CN116890105A - 用于冶金容器的塞棒控制装置 - Google Patents

Abstract

一种用于冶金容器的塞棒控制装置(10)能够在手动模式与自动模式之间切换，所述塞棒在手动模式下由操作者手动动作以便手动控制熔融金属流，而在自动模式下，所述塞棒由所述驱动元件(20)驱动以便自动控制熔融金属流，所述设备(10)包括：旋转构件(110)，该旋转构件能够绕轴线(X)操纵；手动操纵杆(120)，该手动操纵杆能够绕轴线(X)操纵；联接机构(130)，该联接机构连接旋转构件(110)和手动操纵杆(120)，所述联接机构(130)通过专门设计使得在脱离接合状态下，旋转构件(110)和手动操纵杆(120)两者都能够绕轴线(X)独立地旋转，而在接合状态下，手动操纵杆(120)和旋转构件(110)绕旋转轴线(X)一起旋转。

Description

用于冶金容器的塞棒控制装置

发明领域

本发明涉及一种用于冶金容器的塞棒控制装置(所述控制装置与电动、气动或液压驱动元件组合)、一种用于安装冶金容器塞棒组件的套件(包括所述控制装置)、一种用于控制从冶金容器中流出的熔融金属流的工艺(包括所述控制装置的使用)、以及所述控制装置的用途。

背景和现有技术

传统上，冶金容器使用塞棒来控流，该塞棒控制流过水口的熔融材料。塞棒的垂直位移可以自动或手动控制。提供了用于手动控制的手动操纵杆。然而，即使在自动控制期间，手动操纵杆也始终与塞棒机构协作。缺点是在自动控制期间手动操纵杆会振动，给操作者带来风险。甚至会存在手动操纵杆在振动操作期间发生共振并在极端情况下折断的风险。

为了克服这种局限性，DE 4424546 A1公开了一种用于塞棒机构的控制装置，该控制装置包括手动操纵杆，该手动操纵杆在其近侧区段与远侧区段之间的中间位置处具有可锁定的枢转机构。一方面，近侧区段与垂直导杆接合，该垂直导杆与塞棒协作，其中，近侧区段和垂直导杆形成旋转转换机构，用于将近侧区段的旋转转换为垂直导杆的垂直位移。另一方面，远侧区段可由操作者握持。枢转机构可以被锁定以允许这两个区段之间的刚性连接，也可以是自由的以允许这两个区段之间的旋转。枢转机构的解锁降低了在自动控制期间的惯性效应，因为远侧区段的自由端可以搁置在地板上。然而，在自动控制期间，近侧区段仍与垂直往复运动的导杆相连接，并且这造成了干扰。此外，近侧区段的连接枢转机构的端部仍然松弛地连接到远侧区段，从而导致进一步的干扰，特别是周期性干扰。

发明目的

本发明旨在针对现有技术所提供的教导的至少一个缺点提供一种解决方案。

更具体地，本发明旨在提供一种改进的塞棒控制的解决方案，特别是确保塞棒的控制装置在自动控制期间不受干扰。

发明内容

出于上述目的，本发明涉及一种用于冶金容器的塞棒控制装置，所述装置能够操作以在手动模式与自动模式之间切换，所述装置能够连接到电动、气动或液压驱动元件，所述塞棒在该手动模式下由操作者手动致动以便手动控制熔融金属流，而在该自动模式下，所述塞棒由所述驱动元件致动以便自动控制该熔融金属流，所述装置进一步包括：旋转构件，特别是呈凸轮构件、齿轮构件、臂构件或曲柄构件形式，该旋转构件能够绕旋转轴线旋转移动，其中，该控制装置被设计成使得该旋转构件与所述塞棒机械地协作，其方式为使得所述塞棒的垂直位移是该旋转构件的旋转量的函数，从而导致在使用中该旋转构件与该驱动元件机械地协作；手动操纵杆，该手动操纵杆能够绕该旋转轴线旋转移动并且能够由操作者握持，以在该手动模式下手动控制所述塞棒机构的垂直位移；联接机构，该联接机构连接该旋转构件和该手动操纵杆，所述联接机构被构造成使得在脱离接合状态下，该旋转构件和该手动操纵杆两者都能够绕该轴线彼此独立地旋转，从而防止在该自动模式下将机械动力从该驱动元件传递到该手动操纵杆，而在接合状态下，该手动操纵杆和该旋转构件绕该旋转轴线一起旋转，从而允许所述塞棒在该手动模式下由操作者手动致动。

