CN219966379U - 流道通径开关调节装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种流道通径开关调节装置，属于金属铸造领域。包括对应设置在流道端口侧的形锥、以及由直线电动推杆、曲杆、摆臂等构成的联动移动机构。该开关调节装置中的形锥在联动移动机构的作用下移动以与流道相配合，具有“轻松控制流道的开闭状态”或“精确调节通径开度大小量”的功能，可精确控制进/出液管路的开度，实现了大管道和大流量的控流功能，满足入、出口供液平衡，保障了铸轧生产。该装置既满足高强铝合金薄带高速辊式铸轧生产的要求，也满足中低速厚带辊式铸轧生产中工艺装备的使用需求，尤其适应于高强合金铝高速薄带辊式铸轧的生产需求。

Description

流道通径开关调节装置

技术领域

本实用新型属于金属铸造领域，具体涉及一种流道通径开关调节装置。

背景技术

高速铸轧生产要求供液系统具备高效、高速的供液能力，对应的，后端的出液量需精确控制，以达到前后匹配。控制出液量，则需在供液系统中对应设置流量的控制装置，而现有的(进出液)流量控制装置还存在诸多问题。

公开号为CN 111590063 A的中国专利公开了一种高速铸轧液控装置、方法及装备，该专利技术由同一转臂对两形锥体的摆动实施同步控制，并由高温液位计与驱动器形成闭环连锁关联以控制两形锥体的开闭动作。进而在供液管路上形成高效的开闭和调节能力，以精确控制管路的开度，满足高速铸轧的供液能力。该技术在生产应用中尚存在一些不足，主要体现在：第一摆臂和第二摆臂的运动路径均是绕转臂摆动，此种情况下，不论进液通道和出液通道怎样设置，两摆臂自由端上的形锥轴线都不能始终与对应的通道轴线共线，虽然能精确控制两摆臂的摆动角度，但并不能精确计算通道开度，也就是说，该装置在实现出液量精确控制上存在不足。另外，两摆臂通过摆动方式与进/出液通道相配合，不论是装置的安装阶段、还是运行过程中的配合阶段，均对此处的配合精度、磨损情况等提出了较高要求，不利用装置的推广应用。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供及一种流道通径开关调节装置，以实现流道通径开度的精确控制及调节，弥补现有装置所存在的不足。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种流道通径开关调节装置，包括对应设置在流道14端口侧的形锥1，该形锥1上具有可与流道14的密封贴合面紧密配合的开闭贴合面；还包括直线电动推杆4、曲杆2、摆臂5以及电位传感器3；直线电动推杆4设置在机座13上，直线电动推杆4的伸缩端头处连有导杆7，导杆7从连接座10上的导套8中穿出并可在直线电动推杆4的驱动下沿导套8轴向上下移动，导杆7上设有连接块6；曲杆2的一端与形锥1相连，另一端与摆臂5的下端相铰接，摆臂5的上端与连接块6相铰接；机座13上设有轴套9，曲杆2穿过轴套9并可在摆臂5的推拉作用下沿轴套9轴向左右移动；电位传感器3设置在直线电动推杆4上并与电动伺服控制系统配合形成伺服闭环控制系统。

进一步，形锥1头部呈台锥曲线的开闭贴合面与流道14上的密封贴合面形成密封贴合关系，其满足如下数理关系：

式中：

Q为流道的设计通液量，单位l/h；

V为设计流速，单位m/s；

D₀为流道设计通径，单位mm；

D₁为流道出口设计通径，单位为mm；

h为流道设计厚度，单位为mm；

x为形锥头部水平移动位移，单位为mm；

a为摆臂的长度，单位为mm，其修正系数为1～1.05；

b为导杆的交臂长度，单位为mm；

s为直线电动推杆的移动位移，单位为mm；

其中：

当x＝0时，形锥为关闭状态；

当x>h时，形锥为打开状态；当x≥0.785×D₀ ²/(D₁-D₀)时，形锥为全开状态；当0＜x＜D₀ ²/(D₁-D₀)时，为调节状态。

进一步，还包括伸缩套筒11，曲杆2为L形结构，伸缩套筒11的一端铰接在连接座10上，另一端与曲杆2的拐点相铰接。

进一步，连接座10与机座13相连成整体。

本实用新型的有益效果在于：

该开关调节装置能与流道形成有机开闭贴合面，形锥关闭时与流道紧密贴合以封闭流道，形锥后退移动时可快速打开流道，其形锥移动的位移与流道的开闭状态形成闭环连接，能有效控制流道的开闭功能，并实现对大流道、大流量的通路开闭；同时，在生产中，可移动的形锥还能调节流道通路大小，进而控制液流的通流量，以满足生产液流量的需求，最终满足铸轧生产速度、满足高速的铸轧生产可控的快速响应能力。

