BR112020020627A2 - Haste, conjunto de haste e sistema de expulsão de tarugo de linha de aquecimento por indução elétrica, e, método de expulsão dos tarugos aquecidos de uma linha de aquecimento por indução elétrica. - Google Patents

Abstract

um sistema de expulsão de tarugo é provido para uma linha de aquecimento de tarugo por indução elétrica com hastes de expulsão articuladas de revolução de comprimento longo formando um conjunto de haste de expulsão sem emperramento que é armazenado em um invólucro linear conectado a um invólucro arqueado que desdobra e retrai o conjunto de haste de expulsão para e a partir da linha de aquecimento de tarugo por indução elétrica.

Description

1 / 27 HASTE, CONJUNTO DE HASTE E SISTEMA DE EXPULSÃO DE TARUGO DE LINHA DE AQUECIMENTO POR INDUÇÃO ELÉTRICA, E, MÉTODO DE EXPULSÃO DOS TARUGOS AQUECIDOS DE UMA

LINHA DE AQUECIMENTO POR INDUÇÃO ELÉTRICA Referência Cruzada aos Pedidos Correlatos

[001] Este pedido reivindica o benefício do Pedido provisório de patente US nº 62/656.630, depositado em 12 de abril de 2018, aqui incorporado em sua totalidade a título de referência. Campo da Invenção

[002] A presente invenção geralmente se refere a sistemas e métodos de purga de tarugos de uma linha de processo de aquecimento de tarugo industrial, como uma linha de forjamento de tarugo aquecido, onde tarugos são aquecidos por indução elétrica antes de serem forjados em artigos e, em particular, para esses sistemas e métodos em que um conjunto de haste de expulsão (“pushout”) com múltiplas articulações é usado. Fundamentos da Invenção

[003] Na Patente dos Estados Unidos No. 9.604.274, uma cremalheira de haste de expulsão recíproca é usada para depositar e remover sequencialmente pelo menos duas hastes de expulsão usadas para encostar em e limpar os tarugos a jusante em uma linha de aquecimento por indução. Um dispositivo de avanço de haste de expulsão é usado para interligar hastes de expulsão sequenciais independentes posicionadas na trilha do tarugo na linha de aquecimento sem uma junta de revolução entre as hastes de expulsão adjacentes no conjunto. Na liberação dos tarugos, as hastes de expulsão individuais que constituem o conjunto da haste de expulsão são retraídas; removidas uma de cada vez da trilha do tarugo; e armazenadas na cremalheira da haste de expulsão para uso futuro. Neste tipo de conjunto de haste de expulsão, as hastes de expulsão são interligadas quando colocadas na linha de transporte do tarugo sem uma junta de rotação que liga as hastes de expulsão

2 / 27 entre si, o que exige o uso de uma cremalheira de haste de expulsão eletromecânica complexa suscetível a falhas em múltiplos pontos.

[004] Também é conhecido na técnica de empurradores de tarugo enrolar para armazenamento e bobinar conjuntos de haste de expulsão articulados em carretéis de armazenamento. O requisito para enrolar e bobinar em uma bobina limita o comprimento longitudinal de cada haste de expulsão conectada por uma junta de revolução conforme necessário para suportar o enrolamento de pequeno raio das hastes de expulsão unidas que compõem o conjunto de haste de expulsão ao enrolar e bobinar em uma bobina. O comprimento curto necessário das hastes de expulsão individuais que compõem o conjunto de elo da haste de expulsão interconectado limita a magnitude da força de empuxo do tarugo, uma vez que a força de empuxo do tarugo de alta magnitude com elos da haste de expulsão de comprimento curto resulta em maiores possibilidades de cambeamento (emperramento) entre as hastes de expulsão adjacentes na junta de revolução em conjuntos de haste de expulsão unidos conhecidos. Por exemplo, um conjunto de haste de expulsão articulada não enrolada 100 mostrado na Figura 1(a) incluindo hastes de expulsão de comprimento curto 102a e 102b unidas pela junta de revolução 104 pode operar satisfatoriamente na baixa força F1 do conjunto de haste de expulsão do tarugo para mover três tarugos 106 na linha de aquecimento, enquanto a aplicação de uma força de conjunto da haste de expulsão suficientemente maior F2 na Figura 1(b) levará ao cambeamento entre as hastes de expulsão de comprimento curto 102a e 102b. A capacidade do conjunto da haste de expulsão de aplicar forças de montagem da haste de expulsão de maior magnitude sem falha tornaria o sistema de expulsão do tarugo mais robusto, dependendo dos requisitos da linha de aquecimento, por exemplo, a faixa necessária no número e tamanho dos tarugos a serem empurrados através de uma linha de aquecimento por indução elétrica específica. Além disso, o enrolamento / bobinamento e desenrolamento /

3 / 27 desbobinamento repetitivos das hastes de expulsão articuladas no conjunto de haste de expulsão encurta a vida útil das juntas de rotação entre as hastes de expulsão de comprimento curto devido à falha de tensão das juntas.

[005] É um dos objetivos da presente invenção prover um conjunto de haste de expulsão articulado de revolução a partir de hastes de expulsão de comprimento longo que também permite o armazenamento linear para a maioria das hastes de expulsão articuladas no conjunto.

[006] É outro objetivo da presente invenção prover um conjunto de haste de expulsão articulado de revolução que permite que as hastes de expulsão no conjunto flexionem em uma direção que permite que o conjunto seja alimentado em arco a partir do armazenamento linear e retraído da pista de movimento do tarugo em uma linha de aquecimento por indução para armazenamento linear durante o não uso.

[007] É outro objetivo da presente invenção prover uma haste de expulsão de comprimento longo eletromagneticamente não condutora que reduz o aquecimento por corrente parasita da haste de expulsão quando na presença de um campo eletromagnético gerado por um indutor na linha de aquecimento por indução.

[008] É outro objetivo da presente invenção prover um sistema e método de expulsão de tarugo de linha de aquecimento por indução elétrica que usa um conjunto de haste de expulsão articulado de revolução para purgar tarugos de uma linha de processo de aquecimento de tarugo industrial. Breve Sumário da Invenção

[009] Em um aspecto, a presente invenção é um sistema de expulsão de tarugo articulado usado em uma linha de aquecimento por indução de tarugo por indução elétrica para empurrar um ou mais tarugos em uma série de tarugos através da linha de aquecimento.

[0010] Em outro aspecto, a presente invenção é um conjunto de haste de expulsão do tarugo articulado que compreende uma série de hastes de

4 / 27 expulsão lineares articuladas de longo comprimento com suscetibilidade reduzida ao cambeamento durante um processo de expulsão do tarugo.

[0011] Em outro aspecto, a presente invenção é uma haste de expulsão linear de comprimento longo para uso em um conjunto de haste de expulsão de tarugo articulado.

[0012] Em outro aspecto a presente invenção é um sistema e método de expulsão de tarugo de linha de aquecimento por indução que usa um conjunto de haste de expulsão articulado de revolução para purgar tarugos de uma linha de processo de aquecimento de tarugo industrial.

[0013] Os aspectos anteriores e demais aspectos da invenção são adicionalmente descritos neste relatório descritivo e nas reivindicações anexas. Breve Descrição dos Desenhos

[0014] Os desenhos em anexo, conforme resumido brevemente abaixo, são providos para o entendimento de um exemplo da invenção, e não limitam a invenção conforme estabelecido neste relatório descritivo.

[0015] A Figura 1(a) e Figura 1(b) ilustram um conjunto de haste de expulsão articulado da técnica anterior formado de hastes de expulsão de comprimento curto de modo que o conjunto de haste de expulsão articulado pode ser enrolado e desenrolado de uma bobina de armazenamento e a suscetibilidade desses conjuntos de haste de expulsão articulados ao cambeamento mediante a aplicação de altas forças de empurrão de tarugo.

[0016] A Figura 2(a) é um exemplo de duas hastes de expulsão idênticas da presente invenção unidas para formar uma seção de um conjunto de haste de expulsão articulada por revolução da presente invenção com o comprimento total do conjunto de haste de expulsão determinado pelo número total de hastes de expulsão unidas e os comprimentos axiais de todas as hastes de expulsão unidas no conjunto.

[0017] A Figura 2(b) ilustra a gama limitada de movimento de pivô na

5 / 27 junta de revolução entre as duas hastes de expulsão adjacentes na Figura 2(a) para evitar o cambeamento das hastes de expulsão unidas após a aplicação de altas forças de empuxo do tarugo.

[0018] A Figura 2(c) ilustra um exemplo de estruturas de extremidade opostas complementares de cada haste de expulsão na Figura 2(a).

