Opis patentowy opublikowano: 1986 06 16 134 789 Int. CL3 B22D 41/08 F27D 3/15 Twórca wynalazku: Uprawniony z patentu: STOPINC AKTIENGESELLSCHAFT, Baiar (Szwajcaria) Zawór tarczowy obrotowy otworów oprózniajacych zbiorników metalurgicznych PirzedmiLdtetm wynalazku jest zawór tarczowy o- brotowy otworów oprózniajacych zbiorników me¬ talurgicznych, zwlaszcza kadzi odlewniczych.Znany jest z opisu patentowego RFN nr 1 9110 247 zawór tarczowy obrotowy wylewu dennego kadzi metalurgicznych, w którym na metalowej czesci podporowej, osadzonej w dennicy kadzi metalur¬ gicznej, wsparta jest swoim obwodem nierucho¬ ma plyta tarczowa z asymetrycznie usytuowanym otworem wylewowym, przy czyim ta plyta tarczo¬ wa wykonana jest z materialu ogniotrwalego. We¬ wnatrz metalowej czesci podlporowej osadzona jest obrotowo walcowa ksztaltka z wykladzina ognio¬ trwala i równiez z asymetrycznie usytuowanym otworem wylewowym, który przebiega tak, ze je¬ go ujscie znajduje sie w osi symetrii tej walcowej ksztaltki ogniotrwalej.Metalowa czesc podporowa i walcowa ksztaltka z wykladzina ogniotrwala sa utrzymywane w ksztaltce muflowej kadzi metalurgicznej za pomo¬ ca pierscieni przymocowanych srubami do meta¬ lowego plaszcza dennicy. Walcowa ksztaltka z wy¬ kladzina ogniotrwala jest wprowadzana w ruch obrotowy poprzez uzebienie wykonane na jej wy¬ stajacym koncu.Pomimo, ze wspólpracujace ze soba plaskie po¬ wierzchnie slizgowe nieruchomej plyty tarczowej i obrotowej ksztaltki walcowej znajduja sie po¬ wyzej plaszcza dennicy, to znaczy w poblizu we¬ wnetrznej powierzchni dennicy, przez co sa one u- 2 trzymywane w odpowiedniej temperaturze i przez co nie zachodzi zjawisko krzepniecia cieklego me¬ talu w obszarze zaworu, to jednak" nalezalo sie pogodzic z 'takimi isitotnymi wadami tego rozwia- 5 zania jak: uciazliwy montaz i demontaz zaworu o- raz sitoisowanie wielkogabarytowych i trudno wy¬ mienialnych czesci ogniotrwalych zaworu.Celem wynalazku jest skonstruowanie takiego zaworu tarczowo obrotowego otworów opróznia¬ lo jacych. zlbiorników metalurgicznych, który bedzie prosty w konstrukcji, skuteczny w dzialaniu i w którym bedzie mozna latwo i szybko dokonac wy¬ miany jego ogniotrwalych czesci nawet wtedy, gdy wspólpracujace ze soba powierzchnie slizgowe tar- 15 czowych ksztaltek beda usytuowane gleboko we¬ wnatrz naczynia, metalurgicznego.Cel ten, zgodnie z wynalazkiem, osiagnieto przez to, ze nieruchoma czesc podporowa zaworu i o- brcitowa czesc podporowa zaworu wykonane zo- M staly jako osadzone wspólsrodkowo, jeden w dru¬ gim, elementy tulejowe, których polozenie wzgle¬ dem siebie jest ustalone zarówno w kierunku pro¬ mieniowym jak i poosiowym, przy czym na jed¬ nym koncu kazdej czesci podporowej wsparta jest 29 jedna z dwu znanych ogniotrwalych plyt tarczo¬ wych, z których zawieradlowa plyta tarczowa osa¬ dzona jesft ponadto w kolnierzu .posredniej tulei kolnierzowej, która jest wstepnie naprezona w kierunku osiowym wzgledem obrotowego elemen-, io tu tulejowego i jest z nim polaczona w sposób 134 789* 134 789 4 zapewniajacy wspólny obrót. Nieruchoma 'czesc podporowa jest podzielona poprzecznie na wiele wzdluznych odcinków tulejowych, które polaczo¬ ne sa ze soba z zastosowaniem miedzy nimi izolu¬ jacych cieplnie warstw.Nieiruchoma czesc podiporowa posiada od strony czola przymocowany rozlacznie koncowy odcinek tulejowy z kolnierzem oporowym, w którym osa¬ dzona jest nieiruchoma plyta tarczowa. Nieruchoma czesc podporowa