CH649610A5 - Verschlussplattenpaar fuer einen schiebeverschluss. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verschlussplattenpaar für einen unten noch näher dargelegt wird. Ferner sind die Kantenteile,

Schiebeverschluss, mit Durchflussöffnungen, welche an Gleitflä- welche in Zwischenstellungen des Schiebers freiliegen, immer chen münden, entlang denen die Platten bei Betätigung des gleich gross und im Mittel kürzer als bei rundem Lochquer-

Verschlusses sich gegeneinander verschieben. schnitt.

Bei der Abflussregulierung flüssiger Metalle, insbesondere 40 Nach der Erfindung ist der Öffnungsquerschnitt im Falle von Stahl, sind die Verschlussplatten von Schiebeverschlüssen trotz drehbeweglichen Schiebeverschlüssen (Dreh- oder Schwenk-Verwendung hochwertiger Feuerfestmaterialien bekanntlich Schiebeverschluss) ein Kreisringsektor und im Falle des Linear-einem intensiven Verschleiss ausgesetzt. Die Bohrungen in den Schiebeverschlusses ein Parallelogramm. Während bisher in der Platten und den anschliessenden Feuerfestteilen erfahren durch Praxis ausschliesslich Verschlussplatten mit kreisrunden Durch-die ausströmende Schmelze eine fortlaufende Querschnittser- 45 flussöffnungen verwendet werden, sind vereinzelt auch schon Weiterung. Weit schädlicher ist aber der Umstand, dass in unrunde Öffnungsquerschnitte vorgeschlagen worden, so z. B. in Zwischenstellungen des Schiebers - während dem Öffnen und der DE-OS 1910 247 und der DE-AS 20 06 523. Dabei geht es im Schliessen sowie beim gedrosselten Giessen - Teile der Lochkan- wesentlichen um die Erzielung einer bestimmten Regelcharakte-ten und angrenzende Bereiche der Gleitflächen der strömenden ristik (Durchflussquerschnitt in Abhängigkeit vom Verstellweg), Schmelze ausgesetzt sind und wegen der dort vorhandenen 50 während das Problem des Kantenverschleisses, welches der Verengung des Durchflusskanals besonders stark angegriffen vorliegenden Erfindung zugrundeliegt, dort bestehen bleibt, werden. Dieser seit langem bekannte und beschriebene Sachver- Nachstehend wird die Erfindung, insbesondere auch deren in halt (CH-PS 528 942, Fig. 2 und 3) ist in der Regel bestimmend den Unteransprüchen angeführten Varianten, im Zusammenfür die Zahl der mit einem Plattensatz durchführbaren Abgüsse, hang mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

indem die fortschreitende Erosion der Gleitflächen in den 55 Fig. 1 und Fig. 2 je einen Vertikalschnitt durch das Verschlussgenannten Bereichen schliesslich einen dichten Abschluss verun- plattenpaar bei einem Dreh- bzw. einem Linear-Schiebever-möglicht, worauf die Platten ausgewechselt werden müssen. schluss (schematisch),

Dabei ist die Beurteilung der eingebauten Platten jeweils nach Fig. 3 in Draufsicht auf einen Teil der überdeckten Verschluss-

einem Abguss, ob der Verschleisszustand eine nochmalige platten, die Verhältnisse bei einem Drehschiebeverschluss sichere Verwendung zulässt, wegen der beschränkten Sicht auf 60 bekannter Ausführung mit kreisrunden Durchflussöffhungen,

die Gleitflächen nicht ganz einfach und erfordert eine gewisse Fig. 4 in ähnlicher Darstellung wie in Fig. 3 das Verschlussplat-

Erfahrung. tenpaar gemäss einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfin-

Zur Verminderung des erwähnten Kantenverschleisses wurde dung,

eine stufenförmige Erweiterung wenigstens einer der Durchfluss- Fig. 5 dasselbe Ausführungsbeispiel wie nach Fig. 4, jedoch in

Öffnungen gegen die Gleitfläche hin vorgeschlagen (DE-OS 65 perspektivischer Darstellung und mit den Verschlussplatten bzw.

