CN100519004C - 定程杆的控制装置 - Google Patents

Abstract

用于调节液态金属通过浇注容器的校准孔流出的定程杆的控制装置包括马达装置，该马达装置适于借助于第一驱动装置(7)和第二驱动装置(14，14’)操作定程器(4)的升降装置(2)，第二驱动装置适于将旋转运动转换成平移运动，其中所述第二驱动装置是柔性纵向元件，并且其第一端固定到升降装置，其第二端固定到与所述第一装置一体化的锚固元件(9)。

Description

定程杆的控制装置

技术领域

本发明涉及定程器(stopper)的控制装置，尤其涉及用于调节液态钢通过钢水包或中间包流出的定程杆(stopper rod)的控制装置。

背景技术

定程杆或简单地说定程器是与校准孔或喷嘴相互作用以调节液态钢通过钢水包或中间包流出的装置。定程器的连续调节作为铸模中钢的液位的函数而进行，该液位由放射性传感器监视，该放射性传感器将信号发送到可编程逻辑控制器，该可编程逻辑控制器转而控制装置的马达以控制或移动定程器。控制装置必须控制定程器以便连续地保证浇注容器中的稳定弯月面，所以它必须允许所述定程器的高操作速度，尤其是高浇注速度。两种类型的控制装置是已知的：一种是机电的，一种是液压的。将定程器的性能定义为它到达代表2mm的定程器的竖直运动的步程的60％所花的时间，机电定程器的性能大约为75毫秒，而液压定程器的性能大约为50毫秒。不管马达的类型，反应时间受到系统的机械游隙限制，这阻碍了操作位置的精确控制。

机电装置借助于电动马达和包括蜗杆和齿条的系统或者在一些情况下借助于齿条和小齿轮系统调节定程器的运动。这些装置的缺点是：反应时间慢；部件复杂；产生游隙的机械部件的数目更多，因而调节控制不精确和需要对系统进行维护。

假定存在游隙，定程杆的位置也必须借助于直接在制动臂上的线性传感器进行测量，所述传感器典型地是易损的并且容易出现故障。

在另一方面，液压或液体动力装置与机电装置相比允许更好的反应；然而，它们需要控制单元和阀的存在，所述控制单元和阀需要一定量的空间并且意味着成本显著增加。另外，在该情况下，在向上或向下调节定程器的运动的升降杆和伺服马达之间受到磨损的大量活动部件和必须总是保持恒定有效的滤油系统的存在使得必须进行经常维护。

在文献US5421559中描述了控制定程器的液压装置的例子。在该装置中到升降杆的竖直运动由与之一体化的刚性元件传递，所述刚性元件的一端借助于在汽缸内部滑动的活塞杆连接到驱动单元。而且，提供了昂贵的阀系统以控制液压流体流进、流出活塞的相对侧或在活塞的相对侧之间流动。

所以，需要一种新颖的定程杆的控制装置，其允许克服前述缺陷。

发明内容

本发明的主要目的是生产一种定程杆或简单地说定程器的控制装置，其允许定程器的高操作速度，并且总尺寸减小。

另一目的是消除在定程器的运动中伴随的所有部件的游隙，因而允许更大的精度和更精确地调节钢的流动。另外，没有游隙允许使用定位在马达装置上的角度传感器(有利地为分解器(resolver))调节定程杆的位置。众所周知，集成到马达装置中的该传感器比线性传感器要不易损得多，所以不易出现故障。

另一个的目的是生产一种装置，其并不需要维护。

所以，为了实现上述目的，本发明提供了一种定程器的控制装置。

有利地，升降杆和马达之间最少数量的活动部件的存在和所述部件之间没有游隙允许慢反应时间和精确的运动控制。

本发明的装置也具有高刚度水平，这允许精确的运动传递。

从属权利要求描述了本发明的优选实施方式。

附图说明

通过非限定性例子在附图的帮助下从图解说明的定程杆或定程器的控制装置的优选但非唯一实施方式的具体描述中更加清楚地了解本发明的进一步特征和优点，其中：

图1描绘根据本发明的控制装置的侧视图；

图2描绘根据图1中的装置的平面A-A的横截面；

图3描绘根据本发明的装置的平面B-B的横截面。

具体实施方式

参考附图，描绘了作为整体用附图标记1指示的定程器的控制装置。该装置包括：

马达装置6，

驱动轴7，

运动转换装置14，14’；

升降杆或柱2；

连接元件或臂3。

马达装置(例如行星齿轮马达6)将运动施加到容纳在保持框架5中的升降杆或柱2。所述齿轮马达6或马达具有减小的尺寸，尤其是轴向尺寸；它具有低惯性；减小的游隙；高刚性和高功率。

