HU190833B - Slide member for slide-valve - Google Patents

Description

A találmány tárgya csúszóelem tolószelepekhez, különösen vasöntészet számára.

Az ilyen csúszóelemek számára meghatározó jelentőségűek azok az igen agresszív körülmények, amelyeknek ezek a csúszóelemek a vasöntészet során ki vannak téve. Ezek annak ellenére gyorsan tönkremennek, elkopnak, hogy jó minőségű, drága tűzálló anyagból, például magas alumíniumtartalmú anyagból készülnek. A tönkremenetel néhány öntés vagy a folyamatos öntészetben használatos öntőüst néhányszori kiürítése után lép fel. Az ütésszerű hőigénybevétel az egyik összetevő, amelynek a csúszóelem a szelep nyitásakor és zárásakor ki van téve. Másik összetevő a kémiai behatás vagy erózió, amit a szelepen átáramló fém okoz. A csúszóelem tönkremenetele felgyorsul, ha a szelepet fojtóelemként használják szabályozott öntés során.

A tönkremenetel a legjobban a csúszóelemen jelentkezik, az olyan kétlapos szelepekben, amelyekben az egyik lap áll, a másik pedig rajta csúszik. Rongálódás figyelhető meg azonban az álló lapon is.

Ezeknek a hátrányoknak a kiküszöbölésére az egyik megoldásban a szigorú működési feltételeknek jobban ellenálló tűzálló anyagokat alkalmaznak. Azonban még az olyan anyagoknak az alkalmazása, mint amilyen például a cirkuniumoxid, csak kismértékű javulást eredményez az élettartamban. Ráadásul eme drága anyagokat nem is gazdaságos nagy tételben felhasználni.

A találmánnyal megoldandó feladat tehát olyan csúszóelem kialakítása tolószelepekhez, különösen vasöntészet számára, amely a szelepek nagyobb élettartamát teszi lehetővé drága anyagok és bonyolult megoldások alkalmazása nélkül.

A feladat megoldásához az a felismerésünk vezetett, hogy a csúszóelemek tönkremenetele elsősorban a kifolyónyílás körzetében és a csúszóelem mozgásának irányában jelentkezik fokozott mértékben.

Az ezen a felismerésen alapuló találmány szerinti továbbfejlesztés értelmében nyílással rendelkező fém tálcával látjuk el a csúszóelemet, amelyben cement rétegen nyílással rendelkező tűzálló laprészt helyezünk el, a laprész két tűzálló alkatrészből van összeállítva úgy, hogy a második alkatrész magába foglalja az első alkatrészt, a laprész nyílása az első alkatrészen van kialakítva és egybe esik a tálca nyílásával, a tálca alaplapjában pedig az első alkatrész alatt, azt a tálcából kimozdító szerszám számára lyukak vannak.

Az egyik célszerű kiviteli alak szerint a tűzálló alkatrészek belső felületei egymással egy síkba esnek, amely sík párhuzamos a tálca alaplapjával. Az első alkatrész égetett tűzállóanyagból, a második alkatrész öntött tűzálló anyagból lehet. De a második alkatrész a cement réteggel egy darabból is ki lehet alakítva.

Az egyik célszerű kiviteli alak szerint a tálca nyílásához öntőcsonk van erősítve, amely anya-apa kapcsolattal van az első alkatrészhez csatlakoztatva. Ekkor az első alkatrész nyílása körül nyúlvány lehet, amely az öntőcsonkban lévő vájathoz kapcsolódhat. Célszerű ekkor, ha a nyúlványon áthaladó nyílás keresztirányú mérete legalább az öntőcsonkhoz való kapcsolódásánál azonos az öntő2 csonk járatának keresztirányú méretével. De a tűzálló öntőcsonk betonöntvény is lehet, amely a cement réteggel egy darabból van kialakítva.

Az egyik célszerű kiviteli alak szerint az öntőcsonk többrétegű, amelynek külső fala cement réteggel egy darabból van kialakítva, belső fala pedig az öntendő fémnek a külső falnál jobban ellenálló betonból van kialakítva.

