专利名称：通过操纵装置固定燃烧喷枪的燃烧喷枪固定机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于通过操纵装置、例如工业机械手固定燃烧喷枪的燃烧喷枪固定机构。
背景技术：
在冶金厂中释放冶金容器例如转炉、钢包或浇铸分配器流出孔或浇铸孔是最危险的工作之一。当容器的开孔、例如流出通道由凝固的或凝结的金属、沙子或类似物质堵塞的时候，必须执行这个工作，由此在打开真正的封闭机构、例如滑块或塞堵时不能流出。为了打开流出孔已知下面的方法
_手动点燃，
-通过销栓结合弹簧预紧系统自动打开流出孔；
-电气焊接；
-利用Reinguss有限公司的所谓的滑块打开系统(简称S0S)手动打开。最常见的仍然是手动燃烧流出孔，其中利用氧气燃烧喷枪打开孔，燃烧喷枪由细的、大多折弯的燃烧喷枪管组成。首先将燃烧喷枪手动地夹紧在具有氧气封闭阀的手持固定机构中；然后操作者通过阀门打开用于燃烧喷枪的氧气输入机构并且使燃烧喷枪的尖端保持在火苗或热的位置，由此使燃烧喷枪管开始燃烧。接着手动地将燃烧喷枪从下面插入到流出孔中并且直到向上顶压止挡在金属冶金容器的封闭位置上。喷枪管燃烧氧气并且提供必需的热量，用于熔化或燃烧堵塞流出通道的材料。在此消耗喷枪管并且必需由操作者向上推，直到通道畅通并且能实现从容器流出。在此大多消耗多个燃烧喷枪直到打开。缺陷是 -对于操作者高危险，操作者必需直接在敞开的滑块或塞堵和敞开的通道下面完成燃烧工作。-较低的燃烧功率，因为燃烧喷枪不能太重且以更大的燃烧功率构成，因为操作者可能不能操作燃烧喷枪。-长的时间需求，因为大多先后需要多个燃烧喷枪，用于熔化流出孔；由此同样在连铸时干扰运行过程。在通过销栓或弹簧预紧装置(例如Bernhard Jacob有限公司的系统“Flowingslat”)自动打开流出孔时的缺陷是，销栓有时保留悬挂在孔中，没有敞开通道。在此滑块堵塞在敞开的位置，由此使金属冶金容器在这个状态既不完全敞开也不可靠地封闭；严重的还在于，必须以这个状态穿过车间输运容器。在电焊接时的缺陷是，焊丝必须从下面输送到流出通道并且燃烧，这种方法具有低的热效率并且由于陶瓷零部件在通道中没有可靠的接触条件，电流输送到焊丝是费事的。尽管Reinguss公司的滑块-打开系统比手动的燃烧明显地改进，但是其缺陷是，仍然需要人员紧靠流出孔附近通过燃烧喷枪操作。
利用燃烧喷枪手动打开流出孔在原理上是有缺陷的，或者使燃烧喷枪的燃烧功率和重量较低，但是或者使燃烧功率和重量较高。在第一种情况下燃烧时间长，在第二种情况下把持喷枪对于操作者是非常吃力的但是例如由US 2010/0017027 Al，US 2008/0314938 Al 或WO 2010/049161 Al 也已知利用工业机械手燃烧流出孔。但是由这些文献没有得到用于工业机械手的燃烧喷枪固定机构的具体描述。
发明内容
本发明的目的是，克服现有技术的缺陷并且提供用于工业机械手的燃烧喷枪固定机构，它具有紧凑的结构形式，它是牢固的并且能够可靠地把持高燃烧功率的燃烧喷枪。这个目的通过上述形式的燃烧喷枪固定机构得以实现，它具有
-用于使燃烧喷枪固定机构自动耦联在操纵装置上的耦联装置；
