184556. lajstromszámú szabadalom • Szelepelrendezés tartály fémkifolyásának szabályozására
1 184 556 2 A találmány tárgya szelepelrendezés tartály fémkifolyásának szabályozására szelepgyürűvel és ehhez csatlakozó, a szelepgyűrű lezárására képes csúszólappal. A fémkifolyás ilyen szabályozására van szükség pl. kohó csa polónyílásánál. ívkemence hagyományos lezárásakor az olvadt fém és salak kiömlik a kemence kiömlőcsőrénél, amikor megbillentik. A fém és a salak ezután egy kiömlőcsatornán folyik végig - ha egyáltalán van ilyen — és öntőüstben gyűlik össze. A salak jelenléte természetesen rendkívül hátrányos. Az lenne az igazán jó, ha a kemencét úgy lehetne kiüríteni, hogy csak az olvadt fém jöjjön ki és a salak belül maradjon. Ha a csapolónyílást jóval a kemence felső pereme alatt helyezzük el, lehetségessé válik csak az olvadt fém kiöntése, ha a kemencét megbillentjük. Valamilyen lezáró elemre van szükség azonban, amely a csapolónyílást lezárja mindaddig, amíg a csapolást meg nem akarjuk kezdeni. A legegyszerűbb olyan szelep lenne, amelyik tetszés szerint nyitható és csukható, mert ez lehetővé tenné több öntőüstnek egy kemencetöltettel való feltöltését, a kemencét ehhez pedig csak egyszer kellene megbillenteni, mégpedig akkor, amikor a csapolást megkezdjük. Elméletileg ebből a célból a csúszókapus szelep is megfelelőnek látszik, mégsem vált eleddig ismertté olyan csúszókapus szelep, amely segítségével a fémkifolyást a csapolónyílásnál kielégítően lehetne szabályozni. Az ismert szelepmechanizmusok tekintélyes helyet foglalnak el mindkét oldalukon, tehát a csúszó szeleplap mozgásának irányában is. Az ehhez szükséges hely azonban nem áll rendelkezésre a kohók csapolónyílásainak környékén, már csak a kiömlőcsatorna jelenléte miatt sem. A találmánnyal megoldandó feladat olyan szelepelrendezés kialakítása, amellyel tartály fémkifolyását megfelelőképpen lehet szabályozni, amely pl. kohó csapolónyílása környékén is felszerelhető, működése egyszerű és megbízható, helyigénye pedig kicsi. A találmány alapja az a felismerés, hogy a csúszókapus szelep elvét kell alkalmazni és olyan mechanizmust kell kidolgozni, ami a kis helyfoglalást és kohó csapolónyílásánál való alkalmazhatóságot is lehetővé teszi. A találmány olyan szelepelrendezés továbbfejlesztése, amely szelepgyűrűvel és ehhez csatlakozó, a szelepgyűrű lezárására képes csúszólappal van ellátva. A továbbfejlesztést az jellemzi, hogy a csúszólaphoz hozzá képest hegyes szög alatt működtető elem egyik vége csatlakozik , a működtető elem másik végéhez nyomó rugóköteg van kapcsolva, a működtető elem végül a csúszólaphoz csatlakozó egyik végét a szelepgyűrű és a csúszólap érintkezési felületével párhuzamosan elmozdító karos mechanizmushoz van csatlakoztatva. Ennek a megoldásnak a legfőbb jelentősége abban van, hogy alkalmassá teszi a csúszókapus elv alkalmazását tartály fémkifolyásának szabályozásához, mert kis helyigényű és a nyílást biztonságosan lezáró kialakítás. Az egyik célszerű kiviteli alak szerint a karos mechanizmus párhuzamos elmozdulásra képes mechanizmusként van kialakítva, továbbá a működtető elem a csúszólap minden helyzetében hegyes szög alatt helyezkedik el a csúszólaphoz képest. A karos mechanizmus a működtető elemhez és a szelepelrendezés keretvasához képest elforduló