專利名稱：穩(wěn)定細長金屬體的裝置和方法
背景技術：
本發(fā)明是關于一種穩(wěn)定磁性材料做成的細長金屬體的裝置，使該金屬體沿著一條在一個平面內的輸送軌道輸送，該平面包括一輸送方向，且與的說軌道中的物體縱向完全平行。此外，本發(fā)明是關于一種穩(wěn)定磁性材料的細長金屬體的方法，其特征在于，該金屬體沿著一條在一個平面內的輸送軌道輸送，該平面包括一輸送方向，且與所述軌道中的物體縱向完全平行。
在各種各樣的工業(yè)中，需要對多種細長金屬體進行連續(xù)輸送，例如軋鋼機中的金屬帶或金屬絲，不同的金屬涂敷應用中，例如鋼帶或鋼絲的連續(xù)電鍍，連續(xù)鑄造，擠壓等。在這樣的連續(xù)輸送中，使該物體的一部分延伸于一平面內，并在所述平面內沿該物體的縱向輸送。由于效率的原因，獲得高的輸送速度是重要的。然而，高的輸送速度可能造成該物體在該平面內保持穩(wěn)定的問題，也就是說，要保持該物體相對該平面的位置，并防止其橫向偏移。
美國專利US 4655166揭示一種裝置，用于防止運行的金屬帶與其電鍍有關的振蕩。該裝置包含多個永久磁體單元，配置在運行中金屬帶兩個對立側邊附近。裝有多個傳感器，檢測各側邊與相應磁體間的間隙。為使該間隙的尺寸保持一確定的值，配備多個控制電動機，以響應被檢測的間隙值，調整各磁體的位置。
美國專利US 3661116揭示一種用于穩(wěn)定金屬帶的類似裝置。一個電磁體以這樣一種方式沿著一條軌道延伸，即把各磁極安排在外側，并在該金屬帶的相應側邊附近。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是改進一金屬體在輸送中，尤其是在高速輸送中的穩(wěn)定性。
使用最初規(guī)定的裝置就能達到此目的，該裝置的特征在于，它包括一種傳感器，安排得能夠檢測隨該物體相對該平面的位置而定的參數(shù)值，并包括一種完全固定的電磁致動元件，安排得能夠響應被檢測出的位置把磁力施加于該物體，在此，該磁力至少包括一個分力，該分力垂直于該輸送方向和平面。
用這樣的裝置可適當?shù)卮_定該物體相對該平面的位置，結果該物體就能以穩(wěn)定的方式沿著該平面運行。另外，這種致動元件能夠用磁力校正該物體相對該平面的橫向位置，所以無須接觸該物體。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，這種致動元件至少包括一個第一致動元件，安排在該平面的第一側，且離該平面有一確定的距離，另外，該種致動元件還包括一個第二致動元件，安排在該平面的第二側，且離該平面有一確定的距離。因此，這樣的致動元件將把所述的平面限定在該第一和第二致動元件之間。擇優(yōu)的方案是，可使第一和第二致動元件離該平面的距離相同，但互為對立側。
根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，把該第一致動元件放在與該第二致動元件完全精確相對的位置上。擇優(yōu)的方案是，該第一致動元件和第二致動元件可以完全一樣。通過各個致動元件相對該平面的這樣一種對稱配置，可以一種方便的方式達到檢測和控制功能兼顧。
根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，這樣的致動元件安排得當該物體的位置偏離所述平面時，可增大其中之一致動元件的磁力。
根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，所述的致動元件包括一個磁通量載體，同該物體的一部分形成磁通量回路。所述的磁通量載體可以有一個位于該物體的附近的第一端，且有一個位于該物體的附近的第二端，其特征在于，所述的該物體部分大體上延伸在該第一端和第二端之間。這樣一種磁通量載體可由任意適當?shù)拇判圆牧?，像鐵板，磁粉等構成，并可成形為延伸在該第一和第二端之間的環(huán)，所述的各端形成所述的致動元件的各磁極。
