DE68902270T2

DE68902270T2 - Vorrichtung zum entfernen von material von der freien oberflaeche einer fluessigkeit.

Info

Publication number: DE68902270T2
Application number: DE8989304597T
Authority: DE
Inventors: Geoffrey Hugh Williams
Original assignee: SHEPPARD INGOT CASTING MACHINE
Current assignee: SHEPPARD INGOT CASTING MACHINE
Priority date: 1988-05-10
Filing date: 1989-05-08
Publication date: 1993-02-11
Anticipated expiration: 2009-05-09
Also published as: GB8910540D0; DE68902270D1; EP0341939B1; CA1318606C; US5051180A; GB2218349B; EP0341939A1; GB8811066D0; GB2218349A

Description

Die Erfindung betrifft Vorrichtungen zum Entfernen von Material, das sich nahe der freien Oberfläche einer Flüssigkeit befindet, z.B. unerwünschte auf der Flüssigkeit schwimmende Stoffe.
In vielen Fällen müssen solche Vorrichtungen in einer aggressiven Umgebung arbeiten, z.B. bei hoher Temperatur und/oder in korrodierender Atmosphäre. Unter diesen Bedingungen ist es wünschenswert, besondere mechanische Elemente zu benutzen, z. B. einfache Drehgelenke.
Die US-A-3913756 offenbart einen in Stahlwerken verwendeten Abschöpfmechanismus zum Entfernen von Schlacke von der Oberfläche der Schmelze in einer Gießpfanne, wobei der Mechanismus eine schwenkbar auf einem Drehtisch montierte verlängerbare Auslegeranordnung umfaßt sowie Antriebsmittel zum Drehen des Drehtisches und zum Schwenken der Auslegeranordnung relativ zum Drehtisch in einer vertikalen Ebene. Die Auslegeranordnung umfaßt teleskopartig ausziehbare Rohrabschnittte, einstellbare Lagermittel zum Abstützen des inneren Rohrabschnittes im äußeren Rohrabschnitt, einen kraftbetätigten Antriebsmechanismus, der zusammenarbeitende Kettenräder und Rollenketten zum Ein- und Ausfahren des inneren Auslegerabschnittes gegenüber dem äußeren Auslegerabschnitt umfaßt, und einen Schöpflöffel, der einen Löffelbereich aufweist, der separat an einem Montagekonsolenteil befestigt ist, das am äußeren Ende des inneren Auslegerabschnittes montiert ist.
Die GB-A-291614, auf der der Oberbegriff des Anspruches 1 basiert, offenbart eine Handhabungs- und Gießmaschine, in der eine Gießpfanne oder ein Schöpfgerät an einem im wesentlichen horizontalen Arm montiert ist, so daß sie um die Achse des Arms drehbar ist. Erste Betätigungsmittel dienen zum Vor- und Zurückbewegen des Arms in einer im wesentlichen horizontalen Ebene und zweite Betätigungsmittel dienen zum Drehen des Schöpfgerätes um die Achse des Arms. Die Maschine hat die Aufgabe, Material aus einem Behälter, wie z. B. einem Wärmeofen oder Schmelztiegel, aufzunehmen oder abzuschöpfen und es am Ort der Verwendung auszugießen. Es ist jedoch keine Vorkehrung für eine Bewegung über die Flüssigkeitsoberfläche getroffen, wofür eine lineare Bewegung erforderlich wäre, und zwar vorzugsweise in einer oder mehreren Ebenen, und die benötigt wird, um Material, das nahe der freien Oberfläche einer Flüssigkeit im Behälter schwimmt, zu entfernen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Entfernen von Material von der freien Oberfläche einer Flüssigkeit bereitgestellt, wobei die Vorrichtung ein Schöpfgerät, das an einem im wesentlichen horizontalen Arm um die Achse des Arms drehbar montiert ist, erste Betätigungsmittel zur Vor- und Zurückbewegung des Arms in einer im wesentlichen horizontalen Ebene sowie zweite Betätigungsmittel zum Rotieren des Schöpfgerätes um die Achse des Arms umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß das Schöpfgerät und der Arm auf einem fest montierten Bauelement durch zwei Verbindungsstücke gehalten werden, die die Verbindungen der Verbindungsstücke mit dem fest montierten Bauelement und dem Arm tragen, wobei die Verbindungen drehbar ausgeführt sind und an den vier Ecken eines Vierecks liegen, wobei das erste Betätigungsmittel zum Schwenken des ersten der Verbindungsstücke um seine Verbindung mit dem fest montierten Bauelement dient, wodurch der Arm in einer im wesentlichen horizontalen Ebene vor- und zurückbewegt wird. Die Vorrichtung kombiniert die Verwendung einfacher Gelenke mit den erforderlichen geometrischen Eigenschaften, um eine Bewegung des Schöpfgerätes über eine in einem Behälter befindliche Flüssigkeit hinweg auszuführen.
