BRPI0610783A2 - haste tampão - Google Patents

Abstract

HASTE TAMPãO é descrita uma haste tampão que compreende um corpo (11) que tem uma passagem central (12), com parte de uma haste de suporte (13) fixa na passagem, e uma parte adicional fora da passagem para anexação a um dispositivo de elevação. Uma parte ampliada da passagem define uma superficie de vedação (14), e um inserto (16) arranjado na haste de suporte é parcialmente recebido na parte ampliada. O elemento de retenção (17, 18) é suportado na haste de suporte e elementos expansíveis são dispostos em tomo da haste de suporte entre o inserto (16) e a arruela de retenção de uma formulação de grafite expansível. O inserto tem um coeficiente de dilataçãotérmica não superior ao da haste de suporte, enquanto a dilatação do elemento expansível é maior que o da haste de suporte.

Description

HASTE TAMPÃO"

Esta invenção diz respeito a uma haste tampão para controlar ofluxo de metal em fusão de uma panela ou de um distribuidor.

Como é bem sabido, hastes tampão usadas no vazamento demetais em fusão são conectadas, em uso, por uma haste de suporte metálica aum dispositivo de elevação que é arranjado para mover a haste tampão nadireção de seu eixo longitudinal de maneira a controlar o fluxo de materialfundido através de uma saída no vaso em que a haste tampão é recebida. Étambém de conhecimento prover a haste tampão com um canal de gás paraintroduzir gás inerte na haste tampão. As condições extremas nas quais ahaste tampão opera em uso tornam difícil garantir que a haste tampão estejasempre conectada seguramente na haste de suporte quando a temperaturaaumenta, e garantir que exista uma hermeticidade a gás para que não hajaperda significativa de gás inerte e nenhuma penetração de ar atmosférico nahaste tampão, este último causando oxidação do metal fundido e reduzindo aqualidade do produto final. DE4444617A1 e EPl 140393 ambas abordam osproblemas supramencionados, entre outros, e revelam cada qual o uso de uminserto cilíndrico ou camisa disposta em torno da haste de suporte paracompensar o efeito da dilatação da haste de suporte.

Um objetivo da invenção é prover uma haste tampãomelhorada com elementos para compensar a dilatação da sua haste de suporte.

De acordo com a presente invenção, é provida uma hastetampão compreendendo um corpo alongado de material refratário, umapassagem que estende-se longitudinalmente no corpo de uma extremidade domesmo que é mais superior em uso, uma haste de suporte que tem uma parterecebida fixamente na dita passagem e uma parte adicional externa àpassagem para anexação, em uso, a um dispositivo de elevação da hastetampão, a passagem tendo uma parte ampliada que define uma superfície devedação espaçada da dita extremidade do corpo, um inserto em torno da hastede suporte tendo pelo menos uma parte do mesmo recebida na dita parteampliada, elementos de retenção na haste de suporte, caracterizada em que oelemento expansível fica disposto entre o inserto e o dito elemento deretenção, o material do inserto tem um coeficiente de dilatação térmica nãosuperior ao da haste de suporte, e a dilatação do dito elemento expansível, emuso, é maior que a da haste de suporte.

Preferivelmente, o elemento expansível compreende duasarruelas entre as quais fica disposta uma composição grafítica expansível.

Mais preferivelmente, a composição grafítica expansível foi pré-aquecidaantes de ser disposta entre as duas ditas arruelas para remover parte mas nãotoda sua água intersticial dela. Acima de tudo preferivelmente as arruelas sãocoladas na composição grafítica.

Em uma modalidade alternativa, o elemento expansívelcompreende uma arruela rebaixada dentro da qual uma arruela padrão podedeslizar, uma composição grafítica expansível sendo disposta entre asarruelas. Desejavelmente, a composição de grafite expansível foi pré-aquecidaantes de ser disposta entre as ditas arruelas para remover parte mas não todasua água intersticial.

