CH423112A - Vorrichtung zur dosierten Abgabe schmelzflüssiger Metalle aus einem Behälter - Google Patents

Description

      Vorrichtung        zur    dosierten Abgabe     schmelzflüssiger    Metalle aus     einem        Behälter       Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung  zur dosierten Abgabe     schmelzflüssiger    Metalle, ins  besondere solcher mit mittlerer Schmelztemperatur  wie     Aluminium,    Magnesium und Zink und deren  Legierungen, die aus einem Behälter, insbesondere  einem Warmhalte- oder Schmelzofen in ein     Zwischen-          gefäss    gefördert werden.  



  Es ist bekannt, beim Betrieb von     Kaltkammer-          Druckgiessmaschinen    das     schmelzflüssige    Metall aus  einem Tiegel bzw. Warmhalte- oder Schmelzofen in  die Kaltkammer     umzuschöpfen,    bevor mit dem     Gies-          sen    begonnen wird. Es wurden bereits Maschinen  zum automatischen Schöpfen des Metalls entwickelt,  um das Schöpfen von Hand zu ersparen. Ferner sind  Einrichtungen bekannt geworden, bei denen das  schmelzflüssige Metall einem Tiegel mittels Druck  gas, Unterdruck oder durch Spezialpumpen entnom  men wird.  



  Allen diesen Einrichtungen haften jedoch den Be  triebsablauf hemmende und die Qualität des Endpro  duktes mindernde Faktoren an, die auf     Oxydbildung     im Förderrohr, erhöhte Störanfälligkeit der Ventile  im     Schmelzbad,    Notwendigkeit einer     Rohrbeheizung     usw. beruhen.  



  Die     Oxydbildung    im Förderrohr erklärt sich dar  aus, dass zwischen den einzelnen     Fördervorgängen     beim Absinken des     Badspiegels    im Förderrohr Luft  sauerstoff in das Rohr eintreten kann, was     Oxydbil-          dung    und damit Verschmutzung des zu vergiessenden  Metalls und damit Ausschuss zur Folge hat.  



  Zur Vermeidung dieser     Oxydbildung    im     Förder-          rohr    wurde bereits vorgeschlagen, das Rohr zwischen  den einzelnen Fördervorgängen mit flüssigem Metall  gefüllt zu halten. Das ist jedoch nur möglich, wenn  das Rohr beheizt wird und z. B. durch Ventile, die  innerhalb des Bades liegen, abgeschlossen wird. Die    Erfahrung hat jedoch gezeigt, dass es     ausserordent-          lich    schwierig ist, solche Ventile längere Zeit hin  durch betriebstüchtig zu erhalten,     insbesonders    wenn  es sich um höhere Temperaturen und     aggressive          Schmelzen    handelt.  



  Die     Rohrbeheizung    ist dann unbedingt erforder  lich, wenn das Rohr zwischen den Fördervorgängen  mit     ruhender        Schmelze    gefüllt bleiben     muss,    oder  wenn das Rohr nur     intermittierend    gefüllt wird.  



  Zur genauen Dosierung der zu vergiessenden  Menge an     Schmelze,    wie sie für jeweils einen     Giess-          vorgang    erforderlich ist, ist eine Messvorrichtung not  wendig. Solche an sich bekannte Einrichtungen sind,  wie die Erfahrung gezeigt hat, für die Praxis zu kom  pliziert, weil sie störanfällig und auch     unwirtschaft-          lich    sind,     insbesonders,    wenn zusätzliche Ventile in  nerhalb der Schmelze und eine     Beheizung    des     Förder-          rohres    unumgänglich ist.

   Ein weiterer Nachteil dieser  bisher bekannt gewordenen Vorrichtungen zur auto  matischen dosierten Abgabe von schmelzflüssigen  Metallen ist auch darin zu erblicken, dass sich in  einem zu wenig bewegten Bad ein Temperaturgefälle  ausbildet, beispielsweise zwischen der beheizten     Tie-          gelwand    und der     Tiegelmitte,    oder auch dann, wenn  die     Schmelze    unterschiedlich lange im Förderrohr  steht.  