Zum besseren Verständnis der Erfindung und um zu zeigen, wie dieselbe im Einsatz wirkt, wird nun beispielhaft auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen, von denen
Figur 1 eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung zum Entfernen von Material von der freien Oberfläche einer Flüssigkeit im Behälter zeigt,
Figur 2 eine perspektivische vergrößerte Ansicht eines Teils der Vorrichtung zeigt, und
Figur 3 eine Seitenansicht einer abgeänderten Ausführung der Vorrichtung zeigt.
Wie Figur 1 zeigt, ist die Vorrichtung auf einem Boden 1 neben einem Behälter 2 mit Flüssigkeit 3 montiert, auf der Fremdstoffe 4 schwimmen. Die Vorrichtung hat die Aufgabe, diese Fremdstoffe 4 aus der Flüssigkeit 3 zu entfernen, sie über den Rand des Behälters 2 zu heben und sie in den Container 5 zu entleeren.
Die Vorrichtung umfaßt ein Schöpfgerät 6, das an einer Welle 7 befestigt ist, die innerhalb eines im wesentlichen horizontalen Arms 8 gelagert ist. Die Welle 7 ist drehbar durch eine Lageranordnung 9 im Arm 8 montiert. Am hinteren Ende des Arms 8, d.h. auf der vom Behälter 2 entfernten Seite, ist eine Motor-Getriebe-Einheit 10 angebracht, die mit der Welle 7 verbunden ist, um die Welle 7, und damit auch das Schöpfgerät 6, in Drehung zu versetzen.
An Positionen ein Stück entlang des Arms 8 sind zwei Verbindungsstücke 13, 14 jeweils an den Verbindungstellen 11, 12 schwenkbar mit dem Arm 8 verbunden, diese Verbindungstücke 13 und 14 erstrecken sich vom Arm 8 aus nach unten. An seinem unteren Ende ist das Verbindungsstück 13 schwenkbar am Punkt 15 mit einem fest montierten Bauelement 16 verbunden, das auf dem Boden verankert ist. An seinem unteren Ende ist das Verbindungsstück 14 schwenkbar am Punkt 17 mit einem teleskopartig ausziehbaren Ständer 16A des Bauelements 16 verbunden. Die Verbindung bei Punkt 17 ist auf diese Weise in vertikaler Richtung einstellbar und kann an jeder gewünschten Position innerhalb des vorgesehenen Einstellbereiches festgestellt werden. Die vier Verbindungsstellen 11, 12, 15, und 17 bilden die vier Ecken eines Vierecks.
Eine linear arbeitende Kolben- und Zylinderanordnung 20 ist schwenkbar zwischen einem Punkt 18 auf dem Verbindungsstück 13 und einem Punkt 19 am Ständer 16A des Bauelements 16 montiert. Das Ausfahren und Zurückziehen der linearen Stellanordnung 20 bewirkt ein Vor- und Zurückbewegen des Verbindungsstückes 13 zwischen der Position, die mit durchgezogenen Linien dargestellt ist, und der Position, die mit gepunkteten Linien 21 in Figur 1 dargestellt ist. Das Verbindungsstück 14 ist kürzer als das Verbindungsstück 13, so daß, wenn das Verbindungsstück 13 wie beschrieben bewegt wird, das Schöpfgerät auf einer nahezu konstanten Höhe gehalten wird, wenn es quer über die Flüssigkeitsoberfläche wandert.
Wie Figur 2 zeigt, hat das Schöpfgerät die Form eines Viertelausschnitts eines Zylinders. Eine Endfläche 22 ist offen und eine radiale Fläche 23 ist offen. Die andere radiale Fläche 24 ist mit Löchern versehen.
