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Title:
METERING DEVICE FOR METERING LIQUID METAL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2002/002261
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a metering device for metering liquid metal from a container (2). A pump housing (4) is disposed inside the container and is provided with an inlet for the supply of liquid metal from the container and with an opening for receiving a metering tube (6) configured as a siphon and with an opening for receiving a gas supply tube. The end of metering tube accommodated in the pump housing can be shut off by means of a valve. Said valve has a bypass which is dimensioned in such a manner that once the valve is closed and when the pump housing is filled, the metal level of the metering tube slowly drops to the level of the liquid metal inside the container.

Inventors:
MALPOHL, KLAUS (DE)
Application Number:
PCT/EP2001/007453
Publication Date:
January 10, 2002
Filing Date:
June 29, 2001
Export Citation:
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Assignee:
STRIKOWESTOFEN GMBH (DE)
International Classes:
B22D39/06
Attorney, Agent or Firm:
PFENNING MEINIG & PARTNER GbR (DE)
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Claims:
Patentansprtche
1. Dosiervorrichtung zum Dosieren von flüssigem Me tall aus einem Gefäß mit einem in dem Gefäß an geordneten Pumpengehäuse, das mit einem Einlaß für die Zufuhr von flüssigem Metall aus dem Ge fäß und mit einer Öffnung für die Aufnahme eines als Saugheber ausgebildeten Dosierrohres sowie einer Offnung zur Aufnahme eines Gaszufuhrrohres versehen ist, wobei das Dosierrohr mit seinem sich im Pumpengehäuse befindenden Ende mit einem Ventil abschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil einen Bypass aufweist, der so. di mensioniert ist, daß nach dem Schließen des Ven tils'und beim Auffüllen des Pumpengehäuses der Metallspiegel des Dosierrohres langsam auf dem Pegel des flüssigen Metalls im Gefäß absinkt.
2. Dosiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß das Ventil (13) ein Kugelven til ist und der Bypass (14) im Sitz des Kugel ventil oder in dessen Nähe ausgearbeitet ist.
3. Dosiervorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Dosierrohr (5) einen senkrechten, in das Pumpengehäuse (4) ragenden Abschnitt (7) und einen schräg seitlich abzweigenden Abschnitt (8), an dessen Enden die Ausströmtülle (9) angeordnet ist, aufweist.
4. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gaszufuhrrohr (6) gleichzeitig als Befüllungsrohr zum Befüllen des Pumpengehäuses (4) mit flüssigem Metall dient.
5. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gaszufuhrrohr (6) dichtend durch das Pumpengehäuse (4) geführt ist und direkt nach dem Eintritt in das Pumpen gehäuse (4) im oberen Bereich desselben minde stens eine Verbindungsöffnung (12) in das Innere des Pumpengehäuses (4) aufweist.
6. Dosiervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge kennzeichnet, daß das Pumpengehäuse in dem Be reich des Gaszufuhrrohres, (6) in den die minde stens eine Verbindungsöffnung (12) angeordnet ist, domartig mit sehr viel kleinerer Quer schnittsfläche als im übrigen Pumpengehäuse aus gebildet ist.
7. Dosiervorrichtung nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Verbindungsöffnung (12) als Langloch oder Schlitz ausgebildet ist.
8. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuervor richtung zum Steuern der Gaszufuhr und des Ent lüftungsvorganges vorgesehen ist.
9. Dosiervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch ge kennzeichnet, daß der Entlüftungsvorgang zwei stufig ist.
Description:
Dosiervorrichtung zum Dosieren von flüssigem Metall Die Erfindung geht aus von einer Dosiervorrichtung zum Dosieren von flüssigem Metall. aus einem Gefäß nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Eine solche Dosiervorrichtung ist beispielsweise aus der EP 0 599 357 A2 bekannt, die insbesondere zum Do- sieren von flüssigem Magnesium dient. Bei dieser be- kannten Dosiervorrichtung ist das Dosierrohr V-förmig derart ausgebildet, daß das Ausflußende etwa in der Höhe des flüssigen Metallspiegels liegt. Das Dosier- rohr ist ständig mit flüssigem Metall bis kurz vor dem Ausströmende gefüllt und ist an seinem im Pumpen- gehäuse liegenden Ende mit einem Ventil versehen. Das Ventil hebt ab, wenn über ein Gasrohr Druckluft in das Pumpengehäuse gedrückt wird, wodurch Metall aus dem Ausströmende des Dosierrohres so lange ausfließt bis der Spiegel im Pumpengehäuse unter den Spiegel der Ausströmöffnung fällt. Danach wird die Druckluft

weggenommen und ein eine Befüllöffnung zum Metallbad abschließendes Ventil öffnet, so daß Metall nachströ- men kann, wodurch das Pumpengehäuse gefüllt wird. In einem anderen Ausführungsbeispiel wird das Befüllen- til durch ein U-förmiges Befüllrohr ersetzt.