  Diese Nachteile vermeidet die Erfindung. Zu die  sem Zweck ist die Vorrichtung zur dosierten Abgabe  schmelzflüssiger Metalle,     insbesonders    solcher mit  mittlerer Schmelztemperatur wie Aluminium, Ma  gnesium, Zink und deren     Legierungen,    die aus einem  Behälter,     insbesonders    einem Warmhalte- oder  Schmelzofen durch ein Speiserohr in ein oberhalb des       Badspiegels    des Behälters angeordnetes     Zwischen-          gefäss    mit Ausgussstutzen     mittels    einer im     Behälter     angeordneten Pumpe gefördert werden, derart ausge-      bildet, dass ausser dem Speiserohr, das die ventillose  Pumpe mit dem Zwischengefäss verbindet,

   ein diesem  Speiserohr benachbartes     Rücklaufrohr    vorgesehen  ist, das einerseits in den unteren Teil des     Zwischenge-          fässes    und andererseits in den Behälter mündet.  



  Das     geschmolzene    Metall wird mittels der Pumpe  in ständigem Umlauf durch das Speiserohr und das       Rücklaufrohr    gehalten. Die Temperatur innerhalb  dieses Umlaufweges gleicht sich dadurch weitgehend  aus. Um die Temperatur des Metalls in den beiden  Rohren noch genauer gleich zu halten, können die  beiden Rohre gut wärmeleitend miteinander verbun  den sein. Hierzu können die Rohre von einem ge  meinsamen     Mantel    umschlossen sein.  



  Zur näheren     Erläuterung    der Erfindung und  weiterer     Ausgestaltung    derselben dient eine Zeich  nung, die ein     Ausführungsbeispiel    darstellt.  



       Fig.    1 ist ein Vertikalschnitt durch eine Vorrich  tung zur automatischen,     dosierten    Abgabe schmelz  flüssiger Metalle aus einem Tiegel.  



       Fig.    2 stellt das in     Fig.    1 gezeichnete     Zwischen-          gefäss    7 in vergrössertem     Massstab    mitsamt     einer    mit  radioaktiven Strahlen arbeitenden     Füllstandsmessein-          richtung    dar.  



  In     Fig.        3a,   <I>b</I> und c sind drei mögliche Ausfüh  rungsformen für das von einem gemeinsamen Mantel  umschlossene Speise- und     Rücklaufrohr    im Quer  schnitt gezeigt.  



       Fig.    4 zeigt ein vor der Ansaugöffnung der Pumpe  angeordnetes Schutzblech 11, das die Aufgabe hat,       Verunreinigungen,    wie Schlacke,     Schlamm    und dgl.  von der Ansaugöffnung der Pumpe fernzuhalten.  



  Aus den Zeichnungen, insbesondere aus     Fig.1,    ist  ersichtlich, dass gemäss der     Erfindung    in einem die  Schmelze 2 enthaltenden Tiegel bzw. einem Warm  halte- oder Schmelzofen 1 die     ventillose    Förderpumpe  3 angeordnet ist. Sie wird durch einen geeigneten  Motor 5 über die Welle 4 angetrieben.     Ausserhalb    des  Tiegels 1 und oberhalb seines     Badniveaus    ist ein  Zwischengefäss 7 angeordnet, das mit dem Tiegel 1  durch ein Doppelrohr, bestehend aus einem Speise  rohr 6 und dem     Rücklaufrohr    8 leicht auswechsel  bar verbunden ist.