根据本发明的具体实施例，用于冶金容器的塞棒控制装置包括单独或其任意组合来考虑的以下技术特征中的一项或多项：

-该手动操纵杆包括与该旋转构件相邻的近侧区段、以及包括把手区段的远侧区段，所述远侧区段能够从所述近侧区段拆卸；

-该联接机构包括滑动构件和凹部，该滑动构件可选地呈柱塞形式、相对于该手动操纵杆平移地安装，该凹部形成在该旋转构件中，所述联接机构被构造成使得当该联接机构处于该接合状态时该滑动构件与该凹部接合；

-该凹部包括具有漏斗形表面的引导部，以便在从该脱离接合状态转变到该接合状态的过程中引导该滑动构件；

-该凹部包括圆柱形或棱柱形锁定部，确保在该接合状态下该滑动构件与该旋转构件之间的锁定；

-该手动操纵杆包括致动构件，该致动构件优选为手持致动构件、更优选为杠杆，用于选择该接合状态或该脱离接合状态；

-该致动构件通过鲍登(Bowden)线缆装置与该滑动构件机械地协作；

-该手动操纵杆的远侧区段包括端部，该端部存在突起，并且该近侧区段包括端面，该端面上形成有凹部，所述突起适于当该远侧区段附接到该近侧区段时以形状配合的方式接合在所述凹部中；

-该滑动构件被接纳在形成于该远侧构件的突起中的腔室内；

-该滑动构件在展开构型中被弹性装置偏压，在该展开构型中，该滑动构件在使用中与该凹部接合、并且通过该鲍登线缆装置的线缆连接到该致动构件、特别是杠杆，所述线缆从滑动构件端部延伸到该致动构件的臂，其中可选地，该致动构件呈杠杆形式；

-该控制装置被构造成能够在从手动控制转变到自动控制或从自动控制转变到手动控制的过程中以过渡模式操作，在该过渡模式下，该塞棒被所述驱动元件驱动以便自动控制该熔融金属流，而同时该联接机构处该接合状态，从而使得该手动操纵杆被该驱动元件致动并且与该旋转构件一起旋转；

-当该联接机构处于该接合状态时，该联接机构被构造成使得：该旋转构件与该手动操纵杆之间的最大偏移角为2°、优选为1°，和/或该旋转构件与该手动操纵杆严格地一起旋转；

-当该控制装置在使用中时该旋转轴线是静止的。

本发明还涉及用于冶金容器的塞棒控制装置与电动、气动或液压驱动元件的组合。

本发明还涉及一种用于安装塞棒组件的套件，其中，所述套件包括塞棒、如上所述的用于冶金的塞棒控制装置、以及与所述控制装置连接的电动、气动或液压驱动元件，所述组件适于布置在冶金容器、特别是中间包或钢包的内部或底部。本发明还涉及一种冶金容器，例如中间包或钢包，该冶金容器包括所述塞棒组件。

本发明还涉及一种用于控制从冶金容器、特别是中间包或钢包流出的熔融金属流的工艺，该工艺包括用于冶金容器的塞棒控制装置的使用。

本发明还涉及用于冶金容器的塞棒控制装置的用途。

本发明也是有利的，因为在切换到手动控制之前，手动操纵杆由于联接机构而完全静止。此外，当操作者想要切换到手动模式时，不必执行复杂的操作，因为锁定机构的控制是通过布置在手动操纵杆的自由端的把手区段来远程执行的。另外，手动操纵杆的远侧区段可以容易地从近侧区段拆卸，然后存储在适当的位置。远侧区段可以容易地附接到近侧区段或从近侧区段拆卸，该近侧区段即使在自动模式正在进行时也保持静止。与上述现有技术相比，联接机构的旋转轴线X是静止的并且与旋转转换机构(将手动操纵杆的旋转转换为塞棒的垂直位移)的旋转轴线同轴,从而使惯性效应最小化。