Convenientemente, o inserto comprime uma vedaçãoassentada na dita superfície de vedação, a superfície e a vedaçãopreferivelmente sendo anulares.

Vantajosamente, o elemento de retenção compreende umaarruela, contra a qual o elemento expansível encaixa, e uma porca que éencaixada nas roscas na haste de suporte e apertada, em uso, para realizar oencaixe da arruela com o dito elemento expansível.

A invenção será agora descrita, a título de exemplo, comreferência aos desenhos anexos, em que:

A figura 1 é uma seção transversal fragmentada esquemáticade uma extremidade superior de uma haste tampão da invenção;A figura 2 é uma vista similar de uma modalidade alternativade uma haste tampão;

A figura 3 é uma vista como da figura 1 ainda de umamodalidade alternativa adicional;

A figura 4 é uma vista seccional transversal de uma formaalternativa adicional do elemento expansível, usado na modalidade da figura 3;e

A figura 5 é uma vista seccional transversal ainda de umamodalidade alternativa adicional.

A haste tampão 10 mostrada esquematicamente na figura 1tem vários de seus componentes de forma conhecida. Ela compreende umcorpo alongado de material refratário 11 através do qual estende-selongitudinalmente uma passagem do eixo central 12 a partir da extremidadedo corpo que é mais superior em uso. Recebida na passagem fica uma parteinferior de uma haste de suporte metálica 13. A haste 13 é fixa no corpo nodito furo por qualquer elemento adequado, por exemplo, um pino transversal,como em DE4040189, ou um inserto rosqueado internamente pressionado,como em EPl 140393. A haste de suporte 13 pode ter uma passagem axial queestende-se centralmente através dela para suprir gás inerte na passagem 12, ea extremidade inferior do corpo 11 pode ser provida com elementos paraintroduzir tal gás inerte no vaso no qual a haste tampão fica disposta em uso.

Na sua extremidade superior fora do corpo 11, a haste desuporte é adaptada para ser conectada a um elemento de elevação paralevantar e abaixar a haste tampão no vaso no qual ela fica disposta.

Para dentro de sua extremidade superior, a passagem 12 éalargada radialmente, para que a base da parte alargada sejam um degrauanular que define uma superfície de vedação plana 14 espaçada daextremidade superior do corpo. Suportada nesta superfície 14 fica umavedação grafítica anular ou gaxeta 15, que é provida para impedir infiltraçãode ar ou perda de gás inerte, se provida. Um inserto metálico cilíndrico oco oucamisa 16 é encaixado em torno da haste de suporte 13 e apóia-se na vedação15 para mantê-la sob compressão. Uma parte superior do inserto 16 projeta-seacima do topo do corpo.

Na sua extremidade superior, fora da passagem 12, a haste desuporte 13 recebe de forma rosqueada uma porca 17 que por baixo dela retémuma arruela plana 18 recebida na haste de suporte, a porca 17 e a arruela 18formando elemento de retenção para bloquear o componente dentro da parteampliada, isto é, o inserto 16, e também um elemento elástico expansívelanular 19 que apóia-se na superfície anular superior do inserto 16 e nasuperfície inferior da arruela 18.

O elemento 19 compreende uma composição grafíticaexpansível 20 restrita entre duas arruelas anulares chatas planas 21, 22. Asarruelas são preferivelmente coladas nas respectivas faces opostas dacomposição. Conforme descrito no pedido de patente copendente darequerente GB 050594.5 (referência do agente M073252PGB), a composiçãode grafite expansível 20 é produzida primeiramente pelo aquecimento de umaformulação de grafite expansível para remover uma proporção da sua águaintersticial. Preferivelmente, 40% a 60% da água intersticial são removidosda formulação intumescente pelo aquecimento por aproximadamente 30minutos a aproximadamente entre 230°C e 280°C. Depois deste tratamentotérmico, a composição grafítica tem as arruelas presas nela para que ela fiquerestrita entre elas.

