專利名稱：用于控制熔融金屬流過噴嘴的塞桿定位和控制設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于控制來自金屬池的熔融金屬流過底部澆注噴嘴的塞桿定位和控制設備，及涉及這樣的設備的應用，尤其在同一池中使用雙噴嘴以進行雙澆注的應用。
背景技術：
其全部內容通過引用組合于此的美國專利4，953，761公開了用于控制熔融金屬重力流過噴嘴的塞桿空間控制機構。在所公開的機構中，塞桿與噴嘴對準通過使該機構的吊桿繞所形成的縱軸Y-Y旋轉及使吊桿繞所形成的縱軸Y' -Y'擺動而實現(xiàn)，其中縱軸 Y' -Y'偏離Y-Y軸。在該結構提供令人滿意的調節(jié)方法的同時，經偏離的一對軸之間建立的旋轉力臂實現(xiàn)對準存在缺點。本發(fā)明的一個目標是提供一種塞桿定位和控制設備，其中使塞桿與噴嘴精確對準的至少一方法繞單一縱軸實現(xiàn)，沒有旋轉力臂。本發(fā)明的另一目標是提供另外的使塞桿與噴嘴精確對準的方法，其可與繞單一縱軸實現(xiàn)的塞桿與噴嘴精確對準方法結合實現(xiàn)。本發(fā)明的另一目標是提供至少兩個塞桿定位和控制設備，其中使塞桿與噴嘴精確對準的至少一方法繞單一縱軸實現(xiàn)，沒有旋轉力臂，這些設備用于控制熔融金屬流過位于公共熔融金屬池中的多個噴嘴。

發(fā)明內容
—方面，本發(fā)明為控制熔融金屬流出底部澆注流槽或其它熔融金屬池的設備及方法。提供塞桿定位和控制設備，用于控制金屬從流槽中的底部噴嘴流出。塞桿可通過有選擇地旋轉一對滾柱軸承而與噴嘴的開口對準，該對滾柱軸承沿延伸結構臂的一端可繞其轉動的第一軸彼此中心線偏離。延伸結構臂的對向端沿實質上與第一軸平行的第二軸保持塞桿。當該對滾柱軸承位于適當?shù)南鄬ξ恢枚沟萌麠U以噴嘴為中心時，通過用制動機構保持滾柱軸承的適當相對位置而固定塞桿的第二軸向位置。在雙噴嘴底部澆注熔融金屬池中，為兩個噴嘴中的每一個提供單獨的塞桿定位和控制設備，同時雙噴嘴塊件可用于有助于更換磨損的噴嘴或改變兩個噴嘴的中心之間的距離。另一方面，本發(fā)明為塞桿定位和控制設備，用于控制熔融金屬流過位于熔融金屬存貯池底部中的噴嘴。提升裝置在實質上垂直定向的縱軸上居中。提升裝置具有伸縮地安裝在外管內的內管，及該內管可沿縱軸往復移動。伺服電機安裝在外管的下端。伺服電機具有互連到內管的伺服電機輸出，藉此，伺服電機的啟動導致內管沿縱軸往復移動。下部環(huán)狀軸承具有下部環(huán)狀軸承外座圈和下部環(huán)狀軸承內座圈，及下部環(huán)狀軸承的中心軸偏離實質上垂直定向的縱軸。下部環(huán)狀軸承外座圈適當?shù)毓潭ǖ絻裙艿纳炜s端。上部環(huán)狀軸承具有上部環(huán)狀軸承外座圈和上部環(huán)狀軸承內座圈，及上部環(huán)狀軸承的中心軸偏離縱軸及下部環(huán)狀軸承的中心軸。上部環(huán)狀軸承外座圈適當?shù)毓潭ǖ较虏凯h(huán)狀軸承內座圈，并可與下部環(huán)狀軸承內座圈一起旋轉。鎖定板適當?shù)毓潭ǖ缴喜凯h(huán)狀軸承內座圈并可與上部環(huán)狀軸承內座圈一起繞上部環(huán)狀軸承的中心軸旋轉。制動器組件具有用于將鎖定板鎖定在適當位置以阻止鎖定板旋轉的裝置。一臂具有第一臂端和第二臂端，第一臂端適當?shù)毓潭ǖ芥i定板上并可繞上部環(huán)狀軸承的中心軸旋轉。第二臂端至少在水平方向延伸遠離縱軸。塞桿由該臂的第二端支承。塞桿通過繞下部環(huán)狀軸承的中心軸旋轉下部環(huán)狀軸承內座圈及將上部環(huán)狀軸承內座圈旋轉到對準塞桿位置的組合移動而與噴嘴對準，之后通過制動機構固定對準塞桿位置，然后通過啟動伺服電機而在噴嘴上方往復移動塞桿。另一方面，本發(fā)明為塞桿定位和控制設備，用于控制熔融金屬流過位于熔融金屬存貯池底部中的噴嘴。外管具有實質上垂直定向的縱軸。內管伸縮地安裝在外管內，及該內管可沿實質上垂直定向的縱軸往復移動。下部環(huán)狀軸承具有下部環(huán)狀軸承外座圈和下部環(huán)狀軸承內座圈。下部環(huán)狀軸承的中心軸偏離實質上垂直定向的縱軸，及下部環(huán)狀軸承外座圈適當?shù)毓潭ǖ絻裙艿纳炜s端。上部環(huán)狀軸承具有上部環(huán)狀軸承外座圈和上部環(huán)狀軸承內座圈。