JPS6257426B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、固定子に回転可能に設けられかつ回
転により閉鎖可能な流通口を持つ閉鎖体を有し、
この流通口が回転可能な閉鎖体の周面を貫通して
いる溶融材料特に溶融金属用回転閉鎖装置に関す
る。

溶融材料用閉鎖装置において、これらの閉鎖装
置は、多数の開閉運動中にかつ高温の溶湯が存在
する際に、閉鎖体の摺動面に沿う密封を保証し、
かつそれによつて延長される操業期間を、保守作
業あるいは閉鎖機構の交換なしに可能にしなけれ
ばならない。その上困難なことであるが、閉鎖機
構はどんなことがあつても閉鎖体の熱膨張あるい
は偏位により、一層大きな動力を使用してももは
や開かないあるいはまつたく閉じてしまうほど
に、動かなくなつてはならない。さらに、耐熱性
の非金属材料からできている閉鎖部分（固定子、
回転可能な閉鎖体）が、高められた作動温度にお
いて抑制されない変形を被り、かつ機械製作にお
いて通常の手段によつてハウジング内に取り付け
られないという別の困難がある。

上述したような回転閉鎖装置は、既に英国特許
第183241号明細書から公知である。しかし多くの
溶湯の場合、特に軽金属の場合、回転可能な閉鎖
体の上部において閉鎖栓として砂および石炭を使
用することは実行し得ない。さらに、互いに相対
回転可能な閉鎖部分の間にある、熱膨張により大
きさの異なる間隙へ溶湯が流入し、この溶湯が凝
固して閉鎖装置の運動をできなくする。

ドイツ連邦共和国特許第2043588号明細書から
溶湯用容器の回転閉鎖装置が公知であり、この回
転閉鎖装置においては円錐台状閉鎖体が、円錐の
縦方向に延びる偏心流通路を備えている。この種
の構成は、自由に流出する底湯出し口のみにしか
使用できず、容器または閉鎖装置ハウジングと固
定的に結合された管路などが流出側において接続
している場合には使用できない。

本発明により、熱膨張の影響を受けてもかつ延
長された操業期間にわたつて良好に密封し、さら
に確実に開閉でき、かつ入口および出口が相互に
固定的である、溶融材料に適した閉鎖装置を提供
すべきという課題が解決されなければならない。

この課題を解決するため本発明によれば、円錐
台状に構成された閉鎖体としての閉鎖円錐とこの
閉鎖円錐をその軸線のまわりに回転駆動する駆動
機構との間に、軸線方向に閉鎖円錐へ荷重をかけ
るばね機構と、閉鎖円錐の位置の不正確さまたは
位置の変化を許容して駆動機構からトルクを閉鎖
円錐へ伝達する機械的継ぎ手が設けられている。

こうして本発明によれば、閉鎖円錐がばね機構
により軸線方向に荷重をかけられ、かつ閉鎖円錐
の位置の不正確さまたは位置の変化を許容してト
ルクを伝達する継ぎ手により駆動機構に連結され
ているので、閉鎖円錐は、その着座位置および回
転軸線に関して固定されておらず、製造公差や操
業の結果生ずる摩耗または熱膨張があつても申し
分のない密閉機能を保証し、また閉鎖円錐が固定
子内で動かなくなることもない。

図面に本発明対象の実施例が示されている。

回転閉鎖装置は、溶融材料特に溶融軽金属用の
容器と共同作用するように決められている。回転
閉鎖装置はほぼ円筒状あるいは箱状のハウジング
２を持つており、かつ耐火容器内張り（図示せ
ず）にある耐火成形れんが４と穴あき板３とによ
つて形成された空所の中へ突出している。フラン
ジ５は金属製容器壁の構成要素でありかつ回転閉
鎖装置の取り付けに使用される。穴あき板３は開
口６を持つており、この開口を通つて溶湯がその
上に設けられている容器空間から流れて行く。

ハウジング２の内部に約30゜の円錐角を持つ円
錐台の形をした閉鎖円錐７がある。この閉鎖円錐
７が固定子８の中へ突出しており、この固定子の
中心開口が中空円錐状に構成されているので、閉
鎖円錐７に適した座面９が得られる。閉鎖円錐７
はなるべくセラミツク材料からできているのが好
ましい。固定子８はなるべく耐熱黒鉛材料から製
造されるのが好ましい。閉鎖円錐７が円筒状流通
口１０を持つており、この流通口が閉鎖円錐の円
錐軸線に対して直角に延びている。固定子８に通
過開口１１があり、この通過開口を閉鎖円錐７の
適当な回転位置においてこの閉鎖円錐の流通口１
０と合致させることができるので、穴あき板３に
ある開口６と出口管１３にある孔１２との間に流
通接続部が得られる。下側が開いている出口管１
３は耐火材料からできておりかつスリーブ１７を
介してねじ１９により交換可能に取り付けられ
る。第１図に鎖線で示したように、出口管１３の
代わりに樋あるいは管路をフランジ止めすること
もできる。

