DE1951736A1

DE1951736A1 - Controlling the flow of molten lead into - casting moulds

Info

Publication number: DE1951736A1
Application number: DE19691951736
Authority: DE
Inventors: Stamp Thomas Blackledge
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1969-03-26
Filing date: 1969-10-14
Publication date: 1970-11-12

Abstract

Valve comprises a body which is vertically movable and laterally supported by a guide which, during operation, is continuously immersed in hot, molten metal. Specifically, two vertically spaced guides are used, one of which is immersed while the other remains above the liquid surface. Above the immersed guide is an overflow.

Description

Vorrichtung zur Steuerung des Ausflusses von fließfähigen Stoffen mit hoher Temperatur, insbesohdere geschmolzenen Metall ************************************************* Die Erfindung bezieht eich auf eine Vorrichtung und ein Ventil zur Steuerung des Ausflusses von fließfähigen Stoffen bei hoher Temperatur, und ist insbesondere, jedoch nicht ausschließlich anwendbar auf eine Vorrichtung zum Gießen von geschmolzenem Metall, beispielzweise Blei, in Gießformen. Die hohen Temperaturen, die bei soichen Vorrichtungen vorhanden sind, ergeben erhebliche Probleme, die dadurch vergrößert werden, daß das Metall bestrebt ist, sich zu verfestigen, wenn die Temperatur absinkt. Bei der normalen Temperatur bispielsweise, bei der Blei gegossen wird, besteht die Tendenz, daß an den Flächen, die dem heißen Metall ausgesetzt sind, Oxyde oder andere Niederschläge gebildet werden, die die Funktionsfähigkeit von Steuerventilen beeinträchtigen können.Device for controlling the outflow of flowable substances with high temperature, especially molten metal ******************************************* ****** The invention relates to a device and a valve for controlling the Discharge of flowable substances at high temperature, and is in particular, but not exclusively applicable to an apparatus for pouring molten material Metal, for example lead, in casting molds. The high temperatures that soichen Devices in place give rise to significant problems, which are exacerbated be that the metal will tend to solidify when the temperature drops. At the normal temperature, for example, at which lead is poured, the There is a tendency for oxides or others to appear on the surfaces exposed to the hot metal Precipitates are formed, which impair the functionality of control valves can.

und um zu gewährleisten, daß das Metall die richtige Temperatur hat, ist es pormalerweise notwendig, zusätzliche Heizvorrichtungen, insbesondere im Bereich des Steuerventile vorsusehen.and to ensure that the metal is at the correct temperature, it is usually necessary to have additional heating devices, especially in the area of the control valve.

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung oder ein Ventil sur Steuerung des Ausflusses von fließfäbigen Stoffen, insbesondere geschmolzenem Metall, bei erhöhter Temperatur zu schaffen, die die biaher auftretenden Probleme überwindet oder zumindest verringert.It is an object of the present invention to provide an improved device or a valve to control the outflow of fluent substances, in particular molten metal, at an elevated temperature to create that which occurs sooner Overcomes or at least reduces problems.

Nach einem Vorochlag sastcht die Erfindung aus einer Vorrichtung zur Abgabe von geschmalzenem Metall, beispielsweise Blei, die gekennzeichnet ist durch einen Rehälter mit einer Metzeinrichtung, die das Metall auf eine erste Temperatur erhitzt, einem Ventil nahe dem unteren Teil des Behälters, das mit einer ausflußöffnung verbunden ist, und einer weiteren Heizeinrichtung nahe des Ventils oder der Ausflußöffnung zur Erhöhung der Temperatur des Metalls auf eine erhöhte, zu Gießen geeignete Temperatur.After a Vorochlag the invention sastcht from a device for Release of molten metal, for example lead, which is indicated by a deer with a butcher device, which the metal on a first temperature heated, a valve near the lower part of the container that is connected to an outflow opening, and a further heating device close of the valve or the outlet opening to increase the temperature of the metal an elevated temperature suitable for pouring.