上部環(huán)狀軸承的中心軸偏離實質上垂直定向的縱軸及下部環(huán)狀軸承的中心軸。上部環(huán)狀軸承外座圈適當?shù)毓潭ǖ较虏凯h(huán)狀軸承內座圈，并可與下部環(huán)狀軸承內座圈一起旋轉。一臂具有第一臂端和第二臂端，該臂在第一臂端附近固定到上部環(huán)狀軸承內座圈，并可繞上部環(huán)狀軸承內座圈的中心軸旋轉。塞桿由該臂的第二端支承，并提供用于將上部環(huán)狀軸承的內座圈鎖定在固定位置的裝置。塞桿通過繞下部環(huán)狀軸承的中心軸旋轉下部環(huán)狀軸承內座圈及將上部環(huán)狀軸承內座圈旋轉到對準塞桿位置的組合移動而與噴嘴對準，之后對準塞桿位置通過用于鎖定上部環(huán)狀軸承的內座圈的裝置固定。在本發(fā)明的一些例子中，X-Y臺可作為用于使塞桿與噴嘴對準的裝置提供。在本發(fā)明的其它例子中，可提供直線延伸件，其延伸第二臂端和塞桿之間的距離，用作使塞桿與噴嘴對準的裝置。在本發(fā)明的另一方面，在用于控制雙澆注過程中的熔融金屬流動的系統(tǒng)中，可使用一對本發(fā)明的塞桿定位和控制設備。提供公共熔融金屬存貯池。一對間隔開的噴嘴位于熔融金屬存貯池的底部中。在本發(fā)明的一些例子中，兩個間隔開的噴嘴包含在單式雙噴嘴塊內，及該對間隔開的噴嘴之間的間隔距離可改變并適應具有同樣總尺寸的單式雙噴嘴塊。本發(fā)明的上述及其它方面在本說明書及所附權利要求書中提出。


前面的簡要概述及下面的詳細描述當結合附圖閱讀時可得以更好地理解。為說明本發(fā)明的目的，圖中示出了本發(fā)明目前優(yōu)選的示例性形式；然而，本發(fā)明不限于在下述附圖中公開的具體方案和手段。圖1為本發(fā)明塞桿定位和控制設備的一個例子的等距視圖。圖2為圖1中所示的塞桿定位和控制設備的側視圖。圖3為圖1中所示的塞桿定位和控制設備的后視圖。圖4為圖1中所示的塞桿定位和控制設備的俯視平面圖。
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圖5(a)為圖1中所示的塞桿定位和控制機構沿圖4中的線A-A的截面視圖。圖5(b)為圖5(a)中所示的塞桿定位和控制機構中使用的提升裝置的一個例子的等距視圖。圖6為圖1中所示的塞桿定位和控制機構沿圖4中的線B-B的截面視圖。圖7(a)為本發(fā)明塞桿定位和控制設備及具有單一底部澆注噴嘴的流槽的局部視圖，其中塞桿夾到所述設備上。圖7(b)為本發(fā)明的兩個塞桿定位和控制設備及具有單式雙底部澆注噴嘴塊的流槽的局部視圖，其中單獨的塞桿夾到每一設備上。圖7(c)_7(e)示出了用來自底部澆注熔融金屬池的熔融金屬填充模子的一個例子。圖8(a)為本發(fā)明的一個例子中使用的單式雙噴嘴塊的一個例子的等距視圖；圖 8(b)為圖8(a)中所示的雙噴嘴塊的俯視平面圖；圖8(c)為該噴嘴塊沿圖8(b)中的線C-C 的截面視圖；及圖8(d)為該噴嘴塊沿圖8(b)中的線D-D的截面視圖。圖9(a)和9(b)為具有用于使塞桿與底部澆注容器中的噴嘴對準的構件的伺服執(zhí)行機構組件的局部細節(jié)。圖9(c)用幾何學示出了用圖9(a)和圖9(b)中所示的塞桿構件可實現(xiàn)的典型但非限制性的定心調節(jié)范圍。圖10(a)、圖10(b)和圖10(c)示出了本發(fā)明的具有雙噴嘴底部澆注流槽的塞桿定位和控制設備的一個例子，其中雙噴嘴分開安裝在流槽中。圖11 (a)、圖11 (b)和圖11 (c)示出了本發(fā)明的具有雙噴嘴底部澆注流槽的塞桿定位和控制設備的另一例子，其中雙噴嘴包含在安裝在流槽中的公共雙噴嘴塊內。圖12(a)、圖12(b)和圖12(c)示出了本發(fā)明的具有雙噴嘴底部澆注流槽的塞桿定位和控制設備的另一例子，其中雙噴嘴包含在安裝在流槽中的公共雙噴嘴塊內。圖13(a)和圖13(b)示出了本發(fā)明的具有雙噴嘴底部澆注流槽的塞桿定位和控制設備的另一例子，其中雙噴嘴包含在安裝在流槽中的公共雙噴嘴塊內。圖14為延伸臂調節(jié)裝置的一個例子的細節(jié)，其可用作另一用于使塞桿與底部澆注熔融金屬池中的噴嘴中心對準的調節(jié)裝置。
