DE10033321C1

DE10033321C1 - Dosing device used for dosing a liquid metal from a vessel has an opening for receiving a dosing pipe which is closed using a valve located in a pump housing

Info

Publication number: DE10033321C1
Application number: DE2000133321
Authority: DE
Inventors: Klaus Malpohl
Original assignee: STRIKO WESTOFEN GmbH
Current assignee: STRIKO WESTOFEN GmbH
Priority date: 2000-07-03
Filing date: 2000-07-03
Publication date: 2001-09-13
Anticipated expiration: 2020-07-04
Also published as: AU2001289616A1; WO2002002261A2; WO2002002261A8

Abstract

Dosing device has a pump housing (4) having an inlet for the liquid metal for introducing the metal, an opening for receiving a dosing pipe (5) formed as a pipette, and an opening for receiving a gas feed pipe (6). The dosing pipe is closed using a valve (13) located in the pump housing. The valve has a bypass dimensioned so that the metal meniscus slowly sinks to the level of the liquid metal in the vessel after closing the valve and filling the pump housing . Preferred Features: The valve is a ball valve and the bypass is arranged in the seat of the ball valve of close to it. The dosing pipe has a vertical section (7) protruding into the pump housing and a lateral branched section (8).

Description

Die Erfindung geht aus von einer Dosiervorrichtung zum Dosieren von flüssigem Metall aus einem Gefäß nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.The invention is based on a metering device for dosing liquid metal from a vessel according to the preamble of the main claim.

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 Befüllven til durch ein U-förmiges Befüllrohr ersetzt.Such a metering device is, for example, from EP 0 599 357 A2 known, in particular for Do serving of liquid magnesium. With this be Known dosing device, the dosing tube is V-shaped formed such that the outflow end approximately in the The level of the liquid metal level is. The dosage pipe is constantly with liquid metal until just before the outflow is filled and is pumping at his Provide a valve on the end of the housing. The Valve lifts off when compressed air is in through a gas pipe the pump housing is pressed, causing metal to escape flows out for as long as the outflow end of the metering tube until the mirror in the pump housing under the mirror the outflow opening falls. Then the compressed air removed and a filling opening to the metal bath final valve opens so that metal flows can fill the pump housing. In Another embodiment is filling til replaced by a U-shaped filling tube.

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.This metering device has the disadvantage that the Me tall level in the metering tube at the level of the outflow edge remains, which leads to subcooling the melt Can cause constipation or expensive heating jackets with corresponding design effort and correspond appropriate costs.

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.Solutions are also known in which the dosing pipe is valveless, but this has the disadvantage that the metal at the end of the dosing process on the momen tanen container level drops, which is a negative has metallurgical influence.

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.The invention is therefore based on the object Dosing device for dosing liquid metal to create according to the preamble of the main claim that does not require additional heating and is gentle and a do without negative metallurgical influences sation.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kenn zeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs gelöst.This object is achieved by the kenn Drawing features of the main claim solved.

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.The fact that the valve at the end of the metering tube in Pump housing with a bypass can do that Dosing tube must be kept clear during dosing breaks and the metal level in the metering tube sinks only slowly down to the bath level.

Durch die in den Untersprüchen angegeben Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen möglich.By the measures specified in the sub-sections are advantageous further developments and improvements possible.

Besonders vorteilhaft ist, daß das verwendete Gasrohr gleichzeitig als Befüllungsrohr des Pumpengehäuses dient, wodurch Bauteile gespart werden.It is particularly advantageous that the gas pipe used at the same time as the filling pipe of the pump housing serves, whereby components are saved.

Weiter ist vorteilhaft, daß das Pumpengehäuse domar tig im Bereich der mindestens einen schlitzförmigen Öffnung 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.It is also advantageous that the pump housing domar tig in the area of at least one slit-shaped Opening of the gas supply pipe with a small cross-section surface is formed, thereby the dosing accuracy is improved because the starting level of the metal in the Cathedral with a small area. It is guaranteed that even at high filling speeds no Bla senesformation can arise. Oxide deposits on the lower Slot openings are avoided. By the two-stage bleeding process, is throttled quickly and on the one hand the dosing process is quickly interrupted and on the other hand, turbulence during filling is avoided the.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:An embodiment of the invention is in the Drawing shown and is in the following Description explained in more detail. Show it:

Fig. 1 eine Ansicht der Dosiervorrichtung in einem Gefäß mit flüssigem Metall und Fig. 1 is a view of the metering device in a vessel with liquid metal and

Fig. 2 eine größere Darstellung der Dosiervorrich tung entsprechend Fig. 1. Fig. 2 is a larger view of the Dosiervorrich processing corresponding to FIG. 1.

In Fig. 1 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 einer 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 Öffnungen 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 herausgagt.In Fig. 1, 1 denotes a melting furnace, which is a container or vessel 2 for holding liquid metal 3 z. B. of liquid magnesium. The supply of the vessel 2 with liquid metal 3 is not shown further. In the bath 3 parts of a metering device are included, which has a Pumpenge housing 4 , the attachment in the metal bath 3 is not shown. The pump housing has in its wall facing the bathroom mirror openings for receiving a metering tube 5 and a gas supply pipe 6 , which are sealed against the pump housing 4 abge. In the area of the implementation of the gas supply pipe 6 , the pump housing 4 is provided with a domar term attachment 17 which protrudes slightly above the bathroom mirror.

