NO139254B - Skyveportventil for bunntappingsbeholder - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en skyveportventil for bunntappingsbeholder, hvor ventilen omfatter en utskiftbar, keramisk hodeplate som er tilpasset for stiv, forseglet montering på beholderen, en glidbar vogn og en utskiftbar, keramisk skyveplate som understøttes av vognen og bærer et tappemunnstykke,

idet skyveplaten er bevegelig i kontakt med hodeplaten for å bringe munnstykket inn i og ut av innretting med en åpning i hodeplaten fdr å åpne og lukke ventilen, første og andre stål-rammer i hvilke hodeplaten hhv. skyveplaten er montert, og f jær-elementer som bæres av vognen for å presse skyveplaten med munnstykket mot hodeplaten. Sådanne skyveportventiler benyttes blant annet til å styre utstøpingen av smeltede metaller, såsom stål, fra bunntappingsbeholdere eller støpeøser.

En kjent type skyveportventil omfatter en fast, utskiftbar keramikk-hodeplate som er montert i en stålramme og er anbragt under en tappeblokk i bunnen av en støpeøse. Hodepla-

ten og tappeblokken er forseglet ved hjelp av et sirkulært spor i f.eks. tappeblokken, og en fjær som er forbundet med hodeplaten. En utskiftbar keramikk-skyveplate som er anbragt i en skyveramme, presses mot hodeplatens underside, idet skyvepla-

ten er forsynt med et keramisk tappemunnstykke som er montert i en stålkappe. Skyveplaten kan presses mot hodeplaten ved hjelp av fjærbelastede bolter og kan forskyves i forhold til hodeplaten for å åpne og lukke ventilen, fortrinnsvis ved hjelp av en motoroperatør.

Denne type skyveportventil har bevist sin verdi i praksis. Mekanisk og termisk påkjente deler av ventilen, særlig hodeplaten, skyveplaten og tappemunnstykket er laget av et hardt, ildfast keramisk materiale, og er lett tilgjengelige slik at de kan inspiseres og utskiftes med korte intervaller.

De keramiske elementer i ventilen, som er de hoveddeler som er utsatt for slitasje, er montert enten i en stålramme eller stålkappe for å øke deres evne til å tåle håndtering, for å oppveie fremstillingstoleranser og for å hindre høye,-lokale kompres-jonsspenninger som følge av forsegling med cement, og dette har vist seg å være eri ulempe. Når det gjelder hodeplaten er denne ulempe knapt merkende, idet hodeplaten monteres som en eneste enhet i sin omsluttende stålramme. Dette arrangement er forholdsvis enkelt og kan bygges uten store omkostninger. Ved fremstilling av skyveplaten blir det imidlertid klart at kon-struksjonen av stålkappen er forholdsvis komplisert og at den må forsynes med en potteformet holder for tappemunnstykket. I denne kappe må tappemunnstykket og dettes understøttelser monteres. Skyveplaten er forsynt med et hull for å omgi tappemunn-stykkets hals og denne plate må anbringes i kappen og forsegles med cement. Denne fremstillingsmetode som består av flere trinn, har ulemper og er kostbar. Fremstillingstrinnene er tid-krevende og de keramiske deler må monteres med snevre toleranser. Tappemunnstykket må forsegles tett i forhold til skyveplaten, men under montasjen, som vanligvis utføres på en vibrerende maskin, kan cement som tilveiebringes mellom tappemunnstykket og skyveplaten, stige over skyveplatens arbeidsflate og iblant strømme utover denne flate. Den ferdige montasje av stålkappen, skyveplaten, tappemunnstykket og dettes understøttelse er plass-krevende og tung, hvilket gjør monteringen vanskelig. Denne ulempe er særlig merkbar når det gjelder store skyveplater som er forsynt med mer enn én tappeåpning.

Formålet med oppfinnelsen er å redusere fremstillingsomkostningene for skyveplate- og tappemunnstykkemontasjen, å forenkle og redusere vekten av de anordninger som kreves for utskifting av skyveplaten, å redusere slitasjen, å rasjonalisere lagringen av deler og å redusere fremstillingsomkostningene for skyveplatemontasjen.

