Сосуд для содержания расплавленного металла, имеющий подвижную крышку
Изобретение относится к области металлургии. Сосуд с открытым верхом и внутренним объемом для расплавленного металла содержит крышку с днищем, обращенным к внутреннему объему сосуда. Крышка прикреплена по меньшей мере к одному удлиненному подъемному рычагу и по меньшей мере к одному удлиненному поворотному рычагу. Подъемный рычаг обеспечивает перемещение крышки из закрытого положения в открытое положение и обратно. Поворотный рычаг обеспечивает управление вращением крышки при перемещении из открытого положения в закрытое положение и обратно. По меньшей мере один из указанных рычагов обеспечивает силу, по меньшей мере, частично уравновешивающую вес крышки. Обеспечивается предотвращение поворота крышки горячим днищем в сторону оператора, находящегося рядом с конструкцией на стороне доступа к внутреннему объему сосуда. 21 з.п. ф-лы, 12 ил.
СОСУД ДЛЯ РАЗМЕЩЕНИЯ РАСПЛАВЛЕННОГО МЕТАЛЛА, ИМЕЮЩИЙ ПОДВИЖНУЮ КРЫШКУ
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к конструкциям для содержания расплавленного металла, применяемым для передачи, обработки или содержания расплавленных металлов и включающим огнеупорные или керамические сосуды для содержания расплавленного металла, такие как желоба или тигли. Конкретнее, изобретение относится к устройству крышек для таких конструкций и сосудов.
Уровень техники
Конструкции для содержания расплавленного металла, например, разливочные желоба или лотки для металла, часто требуются при обработке металла или литейных работах для передачи расплавленного металла из одного места, такого как металлоплавильная печь, в другое место, такое как литейная форма или литейный стол. На других участках такие сосуды применяются на операциях обработки металла, таких как фильтрация металла, дегазация металла или транспортировка металла.
Когда сосуды, содержащиеся в таких конструкциях, имеют незакрытый верх, желательно снабдить их крышками, одновременно для сохранения тепла и недопущения попадания внутрь посторонних предметов и мусора. Иногда такие крышки оборудуются нагревателями для прогрева сосуда перед подачей в него расплавленного металла или поддержания высокой температуры расплавленного металла в процессе его обработки и передачи. Желательно делать такие крышки съемными, чтобы оператор имел доступ внутрь сосуда, например, для его очистки, прочистки заторов или оценки высоты или состояния расплавленного металла. Крышки могут быть незакрепленными, следовательно, требующими от оператора подъема и перемещения их вручную, или же они могут быть прикреплены к конструкции на шарнирных креплениях, обычно устанавливаемых на дальней от оператора стороне.
Недостатками устройства таких съемных или открываемых крышек является то, что их днища, то есть поверхности, обращенные к расплавленному металлу, сильно разогреваются в процессе работы, и операторы оборудования, поднимая крышку, могут испытывать неудобство или получать ожоги от жара, излучаемого ее днищем. Например, при работе с расплавленными алюминиевыми сплавами, днище поднимаемой крышки может быть нагретым до 400 до 800°С. Более того, применение простого шарнира может привести к перекрытию проема крышкой, даже в ее полностью убранном положении. Крышки такого типа часто изготавливаются в виде металлического остова с огнеупорной футеровкой и могут включать нагреватели того или иного типа. В результате, такие крышки могут быть достаточно тяжелыми, и попытка поднять их вручную может быть неудачной с повреждением (особенно встроенных в нее нагревателей) при свободном падении на свое место нечаянно отпущенной крышки.
Пример известного металлоразливочного желоба, снабженного крышкой, раскрывается в патенте США 4531717 от 30 июля 1985 г. Протяженный желоб снабжен несколькими крышками, закрепленными на желобе на шарнирном креплении. Крышки снабжены нагревательными устройствами для предварительного прогрева желоба. Усилие, требуемое для открывания крышек, до некоторой степени снижается пружинами, подталкивающими крышку в открытое (поднятое) положение. Тем не менее, жар от днища поднимаемой крышки направлен прямо на оператора.
Другой пример известного устройства раскрывается в заявке США 2008/0230965 А1 от 25 сентября 2008 г. В ней описывается напольный манипулятор, представляющий собой малый кран для снятия крышек с разливочных желобов и литников. Устройство способно обращаться с крышками практически любого веса, предотвращая воздействие на оператора горячих сред. Однако аппарат дорогостоящ и требует наличия свободного места на полу вокруг желобов и литников.
Существует необходимость дополнительных подходов к решению некоторых или всех проблем, изложенных выше.
