一种弹簧缓冲式自动吹氩连接器的制作方法

技术领域

本发明涉及现代炼钢的炉外精炼等工业生产中的压力气体供应与控制领域，具体涉及一种弹簧缓冲式自动吹氩连接器。

背景技术：

目前，随着科学技术的发展和工农业对钢材质量要求的提高，现代化炼钢厂普遍采用炉外精炼生产工艺流程，来调节改善钢水中微量元素的含量，提升钢坯品质。炉外精炼已成为现代炼钢工艺中不可缺少的重要环节。

炉外精炼是钢水中加入合金原料的同时向钢包底部通入氩气，氩气通过透气砖可以进入钢水底部，使钢水在钢包内产生环流，从而实现对钢水的充分搅拌，使添加在钢水中的合金成分快速反应、混合均匀，从而精确调节微量元素的含量，改善提高钢材的品质。

目前，国内钢厂的炉外精炼生产工艺中，钢包车上的供氩装置与钢包上的接氩装置的对接主要靠人工连接管道来实现对接，存在钢水翻包飞溅伤人的风险、效率低；部分企业采用固定式对接插头装置，插头部分安装于钢包车上，插座部分安装于钢包上，要依靠钢包吊装下放过程中在钢包车上的准确落座定位来实现对接，这种对接技术存在如下的问题：一、吊车司机在行车控制室通过眼睛观察判断来下放钢包到钢包车上，要使钢包精确落座在钢包车上固定的位置点上，操作难度大，碰坏对接设备的危险性大；二、人工调整对准时间长，导致吹氩作业时间后延，钢水降温大，增加了生产成本；三、钢包车上与钢包上的对接装置固定，一旦钢包落偏，容易造成底部吹氩装置损坏，影响炉外精炼生产。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种弹簧缓冲式自动吹氩连接器，利用连接器的对接自动导向、轴线自动校准与偏转限位功能，方便可靠地实现供氩气路的自动连接，将钢包底部的吹氩装置与钢包车送氩装置自动连接起来。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种弹簧缓冲式自动吹氩连接器，包括送氩机构和接氩机构，所述送氩机构包括送氩机构导向头、对接缓冲套筒、以及对接缓冲座，所述送氩机构导向头的端部为圆球形，所述圆球形的端部设有送氩通道，送氩机构导向头下部侧面设有与送氩通道相连的径向进氩接口，所述送氩机构导向头底部与对接缓冲套筒顶部固定相连，所述对接缓冲套筒底部与对接缓冲座可上下滑动的活接，且对接缓冲套筒与对接缓冲座之间设有用于缓冲的对接缓冲弹簧；

所述接氩机构包括接氩机构基座和接氩机构阀芯，所述接氩机构基座内部设有一容纳接氩机构阀芯的空腔，接氩机构基座下部设有与空腔通过阀口相通的喇叭导向口，所述接氩机构阀芯通过阀芯复位弹簧与接氩机构基座内空腔的顶部相连，通过阀芯复位弹簧作用，所述接氩机构阀芯顶在阀口上将其封闭，阀口与喇叭导向口之间设有直径与送氩机构导向头匹配的接氩机构导向孔，接氩机构导向孔与阀口相接处设有对接硬密封，接氩机构基座正对接氩机构阀芯处的外侧设有与空腔连通的径向出氩接口，所述接氩机构安装与钢水包上,所述送氩机构安装于钢包车上。

作为改进，所述弹簧缓冲式自动吹氩连接器还包括轴线自动校准悬挂机构，所述轴线自动校准悬挂机构包括上关节轴承销、上关节轴承、接氩机构支架、下关节轴承销、下关节轴承以及送氩机构支架；所述接氩机构基座顶端通过上关节轴承销和上关节轴承铰接在接氩机构支架上，所述接氩机构支架固定在钢水包上；所述送氩机构的对接缓冲座下端通过下关节轴承销和下关节轴承铰接在送氩机构支架上，所述送氩机构支架固定在钢包车上，所述对接缓冲座底部设有延伸到送氩机构支架下方的重锤钩，重锤钩底部连接有能让送氩机构保持竖直状态的自动复位重锤。