具體實施例方式圖1到圖6示出了本發(fā)明的塞桿定位和控制設備10的一個例子。術語伺服執(zhí)行機構組件指沿縱軸Y1-Y1 (圖5 (a))定位的從伺服電機18到鎖定板 30的所有構件，也指縱向偏離軸Y1-Y1的線性引導組件14。伺服執(zhí)行機構組件的各個構件可安裝在保護殼體中，如圖中所示的矩形殼體12。線性引導組件14的固定基座14a適當?shù)馗街綒んw12的壁12a上或其它適當?shù)墓潭ńY構上。線性引導組件的滑動件14b可滑動地附著到固定基座14a上并在Y方向自由移動，同時可滑動地保持在固定基座內。安裝板16附著到滑動件14b的上端14b‘及從滑動件14b的上端延伸越過縱軸Y1-Y1的滑動轉角支架14d，并在對向兩端處由上端14b'和滑動轉角支架14d支撐。伺服電機18的輸出軸適當?shù)剡B接到提升裝置22的底部輸入。在該非限制性的例子中，伺服電機18的輸出軸通過耦接適配器20而機械上適應提升裝置22的輸入。在運行中，雙向電伺服電機18的啟動導致內管22a以往復伸縮運動向上延伸并伸出固定管22b或向下延伸并伸入固定管內。在本發(fā)明的一例子中，提升裝置22包括包含在提升裝置外殼內的滾珠螺旋驅動組件。也可采用其它類型的同軸驅動器，如代替伺服電機和提升裝置的液壓或氣動升降機。眼桿附著到內管22a的上端，并適當?shù)鼐o固到滑動轉角支架14d上例如經銷23。由于下部環(huán)狀軸承的外座圈附著到安裝板16，因此安裝板在下部軸承的外座圈和內管之間提供中間連接。內管22a可沿Y1-YJS縱向并往復移動，非必須地，可繞Y1-Y1軸旋轉。橫向支承臂14c從基座14a和壁12a延伸且其兩側附著到提升裝置22上的U形夾銷22c。在本發(fā)明的該例子中，橫向支承臂14c支承伺服執(zhí)行機構組件的重量。安裝板16提供用于使下部環(huán)狀軸承24的外座圈24a從下面附著的適當裝置，及調節(jié)板26提供用于下部環(huán)的內座圈24b附著的適當裝置，如圖9(a)中詳細示出的。撐桿 26a從調節(jié)板延伸，例如如圖1中所示。上部環(huán)狀軸承28的外座圈28a從下面附著到調節(jié)板26，及上部環(huán)狀軸承的內座圈28b附著到鎖定板30，其延伸在卡盤制動器33的制動塊 33a之間。鎖定板30經適當?shù)慕Y構件如結構板32a'附著到延伸臂32的第一端32a，適配器板34附著到該延伸臂的對向第二端32b，例如如圖9(b)中所示。因此，當調節(jié)板26旋轉時，下部環(huán)狀軸承24的內座圈24b和上部環(huán)狀軸承28的外座圈28a旋轉，及在調節(jié)板保持在固定位置時也保持在適當位置；如果鎖定板未鎖定在適當位置，當延伸臂32旋轉時， 上部環(huán)狀軸承28的內座圈28b和鎖定板30旋轉。卡盤制動器組件33安裝在轉角支架36 上，其從安裝板16延伸以偏離Y1-Y1軸定位卡盤制動器組件?？ūP制動器為可用于將鎖定板保持在適當位置的制動機構的一個例子。延伸臂32經提升裝置的內管22a互連(在環(huán)狀軸承、調節(jié)板和鎖定板之間)到伺服電機18，使得伺服電機18的輸出控制臂32的縱向 (Y向)往復移動。在圖中延伸臂32示為優(yōu)選但非限制性的彎曲I梁結構，其在Z方向(水平)跨越足夠長以跨越縱軸Y1-Y1和噴嘴90之間的水平距離，其繞縱軸Y2-Y2定心。I梁的向下彎曲使噴嘴90的尖部90a和殼體12的頂部之間的縱向距離最小。如圖1、圖2和圖5(a)中所見，塞桿夾組件40適當?shù)匕惭b到臂32的第二端32b， 例如經板42，其在延伸臂的第二端處連接到板34。對開套筒44a和44b通過鉸鏈46連在一起。一套筒44a固定到板42上，另一套筒44b能以鉸鏈46為軸轉動。樞軸套筒44b具有與其相連的鉤48。鉤48經連鎖件56連接到閉鎖柄50。鉤安裝在板52上，其固定到臂 32上。因此，對開套筒44a和44b可打開或鎖定關閉從而保持適配器組件58的螺紋部分。 這使附著到適配器組件58的塞桿90能快速進行更換。在本發(fā)明的一些例子中，對開套筒 44a和44b的弓形內表面攻有螺紋以鎖定在適配器組件58的外螺紋區(qū)內。塞桿夾組件40可釋放地保持適配器組件58?？商鎿Q的塞桿90例如經夾緊環(huán)60 夾到適配器組件58上。塞桿90優(yōu)選為圓柱形并具有與噴嘴82嚙合的錐尖90a，如圖7 (a) 中所示。保護性波紋管62可提供在殼體12的頂部的開口周圍，伺服執(zhí)行機構組件的構件穿過其延伸。作為備選，塞桿尖90a可以為半球形或其它所需要的形狀以位于特定噴嘴開口中。塞桿由任何適當?shù)哪蜔岵牧先缡煞中纬?。塞桿可具有軸向定向的、延伸到塞桿尖的內部貫通氣體通道(未在圖中示出)，使得中和氣體如氮可從適當?shù)脑唇浌?1a和91b (例如如圖1和5(a)中所示)饋入氣體通道并從塞桿尖90a出來，當塞桿位于噴嘴中時，防止在暴露于空氣中時在噴嘴通道中造成固體氧化。
