UA72568C2 - Стійка до утворення тріщин клапанна дошка для засувки, що контролює потік розплавленого металу - Google Patents

Abstract

Винахід стосується вогнетривкої дошки (1) для шиберної засувки, яка має зливний отвір (3), окреслений колом С з центром (4), щонайменше частина країв (15, 16, 17, 18) дошки (1) спрямовані під кутом, щоб оптимально зосередити зусилля затиску в зоні дроселювання та навколо зливного отвору.

Description

траєкторією ковзання дошки. Однак, необхідно ясно розуміти, що це поняття переважної траєкторії ковзання є внутрішньою характеристикою дошки за винаходом, і що ця дошка може ковзати в шиберній засувці у напрямку, який не є оптимальним чи переважним. Дошка має отвір (зливний отвір) для пропускання розплавленого металу. Найчастіше зазначений отвір є круглим, точніше, він окреслений колом

С з діаметром Ф. Отвір розміщується несиметрично щодо центру в середині між паралельними сторонами прямокутника Є.

З метою побудови прямокутник ЕК розділений на чотири квадранти двома перпендикулярними лініями, які перетинаються в центрі кола С, і одна з цих ліній проходить посередині між паралельними сторонами прямокутника К. Кожний квадрант має діагоналі, що перетинаються: діагоналі 01, 03, 05, 07, які з'єднують центр кола С з кутами прямокутника К, та діагоналі 02, 04, 06 і 08, які з'єднують суміжні перетини перпендикулярних ліній, що перетинаються в центрі кола С, зі сторонами прямокутника К.

Зливний отвір зміщений по поздовжній осі для того, щоб дроселювання могло здійснюватися на більшій площі. Зливний отвір також може бути злегка зміщеним по осі, перпендикулярній до поздовжньої осі.

Дошка має краї, спрямовані під кутом (зображені як зрізані кути прямокутника К), для зосередження зусиль затиску до зони біля отвору та до зони дроселювання, щоб запобігти утворенню та розширенню тріщин у ній.

Згідно з винаходом щонайменше частина країв визначається таким чином: - краї, найдальші від зливного отвору (таким чином, найближчі до зони дроселювання), відхиляються максимум на 5" від напрямку діагоналей, які не перетинають відповідного кута, та - краї, найближчі до зливного отвору (таким чином, найдальші від зони дроселювання), відхиляються максимум на 5" від одного з нижченаведених напрямків: (ї) - напрямку, перпендикулярного до діагоналі, що перетинає відповідний кут; (її) - напрямку іншої діагоналі відповідного квадранта; (ії) - напрямку, проміжного між напрямками (Її) і (ії).

Заявники дійсно встановили, що така форма дошки оптимально зосереджує зусилля затиску на двох різних зонах дошки. З одного боку, зона дроселювання підтримується в стисненні, запобігаючи таким чином появі тріщин у цій області, а з іншого боку, периметр зливного отвору також підтримується в стисненні, запобігаючи таким чином розширенню тріщин, які розходяться від зливного отвору.

Заявники помітили, що нова конструкція дошки має надзвичайні переваги. По-перше, спостерігається набагато менше тріщин. По-друге, навіть якщо вони все ще з'являються, тріщини не розширюються до країв дошки, так що проникнення повітря помітно знижується. | по-третє, коли дошка за винаходом використовується разом з відповідним затискним пристроєм, тріщини, якщо вони є, утворюються тільки в допустимій зоні. Тобто, вони не утворюються в зоні дроселювання й також не утворюються безпосередньо в зоні між зливним отвором та найближчими краями.

Дошка може бути симетричною відносно її поздовжньої осі, але в переважному варіанті втілення дошка несиметрична відносно поздовжньої обі.

Завдяки цій асиметрії дошка може встановлюватися тільки в одному положенні у верхньому заглибленні та в одному положенні в нижньому заглибленні, так що опорна поверхня дошки стає її ковзною або робочою поверхнею, коли дошка переходить з одного положення до іншого у випадку, якщо бажаним є повторне використання дощок.

Дошка може мати тільки чотири краї, які визначені вище, але щоб уникнути гострих кутів, вона може мати більше країв. У такому випадку додаткові краї можуть (або не можуть) бути паралельними та/або перпендикулярними до поздовжньої обі.

Необхідно розуміти, що, згідно з даним винаходом, дошка необов'язково повинна бути полігональною.