直接驱动的齿轮马达6被用键固定到驱动轴7的一端上，该驱动轴本质上是水平的并且通过保持框架5，而驱动轴7的另一端适配了用于杆2的手动控制的可抽出杆8。马达和用于手动控制的杆都在保持框架的外部。

有利地，轴的悬吊轴承并不需要维护，因为它始终被润滑并且被预加负荷，因此无游隙。

控制装置包括两个相对的带14，14’，或绳或链或其他类似的柔性元件，其优选由弹簧钢制成，它们每个的一端被固定到杆2，并且另一端固定到与驱动轴7一体化的锚定板9。带或绳或链也可以是非金属的。

带14，14’的功能是将驱动轴7的旋转运动转换成升降杆或柱2的平移运动。一个带提升杆，而另一个带降低杆：这样，所述带始终和仅仅受到张应力。

带的使用主要允许获得两个重要优点：

-避免存在于传统蜗杆和齿条或齿条和小齿轮系统中的游隙。

-避免维护，因为带是不受到磨损的元件。

有利地，在本发明的装置的内部设置了牵引式纵向导向器11，所述导向器形成在杆2的突起上，并且在附图的例子中面对手动操作侧。所述导向器11在固定到保持框架5的四个滚动元件12(例如辊)内部滑动。辊12中的两个是偏心的，使得纵向导向器11和所述辊之间的游隙可以被吸收和消除。该线性导向系统允许杆2精确和快速移动，并且不要求维护，因为滚动元件始终被润滑；而且，纵向导向器11耐高工作负荷和磨损，这是由于借助于特殊热处理使其表面硬化。当运动传递到杆2之后，所述杆允许耐热定程器4借助于基本上水平的连接元件或臂3向上或向下移动。

有利地，在突然电源故障的情况下或在任何其他紧急情况下，耐热定程器4可以通过重力下降，以中断钢通过钢水包的排放孔流动：齿轮马达6使得定程器4通过重力下降成为可能，如上所述，所述齿轮马达属于小惯性类型并且还是可逆的。所以，在本发明的装置中不再需要传统电容器来保证紧急关闭动作。

关于手动调节，可以借助于专用联接器快速地连接控制杆8。为了在任何位置竖直地阻挡杆2，使用制动手轮。也可以快速抽出定程器的手动控制杆。

有利地，提供收缩弹簧10，杆2借助于悬臂支架或直接地安置在所述收缩弹簧上。弹簧10的作用是补偿系统游隙中的质量和借助于专用杆8减小在手动调节的阶段期间操作者所需的操作力。

在本发明的装置中使用的行星齿轮马达6由交流无刷马达、二级行星减速单元(第一级被集成到第二级中)以及直接用键固定到驱动轴上的减速单元输入小齿轮组成。有利地，这样，轴向尺寸减小50％以上。而且，还获得了高扭转刚度值、最大值为1弧分的减小角游隙、以及高精度和可靠性。在图中所示的本发明的装置的例子中，杆2的全行程，即定程器4的最大移动等于100mm。

使用根据本发明的控制装置可以获得与液体动力装置相等的对步程的反应时间，即性能，也就是大约为50毫秒，而且同时消除了现有技术的控制装置的所有缺陷。

最后，本发明也可以应用于除定程器或定程杆4之外的其他已知的关闭元件。

这里所述的特殊实施方式并不局限于本申请的内容，本申请的内容覆盖由权利要求限定的本发明的所有变型。

Claims (9)

1.一种用于调节液态金属通过浇注容器的校准孔流出的定程杆(4)的控制装置，其包括马达装置(6)，该马达装置能够借助于第一驱动装置(7)和第二驱动装置(14，14’)操作所述定程杆(4)的升降装置(2)，所述第二驱动装置能够将所述第一驱动装置(7)的旋转运动转换成所述升降装置(2)的平移运动，

其特征在于，所述第二驱动装置(14，14’)是柔性纵向元件，并且其第一端固定到升降装置(2)，其第二端固定到与所述第一驱动装置(7)一体化的锚固元件(9)。

2.如权利要求1中所述的控制装置，其中所述第二驱动装置是带。

3.如权利要求1中所述的控制装置，其中所述第二驱动装置是绳。

4.如权利要求1中所述的控制装置，其中所述第二驱动装置是链。

5.如权利要求1中所述的控制装置，其中设置了弹性装置(10)，所述升降装置(2)安置在所述弹性装置上。

6.如权利要求1中所述的控制装置，其中所述马达装置包括行星减速单元(6)。

7.如前述权利要求中任一所述的控制装置，其中设置了与所述升降装置(2)一体化的导向元件(11)，所述导向元件能够在固定到所述控制装置的框架(5)的滚动元件(12)内部滑动。

8.如权利要求7中所述的控制装置，其中所述滚动元件(12)是辊。

9.如权利要求8中所述的控制装置，其中所述辊(12)中的一些是偏心的。

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