DE3236303A1

DE3236303A1 - Schieberventil mit einstellbarem dichtungsdruck

Info

Publication number: DE3236303A1
Application number: DE19823236303
Authority: DE
Inventors: Eugene Victor 15668 Murrysville Pa. Abarotin; Leroy Vincent 15239 Pittsburgh Pa. Bonk
Original assignee: USS Engineers and Consultants Inc
Current assignee: USS Engineers and Consultants Inc
Priority date: 1981-10-02
Filing date: 1982-09-30
Publication date: 1983-04-21
Also published as: GB2153051B; BE894558A; IT8268156A0; NL8203751A; GB2153051A; ES8403345A1; PL238467A1; AU8890482A; ZA826899B; GB2107027B; GB8506312D0; PT75594A; RO84542B; RO84542A; JPH0261349B2; BR8205717A; FI823361L; FI823361A0; NO823320L; US4421256A

Description

Schieberventil mit einstellbarem Dichtungsdruck

Die Erfindung betrifft Schieberventile zum Steuern des Flusses einer Metallschmelze aus metallurgischen Gefäßen.

Derartige Ventile umfassen normalerweise zwei relativ zueinander verschieblich angeordnete Platten aus einem feuerfesten Werkstoff, wobei diese Platten mit Durchgangsöffnungen versehen sind, welche zusammenwirken, um den Metallschmelzenfluß durch das Ventil zu steuern und zwar entsprechend des Ausrichtungsgrades der beiden Durchgangsöffnungen relativ zueinander.

Es ist eine Voraussetzung für den Betrieb von Schieberventilen, daß ein hinreichend großer Dichtungsdruck zwi- sehen den Platten wirkt. Das Ausüben eines zu großen Dichtungsdruckes zwischen den Platten beeinträchtigt oder verhindert sogar die relative Verschieblichkeit zwischen den Platten, wodurch das Ventil gebrauchsunfähig wird. Die Anwendung eines zu geringen Druckes kann andererseits zu Metalleckagen zwischen den Platten führen.

Der Dichtungsdruck wird im allgemeinen zwischen den Platten derartiger Ventile dadurch aufgebracht, daß die Schieber-

platte mit einer aufwärtsgerichteten Vorspannung beaufschlagt wird, welche diese Platte in flüssigkeitsdichten g Schiebekontakt mit der darüber angeordneten Oberplatte belastet. Diese aufwärtsgerichtete Vorspannung kann, wie in der US-Patentschrift 3 511 261 beschrieben, durch genaues Anziehen der mit Gewinden versehenen Konnektoren aufgebracht werden, welche die Ventilkomponenten zusammen-

jQ halten. Vorteilhafter ist es jedoch, die Vorspannung mit Hilfe von Federkraft aufzubringen, welche, wie in der US-PS 4 063 668 dargestellt, mittels einer Anordnung (Reihe) von mechanischen Federn aufgebracht werden kann, welche im Ventilrahmen unterhalb der Schieberplatte angeordnet und um die Abgießöffnung angeordnet sind, um eine aufwärtsgerichtete Vorspannung rings um die Öffnung hervorzurufen, so daß die in gegenseitiger Anlage aneinander stehenden Oberflächen der beiden Platten in flüssigkeitsdichte Anlage gelangen.

Das Anordnen der Feder in großer Nähe zu der Abgießöffnung in der Platte, durch welche das schmelzflüssige Metall fließt, hat jedoch den unerwünschten Effekt, daß die Federn den von dem schmelzflüssigen Metallstrom hervorgerufenen erhöhten Temperaturen ausgesetzt werden. Auf diese Weise werden die Federn thermischen Beanspruchungen ausgesetzt, . welche zu einer Verringerung der Federkraft und sogar zum Bruch der Federn führen können, sofern nicht eine hinreichende Kühlung vorgesehen ist, wie beispielsweise durch Be-^ aufschlaguhg mit einem Kühlluftstrom.

Zur Überwindung des vorstehend erörterten Problems ist bereits vorgeschlagen worden, einen Schieberventilmechanismus vorzusehen, in welchem die zum Aufbringen des Dichtungsdruckes dienenden Federn zwischen den feuerfesten Platten in einer von den Platten und folglich von dem schmelzflüssigen Metallstrom entfernten Lage anzuordnen und die von den Federn aufgebrachte Kraft mit Hilfe einer hinreich-

end langen und gelenkig ausgebildeten Verbindungseinrichtung auf die Platten zu. übertragen. Eine derartige Ventilkonstruktion ist in der US-PS 3 937 372 beschrieben. Unter ·

erschwerten Betriebsbedingungen erwies sich jedoch die in der letztgenannten Patentschrift beschriebene Ventilkonstruktion als nicht gänzlich befriedigend, was zum Teil darauf beruht, daß die Federn trotzdem einer Relaxation unterliegen und daß die längliche Verbindungseinrichtung ihrerseits der Wärmeeinwirkung ausgesetzt ist und folglich Wärmedehnungen erfährt, was wiederum eine Verminderung des wirksamen Dichtungsdruckes zur Folge hat.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehend 15

erörterten technischen Probleme zu überwinden.

