DE1931633A1

DE1931633A1 - Process and device for conveying metallic - melts

Info

Publication number: DE1931633A1
Application number: DE19691931633
Authority: DE
Inventors: Nore N Sven Anders; Jan-Erik Oestberg
Original assignee: OESTBERG JAN ERIK
Current assignee: OESTBERG JAN ERIK
Priority date: 1968-06-26
Filing date: 1969-06-21
Publication date: 1970-01-08
Also published as: SE349829B; CA998663A

Abstract

Devices consisting of at least one reciprocating member moving without seals in a liquid in a chamber or channel, bringing or keeping the liquid in regular motion as the result of the movement in one direction conveying more motive power to the liquid than in the opposite direction. Such devices are used to advantage in liquid hot metal melts or other liquids or masses which are hard to move and for which conventional pumps are inadequate.

Description

Verfahren und Vorrichtunazur Bewegung einer Flüssikeit, z.B. zur Bewegung metallurgischer Schmelzen Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtungen zum Bewegen von Blüssigkeiten, die wegen hoher Temperatur, ungünstiger Strömungseigenschaften oder Beimischungen mit herkömmlichen Vorrichtungen nur schwer in Bewegung versetzt werden können. Method and device for moving a liquid, e.g. Movement of Metallurgical Melts The invention relates to a method and devices for moving liquids which, due to high temperature, have unfavorable flow properties or admixtures difficult to set in motion with conventional devices can be.

Durch die Erfindung sollen Verfahren vorgeschlagen werden, mit dem unter anderen Anwendungsmöglichkeiten metallurgische Schmelzen gemischt oder homogenisiert werden können. Durch die Erfindung sollen auch chemische und metallurgische Reaktionen beschleunigt und der Wirkungsgrad bei Reaktionen verbessert werden können, eine Schmelze innerhalb eines Raumes umgewälzt oder während einer Behandlungsfolge von einem Gebiet zu einem anderen befördert werden können. Durch die Erfindung soll auch die Beförderung dicker und schwerfließender Nassen überhaupt erleichtert werden.The invention is intended to propose methods with which mixed or homogenized metallurgical melts, among other possible applications can be. The invention also aims at chemical and metallurgical reactions accelerated and the efficiency of reactions can be improved, a Melt circulated within a room or during a treatment sequence of one area can be promoted to another. The invention aims to the transport of thick and difficult-flowing water is also made easier at all.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß in der Blüssigkeit ohne Abdichtung gegenüber den Raum-oder Kanalwänden mindestens ein Körper hin- und hergehend bewegt wird und daß durch das Zusammenwirken des Körpers mit der Flüssigkeit auf diese bei einer 3ewegungsrichtung (Vorwärtsbewegung) des Körpers mehr Bewegungsenergie übertragen wird als bei der anderen Bewegungsrichtung (Rückwärtsbewegung) des Körpers.The method according to the invention is characterized in that in the liquid without sealing against the room or duct walls at least one Body is moved back and forth and that through the interaction of the body with the liquid on this with a 3ewegungsrichtung (forward movement) of the Body is transferred more kinetic energy than with the other direction of movement (Backward movement) of the body.

Die Erfindung löst unter anderem wichtige Aufgaben in der metallurgischen Industrie. Das Umwälzen einer Schmelze ist zum Beispiel sowohl in Öfen wie in Pfannen oft. getmscht.The invention solves important tasks in the metallurgical field, among other things Industry. The circulation of a melt is, for example, both in furnaces and in pans often. pampered.

Das metallurgische Verfahren wird gewöhnlich durch Maßnahmen im Oberflächengebiet der Schmelze angeregt. Wenn die Schmelze tief ist, ist es deswegen vorteilhaft oder sogar notwendig, der Charge eine innere Bewegung aufzuzwingen, entweaer um den Verfahrensverlauf zu beschleunigen-oder um örtliche Unregelmäßigkeiten an Temperatur oder Zusammensetzung zu beseitigen.The metallurgical process is usually carried out by means of operations in the surface area excited the melt. Therefore, when the melt is deep, it is advantageous or it is even necessary to impose an internal movement on the batch, either around the course of the process to accelerate - or to localize irregularities in temperature or composition to eliminate.

Wichtig ist auch die Aufgabe, Schlacke von der Oberfläche einer metallurgischen Schmelze zu entfernen. Diese Aufgabe soll ohne großen Aufwand an Arbeit, Zeit oder Metallverlusten ausgeführt werden können. Dabei hat es sich als günstig er-, wiesen, wenn die oberen Schichten der Schmelze zu dem Gebiet des Ofens oder der Pfanne strömen, in dem die Schlacke aus dem Ofen entfernt wird.Also important is the task of removing slag from the surface of a metallurgical Remove melt. This task should be done without a lot of work, time or effort Metal losses can be executed. It turned out to be proved beneficial when the upper layers of the melt to the area of the furnace or the ladle, in which the slag is removed from the furnace.