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伺服電機18控制塞桿90沿Y2-Y2軸的縱向移動位置和速度。伺服電機18優(yōu)選由控制器啟動，例如如美國專利4，744，407中所公開的那樣，其全部內容通過引用組合于此。 控制器監(jiān)測模子80的澆鑄漏斗80a中的熔融金屬的水平，如圖7(a)中所示。控制器通過啟動伺服電機18調節(jié)來自噴嘴82的材料流以使得塞桿90沿軸Y2-Y2縱向移動并定位在噴嘴82上方。伺服電機18通過向控制器提供關于塞桿當前位置的信息而與控制器協(xié)作。伺服電機18也可用于通過改變伺服電機產生的扭矩而改變塞桿90在噴嘴82上的座合壓力。 伺服電機18也可手動進行控制，或限位開關可用于自動控制塞桿90的沖程。如圖7(c)到圖7(e)中進一步所示，在圖7(c)中，塞桿90的尖部90a位于噴嘴82中，其安裝在具有耐火材料襯里的熔融金屬池86的底部。基于來自控制器的命令，設備10將塞桿90從其在噴嘴82中的入位位置提升，熔融金屬92從池經澆鑄漏斗80a流入模子80內。當模子充滿熔融金屬時，設備10使塞桿90下降到其在噴嘴82中的入位位置，如圖7(e)中所示。充滿的模子80被轉運離開熔融金屬池，同時空模子被轉位到噴嘴下方以通過重復上述過程進行填充。噴嘴塞桿尖旋轉組件70(圖1)可作為在塞桿尖位于噴嘴中時使塞桿90的尖部 90a反向旋轉的裝置提供，使得在塞桿90和噴嘴82之間的入位區(qū)中的任何金屬集結均可得以清除。線性執(zhí)行機構72的輸出軸72a連到樞軸組件74，其進而例如通過銷76可拆卸地連接到塞桿組件58。輸出軸72a經線性執(zhí)行機構在圖1中雙箭頭線所示方向的互反線性移動將導致塞桿尖繞Y2-Y2軸的旋轉運動反向。在本發(fā)明的該例子中，樞軸組件74的夾子 74a附著到內管58a上，其安裝在外管58b內。內管58a可借助于軸承59在外管58b內旋轉，如圖5(a)中所見。圖7(a)示出了設備10的一應用例子，其中經夾緊環(huán)60夾到設備10的適配器組件 58上的塞桿90用于控制熔融金屬通過單一噴嘴82中的開口流動，前述噴嘴位于澆注流槽 86的底部中。澆注流槽用作從一個或多個熔融金屬源如熔爐或鋼水包提供的熔融金屬的蓄積池。圖7(b)示出了本發(fā)明設備10的另一應用例子，其中兩個塞桿定位和控制設備10 用于控制熔融金屬流過位于雙澆注流槽86a的底部中的兩個分開的噴嘴中的開口。兩個噴嘴可包括兩個分開的單噴嘴，或單式雙噴嘴塊組件82a"，如圖7(b)中所示。本發(fā)明中使用的雙噴嘴塊件82a的一個非限制性例子的進一步的細節(jié)如圖8(a)到圖8(d)中所示。在圖 8(a)中，具體雙噴嘴塊件的總尺寸基于熔融金屬將通過雙噴嘴塊件注入其中的一對模子上的澆鑄漏斗之間的最大間隔進行選擇。在圖8(a)中，噴嘴中心之間的最大間隔定義為雙噴嘴塊件內鑄造或通過其它方式形成的噴嘴84a和84b之間的Xl。在如圖8(a)中所示安裝和使用雙噴嘴塊件82a之后，需要更近間隔的噴嘴，如圖8(b)中的一對噴嘴84a'和84b'， 噴嘴中心之間的間隔X2可通過鑄造或其它方式在與圖8 (a)中所示的雙噴嘴塊件具有相同總尺寸的雙噴嘴塊件中形成，以適應低于最大間隔的、澆鑄漏斗中心之間的距離。盡管噴嘴塊件由耐熱材料形成，但噴嘴塊件也將因暴露在熔融金屬流中使用而磨損，因而在使用一段時間后必須進行更換。通常，不必使包圍噴嘴塊件的流槽(或其它底部澆注容器)結構冷卻即可完成更換，因此優(yōu)選盡可能快和有效率地完成噴嘴塊件更換。在雙澆注應用中，單式雙噴嘴塊件，如圖8(a)中的雙噴嘴塊件82a，可滿足該需要。另外，本發(fā)明的單式雙噴嘴塊件使雙噴嘴塊件中的每一噴嘴的開口之間的距離能在初始鑄造或通過其它方式形成替換雙噴嘴塊件時進行改變。