2014331). Dies bedingt allerdings, bei gegebenem Bohrungs- Durchflussöffnungen in Drosselstellung,

durchmesser, eine erhebliche Verlängerung des Verschiebewe- Fig. 6 eine bevorzugte geometrische Form des Öffnungsquer-

ges zwischen offener und geschlossener Stellung sowie eine schnittes beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 und 5,

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Fig. 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines für einen Linear- Der geschilderte, gewaltsame Materialabrieb durch zwischen Schiebeverschluss bestimmten Verschlussplattenpaares in den Platten erstarrte Metallteile kann in vielen Fällen die

Draufsicht, und Brauchbarkeit der Platten weit früher beenden, als die Erosion

Fig. 8 und 9 weitere Varianten von Öffnungsquerschnitten an infolge der durchströmenden Schmelze, Diesem Umstand begeg-einem Verschlussplattenpaar nach der Erfindung. 5 net die Erfindung durch eine besondere Gestaltung der Öff-

Die Prinzipdarstellung nach Fig. 1 lässt die beiden Verschluss- nungsquerschnitte an beiden Verschlussplatten.

platten eines Drehschiebeverschlusses erkennen, nämlich die Die Fig. 4 und 5 veranschaulichen ein erstes Ausführungsbei-

obere, ortsfeste Bodenplatte 1 und die Schieberplatte 2, welche Spiel eines erfindungsgemässen Verschlussplattenpaares, eben-um die Mittelachse 3 drehbar ist, wie mit dem Pfeil 10 angedeu- faUs für einen Dreh-Schiebeverschluss. Beide Platten 1 und 2 tet. Jede Platte des Plattenpaares 1,2 ist mit mindestens einer 10 wejsen identische Durchflussöffnungen 5' bzw. 6' auf. Jede der Durchflussöffnung 5,6 versehen; in bekannter Weise kann die Öffnungen ist durch zwei gerade Wandabschnitte 21 begrenzt, Schieberplatte 2 mehrere Durchflussöffnungen mit gleichem welche die Verschieberichtung (angedeutet durch den Kreisbo-

oder unterschiedlichem Querschnitt aufweisen. Die aus Hoch- gen rechtwinklig schneiden, sowie durch zwei weitere Wand-wert-Feuerfestmaterial gefertigten Verschlussplatten berühren abschnitte 22, welche jeweils die Enden der Wandabschnitte 21 einander an ihrer Gleitfläche 4, entlang welcher sie sich bei 15 verbinden und sich in der Verschieberichtung erstrecken (bei der Betätigung des Verschlusses gegeneinander verschieben. Dabei Drehbewegung ist die Verschieberichtung an jeder Stelle tangen-ist zu unterscheiden zwischen der Offenstellung (Durchflussöff- tial, weshalb ein «in Verschieberichtung» verlaufender Wandab-nungen miteinander fluchtend), Drosselstellung (Öffnungen teil- schnitt eine Zylinderfläche und ein «die Verschieberichtung weise versetzt) und Schliessstellung (Öffnungen vollständig ver- rechtwinklig schneidender» Wandabschnitt eine radial gerichtete setzt). Die an die Verschlussplatten oben und unten anschliessen- 20 Fläche bildet) Der Öffnungsquerschnitt bei Verschlussplatten den, zusammen mit den Durchflussöffnungen einen Giesskanal für einen Dreh-Schiebeverschluss entspricht somit einem Kreisbildenden und im allgemeinen hülsenförmigen Feuerfestteile 7 ringsektor. Dieser Öffnungsquerschnitt muss gemäss der Erfin-und 8 sind strichpunktiert angedeutet. dung an beiden Platten jedenfalls im Bereich der Mündung der

Die Prinzipdarstellung nach Fig. 2 zeigt die entsprechende Durchflussöffnung zur Gleitfläche 4 vorhanden sein. Der Quer-

Situation bei einem Linear-Schiebeverschluss mit der ortsfesten schnitt kann, wie aus Fig. 5 ersichtlich, über die gesamte Platten-Bodenplatte 11 und der beweglichen Schieberplatte 12. Die dicke die gleiche Gestalt beibehalten oder er kann, davon letztere ist entlang den Gleitflächen 14 in Richtung des Pfeiles 13 abweichend, sich zur gegenüberliegenden Plattenseite hin verän-verschiebbar, um die Durchflussöffnungen 15,16 aus der darge- dern, also beispielsweise in eine Kreisform übergehen.

stellten Schliessstellung in die Offenstellung oder eine Drosselstellung zu bringen. Auch im Falle des Linear-Schiebeverschlus- 30 Die Vorteile der erfindungsgemässen Querschnittsform der ses kann die Schieberplatte in bekannter Weise mehrere, in Durchflussöffnungen 5' und 6' ergeben sich aus den Fig. 4 und 5