Célszerű továbbá, ha a laprész első tűzálló alkatrésze nyílással ellátott sík, égetett elem, amely égetett hüvellyel van összekapcsolva, ez az öntendő fém áramlásának irányában van elhelyezve és számára öntőjáratot határoz meg az első alkatrész és az öntőcsonk között.

Tolóelemes szelepek számára célszerű az a kiviteli alak, amelyben az első alkatrész hosszúkás alakú és a nyílás annak egyik vége körzetében van kialakítva. De a nyílás az első alkatrész közepe táján is , lehet. Forgóelemes tolószelepek számára pedig célszerű az, ha az első alkatrész hosszúkás vesealakú és a nyílás annak egyik vége vagy közepe körzetében van kialakítva. A forgóelemes tolószelepek esetében az első alkatrész köralakú is lehet és több nyílással is el lehet látva, amik a tálcán lévő több nyílással eshetnek egybe.

A találmány további részleteit kiviteli példa kapcsán a mellékelt rajzra való hivatkozással mutatjuk be. A rajzon az

1. ábra a találmány szerinti csúszóelemet mutatja ismert tolószelepben való alkalmazásban, keresztmetszetben, a

2. ábra az 1. ábra szerinti kiviteli alak részlete: a második tűzálló alkatrész felülnézetben, a

3. ábra további részlet: az első tűzálló alkatrész felülnézetben.

A csúszóelemes tolószelepek ezen a szakmai területen közismertek, úgyhogy közelebbi bemutatást itt nem igényelnek. Két lapos, lineárisan működtetett szelepet ismertet például a 2 065 850 sz. angol szabadalmi leírás. Hasonlóan működtetett három lapos szelepet ír le az 1 590 775 sz. brazil szabadalmi leírás. Ezekben a szelepekben a zárótagokat ide-oda mozgatják a szelep nyitása, illetve zárása érdekében. A találmány szerinti csúszóelem azonban alkalmazható áttoló típusú szelepekben is, ahol perforált vagy perforáció nélküli csúszólapok vannak egymás után a szelep Öntőtengelyébe tolva a szelep nyitása, illetve zárása érdekében.

A találmány továbbá forgó és félfordulatos tolószelepekben is alkalmazható. Az előzőekben 360°-os elfordulás lehetséges, míg az utóbbiakban csak kisebb szög, például 90’ vagy hasonló alatt. Az ilyen félfordítós szelepekben a nyitást és a zárást a csúszóelemnek a síkjában történő ide-oda lengő mozgásával étjük el. Az ilyen forgóelemes tolószelepekre mutat példát az 1 358 327 sz. angol szabadalmi leírás.

Az 1. ábra lineárisan működtetett, két lapos 10 szelep két elvi alkatrészét mutatja; a szelepházat, a keretszerkezetet, a két 11 és 12 lapnak a folyadékzáró, felületi érintkezésük mellett történő elfordítását szolgáló elemeket és a csúszó 12 lapnak az ide-oda történő mozgatására szolgáló elemeket az egyszerűség kedvéért elhagytuk. Az 1. ábrán a 11 lap az álló felső lap, amelyik szivárgásmentesen van fém-21

190 833 öntő üst öntőnyílására szerelve. A 12 lap ide-oda mozgatható, elcsúsztatható elem. Mind a két 11 és 12 lapon van egy-egy 13, illetve 14 nyílás. Az 1. ábrán a 10 szelep az áramlást megakadályozó zárt állapotban van ábrázolva, ahol a 13 és a 14 nyílás egyáltalán nem esik egybe.

A csúszó 12 lap olyan hosszúkás alkatrész, amiből lefelé 16 csonk áll ki. A 12 lapnak lapos, nyílással ellátott fém, például acél 17 tálcája van, amibe 18 laprész van beleágyazva tűzálló 19 cementrétegbe. Maga a 18 laprész is összetett alkatrész, két tűzálló 20 és 21 alkatrészből áll, amik szorosan egymásba illenek. Az első 20 alkatrészen van a 14 nyílás, ami koncentrikus a 17 tálcában lévő 22 nyílással. A 20 alkatrész hosszúkás és a 14 nyílás középpontosan elnyújtottan van elhelyezve benne. A másik tűzálló 21 alkatrésznek középpontos 23 nyílása van, amelynek az alakja a 20 alkatrész körvonalának alakjával esik egybe, úgyhogy az első 20 alkatrész a második 21 alkatrészben helyezkedhet el. Maga a 21 alkatrész viszonylag szűk sávot foglal el a 17 tálca pereme körzetében.

