專利名稱：可更換的滑門閥磨損零件的制作方法
技術領域：
本發明是關于用在冶金容器上的滑門閥，更具體的說，是關于其中包括金屬出口在內的可更換的難熔金屬磨損零件。所指的出口限定了穿過閥門的金屬流動的通道。
滑門閥的難熔金屬磨損零件，特別指的是限制容器澆注口的底部出料口，和用于打開和關閉閥門、使金屬流動的固定閥板和活動閥板。這些零件都受到極嚴重的熱應力，因為，難熔金屬材料鄰近熔融金屬流開口，所以難熔金屬材料受到極高的溫度影響，并且，這些零件還受到相當低的溫度影響，因為難熔金屬材料鄰近這些零件的外園周邊緣。這些磨損零件經受這么大的熱梯度，由于難熔金屬的固有性質，是承受不住的。所以，在溫度的作用下，零件很容易膨脹或收縮，因而零件易于產生裂縫。當這種裂縫繼續擴展時，就有使零件裂開的趨向，于是給熔融金屬的泄漏提供了通路。為了這個原因，為防止構成磨損零件的難熔金屬材料在遭受由于熱而引起裂縫繼而產生裂開的現象，在實際應用中，圍繞這些磨損零件周圍，進行包圍或粘合。
在現有技術中，為粘合滑門閥的難熔金屬零件，采用了各種各樣的裝置，用以防止零件由于受熱而使難熔金屬材料引起裂縫以致產生的破裂。例如在美國專利中所介紹的那樣，美國專利號為3，831，825，固定板和可動板的難熔金屬閥板安置在帶槽的閥支承件中，在板零件和支承件之間存在著間隙，間隙用耐火水泥或沙漿充填，以便使閥板緊緊地固定在它們各自的槽座內，因此，在產生斷裂的情況下，依靠水泥或沙漿而將板零件捆敷在一起。
在美國專利中，專利號為4，063，668，各個難熔金屬材料閥板是用沙漿粘合在輕金屬殼體內，殼體在斷裂時同樣也起到包圍難熔金屬材料的作用，大家都知道，也可以利用條帶圍繞閥板的園周邊緣，來包圍難熔材料，還可以用合適的卡具或通過壓縮的方法，來包圍難熔金屬材料。
上述的每一種方法，在實踐中都存在著內在固有的缺陷，不能全面的解決問題。例如，在美國專利中介紹的裝置，專利號為3，831，825。因為當閥零件從閥構件內的支架中更換時，即費時又費力，所以存在著缺點。它需要用人力使零件斷裂;從零件的底座中取出，還要將剩余的水泥從底座表面取出。然后，將新閥安裝進去時需要采用新的水泥或沙漿，這些水泥或沙漿還必需用加熱的方法進行處理。
在美國專利中所介紹的裝置，專利號為4，063，668，以及象采用在零件的園周用條帶收縮的方法一樣，從另一方面來說，生產這種設備更加浪費，因而也就增加了設備的投資成本。
因此，本發明的目的就是為了改善上述存在的這些缺點。
按照本發明，提供了一種用以控制熔融金屬流動的滑門閥磨損零件。熔融金屬從容器的澆注口中流出，在容器中，可更換的磨損零件是難熔金屬零件，難熔金屬元件適于安裝在恰當的支架上，并且，為了使夾緊元件夾持零件，所以零件的園周邊緣呈傾斜狀。在裝配過程中，夾緊元件給零件的邊緣施加以壓緊力。壓緊力在平行于磨損零件表面的方向上產生一矢量分力，在零件有裂縫的情況下，此分力將零件包圍住;壓緊力在朝向磨損零件底座表面上產生一矢量分力，此分力使零件固定到支架構件上。最理想的情況是包含傾斜表面的磨損零件的園周邊緣，在圍繞零件的整個長度上，都是凸形曲線，并且夾緊元件包圍了整個零件表面，以確保通過零件全長施加的壓力包圍住難熔金屬材料。從垂直于磨損零件底座表面的軸線進行測量時，零件的傾斜角最好小于45°，當這個角度在5°和25°之間時，可以獲得最佳的夾緊效果。
結合附圖，對發明進行詳細的描述。在附圖中
圖1是按照本發明滑門閥機構的縱剖面圖，圖中表示工作時滑門閥固定在熔融金屬澆鑄容器上;
圖2是用于圖1中滑門閥機構的典型難熔金屬閥門板的放大縱剖面圖，圖中是沿圖3中2～2線剖視的;
圖3是圖2中的難熔金屬閥板的平面圖;
圖4是圖1中滑門閥的可更換出料咀的縱剖面圖，圖中是沿圖5中4～4線剖視的;
圖5是圖1中可更換的出料咀的平面圖;
圖6是沿圖1中6～6線的截面圖;
圖7是沿圖6中7～7線的放大截面圖;
圖8是與圖5類似，只是更詳細的表明圖1的滑門閥機構內的靜止閥板裝配情況。