[0019] A Figura 2(d) ilustra um exemplo de um elemento de fixação de junta de pivô usado nas hastes de expulsão articuladas da presente invenção.

[0020] A Figura 3(a) a Figura 3(d) ilustram exemplos alternativos de adaptadores de ponta que podem ser usados como a haste de expulsão principal (cabeça) em um conjunto de haste de expulsão articulado da presente invenção para facilitar o movimento de transição suave do conjunto de haste de expulsão através de rolos de aperto de tarugo, se usado na linha de aquecimento por indução elétrica, e também para distribuir a força de empuxo do tarugo uniformemente em toda a área de superfície da extremidade traseira dos tarugos sendo empurrados quando as dimensões da seção transversal do lote de tarugos sendo aquecidos mudam.

[0021] A Figura 3(e) ilustra um exemplo do adaptador de ponta ilustrado na Figura 3(d) unido a uma extremidade dianteira de um exemplo de uma haste de expulsão mostrada na Figura 2(c) que pode ser usado para todas as outras hastes de expulsão em um conjunto de haste de expulsão.

[0022] A Figura 4(a) ilustra um exemplo de um sistema de expulsão de tarugo da presente invenção, onde o conjunto de haste de expulsão articulado é mostrado em uma posição armazenada e a Figura 4(b) é uma vista detalhada ampliada de duas hastes de expulsão idênticas usadas no conjunto mostrado na Figura 4(a).

[0023] A Figura 4(c) é uma vista detalhada ampliada de um sistema acionador de conjunto de haste de expulsão usado no sistema de expulsão de tarugo na Figura 4(a) para implantação e retração do conjunto de haste de

6 / 27 expulsão.

[0024] A Figura 5 ilustra um exemplo do sistema de expulsão do tarugo mostrado na Figura 4(a) instalado em uma linha de aquecimento por indução elétrica com o conjunto de haste de expulsão mostrado na posição armazenada.

[0025] A Figura 6 ilustra o sistema de expulsão do tarugo mostrado na Figura 5 com o conjunto de haste de expulsão em uma posição parcialmente implantada quando a extremidade dianteira do adaptador de ponta do conjunto faz contato inicial com a extremidade traseira do tarugo final em um lote de tarugos a serem tratados termicamente indutivamente na linha de aquecimento por indução elétrica.

[0026] A Figura 7 ilustra o sistema de expulsão do tarugo mostrado na Figura 5 com o conjunto de haste de expulsão em uma posição totalmente implantada conforme o adaptador de ponta do conjunto empurra o tarugo final no lote de tarugos para fora da linha de aquecimento por indução elétrica.

[0027] A Figura 8 é um diagrama em blocos simplificado de um exemplo de um sistema de controle de processo usado com um sistema de expulsão de tarugo da presente invenção.

[0028] A FIG 9(a) e Figura 9(b) são desenhos detalhados que ilustram um método de uso de um conjunto de haste de expulsão de tarugo articulado e sistema de expulsão de tarugo da presente invenção. Descrição Detalhada da Invenção

[0029] Uma modalidade de um sistema de expulsão de tarugo de linha de aquecimento por indução elétrica 10 da presente invenção é ilustrada na Figura 4(a). Nesta modalidade, o sistema compreende um gabinete de armazenamento do conjunto de haste de expulsão, um conjunto de haste de expulsão articulado e sistema acionador de conjunto de haste de expulsão 16 (mostrado em detalhes ampliados na Figura 4(c)) que é controlado por um sistema de controle de processo de expulsão de tarugo.

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[0030] O conjunto de haste de expulsão articulado ilustrado na Figura 4(a) compreende uma pluralidade de hastes de expulsão idênticas conectadas em série com um adaptador de ponta opcional 42a (mostrado na Figura 3(a)) formando a extremidade dianteira (cabeça) do conjunto. Na operação do conjunto de haste de expulsão articulada, a extremidade dianteira do adaptador de ponta faz contato com a superfície da extremidade traseira do tarugo final (último carregado) em um lote de tarugos a serem tratados termicamente indutivamente em uma linha de aquecimento por indução elétrica quando o conjunto de haste de expulsão é implantado a partir do gabinete de armazenamento.

[0031] Um exemplo de uma haste de expulsão articulada da presente invenção que pode ser usada para cada uma das hastes de expulsão na Figura 4(a) é ilustrado na Figura 2(c) onde hastes de expulsão idênticas são alternativamente identificadas como hastes de expulsão 40a ou 40b para distinguir entre hastes de expulsão idênticas unidas de forma adjacente. As duas hastes de expulsão idênticas são mostradas unidas como hastes de expulsão adjacentes 40a e 40b na Figura 2(a). Conforme se pode observar melhor na Figura 2(c), a haste de expulsão 40a ou 40b está estruturalmente configurada nas extremidades opostas 40’ e 40’’ de modo que a extremidade da haste de expulsão 40’ da haste de expulsão 40a pode ser conectada pela junta de revolução 55 à extremidade da haste de expulsão 40’’ da haste de expulsão adjacente 40b conforme se pode observar melhor na Figura 2(a). Na Figura 2(c) a haste de expulsão tem um comprimento axial central globalmente orientado longitudinalmente (A) de XL composto por uma seção de haste de expulsão central longitudinalmente orientada de comprimento XC com seções de extremidade opostas 40’ e 40’’.

[0032] A extremidade da haste de expulsão 40’ é referida como a extremidade da haste de expulsão fêmea e, neste exemplo, é formada a partir do garfo ou forquilha 50 localizado centralmente com as paredes laterais 52a

8 / 27 e 52b se estendendo axialmente a partir da extremidade da seção transversal da seção de expulsão longitudinalmente orientada central adjacente à seção de extremidade 40’. Uma porção da extremidade em seção transversal da seção de expulsão orientada longitudinalmente central orientada longitudinalmente forma a parede interna 52c da forquilha. As paredes laterais 52a e 52b têm orifícios de pivô transversais respectivamente alinhados 53a e 53b dispostos verticalmente (eixo Z) fora de centro do eixo longitudinal central A-A (mostrado na Figura 2(c)) da haste de expulsão.

[0033] Um sistema de coordenadas cartesianas tridimensional é usado nos desenhos para ilustrar a direção vertical (eixo Z); direção transversal (eixo Y); e direção longitudinal (eixo X) em relação às características da presente invenção ilustradas nos desenhos para entender a invenção, embora não limitando a orientação das características da invenção.

[0034] A extremidade da haste de expulsão 40’’ é referida como a extremidade da haste de expulsão macho e, neste exemplo, é formada a partir de uma lingueta ou aba vertical disposta centralmente 54 que se estende axialmente a partir da extremidade da seção transversal da seção de expulsão orientada longitudinalmente central adjacente à seção de extremidade 40’’ e tendo orifício de pivô transversal 54a disposto verticalmente (eixo Z) fora de centro do eixo longitudinal central AA (mostrado na Figura 2(c)) da haste de expulsão. A aba 54 com orifício transversal 54a em uma haste de expulsão (por exemplo, haste de expulsão 40b na Figura 2(a)) é configurada para colocação alinhada dentro da forquilha 50 de uma haste de expulsão adjacente (por exemplo, haste de expulsão 40a na Figura 2(a)) de modo que o orifício de pivô transversal 54a se alinhe transversalmente com os orifícios de pivô transversais 53a e 53b para permitir que um elemento de fixação da junta de pivô de revolução passe através dos três orifícios de pivô transversais.

[0035] Um elemento de fixação da junta de pivô 56 é fixado através de orifícios de pivô transversais alinhados 53a, 53b e 54a quando a aba 54

9 / 27 está alinhada dentro das paredes laterais da forquilha 50, como mostrado na Figura 2(a) e Figura 2(b). Na Figura 2(b) a única haste de expulsão 40a é ilustrada em três posições diferentes: posições P1 e P3 em linhas tracejadas para ilustrar os limites opostos de rotação da haste de expulsão 40a e a posição P2 em linhas contínuas em um local entre os limites de rotação.

O elemento de fixação da junta de pivô é um fixador que segura a aba 54 dentro da forquilha 50, embora permitindo o máximo limitado (no sentido horário para a orientação de rotação na Figura 2(b)) de 90° da horizontal em torno do eixo transversal (Y) B-B com esta restrição de rotação alcançada na direção de pivô vertical fora de centro de uma haste de expulsão adjacente como mostrado, por exemplo, na Figura 2(b) entre as hastes de expulsão 40a e 40b, onde a haste de expulsão 40b está em uma posição horizontal.