Erfindungsgemäß ist ein Schieberventil zum Steuern des Flusses eines geschmolzenen Materials aus dem Auslaß eines metallurgischen Gefäßes vorgesehen, mit einem relativ zur Gefäß-Auslaßöffnung beweglichen Schieber, einer Antriebseinrichtung zum Bewegen des Schiebers in bezug auf den Gefäßauslaß und mit einer Einrichtung zum Aufbringen eines Dichtungsdruckes zwischen dem Schieber und dem Gefäßauslaß, wobei diese Einrichtung umfaßt: eine druckmittelbetätigte Belastungseinrichtung, welche im Abstand von dem Schieber angeordnet ist und mit deren Hilfe in Abhängigkeit vom Einbringen oder Austragen eines Druckmittels eine Kraft erzeugbar ist; ein an die Belastungseinrichtung angeschlossenes

QQ Druckmittelsystem zum wahlweisen Regeln des Druckmittelflusses in die Belastungseinrichtung; sowie eine Verbindungseinrichtung zwischen der Belastungseinrichtung und dem Schieber zwecks Umwandlung der von der Belastungseinrichtung erzeugten Kraft in eine zwischen den Schieber und dem Gefäßauslaß wirkende Dichtungskraft.

Es versteht sich, daß'das die erfindungsgemäß konstruierte Schieberventilvorrichtung imstande ist, die vorstehend

beschriebenen Nachteile des einschlägigen Standes der Technik zu überwinden. Das Vorsehen der erfindungsgemäßen Ventil-Belastungseinrichtung gestattet es, die die Kraft

für den Anpreßdruck zwischen den miteinander in Eingriff 5

stehenden Ventilplatten hervorbringende Vorrichtung weit entfernt von den verschieblichen Platten anzuordnen und folglich außer Einwirkung der hohen Temperaturen anzuordnen, in welchen diese verschieblichen Platten vorgesehen sind.

Dieses führt zu Vorteilen für den Ventilbetrieb, weil die 10

Vorrichtung verminderten Wärmebeanspruchungen ausgesetzt wird und dadurch eine längere Lebensdauer erhält.

Ferner führt die Verwendung von hydraulischen Einrichtungen zum Erzeugen der den Anpreßdruck zwischen den ver-15

schieblichen Platten erzeugenden Kraft zu der Möglichkeit, unendlich.variable Dichtungsdrücke aufzubringen, welche vor Beginn der Ventilbetätigung genau bestimmt werden können. Diese Drücke können wahlweise in Abhängigkeit von den Ventilbetriebsbedingungen eingestellt werden, wodurch ein weitgehend konstanter Dichtungsdruck zwischen den Ventilglieder zur Wirkung gebracht werden kann.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der Konstruktion des im folgenden beschriebenen Ventils, welches den Einfluß der Wärmedehnung auf den Ventilbetrieb vermindert und die Gefahr einer Ventilstörung auf ein Miniraum herabsetzt, welche sonst als Folge einer Fehlausrichtung der miteinander in Berührung stehenden verschieblichen Glieder hervorgerufen QQ werden könnte.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles und unter Bezug auf die Zeichnung näher beschrieben. In dieser zeigt

" . . ■ · · ■

Fig. 1 einen schematischen Vertikalschnitt durch einen

Teil eines mit· einer erfindungsgemäßen Schieberventileinrichtung versehenen metallurgischen Gefäßes,

Fig. 2 eine Endansicht des Gefäßes und der daran, vorgesehenen Schieberventilvorrichtung bei Betrachtung

von rechts in Fig. 1, wobei die Komponenten eines 5

Kräftapplikators in größerem Detail dargestellt sind,

Fig. 3 eine Ansicht der Unterseite der in Fig. 1 dargestellten Schieberventilvorrichtung,

Fig. 4 einen Vertikalschnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 1 und

Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie V-V in Fig. 4.

Wie in Fig. 1 dargestellt, ist eine Schieherventilvorflchtüng 10 betriebsmäßig mit der Bodenseite eines Ab-

2Q Stichgefäßes 12 für eine Metallschmelze verbunden, wobei es sich bei diesem Abstichgefäß um-eine Gießpfanne zum • Vergießen einer Metallschmelze zu Blöcken oder dergleichen handeln kann. Das Gefäß 12 umfaßt eine mit einer feuerfesten Auskleidung 16 versehene Metallschale 14. Die den Boden der Gefäßschale bedeckende feuerfeste Auskleidung 16 enthält eine Ausgabeöffnung 18, welche den Auslaßkanal des Gefäßes definiert. Diese Ausgabeöffnung 18 enthält auf herkömmliche Weise öffnungsbildende Feuerfestkörper 20, 22 und 24 sowie einen Düseneinsatz 26, dessen öffnung 28 die Gießöffnung des Gefäßes definiert.

