专利名称：可更换的滑门阀磨损零件的制作方法
技术领域：
本发明是关于用在冶金容器上的滑门阀，更具体的说，是关于其中包括金属出口在内的可更换的难熔金属磨损零件。所指的出口限定了穿过阀门的金属流动的通道。
滑门阀的难熔金属磨损零件，特别指的是限制容器浇注口的底部出料口，和用于打开和关闭阀门、使金属流动的固定阀板和活动阀板。这些零件都受到极严重的热应力，因为，难熔金属材料邻近熔融金属流开口，所以难熔金属材料受到极高的温度影响，并且，这些零件还受到相当低的温度影响，因为难熔金属材料邻近这些零件的外园周边缘。这些磨损零件经受这么大的热梯度，由于难熔金属的固有性质，是承受不住的。所以，在温度的作用下，零件很容易膨胀或收缩，因而零件易于产生裂缝。当这种裂缝继续扩展时，就有使零件裂开的趋向，于是给熔融金属的泄漏提供了通路。为了这个原因，为防止构成磨损零件的难熔金属材料在遭受由于热而引起裂缝继而产生裂开的现象，在实际应用中，围绕这些磨损零件周围，进行包围或粘合。
在现有技术中，为粘合滑门阀的难熔金属零件，采用了各种各样的装置，用以防止零件由于受热而使难熔金属材料引起裂缝以致产生的破裂。例如在美国专利中所介绍的那样，美国专利号为3，831，825，固定板和可动板的难熔金属阀板安置在带槽的阀支承件中，在板零件和支承件之间存在着间隙，间隙用耐火水泥或沙浆充填，以便使阀板紧紧地固定在它们各自的槽座内，因此，在产生断裂的情况下，依靠水泥或沙浆而将板零件捆敷在一起。
在美国专利中，专利号为4，063，668，各个难熔金属材料阀板是用沙浆粘合在轻金属壳体内，壳体在断裂时同样也起到包围难熔金属材料的作用，大家都知道，也可以利用条带围绕阀板的园周边缘，来包围难熔材料，还可以用合适的卡具或通过压缩的方法，来包围难熔金属材料。
上述的每一种方法，在实践中都存在着内在固有的缺陷，不能全面的解决问题。例如，在美国专利中介绍的装置，专利号为3，831，825。因为当阀零件从阀构件内的支架中更换时，即费时又费力，所以存在着缺点。它需要用人力使零件断裂;从零件的底座中取出，还要将剩余的水泥从底座表面取出。然后，将新阀安装进去时需要采用新的水泥或沙浆，这些水泥或沙浆还必需用加热的方法进行处理。
在美国专利中所介绍的装置，专利号为4，063，668，以及象采用在零件的园周用条带收缩的方法一样，从另一方面来说，生产这种设备更加浪费，因而也就增加了设备的投资成本。
因此，本发明的目的就是为了改善上述存在的这些缺点。
按照本发明，提供了一种用以控制熔融金属流动的滑门阀磨损零件。熔融金属从容器的浇注口中流出，在容器中，可更换的磨损零件是难熔金属零件，难熔金属元件适于安装在恰当的支架上，并且，为了使夹紧元件夹持零件，所以零件的园周边缘呈倾斜状。在装配过程中，夹紧元件给零件的边缘施加以压紧力。压紧力在平行于磨损零件表面的方向上产生一矢量分力，在零件有裂缝的情况下，此分力将零件包围住;压紧力在朝向磨损零件底座表面上产生一矢量分力，此分力使零件固定到支架构件上。最理想的情况是包含倾斜表面的磨损零件的园周边缘，在围绕零件的整个长度上，都是凸形曲线，并且夹紧元件包围了整个零件表面，以确保通过零件全长施加的压力包围住难熔金属材料。从垂直于磨损零件底座表面的轴线进行测量时，零件的倾斜角最好小于45°，当这个角度在5°和25°之间时，可以获得最佳的夹紧效果。
结合附图，对发明进行详细的描述。在附图中
图1是按照本发明滑门阀机构的纵剖面图，图中表示工作时滑门阀固定在熔融金属浇铸容器上;
图2是用于图1中滑门阀机构的典型难熔金属阀门板的放大纵剖面图，图中是沿图3中2～2线剖视的;
图3是图2中的难熔金属阀板的平面图;
图4是图1中滑门阀的可更换出料咀的纵剖面图，图中是沿图5中4～4线剖视的;
图5是图1中可更换的出料咀的平面图;
图6是沿图1中6～6线的截面图;
图7是沿图6中7～7线的放大截面图;
图8是与图5类似，只是更详细的表明图1的滑门阀机构内的静止阀板装配情况。