Die Erfindung bietet auch für die Transportaufgabe bei kontinuierlichen Verfahren eine günstige Lösung. Solche Verfahren werden zum Beispiel für die Erzeugung von Eisen und Stahl so ausgeführt, daß eine Schmelze in offenen oder geschlossenen Rinnen, Kanälen pder Rohren fließt und im Traufe des Transportes schrittweise behandelt wird In der Regel wird nur die Metallschmelze befördert Es kann aber auch sinnvoll sein, die Reaktionsmittel oder die nichtmetalliscben Reaktionsprodukte in fester oder flüssiger Form relativ zu der Metallschmelze in derselben Richtung wie diese oder entgegengesetzt zu dieser Richtung zu bewegen Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann der gesamte Transport bewirkt werden oder nur Teile davon, wobei der Transport im übrigen von anderen Kräften, zum Bei spiel von der Schwerkraft bewirkt wird Eine wichtige Aufgabe der metallurgischen Industrie betrifft das Einbringen bzw Entnehmen einer Schmelze in einen bzw.The invention also provides for the transport task at continuous Procedure is a cheap solution. Such procedures are for example for the production Made of iron and steel so that a melt in open or closed Gutters, canals or pipes flows and gradually treated in the eaves of the transport As a rule, only the molten metal is conveyed, but it can also make sense the reactants or the non-metallic reaction products in solid or liquid form relative to the molten metal in the same direction as this or to move opposite to this direction with the method according to the invention the entire transport can be effected or only parts of it, whereby the transport otherwise by other forces, for example by gravity The important task of the metallurgical industry relates to the introduction and removal a melt in a resp.

aus einem Behälter. Beim Strang- oder Druckgießen müssen diese Vorgänge mit genau abgestimmter Geschwindigkeit verlaufen.from a container. In the case of continuous or die casting, these processes must run at a precisely coordinated speed.

Dabei kann man mit Vorteil die Erfindung benutzen, da der Transport weniger störungsanfällig ist als bei herkömmlichen Transportverfahren, wodurch der Gießvorgang gegenüber Verfahren, bei denen Ausgüsse verwendet werden oder bei denen über einen Pfannenrand gegossen wird, verbessert werden kann.You can use the invention with advantage because the transport is less prone to failure than conventional transport methods, which means that the Casting process versus processes in which spouts are used or in which is poured over the edge of a pan, can be improved.

Dies ist nur eine geringe Auswahl von Aufgaben in der metallurgischen Industrie, für die sich die Erfindung eignet.- Dazu kommen zahlreiche Anwendungsfälle in anderen Industrien, wo Flüssigkeiten behandelt werden. Es gibt in der Tat sowohl in der metallurgischen als auch bei anderen Verfahrenstechniken viele Rühr- und Bewegungsaufgaben dieser und ähnlicher Art. Aufgrund dessen ist das Problem oft aufgetreten und verschiedene Lösungen sind bekannt.This is only a small selection of tasks in the metallurgical field Industries for which the invention is suitable - In addition, there are numerous applications in other industries where liquids are treated. In fact, there are both in metallurgical as well as in other process technologies many stirring and Movement tasks of this and similar kind. Because of this, the problem is often occurred and various solutions are known.

Oft wird die Schwerkraft benutzt. Sämtliche herkömmlichen und die meisten Stranggießverfahren arbeiten mit hilfe der Schwerkraft. Das "Perrinverfahren" ist ein eindruckvolles Beispiel, bei dem durch Umgießen aus großer- Höhe eine Rührwirkung erzeugt wird. Professor Howard E. Worner beschreibt im Juniheft desJahres 1961 der Zeitschrift "The Australien Engineerfl einen Vorgang zur kontinuierlichen Stahlerzeugung, bei dem die Schmelze in geneigten Rinneh vom einem Gebiet der Behand lung zum anderen gefördert wird. Elektromagnetische Kraftfelder rufen auch Bewegung in Metallschmelzen hervor. Dies wird mit der induktiven Rührspule für elektrische Lichtbogenöfen und auch im elektrischen Indukionsofen ausgenutzt. In diesen Fällen wird die Schmelze umgewälzt Es gibt aber auch Beispiele, bei denen Eisenschmelzen aufgrund dieser Wirkung sogar aufwärts transportiert werden.Often gravity is used. All conventional and the Most continuous casting processes work with the help of gravity. The "Perrin Procedure" is an impressive example in which pouring around from a great height creates a stirring effect is produced. Professor Howard E. Worner describes in the June 1961 issue of the Magazine "The Australien Engineerfl a process for continuous steelmaking, in which the melt in inclined channels from one area of treatment to the other is promoted. Electromagnetic force fields also call for movement in molten metal. This is done with the inductive stirring coil for electrical Electric arc furnaces and also in the electric induction furnace exploited. In these cases the melt is circulated There are also examples in which iron melts due to this effect can even be transported upwards.

Gase, die in eine Schmelze eingeleitet werden, können auch Rührwirkungen ausüben und Transportaiifgaben erfüllen. Die Wirkung beruht darauf, daß durch die Anwesenheit-des Gases Unterschiede des spezifischen Gewichtes hervorgerufen werden.Gases introduced into a melt can also have stirring effects exercise and fulfill transport duties. The effect is based on the fact that the Presence of the gas causes differences in specific gravity.

Das Gas kann auch durch Adhäsionskräfte eine Flüssigkeit mit sich reißen und dadurch eine lebhafte Rührwirkung erzeugen.The gas can also form a liquid with it through adhesive forces tear and thereby produce a lively stirring effect.

Schmelzen können auch dadurch indirekt bewegt werden, daß das Schmelzgefäß um eine senkrechte, waagerechte oder geneigte Achse gedreht wird. Rotieröfen, Schüttelpfaulen und andere haben diese Wirkung.Melts can also be moved indirectly by the fact that the melting vessel is rotated around a vertical, horizontal or inclined axis. Rotary furnaces, shaking rotors and others have this effect.