O pivô fora de centro vertical restringe a revolução em uma rotação no sentido anti-horário para baixo a partir da horizontal, uma vez que a extremidade dianteira 54’ da aba 54 na haste de expulsão 40b bloqueia a rotação no sentido anti-horário da haste de expulsão 40a abaixo da posição horizontal P1 da haste de expulsão 40a na Figura 2(b) por contato da extremidade dianteira 54’ com a parede interna 52c na forquilha 50 da haste de expulsão adjacente unida (por exemplo, haste de expulsão 40a na Figura 2(a)) devido aos três orifícios de pivô transversais 53a, 53b e 54a estando verticalmente fora de centro a partir do eixo geométrico longitudinal central da haste de expulsão.

Portanto, em geral, a junta de revolução transversal 55 permite um ângulo de revolução máximo de 90° entre as hastes de expulsão adjacentes em um conjunto de haste de expulsão da presente invenção para permitir a implantação ou retração de um conjunto de haste de expulsão através da seção de armazenamento arqueada 12b (por exemplo, na Figura 4(a)), enquanto evita o cambeamento das hastes de expulsão adjacentes causada por uma rotação ilimitada maior no conjunto quando implantado em uma linha de aquecimento por indução elétrica.

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[0036] Na modalidade da invenção mostrada nos desenhos, o elemento de fixação da junta de pivô 56 compreende o pino manilha 56a que passa através dos orifícios de pivô transversais 53a, 53b e 54a e preso dentro dos três orifícios de pivô transversais. Neste exemplo, extremidades opostas do pino manilha 56a têm sulcos de extremidade oposta com anéis trava de retenção 56b fixados nos sulcos de extremidade para segurar o pino no lugar como mostrado na Figura 2(d) com o elemento de fixação da junta de pivô 56 removido da junta de revolução para maior clareza. Em outras modalidades, o elemento de fixação da junta de pivô pode ser um pino que passa através dos orifícios de pivô e fixado em extremidades opostas com fixadores adequados, como contrapinos ou um pino com uma cabeça em uma extremidade e um fixador adequado na extremidade oposta.

[0037] Cada haste de expulsão em um conjunto de haste de expulsão da presente invenção é formada de um material de alta temperatura conforme necessário para resistir ao ambiente dentro de uma linha de aquecimento por indução elétrica industrial pela qual passa. Em um exemplo da presente invenção, cada haste de expulsão é formada a partir de uma família e classe de aço inoxidável adequada. Na modalidade da invenção mostrada nos desenhos, a forma de cada haste de expulsão é um cilindro direito sólido, exceto para as extremidades opostas 40’ e 40’’ que são configuradas para a junta de revolução transversal de intertravamento com rotação limitada alcançada pela configuração da junta de revolução transversal de intertravamento. Em outras modalidades, uma haste de expulsão da presente invenção pode ter outras formas, por exemplo, formando a seção de haste de expulsão orientada longitudinalmente central a partir de um cilindro direito oco ou retangular em formato transversal conforme porventura necessário para uma aplicação específica.

[0038] Em algumas modalidades da invenção em que as hastes de expulsão são formadas de materiais eletromagneticamente condutores, uma

11 / 27 ou mais das hastes de expulsão formando o conjunto de haste de expulsão articulada tem um disruptor de campo magnético estruturalmente configurado pelo menos em uma seção parcial da haste de expulsão, por exemplo, um ou mais campos magnéticos rompendo os sulcos longitudinais 58, como mostrado nas hastes de expulsão 40a e 40b na Figura 2(a) a Figura 2(c) para reduzir o aquecimento por corrente parasita induzida nas hastes de expulsão conforme as hastes de expulsão no conjunto de haste de expulsão passam através de uma bobina de indução elétrica energizada usada em uma linha de aquecimento por indução elétrica.

[0039] A Figura 3(a) a Figura 3(d) ilustram exemplos alternativos de um adaptador de ponta opcional que pode ser usado na presente invenção. Um adaptador de ponta opcional pode ser unido à extremidade dianteira de uma haste de expulsão da extremidade dianteira do conjunto de haste de expulsão, por exemplo, como mostrado na vista detalhada da Figura 3(e) onde a extremidade macho do adaptador de ponta 42d é unida à extremidade fêmea dianteira da haste de expulsão da extremidade dianteira 40a ou 40b. A extremidade posterior de um adaptador de ponta (configurado como extremidade macho ou fêmea) é formada de forma semelhante à da haste de expulsão adjacente (configurada como extremidade fêmea ou macho (respectivamente) com a junta de revolução 55’ formada entre o adaptador de ponta e a haste de expulsão sendo semelhante a uma junta de revolução entre hastes de expulsão adjacentes no conjunto.

[0040] O formato transversal e as dimensões da extremidade dianteira de um adaptador de ponta podem ser selecionadas para combinar, dentro de uma faixa de tolerância, o formato transversal da extremidade traseira do tarugo final em um lote de tarugo a ser aquecido na linha de aquecimento. Por exemplo, se o tarugo final for cilíndrico em seção transversal e o diâmetro da seção transversal (ds) da haste de expulsão 40a ou 40b for 1,69 polegadas, os adaptadores de ponta de superfície circular 42a a 42d podem ter os seguintes

12 / 27 diâmetros de superfície circular de extremidade dianteira: para adaptador 42a, um diâmetro (d1) de 1,69 polegadas para uso com tarugos cilíndricos tendo uma faixa de diâmetro de tolerância de 1,5 a 2,00 polegadas; para o adaptador 42b, um diâmetro (d2) de 1,88 polegadas para uso com tarugos cilíndricos tendo uma faixa de diâmetro de tolerância de 2,00 a 2,50 polegadas; um diâmetro (d3) de 2,41 polegadas para uso com tarugos cilíndricos tendo uma faixa de diâmetro de tolerância de 2,50 a 3,00 polegadas; e um diâmetro (d4) de 2,82 polegadas para uso com tarugos cilíndricos tendo uma faixa de diâmetro de tolerância de 3,00 a 3,50 polegadas. Conforme ilustrado na Figura 3(a) a Figura 3(e), ao contrário do diâmetro da seção transversal constante (ds) de uma haste de expulsão, em uma modalidade da invenção, o diâmetro da seção transversal de um adaptador de ponta diminui linearmente da extremidade dianteira para a extremidade traseira de modo que a extremidade traseira corresponde pelo menos aproximadamente ao diâmetro da seção transversal (ds) da haste de expulsão unida.

[0041] Um adaptador de ponta opcional é vantajoso quando o sistema de aquecimento por indução elétrica provê os meios para avançar o lote de tarugos através da linha de aquecimento. Por exemplo, para a modalidade da invenção mostrada na Figura 5 a Figura 7, o acionador de rolo de aperto da linha de aquecimento do sistema de aquecimento por indução 92a ilustrado na Figura 9(a) e Figura 9(b) está instalado no invólucro 93 (mostrado na Figura 5 a Figura 7) disposto a montante do início 90a da linha de aquecimento 90. Na posição fechada mostrada na Figura 9(a) ou Figura 9(b) o acionador de rolo de aperto da linha de aquecimento 92a avança tarugos para dentro e através da linha de aquecimento girando com pressão aplicada ao topo dos tarugos em um lote de tarugo. O uso de um adaptador de ponta evita uma mudança abrupta na seção transversal entre o tarugo final 88a no lote de tarugo e uma haste de expulsão em um conjunto de haste de expulsão conforme o conjunto de haste de expulsão passa através do acionador de rolo de aperto da linha de

13 / 27 aquecimento e também ajuda a espalhar a força de pressionamento do conjunto da haste de expulsão em toda a seção transversal da extremidade traseira do tarugo final no lote de tarugos. O uso do adaptador de ponta elimina a necessidade trocar as hastes de expulsão das seções transversais variadas no conjunto conforme a seção transversal dos tarugos em um lote a ser tratado termicamente muda.

[0042] O termo “a jusante” é usado neste documento para descrever a direção X positiva nos desenhos, que inclui a direção dos tarugos na linha de aquecimento por indução elétrica do local de início 90a até o local de término 90b da linha de aquecimento por indução elétrica.

[0043] Como acontece com as hastes de expulsão da presente invenção, um adaptador de ponta pode opcionalmente incluir um ou mais disruptores de campo magnético, como fendas orientadas longitudinalmente 42’ na Figura 3(a) a Figura 3(d) que se estendem pelo menos parcialmente ao longo do comprimento axial do adaptador de ponta.

[0044] Em uma modalidade um sistema de expulsão de tarugo articulado 10 da presente invenção, como visto na Figura 4(a), o conjunto de haste de expulsão é montado a partir de uma quantidade vinte e três (23) hastes de expulsão da presente invenção unidas com a haste de expulsão final de extremidade traseira (cauda) 40z e haste de expulsão da extremidade dianteira (cabeça) 40h com adaptador de ponta opcional 42a unida à extremidade dianteira da haste de expulsão de cabeça 40h.