Diese Dosiervorrichtung hat den Nachteil, daß der Me- tallspiegel im Dosierrohr in Höhe der Ausfließkante verbleibt, was zur Unterkühlung der Schmelze bis zur Verstopfung führen kann oder aufwendige Heizmäntel mit entsprechendem konstruktiven Aufwand und entspre- chenden Kosten verlangt.

Es sind auch Lösungen bekannt, bei denen das Dosier- rohr ventillos ist, dies hat aber den Nachteil, daß das Metall am Ende des Dosiervorganges auf den momen- tanen Behälterspiegel abfällt, was einen negativen metallurgischen Einfluß hat.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Dosiervorrichtung zum Dosieren von flüssigem Metall gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs zu schaffen, die keine zusätzliche Heizung benötigt und schonend und ohne negative metallurgische Einflüsse eine Do- sierung vornimmt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kenn- zeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs gelöst.

Dadurch, daß das Ventil am Ende des Dosierrohres im Pumpengehäuse mit einem Bypass versehen ist, kann das Dosierrohr in den Dosierpausen freigehalten werden und der Metallspiegel sinkt im Dosierrohr nur langsam auf das Badniveau ab.

Durch die in den Untersprüchen angegeben Maßnahmen

sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen möglich.

Besonders vorteilhaft ist, daB das verwendete Gasrohr gleichzeitig als Beftllungsrohr des Pumpengehäuses dient, wodurch Bauteile gespart werden.

Weiter ist vorteilhaft, daß das Pumpengehäuse domar- tig im Bereich der mindestens einen schlitzförmigen Offnung des Gaszufuhrrohres mit kleiner Querschnitts- fläche ausgebildet ist, wodurch die Dosiergenauigkeit verbessert wird, da der Startpegel des Metalls in dem Dom mit kleiner Fläche liegt. Es wird gewährleistet, daß auch bei hohen Füllgeschwindigkeiten keine Bla- senbildung entstehen kann. Oxidansätze an der unteren Schlitzöffnung werden vermieden. Durch den zweistufi- gen Entlüftungsvorgang, schnell und gedrosselt wird der Dosiervorgang einerseits schnell abgebrochen und andererseits werden Turbulenzen beim Befüllen vermie- den.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung naher erläutert. Es zeigen : Fig. 1 eine Ansicht der Dosiervorrichtung in einem Gefäß mit flüssigem Metall und Fig. 2 eine größere Darstellung der Dosiervorrich- tung entsprechend Fig. 1.

In Fig. l ist mit 1 ein Schmelzofen bezeichnet, der ein Behälter oder Gefäß 2 zur Aufnahme von flüssigem Metall 3 z. B. von flüssigem Magnesium aufweist. Die Versorgung des Gefäßes 2 mit flüssigem Metall 3 ist nicht weiter dargestellt. In dem Bad 3 sind Teile ei-

ner Dosiervorrichtung aufgenommen, die ein Pumpenge- häuse 4 aufweist, dessen Befestigung im Metallbad 3 nicht näher dargestellt ist. Das Pumpengehäuse weist in seiner dem Badspiegel zugewandten Wand Offnungen zur Aufnahme eines Dosierrohres 5 und eines Gaszu- fuhrrohres 6 auf, die gegen das Pumpengehäuse 4 abge- dichtet sind. Im Bereich der Durchführung des Gaszu- fuhrrohres 6 ist das Pumpengehäuse 4 mit einem domar- tigen Aufsatz 17 versehen, der etwas über den Bad- spiegel herausragt.

Das Dosierrohr 5 besteht aus einem senkrechten Ab- schnitt 7, der in das Pumpengehäuse 4 hineinragt und einem oberhalb des Badspiegels vom senkrechten Teil 7 schräg abzweigenden Abschnitt 8, der durch die Wand des Gefäßes 2 und durch die Wand des Ofens 1 hin- durchgeführt ist und der an seinem Ende eine Ausgieß- tülle 9 aufweist. Die Abschnitte 7 und 8 sind in der Figur einstückig dargestellt, üblicherweise sind sie als zwei Teile ausgebildet, dabei kann der senkrechte Abschnitt einen Ausgießansatz aufweisen, der überlap- pend zu dem rohr-oder rinnenförmigen Abschnitt 8 an- geordnet ist, derart, daß sich das flüssige Metall aus dem Ausgießansatz in den rohr-oder rinnenförmi- gen Abschnitt ergießt.