Die Ventilvorrichtung 10 ist am Gefäß mit Hilfe von Befestigungseinrichtungen befestigt, welche eine an der Gefäßschale angeschweißte Platte 30 sowie eine Montageplatte 32 umfassen, wobei letztere mit Hilfe von nicht dargestellten Bolzen mit der Platte 30 verbunden ist. Die Montageplatte 30 ist mit einer Ausnehmung versehen, um eine feuerfeste Platte 34 aufzunehmen, welche mit einer Durch-

y a 2.

gangsöffnung 36 in axialer Ausrichtung nach der Düsenöffnung 28 versehen ist. Diese als Oberplatte bezeichnete Platte 34 besitzt eine untere Oberfläche, die für den Berührungskontakt mit einer zugeordneten Oberfläche eines beweglichen Ventilschiebers 38 vorgesehen ist.

Der Ventilschieber 38 umfaßt eine feuerfeste Platte 40 mit nach obengerichteter Gleitoberfläche zum Zusammenwirken mit der Oberplatte 34. Ein als Kollektordüse 42 bezeichnetes Düsenelement hängt von der Platte 40 herab und weist eine öffnung 44 auf, welche nach Ausrichtung nach der in der Oberplatte vorgesehenen öffnung 36 den Ausfluß des Metalls durch die Ventilvorrichtung 10 gestattet.

Wird der Schieber 38 in eine solche Stellung bewegt, daß die öffnung 44 außer Ausrichtung nach der Oberplattenöffnung 36 gelangt,so wird auf die bekannte Weise das Ausströmen des Metalls beendet. Sowohl die Oberplatte 34 als auch der Ventilschieber 38 können jeweils in einem dünnen Metallgehäuse 46 eingeschlossen sein, welches keinen Teil dieser Erfindung bildet.

Der Ventilschieber 38 ist in der Ventilvorrichtung 10 in einem Schieberträger 48 angeordnet, welcher eine Ausnehmung zur Aufnahme der feuerfesten Platte 40 und eine Bodenöffnung zur Aufnahme der nach unten herabhängenden Kollektordüse 42 aufweist. Eine Einrichtung wie ein Gabelkopf 50 an einem Ende des Trägers 48 gestattet den Anschluß an eine allgemein mit dem Bezugszeichen 52 bezeichnete Antriebseinrichtung, mit deren Hilfe eine Hin- und Herbewegung des Trägers und des darin vorgesehenen Ventilschiebers 38 innerhalb eines Rahmens 54, welcher als Vertikalsupport' dient, ermöglicht ist. . ' · .

Der Rahmen 54 besteht aus hochstehenden, rechtwinklig angeordneten Platten, unter Einschluß von einander gegenüberliegend beabstandeten Seitenplatten 56 und 58 sowie End-

platten 60 bzw. 62, welche durch Schweißen'oder auf andere. Weise zu einer einheitlichen. Struktur zusammengefügt sind.

Von der Gefäßschale 14 herabhängende Bügel 74 tragen

Schwenkzapfen 66, welche sich durch Öffnungen in Verlängerungen 68 hindurcherstrecken, die in den Seitenplatten und 58 ausgebildet sind, so daß der Rahmen 54 an einem Ende in seiner wirksamen Position am Gefäß 12 angelenkt ist. Das andere Ende des Rahmens 54 ist einstellbar in vertikaler Richtung von einer Kraftübermittlungsvorrichtung 70 getragen, welches einen Dichtungsdruck zwischen den miteinander in Eingriff stehenden Oberflächen der Oberplatte 34 und des Ventilschiebers 38 hervorruft, wie ■

im folgenden noch ausführlicher beschrieben wird. 15

Zur Erleichterung des häufig erforderlichen Auswechselns der Oberplatte 34 und des Ventilschiebers 38 ist der Rahmen 54 so ausgebildet, daß er .auch längs einer Seitenwandung eines vom Gefäßboden herabhängenden Supports 71 20

angelenkt ist. Die Schwenkverbindung zwischen dem Rahmen 54 und dem Support 71 wird durch Drehgelenkeinrichtungen 72 gebildet, die mit einem Ende mit Hilfe von Stiften 73 am Support befestigt und mit ihrem anderen Ende mit Hilfe

von Stiften 74 am Rahmen 54 befestigt sind. Es versteht sich, 25

daß sich durch Herausziehen der Stifte 66 aus den Bügeln

64 und durch Lösen des anderen Endes des Rahmens 54 von der Kraftübertragungsvorrichtung 7'0 der Rahmen von der Montageplatte 30 wegschwenken läßt, wie gestrichelt ₃Q in Fig.. 2 dargestellt,, wodurch die Oberplatte 34 und der

Ventilschieber 38 zum Zwecke ihrer Auswechslung zugänglich sind.

