UA74893C2 - Стопор для точного впорскування газу - Google Patents

Abstract

Даний винахід стосується моноблочного стопора, пристосованого для впорскування газу в процесі розливання розплавленого металу, який включає корпус стопора, що має внутрішню камеру (1) і випускний отвір для впорскування газу (2), отвір (3), що з'єднує внутрішню камеру (1) з випускним отвором для впорскування газу (2), пристрій калібрування (4), розташований в отворі (3) для забезпечення звуженого проходу. Цей стопор відрізняється тим, що пристрій калібрування включає стержень (4), який має щонайменше один осьовий канал для газу, що простягається вздовж нього, причому канал (и) для газу має такий переріз, щоб надати заданий опір потоку. Стопор за винаходом є набагато точнішим і може бути легко пристосований до різних експлуатаційних параметрів.

Description

Звичайно стопор обладнаний внутрішньою каме- дозволяє утворювати звуження з точно заданим рою, з'єднаною з пристроєм подачі газу на одному опором потоку. Також цей спосіб утворення не кінці та з випускним отвором для впорскування дозволяє утворювати дуже вузькі проходи. Необ- газу на іншому кінці. хідно розуміти, що позитивний тиск всередині сто-

Були розроблені різні системи для забезпе- пора означає, що тиск щонайменше дорівнює тис- чення подачі точно виміряного потоку газу в сто- ку зовні стопора. пор. При цьому виникли проблеми з герметизацією Згідно з іншою відомою системою, описаною, таких систем і забезпеченням проходження газу по наприклад, (у ЕК-А-2,787,045)|, створюється моно- заданій траєкторії та запобіганням його втраті. блочний стопор, пристосований для впорскування

Стопори, які виявилися успішними при вирішенні газу в процесі розливання розплавленого металу, багатьох із цих проблем, описані (в ЕР-А2-358.535, який включає корпус стопора, що має внутрішню

М/О-А1-00/30785 і ММО-А1-00/307861І. камеру і випускний отвір для впорскування газу,

Однак, навіть з урахуванням таких цінних вдо- отвір, що з'єднує внутрішню камеру з випускним сконалень, існує необхідність вирішення інших отвором для впорскування газу. Пристрій калібру- проблем. Одна така проблема є очевидною через вання зроблений у формі конічної фурми Вентурі, ефект, що виникає в процесі розливання великого вставленої у внутрішню камеру. Така конструкція об'єму розплавленого металу через носову части- пристрою калібрування не дозволяє гнучкості в ну стопора через випускний розливний стакан. На процесі виробництва. Крім того, необхідно вжива- кінчику стопора може створюватися негативний ти особливих запобіжних заходів для уникнення тиск, який може передаватися через випускний проблеми закупорювання конічної фурми Вентурі, отвір для впорскування газу до корпусу і назад у наприклад, пилом. трубопровід подачі газу, де він може використову- Даний винахід націлений на подолання або, вати будь-які невідповідні стики, спричинюючи щонайменше, послаблення вищезгаданих про- всмоктування повітря до потоку газу, що заподіює блем, пов'язаних зі стопорами відомого рівня тех- значну шкоду якості металу, що відливається. ніки і, зокрема, їхньої недостатньої точності.

Для усунення цієї небезпеки були запропоно- Згідно з одним аспектом даний винахід стосу- вані різні рішення, серед яких обмеження потоку ється такого моноблочного стопора, пристосова- газу всередині стопора, яке таким чином повинне ного для впорскування газу в процесі розливання створювати позитивний тиск всередині стопора. розплавленого металу, який включає корпус сто-