下面介紹最佳實施例參照附圖1，圖中顯示澆注容器10，例如它是一個熔融金屬澆包或澆勺。容器10包括一個外殼12和難熔金屬的內襯里14。在容器底部有一個料口墊塊16，墊塊上有一個可更換的、帶通孔20的出料咀18，通孔是限定容器的澆注口徑的。滑門閥22環繞澆注孔20連接到容器10上，由于滑門閥構件的結構是眾所周知的，并且，它可以有各種各樣的結構形式，所以，為了對發明進行了解，關于結構問題，就介紹這些。
在所介紹的滑門閥構件中，包括一個用適宜的連接裝置連接到容器外殼12上去的固定板24，(連接裝置在圖中未畫出)。閥架26通過一個可脫開的連接裝置，和固定板24懸掛安裝。(連接裝置也未畫出)。這樣，為達到更換閥內的磨損零件的目的，就可以把閥架拆卸下來。關于這一點，將在下面敘述和解釋。和固定板24相連的是一對相對安置的承重桿28，桿和桿之間限定了空間30，空間30是用來安放固定到固定板24上的難熔金屬閥板32的，板32上帶有金屬流孔口34，它與穿過出料咀18的孔口20，在軸線方向上彼此對中。
順便指出，出料咀18上可以安裝一個可更換的延伸元件36，該元件放置在固定板24的底座38內，它的孔口40和孔口20對中，并在出料咀孔口20和閥板32的孔口之間延伸。
托架42滑動地安裝在閥架26的支承表面44上，并借助于連桿46連到驅動裝置上(驅動裝置在圖中未畫出)，將驅動裝置的往復運動傳給托架。已知的這種驅動裝置，通常是液壓操縱的或電力操縱的類型。托架42上包括可更換的難熔金屬閥板48，板48上的滑動表面50與固定閥板32上的相似表面相接合。通過使托架運動的方法，當閥板48上的孔口52和固定閥板32上的孔口34對準時，熔融金屬流就從容器10中流出。
為了在閥板32和48的滑動表面之間產生密封壓力，則安裝彈性推動板42向上靠住固定板的裝置。盡管可以采用許多熟知的彈性推動裝置中的任一種，但是在所介紹的裝置中，采用了包括具有中心孔口的彈簧壓力板54的彈性推動裝置。壓力板54安放在托架42內，并且放在一連串的壓力墊58上，利用放在托架42容座中的彈簧66，可將壓力墊58向上推動。
裝置內閥板48的下表面上，設置了可拆卸的相應的出料咀62，這與本發明沒有密切關系。該裝置包括園柱形殼體64，殼體上端用焊接或其他連接的方法圍繞孔口56連接到壓力板54上。殼體64的下端有螺紋66或其他連接裝置，用以和鎖緊螺母68相嚙合。螺母68和出料咀62相結合，并使62靠住閥板48的下表面。
如圖所示，托架26的70處和托架42的72處設有合適的孔口，以便容納出料咀62。此外，還可以使熔融的金屬能夠通過閥構件而流動。
按照本發明，滑門閥構件中的難熔金屬磨損零件，是具有特別的結構形狀，操作人員只要采用簡單的方法，就能將這些零件裝配到閥體內，而不必在零件和閥支承構件之間，使用水泥性質的粘合材料，并且，也不需要事先對磨損零件進行加工。例如在閥工作期間，難熔金屬發生斷裂的情況時，為了包圍住難熔金屬而采用的圍繞難熔金屬材料進行纏繞，或者采用金屬包裝構件的方法。
圖2和圖3中表示本發明中的一種典型難熔金屬閥板。僅僅是由于便于說明的原因，所介紹的閥板指定為包括液流孔口34的靜閥板32，因為在上進的滑門閥結構中，滑板32和48的結構形式是相同的。對于發明來說，結構外形的重點是不必要的。
圖2和圖3中所表示的閥板32，是一個具有滑動表面74的長形難熔金屬元件，該表面適于與相配的動閥板48的滑動而接合，固定表面76用來與間隙30內的固定板24的下表面接合。為了在出料咀延伸件36內的輔助槽中定位，固定表面76上可以安設一個高凸臺77。(閥板48與板32一樣，也具有滑動和固定表面，為了結合固定板32的滑動表面，以及為了與托架42內的壓力板54結合，這塊板的固定表面76上的高凸臺77是位于設想出料咀內的輔助槽中)。園周邊緣78圍繞板32分別在滑動和固定表面74和76之間延伸，為了與帶夾具的支承件相配合，在園周邊緣上包括一段傾斜部分。為了在周邊緣上施加以壓力，夾具上帶有輔助表面。表面80上的斜度是這樣限定的，即施加的壓力要產生一個平行于板表面74和76的、朝向板的幾何中心向內的矢量分力，以及一個垂直于表面方向的、確保使板能靠住支承表面的矢量分力。從垂直軸線上測量傾斜度時，斜角可以允許在5°到45°范圍內。但是最佳的角度為7°到20°。