Die Verschiebung des Schieberträgers 48 innerhalb des Rahmens 54 wird mit Hilfe von Verschiebungsführungen 75 herbeigeführt, welche in besonderer Weise gestaltet sind, um den Ventilsehieber 38 eine Selbstausrichtung in bezug auf die Oberplatte 34 zu ermöglichen. Die in den Fig. 4

und 5 dargestellten Verschiebungsführungen 75 sind länglich in Richtung der Schieberträgerbewegung ausgebildet

und aneinander gegenüberliegenden Seiten des Trägers ange-5

ordnet. Jede Führung umfaßt eine an der Innenoberfläche der jeweiligen. Rahmenseitenplatten 56 bzw. 58 befestigte Supportbasis 76, einen eine gewölbte Sitzoberfläche 78 aufweisenden Sitz 77, der an der Basis befestigt ist, und ein Schiebeglied 80 mit einer unteren Oberfläche 82, welche komplimentär zur Sitzoberfläche des darin angeordneten Sitzes ausgebildet ist. Die obere Oberfläche 84 jedes Schiebegliedes 80 ist als Zylindersegment geformt und vermag mit der Unterfläche.einer komplimentärgestalteten

Schulter 86 zusammenzuwirken, welche sich längs jeder ι ο

Längsseite des Schieberträgers 48 erstreckt. Es versteht sich, daß-die Wölbungsachse der Oberflächen 84 der Schiebeglieder 80 in einer Ebene angeordnet ist, welche die Längsachse des Rahmens 54 umfaßt und daß die Kooperation zwischen diesen Oberflächen 84 und den Schiebegliedern 80 der Sitze 77 den Ventilschieber 38 dazu befähigt, sich sowohl in Längsrichtung"als auch in Querrichtung der Vorrichtung selbst zu zentrieren.

ok Dem Träger 48 wird eine Hin- und Herbewegung relativ zum Rahmen 54 mit Hilfe einer Antriebseinrichtung 52 erteilt, welche einen doppelt wirkenden Druckmittelzylinder 88 oder eine äquivalente Linearbewegungseinrichtung enthält, die lösbar hängend von einem Bügel 89 an der Seitenwand ■ des Gefäßes 12 gehalten ist. Ein Winkelhebel 90 ist mit Hilfe eines Stiftes 91, welcher sich zwischen mit Durchgangsöffnungen versehenen Bügeln 92 vom Ende des Rahmens 54 erstreckt, verschwenkbar gelagert. Ein Arm des Winkel- . hebeis 90 ist mit Hilfe eines Stiftes an eine Kolbenstange 93 angeschlossen, welche sich aus einem Zylinder, 88 herauserstreckt, während der andere Arm mit Hilfe eines Stiftes an ein Verbindungsglied 94 angeschlossen ist, welches mit dem Gabelkopf 50 des Trägers 48 verbunden ist.

Der Dichtungsdruck zwischen der Oberplatte 34 und dem Ventilschieber 38 wird mit Hilfe der Kraftübertragungsein-

_ richtung 70 aufgebracht, welche mit dem Rahmen 54 an dem ο

den Schwenkzapfen 66 gegenüberliegenden Ende verbuden ist, wobei die Verbindung derart ist, daß eine aufwärtsgerichtete Kraft auf die Kraftübertragungseinrichtung umgewandelt wird in eine aufwärtsgerichtete Vorspannung des·Schieberventils 38 gegen die Oberplatte 34. Wie in der Zeichnung dargestellt, umfaßt die Kraftübertragungseinrichtung 70 eine in vertikaler Richtung längliche Verbindungsstabanordnung 96, welche mit ihrem unteren Ende vermittels eines Gabelkopfes 98 an eine Rahmenverlängerung 100 angeschlossen

jg ist. Die Verbindungsstabanordnung 96 umfaßt axial beabstandete miteinander verbundene Abschnitte unter Einschluß eines einen größeren Durchmesser aufweisenden Abschnitt 102, welcher einen Axialdurchtritt 104 aufweist', welcher an eine Quelle für Kühlungsdruckluft anschließbar ist.

Ferner umfaßt die Anordnung 96 einen Zwischenabschnitt 106, welcher mit dem Abschnitt 102 mittels eines Anschlußstückes 108 verbunden ist, und einen Endabschnitt 110, welcher bei 112 mit einem Innengewinde zum Anschluß an den Abschnitt 106 versehen ist und bei 114 ein Außengewinde aufweist, um eine Sicherheitsmutter 116 aufzunehmen.

Am Endabschnitt 110 sind Vorkehrungen zur Aufnahme eines Stiftes 120 getroffen, welcher zur Sicherung der Mutter 116 gegen unbeabsichtigtes Lösen derselben von der Stabanordnung dient.