下面介绍最佳实施例参照附图1，图中显示浇注容器10，例如它是一个熔融金属浇包或浇勺。容器10包括一个外壳12和难熔金属的内衬里14。在容器底部有一个料口垫块16，垫块上有一个可更换的、带通孔20的出料咀18，通孔是限定容器的浇注口径的。滑门阀22环绕浇注孔20连接到容器10上，由于滑门阀构件的结构是众所周知的，并且，它可以有各种各样的结构形式，所以，为了对发明进行了解，关于结构问题，就介绍这些。
在所介绍的滑门阀构件中，包括一个用适宜的连接装置连接到容器外壳12上去的固定板24，(连接装置在图中未画出)。阀架26通过一个可脱开的连接装置，和固定板24悬挂安装。(连接装置也未画出)。这样，为达到更换阀内的磨损零件的目的，就可以把阀架拆卸下来。关于这一点，将在下面叙述和解释。和固定板24相连的是一对相对安置的承重杆28，杆和杆之间限定了空间30，空间30是用来安放固定到固定板24上的难熔金属阀板32的，板32上带有金属流孔口34，它与穿过出料咀18的孔口20，在轴线方向上彼此对中。
顺便指出，出料咀18上可以安装一个可更换的延伸元件36，该元件放置在固定板24的底座38内，它的孔口40和孔口20对中，并在出料咀孔口20和阀板32的孔口之间延伸。
托架42滑动地安装在阀架26的支承表面44上，并借助于连杆46连到驱动装置上(驱动装置在图中未画出)，将驱动装置的往复运动传给托架。已知的这种驱动装置，通常是液压操纵的或电力操纵的类型。托架42上包括可更换的难熔金属阀板48，板48上的滑动表面50与固定阀板32上的相似表面相接合。通过使托架运动的方法，当阀板48上的孔口52和固定阀板32上的孔口34对准时，熔融金属流就从容器10中流出。
为了在阀板32和48的滑动表面之间产生密封压力，则安装弹性推动板42向上靠住固定板的装置。尽管可以采用许多熟知的弹性推动装置中的任一种，但是在所介绍的装置中，采用了包括具有中心孔口的弹簧压力板54的弹性推动装置。压力板54安放在托架42内，并且放在一连串的压力垫58上，利用放在托架42容座中的弹簧66，可将压力垫58向上推动。
装置内阀板48的下表面上，设置了可拆卸的相应的出料咀62，这与本发明没有密切关系。该装置包括园柱形壳体64，壳体上端用焊接或其他连接的方法围绕孔口56连接到压力板54上。壳体64的下端有螺纹66或其他连接装置，用以和锁紧螺母68相啮合。螺母68和出料咀62相结合，并使62靠住阀板48的下表面。
如图所示，托架26的70处和托架42的72处设有合适的孔口，以便容纳出料咀62。此外，还可以使熔融的金属能够通过阀构件而流动。
按照本发明，滑门阀构件中的难熔金属磨损零件，是具有特别的结构形状，操作人员只要采用简单的方法，就能将这些零件装配到阀体内，而不必在零件和阀支承构件之间，使用水泥性质的粘合材料，并且，也不需要事先对磨损零件进行加工。例如在阀工作期间，难熔金属发生断裂的情况时，为了包围住难熔金属而采用的围绕难熔金属材料进行缠绕，或者采用金属包装构件的方法。
图2和图3中表示本发明中的一种典型难熔金属阀板。仅仅是由于便于说明的原因，所介绍的阀板指定为包括液流孔口34的静阀板32，因为在上进的滑门阀结构中，滑板32和48的结构形式是相同的。对于发明来说，结构外形的重点是不必要的。
图2和图3中所表示的阀板32，是一个具有滑动表面74的长形难熔金属元件，该表面适于与相配的动阀板48的滑动而接合，固定表面76用来与间隙30内的固定板24的下表面接合。为了在出料咀延伸件36内的辅助槽中定位，固定表面76上可以安设一个高凸台77。(阀板48与板32一样，也具有滑动和固定表面，为了结合固定板32的滑动表面，以及为了与托架42内的压力板54结合，这块板的固定表面76上的高凸台77是位于设想出料咀内的辅助槽中)。园周边缘78围绕板32分别在滑动和固定表面74和76之间延伸，为了与带夹具的支承件相配合，在园周边缘上包括一段倾斜部分。为了在周边缘上施加以压力，夹具上带有辅助表面。表面80上的斜度是这样限定的，即施加的压力要产生一个平行于板表面74和76的、朝向板的几何中心向内的矢量分力，以及一个垂直于表面方向的、确保使板能靠住支承表面的矢量分力。从垂直轴线上测量倾斜度时，斜角可以允许在5°到45°范围内。但是最佳的角度为7°到20°。
