JP2007534503A - Closure of discharge channel in metal casting vessel - Google Patents

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Abstract

本発明は、開口を備えた金属鋳造容器の底部(1)に取り付けられるタイプのコック装置(2)であって、底部に設けた開口に連通しているチャネル(4)が貫設され、チャネル(4)を横切って延在する回転対称な凹部(5)を側部に有してなる、チャネル本体(3)と、凹部(5)に取り付けられて、チャネル(4)の深さに横断孔(7)を有してなる回転可能な閉止体(6)と、を備え、閉止体(6)が回転すると、孔(7)がチャネル(4)を開閉させるような、上記コック装置に関する。改良を達成するために、閉止体(6)の端部(8)は凹部(5)の底部(9)にヒンジ結合され、閉止体(6)と凹部(5)との間の接触面は、回転対称になっていて、凹部(5)の回転面に比べて小さくなっている。
The present invention relates to a cock device (2) of the type attached to the bottom (1) of a metal casting container having an opening, wherein a channel (4) communicating with the opening provided in the bottom is provided, (4) a channel body (3) having laterally symmetric recesses (5) extending across the side, and attached to the recesses (5) and traversing the depth of the channel (4) A rotatable closing body (6) having a hole (7), and the hole (7) opens and closes the channel (4) when the closing body (6) rotates. . In order to achieve the improvement, the end (8) of the closure (6) is hinged to the bottom (9) of the recess (5) and the contact surface between the closure (6) and the recess (5) is It is rotationally symmetric and is smaller than the rotational surface of the recess (5).

Description

本発明は、開口を備えた金属鋳造容器の底部に取り付けられるコック装置であって、底部に設けた開口に連通しているチャネルが貫設され、チャネルを横切って延在する回転対称な凹部を側部に有してなる、チャネル本体と、凹部に取り付けられて、チャネルの深部に横断孔を有してなる回転可能な閉止体と、を備え、閉止体が回転すると、孔がチャネルを開閉させるような、上記コック装置に関する。   The present invention is a cock device attached to the bottom of a metal casting container having an opening, wherein a channel communicating with the opening provided in the bottom is penetrated, and a rotationally symmetric recess extending across the channel is provided. A channel body provided on the side, and a rotatable closing body attached to the recess and having a transverse hole in the deep part of the channel. When the closing body rotates, the hole opens and closes the channel. It is related with the said cock apparatus.

従来、溶融金属を収容した鋳造容器の底部から始まる鋳造導管を閉じるための閉止体として、プラグが用いられており、プラグは昇降すべく、溶融金属の表面を横切って延びる昇降ロッドに結合されている。難点としては、溶融金属を降ろし終えて導管を閉じるとき、プラグが鋳造孔を捕らえることは困難であった。さらに、プラグは使用中にすぐに摩耗した。   Conventionally, a plug has been used as a closing body for closing a casting conduit starting from the bottom of a casting vessel containing molten metal, and the plug is connected to a lifting rod extending across the surface of the molten metal to move up and down. Yes. The difficulty is that when the molten metal is lowered and the conduit is closed, it is difficult for the plug to catch the casting hole. In addition, the plug quickly worn during use.

これらの問題点のために、特許文献1に開示されているように、鋳造孔のプラグは、後には、摺動式の閉止ユニットに交換されていた。摺動式の閉止ユニットにおいては、垂直軸線を中心として回動する水平なプレートが、垂直な鋳造導管の下端に当接させて配置され、プレートは開口を備えていて、導管を開くには、開口を導管の端部に隣接させ、また、導管を閉じるには、プレートを回転させて開口を導管から外れるようになっている。摺動式の閉止ユニットを形成するプレートは、大型のフレームによって支えられ、かかるフレームを介してプレートは回動される。そうした構造は、製造が困難であると共に、使用が厄介で信頼性に欠けていた。
フィンランド国特許出願公開第92022号明細書
Due to these problems, as disclosed in Patent Document 1, the plug of the casting hole was later replaced with a sliding closing unit. In a sliding closure unit, a horizontal plate that rotates about a vertical axis is placed in contact with the lower end of a vertical casting conduit, the plate has an opening, to open the conduit. To make the opening adjacent to the end of the conduit and to close the conduit, the plate is rotated to disengage the opening from the conduit. The plate forming the sliding type closing unit is supported by a large frame, and the plate is rotated through the frame. Such a structure is difficult to manufacture and is cumbersome and unreliable.
Finnish Patent Application Publication No. 92022