Schieberichtung versetzte Durchflussöffnungen aufweisen. Vergleich mit der Fig. 3 : während des Giessens in Drosselstel-

Strichpunktiert angedeutet sind wiederum die an das Plattenpaar ^ng (Fig- 5) liegen immer nur die geraden Mündungskanten der oben und unten anschliessenden feuerfesten Hülsen 17 und 18. einander zugekehrten radialen Wandabschnitte 21 und die

Die vorstehenden Ausführungen zu den Fig. 1 und 2 treffen für ^ angrenzenden Flächenbereiche 25. (Fig. 5) frei, während alle Verschlussplattenpaare von Dreh- bzw. Linear-Schiebever- übrigen Kantenteile, also etwa % des Umfanges immer über-

schlüssen bekannter wie auch erfindungsgemässer Ausführung deckt sind. Die angrenzenden, erodierten Bereiche 25 der Gleit-zu. Die Fig. 3 veranschaulicht einen für den Plattenverschleiss flächen 4 sind dadurch viel kleiner als die entsprechenden wesentlichen Sachverhalt bei einem Drehschiebeverschluss bzw. Bereiche 26 im Falle von bekannten, runden Durchflussöffnun-dessen Verschlussplatten 1,2 bekannter Ausführung, nämlich 40 êen (Fig. 3). Noch bedeutsamer ist, dass in der Schliessstellung mit Durchflussöffnungen 5 und 6 von kreisrundem Querschnitt. (Fig- 4) im Bereich 25 sich bildende, erstarrte «Blechteile» oder Die beiden Platten sind in Schliessstellung gezeichnet, in welcher «Zungen» eine solche Gestalt haben, dass sie beim anschliessen-die Öffnung 6 der Schieberplatte um ein den dichten Verschluss ^en Offnen des Verschlusses sich nicht zwischen den Platten gewährleistendes Mass gegenüber der Öffnung 5 in der Boden- verklemmen, sondern ohne weiteres in den Offnungsquerschnitt platte versetzt ist. Von den kreisförmigen Lochkanten im 45 hinaus geschoben werden, ohne Schaden anzurichten. (Zwecks

Bereich der Dichtflächen sind im Betrieb diejenigen Kantenteile richtigem Vergleich der Flächenbereiche 25 und 26 sind den Fig. dem stärksten Verschleiss unterworfen, welche an den beiden ^ unc' 4 gleich grosse Öffnungsquerschnitte auf gleichem mittle-Öffnungen einander zugekehrt sind, weil diese Kantenteile beim rem Radius und gleich grosser Uberdeckungsweg - geringster Öffnen zuerst und beim Schliessen zuletzt der durchströmenden Kantenabstand der beiden Öffnungen - zugrunde gelegt. ) Die Schmelze ausgesetzt sind. Dieser starke Kantenverschleiss tritt 50 Fig- 5 lässt auch erkennen, dass nach erfolgtem Abguss das erfahrungsgemäss etwa über dem halben Lochumfang auf. Auch Ausmass des Verschleisses entlang den erwähnten Arbeitskan-die angrenzenden Bereiche der Gleitflächen an beiden Platten 11 unc' Flächenbereichen sich sehr gut von aussen beobachten werden zunehmend von der Schmelze angegriffen. In der Folge lässt (in einer Zwischenstellung der Öffnungen etwa nach Fig. 5), kommt es jeweils während der Schliessbewegung zum Hineinzie- was bei runden Öffnungen nicht so einfach ist.

hen von Schmelze zwischen die beiden Verschlussplatten, wobei 55 Die Fig. 6 dient zur Erläuterung einiger geometrischer Überle-diese geringen Schmelzemengen zum unverzüglichen Erstarren gungen zum Öffnungsquerschnitt. Ein ausgewogenes Verhältnis neigen. Neuere Beobachtungen und Versuche haben bestätigt, zwischen Breite (in radialer Richtung) und Länge (in Verschiebe-dass tatsächlich zwischen den Platten «Blechstücke» etwa von der richtung) des Öffnungsquerschnittes 5 ' (bzw. 6') ergibt sich Gestalt der schraffierten Fläche 26 in Fig. 3 entstehen. Solche dann, wenn alle Wandabschnitte gemäss Fig. 6 einen gedachten «Blechstücke» oder «Keile» bilden natürlich ein erhebliches 60 eingeschriebenen Kreis 24 berühren. Von dieser Regel kann aber Hindernis zwischen den Platten bei einer nächsten Öffnungsbe- gegebenenfalls auch abgewichen werden, indem die Öffnungs-wegung, indem sie zwischen den Gleitflächen keine Ausweich- länge von der «Inkreis-Berührung» abweichend gewählt wird. Es möglichkeit haben (wegen ihrer Gestalt auch nicht in die Öffnung können also zum Beispiel die Öffnungen der Bodenplatte und 6 der Schieberplatte hinein). Der Vorgang wiederholt und ver- der Schieberplatte eine grössere, jedoch unter sich gleiche Länge stärkt sich bei jeder Betätigung und die zunehmende Beschädi- 65 aufweisen, oder es können mehrere Öffnungen der Schieber-gung der Gleitflächen macht einen immer grösseren Überdek- platte untereinander verschiedene Längen haben ; mit Vorteil kungsweg notwendig, bis die Platten schliesslich unbrauchbar wird dagegen die Breite der miteinander zusammenwirkenden sind. Öffnungen in Boden- und Schieberplatte immer gleich gewählt