Ein besonderer Vorteil dieser Konstruktion besteht darin, daß das Metall in dem erhitzten Behälter, obgleich es geschmolzen und normalerweise der Atmosphäre ausgesetzt ist, eine Temperatur aufweist, die wesentlich unter der notwendigen endgültigen Gießtemperatur liegt, wodurch es weniger chemischen Einflüssen und Oxydation ausgesetzt ist, Die zusätzliche Heizeinrichtung ist vorzugsweise stromabwärts des Ventils angeordnet, sodaß des Metall, das mit dem Ventil in Berührung ist und eine Temperatur unterhalb der endgültigen Gießtemperatur aufweist, weniger bestrebt ist, eine Oxydation oder andere Niederschläge an dem Ventil zu verursachen, die ein ernstes Problem sind und normalerweise die Lebensdauer bagrenzen.A particular advantage of this construction is that the Metal in the heated container, although it is melted and usually that Atmosphere is exposed to a temperature which is substantially below the necessary final casting temperature, which makes it less chemical and oxidative is exposed, the additional heating device is preferably downstream of the Valve arranged so that the metal that is in contact with the valve and a Temperature below the final casting temperature, is less anxious to to cause oxidation or other deposits on the valve, which would cause serious Problem and usually limit the service life.

Bei einer Ausführung der Erfindung ist das Ventil selbat zumindest teilweise oder auch vollständig im Behälter so angeordnet, daß es der relstiv niedrigen ersten Temperstur des Metalls in dem Behälter ausgesetzt ist, und die weitere zusätzliche Heizeinrichtung ist zweckmäßigerweise zumindest teilweise zwischen dem Ventil und der Ausflußöffnung oder -schnauze vorgesehen.In one embodiment of the invention, the valve is at least the same partially or completely arranged in the container so that it is relatively low The first temperature of the metal in the container is exposed, and the further additional one The heating device is expediently at least partially between the valve and the discharge opening or spout is provided.

Die Erfindung betrifft auch ein Ventil zur Steuerung des Ausflusses von fließfäfigen Stoffen, beispieleweise geschmolzenem Metall. aus einem erhitzten Behälter, das gekennzeichnet ist durch eine Ventilbetätigung innerhalb das Bchälters, der mit einem Ventilkörper nahe dem unteren Ende des Behältere vesbunden ist, wobei die Ventilbetätigung in einer Führung angeordnet ist, die ständig in den fließfähigen Stoff in Behälter untergetaucht ist.The invention also relates to a valve for controlling the outflow of flowable substances, for example molten metal. from a heated Container, which is characterized by a valve actuation inside the container, the one with a valve body near the bottom of the container connected is, wherein the valve actuator is arranged in a guide that is constantly in the flowable substance is submerged in containers.

Vorsugsweise ist die Ventilbetätigung such in einer oberen Führung oberhalb des Spiegel des fließfähigen Stoffes ii Behälter geführt. Da die untere Führung ständig untergetaucht ist und die obere rührung ständig oberhalb des Flüssigkeitsspiegele liegt, ist keine der beiden Führungen der Gefchr ausgesetzt, durch Oxyde oder andere Niederschläge in der gleichen Weise besinträchtigt zu werden, wie eine Führungsfläche, die zbwechselnd untergetsucht und ausgetaucht ist.As a precaution, the valve actuation is located in an upper guide guided above the level of the flowable substance ii container. Since the lower Leadership is constantly submerged and the upper stirring is constantly above the liquid level is, neither of the two guides is exposed to the vessel, through oxides or others To be affected by precipitation in the same way as a guide surface, which is alternately submerged and submerged.

Wenn die Ventilbetätigung teilweise in dem Behälterinhalt eingetsucht ist. wird sie vorzugsweise durch eine umgehende starre Wand oder dergleichen geschützt, un die mechanischen Beanspruchungen zu verringern, die entstehen, wenn die Vorrichtung geschlossen wird und das Metall im Behälter sich verfestigt und schrumpft.When the valve actuation is partially immersed in the contents of the container is. it is preferably protected by a surrounding rigid wall or the like, and to reduce the mechanical stresses that arise when the device is closed and the metal in the container solidifies and shrinks.

Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Ventil zur Steuerung des Ausflusses von geschmolzenem Metall, das erfindungsgemäß einen Ventilkörper aufweist, der in im wesentlichen senkrechter Richtung bewegbar ist und seitlich in wenigstens einer Führung gelagert ist, die bei Gebrauch ständig in deu geschmolzenen Metall untergetaucht ist.The invention also relates to a valve for controlling the outflow of molten metal which, according to the invention, has a valve body which is shown in is movable in a substantially perpendicular direction and laterally in at least one Guide is stored, which is constantly submerged in eng molten metal when in use is.

Vorzugeweise wird der Ventilkörper von zwei in eine. senkrechten Abstand voneinander befindlichen Führungen geführt, von denen die eine untergetaucht und die andere oberhalb des Spiegels des Metalls angeordnet ist, wobei ein Überlauf etwa in der Mitte zwischen den beiden Führungen vorgesehen ist.The valve body is preferably of two into one. vertical distance guided from each other, one of which is submerged and the other is located above the level of the metal, with an overflow is provided approximately in the middle between the two guides.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden 1. Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigt: Fig. 1 einen Schnitt durch einen Teil eines Schmelztiegels zum Gießen von Biei mit einem Ausflußsteurventil in der Wand des Behälters im Schnitt, Fig. 2 einen Schnitt durch eine andere Ausbildung eines Steuerventils für geschmolzenes Blei, das außerhalb des Schmelztiegels angeordnet ist, in achematischer Darstellung, und Fig. 3 eine vereinfachte Seitenansicht eines Teils einer Bleigießmaschine mit einem Ausfluß-Steuerventil der in Fig. 2 gezeigten Art in verkleinertem Meßstab.Two embodiments of the invention are 1. Following under Described with reference to the drawings. It shows: FIG. 1 a section through part of a crucible for pouring Biei with a discharge control valve in the wall of the container in section, Fig. 2 is a section through another embodiment a molten lead control valve located outside the crucible is, in a schematic representation, and FIG. 3 is a simplified side view of a Part of a lead casting machine with an outflow control valve of the type shown in FIG Art in a reduced measuring stick.

Bei dem ersten, in Fig, 1 dargestelkten Ausführungsbeispiel wird die Erfindung en einer Vorrichtung zum Gießen von geschmolzenem Blei in gesteuerter Menge in eine Form angewandt.In the first embodiment shown in FIG. 1, the Invention of a device for pouring molten lead in a controlled manner Amount applied into a mold.

Die Vorrichtung bestcht aus einem im wesentlichen rechteckigen Schmelztiegel 10 mit einer oberen Öffnung und einer inneren elaktrischen Heizvorrichtung 11, die dazu bestimmt ist, das Blei in dem Tiegel nut eine erste niedrige Temperatur, beispielsweise 350°C, zu erwärmen. Ein Ausfluß-Steuerventil ist in einem metallischen Ventilblock 12 angeordnet, der sich zu. Teil ia den Schmelztiegel am unteren Ende besselben erstreckt, wobei der Ausflußkanal 13 des Ventils horizontal durch den Block 12 verläuft und in einer Ausflußschnauze 14 endet, die etwas oberbalb des Ventilsitzes 15 liegt. Der Teil des Blockes 12 zwischen dem Ventilsitz 13 und der Schnauze 14 enthält zwei elcktrische Widerstandsbeizelemente 16, die dazu bestimmt sind, die Temperatur des Geschmolzenen Bleie im Ausflußkanal 13 auf die höhere Gießtemperatur von etwa 500°C zu erhöhen.The device consists of a substantially rectangular crucible 10 with a top opening and an internal electrical heater 11 which is intended to keep the lead in the crucible only at a first low temperature, for example 350 ° C, to be heated. An outflow control valve is in a metal valve block 12 arranged, which is to. Part of the crucible is the same at the lower end extends, the outflow channel 13 of the valve running horizontally through the block 12 and ends in a discharge spout 14 which is located somewhat above the valve seat 15. The portion of the block 12 between the valve seat 13 and the spout 14 contains two Electrical resistance pickling elements 16, which are intended to reduce the temperature of the Melted leads in the outflow channel 13 to the higher casting temperature of about 500 ° C to increase.

