Pompe pour métaux en fusion. La présente invention concerne une pompe pour métaux en fusion et matériaux analo gues avant une action délétère sur les métaux.
Pendant longtemps, des essais ont été effectués pour développer les méthodes de pompaje de métaux en fusion en des endroits où ils doivent être utilisés ou subir des traite ments. Toutefois, il a été difficile de créer une pompe dont les parties en contact avec les métaux en fusion puissent résister aux effets nocifs de ceux-ci. Dans le cas de l'aluminium en fusion, les parties de la pompe faites en métal ne donnent pas satisfaction, car les métaux avec un point de fusion élevé, tel que le fer, sont dissous lorsqu'ils viennent en con tact avec l'aluminium en fusion, ceci malgré que la température de fusion de l'aluminium soit beaucoup moins élevée que celle du fer.
Il en résulte que du fer pénètre dans l'alu minium, et on sait que pour beaucoup d'ap plications, toute quantité de fer qui pénètre clans l'aluminium ou ses alliages constitue une impureté.
L'objet de la présente invention est ime pompe dont les parties en contact avec les métaux en fusion à transporter sont consti tuées en un matériau qui résiste à l'effet délé tère de ces derniers.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, deux formes d'exécution de la pompe selon l'invention.
La fig. 1 est une élévation, avec arrache ments, d'une pompe partiellement immergée dans un bain de métal en fusion. La fig. 2 représente une coupe horizontale selon la ligne .2-2 de la fig. 1, montrant des détails constructifs de la pompe.
La fig. 3 représente une coupe horizontale selon la. ligne 3-3 de la fig. 1, de la chambre de la pompe et du rotor.
La fig. 4 représente une coupe horizontale selon la ligne 4-4 de la. fig. 1.
La fig. 5 représente une élévation avec arrachements d'une antre forme d'exécution. La fig. 6 représente une coupe horizontale, selon la ligne 6-6 de la fig. 5, qui illustre l'orifice de sortie de cette forme d'exécutiôn de la. pompe.
La fig. 7 est une coupe horizontale, selon la ligne 7-7 de la fig. -5,-: représentânt des détails de la chambre et du rotor de la pompe selon la forme d'exécution relative à la fig. 5.
Dans la fig. 1, 1 désigne un bain de métal en fusion contenu dans un récipient adéquat, tel qu'un fourneau ou semblable comprenant un fond 2 et des parois latérales 3 revêtus d'un matériau réfractaire et résistant au mé tal en fusion.
Une forme d'exécution de la pompe objet de la présente invention est montrée partielle ment immergée dans le bain; elle comprend une base 4 destinée à reposer sur le fond 2 du récipient contenant le métal en fusion. Un corps 5, déposé ou fixé sur la base 4, présente une chambre 6 située à la partie inférieure de la boîte. La chambre 6 communique avec le bain de métal en fusion par im passage 7 se présentant sous la forme d'une ouverture axiale pratiquée dans la base 4 et se termi nant par une ouverture 8.
Si la pompe doit élever le métal en un point sensiblement au-dessus du niveau dit fond du récipient, la. base 4 peut être pourvue de bras pour surélever l'entrée de la pompe, ou la pompe peut être disposée sur tout sup port.disposé au-dessus du fond du bain.
Un arbre 10 est logé dans un alésage pra tiqué dans le corps 5; il porte, fixé à son extrémité inférieure, um rotor 11 destiné à tourner dans la. chambre 6. La chambre .6 pré sente un orifice de sortie 12 communiquant avec un canal 13 s'élevant au-dessus du ni veau du bain. Dans la forme d'exécution re présentée au dessin, le canal 13 est constitué par un trou pratiqué dans le corps de la boîte 5 et s'étendant jusqu'à proximité du sommet de la boîte où il rejoint -Lui canal hori zontal 14 conduisant à l'endroit où le métal doit être amené. Le canal 13 peut tout aussi bien être constitué par un tube indépendant de la boîte 5.
