CZ305080B6

CZ305080B6 - Výlevka pro převádění proudění tekutého kovu pro kontinuální lití s modulací tlaku a způsob regulace proudění tekutiny

Info

Publication number: CZ305080B6
Application number: CZ2002-4102A
Authority: CZ
Inventors: Dong Xu; Lawrence J. Heaslip; James D. Dorricott
Original assignee: Vesuvius Crucible Company
Priority date: 2000-06-23
Filing date: 2001-06-11
Publication date: 2015-04-29
Also published as: US6651899B2; PL359389A1; DE60142049D1; CZ20024102A3; CN1437516A; KR20030016297A; ES2342361T3; RU2266174C2; EP1296785B1; CN1244426C; US20010054650A1; ATE466679T1; WO2002000376A1; CA2412093A1; EP1296785A1; SK17862002A3; AU6831601A; SK287958B6; BR0111828A; JP5095901B2

Abstract

Výlevka pro převádění proudění tekutého kovu ve směru proudění je uzpůsobena pro využití s regulátorem pro regulaci proudění tekutého kovu. Výlevka (100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900) obsahuje vnitřní plochu, vymezující průtočný otvor (115) pro převádění proudění, a vstupní část (120, 220, 320, 420, 520, 620, 720, 820, 920), uzpůsobenou pro spolupráci s regulátorem (30) a vymezující regulační oblast (55) mezi nimi. Výlevka dále obsahuje modulátor (130, 230, 330, 430, 530, 630, 730, 830, 930) tlaku ve směru proudění za regulační oblasti (55), který obsahuje stranu, vyrovnanou se směrem proudění, a dno (135), svírající se stranou úhel (.FI.), který je menší než 135.degree.. Řešení se rovněž týká způsobu regulace proudění tekutiny.

Description

Vynález se týká výlevky pro kontinuální lití s modulací tlaku, a zejména výlevky pro převádění proudění tekutého kovu ve směru proudění, uzpůsobené pro využití s regulátorem pro regulaci proudění tekutého kovu.

Vynález se rovněž týká způsobu regulace proudění tekutiny.

Dosavadní stav techniky

Během kontinuálního lití proudí tekutý kov, zejména tekutá ocel, z jedné nádoby, jako je například mezipánev, do další nádoby, jako je například forma, a to v důsledku působení gravitační síly. Výlevka může vést a obsahovat procházející proud tekutého kovu během jeho průchodu z jedné nádoby do druhé.

Regulace množství proudění tekutého kovu během kontinuálního lití je podstatná. Za tímto účelem je používáno regulátorů nebo průtokových regulátorů, umožňujících nastavení množství proudícího tekutého kovu.

Běžným takovým regulátorem je zátková tyč, přičemž však lze využít jakéhokoliv typu průtokového regulátoru, což je pro odborníka z dané oblasti techniky všeobecně známo.

Takže typický proces kontinuálního lití oceli umožňuje proudění tekutého kovu z mezipánve do formy přes výlevku s využitím zátkové tyče pro regulaci průtoku.

Jak je znázorněno na vyobrazení podle obr. 1, tak u takového typického procesu kontinuálního lití oceli je mezipánev 15 umístěna přímo nad formou 20, přičemž k mezipánvi 15 je připojena výlevka 25. Výlevka 25 vytváří kanál, kterým tekutý kov 10 proudí z mezipánve 15 do formy 20. Zátková tyč 30 v mezipánvi 15 reguluje průtokové množství, proudící výlevkou 25.

Na vyobrazení podle obr. 2 je znázorněn ve zvětšeném měřítku částečný schematický pohled na vstupní část 35 a na spodní část 40 vypouštěcího otvoru 45 výlevky 25 podle obr. 1.

Jak je vidět na vyobrazení podle obr. 2, tak vstupní část 35 se rozprostírá mezi body 1 a 2. Spodní část 40 se rozprostírá mezi body 2 a 3. Vstupní část 35 vypouštěcího otvoru 45 výlevky 25 je propojena s tekutým kovem 10, obsaženým v mezipánvi J_5. Spodní část 40 vypouštěcího otvoru 45 výlevky 25 je částečně ponořena do tekutého kovu 10 ve formě 20.

Jak je znázorněno na vyobrazení podle obr. 2, tak pro regulaci průtokového množství tekutého kovu, proudícího z mezipánve 15 do formy 20, je zátková tyč 30 zdvižena nebo spuštěna. Průtok tekutého kovu 10 je například zastaven, pokud je zátková tyč 30 plně spuštěna tak, že nos 50 zátkové tyče 30 blokuje vstupní část 35 vypouštěcího otvoru 45 výlevky 25.