Раскрытие изобретения
Изобретение предлагает сосуд для размещения расплавленного металла, выполненный с открытым верхом и внутренним объемом для расплавленного металла, и содержащий крышку, имеющую днище, обращенное к внутреннему объему сосуда, причем крышка выполнена с возможностью перемещения между закрытым положением, в котором она перекрывает верх сосуда своим днищем, и открытым положением, в котором крышка удалена с верха сосуда для открытия доступа во внутренний объем с одной стороны конструкции, при этом крышка прикреплена, по меньшей мере, к одному удлиненному подъемному рычагу и, по меньшей мере, к одному удлиненному поворотному рычагу, причем подъемный рычаг обеспечивает перемещение крышки из указанного закрытого положения в указанное открытое положение и обратно, а поворотный рычаг обеспечивает управление вращением крышки при перемещении из указанного открытого положения в указанное закрытое положение и обратно для предотвращения перемещения днища крышки к оператору, находящемуся рядом с конструкцией на стороне доступа к внутреннему объему сосуда, при этом, по меньшей мере, один из указанных подъемных рычагов или, по меньшей мере, один из указанных поворотных рычагов выполнен с возможностью обеспечения силы, по меньшей мере, частично уравновешивающей вес крышки..
Удлиненные рычаги предпочтительно шарнирно крепятся с одного конца к крышке, а с противоположного конца - к твердой опоре, которая может быть частью конструкции сосуда (например, боковиной металлического кожуха на стороне, противоположной оператору), или другим объектом, например, соседней стеной или деталью машинного оборудования.
Отворотный рычаг(-и) предпочтительно не дает крышке поворачиваться днищем более чем на 25° в определенную сторону конструкции сосуда, на которой стоит оператор. Более предпочтительно держать крышку горизонтальной или отворачивать от той стороны конструкции, на которой стоит оператор.
Сосуд предпочтительно представляет собой металлоразливочный желоб, изготовленный из огнеупорного материала, пригодного для передачи расплавленных металлов, при этом желоб имеет канал для расплавленного металла, проходящий от одного торца до другого торца конструкции. Крышка предпочтительно имеет наружный металлический остов и внутренний слой изолирующего огнеупорного материала. Однако сосуд может быть сосудом любого рода для содержания, обработки или передачи расплавленного металла с открытым верхом, который может закрываться крышкой.
Комплект рычагов предпочтительно должен быть таким, что:
1. Крышка полностью поднимается с открытого верха сосуда;
2. Крышка удаляется с верха сосуда для полного освобождения этого верха;
3. Горячее днище крышки удерживается в ориентации, при которой на оператора не направляется исходящий жар; и
4. Уравновешивающая сила помогает оператору открывать желоб, а также предпочтительно, закрывать его.
Наиболее предпочтительно, чтобы рычаги и уравновешивающая сила были такими, чтобы крышка надежно фиксировалась как в закрытом, так и в открытом положении при перемещении между ними. Уравновешивающая сила может создаваться противовесом, пружинами или другими средствами. Рычаги предпочтительно должны иметь форму, не допускающую их соприкосновения с крышкой в процессе перевода крышки из закрытого положения в открытое положение и обратно (например, они могут иметь С-образный прогиб для захода в него крышки). Является предпочтительным, чтобы подъемный рычаг (рычаги) крепился к указанному сосуду на шарнире с осью, расположенной на определенной вертикальной плоскости так, чтобы в закрытом положении центр тяжести крышки и деталей, непосредственно прикрепленных к ней, находился с одной стороны этой вертикальной плоскости, а в открытом положении - с другой.
Наиболее предпочтительно, чтобы шарнирное крепление подъемного рычага(-ов) находилось на сосуде ниже открытого верха сосуда, чтобы крышка между открытым и закрытым положением перемещалась по плоской дуге.
Днище крышки может оснащаться нагревателем для обогрева внутреннего объема при закрытой крышке или наоборот, такого нагревателя может не быть, и днище может быть просто футеровано слоем огнеупорного изолирующего материала, обращенного во внутренний объем конструкции.
Когда конструкция имеет не менее двух подъемных рычагов и не менее двух отворотных рычагов, предпочтительно, чтобы их количество было одинаковым, и чтобы каждый подъемный рычаг располагался в непосредственной близости от отворотного рычага и наоборот, так, чтобы в процессе перемещения крышки рычаги создавали общую механическую опору в поперечном направлении.