Une bride 15 peut être fixée de façon ré glable au sommet de la boîte 5, au moyen de vis 16. La bride 15 porte des montants 17 dont les extrémités peuvent. être reliées pour former im cadre suffisamment robuste pour porter un moteur destiné à entraîner le rotor. Du fait que la bride 15 est plus large que la boîte 5 et qu'elle peut y être fixée par des vis 16, le cadre peut être réglé par rapport à la boîte de telle sorte que le moteur puisse être aligné avec précision sur l'axe de l'arbre pour éviter les vibrations, l'usure ou toute autre conséquence d'un mauvais centrage.
La fig. 1 montre une console 18 fixée à l'un des montants 17 et destinée à porter un moteur pneumatique qui peut être alimenté en air par une source appropriée (non repré sentée) ait moyen d'un tuyau 21 qui est com mandé par -Lin robinet 22.
Le moteur 20 entraîne l'arbre 23 qui est relié par un accouplement élastique 24 à un collier 25 qui petit être engagé autour de l'extrémité supérieure de l'arbre 10 pour i- être fermement fixé au moyen de vis 26. D'autres dispositifs d'entraînement peuvent être -utilisés avec des résultats aussi satisfai sants.
Les parties de la pompe destinées à venir en contact. avec les métaux en fusion ou desti nées à être immergées dans le bain, telles que la base 4, la boîte 5, le rotor 11 et l'arbre 10, les surfaces du passage 7, de l'orifice de sortie 12 du canal 13, sont constituées en -Lui maté riau adéquat résistant à la corrosion provo quée par les métaux en fusion. Les partieq énumérées ci-dessus peuvent être fabriquée en un matériau réfractaire, c'est-à-dire un ma tériau résistant à la désagrégation provoquée par l'érosion ou la corrosion due à un bain de métal en fusion, et relativement stable, de façon à ne pas introduire d'impuretés dans le métal en fusion.
Des matériaux refractaires carbonés, tels que le graphite, le carbure de silicium, ou analogues, se sont révélés très résistants à l'aluminium en fusion. Les parties de la pompe comprenant un tel matériau peu vent être constituées en formant un mélange de graphite ou de carbure de silicium moulus et d'argile très fine, avec lequel on façonne lesdites parties, qui sont ensuite soumises à la cuisson.
Ces parties peuvent aussi être consti tuées en formant un mélange de carbone de silicium moulu avec un liant temporaire, tel que de la poix, du goudron, etc., en moulant ou en formant d'autre façon les parties et en les cuisant à la température nécessaire pour recristalliser le carbure de silicium, le liant. étant éliminé à cette température.
Les parties ainsi formées sont relativement fragiles, mais peuvent être soumises à des opérations d'usinage simples. Par exemple, on peut fixer la base 4 à la boîte 5 en perçant un ou plusieurs trous dans la base 4 et dans la boîte et en assemblant les deux pièces par des goujons 27, comme représenté aux fig. 1 et 3, ces goujons étant de préférence consti tués par le même matériau.
L'orifice de sortie 12 de la chambre 6 petit être pratiqué en perçant un trou à travers la boîte 5 à l'endroit voulu et en rebouchant la paroi à l'aide d'un tampon désigné par 28 à. la fig. 3. Le canal 13 petit aussi être pratiqué en perçant la. boîte jusqu'à ce que le trou atteigne l'extrémité de l'orifice de sortie 12, la paroi de la- chambre étant alors rebouchée par un- tampon représenté sur la fig. 1 par 30.
La boîte 5 peut présenter une ou plusieurs ouvertures 31 traversant la paroi de la boîte de façon à mettre l'arbre 10 en contact avec l'extérieur de celle-ci. La. pompe représentée dans les fig. 1 à 4 du dessin présente deux ouvertures 31 diamétralement opposées, comme représenté à la fig. 4. Le nombre, l'emplace ment et l'étendue des ouvertures peuvent être adaptés aux caractéristiques de la pompe et à l'usage auquel elle est destinée. La pression provoquée par le rotor 11, dans la chambre 6, chasse le métal en fusion vers le haut sur la périphérie de l'arbre 10.