Pokud je zátková tyč 30 zdvižena nad plně spuštěnou polohu, může tekutý kov proudit výlevkou 25. Velikost průtoku výlevkou 25 je regulována prostřednictvím nastavení polohy zátkové tyče 30.

Pokud je zátková tyč 30 zdvihána, tak nos 50 zátkové tyče 30 se vzdaluje od vstupní části 35 vypouštěcího otvoru 45 výlevky 25, v důsledku čehož se zvětšuje otevřená oblast mezi nosem 50 zátkové tyče 30 a výlevkou 25, takže je umožněno větší průtokové množství.

-1 CZ 305080 B6

Na vyobrazení podle obr. 3 je znázorněno jiné uspořádání proudění tekutého kovu z mezipánve 15 do formy 20.

Toto uspořádání má regulační oblast 55, umístěnou mezi nosem 50 zátkové tyče 30 a vstupní částí 35 vypouštěcího otvoru 45 výlevky 25. Regulační oblast 55 je nejužší částí otevřeného kanálu mezi zátkovou tyčí 50 a vstupní částí 35 vypouštěcího otvoru 45 výlevky 25. Tekutý kov 10 v mezipánvi 15 má statický tlak, který je způsoben gravitací.

Pokud zátková tyč 30 neblokuje vstup tekutého kovu 10 do vypouštěcího otvoru 45 výlevky 25, tak statický tlak tekutého kovu 10 v mezipánvi 15 nutí tekutý kov 10 proudit ven z mezipánve 15 do výlevky 25.

Pokud je proudění menší, než maximum, jsou charakteristiky otevřené oblasti regulační oblasti 55 primárními faktory při regulaci množství průtoku do výlevky 25 a následně do formy 20.

Na vyobrazení podle obr. 4 jsou graficky znázorněny změny tlaku tekutého kovu IO, proudícího ven z mezipánve J_5 přes regulační oblast 55 a do výlevky 25.

Jak je znázorněno na vyobrazení podle obr. 3, tak bod 60 představuje obecné místo v tekutém kovu 10, obsaženém v mezipánvi 15, ve směru proudění před regulační oblastí 55. Bod 65 představuje obecné místo v otevřeném vypouštěcím otvoru 45 výlevky 25 ve směru proudění za regulační oblastí 55.

Jak je znázorněno na vyobrazení podle obr. 4, tak obecný trend tlaku tekutého kovu 10 mezi body 60 a 65 představuje prudký pokles tlaku při průchodu přes regulační oblast 55. Tlak v bodě 60 je obecně vyšší, než atmosférický tlak. Tlak v bodě 65 je obecně nižší, než atmosférický tlak, důsledkem čehož je částečný podtlak.

Na vyobrazení podle obr. 5 je znázorněna dvousložková výlevka, která obsahuje vstupní vložku 70 a hlavní těleso 75. Vstupní část 35 vypouštěcího otvoru 45 se rozprostírá od bodů 21 k bodům 22 a k bodům 23, přičemž spodní část 40 se rozprostírá od bodů 23 do bodů 24.

Na vyobrazení podle obr. 6 je znázorněno uspořádání proudění tekutého kovu z mezipánve 15 do formy 20 s využitím výlevky podle obr. 5.

Na vyobrazení podle obr. 7 je znázorněn tlakový trend od bodu 60 do bodu 65 u provedení podle obr. 6.

Tlakový trend u provedení podle obr. 6 je v podstatě stejný jako u provedení podle obr. 3, přičemž zahrnuje prudký pokles tlaku při průchodu přes regulační oblast 55.

Souhrnně tedy lze konstatovat, že výlevky podle obr. 1, obr. 3 a obr. 6 způsobují prudký pokles tlaku přes příslušné regulační oblasti. Tento prudký pokles tlaku způsobuje, že zařízení pro regulaci průtoku jsou příliš citlivá.

Tato příliš citlivá zařízení pro regulaci průtoku způsobují, že obsluha musí neustále hlídat regulační zařízení a manipulovat nebo pohybovat s ním pro dosažení správné polohy tak, aby byla řádně nastavena velikost a/nebo geometrie regulační oblasti pro stabilizaci průtoku na požadovaném množství.

Manipulace za účelem dosažení řádné regulace průtoku způsobuje turbulence ve vstupní části 35 a ve vypouštěcím otvoru 45 výlevky 25.