总体上，本发明的每个主题的优选实施例也适用于本发明的其他主题。尽可能地，本发明的每个主题都可以与其他主题相结合。本发明的特征也可与说明书的实施例相结合，此外，这些特征可彼此结合。

附图说明

现在将参考附图更详细地描述本发明的优选方面，其中，相同的附图标记展示了相同的特征，并且在附图中：

图1表示了根据本发明的一个实施例的控制装置与引导单元和电动驱动元件的组合的侧视图。

图2A表示了根据本发明的一个实施例的具有曲柄机构的控制装置的侧视图。

图2B表示了根据本发明的一个实施例的具有齿轮齿条机构的控制装置的侧视图。

图2C表示了根据本发明的一个实施例的具有杠杆机构的控制装置的侧视图。

图2D表示了根据本发明的一个实施例的具有凸轮从动机构的控制装置的侧视图。

图3示出了根据本发明的一个实施例的联接机构的立体图。

图4表示了根据本发明的一个实施例的联接机构的剖视图。

附图标记清单

10 控制机构

20 驱动元件

101 连接杆

102 引导体

103 塞棒臂连接装置

110 旋转构件

120 手动操纵杆

121 近侧区段

122 致动构件，杠杆

123 远侧区段

124 线缆

125A，125B 近侧臂

126 把手区段

127 远侧区段的端面凸起

128 近侧区段的端面凹部

129 腔室

130 联接机构

132 滑动构件，柱塞

134 旋转构件凹部

134.1 旋转构件凹部的锁定部

134.2 旋转构件凹部的引导部

X 旋转轴线

本发明优选实施例说明

图1是用于冶金容器的塞棒控制装置10的侧视图，用于控制从冶金容器排出的熔融金属流。控制装置10可操作以在手动控制模式与自动控制模式之间切换。为了手动控制模式的目的，控制装置包括手动操纵杆120、旋转构件110并且还有利地包括连接杆101，这些将在下文更详细地讨论。在优选实施例中，控制装置10由用于熔融金属流的自动控制的电动驱动元件20驱动。驱动元件20与设置在引导体102内部的垂直滑动构件机械地协作。在有利的实施例中，驱动元件20是电动机并且通过将电动机的旋转转换为垂直滑动构件(比如滚珠丝杠或滚柱丝杠机构)的直线运动的机构与垂直滑动构件协作。引导体102的上部部分中设置有用于与塞棒臂连接的连接装置103。连接装置103在使用时由垂直滑动构件致动并且经历垂直位移。

可替代地，控制装置10不包括设置在引导体102内并与驱动元件20协作的垂直滑动构件。在这种情况下，驱动元件20与引导体102内的旋转构件110协作。旋转构件110还与连接杆101协作，这两个元件形成用于将旋转构件110的旋转转换为连接杆101的垂直位移的旋转转换机构。连接杆101连接到连接装置103，从而在驱动元件20的作用下引起所述连接装置103垂直位移。

在图1的实施例中，在塞棒的手动控制模式下，塞棒臂也可以通过手动操纵杆120致动。为此目的，连接杆101被设置成一端连接到连接装置103并且另一端连接到旋转构件110，这两个元件形成用于将手动操纵杆120的旋转转换为连接装置103的垂直位移的旋转转换机构。图1所示的旋转转换机构为曲柄机构。可替代地，除了图2A所示的与根据图1的有利实施例相对应的曲柄机构之外，还可以预见到其他旋转转换机构，比如齿轮齿条机构、杠杆机构或凸轮从动机构(分别如图2B、图2C和图2D所示)。