A camisa metálica ou inserto 16 é de material que tem umcoeficiente de dilatação térmica não superior, e preferivelmente igual, ao dahaste de suporte 13, enquanto a composição grafítica pré-tratada do elementoelástico 19 fica arranjado de forma a expandir-se até um grau maior que ahaste de suporte 13. Desej avelmente, a haste 13 e o inserto 16 seriam domesmo material, para que não haja dilatação diferencial entre eles.Acredita-se que o elemento elástico de dilatação sejaparticularmente vantajoso na compensação, em uso, da dilatação térmica dahaste de suporte, e que tenha uma capacidade de dilatação muito maior que acamisa da haste tampão da tecnologia anterior da EP1140393B, com umamaior dilatação que a haste de suporte. Este é um benefício a um cliente coma provisão de uma maior capacidade de acomodar maiores variações nosistema por causa da maior dilatação linear e/ou variações na precisãodimensional, e pode exercer maior pressão na vedação 15.

O elemento elástico expansível alternativo 23 mostrado nafigura 2 é similar ao elemento elástico 19 da figura 1, em que ele compreende,em uma forma restrita entre duas arruelas, uma composição grafítica 24 quefoi pré-tratada para remover uma porcentagem de água intersticial de umaformulação de grafite expansível inicial da mesma maneira descrita para acomposição 20.

Em vez de arruelas planas 21, 22, o elemento elástico 23 dafigura 2 tem uma arruela rebaixada superior 25 dentro da qual uma arruelachata padrão 26 fica arranjada para deslizar livremente para cima e para baixoà medida que a composição 24 expande-se (e contrai-se). As arruelaspoderiam novamente ser anexadas na composição por qualquer meioadequado, por exemplo, por cola. O elemento elástico 23 expande-serelativamente mais que a haste de suporte 13 e assim, como na modalidade dafigura 1, garante vedação e hermeticidade a gás.

A haste tampão mostrada na figura 3 é como a haste tampão dafigura 1, com partes iguais sendo enumeradas como na figura 1, mas com aadição do sufixo "a". A figura mostra uma porca padrão 17a encaixando umaarruela padrão 18a. A superfície inferior do elemento 19a apóia-se no topo deuma camisa metálica 16a, cuja extremidade inferior apóia-se na superfíciesuperior de uma vedação de Graphoil padrão 15a. Nesta modalidade, existeuma porca cerâmica 27 pressionada contra o corpo do tampão e encaixando ahaste 13a. Conforme mais bem mostrado na figura 4, o elemento 19a éformado com a composição de grafite 28 mantida dentro de um copo de metalpressionado 29, preferivelmente por cola. Isto garante que ela não seráesmagada durante a montagem e aperto do tampão na porca 17a, etc.

Também, o elemento 19a não deve deformar-se em preferência à vedação15a, caso contrário não será hermético a gás enquanto frio. O copo 29 podetambém oferecer uma certa proteção contra oxidação da composição. Acomposição 28 seria fundida ou prensada no copo 29 e suprida como umaunidade simples.

A figura 5 mostra uma modalidade adicional de uma hastetampão da invenção que tem recursos em comum com as modalidades tantoda figura 2 como da figura 3. Da mesma forma, partes iguais mas modificadasserão enumeradas como das figuras, mas como o sufixo "b".

Mostrado na figura 5 está um corpo 11 que tem haste desuporte 13 fixa nele por uma porca cerâmica 27 pressionada no corpo dotampão em uma posição para dentro da parte radialmente alargada dapassagem da haste tampão 12. Na dita parte radialmente alargada fica umavedação Graphoil 15b e um colar metálico 16b (preferivelmente aço), queapóia-se na vedação e projeta-se além da extremidade aberta adjacente docorpo da haste tampão.