Andre formål med oppfinnelsen er å sette den endelige bruker i stand til å velge kombinasjoner av skyveplater og tappemunnstykker fremstilt av en rekke forskjellige materialer, for således på beste måte å tilfredsstille brukerens behov, idet man tar hensyn til egenskapene av de metaller som skal uttappes.

For oppnåelse av ovennevnte formål er det tilveie-brakt en skyvéportventil av den innledningsvis angitte art, som ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved at munnstykket er montert i en stålkrage som har en forlenget toppflens og danner en holder for munnstykket, og at ytterligere fjærelementer som bæres av vognen, presser toppflensen mot skyveplaten for å skaffe tetning mellom skyveplaten og munnstykket.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det føigende i forbindelse med et utførelseseksempel under henvisning til tegningen, der fig. 1 er et tverrsnittsbilde som viser en del av en støpeøse til hvilken det er montert en skyveportventil, og fig. 2 er et forstørret tverrsnittsbilde som viser skyveplaten, tappemunnstykket og fjæranordninger i en skyveportventil ifølge oppfinnelsen.

På fig. 1 er vist et lengdesnitt av en del av en bunn-tappings-støpeøse 1 hvor støpeøsen har en bunntappingsåpning som fra undersiden omsluttes av en skyveportventil 3 som er festet til en festeplate 2. Støpeøsens vegg orafatter en blokk 4 i hvilken det er anordnet et hull hvor hullet har en todelt f6ring bestående av en indre hylse 5 og en ytre hylse 6 rundt den nedre ende-av hylsen 5. Hylsen 6 er forsynt med en tetten-de fjærskive 7.

Skyveportventilen omfatter et gliderhus 8 som er festet til festeplaten 2 ved hjelp av leddelementer som ikke er vist på tegningen, og er låst i den viste stilling. I glider-huset 8 er anordnet en motordrevet, glidbar vogn eller skyveramme 9 som kan bevege seg i lengderetningen og som bærer ven-tilskyveplaten 11 som på sin side er montert i en stålkappe 10. Kappen 10 omfatter et -tappemunnstykke 12 som strekker seg gjennom kappen og gjennom skyveplaten 11, idet ffiringen 12 er montert i en holder 13. Hodene på fjærbelastede bolter 14 som er anordnet i fordypninger i skyverammen 9, ligger an mot undersiden av kappen 10 og presser skyveplaten 11 mot blokken 4. En topp- eller hodeplate 16-er montert i en stålramme 15 og er ce-mentert til de frie endeflater av den indre hylse 5 og den ytre hylse 6. Skyveplaten 11 presses mot hodeplaten 16 ved hjelp av fjærelementer 14, slik at skyve- eller glideflater på hode-

platen og skyveplaten ligger an mot hverandre. Fjærskiven 7 på

den ytre hylse 6 trenger samtidig inn i et overensstemmende, sirkulært spor.i hodeplaten 16 og tilveiebringer den nødvendige tetning av"hodeplaten 16 mot støpeøsens bunn.

Undersiden av skyveportventilen 3 er dekket av be-skyttelsesplater, og skyverammen 9 og huset 8 er forsynt med fatninger av bajonettypen, vist på høyre side av tegningen, for tilkopling til en ikke vist innstillingsanordning med en hydrau-lisk sylinder.

Tetningen av hodeplaten 16 i stålrammen 15 ved hjelp

av cement forårsaker ingen spesielle vanskeligheter da bare to deler må innstilles og festes i riktige stillinger. Videre er også størrelsen og vekten av hodeplaten 16 og dennes stålramme 15 slik at uanstrengt behandling er mulig og transport og lag-

ring av enheten gjøres enkel. Ulempene ved den montasje som omfatter skyveplaten 11, blir imidlertid tydelige ved fremstilling, transport og behandling. Fremstillingen gjøres vanskelig på grunn av at deler som krever separate fremstillingstrinn, må monteres med snevre toleranser i stålkappen 10, og på grunn av at den ferdige montasje er besværlig og særlig vanskelig å hånd-tere på grunn av den betydelige vekt. Sistnevnte ulempe forvær-res når det gjelder skyveplater som er forsynt med mer enn én utløpsåpning. Stålkappen 10 omfatter da mer enn én fremsprin-gende, potteformet holder som er utstyrt med det tilsvarende anta,ll tappemunnstykker.