本発明に類似した、閉止バルブタイプの解決策も示唆されている。これらは、特許文献2(図1及び図2)、特許文献3(図5)、特許文献4(図1及び図4)、及び特許文献5(図3)などの刊行物によって知られている。しかしながら、それらの問題点は、高温において機能しないことである。そのため、特許文献5は、閉止バルブを、主として溶融しやすい軽合金に使用することを示唆している。
英国特許出願公開第183,241号明細書 米国特許第4,905,876号明細書 米国特許第4,913,324号明細書 米国特許第4,557,462号明細書
A closed valve type solution similar to the present invention is also suggested. These are known from publications such as Patent Document 2 (FIGS. 1 and 2), Patent Document 3 (FIG. 5), Patent Document 4 (FIGS. 1 and 4), and Patent Document 5 (FIG. 3). . However, their problem is that they do not function at high temperatures. Therefore, Patent Document 5 suggests that the closing valve is used mainly for light alloys that are easily melted.
British Patent Application Publication No. 183,241 U.S. Pat. No. 4,905,876 U.S. Pat. No. 4,913,324 US Pat. No. 4,557,462

本発明の目的は、開口を備えた金属鋳造容器の底部に取り付けられ、上述した閉止体の不都合を有することがなく、金属鋳造に必要な高温において良好に機能するような、コック装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide a cock device that is attached to the bottom of a metal casting container having an opening and that functions well at the high temperatures required for metal casting without the disadvantages of the closures described above. That is.

上述の如く、本発明によるコック装置は、金属鋳造容器の底部開口に連通しているチャネルが貫設され、チャネルを横切って延在する回転対称な凹部を側部に有してなる、チャネル本体から構成される。回転可能な閉止体は、凹部に合致して、前記チャネルの深部に横断孔を有していて、コックを開閉させるべく、チャネルに対して同一又は別の方向に回動させられる。コック装置の改良を達成するために、閉止体の端部は凹部の底部にヒンジ結合され、閉止体と凹部との間の接触面は、回転対称になっていて、凹部の回転面に比べて小さくなっている。   As described above, the cock device according to the present invention includes a channel main body having a channel communicating with the bottom opening of the metal casting container and having a rotationally symmetric recess extending across the channel on the side. Consists of The rotatable closure has a transverse hole in the deep part of the channel, matching the recess, and can be rotated in the same or different direction with respect to the channel to open and close the cock. In order to achieve the improvement of the cock device, the end of the closing body is hinged to the bottom of the recess and the contact surface between the closing body and the recess is rotationally symmetric, compared to the rotation surface of the recess It is getting smaller.

「ヒンジ結合」という概念は、閉止体の端部が凹部における底部に合致し、回転させたとき、閉止体が、さもなければ、本質的に所定位置に残されることを意味する。閉止体と凹部との間の接触面とは、閉止体の端部が凹部における底部に合致したとき、閉止体の外面と凹部の内面との間における接触を有する表面を称する。   The concept of “hinge connection” means that when the end of the closure is aligned with the bottom of the recess and rotated, the closure is otherwise essentially left in place. The contact surface between the closing body and the recess refers to a surface having contact between the outer surface of the closing body and the inner surface of the recess when the end of the closing body matches the bottom of the recess.

