CS219897B2 - Hydraulic mechanism with the cylinder and piston - Google Patents

Description

Vynález se týká hydraulického mechanismu s válcem a pístem, zejména' pro provoz spodního· uzávěru nádob obsahujících roztavený kov, opatřeného mžřⁱíem polohy jehož indukční cívková souprava je pevně spojena s nehybným válcem hydraulického mechanismu, vyčnívá do duté pístnice a je spojena s elektrickou regulací, a jádro uložené uvnitř indukční cívkové soupravy je pevně spojeno· s pístnicí. Kaž^dé relativní poloze jádra a cívkové soupravy přísluší určitý výstupní signál, kterého lze využít k regulaci pohybu pístu.

Ve známém hydraulickém mechanismu opatřeném měřičem polohy je cívková souprava upevněna v čelní stěně válce nevyjímatelně v přesně stanovené neměnné poloze^, takže při poškozern m^ěři^če se musí demontovat celý válec hydraulického· mechanismu. V důsledku nevyhnutelných výrobních tolerancí není údaj měřiče polohy v celé dráze pohybu pístu lineární a dá se zkorigovat jen nastavením polohy jádra, ke které je rovněž nezbytné měřič demontovat.

Účetem v^ynálezu je odstranit tyto· nevýhody. Podstata vynálezu spočívá v tom, že cívková souprava měřiče polohy je na jednom ^koncⁱ opatřena závitem ^k zašroubování do válce a dorazovou plochou pro· záběr s ^če^ln^í ptochou vfca válce. Před dorazovou plochou cívkové soupravy mohou být na jejím závitu nasunuty volné distanční kroužky, z nichž krajní distanční kroužek ležící nejdále od dorazové plochy, dosedá při zašroubované c^ívkov^é soupravě na čelm ptochu víka válce. Tyč procházející cívkovou soupravou, jejíž volný konec nese jádro· měřiče po^ohy^, je druhým ^koncem uložena v zátce, zašroubované do· závitu v duté pístnici a dosedající na její osazení.

Jádro je s · výhodou vedeno v · osovém · otvoru pouzdra cívkové soupravy vodicí objímkou, například z polytetrafluoretylénu, která je se stěnou pouzdra v kluzném záběru, a účelně opatřena rameny, mezi nimiž jsou průchod mezer^y. ^přitom je vodím obpmka upnuta s axiálním· předpětím mezi · osazením vytvořeným na t^yči nesoucí jádro a já^drem našroubovaným na konrn t^yče.

Podle vynálezu je měřič polohy elektricky spojen se zapisovačem a s indikačním přístrojem, který je účelně spojen v jedno tě^leso s tlačítkovou s^pínací ^krablcí.

Konstrukce podle vynálezu umožňuje výměnu cívkové soupravy při poškození měřiče polohy jednoduchým vyšroubováním celého pouzdra s cívkami z víka válce, a nastavení polohy cívkové soupravy vůči jádru pomocí distančních kroužků, bez demontáže hydraulického mechanismu.

Vynález bude vysvětlen v souvislosti s příkladem provedení znázorněným na výkrese, kde značí obr. 1 schematicky zařízení na li^:tí kovů ^kde ^šoup^át^kový uzávěr nádob^y se uvá^dí v črnnost hydraulickým mechanismem s válcem a pstem opatfeným měřičem polohy a řízeným elektricky, obr. 2 ve zvětše ném měřítku řez hydraulickým mechanismem s měřičem polohy, obr. 3 ještě ve větším měřítku pohled na část měřiče polohy a obr. 4 znázor^ňuje ve zvětšeném mmhku řez vodicí objímkou podle vynáležu.

Obr. 1 ukazuje šoupátkový uzávěr 1 nádoby 2 na roztavený kov, z níž vytéká kovový proud 3 například do kokily 4 ke kontinuálnímu lití. Šoupátkový uzávěr 1 má lineárně pohyblivý šoupátkový díl 5, který je · neznázorněnou uvo-lnitelnou spojkou spojen s výhodou silovým spojením bez axiálrn vWe s ^pístnic^í 8 dvojčinného h^ydrau.lického mechamsmu 7 s válcem a ^pístem. Řtáirn šoupátka 8 s^louž^í spolu s elektrohydrauhcký.m pohonem pro rozvádění pohybové energie, to znamená hydraulického tlakového· média, do hydraulického mechamsmu ⁷. Elekt.rohydraulický pohon obsahuje mimo· jiné signálový měrně 9, tlachkovou Spínací kradrn 10 s· indikačním přístrojem 10a a zapisovač 11, které budou podrobně popsány.