虽然阀板32或48的周园可以是任何所希望的形状，但是，其形状为凸曲面时，发明的实践效果最好。如图3中的形状。图中板端部82的半径小于边缘84的半径。
如在附图中所示，利用夹紧元件86和88，分别可将静阀板32和动阀板48固定在阀构件内的位置上，夹紧元件的接合表面基本上附在倾斜板表面上。这种夹紧元件最好是连续的环形元件，但是，本发明也打算采用多个具有限定长度的夹紧元件。
图2和图7介绍了将可动阀板48固定到压力板55上的典型夹紧元件88。如图中所示，夹紧元件88围绕阀板48沿环形延伸，并用围绕园周方向有一定距离的数个螺栓90固定到压力板55上。最好如图7中那样，螺栓90的每个栓头都座落在夹具88的凹槽92内，由于扭转螺母94而施加一个力。螺母94将螺栓的螺纹端固定到压力板54上。
图8指出将静阀板32固定到固定板16上去所使用的夹紧元件86的详细结构。同样，夹紧元件86最好用螺栓90来固定，螺栓90在夹紧元件86和环形支承环96之间，支承环安置在固定板24下表面中的环形凹槽98内，并与阀板32的固定表面76相接触。
图4和图5表明与本发明相一致的出料咀延伸部分68的详细结构。如图中所示，延伸部分一般包括一个带有通孔102的柱形套筒部分100，和一个大直径的底部103，它有由套筒的直径方向延伸的，由环形台肩构成的定位表面104。出料咀36的下表面106的中心部位设置中心槽108，它是为了容纳阀板32上的高凸台77的。如图所示，底端103的周边缘上有倾斜表面110，它分别与阀板32和48上的倾斜表面相类似。如图1中所示，倾斜表面110和环形卡环112上的附助表面接合，卡环112用螺栓114直接旋钮到固定板24上。
通过本发明的实施例，可以了解到，除去在各个阀板32和48上的凸台77和与其相邻的出料咀36和62上的凹槽上采用易脆的密封灰浆116以外，所介绍的滑门阀机构内采用的磨损零件，都能以最低的成本进行生产，并且为了更换零件，也都能用最少的劳动量来进行装配和拆卸。
权利要求
1.一种为引导熔融金属流的可更换的磨损零件，包括带有金属流动小孔的难熔金属材料机体，上述机体上有隔开的、相对面的、基本平行的平表面，其中一个表面是为了与固定座配合的固定表面，圆周边缘围绕难熔金属机体在相对表面之间延伸，其特征在于上述圆周边缘至少有一段是倾斜的，以提供施加压力的支承表面，该压力具有平行于表面的朝向金属流动小孔的矢量分力，另一个矢量分力朝向上述固定表面。
2.按照权利要求7中所述的可更换的磨损零件，其特征在于基体的边缘，围绕它的整个圆周是曲线凸面形状，并且倾斜的支承表面包括一个基本上均匀一致的连续的倾角。
3.按照权利要求7或8中的任一项权利要求中所述的可更换磨损零件，其特征在于支承面的倾斜角小于45°。
4.按照权利要求9中所述的可更换磨损零件，其特征在于支承表面的倾斜角在大约5°到大约45°之间的范围内。
5.按照权利要求10中所述的可更换磨损零件，其特征在于支承表面的倾斜角在7°左右到20°左右的范围内。
6.按照权利要求7-11的任一个可更换的磨损零件，其特征在于上述难熔机体确定一合适的孔咀。
7.按照权利要求7-11的任一权利要求的可更换的磨损零件，其特征在于上述难熔机体确定一阀板。
8.按照权利要求13和一种可置换的磨损零件，其特征在于上述平行的平表面用于与其合作的难熔构件的表面支承配合，而上述表面的另一表面为与一支承设备配合的固定表面。
全文摘要
发明介绍了用于滑门阀构件的可更换的难熔金属磨损零件，为了降低这些零件的成本，以及便于将这些零件装配到阀构件内，便于将它们从阀构件内的安装位置里取出来，所以把这些零件作成圆周边缘的形状，为了与夹紧元件互相接合，边缘呈倾斜的形状。夹紧元件给与一个带矢量分力的夹紧力，矢量分力在万一材料发生断裂的情况下，起到包围难熔金属而防止破裂的作用。此外，分力使零件相对于阀机构固定在安装位置。
文档编号B22D41/28GK1042504SQ89108859
公开日1990年5月30日 申请日期1989年11月25日 优先权日1985年10月10日
发明者厄尔·佩奇·沙普兰, 乔治·托马斯·沙普兰, 帕特里克·达纳·金, 加里·罗伯特·波尔克, 兰德尔·李·斯托尔达 申请人:美国钢铁工程及顾问公司