-用于使燃烧喷枪固定机构与燃烧喷枪自动连接的夹紧装置，其中该夹紧装置设计成可以由致动器移动到用于夹紧燃烧喷枪的夹紧位置和用于释放燃烧喷枪的释放位置；以及-至少一个用于输入氧气到燃烧喷枪中的氧气输入机构。通过耦联装置能够使燃烧喷枪固定机构自动耦联在操纵装置上；该夹紧装置保证使燃烧喷枪可靠地与燃烧喷枪固定机构连接，其中集成到燃烧喷枪固定机构中的致动器用于操纵夹紧装置。该夹紧装置在夹紧位置保证，使燃烧喷枪与燃烧喷枪固定机构可靠地连接；与此相反，夹紧装置在释放位置允许将燃烧喷枪插入到夹紧装置中。最好由氧气通孔构成的氧气输入机构保证，可以将足够量的用于燃烧流出孔的氧气量输入到燃烧喷枪中。在此有利的是，使氧气通过耦联装置导引到燃烧喷枪固定机构中并且从燃烧喷枪固定机构通过氧气输入机构导引到燃烧喷枪中。有利的是，所述耦联装置由具有联锁装置的夹紧锥(例如由夹紧锥的环肩)构成。适宜的耦联装置包括多个通孔，例如用于流体压力空气或液压和用于至少一个电导线。已经证实特别有利的是，所述至少两个、最好所有通孔与耦联装置的对称轴线都具有相同的距离。由此可以使通孔非常紧凑地设置在夹紧锥圆周部位。简单且牢固的夹紧装置具有带有旋转轴线的夹紧头和至少一个肘杆，其中该肘杆在旋转轴线上可摆动地构成。该肘杆机构以简单的方式和方法保证放大致动器的夹紧力并由此可靠地夹紧燃烧喷枪在燃烧喷枪固定机构中。在简单的解决方案中两个肘杆利用驱动件相互连接，其中所述燃烧喷枪利用驱动件可以相对于夹紧头夹紧。此外有利的是所述驱动件由具有槽形缺口的套筒构成。由此使燃烧喷枪通过夹紧装置在夹紧位置在缺口部位局部塑性变形，由此更加可靠地夹紧燃烧喷枪。对于自动拾取燃烧喷枪(例如来自燃烧喷枪储仓)有利的是，所述夹紧头具有用于定心燃烧喷枪的导入漏斗。所述致动器由气动致动器、最好由气动的机构(Muskel)构成，由此使燃烧喷枪固定机构特别紧凑地构成，同时具有高夹紧力。按照实施例所述耦联装置通过承载法兰与燃烧喷枪固定机构的设备机架连接，其中该设备机架通过承载法兰支承在耦联装置上。所述设备机架由保护外壳至少部分地、最好完全包围，可以简单地提高燃烧喷枪固定机构的牢固度。所述承载法兰包括用于测量顶压力的测量装置(例如DMS全桥)，由此保证简单且可靠地测量燃烧喷枪在金属冶金容器上的顶压力。所述燃烧 喷枪固定机构具有用于放大测量装置信号的集成的测量放大器，由此提高在顶压力测量信号传递到控制或调节装置上时的可靠性。在这种情况下穿过耦联装置的通孔导引测量放大器的放大的测量信号。所述燃烧喷枪固定机构具有纵向取向的加固元件，由此方便地减小燃烧喷枪在顶压在金属冶金容器上时的弯曲。
由下面的不受局限的实施例描述给出本发明的其它优点和特征，其中参阅下面的附图。附图中
图I以立体图示出6轴工业机械手，具有燃烧喷枪固定机构的第一实施例，它支承燃烧喷枪，
图2以立体图示出燃烧喷枪固定机构的第二实施例，
图3和4示出按照图2的燃烧喷枪固定机构的平面图和局部剖视图，
图5示出图4的燃烧喷枪固定机构的细节图，
图6和7示出未剖视的和局部剖视的夹紧装置立体图。附图标记清单
I燃烧喷枪固定机构 2燃烧喷枪 3工业机械手 4耦联装置 5夹紧装置 6致动器 7氧气输入机构 8夹紧锥 9联锁装置 10夹紧锥的对称轴线 11夹紧头 12旋转轴线 13肘杆 14驱动件 15缺口 16导入漏斗 17承载法兰 18设备机架19保护外壳 20加固元件 21密封元件。
具体实施方式
在图I中示出工业机械手3，连同具有燃烧喷枪2的燃烧喷枪固定机构I的第一实施例。具体地说，燃烧喷枪固定机构I具有两个照相机，用于简化工业机械手3在燃烧金属冶金容器的流出孔时在连铸机的浇铸台上的导航。燃烧喷枪2本身由所谓的“芯枪”构成(参见例如公司BEDS氧化技术配件有限公司(BEDS Oxygentechnik Armaturen GmbH)的产品信息PI09/02D “用于热分离的芯枪”)，其中在燃烧喷枪的尖端上安置点火罩，其具有FerroxAB公司的推进剂。按照未示出的实施例工业机械手设置在可摆动的轴上，由此使机械手在燃烧后可以迅速地从金属冶金容器下面的危险部位带走。在图2中详细示出燃烧喷枪固定机构1，具有耦联装置4和夹紧装置5。该夹紧装置5和加固元件20具有相对于燃烧喷枪固定机构I纵轴线的角度错位α，由此根据所使用的机械手类型可以使燃烧喷枪2更方便地插入到流出孔中。