Das Ventil enthält eine senkrecht bewegliche Ventilspindel 20 mit einem konischen unteren Ende 21, das mit dem Ventilsitz 15 zusammenwirkt. Das obere Ende der Spindel 20 erstreckt sich senkrecht durch das Metall in dem Schmelztiegel bis über den normalen Flüssigkeitsspiegel des geschmolzenen Metalle durch eine Führung 23, die am oberen Teil des Tiegels oberhalb des Flüssigkeitsspiegels angeordnet ist0 Dieses obere Ende der Spindel ist mit einem pneumatischen Arbeitszylinder 25 durch einen Überwurfmutter 26 verbunden. Das untere Teil d-r Spindel 20 ist in einer ständig in dem geschmolzenon Metall eingetauchten Führung 27 oberhalb des Ventllsitzes 15 geführt.The valve contains a vertically movable valve spindle 20 with a conical lower end 21 which cooperates with the valve seat 15. The top End of the spindle 20 extends perpendicularly through the metal in the crucible up above the normal liquid level of the molten metal through a guide 23, which are arranged on the upper part of the crucible above the liquid level ist0 This upper end of the spindle is connected to a pneumatic working cylinder 25 connected by a union nut 26. The lower part of the spindle 20 is in one constantly immersed in the molten metal guide 27 above the valve seat 15 led.

Die Sptndel 20 ist innerhalb des Schmelztiegels 10 eng von einer starren Wand 28 umgeben, die mit der Wand des Schmelztiegels verbunden ist und an ihrem unteren Ende eine Öffnung aufweist. Die Wand 28 schützt somit die Spindel vor Verformungen, die durch das Zusammenziehen des Metalls im Schmelztiegel während des Abkühlens desselben nach dem Abschließen des Ausflusses eintreten könnten.The spindle 20 is narrow of a rigid within the crucible 10 Surrounding wall 28, which is connected to the wall of the crucible and on her the lower end has an opening. The wall 28 thus protects the spindle from deformation, caused by the contraction of the metal in the crucible during cooling the same could occur after completing the discharge.

Wenn die Vorrichtung in Betrieb ist, erhitzen die Heizelemente 11 im Schmelztiegel das Blei auf 350°C und der Ventilblock 12 und die Ventilspindel 20 sind ständig in dem Blei eingetaucht und daher auf der gleichen Temperatur. Der Ausflußkanal 13 ist ständig mit geschmolzenem Metall gefüllt (nachdem der erste Gießvorgang stattgefunden hat), da dieser Kanal unterhalb der Schnauze 14 liegt. Die Temperatur des geschmolzenen Metalls in dem Kanal 13 wird durch die zweite elektrische Heizeinrichtung 16 auf etwa 50000 erhöht, wobei zu bemerken ist, daß während dieses zweiten Erhitzens das Metall der Atmosphäre nicht ausgesetzt ist. Die Führung 23 am oberen Ende der Ventilspindel liegt ständig in der Luft und die Führung 27 au unteren Ende unmittelbar oberhalb der Ventilkammer ist ständig eingstaucht, wodurch die Tendenz, daß sich Oxyde oder Ablagerungen an der Oberfläche der Führungen oder der Ventil-Spindel bilden. verringert ist.When the device is in operation, the heating elements 11 heat up in the crucible the lead to 350 ° C and the valve block 12 and the valve spindle 20 are constantly immersed in the lead and therefore at the same temperature. Of the Outflow channel 13 is constantly filled with molten metal (after the first Casting process has taken place), since this channel is below the nozzle 14. The temperature of the molten metal in the channel 13 is determined by the second electrical Heater 16 increased to about 50,000, it being noted that during this second heating the metal is not exposed to the atmosphere. The tour 23 at the upper end of the valve spindle is constantly in the air and the guide 27 is on top lower end is immediately above the valve chamber constantly submerged, creating a tendency for oxides or deposits to form on the surface of the guides or form the valve stem. is decreased.