Im Gegensatz zu den hier erwähnten Verfahren wird gemäß der Erfindung die Bewegung durch ein Werkzeug geschaffen, das in die Schmelze eingetaucht wird und dort die Kraftwirkung ausübt.In contrast to the method mentioned here, according to the invention the movement is created by a tool that is immersed in the melt and there exerts the force.

Die Erfindung unterscheidet sich von den bekannten Verfahren, bei denen ein Werkzeug in einer Schmelze eine rotierende oder eine translatorische 3ewegmg ausführt. Die Geräte können dabei pumpen, sie können Wirbel unterschiedlicher ilrt-erzeugen oder mittels einer Treibstange eine einfache translatorische Bewegung erzeugen.The invention differs from the known methods in which a tool in a melt has a rotating or a translational 3ewegmg executes. The devices can pump, they can create different vortices ilrt-generate or a simple translational movement by means of a drive rod produce.

Die Wirkung des erfindungsgemäßen Verfahrens beruht auf einer gleichrichtenden Kraftwirkung. Es wird ein Werkzeug benutzt, das 'Diodpumpe genannt werden kann. Der- Hame soll darauf hinweisen, daß das erfindungsgemäße werkzeug Wirkungen aufweist, die man bei der elektrischen Diode wiederfindet. Zwar kann diese irgendeines von mehreren physikalischen Phänomenen ausnutzen. Darin stimmen aber alle elektrischen Dioden überein, daß sie dem elektrischen Strom in einer Richtung einen verhältnismäßig geringen widerstand bieten, während der der stand bei entgegengesetzter Stromrichtung groß ist. Wenn die Diode in ein elektrisches Wechselfeld eingeschaltet wird, kann das elektrische Feld in einer Richtung feinen Strom hervorrufen, während das gleiche Feld bei umgekehrter Richtung einen starken Strom erzeugt. Die Halbleiterdioden wirken Kraft ihrer inneren Struktur und stelien infolgedessen eine besonders klare elektrische Analogie zur erfindungsgemäßen hydraulischmechanischen Diodpumpe dar.The effect of the method according to the invention is based on a rectifying effect Force effect. A tool is used which can be called a 'diode pump'. The Hame should indicate that the tool according to the invention has effects which can be found in the electrical diode. Although this can be any of take advantage of several physical phenomena. But all electrical ones are correct Diodes agree that they are unidirectional to the electrical current offer low resistance, while the stand with the opposite current direction is great. When the diode is switched into an alternating electric field, can the electric field in one direction will cause fine current while doing the same Field generates a strong current in the opposite direction. The semiconductor diodes work by virtue of their internal structure and, as a result, they are particularly clear electrical analogy to the hydraulic-mechanical diode pump according to the invention.

Die Diodpumpe ist ein in einer Flüssigkeit hin- und zurckbewegtes Werkzeug. Die Bewegung ist periodisch, wobei die Amplitude und die Fraquenz der Perioden innerhalb weiter Grenzen gewöhlt werden können und auf die Bedingungen jedes praLftischen Falles abgestimmt werden müssen. Analoge Forderungen werden auch beim Einsatz elektrischer Dioden gestellt. Das werkzeug wird so geformt, daß der Strömungswiderstand zwischen Werdzeug und Flüssigkeit bei Bewegung in einer Richtung groß wird, dagegen klein in der umgekehrten Richtung. Ein Stoß in der erstgenannten Richtung überträgt infolgedessen eine große Energiemenge auf die Flüssigkeit und beschleunigt diese in Richtung des Stoßes. Ein Stoß in der umgekehrten Richtung entnimmt der bewegten Flüssigkeit ur eine kleine Energiemenge, weil der widerstand in dieser Richtung gering ist. Die Flüssigkeit wird deswegen von der Rückwärtsbewegung des Werkzeuges nur wenig gebremst.The diode pump is one that moves back and forth in a liquid Tool. The movement is periodic, the Amplitude and the The frequency of the periods can be chosen within wide limits and on the Conditions of each practical case must be agreed. Analogous demands are also provided when using electrical diodes. The tool is shaped in such a way that that the flow resistance between tool and liquid when moving in a Direction becomes large, on the other hand small in the opposite direction. A thrust in the former As a result, Direction transfers a large amount of energy to the fluid and accelerates this in the direction of the impact. A push in the opposite direction takes only a small amount of energy from the moving liquid because of the resistance is low in this direction. The liquid is therefore from the backward movement of the tool is only slightly braked.

Das Gesamtergebnis beider Vorgänge ist - trotz der Bewegung des Werkzeuges in beiden Richtungen - eine Kraft und eine Strömung in nur einer Richtung, nämlich in der Richtung, in der der Widerstand zwischen Wer-kzeug und Flüssigkeit groß ist. Bs wird ein hauptsächlich geradliniges Kraftfeld erzeugt, dessen Richtung mit der Bewegungsrichtung des Werkzeuges zusammenfällt. Je nach Stärke des -Kraftfeldes und den Abmessungen des Gefäßes, in dem das Werkzeug arbeitet, arbeitet das Gerät wie ein Ejektor, der die Kraft auf die angrenzenden Teile- der gesamten Flüssigkeitsmenge mehr oder wenig ;vollständig überträgt und auch diese in eine Strömung versetzt.The overall result of both processes is - despite the movement of the tool in both directions - a force and a flow in only one direction, namely in the direction in which the resistance between the tool and the liquid is great. Bs a mainly straight force field is generated, the direction of which with the Direction of movement of the tool coincides. Depending on the strength of the force field and the dimensions of the vessel in which the tool works, the device works like an ejector that exerts the force on the adjacent parts - the total amount of liquid more or less; completely transfers and also this in a current offset.