[0045] A Figura 4(b) é uma vista detalhada das hastes de expulsão 40a e 40b da presente invenção no conjunto de haste de expulsão mostrado na Figura 4(a). Neste exemplo da invenção, cada haste de expulsão articulada no conjunto da haste de expulsão de cabeça 40h à haste de expulsão de cauda 40z é configurada como haste de expulsão articulada 40a ou 40b, conforme ilustrado na Figura 2(a) a Figura 2(c) e, portanto, cada um é alternativamente descrito como uma haste de expulsão nesta modalidade da invenção.

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[0046] Na modalidade do sistema de expulsão de tarugo articulado 10 mostrada na Figura 4(a), o invólucro de armazenamento “pronto para uso” para o conjunto de haste de expulsão compreende uma seção de armazenamento linear 12a e seção de armazenamento arqueada 12b. Na Figura 4(a) a porção da seção de armazenamento linear que se conecta à seção de armazenamento arqueado 12b é designada como subseção de armazenamento linear do acionador 12c como sendo a localização preferencial, mas não limitadora, do sistema acionador de conjunto de haste de expulsão 16 que implanta o conjunto de haste de expulsão do invólucro de armazenamento para a linha de aquecimento por indução elétrica e extrai o conjunto da haste de expulsão da linha de aquecimento por indução elétrica para o gabinete de armazenamento após a conclusão de um processo de expulsão do tarugo.

[0047] A maioria das hastes de expulsão que formam o conjunto de haste de expulsão são armazenadas na seção de armazenamento linear 12a do compartimento de armazenamento com um número menor de hastes de expulsão armazenadas na seção de armazenamento arqueado 12b que termina, neste exemplo, com o adaptador de ponta 42a na boca 12b’ da seção arqueada 12b. Neste exemplo, o menor número de hastes de expulsão armazenado na seção de armazenamento arqueada é determinado pelos comprimentos axiais das hastes de expulsão e a configuração da seção de armazenamento arqueada para inverter a direção de aproximadamente 180 graus de implantação das hastes de expulsão na seção de armazenamento linear a partir da direção das hastes de expulsão, conforme indicado pelas setas +X e –X na Figura 7, e nas direções reversas para extração das hastes de expulsão da linha de aquecimento por indução. Alternativamente, a extremidade dianteira do conjunto da haste de expulsão pode se estender parcialmente para fora da boca 12b’ em uma posição “pronta para uso”, desde que os tarugos sendo carregados na linha de aquecimento por indução antes da implantação do

15 / 27 conjunto de haste de expulsão possam liberar a extremidade dianteira estendida do conjunto.

[0048] Em uma modalidade preferida, mas não limitadora da invenção, a seção de armazenamento linear 12a é disposta para montagem estrutural acima e (ou alternativamente) horizontalmente deslocada da linha de aquecimento por indução elétrica, o que facilita uma instalação de linha de aquecimento compacta, particularmente quando um sistema de expulsão de tarugo da presente invenção é adaptado a uma linha de aquecimento existente. A montagem estrutural do sistema de expulsão de tarugo articulado 10 à linha de aquecimento por indução elétrica pode ser realizada, por exemplo, com suportes estruturais 98a a 98d, como mostrado nos desenhos.

[0049] A seção de armazenamento linear 12a pode ser opcionalmente formada a partir de seções lineares modulares interconectadas que permitem alterar o comprimento total do conjunto de haste de expulsão armazenado, adicionando ou removendo hastes de expulsão do conjunto de haste de expulsão, por exemplo, para acomodar alterações no comprimento total da linha de aquecimento por indução elétrica. Por exemplo, o flange de armazenamento opcional 12a’ (como mostrado na Figura 4(a)) pode ser provido para mudança rápida do comprimento da seção de armazenamento linear 12a.

[0050] Em algumas modalidades da invenção, a seção de armazenamento linear 12a e a seção de armazenamento arqueada 12b são estruturas totalmente fechadas formadas, por exemplo, a partir de tubulação com um diâmetro interno satisfatório para armazenamento do conjunto de haste de expulsão.

[0051] Na modalidade da invenção mostrada nas figuras, a subseção de armazenamento linear do acionador 12c da seção de armazenamento linear é pelo menos parcialmente aberta para permitir o contato dos componentes de acionamento com o conjunto de haste de expulsão no invólucro de

16 / 27 armazenamento de conjunto de haste de expulsão para implantação e extração do conjunto de haste de expulsão de e para a linha de aquecimento.

[0052] Em algumas modalidades da invenção, a seção de armazenamento linear 12a pode ter uma meia seção superior aberta para acomodar a remoção ou adição de hastes de expulsão de ou para o conjunto de haste de expulsão articulada.

[0053] No exemplo da invenção mostrado na Figura 4(a) todas as hastes de expulsão da presente invenção têm o mesmo comprimento longitudinal XL, embora esta não seja uma característica limitadora da invenção. Em outras aplicações, as hastes de expulsão em um conjunto podem ter comprimentos longitudinais variados da seção central da haste de expulsão orientada longitudinalmente, desde que os comprimentos longitudinais variáveis do conjunto de haste de expulsão articulada permitam o deslocamento do comprimento necessário do conjunto de haste de expulsão através da seção de armazenamento arqueada 12b conforme exigido em uma aplicação específica. A Figura 2(a) mostra uma junta de revolução 55 entre as hastes de expulsão unidas que proporciona a rotação entre as hastes de expulsão adjacentes, conforme necessário para as hastes de expulsão passarem através da seção de armazenamento arqueada ao serem implantadas ou extraídas da linha de aquecimento por indução elétrica, evitando o cambeamento entre as hastes de expulsão quando são implantadas na linha de aquecimento por indução elétrica.

[0054] Na modalidade da invenção mostrada nos desenhos, como melhor se vê na vista da Figura 4(c), o sistema acionador de conjunto de haste de expulsão 16 compreende dois (pares de) rolos de aperto formados a partir do rolo superior 16a e do rolo inferior 16b que engatam e desengatam seletivamente uma seção 14a (mostrada em linhas tracejadas) do conjunto de haste de expulsão dentro do invólucro de armazenamento pela operação da embreagem 16c para transmitir potência rotativa reversível do eixo de

17 / 27 acionamento de saída do motor elétrico 16d através da caixa de engrenagens de 90 graus 16e com saída rotativa para o rolo inferior 16b e/ou rolo superior 16a através de uma corrente rotativa, correia ou acionamento por engrenagem (não mostrado nas figuras). O engate do conjunto de haste de expulsão com os rolos de pressão superior e inferior girando em direções opostas (no sentido anti-horário para o rolo superior e no sentido horário para o rolo inferior na configuração mostrada nos desenhos) irá implantar o conjunto de haste de expulsão do invólucro de armazenamento para a linha de aquecimento para uma operação de expulsão do tarugo enquanto os rolos de pressão duplos engatados girando na direção oposta inversa (no sentido horário para o rolo superior e anti-horário para o rolo inferior) irão extrair o conjunto da haste de expulsão da linha de aquecimento para o invólucro de armazenamento após completar uma operação de expulsão do tarugo.

[0055] O conjunto da haste de expulsão tem pelo menos um comprimento longitudinal geral suficiente de modo que, quando implantado a uma distância de expulsão máxima que é determinada pelo comprimento total de uma linha de aquecimento específica, a extremidade traseira do conjunto de haste de expulsão (haste de expulsão 40z nas figuras) permanece sob controle dos rolos de aperto duplos para extração da linha de aquecimento, como mostrado na Figura 7. O sensor de extensão total (FES), como um sensor de interruptor de limite ou sensor de feixe fotoelétrico, pode ser opcionalmente fornecido para inserir um sinal para o sistema de controle de expulsão do tarugo quando a extremidade traseira do conjunto da haste de expulsão atingir uma posição de extensão total no gabinete de armazenamento.

[0056] Um método de uso de um sistema de expulsão de tarugo da presente invenção em uma linha de aquecimento por indução 90 é ilustrado na Figura 5 a Figura 7. Na Figura 5, o conjunto de haste de expulsão é mostrado na posição armazenada como na Figura 4(a) com o sistema de expulsão de

18 / 27 tarugo articulado 10 instalado sobre a linha de aquecimento.

Uma série de tarugos individuais do primeiro tarugo carregado 88z ao último tarugo carregado 88a que formam um lote de tarugo para aquecimento por indução na linha de aquecimento por indução elétrica é mostrada no processo de carregamento na linha de aquecimento.