例如，如圖8(b)中所示，鑄造在第一雙噴嘴塊件中的噴嘴對84a和84b (實線所示)的噴嘴開口中心之間的距離X1可變?yōu)殍T造在與第一雙噴嘴塊件具有相同總尺寸的第二雙噴嘴塊件中的噴嘴對84a'和84b'(虛線所示) 的噴嘴開口中心之間的距離x2。因此，可實現(xiàn)具有相同總尺寸的單式雙噴嘴塊件中的每一噴嘴的相對位置及其之間的距離的明顯改變。作為比較，如果使用兩個單一替換噴嘴塊件， 噴嘴開口中心之間的距離必須在將兩個單一替換噴嘴塊件實際安裝在熱流槽或其它熔融金屬池的底部期間達到。改變兩個分開的噴嘴開口中心之間的長度的能力與雙注模自動化生產線中相鄰模子中的澆鑄漏斗80a之間的長度(或位置)有關，如圖7(b)中所示。也就是說，在使用單一熔融金屬包容容器的雙澆注過程中，如果自動化注模生產線中的相鄰模子中的澆鑄漏斗的相對位置改變，則雙噴嘴的相對定位也需要通過更換噴嘴塊件進行改變。此外，無論是使用兩個分開的單噴嘴塊件還是使用單式雙噴嘴塊件，本發(fā)明的塞桿定位和控制設備10的塞桿定位件可用于針對噴嘴位置變化而快速調節(jié)每一設備的塞桿位置。單式雙噴嘴塊的優(yōu)點由本發(fā)明的兩個例子說明，其中第一例子由圖11 (a)、圖 11(b)和圖11(c)圖示，第二例子由圖12(a)、圖12(b)和圖12(c)圖示。兩個例子均使用同樣的具有耐火材料襯里的流槽86a及兩個本發(fā)明塞桿定位和控制設備10。對于第一例子， 單式雙噴嘴塊82a'包含分開的噴嘴84a和84，如圖11(b)和圖11(c)中所示，彼此間隔開距離Xl。對于第二例子，與雙噴嘴塊82a'具有完全一樣的總尺寸的單式雙噴嘴塊82a"包含分開的噴嘴84a'和84b'，如圖12(b)和圖12(c)中所示，彼此間隔開距離X2，該距離小于距離Xl。使用該雙噴嘴塊結構，通過更換具有相同總尺寸的公共雙噴嘴塊可為同一流槽提供具有不同間隔澆鑄漏斗80a的模子80，其可適應兩個噴嘴之間的多種不同距離。流槽可具有容納固定總尺寸的公共雙噴嘴塊的開縫底部。具有公共雙噴嘴塊的第一和第二例子中的結構與圖10(a)、圖10(b)和圖10(c)中所示的第三例子中的結構截然不同。在該第三例子中，在流槽86中使用兩個分開的單噴嘴82'。在該例子中，當需要兩個噴嘴之間的距離不同時，需用另一流槽替換流槽86，以使兩個噴嘴按需間隔開從而適應相鄰模子中的澆鑄漏斗間隔。本發(fā)明的上述例子中的部分例子說明了兩個塞桿定位和控制設備10在所填充的兩個模子按例如如圖10(a)到圖12(c)中所示定位在單一連續(xù)注模生產線中時的使用。在本發(fā)明的其它例子中，當所填充的兩個模子(例如模子81和83)定位在雙連續(xù)(或并行) 注模生產線結構中時，使用兩個本發(fā)明的塞桿定位和控制設備10，如圖13(a)和13(b)中所示。單式雙噴嘴塊82b包含分開的噴嘴84a'和84b'，如圖13(b)中所示，彼此間隔開距離y2。對于該雙噴嘴塊結構，平行定向的模子81和83中的澆鑄漏斗81a和83a之間(在所示y方向)的間隔可通過更換雙噴嘴塊而適應同一流槽，這可適應兩個噴嘴之間的多種不同距離。該流槽可具有容納公共雙噴嘴塊的總尺寸的開縫底部。本發(fā)明設備10的一個特征在于如圖9(a)和圖9(b)中所示的塞桿對準件。下部環(huán)狀軸承24的外座圈24a附著到安裝板16，該下部環(huán)狀軸承的內座圈24b附著到調節(jié)板 26，其已連到撐桿26a(圖6)。上部環(huán)狀軸承28的外座圈28a附著到調節(jié)板26，及該上部環(huán)狀軸承的內座圈28b附著到鎖定板30。鎖定板30在結構件32a'處連到延伸臂32的第一端32a。下部環(huán)狀軸承的內座圈以軸Y3定心并可繞其旋轉，而上部環(huán)狀軸承的內座圈可繞軸Y4旋轉。軸Y4與軸Y3水平偏離距離x。s。因此，根據(jù)上部和下部環(huán)狀軸承的相對位置， 塞桿沿軸Y2的軸心位置可調節(jié)到Z-X平面上直徑等于距離x。s的兩倍的圓內的位置，幾何學上如圖9(c)中所示。一旦達到所希望的位置，鎖定板30可通過卡盤制動器組件33鎖定在適當位置，制動器的制動塊33a可靠著鎖定板的兩側夾緊?？ūP制動器組件33可氣動操作，夾緊位置為故障保護位置。