作为改进，所述钢水包上设有偏转限位环，偏转限位环设有套在接氩机构基座上的限位圆孔，所述限位圆孔限制了接氩机构基座的摆动幅度；所述送氩机构支架底部设有挡板固定法兰和偏转限位调节挡板，挡板固定法兰与送氩机构支架固定相连，偏转限位调节挡板上部设有与挡板固定法兰螺纹配合的螺杆，通过拧动螺杆可调节偏转限位调节挡板与自动复位重锤的距离，从而限制自动复位重锤的摆动幅度，所述螺杆上设有锁紧螺母。

作为改进，所述对接缓冲套筒活动的套在对接缓冲座上，对接缓冲弹簧设于对接缓冲座和对接缓冲套筒内空腔的顶部之间，对接缓冲套筒底端设有防止对接缓冲座滑脱的限位端盖。

作为改进，所述接氩机构导向孔内壁设有环形密封槽，所述环形密封槽内设有对接软密封。

由于采用上述技术方案，本发明具有以下积极效果：

1、由于设计有送氩机构导向头、喇叭导向口、接氩机构导向孔、以及对接软密封和对接硬密封组成的双密封结构，使相互对接配合顺畅，输送通道气密性好，可靠性高；

2、由于设计有轴线自动校准悬挂机构和偏转范围限制机构，使接氩机构和送氩机构能在更大范围内实现有效可靠对接，对钢水包落座时定位精度要求大大降低，让吊车司机操作更加容易方便，极大缩短了吹氩装置连接时间，节约能源，提高生产效率；

3、由于设计有送氩机构缓冲装置，当钢水包与送氩机构发生碰撞时可减少设备碰撞损坏事故。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为送氩机构上偏转范围限制机构局部结构示意图。

1-上关节轴承销，2-接氩机构支架，3-钢水包，4-端盖密封圈，5-偏转限位环，6-接氩机构阀芯，7-送氩通道，8-送氩机构导向头，9-下关节轴承销，10-偏转限位调节挡板，11-送氩机构支架，12-钢包车，13-自动复位重锤，14-重锤钩，15-锁紧螺母，16-挡板固定法兰，17-下关节轴承，18-对接缓冲座，19-限位端盖，20-对接缓冲套筒，21-对接缓冲弹簧，22-径向进氩接口，23-接氩机构基座，24-接氩机构导向孔，25-对接软密封，26-对接硬密封，27-径向出氩接口，28-阀芯复位弹簧，29-端盖，30-上关节轴承。

具体实施方式

以下结合附图，通过具体的实施例对本发明的一种弹簧缓冲式自动吹氩连接器进行详细说明。

本发明的一种弹簧缓冲式自动吹氩连接器包括送氩机构、接氩机构、轴线自动校准悬挂机构、偏转范围限制机构等部分。

对接缓冲弹簧21安装于对接缓冲座18和对接缓冲套筒20构成的轴线方向可相对滑移的腔室中间；送氩机构导向头8安装于对接缓冲套筒20的上端面，通过螺纹连接，送氩机构导向头8上端为圆球状，下部设有径向进氩接口22，中间设有轴向的送氩通道7，工作时氩气通过径向进氩接口22进入并由送氩通道7导出；

所述接氩机构基座23内部设有一容纳接氩机构阀芯6的空腔，接氩机构基座23下部设有与空腔通过阀口相通的喇叭导向口，接氩机构的端盖29下部做成弹簧支座，并将端盖密封圈4紧压在接氩机构基座23的上端面；阀芯复位弹簧28将接氩机构阀芯6紧压于接氩机构基座23中间的阀口上，通入氩气后接氩机构阀芯6被顶开，氩气通过径向出氩接口27出去，接氩机构阀芯6为一圆球状阀芯，可通过阀芯复位弹簧28将接氩机构阀芯6顶在阀口上，从而将阀口封住；接氩机构基座23的下端加工有喇叭导向口，喇叭导向口用于对送氩机构的送氩机构导向头8进行初步导向，喇叭导向口中间加工有接氩机构导向孔24，接氩机构基座23外圆面上正对接氩机构阀芯6的位置加工有径向出氩接口27；接氩机构导向孔24的内壁开有环形密封槽，环形密封槽内安装有对接软密封25，接氩机构导向孔24上端面处加工有对接硬密封26，提高装置气密性；