O transportador de tarugo 92, que é independente do sistema de expulsão de tarugo, transporta a série de tarugos para o rolo de compressão 92a (que é um componente no sistema de linha de aquecimento) a montante do início 90a da linha de aquecimento por indução elétrica.

A entrega de tarugos ao transportador de tarugos é conhecida na técnica, por exemplo, suprimento manual ou automático do equipamento classificador de tarugos ou transferência de uma linha de aquecimento de tarugo pré-aquecida.

O transportador de tarugo 92 pode ser qualquer transportador de tarugo conhecido na técnica.

A série de tarugos individuais costas com costas sendo entregues pelo transportador 92 empurra o número predeterminado de tarugos no lote de tarugo a ser aquecido no rolo de aperto 92a a montante dos aquecedores de indução incluídos 94a e 94b.

Os tarugos avançam nos trilhos da linha de aquecimento por indução 96 ou outras estruturas de suporte de tarugo adequadas conhecidas na técnica através de uma ou mais bobina(s) de indução elétrica incluídas que formam os aquecedores por indução 94a e 94b da linha de aquecimento e são indutivamente aquecidos a um perfil de temperatura necessário para processamento industrial adicional na extremidade 90b da linha de aquecimento, onde os tarugos aquecidos indutivamente saem da linha de aquecimento.

Dois aquecedores por indução, como conhecidos na técnica, são ilustrados como a linha de aquecimento nos desenhos, apenas a título de exemplo.

Nos desenhos, os aquecedores por indução são mostrados como estruturas de caixa aberta para ilustrar o movimento do sistema de expulsão de tarugo da presente invenção ao longo da linha de aquecimento, que são, por exemplo, bobinas de aquecimento por indução termicamente fechadas que

19 / 27 também são referidas como fornos de aquecimento por indução de tarugo na técnica. A linha de aquecimento pode ser em modalidades alternativas da invenção uma linha de aquecimento mista, por exemplo, com indução fechada mista e aquecedores de combustível fóssil, ou regiões de imersão de calor de tarugo de não aquecedor fechadas entre aquecedores fechados, desde que haja um requisito para um sistema de expulsão de tarugo da presente invenção.

[0057] Na modalidade da invenção mostrada nos desenhos, o acionador de aperto da linha de aquecimento por indução 92a (mostrado da Figura 9(a) e Figura 9(b) está instalado no invólucro 93 na Figura 5 a Figura 7 e avança o lote de tarugo para a linha de aquecimento.

[0058] Após o número predeterminado de tarugos ser entregue, pelo menos, para a posição da linha de aquecimento X1 (na Figura 5) a jusante da boca do gabinete de armazenamento do sistema de expulsão de tarugo 12b’, o sistema acionador de conjunto de haste de expulsão 16 aciona o conjunto de haste de expulsão no gabinete de armazenamento fora da boca 12b’, de preferência a uma taxa acelerada suficiente para alcançar e aplicar uma força da haste de expulsão de tarugo à extremidade posterior do último tarugo carregado 88a no lote de tarugo como mostrado na Figura 6. Sensor de zona livre (ZCS), como um sensor de feixe fotoelétrico mostrado na Figura 5, pode, opcionalmente, ser provido para inserir um sinal para o sistema de controle de expulsão de tarugo quando o transportador de tarugo estiver livre de tarugos que poderiam interferir com um conjunto de haste de expulsão sendo implantado a partir do compartimento de armazenamento.

[0059] O conjunto de haste de expulsão continua a manter contato positivo com a extremidade posterior do último tarugo carregado 88a enquanto o conjunto de haste de expulsão e o último tarugo carregado final 88a continuam avançando a uma taxa predeterminada de velocidade controlada pelo sistema acionador de conjunto de haste de expulsão 16 ou um sistema acionador de tarugo de linha de aquecimento separado.

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[0060] Em sistemas de linha de aquecimento por indução elétrica, onde a taxa predeterminada de velocidade (aquecimento de linha) dos tarugos através dos aquecedores por indução fechados é controlada por um sistema acionador de tarugo de linha de aquecimento por indução separado, como acionador de aperto de linha de aquecimento 92a, uma vez que a extremidade dianteira do conjunto de haste de expulsão, que no presente exemplo é o adaptador de ponta 42a, transições a jusante na direção X sob o acionador de aperto de linha de aquecimento 92a dentro do invólucro 93, em uma modalidade da presente invenção, o sistema acionador de conjunto de haste de expulsão 16 é transferido para um modo deslizamento-embreagem eletrônico enquanto o acionador de aperto da linha de aquecimento 92a assume e continua a conduzir o conjunto da haste de expulsão e os tarugos restantes na mesma taxa de velocidade através da linha de aquecimento, até que todos os tarugos carregados sejam empurrados para a extremidade 90b da linha de aquecimento. Nesta modalidade da invenção, a taxa predeterminada de velocidade aquecimento da linha é definida pelo sistema de linha de aquecimento por indução de modo que todos os tarugos carregados saiam da linha de aquecimento com o perfil de temperatura do tarugo necessário para o processo industrial (ou outra etapa do processo) ser realizado no final da linha.

[0061] A Figura 7 ilustra o conjunto de haste de expulsão totalmente estendido (implantado) na linha de aquecimento imediatamente após o último tarugo carregado 88a no lote de tarugo ter sido aquecido e empurrado da extremidade 90b da linha de aquecimento. Neste ponto do processo, o acionador de aperto da linha de aquecimento 92a se abre para liberar o controle de movimento do conjunto de haste de expulsão e o sistema acionador de conjunto de haste de expulsão 16 inverte a direção de modo que o conjunto de haste de expulsão retraia de volta para o invólucro de armazenamento de preferência em uma velocidade ideal de modo que a

21 / 27 próxima carga predeterminada do lote de tarugos possa ser carregada na linha de aquecimento e o processo acima para o sistema de expulsão de tarugo da presente invenção possa ser repetido com tempo mínimo de troca.

[0062] A Figura 8 ilustra uma modalidade um sistema de controle na forma de diagrama de blocos para um sistema de expulsão de tarugo articulado da presente invenção. Nesta modalidade, o controlador do sistema expulsão de tarugo 60 compreende um Controlador Lógico Programável (PLC) e Módulo de Controle convenientemente localizado para uso por um operador de sistema. Após o último tarugo carregado 88a em um lote de tarugo a ser aquecido ser carregado na linha de aquecimento 90 na Figura 6, o controlador de sistema de expulsão de tarugo 60 comanda o sistema acionador de conjunto de haste de expulsão 16 para girar os rolos de aperto superior e inferior 16a e 16b em uma direção para estender (implantar) o conjunto de haste de expulsão da boca 12b’ da seção de armazenamento arqueada 12b até a extremidade do conjunto (adaptador de ponta 42a neste exemplo) entrar em contato com a extremidade posterior do último tarugo carregado no lote de tarugo a montante do acionador de rolo de aperto da linha de aquecimento 92a localizado a montante na extremidade entrada da linha de aquecimento 90. O sensor de área de escape opcional (ZCS), se usado, transmite um sinal de inibição para o controlador do sistema expulsão de tarugo 60 para desativar a implantação do conjunto de haste de expulsão se um tarugo for detectado na linha de transportador em uma posição que interfira com a implantação.

[0063] Na modalidade ilustrada da invenção, o acionador de rolo de aperto da linha de aquecimento 92a controla o movimento do lote de tarugo e conjunto de haste de expulsão através da linha de aquecimento por indução. Quando a extremidade dianteira do conjunto de haste de expulsão engata o último tarugo carregado 88a, o controlador do sistema de expulsão de tarugo 60 recebe um sinal de entrada elétrico de um aumento no torque com base em parâmetros predefinidos, momento em que o controlador do sistema de

22 / 27 expulsão de tarugo 60 executa um sinal para o sistema acionador de conjunto de haste de expulsão 16 para entrar em um modo de monitoramento de torque (embreagem deslizante), no qual o sistema acionador de conjunto de haste de expulsão atua como uma embreagem deslizante, enquanto ainda aplica torque ao conjunto de haste de expulsão, em relação à taxa de alimentação sendo determinada pelo acionador de rolo de aperto da linha de aquecimento de tarugo 92a. Este processo de operação garante que todos os tarugos carregados e a extremidade dianteira do conjunto de haste de expulsão mantenham contato positivo um com o outro enquanto ambos fazem a transição sob o acionador de rolo de aperto da linha de aquecimento 92a. Uma vez que o último tarugo carregado no lote de tarugo e conjunto de haste de expulsão estão sob o acionador de rolo de aperto da linha de aquecimento 92a, o acionador de rolo de aperto da linha de aquecimento assume e controla a taxa predeterminada de alimentação para o conjunto de haste de expulsão conforme ele se move junto com o tarugo do lote através da linha de aquecimento e, eventualmente, purgando todos os tarugos no lote da(s) bobina(s) de indução na linha de aquecimento.