为了保护燃烧喷枪固定机构免受脏污、熔液或粘附的熔液，使燃烧喷枪固定机构I完全被保护外壳19包围。在图3中示出按照图2的燃烧喷枪固定机构I的底视图。具体地可以看出，燃烧喷枪固定机构I具有设备机架18，它通过连接法兰17与耦联装置4连接。夹紧装置5以及气动致动器6支承在设备机架18或设备机架18的横梁上。承载法兰17具有由DMS全桥构成的测量装置，用于测量燃烧喷枪在未示出的金属冶金容器上的顶压力。在此测量装置集成到设备机架18中，由此通过耦联装置4的夹紧锥可以将已经放大的测量信号传递到控制或调节装置上。在图4中示出按照图2和3的燃烧喷枪固定机构I视图的局部剖视图。图5详细示出按照图4的燃烧喷枪固定机构的视图。燃烧喷枪固定器1，通过由夹紧锥8构成的耦联装置4与未详细示出的操纵装置连接。夹紧锥保证，使燃烧喷枪固定机构I定心地、无间隙且自动地(即没有手动干涉地)由操纵装置拾取。为此操纵装置具有与夹紧锥8的对应体，其中燃烧喷枪固定机构I通过联锁装置9 (它由夹紧锥的环形附件构成)与操纵装置可拆卸地连接。耦联装置4具有多个用于气动机构、电导线、电子信号和必要时液压机构的通孔，它们与夹紧锥8的对称轴线具有恒定的距离。耦联装置4通过承载法兰17与燃烧喷枪固定机构I的设备机架18连接。在设备机架18本身上支承夹紧装置5和致动器6，由此可以由机械手自动地执行自动插入燃烧喷枪2到燃烧喷枪固定机构I中并且使燃烧喷枪2与燃烧喷枪固定机构I夹紧或卡紧。为了保证以氧气供给燃烧喷枪2，耦联装置4利用未示出的空气管道通过氧气输入机构7与燃烧喷枪2连接。夹紧装置5具有肘杆机构11、12、13，由此再一次放大由气动机构构成的致动器6的作用力。在图6和7中再一次详细地示出夹紧装置5。该夹紧装置5具有夹紧头11连同旋转轴线12和两个肘杆13，它们相对于旋转轴线12可摆动地构成。肘杆13利用驱动件14(它由具有槽形缺口 15的套筒构成)相互连接。通过缺口 15使燃烧喷枪2局部塑性变形，由此更可靠地由燃烧喷枪固定机构I的夹紧装置5固定燃烧喷枪。夹紧头11在面对燃烧喷枪2的一侧上具有导入漏斗16，由此简化自动插入燃烧喷枪2到燃烧喷枪固定机构I中。氧气输入机构7保证压力密封地连接氧气管道与燃烧喷枪2，其中夹紧头最好具有密封元件21，它可以可靠地补偿燃烧喷枪2或夹紧头11的不仅轴向运动而且径向运动。作为密封元件21已经证实具有密封唇的改型的径向波纹密封环是可靠的。在金属冶金容器的流出孔燃烧时如下进行首先由燃烧喷枪固定机构I (它耦联在工业机械手3上)自动拾取来自燃烧喷枪储仓的燃烧喷枪2。有利地使燃烧喷枪2静止地位于燃烧喷枪储仓中并且使燃烧喷枪固定机构I相对于燃烧喷枪2运动，由此使燃烧喷枪2通过导入漏斗16插入到夹紧头11中。接着利用致动器6使夹紧装置5从释放位置带到夹紧装置，由此使燃烧喷枪2可靠地与燃烧喷枪固定机构I连接。接着工业机械手3使燃烧喷枪2向着金属冶金容器移动并且使燃烧喷枪在那里从下面(一般在垂直方向上向上)插入到容器的流出孔中。在燃烧喷枪2与金属冶金容器之间建立 接触以后，释放燃烧喷枪2的氧气供给，其中安置在燃烧喷枪2尖端上的点火罩通过氧气压力自动点火。通过在浇铸通道本身中点火燃烧喷枪2防止，弄脏或损伤滑块或塞堵。在流出孔燃烧时使燃烧喷枪垂直向上运动，其中消耗燃烧喷枪2或在燃烧喷枪内部存在的钢丝。通过调节燃烧喷枪2在金属冶金容器上的顶压力保证，一方面持续地保证燃烧喷枪2与容器之间的接触，另一方面使燃烧喷枪2不会由于过大的压力太剧烈地变形。
权利要求