Erfindungsgemäß ist ferner eine Ventil-Belastungseinrichtung 122 vorgesehen, welche teleskopierbar um die Verbindungsstabanordnung 96 angeordnet ist und dieselbe an ihrem oberen Ende beaufschlagt. Diese Belastungseinrichtung 122 umfaßt eine Federpackung 124 und einen darüberliegend angeordneten hydraulischen Kraftapplikator 126 innerhalb eines Rahmens 127, welcher an einer Gefäßplattform 128

fixiert ist. Die Federpackung 124 umfaßt eine auf der Rahmenbasis 132 sitzende Basis 130, eine zylindrische Hülle 133 und eine von der Basis konzentrisch hochstehende

Führungshülse 134 sowie eine Vielzahl von Scheibenfedern 136, welche zwischen die Hülle 133 und die Hülse 134 eingesetzt sind.

Eine bewegliche Abdeckung 138 schließt die Oberseite der Packung ab und vermag Kräfte zwischen dem hydraulischen Kraftapplikator 126 und den Federn 136 zu übertragen.

Der hydraulische Kraftapplikator 126 umfaßt einen Druckmittelzylinder 140, der mit der Abdeckung 138 beweglich ·

gelagert ist, und einen Druckkolben (Plunger) 142, welcher wirksam innerhalb des Zylinders für eine geführte Hin- und Herbewegung längs eines Schaftes 144 in Abhängigkeit vom Einleiten eines hydraulischen Druckmittels in den Zylinder via eine Einführöffnung 146 gelagert ist. Eine Rückholfeder 148 unterstützt die Rückbewegung des Druckkolbens 142 und eine O-Ringdichtung 150 kann vorgesehen sein, um Druckmittelleckagen zwischen dem Zylinder und dem Druckkolben zu. verhindern.

Die Anordnung der Ventil-Belastungseinrichtung 122 ist

so getroffen, daß der Dichtungsdruck zwischen der Ventil-Oberplatte 34 und dem Ventilschieber 38 durch Aufbringen eines Druckmitteldrucks auf den Kraftapplikator 126 erzeugt O₀ wird, wobei die Federpackung 124 zum Absorbieren der thermisch.oder mechanisch induzierten Schwankungen dient, welche im die Kraftübertragungseinrichtung 70 definierenden mechanischen System auftreten.

Das hydraulische Druckmittel wird dem Zylinder 140 mittels eines Druckmittelsystems 151 zugeführt, welches in Fig. 2 schematisch dargestellt ist und eine Speiseleitung 152 aufweist, welche die Zuführöffnung 146 mit einem Druckmittel-

vorrat verbindet, der in der Zeichnung als.Reservoir angegeben ist. In Reihe angeordnet in der Speiseleitung g 152 zwischen dem Reservoir und der Zylinderöffnung sind eine handbetätigte Pumpe 156, ein.Durchflußsteuerventil 158, ein Pumpenlast-Halteventil 160 und ein Druckmeßinstrument 162, bei denen es sich um handelsübliche herkömmliche Einrichtungen handelt. Das Steuerventil 158 dient zum

^q öffnen und Sperren der·Leitung 152 für das von der Pumpe 156 geförderte Druckmittel. Das Ventil 160 ist. ein Ventil, welches in einer ersten Stellung des Betätigungshandgriffes 164 als Check-Ventil dient, um einen Druckmitteldruck zwischen den Zylinder 140 und dem Ventil 1-60 aufrechtzuerhalten. Durch Drehung des Handgriffes 164 in eine zweite Stellung wird erreicht, daß das Druckmittel durch das Ventil 160 zurückströmt, wodurch eine willkürliche Herabsetzung des Druckmitteldruckes im Zylinder 140 ermöglicht ist.

Im folgenden wird die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Schieberventileinrichtung 10 beschrieben:

Mit dem Ventilrahmen 54 in der in Fig. 2 gestrichelt dargestellten Stellung im Anschluß an das Auswechseln der Oberplatte 34 und des Ventilschiebers 38-wird der Rahmen durch Drehung der Gelenkverbindungen 72 in seine Wirkstellung unterhalb des Gefäßes 12 bewegt. Die Schwenkzapfen 66 werden anschließend in die Bügel 64 eingesetzt und der Stift 65 wird in die Platte 90 eingefügt, um.die Einrichtung mit der Kraftübertragungseinrichtung 70 und dem Schieberantrieb 52 zu verbinden. Danach wird bei geöffnetem Steuerventil 158 und mit Ventil 160 in Last-Aufrechterhaltungsstellung die Pumpe 156 betätigt, um ein hydraulisches Druckmittel aus dem Reservoir 154 in den Zylinder 140 des Kraftapplikators 126 zu fördern. Mit Eintritt des Druckmittels in den Zylinder 140 wird der Druckkolben 142 nach oben (in der Zeichnung) bewegt und wird

die Abdeckung 138 der Federpackung 124 nach unten belastet, wodurch die Federn 136 mit Druck beaufschlagt werden.