Měřič polohy je podle obr. 2 umístěn v duté pístnicí 6 hydraulického mechanismu 7. Měřič polohy 15 je podle obr. 2 na pravém konci spojen · s vedením 12, které je připojeno ^k signálovému m^ěni^či ⁹. Signáový m^ěn^{ič 9} je spojen s tlamtkovou spínarn kraMm 10 a s indikačním přístrojem 10a, a napájí indikační přístroj 10a signály v závislosti na signálech přijatých z vedení 12. Tyto signály jsou úměrné pracovní poloze p^ohybliv^ého šoupátkov^ého dUu 5. Indřka^ pnsťroj 10a je uložen s výhodou v běžné tlačítkové spínací krabici 10, která slouží slévačovi k ručnímu řízení šoupátkového závěru 1.

Pístnice 0 má na konci ležícím podle obr. 2 vlevo· unášeč 13, jenž je součástí zmíněné spojky sloužící ke spojení pístnice 8 a pohylivého· šoupátkového dílu 5 v osovém směru prakticky bez vůle. Spojka zajišťuje přesný souhlas pra.covm polohy pohybhvého· šoupátkového· dílu 5 a pístnice 6.

V axiálním vývrtu 14 pístnice 6 je uložen měřič 15 polohy. Měřič 15 polohy má cívkovou soupravu 18 (obr. 3), která je upevněna podle obr. ² na pravém konrn na v^íku 20 hydraulického válce hydraulického mechanismu 7 a je s výhodou zašroubována do· otvoru ve víku 20. Cívková souprava 18 obklopuje jádro· 18 z permanentního magnetu upevněné na tyči 17, která je upevněna koncem ležícím podle obr. 2 vlevo v zátce I⁹. Zátka ¹⁹ je uložena pevně v pfetnlm 6 a je s výhodou zašroubována do· závitu v pístnicí 6. K přesnému nastavení polohy zátky 19 a tedy jádra 18 je v pístnicí 8 upraveno osazení 19a, k němuž je přitisknuta šroubováním zátka 19, jak je patrno· z obr.

2. Tato ^úprava zajišťuje nejen přesnou polohu jádra 18, nýbrž i jeho· pohodlnou výměnu.

H^ydr.aulický v^álce hydrauhck^o mechanismu 7 má ve víku 20 výstředný přívodní otvor 21 pro· přívod hydraulického média, a v konrn tažmím na obr. ² vlevo odváděrn otvor 22. Otvory 21, 22 jsou propojeny s •vnitřkem válce, takže vhodným řízením potrubí podle obr. 1, která jsou spojena s otvory 21, 22, lze vyvolávat pohyb pístu 23 uvnitř válce.

Je .zřejmé, že při každém poh^ybu pfetu 23 se společně s ním pohybuje pístnice 6 a tedy i tyč 17 nesoucí jádro- 18. Tím vzniká při ^ka^ždém ^po^hybu ^pís^tu ²³ retehvm po^hyb mezi jádrem 18 a cívkovou soupravou 18. Každé pracovrn poloze po^blív^o šou^pátkového- dílu 5 odpovídá tedy určitá relativní poloha jádra ¹⁸ a mvkové so-upravy ¹⁶.

Cívková souprava 16 sestává z několika jednotlivých cívek 28, 29, 30. S výhodou je vytvořena jako kombinace indukčních cívek, která vysílá pro každou polohu jádra 8 vůči- cívkové soupravě 16 indukované napětí, které je úměrné této poloze. Toto napětí se- přivádí vedením 12 jako signál do signálového měniče 9, který jej vyhodnotí.

Pístnice 6 je prakticky trvale obklopena tlakovým médiem, které působí na měřič 15 polohy uložený uvnitř pistaice ⁶ tepelně-stabilizačním účinkem, takže pracovní teplota měřiče 15 polohy ani v provozu znatelně nekolís^á. Důsle^dkem toho je ^po.měrn^ě výsoto ^přesnos^t měřenu

Přídavně je měřič 15 polohy obtékán přímo tlakovým m^édiem^, protože průměr cívkové soupravy 16 je menší než průměr -axiálního- vývrtu 14 v pístnici 6. V prstencové mezeře mezi vnější plochou cívkové soupravy 16 a stěnou axiálního vývrtu 14 může proudit tlakové médium, které -přichází -otvorem 21 do- hydraulického- válce hydraulického mechanismu 7.