A 20 és 21 alkatrészeknek az álló 11 lappal való érintkezésnek kitett felületei egy síkba esnek és párhuzamosak a 17 tálca 24 alaplapjával.

Az 1. ábrán az is látható, hogy a 16 csonk fém 26 hüvelye a 17 tálca 22 nyílásában van rögzítve. A 26 hüvely és a 17 tálca össze lehet hegesztve vagy más módon lehet egymáshoz erősítve. A 16 csonk az első 20 alkatrészhez anya-apa kapcsolattal van csatlakoztatva. Ennek a csatlakoztatásnak a 20 alkatrészből lefelé kinyúló nyúlványa van, a 14 nyílás körül, valamint a 16 csonk szemben lévő felső végében 30 vájata. A 29 nyúlvány a 16 csonk felső végének megvezetésére és a 16 csonk furata, azaz a 31 járat felső végének a 10 szelepen átömlő fém romboló hatásától való megvédésére szolgál. A 29 nyúlványnak a keresztirányú alakja és mérete legalább a 14 nyílás alsó végénél szokás szerint megegyezik a 16 csonk 31 járatának alakjával és méretével. Mint ahogy látható, a 14 nyílás és a 31 járat kör keresztmetszetűek és végig azonos átmérőjűek.

Az első 20 alkatrész alatt a 17 tálcában több 32 lyuk is ki van alakítva, aminek a célját később még részletesen ismertetjük.

Minthogy a 18 laprész 20 és 21 alkatrészeket és külön kialakított 16 csonkot magába foglaló összetett elemként van kialakítva, többféle tűzálló anyagot választhatunk különböző jó tulajdonságaik kedvezőbb kihasználása érdekében. A 18 laprészt ezért teljes mértékben az öntendő fém tulajdonságainak megfelelően alakíthatjuk ki figyelembe véve azokat a várható nehézségeket, amikkel a gyakorlatban majd meg kell küzdeni. De az összetett szerkezet költségkímélő hatással is bír. Az első 20 alkatrészt például olcsó tűzálló betonból készíthetjük, míg csak a második 21 alkatrészt kell a drágább égetett tűzálló anyagból elkészíteni, az első 20 alkatrészt pedig cserélhetjük. A 21 alkatrésznek ugyanis sohasem kell érintkeznie az olvadt fémmel és ezért lehet hosszabb élettartamú. Ebből az okból kifolyólag azonban maga a 21 alkatrész is olcsó beton tárgy lehet. De készíthetjük a 20 alkatrészt drágább égetett tűzálló anyagból is, ha ez lehetővé teszi a hosszabb hibátlan működést. Ugyanilyen általános megfontolások alapján választhatjuk meg a 16 csonk anyagát is, ami például tűzálló agyag szerkezetű lehet.

A 10 szelep normális működtetése során a 18 laprész lineárisan ide-oda mozog a 10 szelep nyitása és zárása során ama két helyzet között, amikor a 13 és a 14 nyílás egybeesik, illetve amikor a 13 és 14 nyílásnak nincsen közös keresztmetszete, azaz a 10 szelep teljesen zárva van. Ilyenkor a 14 nyílás a 13 nyílás jobb oldalán helyezkedhet el. A tűzálló 20 alkatrésznek a 14 nyílás baloldalán lévő felső felületét érinteni fogja a 13 nyílásban lévő olvadt fém, amint mozgatjuk a 18 laprészt, úgyhogy ez a felület fokozatosan romlani fog. Ráadásul a 14 nyílásnak a baloldali része és az említett felső felület közötti kapcsolódás kopni fog a szelep működtetése során. A 18 laprész élettartama tehát korlátozott, de megduplázható a 10 szelepben történő megfordításával.

