TWI533949B - 金屬帶或金屬片用的檢出裝置 - Google Patents

金屬帶或金屬片用的檢出裝置 Download PDF

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Description

金屬帶或金屬片用的檢出裝置
本發明係關於一種用於在一鑄造設備、軋製設備或其他帶材處理設備中一位置上檢出軋材或鑄材，特別是一金屬帶或金屬片之存在的裝置。換言之，本發明係關於一種用於檢出一在一鑄造設備、軋製設備或其他帶材處理設備中運動之軋材或鑄材的裝置。其他帶材處理設備亦可理解為矯直機或冷卻線。
厚金屬片冷卻裝置主要利用同步點(Synchropunkt)實現設備內部的物料追蹤。傳統同步點例如由位於金屬片或輥道下方的噴水嘴及某種類型之杯形件構成，該杯形件被水束抬高。抬高位置由一限位開關偵測。在此情況下，金屬片穿過機器時會將水束阻斷。遂使得杯形件受重力作用而下落。此位置同樣由一限位開關偵測。藉由該裝置可測定金屬片經過同步點之時間點。
然而，此裝置之缺點在於該杯形件結構複雜，需為其配置機械導引裝置及限位開關。杯形件在一管件內受一桿件導引。此導引裝置因熱負荷及摩擦程度較高而有一定磨損。該裝置在機器上的定向亦較為複雜。位於輥道下方的噴嘴同樣須精確對準杯形件中心，方能使杯形件儘可能不受橫向力作用地進行運動。又，該機構由大量部件構成，該些部件係用具有加工面的高價不鏽鋼製成。空間需求因須採取耐熱封裝措施而相當高，從而使測量儀器的定位受到限制。
其他習知裝置包括被放置在運動帶材上之機械輥子。該等輥 子缺點在於具一定滯後性，或者可能滑出帶材，從而在是否存在帶材方面提供不準確或錯誤資訊。另外，輥子亦可能被灰塵或例如廢渣污染，從而在旋轉性能方面受到不良影響並產生磨損。最糟糕時輥子會停止轉動。又，該等輥子須與各種帶材厚度或金屬片厚度相匹配，故而須被構造成高度可調。
JP 60196223 A揭露另一種裝置，其中水束對準與活塞連接 之板件。水束擊中板件時，活塞進入灌油管件內。該管件一端設柱塞，該柱塞透過運動觸發一表明不存在軋材之訊號。此裝置缺點在於使用大量具有大量摩擦點與磨損點之部件。此外，多個部件(即柱塞及活塞)的運動使得該裝置無法直接發揮作用，且速度相當慢。
JP 61200414 A揭露又一種習知技術之裝置。該裝置用一固定於旋轉軸之碟形件檢出水束。水束使該軸發生旋轉，此旋轉又致使光敏感測器之檢出光強發生變化。該裝置亦包括大量會受到磨損的機械部件。此外，鑄造設備或軋機設備中的條件往往極其惡劣，此點不利於光強之測量。例如，灰塵或廢渣飛濺物污染光敏感測器而使其不可用，甚至可能使其澈底損壞。雷射到光敏感測器的光路亦可能受外部因素影響，從而在測定運動軋材或鑄材的位置時獲得錯誤資訊。
綜上，本發明之目的在於提供一種經進一步改良的用於在一鑄造設備、軋製設備或其他帶材處理設備中檢出一金屬帶之存在或位置的裝置。
本發明之另一目的在於克服至少一項前述缺點。
本發明用以達成上述技術目的之解決方案為一種根據申請專利範圍第1項之用於在一鑄造設備、軋製設備或其他帶材處理設備中檢出軋材或鑄材，特別是一金屬帶或金屬片之存在或位置的裝置，其中，該 裝置包括一檢出裝置，其用於檢出一表明該軋材或鑄材存在之流體射束，且該檢出裝置自身具有一填充空氣之空腔，該空腔包括一管狀開口或管狀入口。根據本發明，該檢出裝置進一步包括一壓力感測器，其用於檢出該空腔內與該流體射束擊中該管狀開口有關之氣壓變化。
射束擊中或流入管狀開口後，向空腔或中空體內的空氣傳遞一脈衝。此脈衝傳遞致使空腔內發生可被壓力感測器記錄之氣壓變化。
流體射束擊中開口時，空腔內壓力上升。若無流體射束擊中開口，空腔內壓力則相應減小。
換言之，該裝置係用於檢出運動鑄材或軋材且較佳構成一監測點或同步點(該監測點或同步點沿該軋材或鑄材的運動方向佈置在設備中)。