Otvor 21 je umístěn ve víku 20 výstředně a je -spojen se středovým vybráním 20a, které je ve znázorněném příkladě vytvořeno- ve stěně víka 20 přivrácené k pístu 23. Středové vybrání 20a by mohlo být alternativně upraveno- 1 v ploše pístu 23 přivrácené k - víku 20. Vybrání 20a zajišťuje, že se přiváděné tlakové -médium i při výstředném přívodu rozdělí tak stejnoměrně, že na píst 23 půso^bí -sousťředn^á sUa (obr. 2).

Jak je patrno zejména z obr. 2, je cívková souprava 16 zašroubována uprostřed -do víko 20 válce. V důsledku toho je prstencová štěrbina mezi vnější plochou cívkové soupravy 16 a vnější stěnou axiálního vývrtu 14 na straně pístu 23, ležící podle obr. 2 vpravo, otevřená, takže existuje přímé spojení mezi touto- štěrbinou a otvorem 21. Je zřejmé, že velikost prstencové štěrbiny mezi vnější plochou - cívkové soupravy 16 a vnitřní plochou axiálního- vývrtu 14 je podstatná pouze v tom směru, že musí umožňovat průchod tlakov^ého média.

Tlakové -médium může vtékat i do vnitřku cívkové soupravy 16 z prstencové štěrbiny mezi - vnější plochou cívkové soupravy 16 a. vnitřní stěnou axiálního- vývrtu 14; cívková souprava 16 je totiž na konci ležícím podle obr. 2 -a 3 vlevo- otevřená, a tyč 17, která nese jádro- 18 z permanentního magnetického· mater^^ má menší prrnněr než je vnitřní průměr cívkové soupravy 16 tvaru dutého válce.

Hydraulický -válec ^drauhckého mechanismu 7 je chlazený; k tomuto- účelu -slouží chladicí plášť 24, který je -opatřen přívodními -otvory 25 a výstupními otvory - 26 pro chladivo.

Cívková -souprava 16 má pouzdro- 27 z materiálu odolného vůči účinkům koroze vyvolávané použitým- tlakovým m^édiem^, napnklad -z nemagneti-cké nerezavějící -oceli, kterým jsou cívky hermeticky uzavřeny. To znamená, že pouzdro- 27 těsně uzavírá cívky Jaik na vnější, tak na vnitřní straně.

Ve znázorněném provedení má cívková •souprava 16 tři cívky 28, 29, 30, které jsou uloženy vedle sebe -a jsou zajištěny ve vzájemné poloze v pouzdru 27 zalévací hmotou. Střední -cívka 29 je -budicí a postranní cívky 28. 30 jsou připmací.

Elektrické přívody cívek 28, 29, 30 jsou podle obr. 3 na pravém konci cívkové Soupravy 16 spojeny -s kolíky 31a vidlice 31, která je zasazena do otvoru pouzdra 27 a dá se se zásuvkou 31b umístěnou na konci vedení 12.

Pouzdro- 27 má podle -obr. 3 na pravém konci vnější závit 32, kterým se dá cívková souprava 16 podle obr. 2 z pravé strany zašroubovat do víka 20 válce hydraulickéhomechanismu 7. Na pravém konci podle obr. 3 je pouzdro 27 opatřeno nákružketn 35, který při zašroubování -závitu 32 pouzdra 27 do -víka 20 dosedne svou dorazovou plochou 34 na vnější plochu -víka 20. Aby bylo možno· nastavovat osovou polohu cívkové soupravy 16 vůči jádru 18, které je spojeno - s pístnici 6, a- tedy zajistit lineární údaj měřiče 15 polohy po celé -dráze pohybu pístu 23, jsou na závit 32 nasunuty distanční kroužky 33. Po -zašroubování pouzdra 27 dosedá distanční krOužek 33, který leží nejdále -od nákružku 35, na vnější stranu víka 20. Jádro 18 sestává s - výhodou ze slitiny niklu a železa s vysokou permeabilitou. Jádro 18 je vedeno- vodicí objímkou 18a, umístěnou uvnitř pouzdra 27 a klouzající pb jeho stěně. Vodicí objímka 18a může být například z potytetrafluorethylenu -nebo podobné plastické hmoty.

Vodicí objímka 18a má ve znázorněném příkladě provedení podle obr. 4 tři ramena 18b, která přiléhají svou vnější plochou na stěnu vnitřního- otvoru pouzdra 27. Přitom jsou mezi rameny 18b průchody nebo otvory ^kterýmⁱ může pro^téka^t tlakové médium.