在图1中，手动操纵杆120包括可由操作者握持的把手区段126。通过向上或向下移动手动操纵杆120，操作者可以控制塞棒的垂直位置。

优选地，手动操纵杆120包括两个主要区段：与旋转构件110相邻的近侧区段121、以及远侧区段123。远侧区段包括把手区段126。这些区段121、123可拆卸地彼此附接。

有利地，手动操纵杆120包括致动构件122，优选地呈杠杆的形式，用于控制图3和图4所示的联接机构。

图3展示了联接机构130的立体图。联接机构130允许选择性地将旋转构件110连接到手动操纵杆120或将旋转构件110从手动操纵杆120解除连接。在至少一个实施例中，旋转构件110包括两个臂，这两个臂通过销(未示出)连接到连接杆101。

图4示出了联接机构130的剖视图。联接机构130包括呈曲柄构件形式的旋转构件110，该旋转构件具有旋转轴线X。在优选实施例中，联接机构130呈防滑棘爪的形式，该防滑棘爪具有可相对于内部构件(即旋转构件110)径向移动的柱塞。旋转构件110和手动操纵杆120可绕同一轴线旋转X枢转。在一个实施例中，旋转构件110和手动操纵杆120绕共同轴安装。在图4中，棘爪机构有利地特别是在与共同轴连接的两个近侧臂之间与手动操纵杆120的近侧端部一体形成。这两个近侧臂125A、125B在旋转构件110的两侧从近侧端部延伸到共同轴。在一个实施例中，具有相对齿列的防滑棘爪布置在旋转构件110的一侧与所述臂125A、125B之一中间。可替代地，也可以使用摩擦棘爪机构(例如，盘、蹄片)。

在图4中，联接机构130包括与手动操纵杆120的近侧区段121一体形成的柱塞132。柱塞132相对于旋转构件110径向移动。旋转构件110存在凹部134，柱塞132可以被接纳在该凹部中。

有利地，形成在旋转构件110中的凹部134包括优选地具有漏斗形表面的引导部134.2，以便在从脱离接合状态转变到接合状态期间引导呈柱塞132形式的滑动构件。在这样的转变阶段期间，旋转构件振动，并且突起127与凹部128在它们接合之前的对准是脆弱的。由于设置了引导部134.2，突起127仍将接合凹部134，即使对准存在轻微偏移时也是如此。

凹部134进一步包括圆柱形部分，并且附加地或可替代地包括呈锁定部134.1形式的棱柱形部分。锁定部134.1确保了在接合状态下柱塞132与旋转构件110之间的锁定。联接机构130在接合状态下可以被构造成使得旋转构件110与手动操纵杆120之间的最大偏移角为2°、优选为1°。最大偏移角是根据给定应用的需要定义的。该措施在联接机构130处于接合状态时限制了旋转构件110在自动控制期间的振动传递。可替代地，在接合状态下，联接机构130可以被构造成使得旋转构件110与手动操纵杆120严格地(无游隙地)旋转，从而在手动模式期间提供更好的控制。

前面提到的振动传递通常发生在从自动模式(即，在联接机构130脱离接合的情况下塞棒和旋转构件110的自动控制)转变到手动模式(即，在联接机构130接合的情况下塞棒和旋转构件110的手动控制)的过程中的过渡模式(例如，在联接机构130接合的情况下塞棒和旋转构件120的自动控制)期间。相反，可以在从手动模式(即，在联接机构130接合的情况下塞棒和旋转构件110的手动控制)转变到自动模式(即，在联接机构130脱离接合的情况下塞棒和旋转构件110的自动控制)的过程中发生过渡模式(例如，在联接机构130接合的情况下塞棒的自动控制)。在替代性形式中，过渡模式可以在于，在联接机构接合或脱离接合之前将旋转构件110保持在事先限定的位置。