根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，該裝置包括一個控制機構，使之響應所述的檢測值把電壓脈沖施加于該致動元件，從而產(chǎn)生所述的磁力。所述的致動元件可以包括一個線圈，與所述的控制機構連通，在此，安排該控制機構使之把所述的電壓脈沖施加于該線圈，在該磁通量載體中感應出磁通量。擇優(yōu)的方案是，安排該控制機構使之提供所述的具有完全不變的振幅的電壓脈沖，并通過改變該電壓脈沖的持續(xù)時間來改變磁力。
根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，安排傳感器使之檢測通過該線圈的電流值。這樣一種傳感器不與該物體接觸，而且其檢測功能將不影響該物體的位置。另外，利用這樣一種傳感器，該線圈可兼有致動和檢測功能。
根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，安排該控制機構使之當通過相應線圈的電流值增大時，可增大所述的致動元件施加的磁力。因此，這種傳感器可包括一個第一傳感器和一個第二傳感器，使該第一傳感器檢測通過第一致動元件的電流值，而使該第二傳感器檢測通過第二致動元件的電流值，在此，安排該控制機構使之把通過第一致動元件的電流值同通過第二致動元件的電流值進行比較，并增加通過有最高電流值的致動元件線圈的電壓脈沖持續(xù)時間。
根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，該控制機構包括一個所謂的直流斷路器。
用最初規(guī)定的方法也能達到此目的，其特征在以下步驟檢測隨該物體相對該平面的位置而定的參數(shù)值，并響應該檢測值把磁力實加于該物體，在此，該磁力至少包括一個分力，作用于該物體上，并垂直于該輸送方向和平面。


現(xiàn)在將參考僅作為例子的不同實施例和附圖來較詳細地解釋本發(fā)明。
圖1為示意圖，說明根據(jù)本發(fā)明穩(wěn)定一金屬體的裝置；和圖2是說明通過相應致動元件線圈的電流響應電壓脈沖的圖。
具體實施例方式
圖1表示一種穩(wěn)定正在運行的磁性材料的細長金屬體1的裝置。在此實施例中，該物體是一條金屬帶1，然而要注意，本發(fā)明也適應其它細長體，例如不同的金屬帶，絲，管等。在此實施例中，使金屬帶1沿著一條位于平面X內的輸送軌道從第一滾軸2到第二滾軸3輸送或完全連續(xù)地移動。在圖1中，該平面X是完全豎直的。然而，該平面X和輸送軌道可以沿不同于豎直方向的其它方向，例如水平方向延伸。
應該注意，滾筒2，3用以具體化該輸送軌道。這樣一種輸送軌道可以構成許多不同工業(yè)方法的一部分，例如鋼帶的電鍍，軋制工序，擠壓等。
本發(fā)明的裝置包括一種傳感器，該傳感器檢測隨金屬帶1相對平面X的位置而定的參數(shù)值，或換句話說，隨金屬帶1離平面X距離而定的參數(shù)值。這種傳感器包括一個第一傳感器元件5和一第二傳感器元件6。使每個傳感器元件5，6都能夠檢測電流值。下面將較仔細地描述傳感器元件5，6。
另外，該裝置還包括一種完全靜止的電磁致動元件。它安排得能夠響應所述的檢測值把一磁力施加到金屬帶1上。這種電磁致動元件包括一第一完全靜止致動元件7，把它安排在平面X的第一側，且離平面X一確定的距離，從而離運行的金屬帶1有一確定的距離。這種致動元件還包括一個完全靜止的第二致動元件8，把它安排在平面X的第二側，且離平面X一確定距離，從而離運行的金屬帶1有一確定的距離。每個致動元件7和8都包括一個磁通量載體，該載體采用鐵或其它任何適當?shù)拇判圆牧?，例如鐵板，磁鐵粉等的磁心9’和9’形式。每個磁心9’，9”都成形為一個延伸在第一和第二端之間的回路，在此，所述的各端構成相應致動元件7和8的兩個磁極。另外，兩個致動元件7，8都包括一電線圈11’，11”，被分別纏繞在相應的磁心9’，9”的周圍。從而，施加于線圈11’，11”的電壓將在磁心9’，9”中感應出磁通量，并由磁心9’，9”與金屬帶1的一部分獲得一個完全閉合的磁通量回路，上述金屬帶1的一部分是指延伸在相應磁心9’，9”的兩個磁極間的部分。