Turbulence, způsobené pohybem regulátoru a rovněž částečným podtlakem, vytvářeným ve směru proudění za regulační oblastí 55, urychlují erozi v této regulační oblasti 55. Může například

-2CZ 305080 B6 dojít k erozi nosu 50 zátkové tyče 30, jakož i vstupní části 35 vypouštěcího otvoru 45 výlevky 25. K nejvyšší erozi obecně dochází ve směru proudění bezprostředně za regulační oblastí 55.

Eroze v regulační oblasti 55 a v její těsné blízkosti prohlubuje potíže, vyskytující se při regulaci průtokového množství tekutého kovu. Nežádoucí změny kritické geometrie regulační oblasti 55 v důsledku eroze vedou k nepředvídatelnému kolísání průtokového množství, což může způsobit i celkové poškození průtokového regulačního systému.

Jak je znázorněno na vyobrazení podle obr. 5, tak pro snížení koroze a pro zdokonalení regulace průtoku jsou u některých výlevek vstupní vložky 70 obecně provedeny ze žáruvzdorného materiálu, odolného proti erozi.

Avšak přidání vstupní vložky 70 do vypouštěcího otvoru 45 výlevky 25 neovlivňuje prudký pokles tlaku v regulační oblasti 55, jak je znázorněno na vyobrazeních podle obr. 4 a podle obr. 7.

Regulace průtoku u běžně známých výlevek tak zůstává příliš citlivá na pohyby regulátoru v důsledku rozměrů a tvaru zde vytvořené regulační oblasti, takže je velice obtížné dosáhnout stabilizace průtokového množství.

Podstata vynálezu

Existuje proto potřeba vyvinout takovou výlevku, která by minimalizovala tlakový rozdíl v regulační oblasti výlevky, přispívala ke snižování korozivních účinků a ke stabilizaci velikosti a tvaru regulační oblasti, čímž by bylo dosaženo snížení potřeby manipulace s regulátorem a zvýšení stability průtoku.

Za tím účelem byla v souladu s předmětem tohoto vynálezu vyvinuta výlevka pro převádění proudění tekutého kovu ve směru proudění, uzpůsobená pro využití s regulátorem pro regulaci proudění tekutého kovu, přičemž výlevka obsahuje vnitřní plochu, vymezující průtočný otvor pro převádění proudění, a vstupní část, uzpůsobenou pro spolupráci s regulátorem a vymezující regulační oblast mezi nimi.

Výlevka dále obsahuje modulátor tlaku ve směru proudění za regulační oblastí, který obsahuje stranu, vyrovnanou se směrem proudění, a dno, svírající se stranou úhel (Φ), který je menší než 135°.

Regulátorem je s výhodou zátková tyč.

Modulátor tlaku s výhodou obsahuje vložku.

Vložka s výhodou vymezuje vstupní část a obsahuje alespoň jednu zúženou oblast pro zúžení proudění za vstupní částí a modulátorem tlaku.

Zúžená oblast má s výhodou délku (L2), vyrovnanou se směrem proudění, a šířku (A), kolmou na směr proudění, přičemž část modulátoru tlaku má délku (LI), vyrovnanou se směrem proudění, a šířku (B), kolmou na směr proudění.

Šířka (B), dělená šířkou (A), s výhodou definuje poměr (B/A) zúžení, přičemž délka (LI), dělená šířkou (B), definuje poměr (Ll/B) tlakového prostoru, přičemž délka (L2), dělená šířkou (A), definuje poměr (L2/A) relativní délky zúžení, přičemž tyto poměry byly zvoleny pro snížení oddělení proudu.

Šířka (B), dělená šířkou (A), definuje poměr (B/A) zúžení, který je s výhodou větší než 1,4.

-3 CZ 305080 B6

Šířka (B), dělená šířkou (A), definuje poměr (B/A) zúžení, který s výhodou leží v rozmezí od 1,7 do 2,5.

Délka (LI), dělená šířkou (B), definuje poměr (Ll/B) tlakového prostoru, který je s výhodou větší než 0,7 a menší než 8,0.

Délka (LI), dělená šířkou (B), definuje poměr (Ll/B) tlakového prostoru, který s výhodou leží v rozmezí od 1,0 do 2,5.

Délka (L2), dělená šířkou (A), definuje poměr (L2/A) relativní délky zúžení, který je s výhodou menší než 6,0.

Délka (L2), dělená šířkou (A), definuje poměr (L2/A) relativní délky zúžení, který s výhodou leží v rozmezí od 0,3 do 1,5.

Úhel (Φ) s výhodou leží v rozmezí od 80° do 100°.