Крышка предпочтительно оснащается ручным захватом, подобным ручке, расположенным вблизи одной из сторон для удобства открывания и закрывания крышки. Как вариант, для возможности перемещения крышки без прямого человеческого усилия со стороны оператора, может применяться средство механизации, такое как гидравлический, пневматический или электрический привод. Предпочтительно, чтобы такое устройство было оснащено пультом управления, проводным или беспроводным, и чтобы такой пульт управления мог располагаться на конструкции (предпочтительно на одной ее стороне) или в другом месте.
Сосуд предпочтительно изготавливается из огнеупорного материала, устойчивого к воздействию расплавленного металла, например, из огнеупорного керамического материала.
Краткое описание графических материалов
Примеры осуществления изобретения описываются более подробно ниже со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг. 1 является видом с торца желобчатой конструкции сосуда для расплавленного металла, имеющей крышку, показанную в полностью закрытом положении, в соответствии с одним примером осуществления изобретения;
Фиг. 2 является видом с торца желобчатой конструкции сосуда согласно фиг. 1, но с крышкой в полностью открытом положении;
Фиг. 3 в перспективной проекции показывает конструкцию сосуда согласно фиг. 1, то есть с закрытой крышкой;
Фиг. 4 в перспективной проекции показывает конструкцию сосуда согласно фиг. 2, то есть с открытой крышкой;
Фиг. 5 схематически показывает перемещение подъемных рычагов осуществленной конструкции сосуда согласно фиг. 1 из закрытого положения (на данном чертеже условно не показаны отворотные рычаги, а промежуточные положения показаны пунктирной линией);
Фиг. 6 схематически показывает подъемные рычаги осуществленной конструкции сосуда согласно фиг. 1 в полностью открытом положении (снова отворотные рычаги условно не показаны, а крышка показана в горизонтальном положении);
Фиг. 7 схематически показывает перемещение отворотных рычагов осуществленной конструкции сосуда согласно фиг. 1 из закрытого положения (подъемные рычаги большей частью условно не показаны);
Фиг. 8 схематически показывает отворотные рычаги осуществленной конструкции сосуда фиг. 1 в полностью открытом положении (снова подъемные рычаги большей частью условно не показаны);
Фиг. 9 является видом, аналогичным фиг. 5, но показывающим альтернативный вариант осуществления, в котором для уравновешивания веса крышки вместо противовеса используется пружина (отворотные рычаги снова условно не показаны);
Фиг. 10 показывает увеличенный вид стабилизованного крепления подъемного рычага на крышке (показано частично в разрезе), позволяющего вместо пары рычагов использовать один, причем данный вид является видом с той стороны крышки, которая обращена к оператору;
Фиг. 11 является видом как на фиг. 5, но показывающим средство механизации для перемещения крышки из открытого положения в закрытое положение и обратно (снова отворотные рычаги условно не показаны); и
Фиг. 12 является увеличенным видом крышки в разрезе с одного ее торца, причем показанная крышка пригодна для использования в примерах осуществления с нагревательным устройством, имеющимся на днище крышки.
Осуществление изобретения
На прилагаемых чертежах с фиг. 1 по фиг. 4 показан один пример осуществления изобретения. На данных чертежах показан сосуд 10 для содержания расплавленного металла (например, алюминия) в форме металлоразливочного желоба (желоб передачи металла), иногда называемый лотком или литником, для передачи расплавленного металла с входа на одном торце на выход на другом торце. Показанный сосуд 10 содержит разливочный желоб 12 для металла, имеющий канал 14, создающий внутренний объем для содержания и передачи расплавленного металла с одного конца конструкции на другой. Желоб 12, который может составляться из одной или более желобчатых секций, соединенных торцами, может изготавливаться из подходящего огнеупорного материала, устойчивого к воздействию расплавленного металла, например, из оксидов алюминия (например, глинозем), кремния (кремнезем, в частности, плавленый кварц), магния (магнезиальный огнеупор), кальция (известковый огнеупор), циркония (циркониевый огнеупор), бора (оксид бора); карбидов, боридов, нитридов, силицидов металлов, например, карбида кремния, в частности, карбокорунда на связке из нитрида кремния (SiC/Si3N4), карбида бора, нитрида бора; алюмосиликатов, например, алюмосиликатов кальция; композиционных материалов (например, композит оксидов с неоксидами); стекол, включая механически обрабатываемые стекла; минеральных ват и волокон, или их смесей; угля или графита; и т.д. Функционально такая конструкция с одного конца присоединяется к источнику расплавленного металла, например, к литейному лотку металлоплавильной печи, а с другой стороны - к удаленному месту приемки расплавленного металла, например, к литейному столу или к литейной форме. Конструкция может быть сделана любой длины, в зависимости от расстояния, которое требуется покрыть.
