)
befestigt. In diesem ist verschieblich und drehbar das bewegliche
Verschlußteil (5) gelagert, das eine radiale Durchbrechung (6)
aufweist, welche in der Offenstellung mit radialen
Durchbrechungen (4) fluchtet. In dem beweglichen Verschlußteil
(5) sind Magnetkerne (8) integriert, denen Magnetspulen (9)
zugeordnet sind. Durch eine entsprechende Strombeaufschlagung der
Magnetspulen (9) wird das bewegliche Verschlußteil (5) so
gedreht, daß es die Durchbrechungen (4) schließt. Eine weitere
Magnetanordnung kann zur axialen Verschiebung des beweglichen
Verschlußteils (5) vorgesehen sein.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 ist das unbewegliche
Verschlußteil (3) unten im Gefäß angeordnet und das bewegliche
Verschlußteil (5) seitlich nach außen geführt. Letzteres ist im
unbeweglichen Verschlußteil (3) gelagert und weist als
Durchbrechung (6) einen abgewinkelten Kanal auf, welcher in
Offenstellung des Verschlusses in eine als Auslaufkanal
ausgebildete Durchbrechung (4) des unbeweglichen Verschlußteils
(3) mündet. Zum Drehantrieb des beweglichen Verschlußteils (5)
sind außerhalb des Gefäßes die Magnetspulen (9) vorgesehen, denen
im beweglichen Verschlußteil (5) integrierte Magnetkerne (8)
zugeordnet sind.
Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 7 und 8 ist der
Verschluß (2) für einen langgestreckten Ausguß am Boden (1) eines
Metallschmelze enthaltenden Gefäßes vorgesehen, der zum Gießen
von Dünnbrammen geeignet ist. Als unbewegliches Verschlußteil ist
ein Stator (17) vorgesehen, der einen langgestreckten Schlitz
(18) bildet. Der Stator (17) ist in ein Oberteil (19) und ein
Unterteil (20) geteilt. In dem Stator (17) ist ein Rotor (21) als
bewegliches Verschlußteil gelagert. Der Rotor (21) ist um eine
zum Boden (1) parallele Achse im Stator (17) drehbar. Er weist
eine Durchbrechung (22) auf, deren Durchlaßquerschnitt dem
Durchlaßquerschnitt des Schlitzes (18) gleich ist.
In dem Unterteil (20) des Stators (17) sind seitlich des
Schlitzes (18) je zwei Magnetspulen (9) angeordnet, denen je
ein Magnetkern (8) zugeordnet ist. Die Magnetkerne (8) sind in
den Rotor (21) integriert.
In den Fig. 7 und 8 ist der Rotor (21) in Offenstellung
dargestellt. Seine Durchbrechung (22) fluchtet dabei mit dem
Schlitz (18). Der Rotor (21) ist durch einen entsprechenden
Stromfluß durch die Magnetspulen (9) in diese Stellung gebracht.
Durch eine Änderung des Stromflusses durch die Magnetspulen (9)
läßt sich der Rotor (21) in eine Verdrehstellung bringen, in der
die Durchbrechung (22) nicht mehr mit dem Schlitz (18) fluchtet
und der Rotor (21) den Schlitz (18) schließt.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 und 8 kann der Rotor
(21) auch so verlängert sein, daß er in Richtung seiner Drehachse
seitlich über das Gefäß hinaussteht. Es ist dann möglich, den
beschriebenen elektromagnetischen Antrieb außerhalb des Gefäßes
anzuordnen.
Die Magnetspulen (9 bzw. 14) des elektromagnetischen Antriebs
können auch so angesteuert werden, daß dann, wenn das bewegliche
Verschlußteil (5 bzw. 20) in seiner Öffnungsstellung oder in
seiner Schließstellung steht, es in eine mit einem geringen Hub
oszillierende Bewegung versetzt wird. Dadurch kann das Erstarren
der Schmelze im Bereich zweier Flächen, die gegeneinander
beweglich sein sollen, um das bewegliche Verschlußteil von seiner
Schließstellung in seine Öffnungsstellung oder umgekehrt zu
bringen, verhindert werden.
Claims (11)
1. Dreh- und/oder Schieberverschluß für einen Ausguß eines
Metallschmelze enthaltenden Gefäßes, mit einem feuerfesten,
unbeweglichen Verschlußteil und einem relativ zu diesem
dichtend dreh- und/oder verschiebbaren, feuerfesten,
beweglichen Verschlußteil, das mittels eines Dreh- und/oder
Hubantriebs betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß
der Dreh- und/oder Hubantrieb als elektromagnetischer Antrieb
(7) ausgebildet ist.