小さい方の直径を持つ閉鎖円錐７の端面に、熱
絶縁する挿入片１４があり、この挿入片が保持板
１５を介してねじ１６により固定子８に押圧可能
である。これらのねじ１６はハウジング壁１８に
はまつている。同じような熱絶縁挿入片１４′が
固定子８の側面にあり、一部は保持板１５′を介
してハウジング２に支持されている（第２図）。
上部において固定子８または閉鎖装置全体が耐熱
密封片２０、例えば熱絶縁効果を持つセラミツク
繊維マツトにより底板３から分離されている。固
定子８の反対側端面に、熱絶縁する環２２があ
り、この環の半径方向遊隙付き開口の中へ継ぎ手
引の中間板２４が突出している。この中間板２４
が閉鎖円錐７の端面２６に接触しており、回転運
動を伝達するために、互いに120゜ずらされてい
る３つの円筒状円板２８が存在し、これらの円板
が、閉鎖円錐７の端面２６および中間板２４にあ
る適当に形成された凹所にはまつている。これら
の円板２８は、中間板２４にあるねじ３０により
保持されている。中間板２４は、直径上に対向し
ている凹所３２を持つており、これらの凹所はな
るべく長孔あるいは直径上に延びるスリツトとし
て形成されるのが好ましい。これらの長孔３２へ
球面頭部を持つ２つの係合ピン３４がはまる。こ
れらの係合ピン３４は金属製継ぎ手板３６に固定
的にはまつている。別の２つの係合ピン３５が反
対側へ突き出ている。これらの係合ピン３５は、
係合ピン３４に対してそれぞれ90゜ずらされた位
置に存在している。したがつて一方では係合ピン
３４の縦軸線を通り、他方では係合ピン３５の縦
軸線を通る面が、継ぎ手板３６の中心において交
差する。係合ピン３５は円板状駆動機構４０の凹
所３８にはまる。これらの凹所はなるべく長孔あ
るいは直径上に延びるスリツトとして形成される
のが好ましい。

長孔３２および３８または直径上に延びるスリ
ツトが互いに十字状に延びており、すなわちこれ
らの長孔またはスリツトの縦軸線が互いに90゜ず
らされている。継ぎ手板３６と中間板２４との間
に関隙４２があり、この間隙が継ぎ手板の全周に
わたつて延びている。別の間隙４４が継ぎ手板３
６と駆動機構４０との間にある。

駆動機構４０が周囲において環状歯車としての
ピニオン４６として構成されており、このピニオ
ンは、モータ式回転駆動装置の図示してない歯車
にかみ合う。駆動機構４０の閉鎖円錐７とは反対
側の中間範囲が円筒状支持突起４８を形成し、こ
の支持突起が、ハウジングに固定された環状フラ
ンジ５０により保持される軸受けブシユ５２に係
合する。

駆動機構４０に、環状に設けられ均一に分布さ
れた複数なるべく３つのばねピン５４があり、こ
れらのばねピンが中間板２４の環状ひれ５６に接
触している。なるべく初応力をかけられた皿ばね
積層体としてのばね５８がばねピン５４の環状肩
部６２に接触している。円筒状ばねハウジング６
２がねじ６４により駆動機構４０と結合されてい
る。閉鎖円錐７と共に回転するばね機構５４，５
８，６０は、この閉鎖円錐が座面９に密接するこ
とを保証する。

回転閉鎖装置が構造単位体を形成し、この構造
単位体が全体として、溶湯を含む容器、例えば炉
または樋あるいは管路と結合または結合解除され
得る。取り付けは垂直である必要はなくて水平に
行なうこともでき、あるいは取鍋などの傾倒運動
を共にすることができる。

動作のやり方は次の通りである。ピニオン４６
が電気、液圧あるいは空気圧式モータにより駆動
される。それによつて閉鎖円錐７が固定子８に対
して回転するので、流通口１０が、固定子８にあ
る開口１１に対して開いたあるいは閉じた位置を
取ることができる。ばねピン５４により所定の軸
線方向力が閉鎖円錐７に及ぼされ、この閉鎖円錐
がそれによつて座面９へ押し付けられる。したが
つて熱膨張や例えば長く続く操業の際の摩耗によ
る僅かな軸線方向ずれが、可撓的に支持されたば
ねピン５４により吸収される。