Die Richtung und die Orientierung der Strömung wird maßgeblich von- der Diode beeinflußt. Zusätzlich haben aber auch Abmessung und Form des- GefäBes-einen Eillfluß. Primär schafft das Werkzeug ein hauptsächlich gerades, gut geregeltes und sehr anpassungsfähiges Strömungsmuster, dessen Teile auch zu schwer zugänglichen Gebieten einer Schmelze ausgezogen werden können.The direction and orientation of the flow is largely determined by- the diode affects. In addition, however, the size and shape of the vessel also have one Express flow. Primarily, the tool creates a mainly straight, well-regulated one and very adaptable flow pattern, the parts of which are also difficult to access Areas of a melt can be pulled out.

Die konvention-elle Pumpentechnik kennt manche-Verfahren-zur Lösung von Aufgaben bei konventionellen Bedingungen. Dies gilt auch-für Aufgaben, zu deren Lösung die Diodpumpe verwendet werden soll. Die herkömmlichen Pumpen sind mit Ventilen und. mit Rohrleitungen für die Saugseite und/oder für die Druckseite ausgestattet oder haben irgendeine andere Vorrichtung zur Regelung und Führung. Solche Mittel können in vielen Fällen, in denen die Diodpumpe verwendet werden kann, nicht benutzt werden. Wenn hohe Arbeitstemperaturen oder-erosive Flüssigkeiten Sonderansprüche an das Baumaterial stellen oder wenn ein -bestimmtes Strömungsmuster in einem begrenzten schwer zugänglichen Gebiet erzeugt werden muß, sind herkömmliche Methoden nicht mehr verwendbar. Pumpaufgabe in Li.chtbogenöfen und Sisenpfånnen sind ein Beispiel für solche Verhältnisse. Eine besonders schwierige Aufgabe ist z.B.- die günstige BeeinfTußung des Arbeitsvorganges von einer Strömung dicht an einer geneigten Ofenwand, wie zum Beispiel unter der Arbeitstür eines Lichtbosenofens. Das eventuell starke Kraftfeld muß genau in diesem Gebiet und mit richtiger Orientierung erzeugt werden. Die Diodpumpe eignet sich für diese Aufgabe im Gegensatz zu Pumpen herkömmlicher-Konstruktion, die sowohl SchwieEgkeiten in der Wahl des Baumaterials als auch in der konstruktiven Gestaltung aufweisen.Conventional pump technology knows some methods of solving it of tasks under conventional conditions. This also applies to tasks to which Solution the diode pump should be used. The conventional pumps are with valves and. equipped with pipes for the suction side and / or for the pressure side or have some other device for regulation and control. Such means cannot be used in many cases where the diode pump can be used will. If high working temperatures or erosive fluids have special requirements at the building material or if a certain flow pattern in a limited Inaccessible area must be created, conventional methods are not more usable. Pumping tasks in electric arc ovens and Sisenpfånnen are an example for such conditions. For example, a particularly difficult task is the cheap one Influencing the working process of a flow close to an inclined furnace wall, such as for Example under the work door of a light blast furnace. The possibly strong force field must be produced precisely in this area and with the correct orientation. The diode pump is suitable for this task in contrast to pumps of conventional construction, the difficulties in the choice of building material as well as in the constructive one Exhibit design.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist ein pumpender Körper, der in die Schmelze oder die Flüssigkeit eingetaucht wird unddadurch gekennzeichnet ist, daß er während einer hin- und zurückgehenden Bewegung in einer Richtung eine Drosselwirkung auf den Flüssigkeitsstrom ausübt.The device according to the invention for performing the method is a pumping body that is immersed in the melt or liquid and characterized in that it is during a reciprocating motion exerts a throttling effect on the flow of liquid in one direction.

Unterschiedliche Ausführungsformen der Vorrichtung-gehen aus der folgenden Beschreibung ahand der Zeichnungen hervor, in denen-auch unterschiedliche praktische Anwendungsgebiete schematisch dargestellt werden.Different embodiments of the device emerge from the following Description ahand the drawings, in which-also different practical Areas of application are shown schematically.

Die Diodwirkung ist besonders auf die Form des pumpenden Körpers zurückzuführen, vorzugsweise auf einen Teil desselben wie z.B. eine Schale, einen Haken oder eine Anordnung i einem Rohr. Die Diodwirkung kann aber auch auf die Art der Bewegung zurückzuführen sein, besonders wenn statt einer gleichförmigen Bewegung eine ungleichförmige stattfindet.The diode effect is particularly due to the shape of the pumping body, preferably on a part of the same such as a bowl, a Hooks or an arrangement in a pipe. The diode effect can also be based on the type due to movement, especially if instead of a uniform movement a non-uniform takes place.

Auf eine hohe Geschwindigkeit in der Vorwärtsrichtung kann eine langsame Bewegung in der Rückwärtarichtung folgen. s kann auch vorteilhaft sein der Vorwärtsbewegung ein ausgepräg tes Maximum zu geben. Die Drosselwirkung kann auch durch andere Methoden erzeugt werden, wie zum Beispiel durch, unterschiedliche Reibung zwischen Pumpenkörper und Flüssigkeit oder zwischen den Gefäßwänden irnd der Flüssigkeit bei den beiden Bewegungsrichtungen. Auch solche Verfahren gehoren zur Erfindung.At a high speed in the forward direction can be a slow one Follow movement in the reverse direction. It can also be beneficial to moving forward to give a pronounced maximum. The choking effect can also be achieved by other methods generated, for example, by, different friction between pump bodies and liquid or between the vessel walls in the liquid in the case of the two Directions of movement. Such methods are also part of the invention.