sklada sie z dwóch odcinków tu¬ lejowych, które sa polaczone ze soba rozlacznie za pomoca kolnierzy i sru)b, przy czym za pomoca jednego z tych kolnierzy przymocowana jest nie¬ ruchoma czesc podiporowa do plaszcza z)biornika a odcinek tulejowy, który lezy na zewnatrz plasz¬ cza zbiornika lozyskuje element tulejowy, stano¬ wiacy obrotowa czesc podiporowa.Element tulejowy, stanowiacy obrotowa czesc podporowa ma na swoim wystajacymi na zewnatrz koncu wieniec zebaty, który sluzy do obrotowego napedu obrotowej czesci podporowej. Wieniec ze¬ baty obejmuje kielichowo wystajacy na zewnatrz koniec nieruchomej czesci podporowej. Posrednia tuleja kolnierzowa stanowi mocowanie dla izola¬ cji cieplnej umieszczonej na zewnetrznej plaskiej stronie zawieradlowej plyty tarczowej i tulei wy¬ lewowej dla cieklego metalu.Posrednia tuleja kolnierzowa przylega do popy- chaczy, które prowadzone sa w kierunku wzdluz¬ nym w elemencie tulejowym, stanowiacym obroto¬ wa czesc podporowa i sa dociskane na swoich le¬ zacych na zewnatrz koncach przez elementy spre¬ zyste, które umieszczone sa na obrotowej czesci podporowej. Korzysci wynikajace z zastosowania wynalazku polegaja na tym, ze z jednej strony umozliwia on wykorzystanie rozpowszechnionych i prostych w produkcji ogniotrwalych plyt tarczo¬ wych takze przy glebokim ich wbudowaniu do zbiornika metalurgicznego, a z drugiej strony — przy niewielkich nakladach, mianowicie przez do¬ pasowanie dlugosci tulei podporowej, mozna te gle¬ bokosc wbudowania ogniotrwalych plyt tarczowych regulowac w zaleznosci od istniejacych warunków, jak na przyklad grubosci wymiurówki zbiornika metalurgicznego i.t.p.Ponadto wrazliwe na wysokie temperatury me¬ chaniczne czesci zaworu, jak na przyklad elemen¬ ty sprezyste i lozyska moga przy tym znajdowac sie na zewnatrz plaszcza zlbiornika metalurgiczne¬ go, w obszarze stosunkowo niskich temperatur.Ze wzgledu na to, ze przedmiot wynalazku, moze byc stosowany przy róznych temperaturach i przy róznych. procesach wytapiania metali, przeto po¬ jecie „ogniotrwaly" jest naturalnie w. ramach przedmiotowego wynalazku rozumiane tak, ze wy¬ stepujace w zaworze czesci lob materialy, które wchodza w bezposredni kontakt z cieklym meta¬ lem, powinny miec wystarczajaca wzgledem tego cieklego metalu trwalosc, do róznych (i o róznych temperaturach) wytopów.Przedmiot wynalazku jest blizej objasniony w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia zawór wbudowany w dennice zbior¬ nika metalurgicznego w przekroju wzdluznym, a fig. 2 — posrednia tuleje kolnierzowa i osadzona w niej zawieradlowa plyte tarczowa z materialu o- gniotrwalego w przekroju poprzecznym.Przedstawiony na fig. 1 zawór jest zamontowa- 5 ny w metalurgicznym zbiorniku w celu opróznia¬ nia tego zbiornika z zawartego w nim cieklego metalu. Zawór ten jest przymocowany rozlacz¬ nie do metalowego plaszcza 2, lub do przyspawa<- nej do tego plaszcza plyty posredniej, srubami 10 19.Zbiornik jest wewnajtrz wylozony ogniotrwala wykladzina 4. W wykladzinie znajduje sie ognio¬ trwala tuleja 6 umieszczona nad otworem 3 w plaszczu zbiornika, obejmujaca zawór. Z tuleja 6 polaczona jest zaprawa 7 ksztaltka muiflowa 8, posiadajaca szeroki, stozkowy otwór 9. Ogniotrwa¬ la tuleja 6 i ksztaltka muflowa 8 moga pozosta¬ wac wibudowane -przez, dlugi czas eksploatacji i byc wymieniane przykladowo razem z wykladzi¬ na 4. Górna powierzchnia nieruchomej plyty tar¬ czowej 20 oddzielona jest od dolnej strony