對于調節(jié)塞桿的位置的過程，操作員將通過手動旋轉延伸臂 32同時經撐桿26a旋轉調節(jié)板26而使塞桿在噴嘴中的開口上方居中。當達到所希望的位置時，制動器組件33與鎖定板30嚙合以保持所達到的居中位置。例如，如果制動器組件包括卡盤制動器，制動塊33a將壓緊到鎖定板30的兩側上。在上述塞桿定位設備和方法用于在Z-X平面中形成的圓形區(qū)域中調節(jié)塞桿及其尖部的同時，用于定位塞桿及其尖部的第二調節(jié)裝置可利用圖14中所示的襯墊件68實現(xiàn)。 線性襯墊件68連接在臂第二端板324和板42之間，從而使垂直定向的軸Y1-Y1和Y2-Y2之間的水平距離延伸等于襯墊件的長度L(Z向)的距離，例如襯墊件可以為盒形結構。臂延伸或襯墊件68的一應用是在單一流槽與雙噴嘴塊一起使用的時候，其中噴嘴塊中的兩個噴嘴之間的距離根據(jù)注模生產線中的模子澆鑄漏斗的間隔改變。例如，當兩個噴嘴比圖11 (a) 中所示更接近地間隔開時，襯墊件可如圖12(a)中所示那樣與兩個設備10—起使用。當流槽改變以適應不同的噴嘴間距離時，延伸臂也可用在分開的雙噴嘴應用中。用于定位塞桿及其尖部的第三調節(jié)裝置可通過如本領域已知的那樣相對于X-Y 臺定位提升裝置實現(xiàn)，即允許提升裝置在水平面(在圖中定義為X-Z平面)中的位置調節(jié)。 例如，如果殼體12用于包含伺服執(zhí)行機構組件(包括提升裝置)，該殼體的底部可安裝在適當?shù)腦-Y臺上以移動整個殼體，包括所包圍的伺服執(zhí)行機構組件。使用該結構，實質上垂直于水平面的縱軸Y1-Y1的位置可得以改變，因此，塞桿也以其定心的軸Y2-Y2的位置也相對于水平面改變。在本發(fā)明塞桿定位和控制設備的具體應用中，可使用所公開的用于相對于噴嘴中的開口定位塞桿及其尖部的調節(jié)裝置中的任何一個或其中兩個或三個的組合。在本發(fā)明的一些例子中描述雙噴嘴應用的同時，在本發(fā)明的其它例子中可適應兩個以上的噴嘴。本發(fā)明的上述例子僅用于闡釋的目的，絕不應視為限制本發(fā)明。在本發(fā)明已參考多個實施例進行描述的同時，在此使用的話語是描述性和說明性的，而不是限制性的話語。 盡管本發(fā)明在此結合特定手段、材料和實施方式進行描述，本發(fā)明不意于限于在此公開的細節(jié)；而是，本發(fā)明延伸到所有功能上等效的結構、方法和使用。本領域技術人員在本說明書的教示下可對本發(fā)明進行多種修改，及可在不背離本發(fā)明范圍的前提下對各方面進行改變。
權利要求
1.一種塞桿定位和控制設備，用于控制熔融金屬流過位于熔融金屬存貯池底部中的噴嘴，所述設備包括在垂直定向的縱軸上居中的提升裝置，所述提升裝置具有伸縮地安裝在外管內的內管，所述內管可沿所述縱軸往復移動；固定地安裝在外管下端的伺服電機，所述伺服電機具有互連到內管的伺服電機輸出， 藉此，伺服電機的啟動導致內管沿所述縱軸往復移動；下部環(huán)狀軸承，具有下部環(huán)狀軸承外座圈和下部環(huán)狀軸承內座圈，下部環(huán)狀軸承的中心軸偏離所述垂直定向的縱軸，一裝置將下部環(huán)狀軸承外座圈適當?shù)毓潭ǖ絻裙艿纳炜s端；上部環(huán)狀軸承，具有上部環(huán)狀軸承外座圈和上部環(huán)狀軸承內座圈，上部環(huán)狀軸承的中心軸偏離所述縱軸及下部環(huán)狀軸承的中心軸，上部環(huán)狀軸承外座圈適當?shù)毓潭ǖ较虏凯h(huán)狀軸承內座圈并可與下部環(huán)狀軸承內座圈一起旋轉；鎖定板，適當?shù)毓潭ǖ缴喜凯h(huán)狀軸承內座圈并可與上部環(huán)狀軸承內座圈一起繞上部環(huán)狀軸承的中心軸旋轉；制動器組件，具有用于將鎖定板鎖定在適當位置以阻止鎖定板旋轉的裝置； 具有第一臂端和第二臂端的臂，第一臂端適當?shù)毓潭ǖ芥i定板上并可繞上部環(huán)狀軸承的中心軸旋轉，第二臂端至少在水平方向延伸遠離所述縱軸；及自所述臂的第二端垂下來的塞桿，其中塞桿通過繞下部環(huán)狀軸承的中心軸旋轉下部環(huán)狀軸承內座圈及將上部環(huán)狀軸承內座圈旋轉到對準塞桿位置的組合移動而與噴嘴對準，之后通過制動機構鎖定對準塞桿位置，然后通過啟動伺服電機而在噴嘴上方往復移動塞桿。