Strana a dno vymezují mezi sebou poloměr (R), který je s výhodou menší než (B-A/2).

Poloměr (R) je s výhodou menší, než (B-A/4).

V souladu s dalším aspektem tohoto vynálezu byl rovněž vyvinut způsob regulace proudění tekutiny, který obsahuje krok regulace směru proudění pomocí shora uvedené výlevky.

Byla tedy vyvinuta výlevka pro regulaci průtoku tekutého kovu mezi hutnickými nádobami nebo formami, obsahující vstupní část pro přijímání tekutého kovu. Regulátor průtoku, jako je například zátková tyč, je pohyblivý z otevřené polohy do uzavřené polohy, vzhledem ke vstupní části, pro příslušné umožňování nebo znemožňování průtoku výlevkou.

Vstupní část a regulátor průtoku vymezují mezi sebou regulační oblast. Část pro modulaci tlaku, umístěná ve směru proudění za regulační oblastí, je uzpůsobena pro minimalizaci tlakového rozdílu přes regulační oblast.

Část pro modulaci tlaku omezuje průtok ve směru proudění za regulační oblastí.

Předmět tohoto vynálezu snižuje prudký pokles tlaku přes regulační oblast prostřednictvím modulace tlaku ve výlevce ve směru proudění za regulační oblastí, snižuje turbulence proudění bezprostředně za regulační oblastí a odstraňuje přílišnou citlivost regulace průtoku.

Výlevka podle tohoto vynálezu přispívá k omezení eroze v regulační oblasti a ke stabilizaci regulace průtoku, čímž je zdokonalená regulace průtoku a regulace hladiny tekutého kovu ve formě při kontinuálním lití.

V souladu s předmětem tohoto vynálezu byla tedy vyvinuta výlevka pro převádění proudění tekutého kovu ve směru proudění a uzpůsobená pro využití společně s pohyblivým regulátorem pro regulaci proudění tekutého kovu, obsahující:

(a) vnitřní plochu, vymezující průtočný otvor pro převádění proudění, (b) vstupní část, uzpůsobenou pro spolupráci s regulátorem a vymezující za ním regulační oblast, přičemž část pro modulaci tlaku ve směru proudění za regulační oblastí je uzpůsobena pro snížení tlakového rozdílu přes regulační oblast.

-4CZ 305080 B6

Objasnění výkresů

Vynález bude v dalším podrobněji objasněn na příkladech jeho konkrétního provedení, jejichž popis bude podán s přihlédnutím k přiloženým obrázkům výkresů, kde:

obr. 1 znázorňuje schematický pohled v řezu na zařízení pro zajišťování průtoku tekutého kovu, které je opatřeno licí výlevkou, běžně známou z dosavadního stavu techniky;

obr. 2 znázorňuje ve zvětšeném měřítku částečný schematický pohled v řezu na vstupní část a na spodní část otvoru výlevky, běžně známé z dosavadního stavu techniky podle obr. 1;

obr. 3 znázorňuje schematický pohled v řezu na zařízení pro zajišťování průtoku tekutého kovu, které je opatřeno druhým provedením licí výlevky pro kontinuální lití, běžně známé z dosavadního stavu techniky;

obr. 4 znázorňuje graf, vyjadřující průběh tlaku tekutého kovu, proudícího provedením podle obr. 3;

obr. 5 znázorňuje ve zvětšeném měřítku částečný schematický pohled v řezu na alternativní provedení vstupní části a spodní části otvoru výlevky, běžně známé z dosavadního stavu techniky podle obr. 1;

obr. 6 znázorňuje schematický pohled v řezu na zařízení pro zajišťování průtoku tekutého kovu, opatřené výlevkou podle obr. 5;

obr. 7 znázorňuje graf, vyjadřující průběh tlaku tekutého kovu, proudícího provedením podle obr. 6;

obr. 8 znázorňuje schematický pohled v řezu na zařízení pro zajišťování průtoku tekutého kovu, opatřené prvním provedením výlevky pro kontinuální lití podle tohoto vynálezu;

obr. 9 znázorňuje ve zvětšeném měřítku částečný schematický pohled v řezu na vstupní část, část pro modulaci tlaku a spodní část u provedení podle obr. 8;

obr. 10 znázorňuje graf, vyjadřující průběh tlaku tekutého kovu, proudícího provedením podle obr. 8;

obr. 11 až obr. 16 znázorňují schematické pohledy na alternativní provedení části pro modulaci tlaku pro uspořádání podle obr. 8 a podle obr. 9;

obr. 17 znázorňuje schematický pohled v řezu na zařízení pro zajišťování průtoku tekutého kovu, opatřené druhým provedením výlevky pro kontinuální lití podle tohoto vynálezu;

obr. 18 znázorňuje ve zvětšeném měřítku částečný schematický pohled na vstupní část, část pro modulaci tlaku a spodní část u provedení podle obr. 17;

obr. 19 znázorňuje graf, vyjadřující průběh tlaku tekutého kovu, proudícího provedením podle obr. 17; a obr. 20 až obr. 26 znázorňují částečné schematické pohledy v řezu na alternativní provedení vstupních částí a spodních částí otvoru výlevky pro kontinuální lití podle tohoto vynálezu.