Желоб 12 находится внутри металлического кожуха 15 (иногда называемого «корпусом» и показанного пунктиром на фиг. 1 и 2), и обычно для снижения теплоотдачи желоба и остужения кожуха между ними прокладывается изолирующий огнеупорный материал (не показан). С концов конструкции установлены торцевые плиты 16, которые больше по размеру кожуха 15. Металлические верхние плиты 17 неподвижно прикреплены к кожуху 15 болтами 18. Сам металлический кожух 15 может удерживаться в П-образных металлических ребрах или ложементах (не показаны), расположенных на некотором расстоянии по длине и поднимающих кожух 15 и торцевые плиты 16 над полом 56 (смотри фиг. 6) или другой опорой.
Канал 14 по всей своей длине имеет открытый верх 19 (фиг. 2), который закрывается подвижной крышкой 20, которая имеет наружный металлический остов 21 и внутренний слой 22 изоляционного материала. Крышка 20 также имеет выступающую вверх наружную ручку 24, образующую ручной захват крышки вблизи одного ее края (края, ближайшего к лицевой стороне 26 конструкции, перед которой стоит оператор, управляющий крышкой), хотя в других примерах осуществления крышка может иметь и другие захваты для открывания крышки, например, выступающую металлическую закраину или швеллер, паз сбоку крышки, ручку сбоку крышки, отходящий в сторону штырь и т.п., или же может быть оставлена без таких захватов, в частности, если для открывания и закрывания крышки имеется средство механизации (согласно описанию ниже). Крышка имеет днище 25, которое при закрытой крышке обращено непосредственно к содержимому желоба и, соответственно, может нагреваться до повышенной температуры за счет близости расплавленного металла (не показан), содержащегося в желобе. Дополнительно днище 25 может оснащаться нагревателем(-ми) желоба, например, нагревателями 66 типа, показанного на фиг. 13 согласно патенту США 4531717, указанному выше (раскрытие данного патента включено здесь настоящей ссылкой) и нагреваться дополнительно работой такого нагревателя(-ей).
Крышка 20 не крепится к верхним плитам 17 конструкции, но шарнирно прикреплена системой четырех удлиненных рычагов к прямостоящей боковине 27 металлического кожуха 15 (смотри фиг. 1 и фиг. 4), которая противоположна лицевой стороне 26 конструкции, перед которой стоит оператор, открывающий или закрывающий крышку. Четыре рычага представлены двумя видами, а именно подъемными рычагами 28 и отворотными рычагами 29. Посредством этих рычагов крышка 20 может быть перемещена из закрытого положения, в котором она закрывает канал 14, как показано на фиг. 1 и фиг. 3, в открытое положение, в котором она удалена от канала, как показано на фиг. 2 и фиг. 4. В процессе перемещения крышки 20 из закрытого положения в открытое положение и обратно днище 25 отворачивается от оператора 55 (смотри иллюстрации с фиг. 5 по фиг. 8), стоящего у лицевой стороны конструкции. Оператор, таким образом, в процессе перемещения крышки оберегается от прямого воздействия жара, исходящего от днища 25.
Каждый из подъемных рычагов 28 удлинен и шарнирно прикреплен одним концом к крышке 20, а другим концом - к противовесу 30. Между двумя концами все рычаги имеют точку крепления 32, в которой они шарнирно прикреплены к жесткой опоре 37 на к прямостоящей боковине 27 металлического кожуха 15. На крышке 20 имеется скоба 33 (лучше всего видная на фиг. 3), неподвижно прикрепленная к наружному металлическому остову 21. На торцах скобы 33 имеются вертикальные стойки 34, служащие подшипниками скольжения шарнирного крепления концов рычагов 28 на болтах 35, проходящих сквозь отверстия стоек скоб и находящихся рядом концов рычагов.
Каждый из отворотных рычагов 29 также удлинен и имеет противоположные концы. Один конец отворотного рычага шарнирно закреплен на крышке 20, а другой конец шарнирно закреплен на жесткой опоре 37 через шарнирный узел 36, установленный на прямостоящей боковине металлического кожуха 15. Крепление рычагов 29 к крышке 20 осуществлено через скобу 38, неподвижно закрепленную на наружном металлическом остове 21 крышки. Скоба 38 имеет торцевые вертикальные стойки 39, служащие подшипниками скольжения для болтов 40, проходящих через отверстия торцевых стоек 39 и верхних концов рычагов 29, позволяя концам рычагов вращаться относительно крышки 20. Рычаги 29 имеют колена 42, соединенные друг с другом тягой 43, придающей рычагам дополнительную поперечную жесткость.