   Das Zwischengefäss 7 ist mit einer  an sich     bekannten        Füllstand-Messeinrichtung    12, 13  versehen. Der Auslaufstutzen 10 dient zum     Vergies-          sen    der     Schmelze    über eine     Giessrinne    15, z. B. in  eine Giessform 16. Durch den     Rohrstutzen    9 kann  Schutzgas in den über der     Schmelze    des Gefässes 7  befindlichen Raum eingeleitet werden.  



  Der Flüssigkeitsstand in dem Zwischengefäss 14  wird bei dem ständigen Umlauf der     Metallschmelze     einerseits durch die     Drehzahl    und damit die     Förder-          höhe    der Pumpe und andererseits durch die Höhe des       Badspiegels    im     Behälter    1 bestimmt.  



  Um eine konstante Höhe des     Badspiegels    im     Zwi-          schengefäss        zu    erzielen, kann     erfindungsgemäss    eine  Regeleinrichtung vorgesehen werden, die aus einer       Füllstandsmesseinrichtung    und einer von dieser ge  steuerten Vorrichtung zur Beeinflussung der Dreh  zahl des Antriebsmotors 5 der Pumpe 3 besteht.

   Zur    Messung des Füllstandes im Zwischengefäss 7 kann  in an sich bekannter Weise eine radioaktive Strah  lenquelle 12 und ein auf radioaktive Strahlen anspre  chender Empfänger 13 dienen, wobei die vom Füll  stand abhängige Durchlässigkeit des     Zwischengefäs-          ses    für radioaktive Strahlen zur Ermittlung des Füll  standes ausgenutzt ist.  



  Durch eine solche Regeleinrichtung kann der  Flüssigkeitsspiegel im Zwischengefäss z. B. auf der  Höhe x     (Fig.    2) unterhalb des Ausgussstutzens 10  konstant gehalten werden. Es sei erwähnt, dass an der  Zeichnung die Strahlenquelle 12 und der Empfänger  13 nur rein schematisch, d. h. ohne eine Aussage über  die     wirkliche    Anordnung dieser Teile angedeutet ist.  



  In einem Giessvorgang ist dann die     Drehzahl    der  Pumpe bzw. des Pumpenmotors 5 um einen durch Er  fahrung festgestellten konstanten Betrag zu erhöhen,  durch den der Flüssigkeitsspiegel über den     Ausguss-          stutzen    z. B. auf den     Wert    y     erhöht    wird.  



  Bei Verwendung eines     Druckluftmotors    zum An  trieb der Pumpe kann dies beispielsweise dadurch ge  schehen, dass zu der durch die Regeleinrichtung ein  gestellten     Druckluftzufuhr    dem Motor z. B. durch  Öffnung eines entsprechenden     Ventiles        zusätzlich          Druckluft    zugeführt wird. Bei anderen Antrieben der  Pumpe können sinngemäss entsprechende Mittel an  gewendet werden. Insbesondere bei Giessvorgängen,  die nur eine kurze Zeit in Anspruch nehmen, kann  die     zusätzliche    Erhöhung der Drehzahl bzw. die Be  schleunigung des Pumpenmotors durch eine Schalt  uhr auf eine vorbestimmte Dauer begrenzt werden.  



  Eine andere Möglichkeit zur selbsttätigen Durch  führung eines Giessvorganges besteht     erfindungsge-          mäss        darin,    dass die     Füllstand-Regeleinrichtung    so  eingerichtet wird, dass der     Regelungssollwert    X  sprunghaft verändert, z. B. zur Einleitung des     Giess-          vorganges    von dem Wert x auf den Wert y erhöht und  zur Beendigung des Giessvorganges wieder auf den  Wert y abgesenkt werden     kann.     