Vodicí -objímka 18a je nasunuta na volný konec tyče 17, a ve smontované poloze je stlačena axiálním tlakem mezi osazením 17a tyče 17 a protilehlým koncem jádra- 18. Axiálm Hak -se v^yvozuje tfm, že v-odM o^bjímka 18a je -stlačena mezi osazením 17a a jádrem 18; k tomuto- účelu je jádro- 18 našroubováno- na volný konec tyče 17. Předem stanoveným axiálním stlačením vodicí -objímky 18a se vnější plochy jejích ramen 18b nepatrně přitisknou na stěnu vnitřního otvo219897 ru pouzdra 27, čímž se dosáhne toho, že jádro 18 je zajištěno v požadované poloze uvnitř pouzdra 27.

Průměr tyče 17 .nesoucí jádro 18 není kritický, musí však být menší než průměr vodicí objímky 18a, aby se zabránilo doteku mezi tyčí 17 a vnitřkem pouzdra 27.

Cívková souprava 18 může být samozřejmě vytvořena i jiným způsobem. Důležité je pouze to, aby pro celý zdvih pístu 23 vznikal při každé relativní poloze mezi jádrem 18 a cívkovou soupravou 16 na vedení 12 určitý výstupní signál.

Výhoda konstrukce podle vynálezu spočívá v tom, že naměřené hodnoty jsou velice přesné, poněvadž pohybu pohyblivého šoupátkového dílu 5 se využívá přímo к vytváření těchto hodnot. Je to způsobeno tím, že pohyblivý šoupáťkový díl 5 je spojen spojkou bez vůle přímo s pístnicí 6 hydraulického válce hydraulického mechanismu 7, a že pohyblivý díl měřiče 15 polohy je nepohyblivě spojen s pístnicí 6. Další výhoda spočívá v tom, že měřič 15 polohy se dá bez demontáže válce snadno zamontovat a vymontovat a tedy jednoduše vyměňovat.

Další výhoda spočívá v tom, že měřič 15 polohy není vystaven při normálním provozu velkým výkyvům teploty, takže výstupní signály lze použít přímo. Mimo· -to je měřič 15 polohy umístěn tak, že je mechanicky chráněn, poněvadž leží prakticky úplně uvnitř válce hydraulického mechanismu 7.

Axiální délka měřiče 15 polohy a zejména cívkové soupravy 16 je menší než axiální délka válce hydraulického mechanismu 7. Tím se dosáhne toho, že po celém zdvihu pístu 23 jsou výstupní signály lineárně úměrné polhybu pístu 23.

Znázornění cívkové soupravy 16 na obr. 3 je schematické. Při praktickém provedení se mohou jednotlivé cívky 28, 29, 30 například přesahovat a mohou být navinuty podle požadované řídicí Charakteristiky.

Při použití zařízení podle vynálezu při provozu dolního uzávěru nádoby, obsahující roztavený kov, se dosáhne velkých výhod, poněvadž vynález umožňuje použít elektrického řízení, které podstatně usnadňuje regulaci a kontrolu lití. Tak například lze upravit v zařízení zmíněný indikační přístroj 10a a. zřetelně jím indikovat okamžitou polohu pohyblivého šoupátkového dílu 5. Současně lze polohu pohyblivého šoupátkového dílu 5 zaznamenávat zapisovačem 11, což umožňuje dodatečnou kontrolu lití včetně kontroly opotřebení deskového dna.

Obzvláště výhodné je, když je podle vynálezu indukční přístroj 10a tělesně spojen s tlačítkovou spínací krabicí 10. Jak ukazuje obr. 1, má tlačítková spínací krabice 10 několik ovládacích knoflíků, kterými se vyvolávají žádané pohyby pohyblivého šoupátkového dílu 5. Když indikační přístroj 10a tvoří s tlačítkovou spínací krabicí 10 stavební jednotku, může obsluhující osoba sledováním indikačního přístroje 10 přímo a bezprostředně sledovat a kontrolovat pohyby pohyblivéhou šoupátkového dílu 5, vyvolávané ovládáním jednotlivých ovládacích knoflíků.

Při znalosti výšky roztaveného kovu v nádobě 2 lze podle vynálezu uvést pohyblivý šoupátkový díl 5 přesně do polohy, která odpovídá požadovanému vytékajícímu množství roztaveného kovu v časové jednotce.

Při kontinuálním lití lze přítok roztaveného kovu do kokily nebo do mezipánve regulovat jednoduchým způsobem na stabilní hodnotu, přivádí-li se signál vysílaný měřičem 15 polohy jako zpětná vazba do regulačního obvodu, který porovnává v závislosti na naplnění kokily nebo mezipánve požadovanou a skutečnou hodnotu. Tím vzniká jednoduchá regulace závislá na dráze.