Как отмечалось, в проиллюстрированном примере осуществления изобретения имеется 2 подъемных рычага 28 и два отворотных рычага 29. Каждый рычаг пары отделен от другого в поперечном направлении (в направлении вдоль желоба) крышки, хотя, как показано, каждый из подъемных рычагов 28 расположен непосредственно рядом с отворотным рычагом 29. Такая компоновка уменьшает наклон крышки от торца к торцу и ее качание благодаря как продольному расположению узлов крепления рычагов и крышки, так и поперечной поддержке подъемных рычагов отворотными рычагами, и наоборот.
Рычаги 28 и 29 обеспечивают подъем и отворачивание крышки 20, принуждая ее двигаться по определенной траектории и с предпочтительным наклоном. То, как при этом работают подъемные рычаги, схематично показано на фиг. 5 и фиг. 6, а то, как при этом работают отворотные рычаги, показано на фиг. 7 и фиг. 8. Следует помнить, что в проиллюстрированных осуществлениях рычаги 28 и 29 работают совместно, хотя на фиг. 5 и фиг. 6 условно подъемные рычаги 28 показаны изолированно, а на фиг. 7 и фиг. 8 отворотные рычаги 29 показаны большей частью изолированно.
Из рассмотрения фиг. 5 и фиг. 6 видно, что каждый рычаг 28 имеет концы 28А и 28В и промежуточные шарнирные крепления 32, неподвижно прикрепленные к сосуду 10 (посредством скобы 37, не показанной на данных рисунках). На фиг. 5 крышка показана в закрытом положении, а пунктирными линиями показаны последовательные промежуточные положения с 28-01 по 28-04 подъемного рычага 28 по мере того как оператор поднимает крышку за ручку 24. Расположение рычагов и крышки в ее полностью открытом положении показано на фиг. 6. Линия 52 на фиг. 5 и фиг. 6 обозначает вертикальную плоскость, проходящую через верхнюю мертвую точку шарнирного крепления 32. Пока центр тяжести, показанный точкой 53, совокупности крышки 20 и деталей подъемных рычагов 28А на стороне крышки от оси шарнира 32 остается справа от линии 52 (на стороне оператора 55), вес крышки тянет ее к закрытому положению. Этот вес частично уравновешивается совокупным весом противовеса 30 и деталей 28В подъемных рычагов на стороне противовеса от оси шарнира 32, который работает через центр тяжести, показанный точкой 54. Эффективность противовеса пропорциональна произведению его веса и расстояния от оси шарнира 32, и конструкция такова, что для приведения в движение крышки, находящейся в закрытом положении, от оператора требуется относительно небольшое усилие. Усилие, требующееся для подъема крышки, намного меньше фактического веса крышки благодаря действию противовеса 30. Пока крышка открывается, и центр тяжести 53 крышки 20 остается справа от линии 52, на крышку действует сила, направленная вниз и тянущая крышку к закрытому положению, показанному на фиг. 5. Однако, когда центр тяжести переходит в область слева от линии 52, и вес крышки 20 (месте с верхней частью рычага 28А), и вес противовеса 30 (вместе с нижней частью рычага 28В) заставляют крышку перейти в полностью открытое положение, показанное на фиг. 6, в котором крышка остается, пока не будет снова закрыта оператором. Предприняты меры, не допускающие перехода подъемных рычагов на шарнире за положение полного открывания крышки, показанное на фиг. 6. Такой мерой может быть контакт противовеса 30 с землей 56, контакт крышки 20 с рычагами 28, или другие меры остановки. Подъемные рычаги 28 имеют показанную форму для обеспечения требуемого рычажного действия относительно оси шарнира 32 и для обеспечения свободного перемещения крышки. Это означает, что верхние части 28А обычно имеют С-образный прогиб для захода в него крышки, а нижние части - прямые, но отклонены от верхних частей под острым углом в точке оси шарнира 32.
На фиг. 5 и фиг. 6 крышка 20 показана в горизонтальном положении, что происходило бы, если бы она не вращалась отворотными рычагами 29. При этом может создаться впечатление, что если бы не было отворотных рычагов 29, то днище крышки всегда было бы направлено вниз и не направлялось бы прямо на оператора 55. Однако это не так, потому что оператор прилагает усилие подъема крышки через ручку 24 и, если бы не отворотные рычаги, крышка бы поворачивалась вокруг болта 35 горячим днищем 25 к оператору.
