DE19541093A1

DE19541093A1 - Pumpvorrichtung für einen Schmelzofen zum Fördern von flüssigen Metallegierungen

Info

Publication number: DE19541093A1
Application number: DE1995141093
Authority: DE
Inventors: Michael Heider
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-11-03
Filing date: 1995-11-03
Publication date: 1997-05-07

Description

Die Erfindung betrifft eine Pumpvorrichtung für einen Schmelzofen zum Fördern von flüssigen Metallegierungen bestehend aus einem Rohr mit unterem Ansaug- und oberem Auslaufstutzen, in dem eine auf einer Wel le befestigte Schnecke gelagert ist, die zur Förderung der Metall schmelze mittels eines mit der Welle verbundenen Motors antreibbar ist.

Die vorbeschriebene Pumpvorrichtung findet ihre Verwendung in Schmelzöfen, und hier insbesondere in Doppelkammer-Tiegeln. Diese Doppelkammer-Tiegel bestehen aus zwei nebeneinanderliegenden Kammern, die von einer Ofenwand umgeben werden. Derartige Doppelkammer-Tiegel werden vorzugsweise in Druckgußbetrieben eingesetzt. Die Unterteilung des Tiegels in zwei Kammern ist dazu bestimmt, daß in der einen Tie gelkammer die Legierungsbarren zum Erschmelzen gegeben werden, bis die Schmelze etwa eine Temperatur von 420°C aufweist. Die Schmelze wird dann mittels der vorbeschriebenen Pumpvorrichtung aus diesem Schmelztiegel in die benachbart gelegene zweite Schmelztiegelkammer gepumpt, dem sogenannten Maschinen-Tiegel, in dem das flüssige Metall auf gleicher Füllstandsmenge und gleichem Temperaturniveau gehalten wird. Dies hat den Vorteil, daß die zu verarbeitende Schmelze immer eine gleichbleibende Qualität aufweist. Die Steuerung der Pumpvor richtung zur Einhaltung des Füllstandsniveaus übernimmt ein Niveau steuergerät, welches die Impulse durch Graphitelektroden in der Schmelze erhält, so daß die Pumpe immer dann fördert, wenn das Niveau in dem Maschinentiegel fällt.

Eine derartige aus dem Stand der Technik bekannte Pumpvorrichtung weist den Nachteil auf, daß derartige Pumpvorrichtungen einem extre men Verschleiß unterliegen, da sie in einem heißen Medium betrieben werden. Der Verschleiß betrifft insbesondere die Lagerung der Welle, auf der die zur Pumpförderung bestimmte Schnecke befestigt ist. Die Lagerung bei den nach dem Stand der Technik bekannten Pumpvorrichtun gen erfolgt jeweils über den Rohrstrang, wobei am unteren stirnseiti gen Ende ein Graphit-Lager angeordnet ist. Dieses Graphit-Lager er weist sich als sehr verschleißanfällig, so daß die Pumpvorrichtung entsprechend des auftretenden Verschleißes sehr häufig auszuwechseln ist.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung vor dem aufgezeigten Stand der Technik, eine Pumpvorrichtung für einen Schmelzofen derart weiterzu entwickeln, daß deren Verschleißanfälligkeit wesentlich herabgesetzt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Welle am oberen Ende des Rohres gelagert ist. Dadurch, daß die Lagerung aus dem kritischen Bereich herausgenommen worden ist, ist erreicht wor den, daß die erfindungsgemäße Pumpvorrichtung wesentlich höhere Standzeiten aufweist. Hierzu ist am stirnseitigen oberen Ende des Rohres eine die Lager aufnehmende Rohrhülse angeflanscht. Infolge dieser Ausbildung der oberen ausschließlichen Doppellagerung wird er reicht, daß die Weile zentrisch im Rohr haltend gelagert ist, wobei eine hinreichende Abstützung durch die Doppellagerung am Rohrende gewährleistet ist. Hierzu sind die Lager jeweils endseitig in an der Rohrhülse eingeformten Lagertaschen angeordnet. Zum Antrieb der Welle ist auf der Rohrhülse der Motor aufgesetzt oder aufgeflanscht. Auf grund dieser stockwerksartigen Ausbildung ergibt sich eine stangenar tige Pumpe, die mit ihrem freien Ende in das Bad der Schmelze einge taucht werden kann.

Der untere Ansaugstutzen der rohrförmigen Pumpe ist durch die untere stirnseitige Rohröffnung selbst gebildet. Hierdurch wird in zweckmä ßiger Weise erreicht, daß ein hinreichender Ansaugquerschnitt für die Schmelze gegeben ist, wobei sich der statische Druck in der Tiegel kammer begünstigend für eine Steigung in dem Rohr auswirkt. Die in dem Rohr angeordnete Schnecke hat dann lediglich noch eine gewisse Strömungsbeschleunigung auszuführen.

Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist oberhalb des seitlich angeordneten Auslaufstutzens eine zweite Schnecke auf der Welle befestigt, die mit entgegengesetzter Steigung der Förderrichtung der im unteren Bereich angeordneten Schnecke ent gegenwirkt. Der oberhalb des Flüssigkeitsspiegels angeordnete Aus laufstutzen kann hierbei beispielsweise mittels einer zusätzlichen Wärmeeinrichtung beheizt werden, so daß das flüssige Metall nicht während der Förderung erstarrt. Die oberhalb dieses Auslaufstutzens angeordnete Schnecke hat die Aufgabe, dem durch die untere Schnecke erzeugten Förderstrom entgegenzuwirken, so daß es aufgrund der hohen Drehzahl zu keiner Überschreitung des Flüssigkeitsstandes der Schmelzflüssigkeit in dem Rohrstrang kommen kann, so daß die oberhalb liegende Lagerung durch die Schmelze nicht in Mitleidenschaft gezogen wird. Die obere Schnecke wirkt dem geförderten Strom entgegen und drückt somit in Verbindung mit der unteren fördernden Schnecke die Schmelzflüssigkeit aus dem Auslaufstutzen.