Příklady uskutečnění vynálezu

Na vyobrazeních podle obr. 8 a podle obr. 9 je znázorněno první provedení výlevky 100 podle tohoto vynálezu.

Na vyobrazení podle obr. 8 je znázorněno zařízení pro zajišťování proudění tekutého kovu z mezipánve J_5 do formy 20, které obsahuje výlevku 100.

Na vyobrazení podle obr. 9 je znázorněn ve větším měřítku pohled v řezu na výlevku 100.

-5CZ 305080 B6

Jak je znázorněno na vyobrazení podle obr. 9, tak výlevka 100 obsahuje dvě součásti, a to vstupní vložku 105 pro modulaci tlaku a hlavní těleso 110. Výlevka 100 je opatřena otvorem 115, který je rozdělen do tří částí, kterými jsou:

vstupní část 120, rozprostírající se od bodu 121 do bodu 122, část 130 pro modulaci tlaku, rozprostírající se od bodu 122 přes body 123, 124 a 125 do bodu 126, a spodní část 140, rozprostírající se od bodu 126 do bodu 127.

Část 130 pro modulaci tlaku vytváří náhlou a silnou kompresi průtoku. Tato komprese minimalizuje tlakový rozdíl v regulační oblasti výlevky 100, jak již bylo shora uvedeno, snižuje příslušné korozivní účinky a přispívá ke stabilizaci rozměrů a tvaru regulační oblasti. Tím dochází ke snížení nutnosti manipulace s regulátorem a ke zvýšení stability průtoku.

Jak je znázorněno na vyobrazení podle obr. 8, tak výlevka 100 má regulační oblast 55, umístěnou mezi nosem 50 zátkové tyče 30 a vstupní částí 120 otvoru 115 ve výlevce 100, ležícím proti nosu 50 zátkové tyče 30. Pro odborníka z dané oblasti techniky je zcela zřejmé, že namísto zátkové tyče 30 může být použito jakéhokoliv jiného známého regulátoru.

Každá regulační oblast 55 je nej užší částí otevřeného kanálu mezi vstupní částí 120 otvoru 115 ve výlevce a nosem 50 zátkové tyče 30. Obecně lze říci, že každá regulační oblast 55 je umístěna nad částí 130 pro modulaci tlaku, přičemž je vymezena jakoukoliv konstrukcí, schopnou modifikovat regulační oblast 55 a regulovat průtok tekutého kovu do části 130 pro modulaci tlaku.

Modulace tlaku u výlevky 100 je prováděna s použitím zúžené oblasti. Systém proudění tekutého kovu podle obr. 8 má zúženou oblast 150 umístěnu ve směru proudění za regulační oblastí 55 výlevky 100. Zúžená oblast 150 je umístěna přes úzkou část otvoru 115 ve výlevce 100, vymezenou vstupní vložkou 105 pro modulaci tlaku.

Pokud zátková tyč 30 neblokuje vstupní část 120 otvoru 115 ve výlevce 100, takže je regulační oblast 55 otevřena pro umožnění proudění, potom tlak tekutého kovu 10, způsobený gravitací v mezipánvi 15, způsobí proudění tekutého kovu 10 ven z mezipánve 15 do výlevky 100.

Pokud je průtok menší než maximální, potom jsou charakteristiky otevřené oblasti regulační oblasti 55 primárními faktory při regulaci průtokového množství do výlevky 100 a následně do formy 20.

Změny tlaku tekutého kovu 10 při jeho proudění ven z mezipánve 15 přes regulační oblast 55 do vstupní části 120 výlevky 100, a poté přes zúženou oblast 150 do spodní části 140, jsou schematicky znázorněny na vyobrazení podle obr. 10.

Bod 60 představuje obecné místo v tekutém kovu JO, obsaženém v mezipánvi J_5, ve směru proudění před regulační oblastí 55.