従って、もしも閉止体の孔が溶融金属の放出チャネルと整列保持されて、そのシール面が対称的で小さな表面積を有するならば、閉止バルブタイプの金属鋳造コックは高温において良好に機能することが認められた。閉止体は、例えば、円筒形又は円錐形であって、その端部は、チャネル本体の凹部における底部にヒンジ結合されており、凹部は同一の形状になっている。閉止体の孔は、容易にチャネル本体のチャネルと整列されて維持される。このように、孔をチャネルに整列させたときには、凹部の回転面に比較して、ピンと凹部との間における著しく小さい接触面を使用できる。接触面が小さいために、熱伝達は制御されて、制御装置の温度は過度に昇温しない。   Therefore, it is recognized that a closed valve type metal casting cock works well at high temperatures if the hole in the closure is aligned with the molten metal discharge channel and its sealing surface is symmetrical and has a small surface area. It was. The closing body is, for example, cylindrical or conical, and its end is hinged to the bottom of the recess in the channel body, and the recess has the same shape. The holes in the closure are easily maintained in alignment with the channels in the channel body. Thus, when the holes are aligned with the channels, a significantly smaller contact surface between the pin and the recess can be used compared to the rotational surface of the recess. Since the contact surface is small, the heat transfer is controlled and the temperature of the control device does not rise excessively.

シール接触面は、好ましくは回転面の10〜80%、最も好ましくは20〜70%になっている。接触面は、底部から始まって凹部の箇所にて終了する領域にあり、これはチャネルと凹部の外縁との間にある。   The seal contact surface is preferably 10-80% of the rotational surface, most preferably 20-70%. The contact surface is in a region starting from the bottom and ending at the recess, which is between the channel and the outer edge of the recess.

シール接触面が終了する箇所において、凹部と閉止体との回転半径は代表的に分かれて、閉止体の回転半径は、例えば、凹部の回転半径に対して減少している。   At the location where the seal contact surface ends, the turning radius of the recess and the closing body is typically divided, and the turning radius of the closing body is reduced with respect to the turning radius of the recess, for example.

凹部と閉止体とは好ましくは、円錐台の形状に形成されていて、両者の間の接触面は、凹部における底部から、その外縁にまで延びているような円錐台の形状になっている。代表的には、凹部における円錐形の内面は、底部から縁部まで続き、他方、閉止体における円錐形の外面は、例えば、円錐形表面の傾斜が減ることで、孔の直後に位置している。   The recess and the closing body are preferably formed in the shape of a truncated cone, and the contact surface between them is shaped like a truncated cone extending from the bottom of the recess to the outer edge thereof. Typically, the conical inner surface in the recess extends from the bottom to the edge, while the conical outer surface in the closure is located immediately after the hole, for example by reducing the slope of the conical surface. Yes.

本発明によるコック装置において、チャネルを開閉するための閉止体の回転運動は、閉止体に結合されたシャフトロッドと、レバーアームを介してロッドを回転させる液圧モータなどのアクチュータとによって提供される。   In the cock device according to the present invention, the rotational movement of the closing body for opening and closing the channel is provided by a shaft rod coupled to the closing body and an actuator such as a hydraulic motor that rotates the rod via a lever arm. .

本発明によるコック装置によって鋳造できる金属には、鋳鉄、鋼、アルミニウム、亜鉛、金、及びその他の貴金属が含まれる。   Metals that can be cast by the cock apparatus according to the present invention include cast iron, steel, aluminum, zinc, gold, and other noble metals.

チャネル本体と閉止体とは、コランダムやその他の酸化アルミニウムベースの混合物など、耐火性のセラミックス材料から適当に作られている。閉止体には、好ましくは、気密性を提供するために、窒化硼素などのコーティングが施されている。セラミックス材料は、その耐火性に加えて、熱膨張係数が小さいことに起因する、それらの寸法安定性によって特徴付けられ、コックの要素における寸法公差を小さくすることができる。   The channel body and closure are suitably made from a refractory ceramic material such as corundum or other aluminum oxide based mixtures. The closure is preferably coated with a coating such as boron nitride to provide hermeticity. Ceramic materials are characterized by their dimensional stability due to their low coefficient of thermal expansion, in addition to their fire resistance, and can reduce dimensional tolerances in the elements of the cock.