在此實施例中，把第一致動元件7放在和第二致動元件8完全精密相對的位置。而且，第一致動元件7和第二致動元件8大致相同，并且，在金屬帶1位于預定輸送軌道上時，兩個致動元件7，8離平面X一相同的距離，離金屬帶1的距離相同。因此，平面X形成致動元件7和8之間的一個中間平面X。
根據(jù)本發(fā)明的裝置還包括一個控制機構13，該控制機構13分別響應第一傳感器元件5和第二傳感器元件6所檢測的值，把電壓脈沖施加于相應的第一致動元件7和第二致動元件8的線圈11’和11”上。
該控制機構13形成一個所謂直流斷路器，并包括一個提供三相交流電壓的線路整流器14，與該整流器14平行地設置有一電容15。通過相應的傳感器元件5，6，逆向平行的二極管16’，16”和單向電流開關17’，17”(黑色箭頭指電流方向)所代表的一組開關裝置使各線圈11’，11”同該整流器14平行聯(lián)接。另外，該控制機構13還包括一個處理器18，與第一傳感器元件5，第二傳感器元件6，開關17’和開關17”相連。
使第一傳6感器元件5和第二傳感器元件6檢測通過相應線圈11’和11”的電流值。使處理器18與傳感器元件5和6相連，使之接收來自傳感器元件5，6的檢測值。此外，使處理器18與開關17’和17”相連，并使之啟動開關17’，17”，在斷開狀態(tài)(見開關17’)和接通狀態(tài)(見開關17”)之間擇其一。接通開關17’或17”，將把電壓施加于相應的線圈11’或11”。因此，處理器18將把某個持續(xù)時間T的電壓脈沖V施加于致動元件7或8(見圖2)。該電壓脈沖在相應線圈11’或11”中感應電流，并通過傳感器元件5或6，測量經(jīng)過線圈11’或11”的電流值。通過線圈11’或11”的電流值與相應的磁通量回路的磁化電感有關，如果金屬帶1與磁心9’或9”的各端之間距離增大，那么該磁通量回路的磁化電感就會下降，這意味著，通過該線圈11’或11”的電流將增強，因為該磁通量回路的磁化電感與通過該線圈11’或11”的電流成反比。
圖2是指線圈11’和11”的電壓脈沖V和電流I。在該線圈11’中，對電壓脈沖V1來說，電流I處在較高值上，這意味著，金屬帶1離第二致動元件8比離第一致動元件7近。為對此進行補償，延長第二個電壓脈沖V2，以便第一致動元件7將比第二致動元件8在更長時間里施加給金屬帶1以磁吸力，并因此將迫使金屬帶1向中間平面X位置移動。
本發(fā)明不限于所公開的多種實施例，可在下面權利要求范圍內，進行修改和變更。
權利要求
1.一種穩(wěn)定磁性材料的細長金屬體(1)的裝置，使該金屬體沿著一平面(X)內的輸送軌道(2，3)輸送，該平面包括一輸送方向(4)，并與所述軌道中的物體(1)縱向完全平行，其特征在于，該裝置包括一種傳感器(5，6)，使之檢測隨該物體(1)相對平面(X)的位置而定的參數(shù)值，并包括一種完全靜止的電磁致動元件(7，8)，響應該檢測值把一磁力施加于該物體上，在此，該磁力至少包括一分力，作用在該物體(1)上，垂直于該輸送方向(4)和平面(X)。
2.根據(jù)權利要求1的一種裝置，其特征在于，該致動元件至少包括一第一致動元件(7)，設置在平面(X)的第一側，并與平面(X)有一確定的距離。
3.根據(jù)權利要求2的一種裝置，其特征在于，該致動元件還包括一個第二致動元件(8)，它設置在平面(X)的第二側，并與平面(X)有一確定的距離。
4.根據(jù)權利要求3的一種裝置，其特征在于，該第一致動元件(7)放在與該第二致動元件(8)完全精密相對的位置上。