A fém 17 tálcát és a 21 alkatrészt fel lehet újra használni, mert egyik sem érintkezik az olvadt fémmel. A 18 laprész felújítása csak a 20 alkatrész eltávolítását és újracserélését jelenti. A 20 alkatrész eltávolításához pneumatikus vagy hidraulikus működtetésű tüske szolgál, amivel ki lehet tolni a 17 tálcából a 32 lyukakon át. A 20 alkatrész kivétele után kiszedjük a 17 tálcában visszamaradó cementet. Az új 20 alkatrészt friss cementágyba helyezzük és egy szintbe hozzuk a 21 alkatrésszel.

Ha szükség van rá, a 17 tálcában, a 21 alkatrész alatt is lehetnek lyukak, ez utóbbi kimozdítása és cserélése céljából.

Amikor a 20 alkatrész ki van véve, a 16 csonkot felfelé ki lehet nyomni a 26 hüvelyből. A 16 csonkot célszerű olyan anyagból készíteni, amelynek az élettartama megközelítően azonos a 20 alkatrész anyagának élettartamával és ezért a 20 alkatrésszel egyidőben cserélhető.

A 20 alkatrész szélessége nagyobb, mint a 13 nyílásban lévő olvadt fém által érintett nyom, amely a 18 laprész mozgatásakor jön létre. A 20 alkatrész például 1,4-1,5-szer szélesebb lehet, mint amekkora a 13 nyílás átmérője. A 14 nyílást a 20 alkatrész szélessége szempontjából középen helyezzük el.

A 18 laprész elsősorban a két lapos szelep csúszóelemeként szolgál, illetve három lapos szelep esetében álló alsó lapként működik. A fém öntőüst megfelelő méretezése esetén ugyanez a csúszóelem kialakítás álló felső lapként is szolgálhat a két vagy három lapos szelep esetében.

A találmány szerinti csúszóelem nem korlátozói dik arra az esetre, amikor a szeleplap két irányban szimmetrikus. Egyik kiviteli változatban a szeleplapon áthaladó öntőjárat egyik vége körzetében lehet. Ilyenkor a 20 alkatrész nyílása egyik végénél lesz.

A találmány alkalmazható forgó szelepek esetében is Félfordulatos szelepeknél a találmány szerinti csúszóelem felülről szemlélve szegmens alakú lehet. A nyílással rendelkező alkatrész íves formájú lesz és nyílása a középső részén vagy egyik vége körzetében lesz. Természetszerűleg a nyílással rendelkező alkatrész alakját az a kívánalom fogja meg3

190 833 szabni, hogy csak ez áz alkatrész érintkezzen az olvadt fémmel a szelep működése során.

Néhány forgó szelep esetében választani lehet a különböző keresztmetszetű öntőjáratok és csonkok között. Az ilyen szelepek esetében a 18 laprész kör alaprajzú. A találmány értelmében a laprész több ívelt, nyílással rendelkező alkatrészt foglalhat magában, ahogy azt az előző bekezdésben leírtuk. Nyílásaik egy vonalba eshetnek a köralakú fém tálcában lévő nyílásokkal. A működés során néhány öntő járatot gyakrabban használhatnak, mint másokat. A legerősebben igénybevett öntőjáratok gyorsabban fognak tönkremenni, mint a többiek, a konstrukció viszont szelektív cserét tesz lehetővé a hozzájuk tartozó nyílással ellátott laprészek esetében. Egy vagy több 32 lyukat is készíthetünk minden egyes íves laprész számára.

Más kiviteli alakban a nyílással ellátott laprésznek több nyílással rendelkező köralakú tárcsa vagy gyűrű formája lehet. Itt is több 32 lyuk lehet az alkatrész alatt a 17 tálcában. Legalább három ilyen 32 lyuk kívánatos.

Az 1. ábrán a 19 cement túlzott vastagságúra van rajzolva. A gyakorlatban a 21 és 20 alkatrész vastagsága körülbelül azonos a 17 tálca mélységével. A nyílással ellátott lapalkatrész ugyanolyan vastagságú, mint a 21 alkatrész, kivéve a nyílás körzetét. A leírt konstrukció különösen jól alkalmas olyan csúszóelemek számára, amelyek tűzálló alkatrészeit öntött betonból készítik.