閉止体の凹部に接触する表面には、好ましくは、据え付け前に潤滑剤を施すようにしておいて、良好な密封を得ると共に、閉止体の回転を容易にさせる。
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しつつ、詳細に説明する。添付図面は、本発明のひとつの実施形態によるコック装置を示している。
The surface contacting the recess of the closing body is preferably coated with a lubricant before installation so as to obtain a good seal and facilitate the rotation of the closing body.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The accompanying drawings show a cock device according to one embodiment of the present invention.

プレート1は、金属鋳造容器の底部部分であって、開口が設けられており、プレートの上には溶融金属が提供される。コック装置2は、かかる底部に取り付けられる。コック装置2において、チャネル本体3は、煉瓦口の如くなっていて、プレート1の孔から流れてきた溶融金属は、チャネル本体におけるチャネル4を通って流れる。チャネル本体3の側部には、中空の凹部5が設けられ、その形状は円錐台の形状になっていて、チャネル4を横切って通り抜けて延在している。   The plate 1 is a bottom portion of a metal casting container and is provided with an opening, and molten metal is provided on the plate. The cock device 2 is attached to the bottom. In the cock device 2, the channel body 3 is like a brick mouth, and the molten metal flowing from the holes of the plate 1 flows through the channel 4 in the channel body. A hollow recess 5 is provided at the side of the channel body 3, which is shaped like a truncated cone and extends across the channel 4.

コック装置2は、回転可能な閉止体6を有し、閉止体は前記凹部5に合致しており、従って、円錐形の一部分をなしている。閉止体6は、その長さを横切るような孔7を有し、その軸線は本質的に、チャネル4の軸線を捕らえ又は結合している。閉止体6の端部8は、凹部における底部9にヒンジ結合されている。このように、底部からチャネル4の全長にわたって、閉止体6と凹部5とのクリアランスは、精密であり、温度に依存して変化することがなく、というのは、ガイド面は同一の温度にてクリアランスの近くにあるためである。   The cock device 2 has a rotatable closing body 6, which coincides with the recess 5 and thus forms a conical part. The closure 6 has a hole 7 across its length, the axis of which essentially catches or couples the axis of the channel 4. The end 8 of the closing body 6 is hinged to the bottom 9 of the recess. In this way, the clearance between the closing body 6 and the recess 5 from the bottom to the entire length of the channel 4 is precise and does not change depending on the temperature, because the guide surface is at the same temperature. This is because it is near the clearance.

閉止体6と凹部5とをシールする接触面は、凹部5の底部9からチャネル4及び孔7にわたる全長に延びている。接触面は、チャネル4と凹部5の外縁10との間にある、凹部5における箇所11にて終了する。接触面は、外縁10よりもチャネル4により近い位置にて終端するのが好ましい。箇所11から外側では、閉止体6の傾きが小さくなることで、接触は終わる。従って、閉止体6における外面は、外側領域においては凹部5の内面と接触していないため、互いの表面温度は大きく異なる。   The contact surface that seals the closing body 6 and the recess 5 extends to the entire length from the bottom 9 of the recess 5 to the channel 4 and the hole 7. The contact surface ends at a location 11 in the recess 5 between the channel 4 and the outer edge 10 of the recess 5. The contact surface is preferably terminated at a position closer to the channel 4 than the outer edge 10. Outside the location 11, the contact ends when the inclination of the closing body 6 decreases. Accordingly, since the outer surface of the closing body 6 is not in contact with the inner surface of the recess 5 in the outer region, the surface temperature of the closing member 6 is greatly different.

当業者には自明なように、本発明の様々な用途は、上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に定めた範囲内において変化することができる。例えば、鋳造容器の下側にいくつかの煉瓦口を重ねて配置して、溶融金属の放出チャネルを形成することも可能である。   As will be apparent to those skilled in the art, the various uses of the present invention are not limited to the embodiments described above, but may vary within the scope defined by the claims. For example, several brick openings can be placed on the underside of the casting vessel to form a molten metal discharge channel.