Les ouvertures 31 permettent au métal de passer librement à l'extérieur de la boîte et diminuent. la pres sion, de façon à interdire au métal de remon ter le long de l'arbre jusqu'à une zone froide où il pourrait se solidifier et empêcher le fonctionnement de la pompe.
Les ouvertures 31 servent également à amener une plus grande surface de la boîte et de l'arbre en contact avec le métal en fusion sitôt que la pompe est immergée, de telle sorte que ces organes sont chauffés rapidement et ne refroidissent pas le métal à une température où il puisse se solidifier et bloquer les organes de la. pompe.
Dans la forme d'exécution représentée dans les fig. 5, 6 et 7, la boîte 32 présente un épau lement 33 à sa partie inférieure destiné à s'emboîter avec un organe 35 constituant un prolongement de la boîte. L'organe 35 pré sente une portée 36 à son extrémité infé rieure, qui est destinée à engager un épaule ment 37 que présente la base 38. Les parties de la boîte, de l'organe 35 et de la base 38 susceptibles de pouvoir s'emboîter constituent un moyen pour bloquer ces organes entre eux et interdire tout déplacement latéral relatif, de telle sorte que, lorsque la pompe est immer gée dans un bain de métal fondu, ces organes ne peuvent être séparés par les mouvements du bain liquide.
Pour plus de sécurité, ces organes de la pompe peuvent être reliés par des goujons, ou moyens de liaisons, traversant les organes et analogues à ceux utilisés dans la forme d'exécution représentée dans les fïg. 1 à 4.
La base 38 est traversée par un orifice d'admission 40 mettant le bain en communi cation avec la chambre 41 de la boîte 32. Vue selon une section transversale, la chambre 41 a la forme de deux volutes, qui sont chacune en communication avec un orifice de sortie 42 conduisant à un canal 43 pratiqué dans la boîte 32. Ainsi qu'il est représenté à la fig. 5, les canaux -43 traversent le corps de la boîte. Le métal coulant à travers les canaux 43 quitte la boîte par des segments horizontaux 44 de ces canaux, par lesquels il est conduit à l'endroit voulu.
Un arbre 45 est monté dans la boîte 32 de façon à pouvoir tourner et est solidaire à son extrémité inférieure d'un rotor 46 diffé rent de celui représenté dans les fig. 1 à 4. Le rotor selon cette forme d'exécution com prend une partie supérieure cylindrique pré sentant des pales se prolongeant approxima tivement jusqu'au fond de la chambre 41, cette disposition étant clairement visible sur la fi. 7.
Pour empêcher que le métal en fusion soit chassé le long de l'arbre 45 par la pression régnant dans la chambre 41, jusqu'en un point où il puisse se solidifier et bloquer l'arbre par rapport à la boîte, la paroi de la boîte pré sente deux ouvertures 47 (voir fig. 7). Ainsi, le métal chassé le long de l'arbre" retourne dans le bain à travers ces ouvertures. L'arbre 45 peut être relié par un accouplement flexi ble 50 à un moteur adéquat. Dans cette forme d'exécution, les parties de la pompe suscepti bles d'être attaquées par le métal pompé sont également constituées en un matériau réfrac taire.
Ces parties sont peu nombreuses et rela tivement simples. En outre, elles sont conçues de façon à pouvoir être fixées rapidement ensemble par des organes non métalliques et ne pouvant pas être altérés par le métal en fusion. L'assemblage des différentes parties est suffisamment sûr pour éviter que la pompe ne se démonte accidentellement, ceci tout en permettant d'effectuer rapidement et aisément le remplacement des pièces usées et le net toyage des organes de la pompe.
La forme d'exécution représentée dans les fig. 5 à 7 est susceptible de débiter par deux conduites, ce qui est très avantageux dans de nombreuses applications.