在塞棒的自动控制中，旋转构件110在由驱动元件20驱动的同时旋转地往复运动。驱动元件20因此有利地以这样的方式控制，即，使得旋转构件110的旋转幅度允许联接机构130在过渡模式下保持在接合状态，而手动操纵杆120不会与所述控制装置10的其他部分碰撞。

在图4中，手动操纵杆120的远侧区段123和近侧区段131通过例如快速连接(未示出)等常见附接手段而彼此附接。手动操纵杆120的远侧区段123包括以突起127结束的端部。近侧区段121包括相对的端面，该端面中形成有凹部128。突起127和凹部128两者的尺寸和形状适于使得突起127以形状配合的方式接合在凹部128中。

如图4所示，柱塞132的位移可以通过(例如鲍登线缆装置的)线缆124被致动，所述线缆124在手动操纵杆120的把手区段126周围连接到致动构件122。柱塞132可以在缩回位置与展开位置之间往复运动。在一个实施例中，在对应于接合状态的展开位置，柱塞132被弹簧弹性地偏压，该展开位置是根据图4的实施例中的默认位置。当致动构件122被操作者致动时，柱塞132缩回，并且这导致滑动构件132从旋转构件凹部128脱离接合，从而与联接机构130解除连接。致动构件122可以包括锁定机构，使得柱塞132在形成于突起127中的腔室129内保持在缩回位置，而无需操作者连续地保持按压致动构件122。当手动操纵杆120与旋转构件脱离接合并且无人看管地搁置在地板上时，该锁定机构对于自动控制特别有用。

图4所示的联接机构130的驱动装置是特别有利的，因为它简单、紧凑且可靠。然而，诸位发明人也设想到了其他致动装置，包括例如伺服从动机构和能够实现相同/相似效果的其他相似机构。

这些实施例是在电动驱动元件20的情况下描述的。可替代地，驱动元件可以采用气动或液压驱动元件20。

虽然已经详细描述和展示了本发明，但是应清楚地理解，这仅是通过图示和举例的方式而不是通过限制的方式来采用，本发明的范围仅受限于所附权利要求的条款。

Claims (15)

1.一种用于冶金容器的塞棒控制装置(10)，所述装置(10)能够在手动模式与自动模式之间切换，所述装置(10)能够连接到电动、气动或液压驱动元件(20)，所述塞棒在所述手动模式下由操作者手动动作以便手动控制熔融金属流，而在所述自动模式下，所述塞棒由所述驱动元件(20)驱动以便自动控制所述熔融金属流，所述装置进一步包括：

-旋转构件(110)，特别是呈凸轮构件、齿轮构件、臂构件或曲柄构件形式，所述旋转构件能够绕旋转轴线(X)旋转运动，其中，所述控制装置(10)被设计成使得所述旋转构件(110)与所述塞棒机械地协作，其方式为使得所述塞棒的垂直位移是所述旋转构件(110)的旋转量的函数，从而导致在使用中所述旋转构件(110)与所述驱动元件(20)机械地协作；

-手动操纵杆(120)，所述手动操纵杆能够绕所述旋转轴线(X)旋转并且能够由操作者握持，以在所述手动模式下手动控制所述塞棒的垂直位移；

-联接机构(130)，所述联接机构连接所述旋转构件(110)和所述手动操纵杆(120)，所述联接机构(130)被构造成使得在脱离接合状态下，所述旋转构件(110)和所述手动操纵杆(120)两者都能够绕所述轴线(X)彼此独立地旋转，从而避免在所述自动模式下将机械动力从所述驱动元件(20)传递到所述手动操纵杆(120)，而在接合状态下，所述手动操纵杆(120)和所述旋转构件(110)绕所述旋转轴线(X)一起旋转，从而允许所述塞棒在所述手动模式下由操作者手动动作。

2.根据权利要求1所述的控制装置，其中，所述手动操纵杆(120)包括与所述旋转构件(110)相邻的近侧区段(121)、以及包括把手区段(126)的远侧区段(123)，所述远侧区段(123)能够从所述近侧区段(121)拆卸。