[0064] Na presente modalidade da invenção, no caso de uma falha no sistema de linha de aquecimento por indução elétrica enquanto os tarugos no lote de tarugo estão presos dentro da linha de aquecimento por indução fechada, o acionador do rolo de aperto da linha de aquecimento pode ser aberto para liberar o conjunto de haste de expulsão e com variações no sistema de acionamento da haste de expulsão 16 pode retomar o controle de velocidade da linha de aquecimento para expulsar os tarugos encalhados.

[0065] Em algumas modalidades da invenção, um sensor totalmente estendido (FES) do conjunto de haste de expulsão é disposto a uma distância dimensional (determinada pelo comprimento da linha de aquecimento) ao longo do comprimento da seção de armazenamento linear 12a para detectar quando um comprimento suficiente do conjunto da haste de expulsão foi

23 / 27 alongado para expulsar ou purgar totalmente todos os tarugos restantes no comprimento da linha de aquecimento para esvaziar o sistema da linha de aquecimento. Ao detectar a extensão total, o FES envia um sinal totalmente estendido para o controlador do sistema de expulsão de tarugo 60, que comanda o sistema de acionamento da haste de expulsão 16 para parar o alongamento do conjunto de haste de expulsão do invólucro de armazenamento.

[0066] Em algumas modalidades da invenção, o sensor totalmente retraído do conjunto de haste de expulsão (FRS) é disposto a uma distância dimensional (determinada pelo comprimento da linha de aquecimento ou o comprimento da seção de armazenamento linear) ao longo do comprimento da seção de armazenamento linear 12a para detectar quando um comprimento suficiente do conjunto da haste de expulsão foi totalmente retraído de volta para o invólucro de armazenamento.

[0067] Em uma modalidade da invenção, o sistema de controle da haste de expulsão opera em um modo de embreagem deslizante ou modo Ajustável de Torque Limitado por Velocidade (SLTA). O modo SLTA regula a velocidade de implantação do sistema acionador de conjunto de haste de expulsão 16 com base na magnitude do torque necessário para manter uma velocidade definida conforme especificado por um operador de sistema de expulsão de tarugo para uma aplicação específica do sistema de expulsão de tarugo. A velocidade e o torque são ajustados usando os parâmetros do sistema acionador do conjunto de haste de expulsão.

[0068] Em resumo do método abaixo de expulsar tarugos aquecidos de uma linha de aquecimento por indução elétrica, um lote de tarugos para aquecimento por indução elétrica é carregado na linha de aquecimento por indução elétrica com o lote de tarugos terminando em um tarugo do lote final. O conjunto da haste de expulsão do tarugo articulado da linha de aquecimento por indução elétrica em uma posição “pronta para uso” é implantado a partir

24 / 27 da seção de armazenamento arqueada de um armazenamento do conjunto da haste de expulsão com o sistema acionador do conjunto da haste de expulsão. A velocidade implantação e o torque do sistema de acionamento do conjunto da haste de expulsão são ajustados com o controlador do sistema de expulsão do tarugo responsivo a uma velocidade e torque do acionador da linha de aquecimento por indução quando a haste de expulsão do tarugo da cabeça ou o adotante da cabeça faz contato com o tarugo final e o conjunto da haste de expulsão do tarugo articulado da linha de aquecimento por indução elétrica é implantado atrás do tarugo final até que o tarugo final saia da linha de aquecimento por indução elétrica. Nesse ponto no processo, o aquecimento por indução de tarugo de lote foi concluído e o conjunto de haste de expulsão de tarugo articulado da linha de aquecimento elétrico por indução é retraído para a seção de armazenamento arqueada do armazenamento de conjunto de haste de expulsão para a posição “pronta para uso” com o sistema de acionamento do conjunto da haste de expulsão.

[0069] A Figura 9(a) e Figura 9(b) ilustram um exemplo de um modo SLTA em um processo de expulsão de tarugo da presente invenção. O controlador do sistema de linha de aquecimento por indução 70 na Figura 8 é provido com o sistema de aquecimento por indução elétrica neste exemplo, que pode ser separado do sistema de expulsão de tarugo articulados da presente invenção. Na Figura 8, o controlador de sistema de linha de aquecimento por indução 70 transmite os dados de torque “T” do acionador de aperto 92a e de velocidade “S” do lote de tarugo para o controlador de sistema de expulsão de tarugo 60 para execução do modo SLTA descrito abaixo.

[0070] O controlador do sistema de linha de aquecimento por indução 70 controla o torque “T” do acionador de aperto da linha de aquecimento por indução 92a de modo que uma velocidade “S” do lote de tarugo seja alcançada conforme necessário, de modo que os tarugos no lote de tarugo prossigam através da linha de aquecimento por indução 90 e cheguem à extremidade 90b

25 / 27 com o perfil de aquecimento necessário. Neste exemplo da invenção, o controlador de sistema da linha de aquecimento por indução 70 e o acionador de aperto de linha de aquecimento 92a controlam a velocidade da linha de aquecimento de tarugo antes e depois que a extremidade posterior do último tarugo carregado 88a faz contato com a extremidade dianteira do conjunto de haste de expulsão, que neste exemplo é a extremidade dianteira do adaptador de ponta 42a na Figura 9(a) e Figura 9(b).

[0071] Na Figura 9(a) antes que o conjunto de haste de expulsão faça contato com o último tarugo carregado, o sistema acionador de conjunto de haste de expulsão 16 controla a velocidade do alongamento (deposição) do conjunto de haste de expulsão, por exemplo, como mostrado na Figura 9(a) e Figura 9(b), três vezes a velocidade “S” do lote de tarugo com os rolos de aperto superior e inferior duplos (16a e 16b) sendo mantidos em menor ou igual a metade do torque “T” do acionador de aperto 92a, de modo que o conjunto de haste de expulsão faça contato rápido com o último tarugo carregado antes de ser engatado pelo acionador de aperto 92a. Quando a extremidade dianteira do adaptador de ponta faz contato com a extremidade traseira do último tarugo carregado 88a, o sistema acionador de conjunto da haste de expulsão 16 define o torque dos rolos de aperto superior e inferior duplos 16a e 16b para a metade do torque “T” do acionador de aperto 92a para manter a velocidade do conjunto da haste de expulsão na velocidade “S” do lote de tarugo à medida que avança a jusante sob o acionador de aperto 92a. Quando o conjunto de haste de expulsão estiver sob o controle do acionador de aperto 92a, o controle de velocidade do sistema acionador do conjunto de haste de expulsão 16 deslizará eletronicamente para sincronizar com o controlador da linha de aquecimento através do acionador de aperto 92a no torque “T” e velocidade “S” para assegurar que o lote de tarugo continue a se mover através da linha de aquecimento por indução na velocidade necessária para atingir o perfil de aquecimento de tarugo necessário na extremidade 90b

26 / 27 da linha de aquecimento.

[0072] Quando a extremidade dianteira do conjunto de haste de expulsão faz contato com a extremidade traseira do último tarugo carregado, a quantidade de torque necessária para empurrar o conjunto de haste de expulsão sobe além do ponto de ajuste menor ou igual a metade do torque “ T “do acionador de aperto. A fim de limitar a quantidade de torque que os rolos de aperto duplo superior e inferior 16a e 16b produzem, o sistema acionador do conjunto da haste de expulsão 16 ajusta a velocidade saída do conjunto da haste de expulsão para manter o torque abaixo de um torque máximo definido configurado pelo operador do sistema de expulsão de tarugo. Conforme a extremidade posterior do último tarugo carregado no lote de tarugo se afasta da extremidade dianteira do conjunto da haste de expulsão, o torque necessário para manter a velocidade atual diminui e, assim, a velocidade saída do sistema acionador do conjunto da haste de expulsão 16 aumenta. O resultado é que a extremidade dianteira do conjunto da haste de expulsão permanece em contato com a extremidade traseira do último tarugo carregado e corresponde à velocidade alimentação do último tarugo carregado e mantém o torque necessário para isso.

