DE2540790A1 - Platte fuer einen an einem fluessigmetallbehaelter vorgesehenen schieberverschluss - Google Patents

Description

METACON AG, 8057 Zürich / Schweiz betreffend

Platte für einen an einem Flüssigmetallbehälter vorgesehenen Schieberverschluss

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Platte für einen an einem Flüssigmetallbehälter vorgesehenen Schieberverschluss, deren eine Seite als zum Zusammenwirken mit einer weiteren, relativ beweglichen Platte des Schieberverschlusses bestimmte Dichtfläche ausgebildet ist und die einen zu ihrer Dichtfläche etwa senkrecht verlaufenden Durchlass aufweist und deren andere, der Dichtfläche abgekehrte Seite den Durchlass umgebende Mittel zur Bildung einer Nut- und Federverbindung mit einem benachbarten Teil des Schieberverschlusses besitzt.

Bei bekannten SchieberverSchlüssen, die derartige Platten als Bodenplatten und als Schieberplatten aufweisen, ist es auch schon bekannt geworden, beispielsweise der Bodenplatte die

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gleiche Gestalt und die gleichen Abmessungen zu geben wie der Schieberplatte. Diese Massnahrae, die selbstverständlich entsprechend abgestimmte Abmessungen der Anschlussteile des Schieberverschlusses voraussetzt, hat den Vorteil, dass die Lagerhaltung vereinfacht wird, da die gleiche Platte wahlweise als Bodenplatte oder als Schieberplatte eingesetzt werden kann.

Bei den Schieberverschlüssen mit austauschbaren Platten ist die Feder gemäss einer bekannten Ausführung an den Platten und gemäss einer anderen, ebenfalls bekannten Ausführung an der Lochsteinhülse bzw. an der Ausgusshülse vorgesehen. Allerdings muss dabei bezüglich der anerkannten Regel, die Feder in Stromrichtung anzuordnen, eine Abweichung hingenommen werden. Ist die Feder an der Hülse vorgesehen, so verläuft die Feder auf der Schieberplattenseite entgegen der Regel. Wenn.hingegen die Feder an der Platte vorgesehen ist, verläuft die Feder auf der Bodenplattenseite in falscher Richtung.

Von den beiden bekannten Ausführungen wäre an sich, wenn schon eine Abweichung von der vorgenannten Regel in Kauf genommen werden muss, diejenige vorzuziehen, bei welcher die Feder an den Hülsen vorgesehen ist. Damit wäre die Regel im kritischeren Bereich, nämlich bei der über der Dichtebene der Platten liegenden Nut- und Federverbindung befolgt. Dort herrscht in jeder Drosselstellung der höchste im Schieberverschluss vorkommende Flüssigkeitsdruck. Abgesehen von der Abweichung von der Regel bezüglich der unterhalb der Dichtebene liegenden Nut- und Federverbindung hat diese Ausführung zwei gravierende Nachteile.,Einerseits wird die Platte durch die zur Bildung der Nut dienende Vertiefung gerade im wichtigsten Bereich, nämlich um die Durchlassöffnung herum, erheblich geschwächt

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und andererseits kommen die Stossfugen der Nut- und Federverbindungen beidseits der Dichtebene dorthin zu liegen, wo die Turbulenz in nicht voll offener Stellung des Schieberverschlusses immer am grössten ist.

In der anderen bekannten Ausgestaltung, bei der die Feder sich an den Platten befindet, liegt eine Schwächung der Platte zwar nicht vor und auch die Stossfugen der Nut-Federverbindung liegen abseits vom Bereich grösster Turbulenz. Sie bringt jedoch einen schwerwiegenden Mangel mit sich, indem die grösste Dicke, die sich aus Grundstärke plus Federhöhe zusammensetzt, und die höchste Temperatur der Platte örtlich zusammenfallen. Das absolute Mass der Ausdehnung ergibt sich aus der Dimension und der Temperatur an der zu betrachtenden Stelle. Eine ausreichende Vorspannung der Dichtflächen vorausgesetzt, kann sich die Dickenausdehnung der Platten im wesentlichen nur in jeweils entgegengesetzter Richtung von der Dichtebene weg ergeben. Es liegen ausreichende Erfahrungen darüber vor, dass diese Ausdehnungen, weil sie im System nicht frei aufgenommen werden können, erhebliche Druckbelastungen der vom Durchlass und von der Dichtfläche gebildeten Kante zu Folge haben, was bei einer Relativbewegung der Platten zu deren Ausbrechen führt. Ausserdem besteht die Gefahr, dass die Platte am üebergang der Feder zur Grundstärke der Platte infolge innerer Spannungen reisst.