Vorteilhafterweise wird dem Zylinder 140 Druckmittel so-5

lange zugeführt, bds ein Leitungsdruck von etwa 126,5 N/mm², welcher den angestrebten Dichtungsdruck zwischen der Oberplatte 34 und dem Ventilschieber 38 anzeigt, erreicht und am Instrument 162 angezeigt ist.

Die Zufuhr des Druckmittels in den Zylinder 140 ruft' eine Bewegung (Verlängerung) des Druckkolbens 142 hervor und verursacht eine vertikale Verlagerung der Verbindungsstabanordnung 96 mit der Wirkung, daß ein Dichtungsdruck zwisehen den miteinander in Eingriff stehenden Oberflächen

des Ventilschiebers 38 und der Oberplatte 34 hervorgerufen wird, indöm'der Rahmen 54 im Uhrzeigersinn um die Schwenkzapfen 66 verschwenkt wird. Jegliche Bestrebung der miteinander in Eingriff stehenden Oberflächen des Ventil-Schiebers 38 und der Oberplatte'34 zum Verlassen der gegenseitigen Parallelausrichtung während des Verschwenkens des Rahmens 54 wird mühelos von den Verschiebeführungen 75 aufgenommen bzw. ausgeglichen, welche als Folge der Konfiguration der zusammenwirkenden Teile imstande sind, die Oberplatte und den Ventilschieber sowohl in Longitudinalrichtung als auch in Transversalrichtung selbsttätig in der korrekten Ausrichtung zu halten. :

Im Anschluß an eine vertikale Verlagerung der Verbindungsstabanordnung 96 gelangt die Sicherheitsmutter 116 in Anlage an den- Rahmen 127, um die Stellung der Ventileinrichtung 10 gegenüber dem Behälter. 12 festzulegen und um eine abwärtsgerichtete Verlagerung der Verbindungsstabanordnung 96 für den Fall zu verhindern, daß ein Druckverlust im Hydrauliksystem auftritt. Die Antriebseinrichtung 52 wird sodann betätigt, um den Ventilschieber 38 in seine Schließstellung zu bewegen, worauf die Ventileinrichtung 10 in Bereitschaftstellung ist für die Zufuhr einer Metallschmelze

in das Gefäß 12. ·

Es versteht sich, daß die Anordnung der Federn 136 ent-5

fernt von den Gießöffnungen der Ventileinrichtung wirksam ist, um die Federn vor Relaxation bzw. vor Bruch zu schützen, da derartige Beeinträchtigungen durch überhitzung oder ungünstige Wärmebeanspruchung herbeigeführt werden können. Außerdem wird durch die Erfindung jegliche Neigung zur Herabsetzung des Dichtungsdruckes als Folge der Wärmedehnung der Verbindungsstabano.rdnung 96 bekämpft durch eine Kühlluftzirkulation durch den im Verbindungsstab vorgesehenen Kanal 104. über die vorstehend erörterten Vorteile hinaus gewährleistet die Erfindung eine wirksame Ver-15

hinderung von Metallschraelzenleckagen zwischen der Oberplatte 34· und dem Ventilschieber 38, wobei die Bedienungsmannschaft imstande ist, die Wirksamkeit der Dichtung durch ■Beobachtung der Anzeige des Instrumentes 162 laufend zu überprüfen. Sollte aus irgendeinem Grunde der Dichtungsdruck unterhalb- einen vorbestimmten Grenzwert abfallen, so wird dieser Druckabfalls als Druckabfall in der Leitung 152 vom Meßinstrument 162 angezeigt, worauf durch Betätigung der Pumpe 156 der Druck im Druckmittelsystem wieder erhöht und der Dichtungsdruck wiederum auf eine betriebssichere Höhe zurückgeführt, wird.

Ferner ermöglicht die Erfindung für den Fall eines zu hohen Dichtungsdruckes zwischen der Oberplatte 34 und dem Ventilschieber 38 mühelos einen Druckabbau, um die erfindungsgemäße Ventileinrichtung auf die angestrebten Betriebsbedingungen zurückzuführen. Dieses erfolgt durch die Bedienungsmannschaft nach Anzeige eines zu hohen Drucks am Instrument 162 durch Schließen des Steuerventils 158· und durch Bewegen des Handgriffes 164 des VentiJLs 160 so, daß das Ventil aus seinem Druckaufrechterhaltungszustand umgeschaltet wird, worauf der Druck in der Leitung 152 stromabwärts des Ventils 160 um einen Betrag abnimmt, der

dem zur Verfügung stehenden Volumen in demjenigen Abschnitt der Leitung 152 entspricht, welcher in Fig. 2 mit "L" bezeichnet ist. Vorteilhafterweise besitzt dieser Leitungsabschnitt L eine solche Länge, daß der Leitungsdruck um einen vorbestimmten Wert herabgesetzt wird, so daß bei Wiederholung des abwechselnden öffnens des Ventils 158 und Rückführens des Ventils 160 in seine druckmittelhaltende Stellung der Leitungsdruck in bekannten Größenschritten vermindert wird, bis der angestrebte Leitungsdruck wiederum im Ventil anliegt.