Zur Vorrichtung gehört auch ein Antrieb mit Antriebsstange.The device also includes a drive with a drive rod.

Die Länge des Bewegungsweges des Diodkörpers und die EUD-frequenz sind wichtige Einflußgrößen, die in jedem Fall maßgebend auf die Ergebnisse einwirken und die auf die geometrischen ibmessungen des Schmelze oder Flüssigkeitsvolumens abgestimmt werden müssen. Meist ist der Diodkörper eine abgegrenzte Einheit, die an der Antriebsstange befestigt ist. In Sonderfällen kann aber, wie aus einigen Figuren ersichtlich ist, die Antriebsstange selbst einen Teil des Diodkörpers dar-stellen.The length of the movement path of the diode body and the EUD frequency are important influencing factors that have a decisive effect on the results in each case and those on the geometric dimensions of the melt or liquid volume need to be coordinated. Usually the diode body is a separate unit that attached to the actuator stem. In special cases, however, as from some Figures can be seen, the drive rod itself represent a part of the diode body.

Mach dieser allgemeinen Darstellung sollen jetzt einige Normen fiir die Diodpumpe und deren arbeitsweise anhand der Figuren beschrieben werden, wobei gleichzeitig natürliche Anwendungsvebiete erwähnt werden.A few standards for the diode pump and its mode of operation are described with reference to the figures, wherein at the same time natural areas of application are mentioned.

T?1 Fig. t ist eine senkrecht arbeitende Pumpe dargestellt.T? 1 Fig. T shows a vertically operating pump.

Am unteren Ende einer Pumpenstange ist ein schalenförmiger Pumpenkörper befestigt. Der Pumpenkörper wird von einer oberen Stellung aus, die etwas unterhalb des Badspiegels liegt, bis zu einer unteren Stellung auf und ab bewegt, wie dies durch den Doppelpfeil angedeutet ist. Der Lbwärtshub schiebt gemäß dcn vier nach unten gerichteten parallelen Pfeilen den Teil der Flüssigkeit, der sich vor der konkaven Fläche der Diodschale befindet, nach unten. Über der Schale strömt Flüssigkeit nach. Seitlich und rings um die wanten der Schale setzt sich- die Bewegung fort. Diese letztgenannte sekundäre Bewegung schließt sich der primär geschaffenen an und vergrößert die Volunenströmung.At the lower end of a pump rod is a bowl-shaped pump body attached. The pump body is from an upper position, which is slightly below of the bath level is moved up and down to a lower position like this is indicated by the double arrow. The downward stroke advances according to the four parallel arrows directed below the part of the liquid which is in front of the concave surface of the diode shell is down. Liquid flows over the bowl after. The movement continues to the side and around the woolen of the bowl. This latter secondary movement joins the primarily created movement and increases the flow of people.

Während der Rückwärtsbewegung strömt Flüssigkeit rings um die Kanten der Schale zu. Bei der in der Figur -dargestell-ten Form wird die Schale ohne großen Widerstand gefüllt. Der Teil der Flüssigkeit, der sich jetzt über der Schie befindes'wird auch ohne großen Widerstand seitlich verschoben.During the backward movement, liquid flows around the edges the shell too. In the form shown in the figure, the bowl is without large Resistance filled. The part of the liquid that will now be above the slide shifted sideways even without great resistance.

Diese beiden Strömungsenscheinungen üben zwar eine gewisse Verzögerung auf die allgemeine Vorwärtsbewegung aus. Die Verzögerung und der Widerstand sind aber bei der gezeigten Form nach der Figur gering.These two flow phenomena have a certain effect delay on general forward movement. The delay and the resistance are but small in the shape shown according to the figure.

Die meisten Schalen nach den Figuren haben eine scharfe Kante. Das ist strömungstechnisch günstig. Praktisch kann diese Form schwer zu verwirklichen sein und besonders bei der Arbeit mit metallurgischen Schmelzen von hoher Temperatur 9' kann es wirtschaftlich vorteilhafter sein, auf den hydrodynamischen Vorteil, den eine scharfe Kante bringt, zu verzichten und eine Form zu wählen, die besser auf die Eigenschaften eines normalen keramischen Materials abgestimmt ist.Most of the bowls according to the figures have a sharp edge. That is favorable in terms of flow. In practice, this shape can be difficult to achieve and especially when working with high temperature metallurgical melts 9 'it can be economically more advantageous to rely on the hydrodynamic advantage, which brings a sharp edge, to forego and to choose a shape that is better is matched to the properties of a normal ceramic material.

Fig. 14 zeigt eine Form, die sich als praktisch günstig erwiesen hat. Der Krümmungsradius ist an der Kante 1 % oder weniger als der Durchmesser der Schale. Fig. 11 zeigt eine alternative Maßnahme um die Schwierigkeit zu ösen. Eine 1iundstückanordnung aus keramischem Material ist in ein Rohr eingepaßt und die beiden Elemente bilden zusammen den Pumpkörper. Die Flüssigkeit strömt innerhalb des Rohres und durch das Mundstück.Fig. 14 shows a shape which has been found to be useful in practice. The radius of curvature at the edge is 1% or less than the diameter of the shell. Fig. 11 shows an alternative measure to solve the problem. A nozzle assembly made of ceramic material is fitted into a tube and form the two elements together the pump body. The liquid flows inside the tube and through the Mouthpiece.