Fora do corpo da haste tampão, a haste de suporte é encaixadade forma rosqueada por uma porca 17a que encaixa uma arruela tipo Belevillemetálica 25b, que apóia-se na superfície de extremidade (superior) do corpoda haste tampão. Dentro da arruela 25b fica disposta uma composiçãografítica expansível 30, da mesma forma das composições 20 e 24. Acomposição é mantida, preferivelmente por cola, dentro de uma camisametálica 31, que é aberta onde ela fica voltada para a arruela 25b. Acomposição estende-se além da dita parte aberta da camisa e encaixa asuperfície interna da arruela 25b. A superfície externa da base da camisa 31encaixa a extremidade do colar 16b que estende-se para fora do corpo dahaste tampão.

Claims (13)

1. Haste tampão compreendendo um corpo alongado dematerial refratário, uma passagem que estende-se longitudinalmente no corpode uma extremidade do mesmo que é mais superior em uso, uma haste desuporte que tem uma parte recebida fixamente na dita passagem e uma parteadicional externa à passagem para afixação, em uso, a um dispositivo deelevação da haste tampão, a passagem tendo uma parte ampliada que defineuma superfície de vedação espaçada da dita extremidade do corpo, um insertoem torno da haste de suporte tendo pelo menos uma parte do mesmo recebidana dita parte ampliada, um elemento de retenção na haste de suporte,caracterizada pelo fato de que o elemento expansível fica disposto entre oinserto e o dito elemento de retenção, o material do inserto tem um coeficientede dilatação térmica não superior ao da haste de suporte, e a dilatação do ditomei expansível, em uso, é maior que a da haste de suporte.

2. Haste tampão, de acordo com a reivindicação 1,caracterizada pelo fato de que o elemento expansível compreende duasarruelas entre as quais fica disposta uma composição grafítica expansível.

3. Haste tampão, de acordo com a reivindicação 2,caracterizada pelo fato de que as arruelas são coladas na composição grafítica.

4. Haste tampão, de acordo com a reivindicação 1,caracterizada pelo fato de que o elemento expansível compreende uma arruelarebaixada dentro da qual uma arruela padrão pode deslizar, uma composiçãografítica expansível sendo disposta entre as arruelas.

5. Haste tampão, de acordo com a reivindicação 4,caracterizada pelo fato de que as arruelas são coladas na composição grafítica.

6. Haste tampão, de acordo com a reivindicação 1,caracterizada pelo fato de que o elemento expansível compreende umacomposição grafítica expansível mantida dentro de um copo metálico, umaextremidade aberta do copo encaixando uma arruela plana do elemento deretenção, e uma extremidade fechada do copo encaixando o dito inserto.

7. Haste tampão, de acordo com a reivindicação 6,caracterizada pelo fato de que o elemento expansível é mantido dentro do ditocopo por elemento de cola.

8. Haste tampão, de acordo com a reivindicação 1,caracterizada pelo fato de que o elemento expansível compreende umacomposição grafítica expansível mantida dentro de uma camisa metálica, umaextremidade aberta da qual encaixa a superfície interna de uma arruela tipoBeleville, uma extremidade aberta da arruela tipo Beleville encaixando a ditaextremidade do corpo da haste tampão, e uma extremidade fechada da camisaencaixando o dito inserto.

9. Haste tampão, de acordo com a reivindicação 8,caracterizada pelo fato de que o elemento expansível é mantido na dita camisapor elemento de cola.

10. Haste tampão, de acordo com qualquer uma dasreivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a composiçãografítica expansível foi pré-aquecida antes de formar parte do dito elementoexpansível para remover parte mas não toda sua água intersticial.

11. Haste tampão, de acordo com qualquer uma dasreivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que o inserto comprimeuma vedação assentada na dita superfície de vedação.

12. Haste tampão, de acordo com a reivindicação 11,caracterizada pelo fato de que a dita vedação e a dita superfície de vedaçãosão anulares.

13. Haste tampão, de acordo com a reivindicação 1,caracterizada pelo fato de que o elemento de retenção compreende umaarruela, contra a qual o elemento expansível encaixa, e uma porca que éencaixada em roscas na haste de suporte e apertada, em uso, para realizar oencaixe da arruela no dito elemento expansível.