Навпаки, якщо навколо дошки використовується затискна стрічка, така затискна стрічка може застосовувати місцеві механічні навантаження (які можуть спричинити тріщини) до вершини, визначеної суміжними краями. Тому вигідно, щоб кут був округленим.

У переважному варіанті втілення тільки частини країв відповідають вищезгаданому визначенню. Краще, щоб решта країв складалася з кривих, що з'єднують зазначені частини країв, і найкраще з перехідного радіуса зазначених країв.

Фіг.1 і2 є видом зверху дощок за винаходом.

З посиланням на Фіг.1, на якій відповідні номери позначають відповідні деталі на фігурах, винахід стосується клапанної дошки 71, що використовується в шиберній засувці для регулювання потоку розплавленої сталі або іншого металу від проміжного розливного пристрою до ливарної форми або від ковша до проміжного розливного пристрою.

Дошка 1 має отвір З для розливання потоку розплавленого металу. Зазначений зливний отвір З окреслений колом С з центром 4. На Фіг.1 зображена дошка з некруглим зливним отвором, а на Фіг.2 показана дошка зі зливним отвором 3, який співпадає з колом С. Прямокутник Е зображений на Ффіг.1 і 2.

Прямокутник КЕ окреслює дошку 1 і його довші сторони паралельні траєкторії ковзання дошки в шиберній засувці.

З метою побудови необхідно накреслити дві перпендикулярні лінії 5 і 6, які перетинаються в центрі 4 кола С і є паралельними коротким та довгим сторонам прямокутника К. Ці лінії таким чином визначають чотири квадранти прямокутника К. Кожний квадрант має діагоналі, що перетинаються: 01, 03, 051 07, які з'єднують центр 4 кола С з чотирма кутами (7, 8, 9, 10) прямокутника К, та 02, 04, 06 і 08, які з'єднують суміжні точки перетину (11, 12,13, 14) ліній 5 і 6 зі сторонами прямокутника К.

Згідно з винаходом краї дошки, спеціально розроблені для зосередження зусиль затиску в зоні дроселювання, тобто краї 15 і 16, які є найдальшими від зливного отвору 3, і таким чином найближчими до зони дроселювання, мають щонайменше частину (до якої застосовуватимуться зусилля затиску), яка паралельна діагоналі 02 або 04 квадранта, що включає зазначений край.

На Фіг/1 і 2 щонайменше частина краю 15 паралельна діагоналі 02 і щонайменше частина краю 16 паралельна діагоналі 04. На Фіг.1 краї 15 і 16 повністю паралельні до діагоналей 02 і 04, у той час як на

Фіг.2 тільки частина країв 15 і 16 паралельна діагоналям 02 і 04.

Краї дошки, що спеціально розроблені для зосередження зусиль затиску навколо зливного отвору 3,

тобто краї 17 і 18, які є найближчими до зливного отвору 3, можуть розміщуватися перпендикулярно діагоналям 05 або 07 квадранта, який включає зазначений край, або, іншими словами, паралельно напрямкам 19 або 20, визначених як перпендикулярні діагоналям 05 або 07. Цей варіант втілення проілюстрований на прикладі обох країв 17 і 18 на Фіг.2, які перпендикулярні діагоналям 05 або 07 відповідно.

Альтернативно ці краї 17 і 18 можуть розміщуватися паралельно діагоналям 06 або 08 квадранта, який їх включає, як проілюстровано на прикладі країв 17 і 18 на Фіг.1, які паралельні діагоналям 06 або 08.

В іншому варіанті краї 17 і 18 можуть спрямовуватися в напрямку, що знаходиться між двома напрямками, визначеними вище.

Краї 15, 16, 17 ї 18 можуть стикатися один з одним, визначаючи таким чином чотирикутну дошку 1, визначену з'єднаними діагоналями 02, 04, 06 і 08. Безумовно, щоб уникнути механічних навантажень, бажано уникати таких гострих кутів. Тому бажано, щоб краї 15, 16,17 і 18 не стикалися безпосередньо. Вони можуть відокремлюватися прямими лініями, бажано паралельними сторонам прямокутника, як зображено на Фіг.1.

Ще краще, щоб вони відокремлювалися перехідними кривими.