На фиг. 7 и фиг. 8 показано, как отворотные рычаги защищают оператора от жара днища крышки. На фиг. 7 крышка 20 показана в закрытом положении, а также в промежуточных положениях с 29-01 по 29-04, показанных пунктирными линиями, а на фиг. 8 крышка показана в полностью открытом положении. Можно видеть, что рычаги 29 вращаются вокруг оси шарнира 36 в направлении по стрелке А на фиг. 7 из закрытого положения фиг. 7 в открытое положение фиг. 8. Это вращение принуждает крышку 20 отклоняться в направлении по стрелке В на фиг. 8 в сторону от оператора 55. То, насколько крышка 20 будет при этом отклоняться, зависит от (1) относительной длины рычагов 28 и 29; (2) расстояния между точками крепления рычагов на крышке 20; (3) горизонтального и/или вертикального расстояния между осями шарниров 32 и 36 на сосуде 10; и (4) вертикального расстояния между шарнирными креплениями на крышке 20 (болты 35 и 40) и верхом сосуда 10. Если угол отворота нужно регулировать после установки крышки, проще всего заменять рычаги 28 и 29 на другие рычаги, отличающиеся по длине от изначально установленных рычагов.
Также следует отметить, что оси шарниров 32 и 36 рычагов расположены по вертикали ниже верха сосуда 10 и, следовательно, ниже крышки 20. В результате крышка 20 из закрытого положения в открытое и обратно принуждается перемещаться по плоской дуге. Поэтому, вместо того, чтобы поднимать крышку 20 вертикально вверх из закрытого положения, оператор 55 скорее сдвигает крышку горизонтально с сосуда 10 по стрелкам С на фиг. 5 и фиг. 7. И наоборот, для перемещения крышки из открытого положения в закрытое, оператор скорее тянет крышку горизонтально. Горизонтальное усилие оператора имеет довольно длинное плечо, измеряемое вниз до оси шарнира подъемных рычагов 28, поэтому требуется гораздо меньшее усилие в более удобном направлении. Такое толкающее/тянущее действие может выполняться основным мышцами торса и ног оператора, в то время как подъемное действие потребовало бы подключения силы верхней части тела и рук. Направление приложения требуемого усилия, следовательно, менее обременительно для всех операторов и позволяет работать с крышкой людям более низкого роста или с менее сильными руками. Это движение, естественно, еще более упрощается действием противовеса 30.
Как было отмечено выше, подъемные рычаги 28 крепятся к крышке через скобу 33, а отворотные рычаги крепятся к крышке через скобу 39. Эти скобы позволяют разнести рычаги друг от друга на необходимое расстояние. Скобы предпочтительно устанавливаются таким образом, что центр тяжести вдоль крышки располагается между концами пары рычагов 28, а также между концами пары рычагов 29. Кроме того, вдоль крышки, как показано на фиг. 7 и фиг. 8 центр тяжести 53 крышки также предпочтительно располагается между двумя скобами 33 и 39 для обеспечения устойчивой опоры крышки.
Величина наклона крышки 20 должна всегда быть таковой, чтобы оператор 55 не подвергался прямому воздействию жара от днища 25 крышки. Обычно это означает, что угол отклонения от горизонтали желательно не должен превышать около 25° в сторону оператора (так как небольшой наклон в сторону оператора, не превышающий этого максимального значения, не подвергнет оператора значительному жару, так как днище 25 будет направлено более на конструкцию, чем на оператора), а в более предпочтительном случае крышка должна оставаться горизонтальной, а в идеале - отвернутой от оператора на любой угол, например, до 30°, как показано на чертежах.
Хотя в примерах осуществления, рассмотренных выше, для снижения усилия, требуемого для перемещения крышки 20 используется противовес, для этой же цели могут применяться и другие средства, например, пружины. Подходящий пример осуществления с использованием пружины 45 показан на фиг. 9, но это не исключает использования и других конструкций.
Более того, хотя было проиллюстрировано парное применение рычагов каждого типа 28 и 29, в альтернативных осуществлениях может использоваться только по одному рычагу 28 и 29. Такое осуществление менее предпочтительно, но может быть эффективным при достаточно небольшом размере крышки 20, или когда подшипники скольжения осей шарниров достаточно жесткие и предотвращают значительные люфты. Например, на фиг. 10 показано как одиночный рычаг 28 может снабжаться боковыми элементами 35А и 35В, которые шарнирно крепятся на стойках скобы 33, обеспечивая разнесение подшипников скольжения при использовании одного подъемного рычага 28. Аналогичное крепление может использоваться и для отворотного рычага 29. С другой стороны, при особо длинной крышке, для обеспечения ей устойчивой опоры может устанавливаться более чем по одной паре разнесенных рычагов 28 и 29. Для шарнирного крепления всех рычагов может устанавливаться соответствующее количество крепежных скоб. Несомненно, что на действительно очень длинных желобах может устанавливаться две и более крышки, причем каждая из крышек - с опорной конструкцией, описанной выше.
