TWI558485B - 氣體沖灌元件及對應的氣體供應線 - Google Patents

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Description

氣體沖灌元件及對應的氣體供應線
說明
本發明係有關於有關於一種在一冶金容器之氣體沖灌元件及對應氣體供應線。
亦稱為氣體沖灌栓塞之該氣體沖灌元件用於氣體，如果合適的話氣體/固體混合物亦可，吹入一欲處理之熔融物，特別是一冶金熔融物中。在程序中，沿一具有定向孔隙之氣體沖灌栓塞中之對應通道/狹縫且沿在一具有任意孔隙之氣體沖灌栓塞中之對應不規則孔體積導引該氣體處理流體。
在一冶金容器中之基底或在壁中之一氣體沖灌栓塞之配置可以不同方式實現。在一典型總成中，該氣體沖灌栓塞係配置在一對應井塊中。在外側，在該氣體供應之端，該沖灌元件係藉由一機構固定在該冶金容器上。為拆卸或更確切地說是替換該沖灌元件，開啟該機構。
依據EP 0 148 337 A1，一圈防火材料屬於這機構，該圈防火材料環繞該氣體沖灌栓塞之氣體供應管且徑向地重疊該氣體沖灌栓塞之基底。
該等氣體沖灌栓塞及對應總成裝置已在過去證明它們是有用的。但是事實上存在拆卸/安裝一氣體沖灌元件費力，花費長時間，及產生相當高成本之問題。
為了防止氣體擴散至相鄰防火(耐火)材料中，已知的是設計具有一金屬片外層之氣體沖灌栓塞。該金屬片本身特別圓周地延伸且在該沖灌元件之基底區域中。該基底金屬片具有一開口，且一氣體連接管與該開口連接，並且該氣體連接管自料地突出該基底金屬片。這部份被稱為該氣體沖灌栓塞之“冷端”，而在軸向上該氣體沖灌元件之相對端被稱為“熱端”。在組裝該氣體沖灌元件後，這端功能性地接觸欲處理之熱熔融物。氣體係透過該氣體連接管、該開口及該防止材料之定向及/或任意孔吹入該熔融物中。
DE 38 33 502 C2揭示一種沒有一金屬底板且沒有氣體供應接頭之該氣體沖灌栓塞。這氣體沖灌栓塞之特徵在於一在該冷端之自由開口。一安裝裝置將該氣體沖灌栓塞固定在該安裝位置且亦用於插入一氣體連接元件，以便由此處導引該氣體通過該氣體沖灌栓塞。
依據DE 38 33 502 C2運送及安裝該氣體沖灌栓塞是容易的，因為它沒有如依據EP 0 148 337 A1之氣體沖灌栓塞之長氣體供應管。但是密封依據DE 38 33 502 C2之上述裝置防止氣體逸失幾乎是不可能的。
本發明之目的在於提供一種使安裝或或更確切 地說是拆卸一氣體沖灌栓塞更容易且減少氣體逸失之容易構成之選項。
本發明係肇始於以下想法：以一金屬片包覆之一氣體沖灌栓塞具有許多優點。它具有高嵌合準確性，防止氣體逸失且在運送時是堅固的。後者在具有有關該氣體供應管之限制之情形下是可成立的
就此而言，一發明觀點係減少該氣體供應管之長度至最小，因此才要設計一短氣體供應接頭。
例如管、接頭等之一或多數元件可與這氣體供應接頭以便在該氣體源與該氣體沖灌栓塞之間提供作為氣體連接。
在本文中，另一發明觀念是互相插合該元件及該氣體供應接頭，以便設計一推入插合(插頭與插座)連接。
“推入嵌合連接”(插頭與插座連接)表示相鄰元件之對應部份只互相插合以達成氣體之所欲流體，最好無損失之流動通過。依據一般術語，該推入嵌合連接包括一公部及一母部。具體之幾何形狀不是決定性的因素。