ksztalt¬ ki muflowej 8 szczelina pierscieniowa 1 wypelnio¬ na zaprawa, która obejmuje otwór 9. W szczeli¬ nie znajduje sie warstwa izolujaca 5, przyklado¬ wo z tjgniotrwalej tkaniny. Warstwa izolujaca 5 jest kazdorazowo wymieniana przy ponownym wbudowywaniu ogniotrwalych plyt tarczowych 20 i 40.Nieruchoma plyta tarczowa 20 i zaiwieradlowa plyta tarczowa 40 sa plaskie i przewaznie iden¬ tyczne. Powierzchnia slizgowa 23, która tworzy plyta tarczowa 20, przylegaja/ca pod naprezeniem wstepnym do zawieraidlowej plyty, tarczowej 40, znajduje sie po wewnetrznej stronie plaszcza 2, przez co obszar otworu wylewowego, znajdujace¬ go sie w zbiorniku metaluangicznym, utrzymywany jest we wzglednie wysokiej temperaturze. Jest to wspomagane jeszcze przez gleboki otwór 9, który zapewnia duza powierzchnie styku miedzy wyto¬ pem i plyta tarczowa 20.W znany sposób przez obrót plyty tarczowej 40 mozna znajidujacy sie w niej otwór 42 doprowa¬ dzic do zgodnosci z otworem 22 plyty tarczowej 20, lub otwór 22 zamknac. Obrdtowa zawieradlowa plyta tarczowa 40 moze zawierac jak zwykle tak¬ ze wiecej otworów. Nieruchoma plyta tarczowa 20- i ofbrotowa zawieradlowa plyta tarczowa 40 u- trzymywane sa na jednym koncu stalej lub obro¬ towej czesci podporowej. Przy tym jak widac, nie¬ ruchoma oraz obrotowa czesc podiporowa ultworzo- ne sa zasadniczo jako wispólosiowo lezace jeden w drugim elementy tulejowe. Zamocowanie zawiera- dlowej plyty tarczowej 40 na obrotowym elemen¬ cie podiporowym 30 nastepuje przy tym poprzez posrednia tuleje kolnierzowa $4. Stala i obrotowa czecc zamykajaca sa zalbezpieczone przed poosio¬ wym i promienliowym przesunieciem wzgledem cie¬ bie za pomoca walcowych lozysk 24, 25.Nieruchoma czesc podiporowa jest podzielona na odcinki tulejowe 10, 11 i 12. W miejscach pola¬ czen tych czesci znajduja sie ogniotrwale warstwy 26 wzglednie 27, 28, które znacznie ograniczaja odplyw ciepla z obszaru zaworu na zewnatrz.Koncowy odcinek tulejowy 10 jest .polaczony ze 20 25 30 35 40 45 50 55 60134 789 srodkowym odcinkiem tulejowym 11 rozlacznie wieloma srutami 15 od strony czola kolnierza 14 odcinka tulejowego 10, na kitóryim osadzona jest nieruchoma plyta tarczowa 20. Odcinki tulejowe 11 i 12 maja -kolnierze 16 wzglednie 17, które sa polaczone odpowiednia iloscia srub 18. Kolnierz 16 sluzy przy tym do umiejscawiania i mocowania srubami 19 calego ukladu podporowego do plasz^ cza 2 zlbiornika.W odcinku tulejowyim 12 lezacym na zewnatrz plaszcza 2 zlbiornika jest ulozysfcowany element tulejowy 30, Stanowiacy obroltowa czesc podporo¬ wa. Na górnej czolowej sitronie elementu tulejo¬ wego 30 osaidzonylch jest wiele, na przyklad trzy, kolki za dnio dopasowane otwory posredniej tulei kolnie¬ rzowej 34, w celu jej obrotowego napedu (pa'trz tez fig. 2). Do obrotowego napedu zawieradlowej plyty tarczowej 40 w posredniej tulei kolnierzo¬ wej sluzy styczny klin 35, który przylega do bocz¬ nej powierzchni zabierajacej, w zasadzie kolowej plyrty tairczówej 40. W taki sam sposób zabezpie¬ czona jest nieruchoma plyta taTczowa 20 na kol¬ nierzu 14 koncowego odcinka tulejowego 10, . za pomoca klina .21.Ponizej zawieradlowej plylty tarczowej 40, w górnej czesci tulei wylewowej 44 jest umieszczo¬ na izolacja cieplna 43, która powstrzymuje odjplyw ciepla z plyty tarczowej na zewna|trz. W posrednia tuleje kolnierzowa 36 wcisnieta jest tuleja wyle¬ wowa 44, która zabezpiecza metalowe czesci za¬ woru przed skutkami dzialania cieklego