5.根據(jù)權利要求3和4之任一項的裝置，其特征在于，該第一致動元件(7)與該第二致動元件(8)大致相同。
6.根據(jù)權利要求3至5之任意一項的裝置，其特征在于，當該物體(1)的位置偏離所述平面(X)時，使該致動元件(7，8)增大其中之一的磁力。
7.根據(jù)權利要求2至6之任意一項的裝置，其特征在于，所述的致動元件(7，8)包括一種磁通量載體(9’，9”)，同該物體(1)的一部分形成一個磁通量回路。
8.根據(jù)權利要求7的一種裝置，其特征在于，所述的磁通量載體(9’，9”)有一位于該物體(1)附近的第一端和一位于該物體(1)附近的第二端，在此，所述的物體部分是指大體上延伸在該第一端和第二端之間的部分。
9.根據(jù)前述權利要求之任意一項的裝置，其特征在于，該裝置包括一個控制機構(3)，使之響應所述的檢測值把電壓脈沖施加于該致動元件(7，8)，從而產(chǎn)生所述的磁力。
10.根據(jù)權利要求2和9的一種裝置，其特征在于，所述的致動元件(7，8)包括一個線圈(11’，11”)，與所述的控制機構(13)相連，其中，該控制機構安排得能把所述的電壓脈沖施加于該線圈。
11.根據(jù)權利要求10的一種裝置，其特征在于，使該控制機構(13)施加的所述電壓脈沖具有大致恒定的振幅。
12.根據(jù)權利要求10和11之任意一項的裝置，其特征在于，使該控制機構(13)通過改變該電壓脈沖的持續(xù)時間來改變該磁力。
13.根據(jù)權利要求10至12之任意一項的裝置，其特征在于，使該傳感器(5，6)檢測通過該線圈的電流值。
14.根據(jù)權利要求13的一種裝置，其特征在于，當通過相應線圈(11’，11”)的電流值增高時，使該控制機構(13)增大由所述的致動元件(7，8)施加的磁力。
15.根據(jù)權利要求14的一種裝置，其特征在于，該種傳感器元件包括一第一傳感器(5)，使之檢測通過第一致動元件(7)的電流值，和一第二傳感器(6)，使之檢測通過第二致動元件(8)的電流值，其中，使該控制機構(13)把通過該第一致動元件(7)的電流值與通過該第二制動元件(8)的電流值進行比較，并增大通過有最高電流值的致動元件(7，8)的線圈(11’，11”)電壓脈沖持續(xù)時間。
16.根據(jù)權利要求9至15之任意一項的裝置，其特征在于，所述的控制機構(13)包括一所謂直流斷路器。
17.一種穩(wěn)定磁性材料的細長金屬體的方法，其特征在于，使該金屬體沿著一平面(X)內的輸送軌道(2，3)輸送，該平面包括一輸送方向(4)，并與所述軌道中的物體縱向方向完全平行。其特征在下面的步驟檢測隨該物體(1)相對平面(X)的位置而定的參數(shù)值，并響應該檢測值，把一個磁力施加于該物體，在此，該磁力至少包括一個分力，作用于該物體(1)，并垂直于該輸送方向(4)和平面(X)。
全文摘要
穩(wěn)定一沿一個方向運行的鐵磁性材料的片材或絲的裝置和方法。本發(fā)明關于穩(wěn)定磁性材料做成的金屬體(1)的裝置和方法。使該金屬體沿著一條包括平面(X)的輸送軌道(2，3)輸送。該平面包括一確定的輸送方向(X)，并與所述軌道中該物體(1)的縱向基本平行。安排一種傳感器(5，6)使之檢測隨該物體(1)相對平面(X)的位置而定的參數(shù)值。安排一種完全靜止的電磁致動元件(7，8)使得響應所檢測的位置，把一個磁力施加于該物體。該磁力至少包括一個分力，該分力垂直于輸送方向(4)和平面(X)。
文檔編號C23C2/38GK1469833SQ0181715
公開日2004年1月21日 申請日期2001年8月10日 優(yōu)先權日2000年8月11日
發(fā)明者P·L·艾利松, B·賴德霍姆, S·卡爾松, M·哈爾貝克, G·塔爾貝克, , P L 艾利松, 祿裟, 純 申請人:Abb股份有限公司