採用上述設計的裝置優點在於不必再使用機械活動部件。灰塵或廢渣飛濺物幾乎不再帶來明顯影響。裝置部件數目少，此能降低成本。又，用壓力感測器進行測量能達到少於0.1秒之極短偵測時間(自射束擊中開口起至壓力感測器檢出止)。此外，該裝置既能檢出一運動軋材或鑄材之首端，亦能檢出其尾端。最後，根據本發明之裝置空間需求低。
根據該裝置之一較佳實施方式，該檢出裝置在該空腔外部於該管狀開口處包括一用於將該流體射束導入該開口之漏斗形部件。鑒於此項特徵，流體射束不必極精確地對準檢出裝置，如此能簡化該裝置的安裝與啟動或運行。該漏斗形部件較佳具有小於20 cm之外徑，較佳小於10 cm。
根據該裝置之另一較佳實施方式，該空腔包括至少一管狀區段，其延伸長度至少為1 m，較佳超過2 m。此區段較佳可使得壓力感測器與運動軋材或鑄材間隔2 m以上。藉此可使得該感測器在設備運行時得到更好保護，或者說受到更少干擾。同時亦能簡化該感測器之更換或連接。
根據該裝置之又一較佳實施方式，該空腔大體由一管件構 成。該管件的內徑較佳可為所用射束厚度之數量級，即例如等於射束直徑的0.5倍至5倍。但亦可採用其他管徑。該管件或開口的橫截面形狀可任意選擇，不限於圓形。
根據該裝置之再一較佳實施方式，該壓力感測器佈置於該管件與該開口相對之另一端。
根據該裝置之再一較佳實施方式，該壓力感測器實施為壓力開關。特定言之，不必測定絕對壓力。使用僅能檢出壓力變化的壓力開關便足矣。根據管件形狀及所用之射束(體積流量、壓力等等)選擇適用開關。可由熟習該項技藝者選擇此開關。
根據該裝置之一較佳實施方式，該裝置同樣包括用於產生對準該檢出裝置之管狀開口之流體射束的構件。
根據該裝置之另一較佳實施方式，該用於產生流體射束之構件及該檢出裝置如此這般佈置於該軋材或鑄材之一(穿過該鑄造設備、軋製設備或其他帶材處理設備之)運動路徑的相對兩側，使得當該軋材或鑄材將該用於產生流體射束之構件所產生的一流體射束阻斷時，該空腔內氣壓減小。如此一來，壓力感測器便可檢出帶材之存在。
進一步地，本發明包括一種用於鑄造、軋製、矯直或輸送一軋材或鑄材，特別是金屬帶或金屬片之設備，其中，該設備包括根據本發明之一如上述任一項實施方式的裝置及一用於傳送該軋材或鑄材之機構，該機構包括多個用於沿一(穿過該設備之)運動路徑傳送該軋材或鑄材的輥子或滾筒。
根據另一較佳實施方式，該機構可大體沿一水平方向傳送該軋材或鑄材。
根據又一較佳實施方式，該檢出裝置佈置於該軋材或鑄材之運動路徑上方，該用於產生定向流體射束之構件佈置於該軋材或鑄材之運 動路徑下方。藉此措施例如可避免液體意外滴入或流入空腔開口，或者固體意外落入該開口，從而避免測定帶材位置時出錯。
進一步地，本發明關於一種特定言之利用如上述任一項實施方式之一裝置或設備測定軋材或鑄材，特別是一在一鑄造設備、軋製設備或其他帶材處理設備中運動之金屬帶或金屬片之位置或存在的方法。根據本發明，該方法包括在該軋材或鑄材之一運動路徑的其中一側產生一流體射束以及在該軋材或鑄材之運動路徑的(相對)另一側檢出該流體射束，從而使得一穿過該流體射束之軋材或鑄材將該流體射束阻斷。又，未被阻斷的流體射束(或者說帶材不在時的流體射束)被導入填充空氣之空腔，其中當射束被穿過該射束之軋材或鑄材阻斷時，該填充空氣之空腔內的氣壓減小，從而基於該氣壓減小(或氣壓變化)而檢出該監測點或同步點上存在軋材或鑄材。
根據本發明之方法的優點與根據本發明之裝置或設備的優點基本一致。
根據該方法之一較佳實施方式，該流體射束產生於該軋材或鑄材之運動路徑下方且大體沿豎向延伸，其中，將該填充空氣之空腔設於該軋材或鑄材之運動路徑上方以檢出該流體射束。
根據該方法之一較佳實施方式，將該流體射束呈漏斗狀送入該填充空氣之空腔。
根據該方法之一較佳實施方式，當該軋材或鑄材不再阻擋該流體射束(之噴射方向)時，該流體射束擊中該填充空氣之空腔。藉此較佳發出該監測點或同步點上無軋材或鑄材之訊號。