De nettopp omtalte ulemper kan elimineres dersom skyveplaten og tilhørende elementer som bæres av denne, bygges i overensstemmelse med fig. 2. Fig. 2 viser en glidbar vogn eller skyveramme 17 som er forsynt med to grupper av fjærbelastede bolter 18 og 19, hvor gruppene er anordnet med forskjellige av-stander fra sentrum av en åpning som er anordnet for tappemunnstykket. De fjærbelastede bolter 18 i den gruppe som ligger nærmest åpningen, ligger an mot undersiden av en øvre flens 20 på en stålkrage 21 i hvilken tappemunnstykket 2 2 er montert og tettet med cement. Riktig anbringelse av tappemunnstykket sikres med snevre toletanser på grunn av det faktum at stillingen allerede er bestemt under montering i stålkragen og på grunn av det faktum at stålkragen 21 er riktig montert i den nevnte åpning i skyverammén eller vognen 17 ved hjelp av virkningen av sentrerende ribber 23. Etter at stålkragen 21 og tappemunnstykket 22 er montert sammen, anbringes en stålramme 24 på vognen 17. Skyveplaten 25 anbringes deretter i stålrammen 24 og tettes med cement. De fjærbelastede bolter 19 i den gruppe som ligger lengst fra monteringsåpningen i den glidbare vogn 17, er i inngrep med stålrammen 24 for å presse denne opp-over.

I dette eksempel har skyveplaten 25 nøyaktig samme form som hodeplaten 16 på fig. 1. Skyveplaten opererer sammen med hodeplaten og er montert på liknende måte i .en stålramme med samme dimensjoner som hodeplatens ramme. Undersiden av skyveplaten 25 er for tetningsformål forsynt med et sirkulært spor som likner det spor som er anordnet på hodeplatens 16 øvre overflate. Tappemunnstykket 22 er forsynt med en fjærskive 26 på den side som vender mot skyveplaten 25, idet skiven 26 har samme dimensjoner som fjærskiven 7 på den ytre hylse 6. Skiven 26 er beregnet på å trenge inn i skyveplaten 25 for å gi den nødvendige tetning.

Det er åpenbart at det oppnås betydelig rasjonalise-ring med hensyn til fremstilling, transport og lagring, da de-lene blir innbyrdes utskiftbare ved benyttelse av identiske . dimensjoner og festedeler for hodeplaten og skyveplaten.

I prinsipp er det mulig, med ett sett fjærbelastede bolter, å påvirke undersiden av kragens 21 flens 20 og å anven-de trykk på undersiden av stålrammen 24, og derved benytte fjær-kreftene til a presse skyveplaten 25 mot hodeplaten 16. For å utelukke lokal mekanisk overbelastning, kan dimensjonene velges på en slik måte at det, når flensen 20 hviler på stålrammen 24 og når fjærskiven 26 på tappeffiringen 22 er i inngrep i det sirkulære spor i skyveplaten 25, ikke overføres noen reaksjons-, kraft gjennom disses overflater. På den annen side er det mulig, spesielt når det gjelder ekstra forbelastning på flensen, å overføre i det minste en del av denne reaksjonskraft til fjærskiven og til det sirkulære spor. Reaksjonskraftfordelingen kan reguleres, også når det gjelder fjærelementer med identiske fjærer og identiske forskyvninger, ved å endre lengdene av stammene og/eller høydene av hodene på de fjærbelastede bolter 18 i forhold til de fjærbelastede bolter 19. Ved å øke høyden av hodene på de fjærbelastede bolter 19 i forhold til hodehøyden for de fjærbelastede bolter 18 med tykkelsen av flensen 20, oppnås like reaksjonskrefter og like forskyvninger for gruppene 18 og 19 av fjærbelastede bolter.

