用于在熔炉中定位器件的转动-平移驱动机构制造技术

一种用于定位器件的驱动机构，包括： 一个具有柱形室的炉盖组件，柱形室有一中心线； 一个适于在炉盖组件柱形室内转动的卡盘组件，卡盘组件用于保持与炉盖组件柱形室中心轴线成一角度定位的器件； 一个用于使卡盘组件在炉盖组件柱形室内转动的转动驱动装置；和 一个连接在卡盘组件上的用于驱动定位装置平移的平移驱动装置。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及一种用于使杆、电极、气炬或其他器件定位实现其三维运动的装置。特别，本专利技术涉及的结构不只具有固有的主轴运动，即，这种结构可使被驱动器件的端部重新定位到与正常平移位置成直角的位置。传统上已有许多方式使用平移器件，包括控制元件的运动。要求这些器件安装在一种刚性支承上，以抗驱动机构和控制元件的轴向载荷。应用实例包括制造用的装料，核反应堆控制杆，以及电弧炉石墨电极的定位。已经通过把器件安装到万向接头获得了平移器件的转动运动，这可使这个器件定位到许多位置，要确定其精确位置和控制其运动都很复杂。已使用万向接头加平移装置改变等离子气炬熔炉中水冷等离子电弧枪的位置。用于等离子电弧炉的石墨电极的相对高的温度和大的直径很显然妨碍了这类使用。此外，石墨电极电弧炉通常用于金属熔化或冶炼，这样能很好地把热传导到熔体边缘，不要求电极端部的横向运动。在危险的和放射性废料热处理中处理更多的非金属材料时，因为熔渣或玻璃在相同温度下的热导性和流动性更低，操纵石墨电极的必要性更为重要。横向移动电极的能力在这种情况更加需要。对于用等离子体电弧炉处理废料的应用，熔炉尺小紧凑，较大的进料口和排气口限制了用于电极或电弧枪冷却及三维驱动机构的可用空间。因此，需要一种使电极或电弧枪尖端横向和纵向移动的简单而紧凑的机构。定位一个控制元件最常用的方法，即要求定位到主平移轴以外的轴上，已借助于万向接头实现。在一个熔炉中，这要求对元件进行机加工，以便在安装中与承窝匹配。核反应堆使用向反应堆容器和核心倾斜的一种穿入把控制杆定位在一个与容器轴线不平行的位置。这种应用对于不同径向位置是不可调的。电弧炉通常使用垂直安装在炉盖上的轴向平移电极。(这种应用对于不同径向位置也是不可调的)这些炉子使用一种基于滑轮和缆索或液压动力为基础的电极定位装置，把夹持装置垂直地装到一个支架上。电极固定到连接在支架的一个夹具中，供电设施的电线管路连接在这个支架上。本专利技术提供了一种用于定位器件的驱动机构，具有柱形室的炉盖组件保持卡盘组件在炉盖组件的柱形室内转动，柱形室有一中心线。卡盘组件用于保持一个装置以与炉盖组件柱形室中心成一角度而定位。一个平移驱动装置连接到卡盘组件以纵向驱动这个器件定位。本专利技术另一实施例采用一个或多个炉盖组件及相应卡盘组件定位多个器件。所定位的器件包括电极和电弧枪，但不限于此。在本专利技术一个实施例中，定位的器件保持与炉盖中心线3.5°的角度。在本专利技术另一个实施例中，卡盘组件包括可靠连接在耐火圆筒上的一个转盘，这个耐火圆筒用于保持其定位器件与该耐火筒中心线成一个角度。在本专利技术另一个实施例中，用于至少把一个元件三维定位在熔炉中的驱动组件有一个可转动地安装在熔炉的转动控制器，它基本上只在一个单一平面中转动，并有一个开口用于使这个元件穿过。一个平移控制器安装在上述转动控制器上，连接在上述平移控制器的一个安装架用于把元件相对于上述平移控制器进行固定，因此，这个元件穿过上述开口。在本专利技术另一个实施例中，转动控制器包括一个第一转动控制器，上述平移控制器包括一个第一平移控制器，上述安装架包括一个第一安装架。驱动组件还包括一个转动地安装在熔炉上的一个第二转动控制器，它基本上只在一个单一平面中转动，上述第二转动控制器邻接上述第一转动控制器安装，并具有一个开口用于使第二元件通过。在本专利技术另一个实施例中，一个炉盖组件可转动地安装在上述转动控制器上，其中，上述转动控制器可通过上述炉盖组件安装到熔炉上，因此，上述炉盖组件被固定到熔炉上，上述转动控制器可相对于上述炉盖和熔炉转动。