Im Betrieb wird der Arm 8 züruckgezogen (Verbindungsstück 13 in der Position der gepunkteten Linie 21), die Motor-Getriebe-Einheit 10 läuft, um das Schöpfgerät 6 zu drehen, bis die bogenförmig gekrümmte Fläche 25 zuoberst ist. Der Arm 8 wird dann über die Flüssigkeit 3 bewegt, bis er vollständig ausgefahren ist (Verbindungsstück 13 in der Position mit durchgezogener Linie), sodann wird das Schöpfgerät 6 um 180 Grad gedreht, so daß der Rand 26 unterhalb der Fremdstoffe 4 eintaucht. Als nächstes wird der Arm 8 zurückgezogen, bis das Schöpfgerät 6 in der Nähe der Seite des Behälters 2 ist, der Arm 8 wird in seiner Stellung gehalten, während das Schöpfgerät 6 so gedreht wird, daß die Fremdstoffe 4 von der Oberfläche der Flüssigkeit 3 abgenommen werden, sodann wird das Schöpfgerät 6 vom Behälter 2 entfernt. Flüssigkeit läuft durch die Löcher in der Fläche 24 ab und dann wird der Arm 8 weiter zurückgezogen, bis das Schöpfgerät eine Position über dem Container 5 erreicht hat. Das Schöpfgerät 6 wird in umgekehrter Richtung gedreht, wodurch die Fremdstoffe 4 in den Container 5 entleert werden.
Die Höhe des Schöpfgerätes 6 über der Flüssigkeitsoberfläche wird mit Hilfe der vertikal einstellbaren Schwenkverbindung bei Punkt 17 innerhalb eines Bereiches für den Arm 8 festgelegt, in dem der Arm 8 horizontal oder nahezu horizontal in seiner vollständig zurückgezogenen und in seiner vollständig ausgezogenen Position ist und in seiner geneigtesten Stellung um nicht mehr als 8º von der Horizontalen abweicht, so daß der Arm 8 immer im wesentlichen horizontal ist. Zusätzlich zu dem teleskopartig ausziehbaren Ständer 16A kann das Verbindungsstück 14 als teleskopartig ausziehbares Teil konstruiert sein.
Es versteht sich, daß, da das Verbindungsstück 14 kürzer ist als das Verbindungsstück 13, der Weg des Schöpfgerätes 6 über die Oberfläche der Flüssigkeit im wesentlichen in einer Ebene liegt, obwohl der Weg wellenförmig verläuft.
In der abgeänderten Ausführung nach Figur 3 wird, statt der Kolben- und Zylinderanordnung 20, eine elektrisch angetriebene Einheit 30 verwendet, die einen Motor 30A, ein Getriebe 30B und eine Mutter-Spindel-Einheit 30C umfaßt, wobei die Mutter-Spindel-Einheit am Schwenkpunkt 18 mit dem Verbindungsstück 13 verbunden ist und der Motor und das Getriebe schwenkbar im Punkt 19 montiert sind. Wie in Figur 3 dargestellt, ist die Vorrichtung weiterhin mit einer Kompensatoranordnung 31 versehen, die die von der Einheit 30 aufzubringende Kraft verringert, indem sie die Gravitationswirkung ausgleicht. Die Kompensatoranordnung 31 umfaßt ein Paar Federeinheiten, von denen je eine auf jeder Seite der Motor 30A/Getriebe 30B/Mutter-Spindel- Einheit 30C angeordnet ist. Jede Federeinheit weist einen von einem Hohlstab 33 getragenen Zylinder 32 auf, wobei der Stab fest mit dem einen Ende des Zylinders verbunden ist. Ein weiterer Stab 34, der durch das andere Ende des Zylinders 32 eingeführt ist, ist ausziehbar im Hohlstab 33 geführt und trägt innerhalb des Zylinders 32 einen Kolben 35. Auf jeder Seite des Kolbens 35 innerhalb des Zylinders befindet sich eine Spiralfeder 36A oder 36B. Der Stab 33 ist an einem Schwenkpunkt 37 mit dem fest montierten Bauelement 16 verbunden. Der Stab 34 ist an einem Schwenkpunkt 38 mit dem Verbindungsstück 13 verbunden. In der Hubmitte hält der Kolben 35 beide Federn 36A und 36B leicht zusammengedrückt. In dem Maße, wie das Verbindungsstück 13 durch den Betrieb der Einheit 30 zur einen oder zur anderen Seite aus seiner Mittelposition geschwenkt wird, bewegt sich der Kolben 35 stetig weiter, um die Kompression der einen oder anderen Feder 36A oder 36B zu erhöhen, wobei die zusammengedrückte Feder der Gravitationswirkung am Verbindungsstück 13 entgegenwirkt.
Es versteht sich, daß eine Kompensatoranordnung wie oben beschrieben auch in der Vorrichtung gemäß Figur 1 in Verbindung mit der linearen Anordnung 20 vorgesehen sein kann.