Aus dem Vorhergehenden ergibt sich, daß die Erfindung eine IQ wirksame Einrichtung zum genauen Aufrechterhalten des angestrebten Dichtungsdruckes zwischen den zusammenwirkenden Teilen eines Schieberventils schafft. Von besonderer Bedeutung ist dabei, daß die Erfindung eine rasche Beseitigung jeglicher unsicherer und gegebenenfalls zerstörerischer Betriebsbedingungen im Ventil ermöglicht, ohne daß es dabei erforderlich ist, das Abgießen der Metallschmelze durch das Ventil zu beenden oder zu unterbrechen.

Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf die beschriebene und dargestellte Ausführungsform beschränkt ist, da diese lediglich zur Erläuterung des Erfindungsgedankens dient·. ;

Leerseite

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Schieberventilvorrichtung zum Steuern des Auäflusses einer Schmelze aus dem Auslaß eines Gießgefäföes mit einem in bezug auf den Gefäßauslaß beweglichen Schieber, eine Antriebseinrichtung zum Bewegen dieses Schiebers in bezug auf den Gefäßauslaß und mit einer Einrichtung zum Aufbringen eines Dichtungsdruckes zwischen dem Schieber und dem Gefäßauslaß, gekennzeichnet durch

a) eine druckmittelbetätigte Belastungseinrichtung (122, 126), welche entfernt von dem Schieber (38) angeordnet ist und mit deren Hilfe eine Kraft in Abhängigkeit vom Zuführen bzw. Abziehen eines Druckmittels erzeugbar ist,

b) ein mit der Belastungseinrichtung verbundenes Druckmittelsystem (151) zum wahlweisen Steuern des Druckmittelflusses in demselben und

c) eine Verbindungseinrichtung (96 bis 116) zwischen der Belastungseinrichtung und dem Schieber zum Umwandeln der von der Belastungseinrichtung erzeugten Kraft in eine Dichtungsvorspannung zwischen dem Schieber und dem Gefäßauslaß (26, 28),

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch zeichnet , daß

g e k e η η -

a) die Verbindungseinrichtung (96 bis 116) einen länglichen Verbindungsstab (96) aufweist,

b) die Belastungseinrichtung (122, 126) eine Druckmittel-5.

kammer (140) sowie einen in dieser Kammer hin- und herbeweglichen Druckkolben (142) aufweist und daß

c) eine Einrichtung (70) vorgesehen ist, mit deren Hilfe die Belastungseinrichtung mit dem Verbindungsstab verbunden ist, um letzteren in Abhängigkeit von dem Druckmittelzufluß in die Kammer zu verlagern.

3· Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß eine mit der Belastungseinrichtung

(122, 126) zusammenwirkende Federeinrichtung (136) vorge-15

sehen ist, mit deren Hilfe momentane Verlagerungen des Verbindungsstabes (196) absorbierbar.sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, g: e k e η η ζ e i c h net durch

a) eine Einrichtung (124) zum Haltern der Federeinrichtung (136) an der Wandung des Gefäßes (12) und

b) eine Einrichtung zum beweglichen Haltern der Belastungseinrichtung (122, 126) in einer darüberliegenden Posi^tion·

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch g-e k e η η zeichnet , daß das Druckmittelsystem (151) umfaßt:

a) eine die Druckmittelkammer (140) mit einem Druckmittelreservoir (154) verbindende Druckmittel-Speiseleitung (152);

b) eine in dieser Leitung vorgesehene Einrichtung (162, 164, .156) zum wahlweisen Zuführen bzw. Abführen von Druckmittel bzw. aus der Druckmittelkammer und

c) eine Einrichtung (156, 158) zum Anzeigen des in der Leitung herrschenden Druckmitteldruckes.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch g e k e η η -

zeichnet , daß die Druckmittel-Speiseleitung (152) aufweist:

a) eine Pumpe (156) und

b) eine ein wahlweise freigebbares Belastungshaltungsyentil (160) strömungsabwärts der Pumpe aufweisende Ventileinrichtung (158, 160). '.. ■