Bei meta-llurgischen Schmelzen kann der Pumpkörper aus keramischem Material hergestellt werden. Alternativ kann der Körper eine Armierung aus Metall aufweisen, die mit keramischem Materialüberzogen wird. Die Dicke des Überzuges richtet sich unter anderem nach der Zeit, während der der Pumpkörper in der Schmelze verweilen muß. Für kontinuierliche Arbeit ist eine gekühlte Armierung zu empfehlen, wodurch die besonders beanspruchten Pumpteile eine Temperatur beibehalten können, bei der noch ausreichende Festigkeit gewährleistet ist. In den Fällen in denen auf eine Armierung verzichtet wird und eiWkörper verwendet wird, der ausschließlich aus keramischem Material hergestellt wird, muß das Material außer einer guten Temperaturwechelbeständigkeit - welche Eigenschaft immer gefordert wird - eine hohe Festigkeit bei der Arbeitstemperatur aufweisen. An und für sich können mehrere keramische Werkstoffe in Frage kommen. Gegossene Massen, besonders solche, die aus geschmolzenem Material gegossen sind, sind oft gut geeignet. Graphithaltiges Material, bei dem der Graphit nicht aus der Schnauze herausgelöst wird, ist sehr gut geeignet, besonders weil man Oberflächen mit sehr niedrigen Reibungskoeffizienten gegenüber der Flüssigkeit herstellen kann. Die Reibung kann oft dadurch geregelt werden, daß die kleinen Hohlräume des Grundmaterials mit einem anderen Material gefüllt werden. Dazu können Ton, Graphit und andere Feinstoffe benutzt werden.In the case of metallic melts, the pump body can be made of ceramic Material to be made. Alternatively, the Body a reinforcement made of metal, which is coated with ceramic material. The thickness of the Coating depends, among other things, on the time during which the pump body is in the melt must linger. Cooled reinforcement is required for continuous work recommended, as a result of which the particularly stressed pump parts maintain a temperature with which sufficient strength is still guaranteed. In the cases in who do not have reinforcement and only use a body is made of ceramic material, the material must not only have good thermal shock resistance - whichever property is required - high strength at the working temperature exhibit. Several ceramic materials can be considered in and of themselves. Cast masses, especially those cast from molten material, are often well suited. Graphite-containing material in which the graphite does not come from the Snout is detached is very suitable, especially because you have surfaces with a very low coefficient of friction with respect to the liquid. The friction can often be controlled by the fact that the small voids in the base material be filled with another material. This can be done with clay, graphite and other fine materials to be used.

Durch absichtliche Ungleichmäßigkeiten des Reibungswiderstandes kann eine unabhängige zusätzliche Diodwirkung geschaffen werden, die mit Hilfe anderer Wirkungen verstärkt werden kann.Deliberate irregularities in the frictional resistance can an independent additional diode effect can be created with the help of others Effects can be amplified.

Wenn keramisches Material benutzt wird, ist es zweckmäßig, die Schalen oder ihre Gegenstücke leicht austauschbar zu gestalten. Auch in günstigen Fällen muß man mit begrenzter Lebensdauer der Verschleißteile rechnen. Die Schalen sollen deswegen so ausgebildet sein, daß sie sich für die Massenherstellung eignen. Dieser Umstand kann es möglich und teilweise sogar zweckmäßig machen, auf Forderungen auf Kavitationsfreiheit und dergleichen zu verzichten.If ceramic material is used, it is convenient to use the bowls or to make their counterparts easily interchangeable. Even in favorable cases one must reckon with a limited service life of the wearing parts. The shells are supposed to therefore be designed so that they are suitable for mass production. This Circumstances can make it possible and sometimes even expedient to respond to demands To renounce freedom from cavitation and the like.

Aus der Grundform nach Fig. 1 können nach Bedarf die verschiedensten Varianten entwickelt werden. Es ist nicht immer notwendig, die Schale voll zu machen. Sie kann auch durch hakenförmige Teile ersetzt werden, die als Segmente von Schale betrachtet werden können. Diese Haken können entweder-in derselben Höhe stehen, wobei man eine Form erhält, die als eine aufgeschnittene Schale betrachtet werden kann Die Haken können aber auch längs der Stange verteilt werden. Derartige Formen eignen sich besonders, wenn die Pumpe an eine komplizierte Behälterform angepaßt werden muß.From the basic form according to FIG. 1, the most diverse can as required Variants are developed. It is not always necessary to fill the bowl full. They can also be replaced by hook-shaped parts that act as segments of shell can be viewed. These hooks can either be at the same height, thereby obtaining what will be viewed as a cut-open shell The hooks can also be distributed along the bar. Such forms are particularly suitable when the pump is adapted to a complicated container shape must become.

Die Fig. 3 und 4 zeigen undere Ausführungen. Ein Pumpkörper, der in einer nicht gezeigten Weise an der Antriebsstange befestigt ist, hat die Form eines Rohres. In dieses Rohr ist entweder ein pumpender Teil von Schalenform oder ein Ring mit einem schalenähnlichen Querschnitt eingepaßt. Die Schale oder die Ringe arbeiten ähnlich wie Ventile din einem Rohr. Oft ist es zweckmäßig, den Einsatzteil in der Nähe des Auslaufendes anzubringen.3 and 4 show other versions. A pump body that is in attached to the drive rod in a manner not shown is in the form of a Pipe. In this pipe there is either a pumping part in the shape of a cup or a Fitted ring with a cup-like cross-section. The bowl or the rings work similarly to valves in a pipe. It is often useful to use the insert part to be attached near the outlet end.