Также следует отметить, что, несмотря на предпочтительность конструкции «с двумя устойчивыми положениями», показанной на фиг. 5 и фиг. 6, могут быть и другие осуществления, в которых противовес балансирует крышку 20 так точно, что она остается неподвижной в любом положении при ее опускании, то есть в открытом положении, в закрытом положении и в любом промежуточном положении между ними, или такие конструкции, в шарнирах которых развивается трение, достаточное для того, что любая направленная вниз сила, действующая на крышку (при ее отпускании), не может преодолеть трение и переместить крышку из открытого положения в закрытое положение, или же позволяет крышке опускаться, но медленно.
Как было кратко упомянуто выше, для того, чтобы не допускать прямого контакта оператора с крышкой, для перемещения крышки между открытым и закрытым положением может быть использовано средство механизации. Такая конструкция показана на фиг. 11, где комплектный пневматический или гидравлический цилиндр 60 установлен между сосудом 10 и подъемными рычагами 28, и работает от кнопки или рычага 63, которыми оператор управляет мотором 62, подающим пневматическую или гидравлическую мощность по линиям 61. Хотя такое устройство может быть сделано достаточно мощным, чтобы не нуждаться в содействии противовеса 30 или пружин для перемещения крышки 20, такой противовес или пружины все-таки желательны, чтобы иметь возможность использовать менее мощное оборудование и обеспечивать более плавную работу.
На фиг. 12 приведен эскиз крышки, снабженной нагревателем 65 желоба на днище. Крышка имеет наружный металлический остов 21 и слой 22 изоляции, к которому прикреплен нагреватель. Нагреватель содержит многочисленные удлиненные теплоэлектронагреватели 66 для прямого излучения тепла в канал 14 конструкции. Крышки такого дизайна имеют особое преимущество от использования описанных выше управляемых и уравновешенных систем, так как нагреватели чаще всего достаточно хрупки и вполне могут быть повреждены при закрывании крышки быстро или с силой. Показанные осуществления позволяют открывать и закрывать крышку очень плавно и относительно медленно, а при отпускании она не упадет на конструкцию быстро. Нагреватели 65 могут быть электрическими, как показано, или же работать на сжигаемом газообразном или жидком топливе.
В описанных выше осуществлениях сосуд 10 имеет форму протяженного желоба для расплавленного металла того типа, что используются в металлоразливочных системах для передачи расплавленного металла из одного места (например, металлоплавильной печи) в другое место (например, литейную форму или литейный стол). Однако согласно другим примерам осуществления могут применяться и другие типы сосудов для содержания расплавленного металла, например, конструкции, используемые в качестве встроенного керамического фильтра (например, желоба с фильтрами из пенокерамики), применяемого для задержания частиц в потоке расплавленного металла, когда последний проходит через конструкцию. Примеры таких конструкций раскрываются в патенте США №5673902 от 07 октября 1997 г. и в международной публикации 2006/110974 А1 от 26 октября 2006 г. Описание упомянутых выше патента США и международной публикации специально включено в настоящее описание посредством ссылки.
Согласно другому варианту осуществления изобретения, конструкция действует как контейнер, в котором осуществляется дегазация расплавленного металла, например, как в известной «компактной установке дегазации Alcan», что описано в международной публикации 95/21273 от 10 августа 1995 г. (описание которой включено в настоящее описание посредством ссылки). В процессе дегазации происходит удаление водорода и других примесей из струи расплавленного металла, когда металл движется из печи к литейному столу. Такая конструкция включает в себя желобчатый внутренний объем для содержания расплавленного металла, в который сверху выступают вращающиеся роторы дегазатора. В примерах осуществления роторы могут быть встроены в крышку со специальными рычагами для обеспечения зазора в процессе перемещения крышки с роторами между открытым и закрытым положением. Такая конструкция может использоваться для порционной обработки или она может являться частью системы раздачи металла, соединенной с металлоразливочными сосудами. Другая возможность предусматривает устройство конструкции в виде огнеупорного керамического тигля для помещения больших объемов расплавленного металла для транспортировки из одного места в другое. Все такие альтернативные конструкции могут использоваться с примерами осуществление изобретения при условии получения ими преимущества от наличия подвижной крышки.