Наприклад, відоме просте звуження між внутріш- пора, що має внутрішню камеру і випускний отвір ньою камерою і випускним отвором для впорску- для впорскування газу, отвір, що з'єднує внутріш- вання газу, яке використовується для забезпечен- ню камеру з випускним отвором для впорскування ня контролю. За необхідного тиску розмір отвору газу, пристрій калібрування, обладнаний в отворі внутрішньої камери був розрахований з діаметром для забезпечення звуженого проходу. Цей стопор 0,2-0,5мм, і тому він є надзвичайно чутливим до відрізняється тим, що пристрій калібрування вклю- засмічення уламками або пилом, які переносяться чає стержень, який має щонайменше один осьо- потоком газу і таким чином спричинюють змен- вий канал для газу, що тягнеться вздовж нього, шення потоку. Також відомий і! спосіб встановлен- причому канал для газу має такий переріз, щоб ня газопроникної заглушки в стопор для забезпе- надати заданий опір потоку. чення необхідного звуження потоку і герметизації Заданий опір потоку каналів для газу, які тяг- стопора. Однак, у цих системах існує проблема нуться вздовж стержня, розраховано таким чином, зміни властивостей газопроникності вогнетривких щоб дозволяти дуже точний і надійний контроль матеріалів протягом експлуатаційного терміну співвідношення потоку газу/внутрішнього тиску служби стопора та схильності до швидкого збіль- та/або зберігати позитивний тиск газу всередині шення температури в процесі лиття, і через їхню стопора. недостатню точність вони знайшли обмежене ви- Використання такого стержня, який може користання. вставлятися в корпус стопора в самому кінці про-

Згідно з іншою відомою системою, описаною, цесу виробництва стопора, дозволяє крайню гнуч-

Інаприклад, у ОВ-А-2,254,274|, створюється моно- кість у настроюванні "заданого" опору потоку та- блочний стопор, пристосований для впорскування ким чином, щоб стопор за винаходом міг бути газу в процесі розливання розплавленого металу, пристосований до широкого діапазону експлуата- який включає корпус стопора, що має внутрішню ційних параметрів шляхом простої заміни стержня. камеру і випускний отвір для впорскування газу, Крім того, стержню, що виготовляється окремо, отвір, що з'єднує внутрішню камеру з випускним може приділятися набагато більше уваги, ніж тоді, отвором для впорскування газу, пристрій калібру- коли він виготовляється разом зі стопором, і тому вання, обладнаний в отворі для забезпечення він є набагато точнішим. Такі стержні знаходяться звуженого проходу. Пристрій калібрування утво- у продажу для використання їх як термоелектрич- рюється з використанням витратного пустотоутво- них оболонок. рювача для утворення частини отвору, що з'єднує В оптимальному варіанті стержень виготовля- внутрішню камеру з випускним отвором для впор- ється з газонепроникного вогнетривкого матеріалу, скування газу, таким чином забезпечуючи звуже- щоб уникнути витоків газу на рівні стержня, тим ний прохід щілинної форми, який, як, стверджують, самим збільшуючи точність калібрування. У пере- надає заданий опір потоку і прагне зберігати пози- важному варіанті матеріал також є зносостійким, тивний тиск всередині стопора. Однак, утворення щоб заданий опір потоку залишався постійним щілинного проходу з використанням витратного протягом усього терміну служби стержня. Відпові- пустотоутворювача є надзвичайно неточним і не дні матеріали включають муліт, обпалений алю-

мосилікат, глинозем, рекристалізований глинозем, окремому варіанті стержень тягнеться вгору і з'єд- цирконієвий глинозем та інші високовогнетривкі нується з пристроєм подачі газу. В цих умовах газ, матеріали, які мають необхідні властивості. що подається в стопор, надходить безпосередньо