Claims

1. Eine Vorrichtung zum Entfernen von Material von der freien Oberfläche einer Flüssigkeit, mit einem Schöpfgerät (6), das an einem im wesentlichen horizontalen Arm (8) um die Achse des Arms (8) drehbar montiert ist, ersten Betätigungsmitteln (20, 30) zur Vor- und Zurückbewegung des Arms (8) in einer im wesentlichen horizontalen Ebene sowie zweiten Betätigungsmitteln (10) zum Rotieren des Schöpfgerätes (6) um die Achse des Arms (8), dadurch gekennzeichnet, daß das Schöpfgerät (6) und der Arm (8) auf einem fest montierten Bauelement (16) durch zwei Verbindungsstücke (13, 14) gehalten werden, die die Verbindungen (15, 17, 11, 12) der Verbindungsstücke (13, 14) mit dem fest montierten Bauelement (16) und dem Arm (8) tragen, wobei die Verbindungen (15, 17, 11, 12) drehbar ausgeführt sind und an den vier Ecken eines Vierecks liegen, wobei das erste Betätigungsmittel zum Schwenken des ersten (13) der Verbindungsstücke (13, 14) um seine Verbindung (15) mit dem fest montierten Bauelement (16) dient, wodurch der Arm in einer im wesentlichen horizontalen Ebene vor- und zurückbewegt wird.

2. Eine Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Verbindungsstücke (13, 14) ungleiche Längen aufweisen.

3. Eine Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung eines (14) der Verbindungsstücke mit dem fest montierten Bauelement (16) nach oben und nach unten hin veränderbar ist.

4. Eine Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schöpfgerät (6) fest mit einer Welle (7) verbunden ist, die durch den Arm (8) hindurchreicht und in ihm drehbar montiert ist; und daß die zweiten Betätigungsmittel (10) eine Verbindung zum Drehen dieser Welle (7) aufweisen.

5. Eine Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 , 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Betätigungsmittel aus einer schwenkbar zwischen dem vorgenannten ersten (13) der Verbindungsstücke und dem fest montierten Bauelement (16) angebrachten Kolben-Zylinder-Anordnung (20) bestehen.

6. Eine Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Betätigungsmittel (30) als motorgetriebene Mutter-Spindel-Einheit ausgeführt sind, die schwenkbar zwischen dem vorgenannten ersten (13) der Verbindungsstücke und dem fest montierten Bauelement (16) angebracht ist.

7. Eine Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kompensatoranordnung (31), die die Gravitationswirkung auf vorgenanntes erstes (13) der Verbindungsstücke ausgleicht, den ersten Betätigungsmitteln (20 oder 30) zugeordnet ist.

8. Eine Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensatoranordnung (31) Federn (36A, 36B) aufweist, die so angeordnet sind, daß sie der Bewegung des ersten (13) der Verbindungsstücke zu jeder Seite von einer mittleren Position dieses Verbindungsstückes (13) aus entgegenwirken.