ピニオン４６の回転軸と閉鎖円錐７の回転軸と
の間に角偏位が生ずる場合は、これらの角偏位
が、両部分の間にあり全体として３１で示されて
いる継ぎ手により補償される。係合ピン３４およ
び３５の頭部が球面状に形成されかつ継ぎ手板３
６の両側にそれぞれ間隙４２，４４が存在するか
ら、互いに相対移動する部分の拘束現象を引き起
こすことなしに角偏位を吸収することができる。

ピニオン４６の回転軸と閉鎖円錐７の回転軸と
の平行ずれが生ずる場合には、これらの平行ずれ
は、係合ピン３４の頭部が中間板２４の長孔３２
の中で半径方向に移動し、係合ピン３５の頭部が
駆動機構４０の長孔３８の中で半径方向に移動す
ることによつて補償される。

こうして、重畳した角偏位および平行ずれもピ
ニオン４６と閉鎖円錐７との間の回転運動の伝達
を妨げることがないし、また固定子８における閉
鎖円錐の正確な着座が、ハウジング内における固
定子の正確には再現できない保持あるいは後から
の位置変化の場合にも保証される。

第３図に別の実施例が示されており、この実施
例において同じ符号は第１図および第２図の場合
と同じ部分を示している。ハウジング２′は、例
えば溶融アルミニウム用として回転閉鎖装置を管
路の部分７０の間に容易に取り付けることができ
るように構成されており、固定子８への管路内張
り７１の端面接続は両側においてモルタル層ある
いは繊維フエルト製密封片７２を介して行なうこ
とができる。第１図による、環状に設けられた３
つのばね装置５４，５８，６０の代わりに、第３
図による実施例においては、中央に設けられた唯
１つのばねピン５４のみが存在し、このばねピン
が一層強いばね５８なるべく皿ばねにより中間板
２４′へ押し付けられるのが好ましい。この場合
中間板２４′から閉鎖円錐７への回転駆動はキー
溝結合部７４により行なわれる。中央のばね装置
５４，５８，６０が端面において駆動軸７６の端
部に取り付けられ、この駆動軸が、ハウジング
２′と固定的に結合された支持部５０′に支持され
ている。支持部５０′は、軸７６を駆動する（図
示してない）モータを支持することもできる。軸
７６と中間板２４′との間にある回転継ぎ手３
１′は、ここではいわゆる弧状歯付き継ぎ手とし
て構成されており、軸頭部が弧状歯７７を備え、
かつ軸頭部を覆うスリーブ７８が中間板２４′に
おいて弧状歯に対する充分な半径方向遊隙を持つ
内歯７９を備えている。

この装置も、ハウジング２′内への組み付けの
際、密封性を損うことなしに閉鎖体７，８の位置
ずれおよびあとからの僅かな位置変化を許容す
る。上述した継ぎ手３１′により、閉鎖円錐７の
軸方向ずれおよび回転軸の間の平行ずれも角偏位
も吸収することができる。その他の点では、構成
および動作のやり方は第１図および第２図の実施
例と同じである。