metalu.Izolacja cieplna 43 i tuleja wylewowa 44 moga byc wykonane jako jeden luib. wieloezesciowy e- lement z lekkiego i porowatego materialu, na przyklad wlóknistego luib plytkowego materialu ogniotrwalego.Kolnierz 34 posredniej tulei., kolnierzowej 36 przylega do górnych konców trzech popychaczy 38, które sa poosiowo przesuwane w obrotowym ele¬ mencie tulejowyim 30, i które sa rozmieszczone przestawnie wzgledem kolków zabierakowych 37.Na dolne, wzglednie wystajace na zewnatrz kon¬ ce popychaozy 38 naciska pierscien 46, który do¬ ciskany jest przez przykladowo trzy elementy spre¬ zyste 48, rozmieszczone na obwodzie. Dotyczy to przewaznie sprezyn talerzowych 48, których pakie¬ ty nalozone sa na kofflki 47 i napiete nakretkami 49. Brzez te elementy sprezyste, które tak jak pierscien 46 imniesactzone sa na obrotowej czesci (podporowej, mozna nasltawiac poprzez popychacze 38 i kolnierz 34 zadany docisk powierzchniowy miedzy nieruchoma plyta tarczowa 20 i zawiera- dlowa plyta tarczowa 40.Poniewaz kolnierz 34 posredniej tulei 36 zata¬ cza' wraz z zawieradlowa plyta tarczowa 40 pe¬ wien ruch wzgledem elementu tulejowego 30, do¬ kladnie .przyleganie zawieradlowej plyty tarczowej 40 do nieruchomej plyfty tarczowej 20 podczas o^ brotu bedzie takze witedy utrzymane, kiedy obro¬ towy element tulejowy 30 nie moze byc usta¬ wiony dokladnie wspólosiowo wzgledem nierucho¬ mego elementu tulejowego 10, 11, 12. Na ze¬ wnetrznym koncu obrotowego elementu tulejowe- 10 15 20 25 30 40 45 50 55 go 30 jest zamocowany wieloma srubami 33 obro¬ towy wieniec zebaty 31 z uzebieniem 32, który sluzy do napedu obrotowej (czesci zamykajacej (po¬ przez lancuch lub kolo zebate walcowe). Obrotowy wieniec zebaty 31 jest wykonany przewaznie w ksztalcie kielicha i obejmuje zewnetrzny koniec nieruchomej czesci podjporowej, przez co zazebie¬ nie 32 lezy miedzy lozyskami 24 i 25.Opisany zawór tarczowy obrotowy mozna w ca¬ losci wymontowac z zaglebienia utworzonego przez ksztaltki ogniotrwale 6 i 8, po odkreceniu srub 19.Po tym dodatkowo odkreca sie sruby 15 w celu zdjecia koncowego odcinka 10 nieruchomej czesci podjporowej lub w celu kontroli i wymiany plyt tarczowych 20 i 40. Po ponownym zamocowaniu koncowego odcinka 10 i kazdorazowym nastawie¬ niu elementów sprezystych 48 mozna zawór wmon¬ towac jako calosc. Istnieje takze mozliwosc pozo¬ stawienia srub 19 i odkrecenia srub 18 laczacych kolnierze 16 i 17, po czym moze byc wymontowa¬ ny odcinek tulejowy 12 z ulozyiskowanym w nim Obroltowo elementem tulejowyim 30.Przy tym stale odcinki tulejowe 10 i 11 jak tez nieruchoma plyta tarczowa 20 pozostaja wbudo¬ wane. Opisana konstrukcja zaworu umozliwia szczególnie prosta konserwacje a zwlaszcza wy¬ miane ogniotrwalych plyt tarczowych 20 i 40. Mo¬ zna takze konsftrukicje bardzo prosto dopasowac do wymaganej aktualnie glebokosci wbudowania lub .polozenia powierzchni slizgowej 23 wzgledem plaszcza zlbiornika, a mianowicie tyflko przez zmia¬ ne dlugosci odcinka tulejowego 11 i obrotowego elementu tulejowego 30. Mozna to tez osiagnac przez nalozenie na te czesci pierscieni posrednich o róznych grubosciach.Zawór wedlug wynalazku moze byc stosowany do rozlewania róznych cieklych metali, zwlaszcza niezelaznych metali ciezkich lufo metali lekkich, z dowolnych zbiorników mdtaluirgicznych. Eksploa¬ tacja jego jest mozliwa nie tyflko w przedstawio¬ nym pionowym polozeniu, lecz takze przy skosnym luib poziomym usytuowaniu osi obrotu.Zalstrdezenriia! patentowe 