Célszerű, ha a 19 cementben a 32 nyílások felett szintén vannak nyílások, hogy a szerszám közvetlenül a 20 alkatrészen tudjon felfeküdni a 17 tálcából való eltávolítása érdekében. Ahol azonban a 19 cement vékony rétegben van, ezekre a nyílásokra nincs feltétlenül szükség.

A korábban leírt kiviteli alakban a 20 és 21 alkatrész körülbelül olyan vastag, mint amilyen mély a 17 tálca, úgyhogy a 19 cement vékony. Gazdaságosság szempontjából azonban célszerű lehet, ha a 19 cementet lényegesen vastagabbra készítjük, mint amilyen vastag legalább is a 20 alkatrész, ha nem is mind a két 20 és 21 alkatrész. Különösen akkor, amikor ez utóbbiak drága égetett tűzálló anyagból vannak. Ilyenkor a 20 alkatrész vékony égetett csempe formáját veheti fel a közepén az olvadt fém számára való nyílással. Ha a 19 cement és a 16 csonk eléggé ellenálló az olvadt fémmel szemben, a 20 alkatrész 29 nyúlványát el lehet hagyni.

Mint ahogy említettük, a 20 és 21 alkatrészeket égetett tűzálló anyagból vagy tűzálló betonból lehet készíteni, ahogy azt a gazdaságossági tényezők meghatározzák. Azt is említettük már, hogy a 16 csonk anyagát is ugyanilyen megfontolások alapján lehet meghatározni. Az alábbiakban néhány példakénti kombinációt mutatunk be.

1. A 20 és 21 alkatrészek és a 16 csonk égetett tűzálló anyagból vannak és a 19 cementbe vannak beágyazva. A 20 alkatrész csempeszerű lehet, lényegesen vékonyabb, mint a 21 alkatrész. Ez utóbbinak körülbelül akkora lehet a vastagsága, mint amilyen mély a 17 tálca. A három égetett testnek azonos vagy különböző összetétele lehet.

2. A 20 és 21 alkatrészek úgy lehetnek kialakítva, ahogy az 1. pontban ismertettük, mig a 16 csonk égetett betontest lehet. Ez ugyanaz lehet, mint ami a 19 cement anyaga és a 16 csonkot és a 19 cementet egy darabból lehet kialakítani, monolitikus vagy egytestű öntéssel.

3. A 20 alkatrész égetett test, például csempeszerű test lehet, míg a 21 alkatrész, a 16 csonk és a 19 cement ugyanabból a tűzálló betonból lehet. Egy darabként öntött alkatrészként készülhetnek.

4. A szerkezet a 3. pontban ismertetettekkel azonos, a 21 alkatrészt, a 19 cementet és a 16 csonkot tartalmazó öntvénynek nagyobb ellenállású és kisebb ellenállású részei lehetnek. A nagyobb ellenállású rész (amelyik jobban ellenáll az olvadt fémnek) belső hüvelyt vagy bevonatot képezhet a fémmel érintkező részeken, például a 16 csonk belső furatában. A 16 csonk ezért összetett betonszerkezet. A belső hüvely vagy védőréteg kiterjedhet a furat teljes hosszára vagy legalább is ennek jelentős részére.

5. Hasonlóképpen a 2. pontban leírt szerkezetet a következőképpen is létrehozhatjuk: A 19 cement és a 16 csonk külső fala kisebb ellenállású betonból van, míg az olvadt fémnek kitett részek, beleértve a 16 csonk belső falát is, nagyobb ellenállású betonból van.

6. Gazdaságossági és gyártási szempontból a vékony, sík, csempeszerű 20 alkatrész a legvonzóbb. Az ilyen sík 20 alkatrészt égetett tűzálló hüvellyel láthatjuk el, ahol a 19 cementet mindenképpen el kell szigetelni az olvadt fémtől. A hüvely a 20 alkatrész alatt, ahhoz ütközően lehet elrendezve, amikor belső átmérője megegyezik a lap nyílásának átmérőjével. De lehetőség van arra is, hogy a hüvely kinyúljon a lap nyílásán és egybeessen ennek felső felületével. Az égetett hüvelyt meg lehet nyújtani olyan mértékig, hogy legalább a 31 járat első részére kiterjedjen.