本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作优选的详细描述，其中：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1的左视图；

图3为图1的右视图；

图4为形锥与流道的贴合开闭面原理示意图。

附图标记：

形锥1、曲杆2、电位传感器3、直线电动推杆4、摆臂5、连接块6、导杆7、导套8、轴套9、连接座10、伸缩套筒11、铰接机构12、机座13、流道14。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本实用新型的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

该流道通径开关调节装置既适用于进液通道的通径开闭状态及大小调节，还适用于出液通道的通径开闭状态及大小测量。以下以出液端的通径调节为例，对该流道通径开关调节装置的结构及工作原理进行详细说明。

请参阅图1～图4，该装置包括对应设置在流道14(出液)端口侧的形锥1，形锥1上具有开闭贴合面，流道14上具有密封贴合面，形锥1可在联动移动机构的作用下与流道14形成有机的配合体，即紧密贴合或调节开度。联动移动机构包括直线电动推杆4、曲杆2、摆臂5以及电位传感器3。直线电动推杆4设置在机座13上，直线电动推杆4的伸缩端头处连有导杆7，导杆7从连接座10上的导套8中穿出并可在直线电动推杆4的驱动下沿导套8轴向上下移动，导杆7上设有连接块6；曲杆2的一端与形锥1相连，另一端与摆臂5的下端相铰接，摆臂5的上端与连接块6相铰接；机座13上设有轴套9，曲杆2穿过轴套9并可在摆臂5的推拉作用下沿轴套9轴向左右移动。电位传感器3设置在直线电动推杆4上，其与电动伺服控制系统配合形成伺服闭环控制系统。

具体的，流道14作为出液通道，形锥1对应安装在其出液端口处，安装在直线电动推杆4上的电位传感器3能与形锥1(的开闭)形成闭环控制，形锥1能在摆臂5的摆动下的带动曲杆2水平移动以进行开闭运动，通过形锥1与流道14相配合，即可控制流道的闭合或开启。当形锥1在联动移动机构的驱动下与流道14紧密贴合时，形锥1即封闭流道，该流道通径开关调节装置即处于关闭状态；当形锥1在联动移动机构的带动下后退并远离流道14时，可快速打开流道，此时该流道通径开关调节装置即处于打开状态。

对于联动移动机构而言，形锥1安装在曲杆2的下端头处，通过曲杆2的水平移动带动形锥1在其锥体轴向上水平移动。曲杆2(水平)安装在机座13的轴套9中，其通过设置在尾部的摆臂5驱动；摆臂5的上端铰接在导杆7的连接块6上，而导杆7则与竖直设置的直线电动推杆4相接并由其驱动；当连接块6随导杆7上下移动时，摆臂5则随着连接块6的(上下)移动实现平面滑移，进而“水平推/拉”曲杆2。

直线电动推杆4上设有电位传感器3，电位传感器3可对应感知直线电动推杆4的准确移动位移，故可实时测得连接块6的移动量；配合电动伺服控制系统等元器件，可构成电控的伺服闭环控制系统。该伺服闭环控制系统中，形锥1能在曲杆2的驱动下对流道14通径开闭状态进行闭环连锁控制，因形锥1可与流道14相配合的形成密封贴合关系，故其位移量可准确反映流道通径的开度大小；由于形锥能在摆臂5的摆动范围内任意角度启停，在电位传感器4的检测结果基础上，故可实现流道通径(任意)开闭大小的精确调节和控制，进而达到精确控流的目的。

该伺服闭环控制系统的基本控制过程为：通过电位传感器3检测移动位移并向电动伺服控制系统反馈信息，然后依据比较结果判断是否再次调节直线电动推杆4的位移，以此实现被控对象(即“流道通径开度大小/开闭状态”)的调节。

流经形锥1的通流流量按照通用的流量-流速关系式Q＝S×V(其中S为管道通径的截面积，V为流速)，从而可推导出，形锥1头部呈台锥曲线的开闭贴合面与流道14上的密封贴合面满足如下数理关系：