上述實施方式之全部特徵皆可相互組合或相互替換。
1‧‧‧用於檢出軋材或鑄材之存在的裝置
2‧‧‧軋材或鑄材
3‧‧‧檢出裝置
5‧‧‧流體射束
7‧‧‧空腔
8‧‧‧管件
9‧‧‧管狀開口
11‧‧‧壓力感測器
13‧‧‧用於產生一流體射束之構件
15‧‧‧漏斗形部件
B‧‧‧軋材或鑄材的運動路徑/運動方向
下面對實施例之圖式作簡要說明。更多技術細節請參閱實施 例之詳細說明。
圖1a係根據本發明之一用於在一監測點上檢出一運動軋材或鑄材之存在之裝置的實施例側面示意圖，其中，該軋材或鑄材尚未經過該監測點；
圖1b係根據本發明之一用於在一監測點上檢出一運動軋材或鑄材之存在之裝置的實施例側面示意圖，其中，該軋材或鑄材正經過該監測點；及
圖1c係根據本發明之一用於在一監測點上檢出一運動軋材或鑄材之存在之裝置的實施例側面示意圖，其中，該軋材或鑄材已經過該監測點。
圖1a係一用於在一帶材處理設備中檢出一金屬帶2或金屬片2之裝置1的根據本發明之實施例。裝置1可佈置在一監測點上或者構成此監測點或同步點。如圖所示，帶材2較佳沿方向B運動。但此運動不限於一個方向。帶材2亦可像在可逆式設備中那樣做方向相反的運動。帶材2亦可在一彎曲或豎直路徑上運動。為了檢出帶材2，一流體射束5較佳對準帶材2之(指定)運動路徑D。流體射束5可包括氣體、液體或二者之混合物。射束5較佳由一噴嘴13產生且可垂直擊中經過監測點之帶材2。但亦可採用其他定向。
根據本發明之裝置1同樣包括一檢出裝置3，該檢出裝置自身可包括一管件8。此管件8較佳在一對準帶材2之運動路徑B的末端具有一開口9。此開口9特定言之可被如此定向，使得噴嘴13所產生的射束5當帶材不在時流入開口9或擊中該開口。管件8可具有任何一種橫截面形狀，例如圓形、多邊形或橢圓形。開口9上可設置幫助射束5流入該開口之漏斗15。但此漏斗並非必須設置，其作用僅在於方便管件8之開口9對準射束5。在管件8或空腔7與開口9相對之另一末端設有壓力感測器11。該壓力感測器較佳可由壓力開關構成。
一般而言，管件8較佳可垂直於金屬帶2之運動方向B延伸且可在其與開口9相對的另一半區域內彎曲設置。藉此可避免物體徑直到達壓力感測器11。
圖1b係圖1a所示之同一裝置。故使用相同符號。與圖1a所示狀態不同，流體射束5被金屬帶2阻斷。在此情況下，射束5不再擊中檢出裝置3的開口9。壓力感測器11可據此發出帶材2正經過監測點或裝置1之訊號。而在圖1a所示之狀態下，該感測器較佳發出帶材2未經過該監測點或裝置的訊號。在圖1a與圖1b所示的狀態之間，帶材2之首端(帶材2沿運動方向B看的前端)穿過射束5，由此得以檢出金屬帶2經過該監測點。
圖1c係使用相同符號之裝置1，在圖示狀態下，圖1a及圖1b所示之金屬帶已經過裝置1或監測點。帶材2在此之後繼續沿運動方向B運動，遂使得射束5再度擊中檢出裝置3。在圖1b與圖1c所示的狀態之間，帶材2之尾端(帶材2沿運動方向B看的後端)經過射束5或裝置1。由此得知帶材2的尾端位置。射束5再度擊中或流入開口9時在壓力感測器11中引起壓力減小或增大，此表明帶材2已經過裝置1。
一般而言，用於輸送帶材2的設備可包括多個輥子或滾筒(未圖示)。該等輥子或滾筒可佈置於帶材2之一或兩(寬)面上。亦可將該等滾筒或輥子佈置在設備機架中。
裝置1特定言之可佈置在冷卻段或冷卻設備中。
上述實施例主要用於使本發明更易於理解，對本發明不構成任何限制。
上述實施例之特徵與本發明摘要所描述之對象可相互結合，或者亦可相互替換。
又，熟習該項技藝者可根據當前情狀或要求相應調整本案所 描述之特徵。
1‧‧‧用於檢出軋材或鑄材之存在的裝置
2‧‧‧軋材或鑄材
3‧‧‧檢出裝置
5‧‧‧流體射束
7‧‧‧空腔
8‧‧‧管件
9‧‧‧管狀開口
11‧‧‧壓力感測器
13‧‧‧用於產生一流體射束之構件
15‧‧‧漏斗形部件
B‧‧‧軋材或鑄材的運動路徑/運動方向

Claims (15)

