[发明专利]流量控制装置有效
申请号: | 201080004634.4 | 申请日: | 2010-01-07 |
公开(公告)号: | CN102282518A | 公开(公告)日: | 2011-12-14 |
发明(设计)人: | 格拉尔德·尼兹尔;提姆·海德雷;约瑟夫·麦克归尔;约翰·史蒂文森 | 申请(专利权)人: | 耐火材料知识产权有限两合公司 |
主分类号: | G05D7/01 | 分类号: | G05D7/01 |
代理公司: | 中科专利商标代理有限责任公司 11021 | 代理人: | 孙纪泉 |
地址: | 奥地利*** | 国省代码: | 奥地利;AT |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 流量 控制 装置 | ||
技术领域
本发明涉及一种流量控制装置。特别地,但非绝对地,本发明涉及一种用于诸如那些在例如连铸炼钢生产的工业生产中所使用的气体供应通道的流量控制装置。
背景技术
在连铸炼钢生产中,钢水被从钢包倒入被称为中间包的大保持容器中。中间包具有一个或多个出口,钢水通过该出口流入一个或多个各自的模具中。钢水在模具中冷却并开始固化以形成连铸的金属固体长度。浸入式水口设置在每个中间包和每个模具之间,并引导钢水通过它从中间包流到模具。通常采用限位器杆来控制通过浸入式水口的钢水的流速。
限位器杆通常包括在一端具有圆尖端的细长体。在使用中,该杆沿着它的轴被垂直放置并利用它的尖端毗邻浸入式水口的入口设置,以使得限位器杆的升起和下降打开和关闭浸入式水口的入口,并由此控制通过其的金属的流量。限位器杆的尖端被制成当被降到位于浸入式水口的入口的固定位置时,完全封闭浸入式水口的入口。
与金属液的浇铸有关的特殊问题是,当金属液从中间包流到模具时,在金属液中经常有内含物(例如,铝)。根据浇铸通道内的流动条件,这样的内含物往往沉积在限位器杆尖端上或浸入式水口内部。因此,久而久之,内含物的积聚可影响组件的几何形状,以至于该系统的流量控制特性被改变了且连铸序列可能不得不中断。
诸如氩气的惰性气体流到金属液流的注入,有助于将内含物(尤其是铝)浮出并阻止这样的内含物的积聚,其可导致系统部件的阻塞。气体可以例如通过限位器杆的中心轴的多种方式引入,以便通过限位器杆尖端中的出口、或者通过位于中间包的基底或浸入式水口的钻孔内的多孔塞排出。通常,由于文丘里效应,流经气体引入点的金属液产生可被传递回气体供应源的负压,如果接合处不是密封的话,可能通过限位器杆或通过气体供应管道将空气吸入金属。迄今为止,该问题已通过在气体供应通道内,例如在限位器杆尖端内,提供限流器来解决。限流器可由钻孔的简单窄道提供,或者由具有从其穿过的细孔的塞子(或多孔塞)构成。限流器产生反压力并在限流器的上游导致正内压。该正内压阻止空气进入气体供应通道,由此减小正浇铸的金属中的杂质的量。
要理解,所有关于压力的参数都与大气压有关,以使得负压涉及低于大气压的压力,且正压涉及高于大气压的压力。
在限位器杆中使用如上所述的典型限流器的缺点在于,随着时间的推移,可出现内压的增强,其可导致限位器杆破裂或甚至被炸开。而且,与期望的较低流速相伴随的所必需的反压力,要求限流器的钻孔要小(例如,直径为1mm)并被非常精确的形成(即,具有低的容限水平)。然而,目前很难生产这样小的直径的精确尺寸的细孔耐火材料。
因此,本发明的目的在于提供一种解决上述问题的流量控制装置。
本发明的目的还在于提供一种可解决其他系统中的类似问题的流量控制装置,其中液体沿着导管传送。
发明内容
根据本发明的第一方面,提供一种流量控制装置,其包括具有入口、出口以及它们之间的通道的主体;设置在通道中的线材;以及用于在通道中支持线材的保持装置。
本发明的流量控制装置是有利的,这是因为,它允许流速(以及由此导致的反压力)由位于主体内的线材的尺寸控制,这是由于线材有效地减小了至少一个通道的尺寸。因此,利用具有比可能正常所需要的尺寸大的通道并为了更高的精度,主体可被更容易地且更廉价地制造以产生特定的反压力。因此,与制造带有具有精确的、小直径通道的装置相关的问题是微不足道的。而且,非常精确的直径的线材易于获得,例如来自于称为Kanthal的公司。
要理解,对于任何给定的钻孔,线材的尺寸可被选择以提供所期望的满足特定应用的反压力和流速。
在已知的限位器杆中使用的典型的的流量控制装置包括横截面积为1mm2且直径约为1.14mm的圆柱形通道。类似的“自由”横截面积(即,当线材被设置在该装置中时,由液体流过的通道所提供的横截面积)可通过采用具有直径为5mm的圆柱形通道的主体以及将直径为4.88mm的圆柱形线材放置在通道中以便留出厚度约为0.06mm的环形沟道来实现。可能会认为这样的小宽的沟道易于堵塞。然而,申请人已发现,在某些实施例中,气体的流动易于搅动线材,且这被认为带来了自动清洗的效果以至于减小了阻塞的风险。
申请人还发现,由于在本发明中存在较大的表面积(即,大直径通道的表面积加上线材的表面积)用于气体流过,该气体穿过流量控制装置经受了较大的摩擦力。因此,本发明的实施例可能不需要与等价的自由导线的流量控制装置中一样的自由横截面积。相反,增加的摩擦力的效果可允许较大的自由横截面积,以便提供同样的反压力和流速,由此进一步减小阻塞的风险。
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