式中：Q为流道的设计通液量，单位l/h；V为设计流速，单位m/s；D₀为流道设计通径，单位mm；D₁为流道出口设计通径，单位为mm；h为流道设计厚度，单位为mm；x为形锥头部水平移动位移，单位为mm；a为摆臂的长度，单位为mm，其修正系数为1～1.05；b为导杆的交臂长度，单位为mm；s为直线电动推杆的移动位移，单位为mm。需要说明的是：所谓导杆的交臂，即是轴套轴线在导杆上的投影位置与(设置在导杆上的)连接块之间的垂直距离，该距离为变量。

其中：当x＝0时，形锥为关闭状态；当x>h时，形锥为打开状态；当x≥0.785×D₀ ²/(D₁-D₀)时，形锥为全开状态；当0＜x＜D₀ ²/(D₁-D₀)时，为调节状态满足该装置的调节功能。

本方案中还包括伸缩套筒11，曲杆2为L形结构，伸缩套筒11的一端铰接在连接座10上，另一端与曲杆2的拐点相铰接。伸缩套筒11两端均是通过铰接机构12(如铰接座)连接，曲杆2能在伸缩套筒11的伸缩移动下实现曲杆2在轴套9上的水平滑动。这样设置既不影响曲杆2的移动，又可保证曲杆2在连接座10以及机座13上的安装可靠性以及移动过程中的平稳性，进而保证后续的测量及控制精度。

本方案中，作为安装基础的连接座10与机座13相连成整体。形锥1以及曲杆2均采用耐火材料制作，且其表面涂抹有防粘涂料，以适应流道端口处的特殊环境。

本方案中，流道14的进口侧设有保温炉，确保温度，以满足流道中铝液的通流需求。

本测量装置中的形锥为特制构件，其在联动移动机构的作用下移动以与流道相配合，具有“轻松控制流道的开闭状态”或“精确调节通径开度大小量”的功能，可增强通道的开闭和调节能力，精确控制进/出液管路的开度，实现了大管道和大流量的控流功能，提高了生产供液能力，满足入、出口供液平衡，有效提高了生产效率，保障了铸轧生产。该装置既满足高强铝合金薄带高速辊式铸轧生产的要求，也满足中低速厚带辊式铸轧生产中工艺装备的使用需求，尤其适应于高强合金铝高速薄带辊式铸轧的生产需求。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种流道通径开关调节装置，包括对应设置在流道(14)端口侧的形锥(1)，其特征在于：该形锥(1)上具有可与流道(14)的密封贴合面紧密配合的开闭贴合面；还包括直线电动推杆(4)、曲杆(2)、摆臂(5)以及电位传感器(3)；直线电动推杆(4)设置在机座(13)上，直线电动推杆(4)的伸缩端头处连有导杆(7)，导杆(7)从连接座(10)上的导套(8)中穿出并可在直线电动推杆(4)的驱动下沿导套(8)轴向上下移动，导杆(7)上设有连接块(6)；曲杆(2)的一端与形锥(1)相连，另一端与摆臂(5)的下端相铰接，摆臂(5)的上端与连接块(6)相铰接；机座(13)上设有轴套(9)，曲杆(2)穿过轴套(9)并可在摆臂(5)的推拉作用下沿轴套(9)轴向左右移动；电位传感器(3)设置在直线电动推杆(4)上并与电动伺服控制系统配合形成伺服闭环控制系统。

2.根据权利要求1所述的流道通径开关调节装置，其特征在于：形锥(1)上的开闭贴合面与流道(14)上的密封贴合面形成密封贴合关系，其满足如下数理关系：

式中：

Q为流道的设计通液量，单位l/h；

V为设计流速，单位m/s；

D₀为流道设计通径，单位mm；

D₁为流道出口设计通径，单位为mm；

h为流道设计厚度，单位为mm；

x为形锥头部水平移动位移，单位为mm；

a为摆臂的长度，单位为mm，其修正系数为1～1.05；

b为导杆的交臂长度，单位为mm；

s为直线电动推杆的移动位移，单位为mm；

其中：

当x＝0时，形锥为关闭状态；

当x>h时，形锥为打开状态；当x≥0.785×D₀ ²/(D₁-D₀)时，形锥为全开状态；当0＜x＜D₀ ²/(D₁-D₀)时，为调节状态。

3.根据权利要求1所述的流道通径开关调节装置，其特征在于：还包括伸缩套筒(11)，曲杆(2)为L形结构，伸缩套筒(11)的一端铰接在连接座(10)上，另一端与曲杆(2)的拐点相铰接。

4.根据权利要求1所述的流道通径开关调节装置，其特征在于：连接座(10)与机座(13)相连成整体。