該推入嵌合連接提供以氣體流動之方向藉由插合互相連接(該氣體供應系統之)相鄰部份之可能性。在如此做時，該推入嵌合連接只用來達成產生一大致氣密連接之目的。這連接可例如藉由該推入嵌合連接之對應部份係對應地圓錐地/錐頭圓錐地設計且互相插合來實現。
因此該推入嵌合連接主要作為相鄰元件(例如管部份)之氣密連接，或者另一固結元件可機械地固結/固定定 位相鄰部份於該插合位置。
該推入嵌合連接不需要任何工具，欲連接之“氣 體管”之部份係只互相插(嵌)入。即使在周圍高溫中，這亦可快速地完成。
在它最一般實施例中，本發明係有關於一種具有以下特徵之在一冶金容器之氣體沖灌元件：a)一陶瓷防火本體，具有一第一端及一第二端；b)該第二端係在該氣體沖灌元件與一金屬熔融物接觸之組合狀態中；c)該第一端在外側被一金屬外層覆蓋，且具有一開口，並且該開口與一氣體供應接頭連接；d)該氣體沖灌元件，該本體及該氣體供應接頭係設計成使得一透過該氣體供應接頭供應之處理氣體流經該本體且在該本體之第二端離開該本體；e)該氣體供應接頭係與該金屬外層連接且設計為一推入嵌合連接之公部或母部以與一氣體供應管之一對應母部或一對應公部連接。
在該氣體沖灌元件之基底中之氣體供應接頭可依據一接頭之種類設計。這接頭與已知種類之一氣體供應管不同。該接頭可更短且大致只有為該氣體供應管提供一連接點之功能。即使必須導引氣體通過這接頭，這也只在一短距離內完成。依據一實施例，該接頭在該氣體流動之方向之長度係<20cm，經常<15cm或<10cm。該接頭直接連接在該氣體沖灌元件之基底上。
該接頭/氣體供應接頭可由該基底金屬片向內延 伸至該氣體沖灌栓塞之陶瓷部份中或以相反之方式，向外延伸。在兩種情形中，一對應氣體供應管以其第二端插在該氣體供應接頭上或中以產生一連續氣體連接。
一實施例建議在該氣體沖灌元件之基底區域中 透過一推入嵌合連接連接該氣體供應管之第二端及該接頭且以另一固結元件固結它防止不小心分離。
在一自由突出氣體供應接頭之情形中，一簡單且 可分離之固結可能性係設計該等栓塞元件之對應端部份如它在圖中所示地具有對應內與外螺紋(依據一蓋形螺帽)。
以一卡扣連接或一插旋連接取代該螺接亦可完 成這工作。
該連接之上述部份(氣體供應接頭/氣體供應管) 係由多數管段或軟管段構成，且其內橫截面係取決於欲供應通過該連接至該氣體沖灌栓塞且接著通過該氣體沖灌栓塞之氣體量。
該氣體供應接頭或該氣體供應管可具有一防止 金屬熔融物侵入(滲入)之穿透保護部。為達此目的，該相關部份可具有一氣體通道，且該氣體通道係至少部份呈螺旋狀或具有一曲折形狀。
因此該穿透保護部配置在該氣體沖灌元件之冷 卻端前或在冷卻端上(在該氣流之方向上)。該穿透保護部可構造成一可替換元件，且該可替換元件係，例如，藉由一指定種類之推入嵌合連接與該氣體供應管或該氣體供應接 頭之一對應部份連接。
如前所述，該推入嵌合連接可設計成使互相插合 之元件(特別是管部份)具有該群組：稜形、錐形、球形、拋物面形之一對應幾何形狀。
該推入嵌合連接可特別設計成使得該較遠離該 氣體沖灌栓塞之該部份之自由端如它顯示在該等圖之以下說明地具有最大橫截面。
雖然該推入嵌合連接可快速且確實地氣密連接 相鄰連接部份，但是該等固結元件具有防止該連接再分離之目的。