  Dies kann z. B. in der Weise erreicht werden, dass  zwei unabhängig voneinander einstellbare     Füllstand-          Messeinrichtungen,    etwa zwei Strahlungsquellen 12  mit je einem Empfänger 13 vorgesehen werden. Die       zum    Giessen dienenden sprunghaften     Änderungen     des     Füllstand-Sollwertes    können dann durch Um  schaltung von der einen auf die andere     Füllstand-          Messeinrichtung        erfolgen.    Auch in diesem Fall kann  die Einschaltung des Sollwertes x zur Beendigung  eines Giessvorganges durch eine Schaltuhr erfolgen,

    die gleichzeitig mit der Einschaltung des oberen Soll  wertes y     beim    Eintreffen einer Giessform 16 unter  den     Ausgussstutzen    10 bzw. einer unter diesem Stut  zen angeordneten Giessrinne 15 in Lauf gesetzt  wurde.  



  Unter Umständen ist es auch möglich, die Been  digung eines Giessvorganges abhängig von der Höhe  des Flüssigkeitsspiegels in der     Eingussöffnung    der  Giessform etwa mit Hilfe einer     Fotozellenanordnung     einzuleiten.      Durch die Anordnung nach der Erfindung wird  erreicht, dass     zufolge    der durch die Förderpumpe 3  bewirkten     Umwälzung    der Schmelze das Speiserohr  6 und das     Rücklaufrohr    8 stets mit Schmelze von  Nenntemperatur gefüllt sind. Das Speiserohr 6, das       Rücklaufrohr    8 und das Zwischengefäss 7 können  zur Vermeidung von Temperaturverlusten mit einer  Wärmeisolation 14 versehen sein.  



  Unabhängig vom     Badstand    im Tiegel 1 behält die       Schmelze    im Zwischengefäss 7 stets die gleiche Ni  veauhöhe, wodurch die Ausgangshöhe für den Beginn  des Giessvorganges stets die gleiche bleibt.  



  Das mittels der Pumpe 3 kontinuierlich durchge  führte Umwälzen der     Schmelze    zwischen dem Tiegel  1 und dem Zwischengefäss 7 durch das Speiserohr 6  und das     Rücklaufrohr    8 wirkt sich ausserordentlich  vorteilhaft dadurch aus, dass sowohl die     Rohrbehei-          zung    entfallen kann, als dass auch in den stets mit  Schmelze gefüllten Rohrleitungen keine     Oxydbildung,     die zu     Verschmutzungen    und schliesslich zu Verstop  fungen führt, stattfinden kann;

   ferner wird durch das  ständige     Umwälzen    der     Schmelze    auch die Bildung  eines Temperaturgefälles innerhalb der Rohre 6 und  8 und in dem Tiegel 1 weitgehend verhütet, was sich  auf die Qualität der Gussstücke günstig auswirkt.  Weil bei diesem Verfahren die Pumpe ständig durch  läuft, wird auch die Gefahr einer Verstopfung inner  halb des Pumpengehäuses wesentlich herabgesetzt.  Auch ist es sehr     vorteilhaft,    dass die Drehzahlerhö  hung der Pumpe, die zur Einleitung des     Giessvorgan-          ges    erforderlich ist, nur eine verhältnismässig     geringe,     zu sein braucht.

   Beachtlich ist ferner der geringe  Schutzgasverbrauch, da nur der Raum über der       Schmelze    im Zwischengefäss 7 leicht begast werden  muss. Besonders     vorteilhaft    ist die leichte Auswech  selbarkeit des als     Doppelrohr    ausgebildeten Steigroh  res 6 und     Rücklaufrohres    8, da diese Rohre leicht  lösbar mit dem Pumpengehäuse einerseits und dem  Zwischengefäss andererseits verbunden sind. Von  grösster Bedeutung ist jedoch die genaue Dosierung  der     Schmelze.    Diese erfolgt unabhängig von dem       Badstand    im Tiegel 1, wie schon beschrieben wurde.  