Wenn die Vorspannkraft der Dichtflächen geringer ist als die von der Wärmeausdehnung im Bereich des Durchlasses erzeugte Kraft, kann sich die Platte dort sehr wohl auch in Richtung zur Dichtebene hin ausdehnen und dabei eine absolut uner-

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wünschte Spaltbildung zwischen den Dichtflächen der benachbarten Platten in den übrigen Bereichen bewirken. Ein Ausbrechen der gesagten Kanten hätte dann einen gefährlichen Durchbruch von Schmelze durch die entstandene Oeffnung und durch den Spalt zwischen den Platten nach aussen zur Folge.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die erwähnten Mängel zu vermeiden und die Platten so zu gestalten, dass sie zusammen mit den benachbarten Hülsen eine in jeder Beziehung optimale Nut- und Federverbindung ergeben.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, dass die Mittel zur Bildung der Nut- und Federverbindung Teil eines von der, der Dichtfläche abgekehrten Plattenseite abstehenden Wulstes sind, dessen beide Flanken durch unter sich konzentrische Kreisringflächen gebildet sind, deren gerade Erzeugende bezüglich der Durchlassachse in entgegengesetzten Richtungen geneigt verlaufen, wobei der Fuss der inneren Flanke auf einem Durchmesser liegt, der grosser ist als der Durchmesser des Durchlasses.

Mit dieser Lösung ist es möglich, die Plattenstärke in der unmittelbaren Umgebung des Durchlasses unabhängig von den für die Bildung einer Nut- und Federverbindung geltenden Dimensionierungsvorschriften zu bemessen und damit den Bedingungen einerseits bezüglich Ausdehnung und andererseits bezüglich des Abstandes der Stossfuge von der Dichtebene der Platten optimal zu genügen. Ausserdem erlauben es die beiden Flanken des Wulstes, dass die Platte entweder als nut- oder federbildender Teil sowie auch für beides gleichzeitig verwendet werden kann. Insbesondere gestattet die Lösung, gegebenenfalls ohne Abweichung von der Regel über die Orientierung der

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Nut bezüglich der Strömungsrichtung mit Platten gleicher Gestalt und Abmessungen zu arbeiten. Darüberhinaus ist es sehr vorteilhaft, dass der Wulst durch seinen Abstand vom Durchlass in einem Bereich geringerer Temperaturunterschiede angeordnet ist, womit keine Gefahr für Spannungsrisse mehr besteht,

Trotz des erwähnten Abstandes des Wulstes vom Durchlass verleiht -der Wulst der Platte eine willkommene Verstärkung auf Biegung in einem Bereich, wo die Platte vom umgebenden Metallgehäuse aus konstruktiven Gründen ohnehin nicht in wünschbarem Mass abgestützt ist.

Einzelheiten der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung erläutert.

Fig. 1 zeigt Platten und Hülsen mit Nut/Federverbindungen eines Zweiplatten-Schiebers, im Längsschnitt, und

Fig. 2 zeigt Platten und Hülsen mit Nut/Federverbindungen eines Dreiplatten-Schieberverschlusses, im Längsschnitt .