Den foretrukne ventilkonstruksjon kan modifiseres på mange måter innenfor oppfinnelsens ramme. Det er således ikke nødvendig å gjøre flensen 20 like bred langs hele flensens omkrets. Det kan være hensiktsmessig å utelate diametralt motstå-ende segmenter langs korder som løper parallelt med skyverammen 17. Vesentlige fordeler kan oppnås dersom oppfinnelsen anvendes på skyveplater som er forsynt med mer enn én utløpsåpning, selv om fordelen med identiske skyveplater og hodeplater da går tapt. Ikke desto mindre er vektoppdelingen spesielt viktig når det gjelder disse kompliserte, besværlige og tunge skyveplater, særlig når de består av en montering av et stort antall deler, og de høye fremstillingskostnader ved konvensjonelle metoder kan ytterligere reduseres ved anvendelse av oppfinnelsen. En fordel er et resultat av adskillelsen av tappemunnstykkene. I tilfelle av slitasje som overskrider en forutbestemt grense, er det ikke lenger nødvendig å erstatte skyveplaten med alle tappemunnstykkene. Det er tilstrekkelig bare å utskifte det utslitte munnstykke. Oppdelingen i individuelle deler gir meget betydelige fordeler ved å muliggjøre adskilt transport og lagring av skyveplater og tappemunnstykker, spesielt når tappemunnstykkene av den beskrevne type er i inngrep med skyveplaten fra undersiden og har samme dimensjoner, men er fremstilt av materiale med forskjellige sammensetninger. Når det dreier seg om høyt påkjente skyveplater, hvor de største belastninger opptrer i området for åpningens kanter, blir det i platene benyttet kostbart, vanskelig tilgjengelig, keramisk materiale som inneholder en stor an-del aluminiumoxyd av høy kvalitet, mens tappemunnstykkene kan fremstilles av f.eks. ildfast stein. På den annen side kan et tappemunnstykke som er laget av kostbart keramisk materiale av høy kvalitet, utvelges og benyttes når skyveportventilen skal arbeide i strupingsmodus. I denne modus kan det dannes en hvir-vel, og følgelig blir den indre overflate av tappemunnstykket utsatt for høye påkjenninger. Videre kan materialet i skyve-platene og tappemunnstykkene velges i overensstemmelse med sam-mensetningen av det uttappede metall. Dersom for eksempel alu-miniuminnholdet i tappemunnstykket viser seg å ha skadelig virkning, er det mulig å velge et munnstykke fremstilt av ildfast stein, og således benytte ikke bare et billigere materiale, men samtidig unngå fare for reaksjon med keramiske materialer som inneholder en høy prosent aluminium.

Oppfinnelsen gjør det således mulig å rasjonalisere . fremstillingen av deler i skyveportventiler som er mest utsatt for slitasje, å rasjonalisere lagring og å forenkle håndtering, uten å kreve noen grunnleggende endring av de vanlige typer av skyveportventiler. Samtidig muliggjør oppfinnelsen at skyveplater. og tappemunnstykker kan lagres separat og at plater og munn-stykker av forskjellige materialer kan utvelges og benyttes sammen i hvilke som helst ønskede kombinasjoner for å passe for

forskjellige tappebetingelser.

Claims (3)

1. Skyveportventil for bunntappingsbeholder, hvor ventilen omfatter en utskiftbar, keramisk hodeplate (16) som er tilpasset for stiv, forseglet montering på beholderen (1), en glidbar vogn (17) og en utskiftbar, keramisk skyveplate (25) som understøttes av vognen og barer et tappemunnstykke (22), idet skyveplaten (25) er bevegelig i kontakt med hodeplaten for å bringe munnstykket (22) inn i og ut av innretting med en åpning i hodeplaten for å åpne og lukke ventilen, første og andre stål-rammer (15 hhv. 24) i hvilke hodeplaten (16) hhv. skyveplaten (25) er montert, og fjærelementer (19) som bæres av vognen (17) for å presse skyveplaten (25) med munnstykket (22) mot hodeplaten (16), karakterisert ved at munnstykket (22) er montert i en stålkrage (21) som har en forlenget toppflens (20) og danner en holder for munnstykket (22), og at ytterligere fjærelementer (18) som bæres av vognen (17), presser toppflensen (20) mot skyveplaten (25) for å skaffe tetning mellom skyveplaten og munnstykket.

2. Skyveportventil ifølge krav 1, karakterisert ved at vognen (17) omfatter sentreringsribber (23) som omslutter og sentrerer kragen (21) i forhold til vognen (17).

3. Skyveportventil ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at de førstnevnte fjærelementer (19) og de ytterligere fjærelementer (18) er anordnet langs respektive sir-kelbuer med to forskjellige diametre, idet de ytterligere fjærelementer (18) er anordnet innenfor omkretsen av kragens (21) toppflens (20), mens de førstnevnte fjærelementer (19) er anordnet utenfor den nevnte omkrets.