Fig. 2 zeigt wie eine Schale durch einen Ring ersetzt werden kann, wobei die Anordnung im übrigen mit der Anordnung nach iy. 1 übereinstimmt. Fig. 8 zeigt eine Anordnung mit zwei Schalen, die im übrigen mit der inordnung nach Fig. 1 iibereinstimmt.Fig. 2 shows how a shell can be replaced by a ring, the arrangement otherwise with the arrangement according to iy. 1 matches. Fig. 8 shows an arrangement with two shells, which are otherwise arranged with the arrangement according to FIG. 1 agrees.

n Die anderen Figuren zeigen Beispiele für Soderbedürfnisse.n The other figures show examples of special needs.

Die Fig. 5 und 12 zeigen Pumpkörper, die sich für vertikale s Pumpen eiguen. Das gilt auch für die Pumpen gemäß den Fig.5 and 12 show pump bodies which are suitable for vertical pumps own. This also applies to the pumps according to FIGS.

9 und 10.9 and 10.

Die Rohrform iiach den Fig. 3 und 4 eignet sich gut für die Arbeit in Herdöfen, zum Beispiel in Lichtbogenöfen. Diese Anordnungen können in einfacher Weise an die Neigung der Ofenwände angepaßt werden. - Das Rohr kann dicht an die Wand gebracht werden, ohne daß die Flüssigkeit wegen ihrer hohen Gescllwindit-eit Erosion hervorrufen kann. Der Einbau in Kanälen, in Herdöfen, in Pfannen oder in- anderen Ge-fäßen kann je nach den örtlichen Verhältnissen sehr unterschiedlich ausgeführt werde. Die Fig. 6 und 7, die auchzeigen, daß etwas von der geradlinigen Bewegung abgewichen werden'kann, zeigen eine Anordnung, die bei einer kontinuierlichen Behaildlung im- Gegenstrom geeignet sein kann. Wenn der Kanal im wesentlichen horizontal verläuft und die Fläche der Schale wenigstens 10 3 des, Kanalquerschnittes entspricht, kann man bei auch im übrigen günstigen Verhältnissen eine so kräftige Strömung erzeugen, daß sich der Badspiegel in der S,trömungsrichtung nach oben verstellt. Infolgedessen fließt Material, das am Ende des Kanals auf den Badspiegel als Reagenz aufgegeben wird, im Gegenstrom zum Einlaufende der Metallschmelze hin. Wine verhältnismäßig vollständig raffinierte Schmelze wird also mit neuem Zuschlagmaterial in Berührung gebracht.The tubular shape iiach FIGS. 3 and 4 is well suited for work in hearth furnaces, for example in electric arc furnaces. These arrangements can be made in simpler Way to be adapted to the inclination of the furnace walls. - The pipe can be close to the Wall be brought without the liquid because of its high General windage can cause erosion. Installation in ducts, in hearth ovens, in Pans or other vessels can, depending on the local conditions, be very will be carried out differently. Figures 6 and 7, which also show that some of the rectilinear movement can be deviated, show an arrangement that at a continuous treatment in countercurrent can be suitable. When the channel is substantially horizontal and the surface of the shell is at least 10 3 des, Corresponds to the channel cross-section, one can also use otherwise favorable conditions generate such a strong flow that the bath level is in the S, direction of flow adjusted upwards. As a result, material flows onto the end of the channel Bath level is applied as a reagent, in countercurrent to the inlet end of the molten metal there. Wine relatively completely refined melt is thus made with new aggregate material brought into contact.

Andererseits wird das verhältnismäßig vollständig verbrauchte Reagenz mit einer Metallschmelze in Berührung gebracht, die einen hohen Gehalt an Verunreinigungen aufweist. Dieser Umstand ist sowohl für eine weitgehende Raffinierung als auch für eine gute Ausnutzung der Zuschläge sehr günstig.On the other hand, the reagent is relatively completely used up brought into contact with a molten metal that has a high content of impurities having. This circumstance is both for extensive refinement and for a good utilization of the surcharges very cheap.

Es kann von Vorteil sein, die Wirkung von mehreren verschiedenartig arbeitenden Pumpen zu vereinen. Ein Beispiel zeigt Sig. 13. Hier ist eine Roheisenpfanne mit einer nach oben und einer nach unten arbeitenden Pumpe ausgestattet. Diese Anordnung erzeugt in der Pfanne eine Rotation um eine horizontale Achse. Wenn die Aufgabe besteht, eine Schlackenreaktion zu beschleunigen, soll'die nach oben arbeitende Pumpe nahe an den Badspiegel verstellt werden, wo sie die Trennfläche zwischen den Phasen in Turbulenz bringen kann. In den Fällen, aber, wo eine Durchmischung der Bodeilteile erwünscht ist, zum Beispiel um schweres Material wie Schrott oder schwere Legierungselemente, das am Boden haftet, aufzulösen, ist es richtiger, die nach unten gerichtete Pumpe tief einzustellen, so daß die Strömungsgeschwindigkeit besonders in dem Gebiet groß wird, wo hohe Turbulenz eine vorteilhafte Wirkung bringt.It can be beneficial to differentiate the effects of several to unite working pumps. An example is shown in Sig. 13. Here is a hot metal pan equipped with one pump working upwards and one working downwards. This arrangement creates a rotation around a horizontal axis in the pan. When the task there is to accelerate a slag reaction, should'the one working upwards The pump can be adjusted close to the bathroom mirror, where it forms the interface between the Can bring phases into turbulence. In those cases, however, where a mixing of the Bodeilteile is desired, for example to heavy material like scrap or heavy Alloy elements that stuck to the ground, it is more correct to dissolve after Adjust the downward-facing pump low, so that the flow rate is particularly high becomes large in the area where high turbulence has a beneficial effect.