In Fig. 1 sind die feststehende Bodenplatte mit 10, die Lochsteinhülse mit 11, die längsbewegliche Schieberplatte mit 12 und die Ausgusshülse mit 13 bezeichnet. Beide Platten 10 und 12 weisen auf der, von der Dichtfläche 14, 14' abgekehrten Seite 15, 15' je einen, zur Durchlassöffnung 16, 16' konzentrisch angeordneten Wulst 17, 17' auf. Der Querschnitt des von der Grundstärke 18, 18' abstehenden Wulstes 17, 17' zeigt einen trapezförmigen Querschnitt mit zwei etwa 10 bis 15 geneigten Flanken 19, 20, die konzentrische Kreisringflächen

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bilden. Die innere Flanke 19 liegt mit ihrem Fuss auf einem Durchmesser auf, der grosser ist als der Durchmesser der Durchlassöffnung 16, 16'. Sowohl die Bodenplatte 10 als auch die Schieberplatte 12 bilden im Bereich der Durchlassöffnung 16, 16' mit der Lochsteinhülse 11, respektive der Ausgusshülse 13 eine Nut- und Federverbindung, wobei der Wulst mit der Flanke 19 als nutbildender Teil Verwendung findet. Die Linien 23, 23' und 21, 21' sind Begrenzungen der Flächen benachbarter, nicht dargestellter Teile, die zusammen mit der Mantelfläche der Lochsteinhülse 11 und den entsprechenden Flächen der Bodenplatte 10, respektive der Mantelfläche der Ausgusshülse 13 und den entsprechenden Flächen der Schieberplatte 12 eine Mörtelfuge bilden. Dabei wirkt der durch die Flanke 20 begrenzte äussere Durchmesser des Wulstes gleichzeitig als federbildender Teil der Verbindung mit den ihr unmittelbar gegenüberliegenden Flächenteilen.

Die Nut- und Federverbindung wird in der Regel mittels Mörtel erstellt, weshalb Nut und Feder zwischen sich einen Spalt bilden. Die Stossfüge 22, 22' ist dabei besonders gefährdet ausgewaschen zu werden, vor allem wenn sie nahe an der Dichtfläche 14, 14' liegt, wo bekanntlich die grössten Turbulenzen auftreten. Dem kann unter anderem auch dadurch begegnet werden, dass an der Stelle der Stossfüge 22 für einen spielfreien Flächenkontakt zwischen den betreffenden Teilen der Platte und der Hülse gesorgt wird.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist mindestens der Wulst 17, 17' der Bodenplatte 10 und der Schieberplatte 12 von gleicher Gestalt und gleichen Abmessungen, wodurch er bei ent-

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sprechend gestalteten Hülsen entweder als nutbildender oder als federbildender Teil verwendet werden kann, wie dies aus den Ausführungen zu Fig. 2 hervorgeht. Ob nun der Rest der Platten 10, 12 von gleicher Gestalt und gleichen Abmessungen sein muss, hängt von Ueberlegungen ab, die hier nicht zu erwägen sind. Die augenfälligen Vorteile der Erfindung liegen weiter darin, dass die zur Bildung der Nut- und Federverbindung erforderliche Form der Platte keinen Einfluss nimmt auf die Gestalt der Platte in unmittelbarer Umgebung der Durchlassöffnung, womit die Probleme im Zusammenhang mit der Lage der Stossfuge 22 und der Plattendicke rund um die Durchlassöffnung 16, 16' auf einfachste Weise optimal gelöst werden können. Ausserdem ist der Wulst von der Zone höchster Temperatur und grösster Temperaturunterschiede entfernt, so dass an den betreffenden Stellen, wo Dickenänderungen der Platte natürlich vorhanden sind, keine Rissgefahr besteht.

Die nachfolgende Erläuterung von Fig. 2 beschränkt sich auf das Aufzeigen der wesentlichen Unterschiede zum ersten Ausführungsbeispiel. .