さらに第３図には、座面（密封面）９において
例えば耐摩耗性、摺動特性、摩耗態様、熱伝導率
などに関する特別の特性を得るために、固定子８
を複合体として構成する可能性が示されている。
このために固定子８が円錐状の摺動スリーブ８ａ
を備えており、この摺動スリーブが閉鎖円錐７用
の座面９を形成する。このスリーブ８ａは固定子
８の構成要素としてはめ込まれているが、しかし
例えば部分８に着座しているピン８ｂにより回り
止めされており、このピンはスリーブ８ａにある
軸線方向スリツトにはまる。それによつて、固定
子８全体を取り替える必要なしに、座面を形成す
るスリーブ８ａだけを交換することができる。同
様に閉鎖円錐７も、第３図に鎖線で示したよう
に、摺動スリーブを備えることができ、かつ第１
図および第２図による実施例も同じように構成す
ることができることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は回転閉鎖装置の断面図、第２図は、左
側が第１図のＡ−Ａ線に沿う断面図で右側が第１
図のＢ−Ｂ線に沿う断面図、第３図は第１図に相
当する、別の実施例の断面図である。 ２……ハウジング、７……閉鎖円錐、８……固
定子、１４……挿入片、１７……スリーブ、３
１，３１′……継ぎ手、４０……駆動機構、４６
……ピニオン、５４……ばねピン、５８……ば
ね、７６……軸。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 固定子に回転可能に設けられかつ回転により
   閉鎖可能な流通口を持つ閉鎖体を有し、この流通
   口が回転可能な閉鎖体の周面を貫通している溶融
   材料用回転閉鎖装置において、円錐台状に構成さ
   れた閉鎖体としての閉鎖円錐７とこの閉鎖円錐７
   をその軸線のまわりに回転駆動する駆動機構４
   ０，４６，７６との間に、軸線方向に閉鎖円錐７
   へ荷重をかけるばね機構５４，５８と、閉鎖円錐
   ７の位置の不正確さまたは位置の変化を許容して
   駆動機構からトルクを閉鎖円錐へ伝達する機械的
   継ぎ手３１，３１′が設けられていることを特徴
   とする、溶融材料用回転閉鎖装置。 ２ 継ぎ手３１が、閉鎖円錐７の直径の大きい方
   の端面２６に回転結合されている中間板２４と継
   ぎ手板３６とを持ち、一方では継ぎ手板３６と中
   間板２４との間に、他方では継ぎ手板３６と駆動
   機構４０との間にそれぞれ係合機構３４，３５が
   存在することを特徴とする、特許請求の範囲第１
   項に記載の回転閉鎖装置。 ３ 駆動機構４０，７６が中間板２４，２４′を
   押圧する少なくとも１つのばねピン５４を支持し
   ていることを特徴とする、特許請求の範囲第１項
   あるいは第２項に記載の回転閉鎖装置。 ４ 環状に配置された複数なるべく３つのばねピ
   ン５４が存在することを特徴とする、特許請求の
   範囲第３項に記載の回転閉鎖装置。 ５ 駆動機構７６が中央に設けられたばねピン５
   ４を持ち、このばねピンが中間板２４を押圧する
   ことを特徴とする、特許請求の範囲第３項に記載
   の回転閉鎖装置。 ６ 閉鎖円錐７の直径の大きい方の端面２６と回
   転結合されている中間板２４′および駆動機構７
   ６が弧状歯付き継ぎ手３１′として構成されてい
   ることを特徴とする、特許請求の範囲第１項ある
   いは第５項に記載の回転閉鎖装置。 ７ 駆動機構４０が環状歯車４６と支持突起４８
   とを備え、この支持突起が中間部材５０を介して
   ハウジング２に支持されていることを特徴とす
   る、特許請求の範囲第１項ないし第３項のうち１
   つに記載の回転閉鎖装置。 ８ 継ぎ手板３６から、係合機構として球面頭部
   を持つ２つの係合ピン３４が中間板２４の凹所３
   ２にはまり、かつ反対側へ突出する球面頭部を持
   つ別の２つの係合ピン３５が駆動機構４０の凹所
   ３８へ突出し、中間板２４と継ぎ手板３６との間
   および継ぎ手板３６と駆動機構４０との間に間隙
   ４２，４４として軸線方向遊隙が存在して弁円錐
   ７の角偏位を吸収することを特徴とする、特許請
   求の範囲第２項に記載の回転閉鎖装置。 ９ 中間板２４および係合板４０にある凹所３
   ２，３８が、長孔あるいは十字状に延びるスリツ
   トとして形成されて、駆動機構４０と弁円錐７と
   の平行ずれを補償することを特徴とする、特許請
   求の範囲第８項に記載の回転閉鎖装置。 １０ 駆動機構４０，４６，７６が金属製閉鎖装
   置ハウジング２に支持され、この閉鎖装置ハウジ
   ングが、固定子８を支持する調節可能な保持板１
   ５，１５′を備えていることを特徴とする、特許
   請求の範囲第１項に記載の回転閉鎖装置。 １１ 調節可能な保持板１５，１５′が、閉鎖円
   錐７の直径の小さい方の端面の所および固定子８
   の側面に設けられていることを特徴とする、特許
   請求の範囲第１０項に記載の回転閉鎖装置。 １２ 固定子８が、熱絶縁する挿入片１４，１
   ４′により閉鎖装置ハウジング２または保持板１
   ５，１５′から分離されていることを特徴とす
   る、特許請求の範囲第１０項に記載の回転閉鎖装
   置。 １３ 固定子８または閉鎖円錐７が、両部分の間
   の座面９を形成する円錐面において、回り止めさ
   れた交換可能な円錐状摺動スリーブ８ａを備えて
   いることを特徴とする、特許請求の範囲第１項に
   記載の回転閉鎖装置。