7- Vorrichtung nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet , daß die Ventileinrichtung ein Durchflußsteuerventil (158) umfaßt, welches zwischen <äie Pumpe (156) und das Belastungshaltungsventil (i60) eingefügt ist und von dem Belastungsventil mittels eines Lextungsabschnitts (L) von vorbestimmtem Volumen getrennt ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch

a) einen beweglichen Träger (58, 54) zum Haltern des Schiebers (38) für eine geraeinsame Beweglichkeit,

b) einen Support (71) für den Schieberträger, welcher mit einem Ende verschwenkbar am Boden des Gefäßes (12) angelenkt ist, und durch

c) eine Einrichtung (98, 100),mit deren Hilfe der Verbindungsstab (96) an das andere Ende des Trägersupports (71, 54) angeschlossen ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß der Verbindungsstab (96) einen axialen Strömungskanal (104) sowie Einrichtungen zum Zuführen eines Kühlmittels in diesen Kanal aufweist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß der Trägersupport (71, 54) ein- ander gegenüberliegend beabstandete Seitenwandungen (56, 58) sowie Schieberführungen (75) aufweist, mit deren Hilfe der Schieberträger (58) verschieblieh gelagert ist, wobei die Schieberführungen an diesen Seitenwandungen

zum Ausführen einer Schwenkbewegung um normal dazu verlaufende Achsen gelagert sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß die Schieberführungen (75) jeweils eine Lageroberf.läche für den Gleiteingriff mit einer zugeordneten Oberfläche (84) des Schieberträgers (48) aufweisen, wobei diese Oberflächen als Segmente eines Zylinders um eine parallel zu den Seitenwandungen des Rahmens (54) verlaufende Achse ausgebildet sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch g e k e η η zeichnet , daß die Achse der zylindrischen Segmente in derjenigen Ebene liegt, in welcher die Longitudinalachse des Rahmens (54) verläuft.

13· Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Feder- und Belastungssupporteinrichtung eine vertikal im Abstand oberhalb der Druckmittelkammer (140) angeordnete Stopp-Platte' aufweist, daß Einrichtungen vorgesehen sind, welche eine Durchlaßöffnung in der Stopp-Platte für das eine Ende des Verbindungsstabes (96) ausbilden, wobei dieses eine Ende des Verbindungsstabes mit Gewinde versehen ist, und das eine diesem Gewinde zugeordnete Mutter (116) am Verbindungsstab vorgesehen ist, wobei diese Mutter zum Vorspannen der Federeinrichtung (136) und zum Begrenzen der Abwärtsbewegung des Verbindungsstabes entgegen der aufgebrachten Vorspannung dient.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch g e k en η zeichnet , daß die Feder- und Belastungssupporteinrichtung eine vertikal im Abstand unterhalb der Stopp-Platte angeordnete Basisplatte aufweist, daß eine Durchgangsöffnung in dieser Basisplatte, in axialer Ausrichtung nach der in der Stopp-Platte ausgebildeten Öffnung vor-

gesehen ist, um den Durchtritt des Verbindungsstabes (96) zu ermöglichen, daß die Federeinrichtung (136) und die Druckmittelkammer (1¹IO)- mit Einschluß des· Druckkolbens (142) vertikal auf der Basisplatte (128) gehaltert sind, und den Verbindungsstab umgeben, wobei der Druckkolben eine ringförmige Schulter (110) beaufschlagt, die im Bereich des einen Endes des Verbindungsstabes vorgesehen ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch eine in der Druckmittelkammer (140) vorgesehene Rückholfeder (148) zum Belasten des Druckko.lbens (142) entgegen dem der Druckmittelkammer zugeführten Druck-

mittel.

16. Schieberventilvorrichtung zum Steuern des Durchflusses einer Materialschmelze aus dem Auslaß eines Gieß-2Q gefäßes, gekennzeichnet durch:

a) einen rechtwinklig angeordete Wandungen aufweisenden Trägersupport (54, 71), welcher unterhalb des Gefäß-· auslasses (26, 28) angeordnet ist und mit einem Ende verschwenkbar mit dem Gefäß (12) verbunden ist,

b) einen eine feuerfeste Platte (34) aufweisenden Schieberträger (48), wobei diese Platte eine Durchflußsteuerungsöffnung (36) aufweist, die mit dem in dem Rahmen (54) angeordneten Gefäßauslaß zusammenwirkt,

c) Schieberführungen (75) längs der Seitenwandungen des 30. Rahmens (54), welche Lageroberflächen aufweisen, die im Reibschluß sind mit zugeordneten Oberflächen des Schieberträgers (48),.

d) eine Einrichtung zum Befestigen der Schieberführungen für Schwenkbewegungen um normal zu den Rahmenseitenwandungen stehenden Achsen,

e) wobei diese Oberflächen (84) als Segmente eines Zylinders um eine Achse ausgebildet sind, welche parallel zu der Rahmenseitenwandung ist.

17· Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet , daß die Zylinderachse so angeordnet ist, daß sie im wesentlichen von der Achse der Strömungssteuerungsöffnung (36) der Platte (3¹J) geschnitten wird.