1. Сосуд для размещения расплавленного металла, выполненный с открытым верхом и внутренним объемом для расплавленного металла и содержащий крышку, имеющую днище, обращенное к внутреннему объему сосуда, причем крышка выполнена с возможностью перемещения между закрытым положением, в котором она перекрывает верх сосуда своим днищем, и открытым положением, в котором крышка удалена с верха сосуда для открытия доступа во внутренний объем с одной стороны конструкции, при этом крышка прикреплена, по меньшей мере, к одному удлиненному подъемному рычагу и, по меньшей мере, к одному удлиненному поворотному рычагу, причем подъемный рычаг обеспечивает перемещение крышки из указанного закрытого положения в указанное открытое положение и обратно, а поворотный рычаг обеспечивает управление вращением крышки при перемещении из указанного открытого положения в указанное закрытое положение и обратно для предотвращения перемещения днища крышки к оператору, находящемуся рядом с конструкцией на стороне доступа к внутреннему объему сосуда, при этом, по меньшей мере, один из указанных подъемных рычагов или, по меньшей мере, один из указанных поворотных рычагов выполнен с возможностью обеспечения силы, по меньшей мере, частично уравновешивающей вес крышки.
2. Сосуд по п. 1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один из подъемных рычагов имеет противовес, прикрепленный к нему для создания указанной силы.
3. Сосуд по п. 1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один из подъемных рычагов имеет пружину, прикрепленную к нему для создания указанной силы.
4. Сосуд по п. 1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один из подъемных рычагов прикреплен к сосуду на шарнире с осью, находящейся в вертикальной плоскости, причем центр тяжести крышки и непосредственно прикрепленных к ней деталей рычагов расположены с одной стороны вертикальной плоскости в закрытом положении, и с другой стороны - в открытом положении крышки.
5. Сосуд по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один подъемный рычаг шарнирно прикреплен к сосуду на высоте ниже высоты верха сосуда.
6. Сосуд по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что днище крышки оборудовано нагревателем для обогрева внутреннего объема сосуда при закрытой крышке.
7. Сосуд по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что днище крышки имеет слой огнеупорного изоляционного материала, обращенного к внутреннему объему сосуда.
8. Сосуд по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, он что имеет, по меньшей мере, два подъемных рычага и, по меньшей мере, два поворотных рычага, причем подъемные рычаги разнесены друг от друга вдоль крышки, и поворотные рычаги разнесены друг от друга вдоль крышки.
9. Сосуд по п. 8, отличающийся тем, что каждый подъемный рычаг расположен в непосредственной близости от поворотного рычага, причем указанные рычаги обеспечивают совместную механическую опору в процессе перемещения крышки.
10. Сосуд по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один подъемный рычаг имеет C-образную форму для захода в него крышки в процессе ее перемещения из закрытого положения в открытое положение.
11. Сосуд по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один поворотный рычаг имеет C-образную форму для захода в него крышки в процессе ее перемещения из закрытого положения в открытое положение.
12. Сосуд по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что крышка снабжена ручным захватом, расположенным вблизи стороны доступа к внутреннему объему сосуда.
13. Сосуд по п. 12, отличающийся тем, что ручной захват выполнен в виде ручки и прикреплен к крышке.
14. Сосуд по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что он содержит приводное устройство для перемещения крышки из закрытого положения в открытое и обратно.
15. Сосуд по п. 14, отличающийся тем, что он дополнительно содержит наружный металлический кожух, а приводное устройство включает цилиндр и поршень, работающие между указанным по меньшей мере одним подъемным рычагом и указанным кожухом.
16. Сосуд по п. 14, отличающийся тем, что приводное устройство снабжено дистанционным органом управления для управления перемещением крышки.
17. Сосуд по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что он выполнен из огнеупорного материала, устойчивого к воздействию расплавленного металла.
18. Сосуд по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один поворотный рычаг препятствует отклонению днища крышки от горизонтали более чем на 25° в сторону доступа к внутреннему объему сосуда.
19. Сосуд по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один поворотный рычаг выполнен с возможностью поворота крышки днищем от горизонтали в направлении от стороны доступа к внутреннему объему сосуда.
20. Сосуд по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что он представляет собой протяженный желоб для передачи расплавленного металла с входом для расплавленного металла, выполненным с одного торца, и выходом для расплавленного металла, выполненным с противоположного торца устройства.
21. Сосуд по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что он имеет наружный металлический кожух.
22. Сосуд по п. 21, отличающийся тем, что рычаги шарнирно закреплены на боковине металлического кожуха сосуда, на стороне, противоположной стороне доступа к внутреннему объему сосуда.