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und natürlich auf gleichem Radius, so dass die Kanten entlang den Wandabschnitten 22 nie freiliegen.

In der Fig. 6 ist zum Vergleich auch ein kreisrunder Querschnitt 5 mit der gleich grossen Fläche wie ein erfindungsgemäs- 5 ser Querschnitt 5' eingezeichnet. Daraus geht hervor, dass der minimale Verschiebungsweg s' zwischen Öffnungs- und Schliessstellung nach der Erfindung kleiner ist als der Verschiebungsweg s für einen kreisrunden Querschnitt. Ausserdem ist auch die (radiale) Breite eines erfindungsgemässen Querschnittes 5 ' klei- 10 ner als eine gleich grosse Kreisfläche 5, was ermöglicht, die Öffnung 5 ' auf der Platte auf einem grösseren (mittleren) Radius anzubringen.

Die weiteren Ausführungsbeispiele nach Fig. 7 bis 9 beziehen sich auf Verschlussplatten für einen Linear-Schiebeverschluss (in 15 Verbindung mit Fig. 2). Die Fig. 7 zeigt ein Verschlussplattenpaar 11,12mit jeeiner Durchflussöffnung 15' bzw. 16' auf der Mittelachse angeordnet, welche zur Verschieberichtung 13 parallel verläuft. Jede der (in Schliessstellung gezeichneten) Durchflussöffnungen ist durch zwei die Verschieberichtung rechtwink- 20 lig schneidende Wandabschnitte 31 und zwei weitere Wandabschnitte 32, welche in der Verschieberichtung verlaufen und jeweils zwei Enden der Abschnitte 31 verbinden, begrenzt. Bei der bevorzugten Ausführungsform nach Fig. 7 ist der Öffnungsquerschnitt ein Quadrat, d.h. alle Wandabschnitte berühren einen gedachten eingeschriebenen Kreis bzw. die Länge der Öffnung ist gleich ihrer Breite.

Sämtliche weiter oben in Zusammenhang mit den Fig. 3 bis 6 gemachten Ausführungen bezüglich Verhältnisse beim Dreh-Schiebeverschluss insbesondere auch die Wirkungsweise der Ausführungsform nach Fig. 4 und 5 im Vergleich zu runden Durchflussöffnungen, gelten sinngemäss auch für Ausführungsbeispiele beim Linear-Schiebeverschluss. Dies ergibt sich daraus, dass eine Dreh- bzw. Schwenkbewegung bei unendlich gross angenommenem Drehradius in eine Linearbewegung übergeht.

Die Fig. 8 veranschaulicht eine Variante, bei welcher die einen Wandabschnitte 33 die Verschieberichtung nicht rechtwinklig, sondern schiefwinklig, jedoch unter gleichen Winkeln schneiden. Im Falle des Linear-Schiebeverschlusses bilden die Wandabschnitte 32 und 33 dann ein schiefwinkliges Parallelogramm (Rhombus oder Rhomboid). Diese Variante lässt sich ebenfalls sinngemäss auf Durchflussöffnungen an Verschlussplatten für einen Dreh-Schiebeverschluss übertragen.

Die Fig. 9 zeigt schliesslich eine Ausführungsform, bei der die Wandabschnitte 31 durch zwei längere, in Verschieberichtung verlaufende Wandabschnitte 34 verbunden sind. Der so gebildete Rechteckquerschnitt entspricht der im Zusammenhang mit dem Dreh-Schiebeverschluss bereits beschriebenen Variante eines Kreisring-Sektors mit gegenüber der Inkreis-Berührung grösserer Länge.