Do regulace lze rovněž pojmout minimální délku kroku tak, že při každém i sebekraitším stisknutí odpovídajícího tlačítka dojde к předem stanovenému pohybu pohyblivého šoupátkového dílu 5. Minimální délku kroku lze při tom volit nastavitelně.

Další výhoda vynálezu spočívá v tom, že lze zařízení vybavit pamětí, do· které se zaznamenají určité polohy pohyblivého šoupátkového dílu 5. Pak je m'ožné nastavit tyto určité polohy podle potřeby. To umožňuje pochod lití naprogramovat.

Podle vynálezu lze rovněž zajistit, aby nedošlo nikdy к úplnému uzavření pohyblivého šoupátkového dílu 5.

Použití tlačítkové spínací krabice 10 s indikačním přístrojem 10a umožňuje, aby se Obsluhující osoba zdržovala v libovolném místě zařízení. Obsluhující například může být v bezpečné vzdálenosti od licího zařízení, například i v chráněné kabině.

V popsaném a znázorněném příkladě provedení leží měřič 15 polohy v dráze proudění tlakového média. Podle vynálezu je však možné umístit cívkovou soupravu 16 v pístnici 6 za sucha; v tomto případě Je mezi vnější plochou cívkové soupravy 16 a stěnou axiálního vývrtu 14 pístnice 6 těsnění. Kromě toho musejí být v tomto případě upraveny odvzdušňovací otvory, které spojují s okolní atmosférou prostor, v němž je uložen měřič 15 polohy. Takové otvory mohou být u cívkové soupravy podle obr. 3 upraveny na pravém konci tak, že spojují vnitřek pouzdra 27, v němž je uloženo jádro 18, s vnějškem.

Claims (10)

1. Hydraulický mechanismus s válcem a pístem, zejména pro provoz spodního uzávěru nádob Obsahujících roztavený kov, opatřený měřičem polohy, jehož indukční cívková souprava je pevně spojena s nehybným válcem hydraulického mechanismu, vyčnívá do duté pístníce a je spojena s elektrickou regulací, a jádro uložené uvnitř indukční cívkové soupravy je pevně spojenos pístnicí, vyznačený tím, že cívková souprava (16} měřiče (15) polohy je na jednom konci opatřena závitem (32) к zašroubování do válce a dorazovou plochou (34) pro záběr s čelní plochou víka (20) válce.

2. Hydraulický mechanismus podle bodu 1, vyznačený tím, že před dorazovou plochou (34) jsou na závitu (32) nasunuty volné distanční kroužky (33), z nichž krajní distanční kroužek (33) ležící nejdále od dorazové plochy (34) dosedá při zašroubované cívkové soupravě (16) na čelní plochu víka (20) válce.

3. Hydraulický mechanismus podle bodů 1 a 2, vyznačený tím, že cívkovou soupravou (16) prodhází tyč (17), jejíž jeden konec je uložen v zátce (19), zašroubované do závitu v duté pístnici (6) a dosedající na její osazení (19ia), a druhý volný konec nese jádro- (18) měřiče (15) polohy.

4. Hydraulický mechanismus podle bodu 3, vyznačený tím, že jádro (18) je vedeno v osovém otvoru pouzdra (27) cívkové soupravy (16) vodicí objímkou (18a), například z polytetrafluorethylenu, která je se stěnou pouzdra (27) v kluzném záběru.

5. Hydraulický mechanismus podle bodu 4, vyznačený tím, že vodicí objímka (18a) je opatřena rameny (18b), mézi nimiž jsou průchozí mezery.

6. Hydraulický mechanismus podle bodu 4 nebo 5, vyznačený tím, že ve smontovaném stavu je vodicí objímka (18a) upnuta s axiálním předpětím mezi osazením (17a) vytvořeným na tyči (17) nesoucí jádro (18) a jádrem (18).

7. Hydraulický mechanismus podle bodu 6, vyznačený tím, že jádro (18) je našroubováno na konci tyče (17) a polohově zajištěno.

8. Hydraulický mechanismus podle jednoho z bodů 1 až 7, vyznačený tím, že měřič (15) polohy je elektricky spojen s indikačním přístrojem (10a).

9. Hydraulický mechanismus podle bodu 8, vyznačený tím, že indikační přístroj (10a) je spojen v jedno těleso s tlačítkovou spínací krabicí (10).

10. Hydraulický mechanismus podle jednoho z bodů 1 až 9, vyznačený tím, že měřič (15) polohy je elektricky spojen se zapisovačem (11).