1.燃烧喷枪固定机构(1)，用于通过操纵装置(3)固定燃烧喷枪(2)，其特征在于，所述燃烧喷枪固定机构(I)具有-用于使燃烧喷枪固定机构(I)自动耦联在操纵装置(3)上的耦联装置(4)，其中该耦联装置(4 )由具有联锁装置(9 )的夹紧锥(8 )构成，-用于使燃烧喷枪固定机构(I)与燃烧喷枪(2 )自动连接的夹紧装置(5 )和致动器(6 )， 其中 该夹紧装置(5)设计成可以由致动器(6)移动到用于夹紧燃烧喷枪(2)的夹紧位置和用于释放燃烧喷枪(2)的释放位置；以及-至少一个用于输入氧气到燃烧喷枪(2 )中的氧气输入机构(7 )。
2.如权利要求I所述的装置，其特征在于，所述耦联装置(4)包括多个通孔，如用于流体压力空气或液压和用于至少一个电导线。
3.如权利要求I或2所述的装置，其特征在于，所述至少两个通孔与耦联装置(4)的对称轴线(10)具有相同的距离。
4.如权利要求I所述的装置，其特征在于，所述夹紧装置(5)具有带有旋转轴线(12) 的夹紧头(11)和至少一个肘杆(13)，其中该肘杆(13)在旋转轴线(12)上可摆动地构成。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述两个肘杆(13)利用驱动件(14)相互连接，其中所述燃烧喷枪(2)利用驱动件(14)可以相对于夹紧头(11)夹紧。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述驱动件(14)由具有槽形缺口(15)的套筒构成。
7.如权利要求4至6中任一项所述的装置，其特征在于，所述夹紧头(11)具有用于定心燃烧喷枪(2)的导入漏斗(16)。
8.如权利要求I至7中任一项所述的装置，其特征在于，所述致动器(6)由气动致动器、最好由气动机构构成。
9.如权利要求I至8中任一项所述的装置，其特征在于，所述耦联装置(4)通过承载法兰(17 )与设备机架(18 )连接，其中该设备机架通过承载法兰(17 )支撑在耦联装置(4 )上。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述设备机架(18)由保护外壳(19)至少部分地包围。
11.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述承载法兰(17)包括用于测量燃烧喷枪 (2 )在金属冶金容器上的顶压力的测量装置。
12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述燃烧喷枪固定机构(I)具有用于放大测量装置信号的测量放大器。
13.如权利要求I至12中任一项所述的装置，其特征在于，所述燃烧喷枪固定机构(I) 具有纵向取向的加固元件(20)，由此减小燃烧喷枪(2)在顶压在金属冶金容器上时的弯曲。
全文摘要
本发明涉及一种燃烧喷枪固定机构，用于通过操纵装置、例如工业机械手固定燃烧喷枪。本发明的目的是，克服现有技术的缺陷并且提供用于工业机械手的燃烧喷枪固定机构，它具有紧凑的结构形式，它是牢固的并且能够可靠地把持高燃烧功率的燃烧喷枪。这个目的通过燃烧喷枪固定机构得以实现，它具有-用于使燃烧喷枪固定机构自动耦联在操纵装置上的耦联装置，其中该耦联装置由具有联锁装置的夹紧锥构成，-用于使燃烧喷枪固定机构与燃烧喷枪自动连接的夹紧装置和致动器，其中该夹紧装置设计成可以由致动器移动到用于夹紧燃烧喷枪的夹紧位置和用于释放燃烧喷枪的释放位置；以及-至少一个用于输入氧气到燃烧喷枪中的氧气输入机构。
文档编号B22D41/00GK102615639SQ201210021498
公开日2012年8月1日 申请日期2012年1月31日 优先权日2011年1月31日
发明者A.普里斯纳, H.埃布纳, H.特内, M.希尔施曼纳, R.施奈德格 申请人:西门子Vai金属科技有限责任公司