  1. 一種用於在一鑄造設備、軋製設備或其他帶材處理設備中檢出軋材或鑄材(2)，特別是一金屬帶或金屬片(2)之存在的裝置(1)，其中，該裝置包括一檢出裝置(3)，該檢出裝置用於檢出一表明該軋材或鑄材(2)存在之流體射束(5)，其特徵在於，該檢出裝置(3)包括：一填充空氣之空腔(7)，其具有較佳呈管狀之開口(9)；與一壓力感測器(11)，其用於檢出該空腔(7)內與該流體射束(5)擊中該管狀開口(9)有關之氣壓變化。
  2. 根據申請專利範圍第1項之裝置，其中，該檢出裝置(3)在該空腔(7)外部於該較佳呈管狀之開口(9)處包括一用於將該流體射束(5)導入該開口(9)之漏斗形部件(15)。
  3. 根據申請專利範圍第1或2項之裝置，其中，該空腔(7)包括至少一管狀區段，其延伸長度至少為1m，較佳超過2m。
  4. 根據申請專利範圍第1或2項之裝置，其中，該空腔(7)大體由一管件(8)構成。
  5. 根據申請專利範圍第4項之裝置，其中，該壓力感測器(11)佈置於該管件(8)與該開口(9)相對之另一端。
  6. 根據申請專利範圍第1或2項之裝置，其中，該壓力感測器(11)實施為壓力開關。
  7. 根據申請專利範圍第1或2項之裝置，其中，該裝置包括用於產生對準該檢出裝置(3)之管狀開口(9)之流體射束(5)的構件(13)。
  8. 根據申請專利範圍第1或2項之裝置，其中，該用於產生流體射束(5)之構件(13)及該檢出裝置(3)佈置於該軋材或鑄材(2)之一運動路徑(B)的相對兩側，使得當該軋材或鑄材(2)將該用於產生流體射束(5)之構件(13)所產生的一流體射束(5)阻斷時，該空腔(7)內氣壓減小。
  9. 一種用於鑄造、軋製、矯直、冷卻及/或輸送一軋材或鑄材(2)，特別 是金屬帶或金屬片(2)之設備，其中，該設備包括根據申請專利範圍第1~8項中任一項之一裝置(1)及一用於傳送該軋材或鑄材(2)之機構，該機構包括多個用於沿一運動路徑(B)傳送該軋材或鑄材(2)的輥子或滾筒。
  10. 根據申請專利範圍第9項之設備，其中，該機構可大體沿一水平方向傳送該軋材或鑄材(2)。
  11. 根據申請專利範圍第9或10項之設備，其中，該檢出裝置(3)佈置於該軋材或鑄材(2)之運動路徑(B)上方，該用於產生定向流體射束之構件(13)佈置於該軋材或鑄材(2)之運動路徑(B)下方。
  12. 一種利用申請專利範圍第1~11項中任一項之一裝置(1)或設備在一監測點上測定軋材或鑄材(2)，特別是一在一鑄造設備、軋製設備或其他帶材處理設備中運動之金屬帶或金屬片(2)之位置的方法，其中，該方法包括以下步驟：在該軋材或鑄材(2)之一運動路徑(B)的其中一側產生一流體射束(5)；在該軋材或鑄材(2)之運動路徑(B)的另一側檢出該流體射束(5)，從而使得一穿過該流體射束(5)之軋材或鑄材(2)將該流體射束(5)阻斷，其特徵在於，該流體射束(5)在該待檢出軋材或鑄材(2)不在時被導入一填充空氣之空腔(7)，且當該流體射束(5)被穿過該射束(5)之軋材或鑄材(2)阻斷時，該填充空氣之空腔(7)內的氣壓減小，從而基於該氣壓減小而檢出該軋材或鑄材(2)之存在。
  13. 根據申請專利範圍第12項之方法，其中，在該軋材或鑄材(2)之運動路徑(B)下方產生該流體射束(5)，使得該流體射束(5)大體沿豎向延伸，其中將該填充空氣之空腔(7)設於該軋材或鑄材(2)之運動路徑(B)上方以檢出該流體射束(5)。
  14. 根據申請專利範圍第12或13項之方法，其中，將該流體射束呈漏斗狀送入該填充空氣之空腔(7)。
  15. 根據申請專利範圍第12或13項之方法，其中，當該軋材或鑄材(2) 不再阻擋該流體射束(5)時，該流體射束(5)擊中該填充空氣之空腔(7)，藉此發出無該軋材或鑄材(2)之訊號。
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