金属鋳造容器の底部コックに対する改良を、上述の組み合わせと共同して行って、閉止体の端部を凹部における底部にヒンジ結合し、同時に、回転接触面を根本的に減少させても良い。新たな解決法によれば、従来の閉止バルブ及び摺動閉止ユニットに比べて、良好な結果が提供される。   Improvements to the bottom cock of the metal casting container may be made in conjunction with the combination described above to hinge the end of the closure to the bottom of the recess and at the same time radically reduce the rotational contact surface. The new solution provides better results compared to conventional closing valves and sliding closure units.

本発明の一の実施形態によるコック装置を示した図である。It is the figure which showed the cock apparatus by one Embodiment of this invention.

Claims (6)

開口を備えた金属鋳造容器の底部(1)に取り付け用のコック装置(2)であって、底部に設けた開口に連通しているチャネル(4)が貫設され、その側部が該チャネル(4)を横切って延在する回転対称な凹部(5)を有するチャネル本体(3)と、
凹部(5)に適合し、該チャネル(4)の深部に横断孔(7)を有する回転可能な閉止体(6)とを備え、
該閉止体(6)が回転した際に孔(7)がチャネル(4)を開閉し、
該閉止体(6)の端部(8)は凹部(5)の底部(9)にヒンジ結合され、閉止体(6)と凹部(5)との間の接触面は、回転対称になっていて、凹部(5)の回転面に比べて小さいことを特徴とするコック装置。
A cock device (2) for attachment to a bottom portion (1) of a metal casting container provided with an opening, and a channel (4) communicating with the opening provided in the bottom portion is penetrated, and a side portion thereof is the channel A channel body (3) having a rotationally symmetric recess (5) extending across (4);
A rotatable closure (6) adapted to the recess (5) and having a transverse hole (7) in the deep part of the channel (4);
When the closure (6) rotates, the hole (7) opens and closes the channel (4),
The end (8) of the closure (6) is hinged to the bottom (9) of the recess (5), and the contact surface between the closure (6) and the recess (5) is rotationally symmetric. And the cock apparatus characterized by being small compared with the rotating surface of a recessed part (5).
請求項1に記載のコック装置であって、
接触面は該凹部(5)における底部(9)からその外縁(10)にまで延在する円錐台の形状に形成されていることを特徴とするコック装置。
The cock device according to claim 1,
The cock device characterized in that the contact surface is formed in the shape of a truncated cone extending from the bottom (9) to the outer edge (10) of the recess (5).
請求項2に記載のコック装置であって、
該接触面は、該回転面の10〜80%、好ましくは20〜70%であることを特徴とするコック装置。
The cock device according to claim 2,
The cock device characterized in that the contact surface is 10 to 80%, preferably 20 to 70% of the rotating surface.
請求項1乃至3のいずれか一項に記載のコック装置であって、
接触面は、底部(9)から、該チャネル(4)と該凹部(5)の外縁(10)との間にあって、好ましくは、外縁(10)よりもチャネル(4)により近い該凹部(5)の箇所(11)にて終了する領域内にあることを特徴とするコック装置。
The cock device according to any one of claims 1 to 3,
The contact surface is from the bottom (9) between the channel (4) and the outer edge (10) of the recess (5), preferably closer to the channel (4) than the outer edge (10). ) In the region ending at the location (11).
請求項5に記載のコック装置であって、
該凹部(5)と該閉止体(6)とは、前記領域(9〜11)の外部において、異なる回転半径を有していることを特徴とするコック装置。
The cock device according to claim 5,
The cock device characterized in that the recess (5) and the closing body (6) have different turning radii outside the region (9-11).
請求項5に記載のコック装置であって、
閉止体(6)の回転半径は、該凹部(5)の回転半径に対して減少していることを特徴とするコック装置。
The cock device according to claim 5,
The cock device characterized in that the turning radius of the closing body (6) is reduced with respect to the turning radius of the recess (5).
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