1. Zawór tarczowy obrotowy otworów opróznia¬ jacych zbiorników metalurgicznych, zwlaszcza kadzfi odlewniczych, posiadajacy nieruchoma czesc pod¬ porowa z ogniotrwala nieruchoma plyta tarczowa, która jest zaopatrzona w otwór wylewowy oraz po¬ siadajacy obrotowa czesc podporowa z ogniotrwa¬ la zawieradlowa plyfta tarczowa, która posiada o- twór wylewowy i która swoja plaska powierzch¬ nia przylega pod naprezeniem wfctejpnym do pla¬ skiej powierzchni stalej plyty tarczowej, przy czym przylegajace do siebie plaskie powierzchnie sliz¬ gowe obu plyt tarczowych znajduja sie po we¬ wnetrznej stronie . metalowego plaszcza zbiornika metalurgicznego, znamienny tym, ze nieruchoma czesc podporowa i obrotowa czesc podjporowa wy¬ konane sa jako osadzone wislpólsrodkowo, jeden w drugim, elementy tulejowe (10, 11, 12 i 30), któ¬ rych polozenie wzgledem siebie jest ustalone za-134 789 8 równo w kierunku promieniowym jak i poosio¬ wym, przy czym na jednymi koncu kazdej czesci podporowej wsparta jest jedna z dwu znanych ogniotrwalych plyt tarczowych (20, 46), z Wtórych zawieradlowa plyita tarczowa (40) osaidzona jest ponadrto w kolnierzu (34) posredniej tulei kolnie¬ rzowej (36), tetóra jest wstepnie naprezona w kie¬ runku osiowym wzgledem' elementu tulejowego (30) i jest z nim polaczona w sposób zapewnia¬ jacy w|s|óOny obrót. 2. Zawór tarczowy obrotowy wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze nieruchoma czesc podporowa jest podzielona poprzecznie na wiele wzdluznych odcinków tulejowych (10, 11, 12), kitóre polaczone sa ze soba z zastosowaniem miedzy nimi izoluja¬ cych cieplnie wanstw (26, 27, ,28). 3. Zawór tarczowy obrotowy wedlug zastrz. 1 lub 2, znamienny tym, ze nieruchoma czesc pod¬ porowa posiada od strony czola przymocowany roz¬ lacznie koncowy odcinek tulejowy (10) z kolnie¬ rzem oporowym (14), w którym osadzona jest nie¬ ruchoma plyfta tarczowa (20). 4. Zawór tarczowy obrotowy wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze nieruchoma czesc podporowa sklada sie z dwóch odcinków tulejowych (11, 12) polaczonych rozlacznie przez kolnierze (16, 17), przy czym kolnierz (16) zbudowany jesit jako u- miejscowdajacy i mocujacy czesc podporowa na 10 ts plaszczu (2) zbiornika, a odcinek tulejowy (12) le¬ zacy na zewnatrz plaszcza. (2) lozyskuje element tulejowy (30), stanowiacy obrotowa czesc podpo¬ rowa. 5. Zawór tarczowy obrotowy wedlug zaistrz. 4, znamienny tym, ze element tulejowy (30) stano¬ wiacy obrotowa czesc podjporowa ma na swoim wystajacym na zewnatrz koncu wieniec zebaity (31), sluzacy do napedu Obrotowego. 6. Zawór tarczowy obrotowy wedlug zaistrz. 5, znamienny tym, ze wieniec zejbafty (31) obejmuje kielichowo wystajacy na zewnatrz koniec nieru¬ chomej czesci podiporowej. 7. Zawór tarczowy obrotowy wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze kolnfierz (34) posredniej tulei kolnierzowej (36) stanowi mocowanie dla izolacji cieplnej (43) na zewnetrznej stronie zawieradlowej plyty tarczowej (40) i tulei wylewowej (44) dla cieklego metalu. ¦8. Zawór tarczowy obrotowy wedlug zastrz. 7, znamienny tym, ze kolnierz (34) posredniej tulei kolnierzowej (36) przylega do popychaczy (38), któ¬ re prowadzone sa w kierunku wzdluznym w ele¬ mencie tuiejowym (30), stanowiacym obrotowa czesc podporowa i sa naciskane na swoich leza¬ cych na zewnatrz koncach przez elememty sprezy¬ ste (48), umieszczone na obrotowej czesci podpo¬ rowej- DN-3, ztm. 784/IW Cena 101 ii PL