Bod 65 představuje obecné místo v otevřeném otvoru 115 výlevky 100 ve směru proudění za regulační oblastí 55, avšak ve směru proudění před zúženou oblastí 150 v části 130 pro modulaci tlaku otvoru 115 výlevky 100.

Bod 80 představuje obecné místo v otevřeném otvoru 115 výlevky 100 ve směru proudění za zúženou oblastí 150 ve spodní části 140 otvoru 115 výlevky 100.

Jak je znázorněno na vyobrazení podle obr. 10, tak malý počáteční pokles tlaku přes regulační oblast 55 je následován dalším poklesem tlaku přes zúženou oblast 150.

-6CZ 305080 B6

Body 60 a 65 na vyobrazeních podle obr. 8, obr. 10, obr. 17 a obr. 19 jsou analogické bodům 60 a 65 na vyobrazeních podle obr. 3, obr. 4, obr. 6 a obr. 7. Při porovnání vyobrazení podle obr. 10 s vyobrazeními podle obr. 4 a obr. 7 lze demonstrovat, že zúžená oblast 150, způsobená částí 130 pro modulaci tlaku, snižuje velikost poklesu tlaku přes regulační oblast 55. Takže tlak v bodě 65 je modulován tak, že pokles tlaku přes regulační oblast 55 je snížen.

Jakje znázorněno na vyobrazení podle obr. 9, tak část 130 pro modulaci tlaku u trysky 100 má konstrukční parametry A, B, LI a L2.

Pro zjednodušení jsou na vyobrazeních podle obr. 11 až obr. 16 znázorněny schematické pohledy na různá uspořádáni, odvozená v důsledku měnění shora uvedených parametrů.

Vztahovou značkou A je označena velikost zúžené oblasti 150.

Vztahovou značkou B je označena velikost otevřeného kanálu v části 130 pro modulaci tlaku v otvoru ve zúžené oblasti 150 nebo ve směru proudění bezprostředně před touto zúženou oblastí 150.

Vztahovou značkou Lije označena délka části 130 pro modulaci tlaku nad zúžením.

Vztahovou značkou L2 je označena délka zúžené oblasti 150.

Oblast proudění, která leží ve směru proudění před zúžením v části 130 pro modulaci tlaku, je tlakovým prostorem. Poměr zúžení je definován jako B/A. Poměr tlakového prostoru je definován jako Ll/B. Poměr relativní délky zúžení je definován jako L2/A.

Tlak v bodě 65 je ovlivňován poměrem zúžení, poměrem tlakového prostoru a poměrem relativní délky zúžení části 130 pro modulaci tlaku. Za účelem efektivního ovlivňování a modulování tlaku v bodě 65 musí být odtržení proudu v tlakovém prostoru minimalizováno, což obecně vyžaduje, aby poměr B/A zúžení byl větší než zhruba 1,4, poměr Ll/B tlakového prostoru byl větší než zhruba 0,7 a menší než zhruba 0,8, a poměr L2/A relativní délky zúžení byl menší než zhruba 6,0.

Na vyobrazeních podle obr. 11 až obr. 16 je rovněž znázorněn úhel Φ mezi plochou zúžení a ve směru proudění před ním ležící stěnou otvoru výlevky. Velikost úhlu Φ může ovlivňovat účinnost zúžení průtoku, a tím i celkovou účinnost modulace tlaku. Pro přijatelnou účinnost musí být velikost úhlu Φ menší než zhruba 135°, přičemž s výhodou leží v rozmezí zhruba od 80 do zhruba 100°.

Pokud je úhel Φ příliš velký nebo příliš malý, tak část pro modulaci tlaku je méně schopna zajistit náhlé zúžení průtoku nebo silný tlakový gradient, v důsledku čehož je méně schopna modulovat tlak. Pokud je část pro modulaci tlaku neschopna modulovat tlak, potom stejně jako u známých výlevek nebude moci výlevka zajišťovat snížení tlakového rozdílu přes regulační oblast výlevky. Snížený tlakový rozdíl snižuje korozivní účinky a přispívá ke stabilizaci velikosti a tvaru regulační oblasti, čímž je snížena nutnost manipulace s regulátorem a zvýšena stabilita průtoku.

Pokud je úhel Φ například příliš malý, je-li výlevka uspořádána podle vyobrazení na obr. 13, kde se stěny v části pro modulaci tlaku ve směru proudění před zúžením rozšiřují směrem ke zúžené oblasti, může modulace tlaku trpět v důsledku toho, že v tlakovém prostoru může docházet k silnému odtrhávání proudu. Toto odtrhávání proudu v tlakovém prostoru snižuje schopnost části pro modulaci tlaku modulovat tlak.