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.The metering tube 5 consists of a vertical section from 7 , which protrudes into the pump housing 4 and a section 8 branching obliquely above the bath level from the vertical part 7 , which is carried out through the wall of the vessel 2 and through the wall of the furnace 1 and the has a pouring spout 9 at its end. The sections 7 and 8 are shown in one piece in the figure, usually they are formed as two parts, the vertical section may have a pouring neck, which is arranged overlap pend to the tubular or channel-shaped section 8 , such that the liquid Pours metal from the pouring neck into the tubular or channel-shaped section.

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.The gas supply pipe, hereinafter referred to as gas pipe 6 , is connected at its upper end to a compressed air source, indicated by an arrow 10 , which conducts gas into the gas pipe 6 under pressure. Furthermore, ventilation openings, not shown, are provided. The gas pipe 6 , which at the same time serves to fill the pump housing 4 with liquid metal, is U-shaped at its end 11 located in the liquid metal 3 , and this end seals through the lower wall of the pump housing 4 . In another embodiment, the end of the gas pipe 6 or the filling pipe can be arranged below the pump housing 4 without being U-shaped. As can be seen better in Fig. 2, the gas pipe 6 is provided just below the top wall of the dome-like attachment 17 with one or more elongated holes or slots 12 through which gas or liquid metal can flow into the pump housing. Part of the slot is above the metal mirror at rest.

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 the enlarged view of FIG. 2 ge more precisely a ball valve 13 in the lower portion of the right perpendicular portion 7 can be seen of the metering tube via which the metering process is controlled. Furthermore, a bypass 14 is shown schematically in addition to the ball valve 13 , which may, however, also be formed in the valve seat of the ball valve 13 . The material of the ball (specific weight) and the hole diameter of the valve are matched to one another or adjusted so that the necessary dosing pressure is achieved. Another valve can of course also be used.

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 Verbindungsstelle mit dem schrägen Abschnitt 8, so daß flüssiges Metall aus der Ausströmtülle 9 fließt.In the example shown in Fig. 1 and Fig. 2 state, no dispensing takes place. The metering is carried out via a control and / or regulating device, not shown, which is connected to the pressurized gas source 10 , not shown. If do is to be siert, gas, preferably inert gas, is pressed into the gas pipe 6 , which flows through the or the slots 12 in the pump housing, whereby the metal level in the pump housing begins to sink and the ball 15 of the ball valve 13 from its seat 16th takes off. As a result, the level rises in the vertical part 7 of the metering tube 5 up to the junction with the inclined section 8 , so that liquid metal flows out of the spout 9 .

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 Öffnungen 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.When the metering is to be ended, the supply of compressed gas is shut off and vented via the gas pipe 6 , as a result of which the valve 13 closes. As soon as the metal tube 6, which now acts as a filling tube, has reached the openings 12 , the pump housing 4 is filled again. At the same time, due to the bypass 14, the level of the liquid metal drops in the vertical section 7 of the metering tube 5 to the liquid level of the metal bath 3 . This completes the dosing and filling process.

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.The venting process is two-stage, that is, it is first vented quickly, so that the Dosiervor process is stopped immediately and then throttled vented to fill the pump housing 4 in a targeted manner and to let the metal level rise slowly. This avoids turbulence and adverse dynamic effects.

Claims

1. Dosing device for dosing liquid Me tall from a vessel with a in the vessel to ordered pump housing, the vessel with an inlet for the supply of liquid metal from the Ge and with an opening for receiving a dosing tube designed as a suction lifter and an opening is provided for receiving a gas supply pipe, the metering tube with its end located in the pump housing being lockable with a valve, characterized in that the valve has a bypass which is dimensioned so that after closing the valve and when filling the valve Pump housing the metal level of the metering tube slowly drops to the level of the liquid metal in the vessel.

2. Dosing device according to claim 1, characterized in that the valve ( 13 ) is a Kugelven valve and the bypass ( 14 ) is worked out in the seat of the ball valve or in the vicinity thereof.

3. Dosing device according to claim 1 or claim 2, characterized in that the metering tube ( 5 ) has a vertical section ( 7 ) projecting into the pump housing ( 4 ) and a section ( 8 ) branching off laterally at the ends, at the ends of which the outflow nozzle ( 9 ) is arranged.

4. Dosing device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the gas supply pipe ( 6 ) serves at the same time as a filling pipe for filling the pump housing ( 4 ) with liquid metal.

5. Dosing device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the gas supply pipe ( 6 ) is sealingly guided by the pump housing ( 4 ) and immediately after entering the pump housing ( 4 ) in the upper region thereof at least one connection opening ( 12 ) in the interior of the pump housing ( 9 ).

6. Dosing device according to claim 5, characterized in that the pump housing in the loading area of the gas supply pipe ( 6 ) in which the at least one connecting opening ( 12 ) is arranged, dome-like with a much smaller cross-sectional area than in the rest of the pump housing is.

7. Dosing device according to claim 5 or claim 6, characterized in that the at least one connecting opening ( 12 ) is designed as an elongated hole or slot.

8. Dosing device according to one of claims 1 to 7, characterized in that a tax prep Direction to control gas supply and Ent ventilation process is provided.

9. Dosing device according to claim 8, characterized ge indicates that the venting process two is staged.