M

2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

649 610 2 PATENTANSPRÜCHE verminderte Plattenüberdeckung quer zum Verschiebeweg. Deshalb würde sich dieser Vorschlag nur mit einer relativen Vergrös-

1. Verschlussplattenpaar für einen Schiebeverschluss, mit serung der Plattenflächen und damit des ganzen Verschlusses Durchflussöffnungen, welche an Gleitflächen münden, entlang verwirklichen lassen.

denen die Platten bei Betätigung des Verschlusses sich gegenein- 5 Gemäss einem weiteren Vorschlag soll die Schieberplatte ander verschieben, dadurch gekennzeichnet, dass die Durch- entlang der Durchflussbohrung und an der Gleitfläche mit einem flussöffnungen (5', 6'; 15', 16') beider Platten (1,2; 11,12) besonderen Einsatz aus hochhitzebeständigem, metallischem wenigstens im Bereich ihrer Mündung zur Gleitfläche (4,14) Hartstoff,z. B. einem metallkeramischen Verbundwerkstoff ver-durch zwei gerade Wandabschnitte (21,31,33), welche die sehen werden, um die vom Verschleiss betroffenen Stellen zu Verschieberichtung (10,13) unter gleichen Winkeln schneiden, 10 schützen (DE-OS19 37 742). Hierbei führt jedoch der unterbegrenzt sind und die Enden dieser Wandabschnitte durch zwei schiedliche Wärmedehnungskoeffizient von Einsatz- undTräger-in Verschieberichtung verlaufende Wandabschnitte (22,32,34) materialzu Schwierigkeiten, und die Herstellung solcher Platten verbunden sind. ist natürlich wesentlich teurer.

2. Verschlussplattenpaar nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Demgegenüber besteht die mit der Erfindung zu lösende zeichnet, dass die vier den Öffnungsquerschnitt im genannten 15 Aufgabe darin, die geschilderten Verschleisserscheinungen an Mündungsbereich begrenzenden Wandabschnitte (21,22; 31,32) den Verschlussplatten bzw. deren Auswirkungen zu mindern und einen gedachten eingeschriebenen Kreis (24) berühren. besser zu beherrschen, ohne wesentliche Nachteile, wie sie den

3. Verschlussplattenpaar nach Anspruch 1, dadurch gekenn- bekannten Lösungsvorschlägen anhaften, in Kauf nehmen zu zeichnet, dass die die Verschieberichtung (10,13) schneidenden müssen.

Wandabschnitte (31) einen im Vergleich zur Berührung eines 20 Die erfindungsgemässe Lösung besteht darin, dass die Durcheingeschriebenen Kreises grösseren Abstand aufweisen und flussöffnungen an beiden Platten eines Plattenpaares wenigstens durch entsprechend längere in Verschieberichtung verlaufende im Bereich ihrer Mündung zur Gleitfläche durch zwei gerade Wandabschnitte (34) verbunden sind (Fig. 9). Wandabschnitte, welche die Verschieberichtunguntergleichen,

4. Verschlussplattenpaar nach einem der Ansprüche 1 bis 3, vorzugsweise rechten Winkeln schneiden, begrenzt sind und die dadurch gekennzeichnet, dass der durch die vier genannten Enden dieser Wandabschnitte durch zwei in Verschieberichtung Wandabschnitte begrenzte Öffnungsquerschnitt über die verlaufende Wandabschnitte verbunden sind.

gesamte Plattendicke gleich wie im Mündungsbereich ist. Durchflussöffnungen gemäss der Erfindung lassen sich auf

5. Verschlussplattenpaar nach einem der Ansprüche 1 bis 3, einfache Weise herstellen, jedenfalls ohne wesentlichen Mehr-dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungsquerschnitt sich über aufwand gegenüber den gebräuchlichen runden Bohrungen, die Plattendicke verändert und von der im Mündungsbereich Dies kann z.B. durch Umpressen eines entsprechenden Stern-gegebenen Gestalt z. B. in eine Kreisform auf der gegenüberlie- pels oder Kerns erfolgen, im gleichen Arbeitsgang, mit dem die genden Plattenseite übergeht. Platten ihre Rohgestalt erhalten. Der Hauptvorteil der Erfindung wird darin gesehen, dass sich im Vergleich mit runden

Durchflussöffnungen kleinere und günstiger geformte Ver-

schleissflächen auf den Platten-Gleitflächen ergeben, wie weiter