На Фіг.2 краї 15 і 16 та краї 17 і 18 з'єднуються перехідними радіусами 21 і 22. Згідно з винаходом важливим параметром є спрямованість країв 15, 16, 17 і 18, яка визначає те, як вони зосереджують зусилля затиску, щоб уникнути тріщин. Їхнє положення відносно зливного отвору 3, тобто положення країв 15, 16, 17 і 18 відносно відповідних діагоналей 01, 03, 05 і 07, є менш важливим для цих критеріїв. Однак бажано, щоб краї 15, 16, 17 і 18 не були занадто довгими, щоб уникнути механічних навантажень через гострі кути, і не занадто короткими для ефективного зосередження зусиль затиску в тих місцях, де це необхідно.

Тому краї, найближчі до зони дроселювання, тобто краї 15 і 16 (або їхні проекції), повинні переважно перетинати коротку сторону прямокутника ЕК в області, що знаходиться відповідно між 1/8 і 3/3 та між 5/8 і 7/8 довжини короткої сторони прямокутника К.

Ця вимога менш важлива для іншої сторони дошки (тобто сторони, де краї є найближчими до зливного отвору), так що краї 17 і 18 (або їхні проекції) повинні переважно перетинати коротку сторону прямокутника

Е в області, що знаходиться між 1/10 і 9/10 довжини короткої сторони прямокутника Є.

Щоб визначити, чи дошка розроблена згідно з винаходом, чи ні, необхідно побудувати прямокутник Є, який окреслює дошку. Якщо дошка не має правильної форми, що звичайно має місце, існує безмежна кількість прямокутників, які окреслюють зазначену дошку. Однак існує тільки один прямокутник К, що окреслює дошку, краї якого паралельні переважній траєкторії дошки. Переважна траєкторія дошки може бути легко обчислена. Дійсно, згідно з визначеним вище правилом побудови дошки відомо, що на найдальшій стороні від зливного отвору щонайменше частина країв 15, 16 дошки 1 повинна бути паралельна діагоналі 02 або 04 квадранта прямокутника Е. Тому, якщо продовжити ці частини країв, доки вони не перетнуться, можна визначити сектор, що має вершину, яка є точкою перетину продовжених країв і 16. Цей сектор аналогічний сектору, визначеному діагоналями 02 і 04 та їхньою вершиною 11.

З іншого боку, існує щонайменше одна (але часто безмежна кількість) пара паралельних ліній (Е1, Е2), з яких одна (ЕТ) включає центр 4 кола С, яке окреслює зливний отвір 3, а інша (Е2) є дотичною до краю дошки, який є найдальшим від зливного отвору 3. Для кожної пари паралельних ліній (Е1, Е2) існує тільки одна лінія (ЕЗ), яка є перпендикулярною до обох паралельних ліній Е1 і Е2, та яка включає центр 4 кола С, що окреслює зливний отвір 3.

Нарешті, існує тільки одна з комбінацій цих ліній (ЕЇ, Е2, ЕЗ), в якій Еї і ЕЗ збігаються з перпендикулярними лініями 5 і б, що використовуються для побудови дошки. Отже, якщо вершина вищезгаданого визначеного сектора переноситься (шляхом зміщення) на точку перетину перпендикулярних ліній Е2 і ЕЗ, існує тільки одна можлива спрямованість цих ліній (Е2 і ЕЗ) для того, щоб лінії, які утворюють визначений вище сектор, збігалися з діагоналями 02 і 04, та щоб точка перетину ліній Е2 і ЕЗ збігалася з вершиною 11. Відповідно до правила побудови точки перетину діагоналей 02 і 04 з лінією Е1 (яка таким чином збігається з лінією 5) повинні бути на межі дошки або за межами дошки, але ніколи не на дошці.

Обчисливши цю спрямованість, можна легко накреслити прямокутник Е, який має сторони, що паралельні лініям 5 і 6 (або Е1 і Е2). и Фен 5 і оц зм і м : щи р і жна панни НИ й Бе

КО. я М що нини ек дня ен кс нин І х од шо в . и м х о пи Енн сив ши ей яке т шк ьУЯ 1 вия ще Фіг

-й5 й 5 и Шо; 4 ій че вт питне пли ем нн - ше я ре. тек ри в - й їв : ех і пИшя їз рив ох еф і

Н оф ше мк В у ,д Ох ва щ і Ї Мк --кй -2- риття тр пт я г ри і хі 2 ет Ка : ре чи оди КЗ : ий - ія ри В ів

Я а з шк р ;

Я рах, до : рн я, г.