就此而言，該固結元件亦可設計為一加壓或固持 裝置，且該加壓或固持裝置，例如，以該氣體沖灌栓塞之方向推動該氣體供應管且將它固持在該插合位置。
該氣體供應管之其他部份亦可類似地連接。
該加壓/固持元件可以是一安裝裝置之一部份， 且該安裝裝置係可旋轉地安裝在該冶金容器之外側。
該安裝/拆卸裝置之尺寸可作成使它在插入該氣 體沖灌元件後可在該氣體供應接頭上自由地旋轉，藉此該安裝元件具有一開口或一狹縫，且該氣體供應接頭並且，如果相關的話，該氣體供應管及該固結元可導引穿過該開口或狹縫。
依據該安裝裝置之設計，選擇該氣體沖灌栓塞之一部份之該氣體接頭(連接)元件之長度。
10‧‧‧氣體沖灌栓塞
10o‧‧‧上熱端
10p‧‧‧多孔部份
10u‧‧‧下冷端
12‧‧‧外金屬片外層(金屬外殼)
14‧‧‧金屬片基底
16‧‧‧開口
20‧‧‧氣體供應接頭
20.1‧‧‧第一端
20.1a‧‧‧外(螺絲)螺紋
20.2‧‧‧第二端
22‧‧‧焊接縫
24‧‧‧本體
26‧‧‧氣體通道
28‧‧‧固定螺栓
30‧‧‧氣體供應管
30.1‧‧‧第一端；下部份
30.2‧‧‧第二端
32‧‧‧肩部
40‧‧‧固結元件
42‧‧‧跟部
42i‧‧‧內(螺絲)螺紋
44‧‧‧外側轉動輪
50‧‧‧外層
60‧‧‧安裝裝置
62‧‧‧鉸鍊
64‧‧‧環形元件
66‧‧‧握把
68‧‧‧噴嘴
70‧‧‧另一氣體供應管
70.2‧‧‧上端
G‧‧‧箭號
本發明之其他特徵係有關於該等次申請專利範圍及其他申請文獻之特徵。以下參照某些實施例進一步說明本發明。它係各以示意圖顯示在
圖1：通過具有一氣體沖灌栓塞之一第一實施例之一冶金容器之基底區域之一縱向橫截面。
圖2a-d：通過具有一氣體沖灌栓塞之一第二實施例之一冶金容器之基底區域之縱向橫截面，其中各個安裝步驟係分別地顯示。
在圖中相同或類似之元件係以相同符號表示。
符號10表示一截頭錐形氣體沖灌栓塞，且該氣體沖灌栓塞具有一外金屬片外層(金屬外殼)12及一金屬片基底14，並且該金屬片基底14具有一中央開口16。
在所示安裝位置中，一防火陶瓷本體延伸在該開口16上方，且具有一多孔部份10p，又，一氣體可通過該多孔部份10p以箭號G之方向由該氣體沖灌栓塞10之下冷端10u送至其上(未圖示)熱端10o。
相對該多孔部份10p，一用於該氣體沖灌栓塞10之氣體供應接頭20延伸環繞該開口16。具有一軸向氣體通道26之氣體供應接頭20本身在該顯示之安裝置位置由該開口16向下延伸。
該氣體供應接頭20具有一遠離該氣體沖灌栓塞10之第一端20.1及一鄰近該氣體沖灌栓塞10之第二端20.2。該第二端20.2係焊接在該金屬片基底14(焊接縫22) 上。
在該第二端20.2之區域中，該氣體供應接頭20在內側具有一橫截面變化，其中面向該氣體沖灌栓塞10之部份具有一較大橫截面。在這部份中，鬆弛地配置一本體24。在沒有氣體壓力之情形下，它放置在所述該氣體通道26之橫截面減少之一肩部上。在該氣體壓力下，該本體24由該肩部上升且以該氣體沖灌栓塞之方向移動。一配置在該本體24上方之固定螺栓28防止該本體24堵塞該開口16。
在相對之該第一端20.1，該氣體通道26以一錐狀方式向下且向外擴大(加寬)。在這部份中，一氣體供應管30之一第二端30.2以一氣密方式插入。這端30.2係對應地呈截頭錐形(噴嘴狀)且其錐形端位在頂部。該端20.1形成該插座，且該端30.2形成該推入嵌合連接之插頭。