雖然閥板32或48的周園可以是任何所希望的形狀，但是，其形狀為凸曲面時，發明的實踐效果最好。如圖3中的形狀。圖中板端部82的半徑小于邊緣84的半徑。
如在附圖中所示，利用夾緊元件86和88，分別可將靜閥板32和動閥板48固定在閥構件內的位置上，夾緊元件的接合表面基本上附在傾斜板表面上。這種夾緊元件最好是連續的環形元件，但是，本發明也打算采用多個具有限定長度的夾緊元件。
圖2和圖7介紹了將可動閥板48固定到壓力板55上的典型夾緊元件88。如圖中所示，夾緊元件88圍繞閥板48沿環形延伸，并用圍繞園周方向有一定距離的數個螺栓90固定到壓力板55上。最好如圖7中那樣，螺栓90的每個栓頭都座落在夾具88的凹槽92內，由于扭轉螺母94而施加一個力。螺母94將螺栓的螺紋端固定到壓力板54上。
圖8指出將靜閥板32固定到固定板16上去所使用的夾緊元件86的詳細結構。同樣，夾緊元件86最好用螺栓90來固定，螺栓90在夾緊元件86和環形支承環96之間，支承環安置在固定板24下表面中的環形凹槽98內，并與閥板32的固定表面76相接觸。
圖4和圖5表明與本發明相一致的出料咀延伸部分68的詳細結構。如圖中所示，延伸部分一般包括一個帶有通孔102的柱形套筒部分100，和一個大直徑的底部103，它有由套筒的直徑方向延伸的，由環形臺肩構成的定位表面104。出料咀36的下表面106的中心部位設置中心槽108，它是為了容納閥板32上的高凸臺77的。如圖所示，底端103的周邊緣上有傾斜表面110，它分別與閥板32和48上的傾斜表面相類似。如圖1中所示，傾斜表面110和環形卡環112上的附助表面接合，卡環112用螺栓114直接旋鈕到固定板24上。
通過本發明的實施例，可以了解到，除去在各個閥板32和48上的凸臺77和與其相鄰的出料咀36和62上的凹槽上采用易脆的密封灰漿116以外，所介紹的滑門閥機構內采用的磨損零件，都能以最低的成本進行生產，并且為了更換零件，也都能用最少的勞動量來進行裝配和拆卸。
權利要求
1.一種為引導熔融金屬流的可更換的磨損零件，包括帶有金屬流動小孔的難熔金屬材料機體，上述機體上有隔開的、相對面的、基本平行的平表面，其中一個表面是為了與固定座配合的固定表面，圓周邊緣圍繞難熔金屬機體在相對表面之間延伸，其特征在于上述圓周邊緣至少有一段是傾斜的，以提供施加壓力的支承表面，該壓力具有平行于表面的朝向金屬流動小孔的矢量分力，另一個矢量分力朝向上述固定表面。
2.按照權利要求7中所述的可更換的磨損零件，其特征在于基體的邊緣，圍繞它的整個圓周是曲線凸面形狀，并且傾斜的支承表面包括一個基本上均勻一致的連續的傾角。
3.按照權利要求7或8中的任一項權利要求中所述的可更換磨損零件，其特征在于支承面的傾斜角小于45°。
4.按照權利要求9中所述的可更換磨損零件，其特征在于支承表面的傾斜角在大約5°到大約45°之間的范圍內。
5.按照權利要求10中所述的可更換磨損零件，其特征在于支承表面的傾斜角在7°左右到20°左右的范圍內。
6.按照權利要求7-11的任一個可更換的磨損零件，其特征在于上述難熔機體確定一合適的孔咀。
7.按照權利要求7-11的任一權利要求的可更換的磨損零件，其特征在于上述難熔機體確定一閥板。
8.按照權利要求13和一種可置換的磨損零件，其特征在于上述平行的平表面用于與其合作的難熔構件的表面支承配合，而上述表面的另一表面為與一支承設備配合的固定表面。
全文摘要
發明介紹了用于滑門閥構件的可更換的難熔金屬磨損零件，為了降低這些零件的成本，以及便于將這些零件裝配到閥構件內，便于將它們從閥構件內的安裝位置里取出來，所以把這些零件作成圓周邊緣的形狀，為了與夾緊元件互相接合，邊緣呈傾斜的形狀。夾緊元件給與一個帶矢量分力的夾緊力，矢量分力在萬一材料發生斷裂的情況下，起到包圍難熔金屬而防止破裂的作用。此外，分力使零件相對于閥機構固定在安裝位置。
文檔編號B22D41/28GK1042504SQ89108859
公開日1990年5月30日 申請日期1989年11月25日 優先權日1985年10月10日
發明者厄爾·佩奇·沙普蘭, 喬治·托馬斯·沙普蘭, 帕特里克·達納·金, 加里·羅伯特·波爾克, 蘭德爾·李·斯托爾達 申請人:美國鋼鐵工程及顧問公司