  Die Erfindung ist nicht an das beschriebene Aus  führungsbeispiel gebunden, sondern kann in man  cherlei Hinsicht abgewandelt werden. So kann z. B.  die Pumpe anders ausgeführt und angeordnet sein.  Ebenso kann statt einer auf der Ausnutzung radioak  tiver Strahlung beruhender     Füllstands-Messeinrich-          tung    auch eine andere, diesem Zweck dienende An  ordnung Verwendung finden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Vorrichtung zur dosierten Abgabe schmelzflüssi- ger Metalle, insbesondere solcher mit einer mittleren Schmelztemperatur wie Aluminium, Magnesium, Zink und deren Legierungen, die aus einem Behälter, insbesondere aus einem Warmhalte- oder Schmelz ofen, durch ein Speiserohr in ein oberhalb des Bad spiegels des Behälters angeordnetes, mit einer Aus gussöffnung versehenes Zwischengefäss mit Ausguss- stutzen mittels einer im Behälter angeordneten Pumpe gefördert werden, dadurch gekennzeichnet, das aus- ser dem Speiserohr (6), das die ventillose Pumpe (3)

   mit dem Zwischengefäss (7) verbindet, ein diesem Speiserohr benachbartes Rücklaufrohr (8) vorgese hen ist, das einerseits in den unteren Teil des Zwi- schengefässes (7) und andererseits in den Behälter (1) mündet. UNTERANSPRÜCHE 1. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass das Speiserohr (6) und das Rück laufrohr (8) parallel zueinander geführt und gut wärmeleitend miteinander verbunden sind. 2. Vorrichtung nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Speiserohr und das Rück laufrohr ein von einem gemeinsamen Mantel um schlossenes, leicht auswechselbares Doppelrohr bil den. 3.

   Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Regeleinrich tung zur Konstanthaltung des Füllstandes im Zwi- schengefäss (7) nach vorgegebenen Sollwerten, be stehend aus einer Einrichtung zur Messung des Füll standes in Verbindung mit einer Steuereinrichtung zur Beeinflussung der Drehzahl des Antriebsmotors der ventillosen Pumpe. 4.

   Vorrichtung nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Messung des Füllstandes im Zwischengefäss (7 feine radioaktive Strahlungsquelle (12) und ein auf radioaktive Strahlen ansprechender Empfänger (13) dient, wobei die vom Füllstand ab hängige Durchlässigkeit des Zwischengefässes (7) für radioaktive Strahlen zur Ermittlung des Füllstands ausgenutzt ist. 5.

   Vorrichtung nach Unteranspruch 3, gekenn zeichnet durch Mittel, die bei einer Einstellung der Füllstand-Regeleinrichtung auf einen wenig unterhalb des Ausgussstutzens liegenden Flüssigkeitsspiegel (X) eine zeitweilige Anhebung des Flüssigkeitsspiegels auf eine oberhalb des Ausgussstutzens liegende Höhe (y) durch Erhöhung der Motordrehzahl ermöglicht. 6. Vorrichtung nach Unteranspruch 5, gekenn zeichnet durch eine Schaltuhr, durch welche die Ein schaltdauer der drehzahlerhöhenden Mittel auf eine vorbestimmte, einstellbare Dauer begrenzt werden kann. 7.

   Vorrichtung nach Unteranspruch 3, gekenn zeichnet durch Mittel, mit denen der Sollwert der Füllstand-Regeleinrichtung abhängig von der aus dem Zwischengefäss vergossenen Metallmenge oder zeit abhängig, zeitweilig sprunghaft verändert werden kann. B. Vorrichtung nach Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllstand-Regeleinrichtung zwei unabhängig voneinander einstellbare Füllstand- Messeinrichtungen aufweist, wobei die sprunghafte Änderung des Füllstand-Sollwertes durch Umschal tung von der einen auf die andere Füllstand-Messein- richtung erfolgt. 9.

   Vorrichtung nach Patentanspruch, gekenn zeichnet durch ein der Ansaugöffnung der Pumpe (3) vorgelagertes, das Ansaugen von Ablagerungen ver hinderndes Schutzblech (11).