Claims (14)

1. Szabadalmi igénypontok

   1. Csúszóelem tolószelepekhez, mely lineárisan működtetett álló és mozgó tűzálló lapokból áll, különösen vasöntészet számára, azzal jellemezve, hogy nyílással rendelkező fém tálcával (17) van ellátva, amelyben cement (19) rétegen nyílással (14) rendelkező tűzálló laprész (18) van elhelyezve, a laprész (18) két tűzálló alkatrészből (20, 21) van összeállítva úgy, hogy a második alkatrész (21) magába foglalja az első alkatrészt (20), a laprész (18) nyílása (14) az első alkatrészen (20) van kialakítva és egybeesik a tálca (17) nyílásával, a tálca (17) alaplapjában (24) pedig az első alkatrész (20) alatt azt a tálcából (17) kimozdító szerszám számára lyukak (32) vannak.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti csúszóelem azzal jellemezve, hogy a tűzálló alkatrészek (20,21) külső felületei egymással egy síkba esnek, amely párhuzamos a tálca (17) alaplapjával (24).
3. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti csúszóelem azzal jellemezve, hogy az első alkatrész (20) égetett tűzálló anyagból, a második alkatrész (21) öntött tűzálló anyagból van.
4. 4. A 3. igénypont szerinti csúszóelem azzal jelle-41

   190 833 mezve, hogy a második alkatrész (21) a cement (19) réteggel egy darabból van kialakítva.
5. 5. Az 1. igénypont szerinti csúszóelein azzal jellemezve, hogy a tálca (17) nyílásához öntőcsonk (26) van erősítve, amely anya-apa kapcsolattal van az ⁵ első alkatrészhez (20) csatlakoztatva.
6. 6. Az 5. igénypont szerinti csúszóelem azzal jellemezve, hogy az első alkatrész (20) nyílása (14) körül nyúlvány (29) van, amely az öntőcsonkban (26) lévő vájathoz (30) kapcsolódik. ^1C
7. 7. A 6. igénypont szerinti csúszóelem azzal jellemezve, hogy a nyúlványon (29) áthaladó nyílásának (14) keresztirányú mérete legalább az öntőcsonkhoz (26) való kapcsolódásánál azonos az öntőcsonk (26) járatának (31) keresztirányú méreté- ^1E vei.
8. 8. A 6. igénypont szerinti csúszóelem azzal jellemezve, hogy a tűzálló öntőcsonk (26) betonöntvény, amely a cement (19) réteggel egy darabból van kialakítva. ²⁽
9. 9. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti csúszóelem azzal jellemezve, hogy az öntőcsonk (26) többrétegű, amelynek külső fala a cement (19) réteggel egy darabból van kialakítva, belső fala pedig az öntendő fémnek a külső falnál jobban ellenálló ^2! betonból van.
10. 10. A 6. vagy 7. igénypont szerinti csúszóelem azzal jellemezve, hogy a laprész (18) első tűzálló alkatrésze (20) nyílással ellátott sík, égetett elem, amely égetett hüvellyel van összekapcsolva, amely az öntendő fém áramlásának irányában van elhelyezve és számára öntőjáratot határoz meg az első alkatrész (20) és az öntőcsonk (16) között.
11. 11. Az 1-10. igénypontok bármelyike szerinti csúszóelem azzal jellemezve, hogy tolóelemes szelepek számára az első alkatrész (20) hosszúkás alakú és a nyílás (14) annak egyik vége körzetében van kialakítva.
12. 12. Az 1-10. igénypontok bármelyike szerinti csúszóelem azzal jellemezve, hogy tolóelemes szelepek számára az első alkatrész hosszúkás alakú és a nyílás (14) annak közepe körzetében van kialakítva.
13. 13. Az 1-10. igénypontok bármelyike szerinti csúszóelem azzal jellemezve, hogy forgóelemes tolószelep számára az első alkatrész (20) hosszúkás vese alakú és a nyílás (14) annak egyik vége vagy közepe körzetében van kialakítva.
14. 14. Az 1-10. igénypontok bármelyike szerinti csúszóelem azzal jellemezve, hogy forgóelemes tolószelepek számára az első alkatrész (20) köralakú és több nyílással van ellátva, amik a tálcán (17) lévő több nyílással esnek egybe.