2.根據(jù)權利要求1的塞桿定位和控制設備，還包括適當?shù)毓潭ㄔ谙虏凯h(huán)狀軸承內座圈和上部環(huán)狀軸承外座圈的兩側上的調節(jié)板。
3.根據(jù)權利要求1的塞桿定位和控制設備，還包括具有固定基座、滑動件和滑動角板的線性引導組件，所述滑動角板通過所述垂直定向的縱軸，安裝板緊固到滑動件和滑動角板的上端，滑動角板連接到所述內管的伸縮端及下部環(huán)狀軸承外座圈附著到安裝板上，從而提供將下部環(huán)狀軸承外座圈適當?shù)毓潭ǖ絻裙艿纳炜s端的裝置，固定基座支承伺服電機和提升裝置的重量。
4.根據(jù)權利要求1的塞桿定位和控制設備，還在塞桿中包括內部通道，用于在塞桿位于噴嘴中時向塞桿尖提供中和氣體。
5.根據(jù)權利要求1的塞桿定位和控制設備，還包括當塞桿尖位于噴嘴中時使塞桿尖反向轉動的裝置。
6.一種塞桿定位和控制設備，用于控制熔融金屬流過位于熔融金屬存貯池底部中的噴嘴，所述設備包括具有垂直定向的縱軸的外管；伸縮地安裝在外管內的內管，所述內管可沿所述垂直定向的縱軸往復移動； 下部環(huán)狀軸承，具有下部環(huán)狀軸承外座圈和下部環(huán)狀軸承內座圈，下部環(huán)狀軸承的中心軸偏離所述垂直定向的縱軸，及下部環(huán)狀軸承外座圈適當?shù)毓潭ǖ絻裙艿纳炜s端；上部環(huán)狀軸承，具有上部環(huán)狀軸承外座圈和上部環(huán)狀軸承內座圈，上部環(huán)狀軸承的中心軸偏離所述垂直定向的縱軸及下部環(huán)狀軸承的中心軸，上部環(huán)狀軸承外座圈適當?shù)毓潭ǖ较虏凯h(huán)狀軸承內座圈并可與下部環(huán)狀軸承內座圈一起旋轉；具有第一臂端和第二臂端的臂，所述臂在第一臂端附近固定到上部環(huán)狀軸承內座圈， 并可繞上部環(huán)狀軸承內座圈的中心軸旋轉；自所述臂的第二端垂下來的塞桿；及用于將上部環(huán)狀軸承的內座圈鎖定在固定位置的裝置；其中塞桿通過繞下部環(huán)狀軸承的中心軸旋轉下部環(huán)狀軸承內座圈及將上部環(huán)狀軸承內座圈旋轉到對準塞桿位置的組合移動而與噴嘴對準，之后對準塞桿位置通過用于鎖定上部環(huán)狀軸承的內座圈的裝置固定。
7.一種用于使連到定位和控制設備的塞桿與位于熔融金屬存貯池底部中的噴嘴對準的方法，其中所述定位和控制設備包括在垂直定向的縱軸上居中的提升裝置，所述提升裝置具有伸縮地安裝在外管內的內管，所述內管可沿所述縱軸往復移動；固定地安裝在外管下端的伺服電機，所述伺服電機具有互連到內管的伺服電機輸出，藉此，伺服電機的啟動導致內管沿所述縱軸往復移動；下部環(huán)狀軸承，具有下部環(huán)狀軸承外座圈和下部環(huán)狀軸承內座圈，下部環(huán)狀軸承的中心軸偏離所述垂直定向的縱軸，一裝置將下部環(huán)狀軸承外座圈適當?shù)毓潭ǖ絻裙艿纳炜s端；上部環(huán)狀軸承，具有上部環(huán)狀軸承外座圈和上部環(huán)狀軸承內座圈，上部環(huán)狀軸承的中心軸偏離所述縱軸及下部環(huán)狀軸承的中心軸；適當?shù)毓潭ㄔ谙虏凯h(huán)狀軸承內座圈和上部環(huán)狀軸承外座圈的兩側上的調節(jié)板；鎖定板，適當?shù)毓潭ǖ缴喜凯h(huán)狀軸承內座圈并可與上部環(huán)狀軸承內座圈一起繞上部環(huán)狀軸承的中心軸旋轉；制動器組件， 具有用于將鎖定板鎖定在適當位置以阻止鎖定板旋轉的裝置；具有第一臂端和第二臂端的臂，第一臂端適當?shù)毓潭ǖ芥i定板上并可繞上部環(huán)狀軸承的中心軸旋轉，第二臂端至少在水平方向延伸遠離所述縱軸；及自所述臂的第二端垂下來的塞桿；所述方法包括步驟同時旋轉調節(jié)板及旋轉所述臂直到塞桿在噴嘴中的開口上方居中為止，及當塞桿在噴嘴中的開口上方居中時將制動器應用于所述鎖定板。
8.根據(jù)權利要求7的方法，還包括步驟在第二臂端和塞桿之間提供直線延伸件以使塞桿與噴嘴對準。
9.根據(jù)權利要求7的方法，還包括步驟相對于X-Y臺定位提升裝置，其中所述垂直定向的縱軸垂直于X-Y臺的水平運動平面，使得X-Y臺的調節(jié)使所述垂直定向的縱軸在水平面移動從而使塞桿與噴嘴對準。