Bs kann auch günstig sein, zwei oder mehr Pumpen, die in ähnlicher Weise angeordnet sind, in dieselbe Richtung arbeiten zu lassen. Wenn beide nach unten. pumpen und nahe beim Badspiegel stehen, rufen sie einen Toruswirbel hervor, der oft sehr günstig wirken kann. Wenn dagegen beide nach oben arbeiten, kann die Oberfläche der schweren Schmelze so verformt werden, daß sie nach oben konkav wird. Diese Erscheinung ist besonders dann wertvoll, wenn mit einer Schlacke gearbeitet wird, die die feuerfeste Bekleidung der Gefäßwände angreift.Bs can also be cheap to have two or more pumps that are similar Way arranged to let work in the same direction. If both after below. pump and stand close to the bathroom mirror, they cause a torus vortex, which can often be very cheap. If, on the other hand, both work upwards, the can The surface of the heavy melt is deformed so that it becomes concave upward. This phenomenon is particularly valuable when working with a slag that attacks the fireproof lining of the vessel walls.

Fig. 15 zeigt eine Anordnung, die für ungleichmäßige Bewegung bestimmt ist bei der die Diodwirkung eher durch unterschiedliche Geschwindigkeiten als aufgrund einer Ventilwirkung erzeugt wird.Fig. 15 shows an arrangement intended for uneven movement where the diode effect is more due to different speeds than due a valve action is generated.

Es gibt auch Fälle, in denen es günstig ist, die Diodwirkung mit Gasen zu verstärken, die in das System eingeleitet werden.There are also cases in which it is beneficial to use the diode effect with gases to reinforce that are introduced into the system.

Dabei kann das Gas außerhalb der Pumpe eingeleitet werden, so daß Gas und Pumpe zusammenwirken. Dies kann besonders beim Aufwärtspumpen in vertikalen oder geneigten Kanälen günstig sein. Das Gas kann auch durch den Pumpkörper zugeführt werden und dann gegebenenfalls die Diodwirkung verstärken. Entweder wird das Gas unabhängig zugeführt oder arbeitet in gasgekühlten Rohren mit. Das Gas kann entweder gegen das zu behandelnde Material neutral sein oder einen Zusatz für die Behandlung der Schmelze oder der Flüssigkeit bilden.The gas can be introduced outside the pump so that Gas and pump work together. This can be especially true when pumping upwards in verticals or inclined channels. The gas can also be supplied through the pump body and then, if necessary, increase the diode effect. Either the gas will independently supplied or works in gas-cooled pipes. The gas can either be neutral to the material to be treated or an additive for the treatment the melt or the liquid.

Die erwähnten Beispiele zeigen nur eine Auswahl von Problemen, die mit Hilfe der Diodpumpe gelöst werden können. Im Rahmen der beschriebenen grundsätzlichen Merkmale der Erfindung können viele Abwandlungen vorkommen. Auch können andere Aufgaben g 3löst werden.The examples mentioned only show a selection of problems that can be solved with the help of the diode pump. Within the framework of the fundamental Many modifications can be made to features of the invention. Also can do other tasks g 3 are dissolved.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e:

1. Method of moving an in an aun or a canal Liquid, that is, that in the liquid without Sealing against the room or duct walls at least one body back and forth is moved and that through the interaction of the body with the liquid this with a direction of movement (forward movement) of the body weir kinetic energy than with the other direction of movement (backward movement) of the iorpers.

2. Application of the method according to claim 1 for the treatment of metallurgical Melting, namely to influence the chemical composition or the temperature or to mix, separate or move different phases of the within one Container located melt.

3. Application of the method according to claim 1 for controlling in the Liquid floating vehicles.

4. Application of the method according to claim 1 for the transport of liquids that are difficult to move, e.g. ß / sewage.

5. Device for performing the method according to the claims 1 to 4, characterized by a body immersed in the liquid and a drive device for reciprocating movement of the body.

6. Apparatus according to claim 5, characterized in that the body has such a shape that it has greater forces on the forward movement Liquid than when moving backwards.

7. Device according to one or both of claims 5 and 6, characterized characterized in that the body is substantially equal in both directions Speed is drivable.

8. Device according to one or both of claims 5 and 6, characterized characterized in that the body moves forward at greater speed is drivable than with the backward movement.

9. Device according to one or more of claims 6 to 8, characterized characterized -that -the body is cup-shaped, the concave Side of the shell in the direction of flow.

10. Apparatus according to claim 9, characterized in that the cup-shaped Body has a shape similar to a spherical cap.

11. The device according to claim 9, characterized in that 'the Cup-shaped body substantially in the shape of a toroid or part of a Has toroides cut along its equator.

12. The device according to one or more of claims 5 to 8, characterized characterized in that the body is designed as a tube into the shells or shell segments are installed, the concave side of which points in the direction of flow.

13. Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that a feed line for feeding from above to the body is provided.

L e r s e i t e