在本专利技术另一个实施例中，卡盘组件在上述炉盖组件内，并可相对于它转动，上述卡盘组件有一个与上述转动控制器的上述开口对齐的卡盘孔，使这个元件通过上述开口和上述卡盘孔两者。在本专利技术的另一个实施例中，卡盘组件紧固在上述转动控制器上。在本专利技术的另一个实施例中，上述卡盘组件包括一个陶瓷元件。在本专利技术的另一个实施例中，卡盘组件还包括一个环绕上述卡盘孔的密封座，上述密封座用于防止气体和液体在上述密封座和安装在上述卡盘中的陶瓷元件之间流通。在本专利技术的另一个实施例中，在上述卡盘组件和上述炉盖之间至少提供一个轴承，上述卡盘组件至少在上述一个轴承上相对于炉盖组件转动。在本专利技术另一个实施例中，炉盖组件包括一个室和一个环绕这个室的冷却水套。在本专利技术另一个实施例中，其开口以与上述单一平面成一预定角度形成，用于使这个元件以上述预定角度对上述单面取向。在本专利技术另一个实施例中，这个预定角是一个相对于上述单面的垂直方向的一个小锐角。在本专利技术另一个实施例中，炉盖组件以一个预定的炉盖组件角安装在熔炉上。在本专利技术另一个实施例中，预定的炉盖角是一个小锐角。有几个可以方便编程的位置给定值或参考位置，可以视为能用简单指令使装置运动的位置，即点火位置、浇铸位置和紧急断流位置。这些位置可用惯用的步进电动机或步进电动机控制器实现，以在平移和转动方向进行运动。对这个控制器的指令来源于主计算机，由操作者手工输入。下文将参考附图，在所有的附图中，用相同的标号表示相同的元件。附图说明图1示意地表明一个等离子体电弧炉系统，这是本专利技术的一个最佳应用，具有石墨电极或等离子体电弧枪。图2为在具有双石墨电极驱动机构的等离子体电弧炉中以元件结构表示系统中的装置，所示的板(和安装)结构可视为转盘和炉盖，保持元件结构可视为卡盘组件。图3是示于图2的并拆卸了卡盘组件和电极的双驱动机构的横截面侧视图，示出了安装在熔炉口上的炉盖组件。图4示出这种双驱动机构的电极端部的可能位置。所示结构示出有一个2°的炉盖角和一个3.5°的卡盘角。图5是在一个等离子体电弧炉中以单石墨电极驱动机构的元件结构表示这种装置。图6是示出了电极和转盘的双驱动机构的上透视图。图7是具有以一个2.5°角安装的转盘的双驱动机构的侧视图。图8是这种双驱动机构的闭合侧视图。下面将更详细地说明本专利技术及其各实施例。本专利技术提供了一种用于在等离子体电弧炉中定位电极的驱动机构。在下面的说明中提出许多细节以便完整理解本专利技术。然而，本专业普通技术人员知道实现本专利技术并不一定需要这些专门的细节。不详细说明已熟知的元件、装置、工艺步骤等项目，以避免误解本专利技术。本专利技术可以是96.12.12申请的US08/764525所述的和要求96.3.7申请的美国临时专利申请号60/021146的保护的等离子体电弧炉系统的一个元件。这两份文件结合作为本专利技术的参考。在这类系统中，石墨电极或等离子电弧枪用于向熔化材料供应能量。等离子电弧炉熔化的材料输送到坩埚4中。由图1可见，电极1通过驱动机构2安装在通风壁3上。这就使电极可在坩埚4的熔化区运动，必要时，可应用于排放口5附近。图2示出本专利技术的一个可能的应用。图2是双驱动机构配置的一个横截面侧视图，示出熔化炉、电极、驱动机构、转盘、炉盖组件和卡盘组件的相互关系。图3示出没有卡盘组件或电极时的炉盖组件10。如图1～3所示，炉盖组件10在熔化室壁23的开口21处可靠地连接在熔化室22的壁外部。炉盖组件可以任何固定方式连接，如螺栓连接或焊接。炉盖组件10形成两个柱形室24。炉盖组件10的柱形室24的中心轴30与熔炉开口21轴线32有一个约2°的夹角。每个炉盖组件的柱形室这样配置，使它们两者的中心线都与熔炉开口本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：艾德里安·A·希尔，托马斯·L·埃迪，
申请(专利权)人：梅尔特兰公司，
类型：发明
国别省市：