[0073] O comprimento longitudinal longo (XL) de uma haste de expulsão usada em um conjunto de haste de expulsão da presente invenção é limitado pelas dimensões da seção de armazenamento arqueada 12b em uma aplicação específica. Por exemplo, com um comprimento axial de haste de expulsão (XL) de cerca de 10 polegadas e um diâmetro de seção transversal em torno da seção de armazenamento arqueada requer um raio de cerca de 22 polegadas para a seção de armazenamento arqueada para implantação e retração do conjunto de haste de expulsão e com um comprimento axial da haste de expulsão (XL) de cerca de 18 polegadas requer um raio de cerca de 42 polegadas para a seção de armazenamento arqueada para implantação e retração do conjunto de haste de expulsão. Outras modalidades da invenção

27 / 27 podem usar comprimentos axiais da haste de expulsão de 10 a 22 polegadas, desde que o ambiente específico do sistema possa suportar raios arqueados fora da faixa aproximada.

[0074] Em outras modalidades da invenção, um elemento de controle de velocidade do tarugo da linha de aquecimento por indução separado, como o rolo de aperto 92a, não é fornecido e o sistema acionador do conjunto de haste de expulsão 16 com variações pode controlar a velocidade do aquecimento do tarugo através da linha de aquecimento empurrando a força diretamente no lote de tarugo para atingir o perfil de aquecimento de tarugo necessário.

[0075] Embora as modalidades descritas da invenção tratem de tarugos cilíndricos, outra configuração de tarugos, por exemplo, barras retangulares, pode ser acomodada com modificações adequadas.

[0076] A presente invenção foi descrita em termos de exemplos e modalidades preferenciais. Equivalentes, alternativas e modificações, além daquelas expressamente declaradas, são possíveis e estão dentro do escopo da invenção. Aqueles versados na técnica, tendo o benefício dos ensinamentos deste relatório descritivo, podem fazer modificações nas mesmas sem se afastar do escopo da invenção.

Claims (14)

1 / 10 REIVINDICAÇÕES

1. Haste de expulsão de tarugo de linha de aquecimento por indução elétrica, caracterizada pelo fato de que compreende: uma seção de haste de expulsão orientada longitudinalmente central tendo um eixo de seção transversal central longitudinalmente orientado; uma seção de extremidade de haste de expulsão fêmea formada em uma primeira extremidade em seção transversal orientada longitudinalmente oposta da seção de haste de expulsão longitudinal central, a seção de extremidade de haste de expulsão fêmea compreendendo uma forquilha localizada centralmente que se estende axialmente a partir da primeira extremidade em seção transversal orientada longitudinalmente oposta, a forquilha localizada centralmente tendo uma primeira parede lateral e uma segunda parede lateral se estendendo axialmente a partir da primeira extremidade da seção transversal orientada longitudinalmente oposta e uma parede interna formada a partir da primeira extremidade da seção transversal orientada longitudinalmente oposta da seção de haste de expulsão orientada longitudinalmente central entre a primeira parede lateral e a segunda parede lateral; a primeira parede lateral e a segunda parede lateral tendo um primeiro orifício de articulação transversal e um segundo orifício de articulação transversal dispostos verticalmente fora de centro do eixo da seção transversal orientado longitudinalmente; o primeiro orifício de articulação transversal e o segundo orifício de articulação transversal alinhados transversalmente um ao outro; e uma seção de extremidade de haste de expulsão macho formada em uma segunda extremidade oposta longitudinalmente orientada da seção de haste de expulsão central orientada longitudinalmente, a seção de extremidade de haste de expulsão macho compreendendo uma aba vertical disposta centralmente que se estende axialmente a partir da segunda

2 / 10 extremidade em seção transversal longitudinalmente oposta, a aba vertical disposta centralmente tendo um terceiro orifício de articulação transversal disposto verticalmente fora de centro do eixo de seção transversal orientado longitudinalmente de modo que quando a aba vertical disposta centralmente é inserida entre a primeira parede lateral e a segunda parede lateral da forquilha localizada centralmente, o terceiro orifício de articulação transversal se alinha transversalmente com o primeiro orifício de articulação transversal e o segundo orifício de articulação transversal.

2. Haste de expulsão de tarugo de linha de aquecimento por indução elétrica de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende adicionalmente um disruptor de campo magnético formado a partir de pelo menos uma região ranhurada orientada longitudinalmente pelo menos parcialmente ao longo da seção da haste de expulsão longitudinalmente orientada central.

3. Conjunto de haste de expulsão de tarugo de linha de aquecimento por indução elétrica, caracterizado pelo fato de que compreende: uma pluralidade de hastes de expulsão unidas em série e de forma rotativa, cada uma da pluralidade de hastes de expulsão compreendendo: uma seção de haste de expulsão orientada longitudinalmente central tendo um eixo de seção transversal central longitudinalmente orientado; uma seção de extremidade de haste de expulsão fêmea formada em uma primeira extremidade em seção transversal orientada longitudinalmente oposta da seção de haste de expulsão longitudinal central, a seção de extremidade de haste de expulsão fêmea compreendendo uma forquilha localizada centralmente que se estende axialmente a partir da primeira extremidade em seção transversal orientada longitudinalmente oposta, a forquilha localizada centralmente tendo uma primeira parede lateral

3 / 10 e uma segunda parede lateral se estendendo axialmente a partir da primeira extremidade da seção transversal orientada longitudinalmente oposta e uma parede interna formada a partir da primeira extremidade da seção transversal orientada longitudinalmente oposta da seção de haste de expulsão orientada longitudinalmente central entre a primeira parede lateral e a segunda parede lateral; a primeira parede lateral e a segunda parede lateral tendo um primeiro orifício de articulação transversal e um segundo orifício de articulação transversal dispostos verticalmente fora de centro do eixo da seção transversal orientado longitudinalmente; o primeiro orifício de articulação transversal e o segundo orifício de articulação transversal alinhados transversalmente um ao outro; e uma seção de extremidade de haste de expulsão macho formada em uma segunda extremidade oposta longitudinalmente orientada da seção de haste de expulsão central orientada longitudinalmente, a seção de extremidade de haste de expulsão macho compreendendo uma aba vertical disposta centralmente que se estende axialmente a partir da segunda extremidade em seção transversal longitudinalmente oposta, a aba vertical disposta centralmente tendo um terceiro orifício de articulação transversal disposto verticalmente fora de centro do eixo de seção transversal orientado longitudinalmente de modo que quando a aba vertical disposta centralmente é inserida entre a primeira parede lateral e a segunda parede lateral da forquilha localizada centralmente, o terceiro orifício de articulação transversal se alinha transversalmente com o primeiro orifício de articulação transversal e o segundo orifício de articulação transversal; e um elemento de fixação de junta de pivô que passa transversalmente através do primeiro, segundo e terceiro orifícios de pivô transversais de hastes de pressão adjacentes da pluralidade de hastes de pressão para formar uma junta de revolução com um limite de rotação.

4. Conjunto de haste de expulsão de tarugo articulado de linha

4 / 10 de aquecimento por indução elétrica de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o elemento de fixação da junta de pivô compreende um pino manilha fixado em extremidades opostas do pino manilha para reter o pino manilha passando através do primeiro, segundo e terceiro orifícios de pivô transversais.

5. Conjunto de haste de expulsão de tarugo articulado de linha de aquecimento por indução elétrica de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um adaptador de ponta conectado de forma rotativa a uma haste de expulsão de cabeça da pluralidade de hastes de expulsão.

6. Conjunto de haste de expulsão de tarugo de linha de aquecimento por indução elétrica de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma da pluralidade de hastes de expulsão compreende adicionalmente um disruptor de campo magnético formado a partir de pelo menos uma região ranhurada orientada longitudinalmente pelo menos parcialmente ao longo da seção da haste de expulsão longitudinalmente orientada central.

7. Conjunto de haste de expulsão de tarugo de linha de aquecimento por indução elétrica de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que um comprimento da seção da haste de expulsão orientada longitudinalmente central de cada uma da pluralidade de hastes de expulsão é igual.