通过重锤钩14、下关节轴承销9和下关节轴承17把送氩机构悬挂在送氩机构支架11上，送氩机构支架11固定安装于钢包车12上；通过上关节轴承销1和上关节轴承30把接氩机构悬挂在接氩机构支架2上，接氩机构支架2固定安装于钢水包3上；重锤钩14的上部固定安装于对接缓冲座18下端，重锤钩14的下部延伸到送氩机构支架11下方，重锤钩14下端底部与自动复位重锤13的上端面紧固安装，实现轴线自动校准；

偏转限位环5安装于钢水包3上，其中间加工有限位圆孔，所述限位圆孔限制了接氩机构基座23的摆动幅度；挡板固定法兰16，挡板固定法兰16下部做成凸台，安装于送氩机构支架11的下端面，凸台中间加工有螺纹通孔，与偏转限位调节挡板10上端部的螺杆螺纹配合相连，锁紧螺母15安装于偏转限位调节挡板10的上端部的螺杆上，如附图2，通过拧动偏转限位调节挡板10螺杆可调节偏转限位调节挡板10与自动复位重锤14的距离，从而限制自动复位重锤14的摆动幅度。

工作流程如下：

当吊车将钢水包3吊运到目标区域，缓慢下放降低钢水包3高度，准备将钢水包3落座于钢包车12上，钢水包3下降到接近钢包车12的同时，钢水包3上的接氩机构也会与钢包车12上的送氩机构进入对接环节。若此过程中钢水包3与钢包车12上的包座位置中心有偏离，喇叭导向口与送氩机构导向头8接触后会在相互作用力的推动下绕各自的关节轴承偏转，进而自动引导轴线从竖直状态缓慢倾斜对准，送氩机构导向头8滑入喇叭导向口；若此过程中钢水包3与送氩机构发生碰撞，送氩机构的对接缓冲弹簧21在碰撞外力作用下压缩，对接缓冲套筒20会带导向向下收缩，减少碰撞损坏。

当钢水包3缓慢下放到位，落座到钢包车12时，送氩机构导向头8的球头也紧压对接硬密封26的阀口，形成第一道密封，送氩机构导向头8的圆柱杆套入接氩机构导向孔24中的对接软密封25中被抱紧，形成第二道密封。

当钢水包3放后，吹氩装置连接器与径向进氩接口22也连接好，径向出氩接口27与钢水包3上的氩气管道连接好，供氩室开始输送压力氩气，氩气通过径向进氩接口22，流经送氩通道7，在压力作用下吹开接氩机构阀芯6，再流经径向出氩接口27，送入钢水包3上的氩气管道，开始自动底吹氩冶炼工艺。

当钢水吹氩冶炼工艺完成后，供氩室停止供压力氩气，吊车将钢水包3吊离钢包车12，同时接氩机构和送氩机构脱离，在重力作用下，接氩机构和送氩机构绕各自关节轴承中心偏转，轴线从倾斜的工作状态恢复为竖直的准备状态。

为防止接氩机构或送氩机构绕各自关节轴承中心偏转角度过大而导致对接失败，分别在接氩机构和送氩机构上安装有偏转范围限制机构。所述偏转范围限制机构包括偏转限位环5和偏转限位调节挡板10，其中偏转限位环5的限位圆孔直径不变，所限接氩机构轴线偏转角度为固定值。其中送氩机构轴线偏转角度通过偏转限位调节挡板10根据需要灵活调节，调好最大偏转角度位置后再通过锁紧螺母15紧固。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所确定的范围为准。对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。