-7CZ 305080 B6

Pokud je obdobný úhel Φ příliš malý, je-li výlevka uspořádána podle vyobrazení na obr. 15, potom může docházet k silnému odtrhávání proudu v tlakovém prostoru. Zmenšování velikosti úhlu Φ zvyšuje riziko odtrhávání proudu.

Na vyobrazení podle obr. 16 je znázorněn poloměr R přechodu mezi horní plochou zúžení a před ní ležící stěnou otvoru výlevky. Zde rovněž pro přijatelnou účinnost musí být tento poloměr R menší, než (B-A/2), přičemž výhodně menší, než (B-A/4).

Průtok tekutého kovu 10 vstupuje do části pro regulaci tlaku v blízkosti části, vymezující délku LI, která má obecnou velikost B, takže poměr Ll/B leží v rozmezí zhruba od 0,7 do zhruba 0,8, přičemž výhodné rozmezí je zhruba 1,0 do zhruba 2,5.

Průtok je zúžen na ploše 135 části 130 pro modulaci tlaku, takže obecná velikost B se snižuje na velikost A. Poměr B/A musí být větší než zhruba 1,4, přičemž s výhodou leží v rozmezí zhruba od 1,7 do zhruba 2,5.

Jak již bylo shora uvedeno, tak plocha zúžení svírá úhel Φ mezi touto plochou a ve směru proudění před ní ležící stěnou otvoru části pro modulaci tlaku. Velikost úhlu Φ musí být menší než zhruba 135°, přičemž s výhodou leží v oblasti zhruba od 80 do zhruba 100°.

Zúžení části pro modulaci tlaku má délku L2, přičemž poměr L2/A je menší než zhruba 6,0, přičemž s výhodou leží v rozmezí zhruba od 0,3 do zhruba 0,5.

Na vyobrazení podle obr. 17 je znázorněno druhé provedení zařízení pro zajišťování proudění tekutého kovu z mezipánve 15 do formy 20, které obsahuje druhé provedení výlevky 200 podle tohoto vynálezu.

Jak je znázorněno na vyobrazení podle obr. 18, tak výlevka 200 obsahuje tři součásti, a to vstupní vložku 203, vložku 205 pro modulaci tlaku a hlavní těleso 210.

Stejně jako v případě výlevky 100 je i výlevka 200 opatřena otvorem 215, který je rozdělen na tři části, kterými jsou:

vstupní část 220, rozprostírající se od bodu 221 do bodu 223, část 230 pro modulaci tlaku, rozprostírající se od bodu 223 do bodu 227, aspodní část 240, rozprostírající se od bodu 227 do bodu 228.

Vstupní vložka 203 je provedena jako samostatná součást, oddělená od vložky 205 pro modulaci tlaku, neboť u každé z těchto součástí dochází k opotřebení různou rychlostí. Vstupní vložka 203 a vložka 205 pro modulaci tlaku mohou tak být v případě potřeby vyměněny zcela nezávisle.

Stejně jako v případě části 130 pro modulaci tlaku, tak i v případě části 230 pro modulaci tlaku dochází k náhlé silné kompresi tekutiny, což minimalizuje tlakový rozdíl a korozi v regulační oblasti výlevky 200 a výrazně zvyšuje stabilitu průtoku.

Předmět tohoto vynálezu může být rovněž proveden v uspořádání podle obr. 20 až obr. 26, přičemž všechna tato uspořádání obsahují výlevky 300, 400, 500, 600, 700, 800 a 900, které jsou uzpůsobeny pro modulaci tlaku, jak bylo shora popsáno.

Každá z výlevek 300, 400, 500, 600, 700, 800 a 900 má tři části, které odpovídají třem částem podle obr. 8 a obr. 17, a to vstupní část 320, 420, 520, 620, 720, 820 nebo 920, část 330, 430, 530, 630, 730, 830 nebo 930 pro modulaci tlaku, a spodní část 340, 440, 540, 640, 740, 840 nebo 940.

-8CZ 305080 B6

Na vyobrazeních podle obr. 20 až 23 jsou znázorněná provedení se spodními částmi za modulací, která mají rozdílná uspořádání pro různé účely.

Na vyobrazeních podle obr. 24 až obr. 26 jsou znázorněna provedení se vstupními částmi před modulací, které mají rozdílná uspořádání pro různé účely.

Jelikož modulace tlaku se provádí tak, jak již bylo shora popsáno, tak různá konstrukční uspořádání za modulací nebo před modulací zajišťují dosažení výhodných účinků.