karokkal lehet ellátva. Ekkor a rugóköteg a működtető elem és az egyik kar között lehet elrendezve. A rugóköteggel összekapcsolt kar rögzítő mechanizmus2 nak lehet része, amely a rögzítő mechanizmus oldására és ezzel a rugóköteg hatástalanítására képes könyökcsuklóval lehet a keret vashoz kapcsolva. A rögzítő mechanizmus a rugóköteggel összekapcsolt kar útján lehet a keretvashoz csatlakoztatva. Az egyik célszerű kiviteli alak szerint kiinduló helyzetben a rugóköteg összenyomott állapotban van és meszszebb van a csúszólaptól, mint a karos mechanizmus másik kaija. A működtető elemhez mozgató tagot csatlakoztathatunk, amely célszerűen hidraulikus vagy pneumatikus munkahenger. A mozgató tag forgatótengely útján forgatókarral van összekötve, a forgatótengelyen a működtető elemhez csatlakozó kar is rögzítve van, a forgatótengely pedig a keretvason van ágyazva. A legcélszerűbben a szelepelrendezést a tartály csapolónyílása és kiömlőcsatomája között helyezhetjük el, amikor a működtető elem a kiömlőcsatomához képest ferdén felfelé mutat, a rugóköteg és a karos mechanizmus pedig a csúszólapnak a kiömlőcsatomával ellentétes oldalán van elhelyezve. Ez a kiviteli alak különösen alkalmas példát mutat a kohó csapolónyílásánál való alkalmazására. A találmány további részleteit kiviteli példa kapcsán a csatolt rajzra való hivatkozással mutatjuk be. A rajzon az 1. ábra a találmány szerinti szelepelrendezés egyik célszerű kiviteli alakjának elölnézete ívkemencére szerelve, a 2. ábra az 1. ábra szerinti kiviteli alak oldalnézete, a 3. ábra az 1. ábra szerinti kiviteli alak részlete metszetben viszonylag nagyobb léptékben, a 4. ábra a találmány szerinti szelepelrendezés geometriai analízise. Ha először a 3. ábrát vesszük szemügyre, amin a találmány szerinti szelepelrendezés részletének metszete látható ívkemencén való alkalmazás mellett, láthatjuk, hogy a kemence csapolónyílásába 10 betét van elhelyezve, aminek az olvadt fémmel átjárt áramlási keresztmetszete ovális alakú. A 10 betéthez tömítetten 11 összekötő cső illeszkedik, amelyben az ovális áramlási keresztmetszet köralakúvá változik. All összekötőcsőbe 12 fúvóka van beragasztva, aminek a másik végéhez általánosságban 14 hivatkozási számmal jelölt szelepelrendezés csatlakozik tömítetten. A 14 szelepelrendezés lényegében helyhez rögzített 15 szelepgyűrűből és tárcsa alakú 16 csúszólapból áll, ami a 15 szelepgyűrűre van nyomva. A 15 szelepgyűrűt pedig 17 körmök tartják tömített illeszkedésben a 12 fúvókán (1. ábra). A 16 csúszólap felfelé mozdul el a csapolás során, aminek következtében 18 nyílás válik szabaddá, az csatlakozik a csapolónyíláshoz. Minderről 20 működtető elemmel gondoskodunk, amely egyúttal a 16 csúszólapot is a 15 szelepgyűrűre nyomja. Amikor a csapolónyílás a 16 csúszólap felemelésével szabaddá válik, fém ömlik ki a kemencéből a 10 betéten, all összekötőcsövön és a 15 szelepgyűrűn át a kemencéhez csatlakozó 21 kiömlőcsatornába. A fém ezután ezen a 21 kiömlőcsatomán át gyűjtőtartályba vagy öntőüstbe jut. Amikor a 16 csúszólapot annyire elmozdítjuk, hogy a 14 szelepelrendezés teljesen nyitva legyen, akkora utat tesz meg, mint amekkora megközelítőleg az átmérője. A 15 szelepgyűrű szélessége, azaz a külső és a belső átmé5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