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Fig.2 ist dt. Erfindung bei einem Ventil zur Steuerung von geschmolzenem Blei angewandt, bei welchem eine Ventilspindel 30 vertikal beweglich in einer Bohrung 31 eines Ventilgehäuses 32 verschiebbar ist. wobei die Spindel durch zwei in einem Abstand vonsinender befindliche Führungen 33 und 34 in den Gehäuse geführt ist. die beide oberhalb einer Eintrittsöffnung 33 für das geschmolzene Blei liegen. Die Ventilflächen werden durch das sich vejüngende untere Ende 36 der Ventilspindel 30 und den zugehörigen Ventilsitz 37 am unteren Ende des Gehäuses gebildet. Das geschmolzene Blei wird der Eintrittsöffnung 33 durch einen schrägen Zuflußkanel 38 zugeführt, der mit dem Schmelztiegel in Verbindung steht, und das von dem Ventil durchgelassane Blei gelangt durch einen waagrechten Ausflußkanal 40 zu einer Gießschneuse 41. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine Überströmöffnung 42 im Ventilgehäuse 32 zwischen den beiden Führungen 33 und 34 vorgesehen und die Anordnung ist derart, daß geschmolzenes Hlei mit sehr geringer Geschwindigkeit über die untere Führung 33 entweichen und durch den Überströmkanal 42 austreten kann, wodurch die Ventilspindel 30 bis zu einer Höhe 43 von geschmolzenem Metall umgeben ist.In the second exemplary embodiment according to FIG. 2, this is the invention applied to a valve for controlling molten lead, in which a Valve spindle 30 can be moved vertically in a bore 31 of a valve housing 32 is movable. the spindle being separated by two spaced apart Guides 33 and 34 is guided into the housing. both above an inlet opening 33 lie for the melted lead. The valve surfaces are tapered by the lower end 36 of the valve spindle 30 and the associated valve seat 37 at the lower Formed end of the housing. The molten lead is the inlet port 33 through an inclined inflow channel 38 which is in communication with the crucible and the lead let through by the valve passes through a horizontal one Outflow channel 40 to a pouring sluice 41. In this embodiment, a Overflow opening 42 in valve housing 32 between the two guides 33 and 34 provided and the arrangement is such that molten material with very little Speed escape via the lower guide 33 and through the overflow channel 42 can escape, causing the valve stem 30 to a level 43 of molten Metal is surrounded.

Bei den hohen Arbeitstemperaturen, die auftreten, wird der Sauerstoff in dem Teil des Ventilgehäuses oberhalb des Flüssigkeitsspiegels 43 sehr schnell verbraucht und un die Oxydetion der Ventilspindel oberhalb der oberen Führung 34 zu verringern, kann in diesem Bereich eine reduzierande Atmosphäre aufrechterhalten werden, beispielsweise mit Hilfe einer kleinon Gasflamme. Die untere Führung 33 und der dieser benschbarte Teil der Ventilspindel ist wie bei dem verbesgchenden Beispiel ständig untergetaucht.At the high working temperatures that occur, the oxygen in the part of the valve housing above the liquid level 43 very quickly consumed and un the oxidation of the valve spindle above the upper guide 34 reducing can maintain a reducing atmosphere in this area , for example with the help of a kleinon gas flame. The lower guide 33 and the part of the valve stem that is notched is the same as that of the joint example constantly submerged.