在該安裝位置，該氣體供應管30在外側且在該氣體供應接頭20之第一端20.1之稍下方具有一肩部32。亦呈管狀之一固結元件40之一環形內跟部42靠抵在該肩部32上。該固結元件40具有一內(螺絲)螺紋42i，且該內(螺絲)螺紋42i係螺合在該氣體供應接頭20之第一端20.1之外(螺絲)螺紋20.1a上，又，該第一端亦在其外側呈圓柱形。在該跟部42下方，該固結元件40本身以一管狀方式向下延伸直到一用以調整之外側轉動輪44之徑向部。
在這實施例中，該氣體供應接頭20與氣體供應管30之連接係藉由互相軸向插合之部份20.1、30.2產生，其中該推入嵌合連接係透過該固結元件40固結來防止鬆 弛(開啟)。
一安裝裝置60係透過一鉸鍊62可旋轉地安裝在 該對應冶金容器之外層50上，其中圖1顯示該安裝裝置延伸在該氣體供應接頭20及該氣體供應管30之第二端30.2上之安裝位置且具有一環形元件64。該環形元件64係藉助於一握把66固定在所示位置之該穩固外層50上。在如此做時，該元件64碰觸一噴嘴68，且該噴嘴68環繞該氣體供應接頭20之第二端20.2。該噴嘴68係在該氣體沖灌栓塞10下方之防火內襯之一部份。該氣體供應接頭20之第一端20.1向上突出超過該噴嘴68。
該安裝是簡單的，因為該安裝裝置60可在該氣 體供應管30卡在該氣體供應接頭20上且固定之前，在該所示位置旋轉。在該等部份20、30之氣密連接之前，該氣體沖灌栓塞10被確實地定位。該連接之氣體供應接頭20被準確地調整使得與該氣體供應管30之推入嵌合連接非常容易、準確且快速地發生。該氣體供應管30之長度是任意的。該氣體供應管30亦可由多數部份構成，且該等部份可再藉由一推入嵌合連接(或藉由其他裝置)以一氣密方式連接。
這對於依據圖2a-d之實施例亦是成立的。它與依據圖1之實施例主要不同的是以下特性：
- 該氣體供應接頭20係以一接頭之方式設計，且該接頭係與該氣體沖灌栓塞10之金屬基底14連接(在此為焊接)。該接頭只由該基底14向下突出10mm且在這端(20.1)類 似於依據圖1之氣體供應接頭20之第一端20.1地設計。類似地，這對於圖2a-d中之氣體供應接頭20之第二端20.2亦是成立的。換言之，在依據圖2a-d之例子中，該氣體供應接頭20及該連接之氣體供應管30係透過一推入嵌合連接連接。
- 依據圖2a-d之氣體供應管30未設計為一在該等端(30.1、30.2)之間之管(如在圖1中一般)而是設計為一厚壁圓柱體且同時達成作為一穿透保護部之目的。為了如此做，該氣體通道26係設計為在該第二端30.2與該第一端30.1之間之一種螺管(或螺旋管)。如果該金屬熔融物進入該氣體通道26，它將被徑向地導引至外側(沿該螺管)，因此該熔融物之通道是長的，以便可更快地冷卻該熔融物，直到它固化。這基本上是習知的且在此不再說明。
- 依據圖2a-d之氣體供應管30之第一端30.1係類似於依據圖1之氣體供應接頭20之第一端20.1地設計且作為另一氣體供應管70之連接，並且該另一氣體供應管70係類似於依據圖1之氣體供應管30地設計。
- 該安裝裝置60之環形元件64直接碰觸在安裝位置之該氣體供應管30之厚壁部份之底側。