У переважному варіанті осьовий канал (або у випускний отвір для впорскування газу через множина каналів), який тягнеться вздовж стержня, канал(и) для газу стержня без подачі у внутрішню має форму капілярного отвору(ів) чи прорізу(ів) камеру. Таке розташування усуває всі втрати газу, для збільшення втрати тиску. Однак, слід зазначи- які могли статися через газопроникність матеріалу ти, що також успішно використовувалися більші стопора. канали для газу - до 2 або Змм. Зокрема, найкра- Стопор згідно з винаходом може виготовляти- ще зробити канали так, щоб стопор працював в ся відповідно до різних способів виробництва. Згі- умовах швидкості звуку (газ проходить через ка- дно з першим способом стержень, який має що- нали зі швидкістю, яка щонайменше дорівнює найменше один осьовий канал для газу, швидкості звуку). Дійсно відомо, що в цих умовах спресовується з корпусом стопора. В оптимально- може бути отриманий набагато точніший потік га- му варіанті цього способу навколо стержня вста- зу, оскільки потік подачі газу не залежить від Зов- новлюється вогнетривка герметизуюча прокладка нішнього тиску на кінчик отвору для впорскування перед етапом опресування, щоб прокладка була газу і залежить тільки від тиску всередині стопора стиснута між стержнем і матеріалом, який утворює або всередині пристрою подачі газу. корпус стопора.

За бажанням у стержні утворюють множину Згідно з іншим способом виробництва стер- каналів. жень вставляється в отвір на пізнішій стадії. Стер-

Слід зазначити, що точне настроювання калі- жень може вставлятися в отвір через випускний брування може здійснюватися або шляхом зміни отвір для впорскування газу або через внутрішню загального перерізу каналів для газу, або довжини камеру. Можна додавати розчин або цемент на- стержня. вколо стержня для закріплення його всередині

Згідно з найоптимальнішим варіантом винахо- отвору. В переважному варіанті одна чи декілька ду стержень виступає з отвору над дном внутріш- герметизуючих прокладок можуть встановлювати- ньої камери. Таке розташування дійсно забезпечує ся навколо стержня перед його вставлянням для "пастку" навколо виступаючої частини стержня, вирівнювання можливих різниць у тепловому роз- яка затримує пил і частинки, наявні в стопорі, щоб ширенні різних матеріалів. Може бути необхідно вони не могли засмічувати канал(и) для газу. В вставляти з зусиллям герметизуючу прокладку в цьому випадку стержень повинен достатньо ви- отвір. В оптимальному варіанті матеріал проклад- ступати над дном внутрішньої камери для уник- ки захищений від окиснення за допомогою розчину нення того, щоб частинки не потрапляли до вхід- або цементу. Область отвору, призначена для них отворів каналів для газу. Досягти цієї мети встановлення герметизуючої прокладки, може дозволяє висота щонайменше 1см, в оптимально- бути сконструйована конічною, щоб герметизуюча му варіанті - щонайменше 2см над дном внутріш- прокладка була постійно стиснутою під час її вста- ньої камери. новлення і залишалася стиснутою протягом усього

Згідно з іншим варіантом втілення даного ви- терміну служби стержня. находу герметизуюча прокладка, яка в оптималь- Другий спосіб виробництва є більш оптималь- ному варіанті зроблена зі стисливого вогнетривко- ним з кількох причин: він дозволяє мати конструк- го матеріалу, встановлюється між щонайменше цію стандартного стопора, що тільки в самому кінці частиною стержня і стінками отвору. Для цього виробничого процесу пристосовується до конкрет- придатні прокладки з графіту малої щільності. них експлуатаційних параметрів, він також усуває

Прокладка може встановлюватися на місце або в брак внаслідок можливого пошкодження калібро- процесі виготовлення стопора, або на пізнішій ваного стержня в процесі операцій пресування і стадії. подальшого випалу.