Přestože byl předmět tohoto vynálezu shora popsán ve vztahu kjeho určitým konkrétním provedením, je pro odborníka z dané oblasti techniky zcela zřejmé, že je možno provádět různé další varianty a modifikace, stejně jako různá další využití. Předmět tohoto vynálezu tedy není nikterak omezen pouze na zde uvedená konkrétní provedení.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims

1. Výlevka pro převádění proudění tekutého kovu ve směru proudění, uzpůsobená pro využití s regulátorem pro regulaci proudění tekutého kovu, přičemž výlevka (100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900) obsahuje vnitřní plochu, vymezující průtočný otvor (115) pro převádění proudění, a vstupní část (120, 220, 320, 420, 520, 620, 720, 820, 920), uzpůsobenou pro spolupráci s regulátorem (30) a vymezující regulační oblast (55) mezi nimi, vyznačující se t í m , že dále obsahuje modulátor (130, 230, 330, 430, 530, 630, 730, 830, 930) tlaku ve směru proudění za regulační oblastí (55), který obsahuje stranu, vyrovnanou se směrem proudění, a dno (135), svírající se stranou úhel (Φ), který je menší než 135°.

2. Výlevka podle nároku 1, vyznačující se tím, že regulátorem (30) je zátková tyč.

3. Výlevka podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že modulátor (130, 230, 330, 430, 530, 630, 730, 830, 930) tlaku obsahuje vložku (105, 205).

4. Výlevka podle nároku 3, vyznačující se tím, že vložka (105) vymezuje vstupní část (120) a obsahuje alespoň jednu zúženou oblast (150) pro zúžení proudění za vstupní částí (120) a modulátorem (130) tlaku.

5. Výlevka podle nároku 4, vyznačující se tím, že zúžená oblast (150) má délku (L2), vyrovnanou se směrem proudění, a šířku (A), kolmou na směr proudění, přičemž část modulátoru (130) tlaku má délku (LI), vyrovnanou se směrem proudění, a šířku (B), kolmou na směr proudění.

6. Výlevka podle nároku 5, vyznačující se tím, že šířka (B), dělená šířkou (A), definuje poměr (B/A) zúžení, přičemž délka (LI), dělená šířkou (B), definuje poměr (Ll/B) tlakového prostoru, přičemž délka (L2), dělená šířkou (A), definuje poměr (L2/A) relativní délky zúžení, přičemž tyto poměry byly zvoleny pro snížení oddělení proudu.

7. Výlevka podle nároku 5 nebo 6, vyznačující se tím, že šířka (B), dělená šířkou (A), definuje poměr (B/A) zúžení, který je větší než 1,4.

8. Výlevka podle kteréhokoliv z nároků 5 až 7, vyznačující se tím, že šířka (B), dělená šířkou (A), definuje poměr (B/A) zúžení, který leží v rozmezí od 1,7 do 2,5.

-9CZ 305080 B6

9. Výlevka podle kteréhokoliv z nároků 5 až 8, vyznačující se tím, že délka (LI), dělená šířkou (B), definuje poměr (Ll/B) tlakového prostoru, který je větší než 0,7 a menší než 8,0.

10. Výlevka podle kteréhokoliv z nároků 5 až 9, vyznačující se tím, že délka (LI), dělená šířkou (B), definuje poměr (Ll/B) tlakového prostoru, který leží v rozmezí od 1,0 do 2,5.

11. Výlevka podle kteréhokoliv z nároků 5 až 10, vyznačující se tím, že délka (L2), dělená šířkou (A), definuje poměr (L2/A) relativní délky zúžení, který je menší než 6,0.

12. Výlevka podle kteréhokoliv z nároků 5 až 11, vyznačující se tím, že délka (L2), dělená šířkou (A), definuje poměr (L2/A) relativní délky zúžení, který leží v rozmezí od 0,3 do 1,5.

13. Výlevka podle kteréhokoliv z nároků 5 až 12, vyznačující se tím, že úhel (Φ) leží v rozmezí od 80° do 100°.

14. Výlevka podle kteréhokoliv z nároků 5 až 13, vyznačující se tím, že strana a dno vymezují mezi sebou poloměr (R), který je menší než (B-A/2).

15. Výlevka podle nároku 14, vyznačující se tím, že poloměr (R) je menší, než (BA/4).

16. Způsob regulace proudění tekutiny, vyznačující se tím, že obsahuje krok regulace směru proudění pomocí výlevky (100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900) podle kteréhokoliv z předcházejících nároků 1 až 15.