3.根据前述权利要求中任一项所述的控制装置，其中，所述联接机构(130)包括滑动构件(132)和凹部(134)，所述滑动构件可选地呈柱塞形式、相对于所述手动操纵杆(120)平移地安装，所述凹部形成在所述旋转构件(110)中，所述联接机构(130)被构造成使得当所述联接机构处于所述接合状态时所述滑动构件(132)与所述凹部(134)接合。

4.根据权利要求3所述的控制装置，其中，所述凹部(134)包括具有漏斗形表面的引导部(134.2)，以便在从所述脱离接合状态转变到所述接合状态的过程中引导所述滑动构件(132)。

5.根据权利要求3或4所述的控制装置，其中，所述凹部(134)包括圆柱形或棱柱形锁定部(134.1)，确保在所述接合状态下所述滑动构件(132)与所述旋转构件(110)之间的锁定。

6.根据前述权利要求中任一项所述的控制装置，其中，所述手动操纵杆(120)包括致动构件(122)，所述致动构件优选为手持致动构件、更优选为杠杆，用于选择所述接合状态或所述脱离接合状态。

7.根据前一权利要求结合权利要求3至5中任一项所述的控制装置，其中，所述致动构件(122)通过鲍登线缆装置与所述滑动构件(132)机械地协作。

8.根据权利要求3至7中任一项结合权利要求2所述的控制装置，其中，所述手动操纵杆(120)的所述远侧区段(123)包括端部，所述端部存在突起(127)，并且所述近侧区段(121)包括端面，所述端面上形成有凹部(128)，所述突起(127)适于当所述远侧区段(123)附接到所述近侧区段(121)时以形状配合的方式接合在所述凹部(128)中。

9.根据前一权利要求结合权利要求3所述的控制装置，其中，所述滑动构件(132)被接纳在形成于所述远侧构件(123)的所述突起(127)中的腔室(129)内。

10.根据前一权利要求结合权利要求7所述的控制装置，其中，所述滑动构件(132)在展开构型中被弹性装置偏压，在所述展开构型中，所述滑动构件(132)在使用中与所述凹部(134)接合、并且通过所述鲍登线缆装置的线缆(124)连接到所述致动构件(122)、特别是所述杠杆，所述线缆(124)从滑动构件(132)端部延伸到所述致动构件(122)的臂，其中可选地，所述致动构件(122)呈杠杆形式。

11.根据前述权利要求中任一项所述的控制装置，其中，所述控制装置(10)被构造成能够在从所述手动控制转变到所述自动控制或从所述自动控制转变到所述手动控制的过程中以过渡模式操作，在所述过渡模式下，所述塞棒被所述驱动元件(20)驱动以便自动控制所述熔融金属流，而同时所述联接机构(130)处于所述接合状态，从而使得所述手动操纵杆(120)被所述驱动元件(20)致动并且与所述旋转构件(110)一起旋转。

12.根据前述权利要求中任一项所述的控制装置，其中，当所述联接机构(130)处于所述接合状态时，所述联接机构(130)被构造成使得：

-所述旋转构件(110)与所述手动操纵杆(120)之间的最大偏移角为2°、优选为1°，和/或

-所述旋转构件(110)与所述手动操纵杆(120)严格地一起旋转。

13.一种用于安装塞棒组件的套件，其中，所述套件包括塞棒、用于冶金容器的塞棒控制装置、以及与所述控制装置连接的电动、气动或液压驱动元件(20)，所述组件适于布置在冶金容器、特别是中间包或钢包的内部或底部，其中，所述用于冶金容器的塞棒控制装置是根据权利要求1至12中任一项所述的控制装置(10)。

14.一种冶金容器，其中安装有根据权利要求13所述的用于安装塞棒组件的套件。

15.一种用于控制从冶金容器、特别是中间包或钢包中排出的熔融金属流的工艺，包括根据权利要求1至12中任一项所述的用于冶金容器的塞棒控制装置的使用。