Можливо, щоб стержень доходив до випускно- В окремому варіанті другого способу виробни- го отвору для впорскування газу; цей варіант вті- цтва нижня область отвору має внутрішню різьбу і лення викликає особливий інтерес, коли канали призначена для встановлення в неї пористого для газу зроблені в стержні як капілярні отвори вкладиша з зовнішньою різьбою. Цей вкладиш або прорізи. Це дозволяє впорскувати газ у розп- виконує функцію розсіювання газу при впорску- лавлений метал як тонкий струмінь газу, замість ванні в розплавлену речовину та захисту нижньої великих пухирців. В іншому варіанті також можли- частини стержня (від проникнення розплавленої ве встановлення пористого матеріалу в тій частині речовини) і герметизуючої прокладки (від окиснен- отвору, яка розташована між нижнім кінцем стерж- ня). У цьому випадку пориста заглушка також мо- ня і випускним отвором для впорскування газу. же контактувати з нижньою частиною герметизую-

При такому розташуванні струмені газу розсіюють- чої прокладки, щоб вона також сприяла ся й перетворюються на дисперсію дрібних пухир- підтриманню прокладки в стиснутому стані. ців. Згідно з оптимальним варіантом втілення по- В іншому варіанті способу виробництва, який риста заглушка вставляється в отвір через відповідає випадку, коли стержень тягнеться вгору випускний отвір для впорскування газу. і приєднується до пристрою подачі газу, спосіб

Звичайно стержень виступає над дном внут- також включає етап приєднання стержня до при- рішньої камери лише на декілька сантиметрів, щоб строю подачі газу. канал(и) для газу, який тягнеться по осі вздовж Тепер деякі варіанти втілення винаходу будуть нього, сполучався з внутрішньою камерою і випус- описані за допомогою прикладів з посиланням на кним отвором для впорскування газу. Однак, в супровідні графічні матеріали, на яких Фіг.1-4 є схематичними зображеннями нижньої частини стопори зображені на Ффіг.2-4, але стержень 4 ви- чотирьох. стопорів згідно з різними варіантами ступає над дном внутрішньої камери 1, щоб пил і втілення винаходу. частинки, наявні у внутрішній камері 1 (які, напри-

На цих фігурах посилання 1 позначає внутріш- клад, переносяться потоком газу або утворюються ню камеру, утворену всередині корпусу стопора. внаслідок стирання всередині стопора), не могли

Внутрішня камера 1 сполучається з пристроєм потрапити до вхідних отворів каналів для газу. подачі газу (не показаний). Стопор також має ви- Фіг.3 показує окремий варіант втілення, який пускний отвір для впорскування газу 2, розташо- відрізняється тим, що стержень 4 і прокладка з ваний на найнижчому кінчику стопора. Отвір З графіту малої щільності 5 були спресовані зі сто- з'єднує внутрішню камеру 1 з випускним отвором пором. для впорскування газу 2. Стержень 4 розташова- Фіг.4 показує інший варіант втілення, який від- ний в отворі 3. Стержень 4 має один чи декілька різняється тим, що пориста заглушка 6 була вста- осьових каналів для газу, які тягнуться вздовж влена в дірку, просвердлену навколо отвору З на нього. Загальний переріз каналів для газу розра- рівні випускного отвору для впорскування газу 2. ховується таким чином, щоб надати заданий опір Посилання: потоку для збереження позитивного тиску газу 1. Внутрішня камера всередині стопора. Герметизуюча прокладка 5, 2. Випускний отвір для впорскування газу зроблена з графіту малої щільності і встановлена 3. Отвір навколо стержня 4, дозволяє уникнути витоків газу 4. Стержень і тим самим підвищує точність системи. 5. Герметизуюча прокладка

Стержень 4 стопору на Ффіг.1 знаходиться на 6. Пористий матеріал одному рівні з дном внутрішньої камери 1. Подібні 1 | " - й а й ки й роди л 5 і

ЛЗ при З - а 2- Фіг 2-7 Фіг

А «ЛА й й й 5 ЛИД

Кор з гай 2 «2 27 | 6

Що я ше

ФІГ. З ФІГ. 4

Комп'ютерна верстка Т. Чепелева Підписне Тираж 26 прим.

Міністерство освіти і науки України

Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна

ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ - 42, 01601