10.用于控制雙澆注過程中的熔融金屬流動的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括熔融金屬存貯池；在雙澆注過程中熔融金屬從其流過的一對間隔開的噴嘴，所述一對間隔開的噴嘴位于熔融金屬存貯池的底部中；一對塞桿定位和控制設備，所述一對塞桿定位和控制設備中的每一個排他地控制熔融金屬流過所述一對間隔開的噴嘴中的一個，所述一對塞桿定位和控制設備中的每一個包括在垂直定向的縱軸上居中的提升裝置，所述提升裝置具有伸縮地安裝在外管內的內管，所述內管可沿所述縱軸往復移動；固定地安裝在外管下端的伺服電機，所述伺服電機具有互連到內管的伺服電機輸出， 藉此，伺服電機的啟動導致內管沿所述縱軸往復移動；下部環(huán)狀軸承，具有下部環(huán)狀軸承外座圈和下部環(huán)狀軸承內座圈，下部環(huán)狀軸承的中心軸偏離所述垂直定向的縱軸，下部環(huán)狀軸承外座圈適當?shù)毓潭ǖ絻裙艿纳炜s端； 上部環(huán)狀軸承，具有上部環(huán)狀軸承外座圈和上部環(huán)狀軸承內座圈，上部環(huán)狀軸承的中心軸偏離所述縱軸及下部環(huán)狀軸承的中心軸，上部環(huán)狀軸承外座圈適當?shù)毓潭ǖ较虏凯h(huán)狀軸承內座圈并可與下部環(huán)狀軸承內座圈一起旋轉；鎖定板，適當?shù)毓潭ǖ缴喜凯h(huán)狀軸承內座圈并可與上部環(huán)狀軸承內座圈一起繞上部環(huán)狀軸承的中心軸旋轉；制動器組件，具有用于將鎖定板鎖定在適當位置以阻止鎖定板旋轉的裝置； 具有第一臂端和第二臂端的臂，第一臂端適當?shù)毓潭ǖ芥i定板上并可繞上部環(huán)狀軸承的中心軸旋轉，第二臂端至少在水平方向延伸遠離所述縱軸；及自所述臂的第二端垂下來的塞桿；其中所述一對塞桿定位和控制設備中的每一個的塞桿通過繞下部環(huán)狀軸承的中心軸旋轉下部環(huán)狀軸承內座圈及將上部環(huán)狀軸承內座圈旋轉到對準塞桿位置的組合移動而與所述一對間隔開的噴嘴之一對準，之后通過制動機構鎖定所述一對塞桿定位和控制設備的每一個的對準塞桿位置，然后通過啟動伺服電機而在所述一對間隔開的噴嘴之一的上方往復移動所述一對塞桿定位和控制設備中的每一個的塞桿。
11.根據(jù)權利要求10的用于控制雙澆注過程中的熔融金屬流動的系統(tǒng)，其中所述一對間隔開的噴嘴包括第一單式雙噴嘴塊。
12.根據(jù)權利要求11的用于控制雙澆注過程中的熔融金屬流動的系統(tǒng)，其中所述第一單式雙噴嘴塊中的一對間隔開的噴嘴之間的距離可通過用具有與第一單式雙噴嘴塊一樣的總尺寸的第二單式雙噴嘴塊替換第一單式雙噴嘴塊而進行改變，第二單式雙噴嘴塊中的一對間隔開的噴嘴之間的間隔距離不同于第一單式雙噴嘴塊中的一對間隔開的噴嘴之間的間隔距離。
13.根據(jù)權利要求11的用于控制雙澆注過程中的熔融金屬流動的系統(tǒng)，其中所述一對塞桿定位和控制設備中的至少一個還包括X-Y臺，其中所述垂直定向的縱軸垂直于X-Y臺的水平運動平面，使得X-Y臺的調節(jié)使所述垂直定向的縱軸在水平面移動從而使塞桿與噴嘴對準。
14.根據(jù)權利要求11的用于控制雙澆注過程中的熔融金屬流動的系統(tǒng)，其中所述一對塞桿定位和控制設備中的至少一個還包括連接在第二臂端和塞桿之間的直線延伸件，以使所述一對塞桿定位和控制設備中的至少一個的塞桿與所述一對間隔開的噴嘴之一對準。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種塞桿定位和控制設備，用于控制熔融金屬從金屬池中的底部噴嘴流出。塞桿可通過有選擇地旋轉一對滾柱(環(huán))軸承而與噴嘴的開口對準，該對滾柱軸承沿延伸結構臂的一端可繞其轉動的第一軸彼此中心線偏離，其中延伸結構臂的對向端沿與第一軸平行的第二軸保持塞桿。當該對滾柱軸承位于適當?shù)南鄬ξ恢枚沟萌麠U以噴嘴為中心時，通過用制動機構保持前述適當?shù)南鄬ξ恢霉潭ㄈ麠U的第二軸向位置。在雙噴嘴底部澆注熔融金屬池中，為兩個噴嘴中的每一個提供單獨的塞桿定位和控制設備，同時雙噴嘴塊件可用于有助于更換磨損的噴嘴或改變兩個噴嘴的中心之間的距離。
文檔編號B22D11/10GK102438774SQ201080020541
公開日2012年5月2日 申請日期2010年5月10日 優(yōu)先權日2009年5月10日
發(fā)明者D·W·維特, M·A·帕伊瓦, W·R·弗魯格 申請人:應達公司