2. Dreh- und/oder Schieberverschluß nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der elektromagnetische Antrieb (7)
wenigstens eine Magnetspule (9) aufweist und die Magnetspule
bzw. die Magnetspulen (9) im unbeweglichen Verschlußteil
(3, 17) oder in einer Gefäßwandung (i) integriert sind.
3. Dreh- und/oder Schieberverschluß nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß der elektromagnetische Antrieb (7)
wenigstens einen Magnetkern (8) aufweist, der im beweglichen
Verschlußteil (5, 21) integriert ist.
4. Dreh- und/oder Schieberverschluß nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, wobei das unbewegliche Verschlußteil von einem quer
zum Boden (1) des Gefäßes liegenden Rohr (3) und das
bewegliche Verschlußteil von einem zu diesem Rohr (3)
konzentrischen Rohr (5) gebildet ist, dadurch
gekennzeichnet, daß das Rohr (5) gegenüber dem Rohr (3)
mittels wenigstens eines in einem der Rohre (3, 5)
angeordneten Magnetkerns (8) und wenigstens einer im
anderen Rohr (5, 3) oder im Gefäß angeordneten
Magnetspule (9) dreh- und/oder verschiebbar ist
(Fig. 1 bis 4).
5. Dreh- und/oder Schieberverschluß nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß mittels der wenigstens einen Magnetspule
(9) das Rohr (5) um die Achse des Rohres (3) drehbar und
mittels einer anderen Magnetspule (14) in Achsrichtung des
Rohres (3) verschiebbar ist.
6. Dreh- und/oder Schieberverschluß nach einem der
Ansprüche 1 bis 3, wobei das unbewegliche Verschlußteil
außerhalb des Gefäßes angeordnet und in ihm das bewegliche
Verschlußteil gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß
der elektromagnetische Antrieb (7) sich aus mindestens einer
am Ende des unbeweglichen Verschlußteils (3) angeordneten
Magnetspule (9) und mindestens einem vorzugsweise im
beweglichen Verschlußteil (5) integrierten Magnetkern (8)
zusammensetzt (Fig. 5).
7. Dreh- und/oder Schieberverschluß nach einem der Ansprüche
1 bis 3, wobei das unbewegliche Verschlußteil innen im
Gefäß angeordnet und das bewegliche Verschlußteil seitlich
aus diesem herausgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der
elektromagnetische Antrieb (7) außerhalb des Gefäßes
angeordnet ist und sich aus mindestens einer am außenliegenden
Ende des unbeweglichen Verschlußteils (3) oder an einer
Seitenwand (23) des Gefäßes angeordneten Magnetspule (9)
und mindestens einem vorzugsweise in beweglichen Verschlußteil
(5) integrierten Magnetkern (8) zusammensetzt (Fig. 6).
8. Dreh- und/oder Schieberverschluß nach einem der
Ansprüche 1 bis 3 für einen langgestreckten Ausguß eines
Metallschmelze enthaltenden Gefäßes, mit einem das
unbewegliche Verschlußteil bildenden Stator und einem
das bewegliche Verschlußteil bildenden Rotor, dadurch
gekennzeichnet, daß mindestens an einem der beiden axialen
Enden des Rotors (21) ein elektromagnetischer Antrieb (7)
angreift (Fig. 7 und 8).
9. Dreh- und/oder Schieberverschluß nach Anspruch 8, dadurch
gekennzeichnet, daß am Rotor (21) wenigstens zwei Magnetkerne
(8) und am Stator (17) oder am Gefäß wenigstens zwei den
Magnetkernen (8) zugeordnete Magnetspulen (9) zur Drehung
des Rotors (21) gegenüber dem Stator (17) angeordnet sind.
10. Unbewegliches Verschlußteil für einen Dreh- und/oder
Schieberverschluß nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in diesem
mindestens eine Magnetspule (9) des elektromagnetischen
Antriebs (7) angeordnet ist.
11. Bewegliches Verschlußteil für einen Dreh- und/oder
Schieberverschluß nach einem der vorhergehenden
Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in diesem
wenigstens ein permanentmagnetischer Kern oder ein
Eisenkern (8) des elektromagnetischen Antriebs (7)
angeordnet ist.
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