Ein Austauchen der unteren Führung aus dem geschmolzenen Blei könnte natürlich dann eintreten, wenn der Metallspiegel in dem Tiegel unterhalb eines bestimmten unteren Grenzwertes fällt oder wenn der Tiegel leer ist. In solchen Fällen könnta die untere Führung zeitweise trocken werden. Im normalen Betrieb ist als jedoch ständig untergetaucht.The molten lead could cause the lower guide to emerge naturally occur when the metal level in the crucible is below a certain level lower limit value falls or when the crucible is empty. In such cases the lower guide will temporarily dry out. In normal operation, however, is constantly submerged.

Die Gießmeschine gemäß Fig. 3 ist insbesondere zum Gießen von Platten für Beliskumulstoren bestimmt. Die Maschine weist einen Rahmen 50 auf, der einen Schmelztiegel 51 trägt, welcher ein Ausflußventil 52 der in Fig. 2 gezeigten Art aufweist. Das geschmolzene Blei aus dem Schmelztiegel wird durch die Schwerkraft in gesteuerter Menge und mit geringer Neigung au- Spritzen direkt in eine Gießform 53 gegosen. Das Ventil wird im der gleichen Weise wie bei der Ausführung gemäß Fig.1 pneumatisch betätigt und durch eine Zeituhr automatisch gesteuert, um eine vorbestimmte Menge an Blei in jede Form zu gießen, webei der Ventilhub durch eine Eistellvorrichtung ähmlich wie dei Überwurfmutter 26 von Fig. 1 einstellbar ist, wenn die Spindel angehoben ist.The casting machine according to FIG. 3 is in particular for casting panels intended for beliskum blinds. The machine has a frame 50, the one Crucible 51 carrying an outflow valve 52 of the type shown in Fig. 2 having. The melted lead from the crucible is released by gravity In a controlled amount and with little inclination, spray directly into a casting mold 53 cast. The valve is in the same way as in the embodiment according to Fig.1 pneumatically operated and controlled automatically by a timer to a predetermined one Pour amount of lead into each mold, weaving the valve lift through a setting device like how the union nut 26 of Fig. 1 is adjustable when the spindle is raised is.

- P a t e n t a n s p r ü c h e - - P a t e n t a n s p r ü c h e -

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h t 1. Valve to control the outflow of flowable substances with high temperature, especially of molten metal, g e k o n s e 1 c h n e t by a valve body (20, 30), which in a substantially movable in the vertical direction and mounted laterally in at least one guide (27, 33) which is constantly submerged in the hot substance, e.g. molten metal, during use is.

2. Valve according to claim 1, characterized in that the valve body (20,30) in two guides arranged at a perpendicular distance from one another (23.27; 33.34), one of which (27.33) is undergrowth and the other (23,24) is arranged above the liquid level.

3. Valve according to claim 1 or 2, characterized in that above the submerged guide (33) an Uborlauf (42) is arranged.

4. Valve to control the outflow of molten metal from a heated container, which does not indicate that one valve actuation (20,30) is arranged inside the container (10) and has a valve (15,21; 36,37) cooperates near the lower end of the container, the lower part of which is actuated by the valve (20,30) is arranged in a submerged guide (27,33).

5. Valve according to claim 4, characterized in that the valve actuation (20) partly submerged in the liquid in the container (10), but by some the surrounding wall (28) or shield is protected.

6. Valve according to claim 4 or 3, characterized in that the Valve actuation (20) also in an upper guide (23) above the liquid level (22) is stored in the Behäl gate (10).

7. Device for dispensing molten metal, for example Lead. characterized by a container (10) with a first heating device (11), which heats the metal to a first temperature, near a valve (13, 21) the lower end of the container (10), which is connected to an outflow opening (14) is, and a second heating device (16) near the valve (13.21) or the outflow opening (14) to raise the temperature of the metal to the actual casting temperature.

8. Valve according to claim 7, characterized in that the second Heating device (16) at least partially between the valve (15, 21) and the outflow opening (14) is arranged.

9. Apparatus according to claim 7 or 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the valve (15, 21) is at least partially arranged in the container (10) is.

10. Device according to one of claims 7 to 9, characterized in that that the valve has a valve body (20) which is permanently submerged in a Guide (27) is mounted.

L e r s e i t e