- 該圖2a-d顯示這實施例之各個安裝步驟。首先，安裝該氣體沖灌栓塞10(具有一氣體供應接頭20)且加入該冶金容器之基底(圖2a)。
- 開啟該安裝裝置60。
- 接著將包括該穿透保護部之氣體供應管30卡在該氣 體供應接頭20上且螺合在一起(圖2b)。然後，旋轉該安裝裝置至兩部份20、30上(圖2c)且固結該部份30。
- 在最後步驟中，該另一氣體供應管70係以其上端70.2卡該氣體供應管30之下部份30.1上且類似地如同該等兩端20.1、30.2地透過一螺絲固結元件固結(圖2d)。
10‧‧‧氣體沖灌栓塞
10o‧‧‧上熱端
10p‧‧‧多孔部份
10u‧‧‧下冷端
12‧‧‧外金屬片外層(金屬外殼)
14‧‧‧金屬片基底
16‧‧‧開口
20‧‧‧氣體供應接頭
20.1‧‧‧第一端
20.1a‧‧‧外(螺絲)螺紋
20.2‧‧‧第二端
22‧‧‧焊接縫
24‧‧‧本體
26‧‧‧氣體通道
28‧‧‧固定螺栓
30‧‧‧氣體供應管
30.2‧‧‧第二端
32‧‧‧肩部
40‧‧‧固結元件
42‧‧‧跟部
42i‧‧‧內(螺絲)螺紋
44‧‧‧外側轉動輪
50‧‧‧外層
60‧‧‧安裝裝置
62‧‧‧鉸鍊
64‧‧‧環形元件
66‧‧‧握把
68‧‧‧噴嘴
G‧‧‧箭號

Claims (8)

  1. 一種用於冶金應用之氣體沖灌裝置，該等冶金應用包含一氣體供應管及一氣體沖灌元件，該沖灌裝置具有以下特徵：a)該氣體沖灌元件具有一陶瓷防火本體，該陶瓷防火本體具有一第一端及一第二端；b)該第二端係在該氣體沖灌元件與一金屬熔融物接觸之安裝位置；c)該第一端被一金屬外層覆蓋，且具有一開口，並且該開口與一氣體供應接頭連接；d)該氣體沖灌元件、該陶瓷防火本體及該氣體供應接頭係設計成使得一透過該氣體供應接頭供應之處理氣體流經該陶瓷防火本體且在該陶瓷防火本體之第二端離開該陶瓷防火本體；e)該氣體供應接頭係與該金屬外層連接且於其之自由端設計為一推入嵌合連接之一插頭或插座以與該氣體供應管之一對應插座或一對應插頭連接，及f)一具有一內螺絲螺紋的固結元件，其依據一蓋形螺帽將該推入嵌合連接與該氣體供應接頭之該自由端處的一對應外螺絲螺紋固結在一起。
  2. 如申請專利範圍第1項之氣體沖灌裝置，其中該氣體供應接頭由該連接區域開始延伸遠離該陶瓷本體至該金屬外層。
  3. 如申請專利範圍第1項之氣體沖灌裝置，其中該氣體供應接頭由該連接區域開始向該陶瓷本體延伸至該金屬外層。
  4. 如申請專利範圍第1項之氣體沖灌裝置，其中設計為一插頭之該氣體供應接頭在外側具有以下幾何形狀中之一幾何形狀：錐形，截頭錐形，稜形。
  5. 如申請專利範圍第1項之氣體沖灌裝置，其中設計為一插座之該氣體供應接頭在外側具有以下幾何形狀中之一幾何形狀：反錐形，反截頭錐形，反稜形。
  6. 如申請專利範圍第1項之氣體沖灌裝置，其中該氣體供應接頭具有一防止金屬熔融物侵入之穿透保護部。
  7. 如申請專利範圍第1項之氣體沖灌裝置，其中該氣體供應接頭具有一負壓閥。
  8. 如申請專利範圍第1項之氣體沖灌裝置，其氣體供應接頭在該供應氣體流之方向上具有一小於20cm之長度。
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