Der dargestellte Dreiplattenschieber, wie er z.B. an Zwischenbehältern von Stranggiessanlagen verwendet wird, beinhaltet zur Hauptsache eine Bodenplatte 30, eine Lochsteinhülse 31, eine Ausgussplatte 32, eine Ausgusshülse 33 sowie eine, zwischen Bodenplatte 30 und Ausgussplatte 32 längsbeweglich angeordnete Schieberplatte 34. Dreiplattenschieber haben den Vorteil, dass der austretende Metallstrahl bei Schliess- und Oeffnungsbewegungen der Schieberplatte 34 nicht mitwandert. Die Bodenplatte 30 und die Ausgussplatte 32 haben dabei grundsätzlich gleiche Gestalt und gleiche Abmessungen. Die

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Dicke 39, 39" der Platte im Bereich zwischen der Durchlassöffnung 35, 35' und der inneren Flanke 36, 36' des Wulstes 37, 37' ist grosser als die Grundstärke 38, 38" der Platten 30, 32. Mit dieser Massnahme wird erreicht, dass insbesondere die Stossfuge 41 in grösserer Entfernung von der Dichtfläche 40 zu liegen kommt, ohne dass dabei die Dicke 39, 39' ein Mass erreicht, das bezüglich den erwähnten Folgen der Wärmeausdehnung kritisch wäre. Die Masse der Dicke 39, 39' und der Grundstärke 38, 38' können ihren individuellen Bedürfnissen angepasst werden, womit nur ein Minimum an Materialaufwand erforderlich wird, d.h. gegenüber einer üblicherweise durchgehend gleichen Grundstärke der Platten eine reelle Materialeinsparung erreicht werden kann.

Das Ausführungsbeispiel Fig. 2 zeigt nun aber auch deutlich, wie vorteilhaft es ist, dass der Wulst 37, 37' sowohl als nutwie als federbildender Teil verwendet werden kann. Gegenüber der Lochsteinhülse 31 bildet der Wulst 37 beispielsweise die Nut und der Wulst 37" gegenüber der Ausgusshülse 33 die Feder. Damit ist die Regel, wonach die Feder einer solchen Nut- und Federverbindung immer in Strömungsrichtung angeordnet sein soll, eingehalten, obwohl die beiden Platten 30, 32 gleiche Gestalt und gleiche Abmessungen haben.

Die Verwendung des Wulstes 37' als federbildender Teil der Verbindung mit der Ausgusshülse 33 ist von besonderem Vorteil, wenn die Ausgusshülse 33 ein Eintauchausguss ist, d.h. eine rohrförmige Verlängerung aufweist, die mit ihrem Ende unter beispielsweise den Badspiegel in einer Stranggiesskokille reicht. Solche Eintauchausgüsse müssen rasch ein- und ausgebaut werden können und werden in der Regel ohne Mörtel an der

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Ausgussplatte 32 bzw. an deren metallischem Gehäuse befestigt, Durch die Verwendung des Wulstes 37' als federbildendes Element kann der bei solchen undichten Verbindungen erforderliche Trichter 42 ohne Schwierigkeiten gebildet werden.

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Claims (3)

P a t. e η t. a. .n. .s. p. .r. .ü. .c. h. e

1. Platte für einen an einem Flüssigmetallbehälter vorgesehenen Schieberverschluss, deren eine Seite als zum Zusammenwirken mit einer weiteren, relativ beweglichen Platte des Schieberverschlusses bestimmte Dichtfläche ausgebildet ist und die einen zu ihrer Dichtfläche etwa senkrecht verlaufenden Durchlass aufweist und deren andere, der Dichtfläche abgekehrte Seite den Durchlass umgebende Mittel zur Bildung einer Nut- und Federverbindung mit einem benachbarten Teil des Schieberverschlusses besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Bildung der Nut- und Federverbindung Teil eines von der, der Dichtfläche abgekehrten Plattenseite abstehenden Wulstes sind, dessen beide Flanken durch unter sich konzentrische Kreisringflächen gebildet sind, deren gerade Erzeugende bezüglich der Durchlassachse in entgegengesetzten Richtungen geneigt verlaufen, wobei der Fuss der inneren Flanke auf einem Durchmesser liegt, der grosser ist als der Durchmesser des Durchlasses.

2. Platte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Platte zwischen Durchlassöffnung und Wulst grosser ist als die Dicke derselben zwischen Wulst und Plattenrand.

3. Platte nach Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Flanken bildenden Kreisringflächen zwischen sich eine weitere Kreisringfläche begrenzen, deren Erzeugende eine zur ebenen Dichtfläche parallele Gerade ist.

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