8. Sistema de expulsão de tarugo de linha de aquecimento por indução elétrica, caracterizado pelo fato de que compreende: um conjunto de haste de expulsão de tarugo de linha de aquecimento por indução elétrica, compreendendo: uma pluralidade de hastes de expulsão unidas em série e de forma rotativa, cada uma da pluralidade de hastes de expulsão compreendendo:

5 / 10 uma seção de haste de expulsão orientada longitudinalmente central tendo um eixo de seção transversal central longitudinalmente orientado; uma seção de extremidade de haste de expulsão fêmea formada em uma primeira extremidade em seção transversal orientada longitudinalmente oposta da seção de haste de expulsão longitudinal central, a seção de extremidade de haste de expulsão fêmea compreendendo uma forquilha localizada centralmente que se estende axialmente a partir da primeira extremidade em seção transversal orientada longitudinalmente oposta, a forquilha localizada centralmente tendo uma primeira parede lateral e uma segunda parede lateral se estendendo axialmente a partir da primeira extremidade da seção transversal orientada longitudinalmente oposta e uma parede interna formada a partir da primeira extremidade da seção transversal orientada longitudinalmente oposta da seção de haste de expulsão orientada longitudinalmente central entre a primeira parede lateral e a segunda parede lateral; a primeira parede lateral e a segunda parede lateral tendo um primeiro orifício de articulação transversal e um segundo orifício de articulação transversal dispostos verticalmente fora de centro do eixo da seção transversal orientado longitudinalmente; o primeiro orifício de articulação transversal e o segundo orifício de articulação transversal alinhados transversalmente um ao outro; e uma seção de extremidade de haste de expulsão macho formada em uma segunda extremidade oposta longitudinalmente orientada da seção de haste de expulsão central orientada longitudinalmente, a seção de extremidade de haste de expulsão macho compreendendo uma aba vertical disposta centralmente que se estende axialmente a partir da segunda extremidade em seção transversal longitudinalmente oposta, a aba vertical disposta centralmente tendo um terceiro orifício de articulação transversal disposto verticalmente fora de centro do eixo de seção transversal orientado

6 / 10 longitudinalmente de modo que quando a aba vertical disposta centralmente é inserida entre a primeira parede lateral e a segunda parede lateral da forquilha localizada centralmente, o terceiro orifício de articulação transversal se alinha transversalmente com o primeiro orifício de articulação transversal e o segundo orifício de articulação transversal; e um elemento de fixação de junta de pivô que passa transversalmente através do primeiro, segundo e terceiro orifícios de pivô transversais de hastes de pressão adjacentes da pluralidade de hastes de pressão para formar uma junta de revolução com um limite de rotação. um invólucro de armazenamento de conjunto de haste de expulsão compreendendo uma seção de armazenamento linear e uma seção de armazenamento arqueada para um armazenamento pronto para uso do conjunto de haste de expulsão de tarugo articulado da linha de aquecimento por indução elétrica, a seção de armazenamento arqueada conectada a uma primeira extremidade da seção de armazenamento linear e configurada para reverter uma direção do conjunto de haste de expulsão de tarugo articulado da linha de aquecimento por indução elétrica que se move através de uma extremidade boca da seção de armazenamento arqueada disposta adjacente a uma linha de aquecimento por indução elétrica, uma haste de expulsão de cabeça do conjunto de haste de expulsão de tarugo articulado da linha de aquecimento por indução elétrica posicionada na extremidade boca da seção de armazenamento arqueada e uma haste de expulsão de cauda do conjunto de haste de expulsão de tarugo articulado da linha de aquecimento por indução elétrica posicionada em uma segunda extremidade da seção de armazenamento linear oposta à primeira extremidade; e um sistema acionador de conjunto de haste de expulsão que engata o conjunto de haste de expulsão de tarugo articulado da linha de aquecimento por indução elétrica para, alternativamente, implantar o conjunto de haste de expulsão de tarugo articulado da linha de aquecimento por

7 / 10 indução elétrica do invólucro de armazenamento do conjunto de haste de expulsão para a linha de aquecimento por indução elétrica e extrair a linha de aquecimento por indução elétrica.

9. Sistema de expulsão de tarugo de linha de aquecimento por indução elétrica, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o sistema acionador do conjunto de haste de expulsão compreende um par de rolos de aperto que seletivamente engatam e desengatam o conjunto de haste de expulsão de tarugo articulado da linha de aquecimento por indução elétrica no invólucro de armazenamento do conjunto de haste de expulsão.

10. Sistema de expulsão de tarugo de linha de aquecimento por indução elétrica de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma da pluralidade de hastes de expulsão compreende adicionalmente um disruptor de campo magnético formado a partir de pelo menos uma região ranhurada orientada longitudinalmente pelo menos parcialmente ao longo da seção da haste de expulsão longitudinalmente orientada central.

11. Sistema de expulsão de tarugo de linha de aquecimento por indução elétrica de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o elemento de fixação da junta de pivô compreende um pino manilha fixado em extremidades opostas do pino manilha para reter o pino manilha passando através do primeiro, segundo e terceiro orifícios de pivô transversais.

12. Sistema de expulsão de tarugo de linha de aquecimento por indução elétrica de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um adaptador de ponta conectado de forma rotativa a uma haste de expulsão de cabeça.

13. Sistema de expulsão de tarugo de linha de aquecimento por indução elétrica de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma da pluralidade de hastes de expulsão compreende

8 / 10 adicionalmente um disruptor de campo magnético formado a partir de pelo menos uma região ranhurada orientada longitudinalmente pelo menos parcialmente ao longo da seção da haste de expulsão longitudinalmente orientada central.

14. Método de expulsão dos tarugos aquecidos de uma linha de aquecimento por indução elétrica, o método caracterizado pelo fato de que compreende: carregar um lote de tarugos para aquecimento por indução elétrica na linha de aquecimento por indução elétrica, o lote de tarugos terminando em um tarugo do lote final; implantar um conjunto da haste de expulsão do tarugo articulado da linha de aquecimento por indução elétrica em uma posição “pronta para uso” de uma seção de armazenamento arqueada de um armazenamento do conjunto da haste de expulsão com o sistema acionador do conjunto da haste de expulsão, o conjunto de haste de expulsão de tarugo articulado da linha de aquecimento por indução elétrica compreendendo: uma pluralidade de hastes de expulsão unidas em série e de forma rotativa, cada uma da pluralidade de hastes de expulsão compreendendo: uma seção de haste de expulsão orientada longitudinalmente central tendo um eixo de seção transversal central longitudinalmente orientado; uma seção de extremidade de haste de expulsão fêmea formada em uma primeira extremidade em seção transversal orientada longitudinalmente oposta da seção de haste de expulsão longitudinal central, a seção de extremidade de haste de expulsão fêmea compreendendo uma forquilha localizada centralmente que se estende axialmente a partir da primeira extremidade em seção transversal orientada longitudinalmente oposta, a forquilha localizada centralmente tendo uma primeira parede lateral

9 / 10 e uma segunda parede lateral se estendendo axialmente a partir da primeira extremidade da seção transversal orientada longitudinalmente oposta e uma parede interna formada a partir da primeira extremidade da seção transversal orientada longitudinalmente oposta da seção de haste de expulsão orientada longitudinalmente central entre a primeira parede lateral e a segunda parede lateral; a primeira parede lateral e a segunda parede lateral tendo um primeiro orifício de articulação transversal e um segundo orifício de articulação transversal dispostos verticalmente fora de centro do eixo da seção transversal orientado longitudinalmente; o primeiro orifício de articulação transversal e o segundo orifício de articulação transversal alinhados transversalmente um ao outro; e uma seção de extremidade de haste de expulsão macho formada em uma segunda extremidade oposta longitudinalmente orientada da seção de haste de expulsão central orientada longitudinalmente, a seção de extremidade de haste de expulsão macho compreendendo uma aba vertical disposta centralmente que se estende axialmente a partir da segunda extremidade em seção transversal longitudinalmente oposta, a aba vertical disposta centralmente tendo um terceiro orifício de articulação transversal disposto verticalmente fora de centro do eixo de seção transversal orientado longitudinalmente de modo que quando a aba vertical disposta centralmente é inserida entre a primeira parede lateral e a segunda parede lateral da forquilha localizada centralmente, o terceiro orifício de articulação transversal se alinha transversalmente com o primeiro orifício de articulação transversal e o segundo orifício de articulação transversal; um elemento de fixação de junta de pivô que passa transversalmente através do primeiro, segundo e terceiro orifícios de pivô transversais de expulsão adjacente da pluralidade de hastes de expulsão para formar uma junta de revolução com um limite de rotação; e ajustar uma velocidade implantação e o torque do sistema de

10 / 10 acionamento do conjunto da haste de expulsão com um controlador do sistema de expulsão do tarugo responsivo a uma velocidade e torque de um acionador da linha de aquecimento por indução quando a haste de expulsão do tarugo da cabeça ou o adotante da cabeça faz contato com o tarugo final e o conjunto da haste de expulsão do tarugo articulado da linha de aquecimento por indução elétrica é implantado atrás do tarugo final até que o tarugo final saia da linha de aquecimento por indução elétrica; e retrair o conjunto de haste de expulsão de tarugo articulado da linha de aquecimento por indução elétrica para a seção de armazenamento arqueada do armazenamento de conjunto de haste de expulsão para a posição “pronta para uso” com o sistema acionador do conjunto da haste de expulsão.