Das Gaszufuhrrohr, im folgenden Gasrohr 6 genannt, ist an seinem oberen Ende mit einer durch einen Pfeil 10 angedeuteten Druckluftquelle verbunden, die Gas unter Druck in das Gasrohr 6 leitet. Weiterhin sind nicht näher dargestellte Lüftungsöffnungen vorgese- hen. Das Gasrohr 6, das gleichzeitig zum Befüllen des Pumpengehäuses 4 mit flüssigem Metall dient, ist an seinem im flüssigen Metall 3 sich befindenden Ende 11 U-förmig ausgeführt und dieses Ende durchgreift in dichtender Weise die untere Wand des Pumpengehäuses

4. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann das Ende des Gasrohres 6 bzw. Befüllrohres unterhalb des Pum- pengehäuses 4 angeordnet sein, ohne U-förmig ausge- bildet zu sein. Wie besser in Fig. 2 zu erkennen ist, ist das Gasrohr 6 kurz unterhalb der oberen Wand des domartigen Aufsatzes 17 mit einem oder mehreren Lang- löchern oder Schlitzen 12 versehen, durch die Gas oder flüssiges Metall in das Pumpengehäuse strömen kann. Ein Teil des Schlitzes liegt dabei über dem Me- tallspiegel im Ruhezustand.

In der vergrößerten Darstellung nach Fig. 2 ist ge- nauer ein Kugelventil 13 im unteren Bereich des senk- rechten Abschnittes 7 des Dosierrohres zu erkennen, über das der Dosiervorgang gesteuert bzw. geregelt wird. Weiterhin ist schematisch neben dem Kugelventil 13 ein Bypass 14 dargestellt, der jedoch auch im Ven- tilsitz des Kugelventils 13 ausgebildet sein kann.

Das Material der Kugel (spezifisches Gewicht) und der Lochdurchmesser des Ventils sind so aufeinander abge- stimmt bzw. eingestellt, daß der notwendige Dosier- druck erreicht wird. Selbstverständlich kann auch ein anderes Ventil verwendet werden.

In dem in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellten Zustand findet kein Dosiervorgang statt. Die Dosierung wird über eine nicht dargestellt Steuer-und/oder Regel- vorrichtung durchgeführt, die mit der nicht darge- stellten Druckgasquelle 10 verbunden ist. Wenn do- siert werden soll, wird Gas, vorzugsweise Inertgas, in das Gasrohr 6 eingedrückt, das über der oder die Schlitze 12 in das Pumpengehäuse strömt, wodurch der Metallspiegel im Pumpengehäuse anfängt, abzusinken und sich die Kugel 15 des Kugelventils 13 von ihrem Sitz 16 abhebt. Dadurch steigt der Pegel im senkrech- ten Teil 7 des Dosierrohres 5 bis über die Verbin-

dungsstelle mit dem schrägen Abschnitt 8, so daß flüssiges Metall aus der Ausströmtülle 9 fließt.

Wenn die Dosierung beendet werden soll, wird die Zu- fuhr des Druckgases abgestellt und über das Gasrohr 6 entlüftet, wodurch das Ventil 13 schließt. Sobald das in dem nun als Befüllrohr wirkende Gasrohr 6 anstei- gende Metall die Offnungen 12 erreicht hat, wird das Pumpengehäuse 4 wieder gefüllt. Gleichzeitig sinkt aufgrund des Bypasses 14 der Pegel des flüssigen Me- talls im senkrechten Abschnitt 7 des Dosierrohres 5 bis auf den Flüssigkeitspegel des Metallbades 3 ab.

Damit ist der Dosier-und Befüllungsvorgang beendet.

Der Entlüftungsvorgang ist zweistufig, das heißt, es wird zuerst schnell entlüftet, damit der Dosiervor- gang sofort abgebrochen wird und anschließend wird gedrosselt entlüftet, um das Pumpengehäuse 4 gezielt aufzufüllen und den Metallspiegel langsam steigen zu lassen. Dadurch werden Turbulenzen und nachteilige dynamische Effekte vermieden.




 
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