Nach einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung hält ein freikra gender Träger, der an der Ofenwand des Schmelzofens befestigt ist, das rohrförmige Pumpengehäuse in der Senkrechtstellung. Dieser frei kragende Träger ist deshalb von Vorteil, da er den Zugangsbereich der Tiegelkammeröffnung nicht versperrt, so daß entweder eine flächendek kende Abdeckung darübergeschoben werden kann, bzw. auch, daß einfach nachzufüllende Legierungsbarren in den Tiegel eingeführt werden kön nen. Der Träger wirkt daher im Öffnungsquerschnitt des Tiegels nicht störend. In Weiterbildung des Trägers ist an diesem eine U-förmige Halterung zur Aufnahme des Rohres angeordnet. Der U-förmige Halter umgreift den Rohrumfang, so daß an dem Halter der obere Rohrflansch befestigt werden kann. Eine U-förmige Halterung ermöglicht das schnelle Wechseln der Pumpvorrichtung, wobei u. a. die Rohrhülse, die auf dem U-förmigen Halter liegt, gewechselt werden kann, ohne daß das Pumprohr aus der Schmelze herausgenommen werden muß.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der nachstehenden Fig. 1 und 2 näher erläutert, dabei zeigen:

Fig. 1 Eine geschnittene Seitenansicht der Pumpvorrichtung in einem Schmelzofen;

Fig. 2 Eine Draufsicht gemäß der Darstellung in Fig. 1 ohne Pumpvorrichtung.

Die Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Pumpvorrichtung 1 in der Sei tenansicht, wobei die Pumpvorrichtung 1 mit ihrem unteren Teil in einen Schmelzofen 2 ragt. Bei dem Schmelzofen 2 handelt es sich um einen Doppelkammer-Tiegel 3, in dem auf unterschiedlichen Niveaus 4.1 und 4.2 die Schmelze 5 bevorratet wird. Dabei ragt die Pumpvorrich tung 1 in die rechte Kammer 6 des Doppelkammer-Tiegels 3. Diese Kam mer 6 ist dazu bestimmt, nicht näher dargestellte Metallbarren zu er schmelzen, wobei nach Erschmelzen die Schmelze 5 mittels der Pumpvor richtung 1 dann in die benachbarte Kammer 7 gefördert wird. Diese Kammer 7 ist zur Vorhaltung der flüssigen Metallschmelze für den Guß druckbetrieb bestimmt. Um eine Schmelze 5 gleicher Qualität zur wei teren Bearbeitung im Druckgießbetrieb zu erhalten, wird das Niveau 4.2 der Kammer 7 auf einem festen Bereich gehalten, was entsprechend durch die Pumpvorrichtung 1 erfolgt. Zur Niveauregulierung, insbeson dere des Niveaus 4.2 in der Kammer 7, ist ein nicht näher dargestell tes Niveausteuergerät an der Vorrichtung vorhanden, welches infolge von Impulsen entsprechender in der Schmelze 5 angeordneter Graphit- Elektroden angesteuert wird, um auf diese Weise die Pumpvorrichtung 1 in Betrieb zu setzen.

Die Pumpvorrichtung 1 besteht dabei aus einem Rohr 8 mit einem unte ren Ansaugstutzen 9 und einem oberen Auslaufstutzen 10. Der obere Auslaufstutzen 10 ist seitlich in der Wandung des Rohres 8 ange bracht, wobei, hier nicht näher dargestellt, der Auslaufstutzen 10 auch mit einer elektrischen Heizung ummantelt sein kann, um die ge förderte Schmelze 5 vor Erstarren zu schützen.

In dem Rohr 8 ist eine Welle 11 gelagert, auf der am unteren Ende eine Schnecke 12 formschlüssig befestigt ist. Mit der Welle 11 ver bunden ist ein Motor 13, der zum Antrieb der Schnecke 12 dient. Dabei ist erfindungsgemäß die Welle 11 nur am oberen Ende des Rohres 8 ge lagert. Hierzu ist am stirnseitigen oberen Ende des Rohres 8 eine die Lager 14.1 und 14.2 aufnehmende Rohrhülse 15 angeflanscht.

Wie aus der geschnittenen Seitenansicht der Fig. 1 zu erkennen, sind die Lager 14.1 und 14.2 jeweils endseitig in an der Rohrhülse 15 ein geformten Lagertaschen 16 und 17 angeordnet. Auf der Rohrhülse 15 ist der Motor 13 zum Antrieb der Welle 11 aufgesetzt. Wie bereits oben schon näher erläutert, ist der untere Ansaugstutzen 9 durch die unte re stirnseitige Rohröffnung 18 selbst gebildet.

Wie zu erkennen, ist oberhalb des seitlich angeordneten Auslaufstut zens 10 eine zweite Schnecke 19 auf der Welle 11 befestigt, die mit einer entgegengesetzten Steigung 20 der Förderrichtung der im unteren Bereich angeordneten Schnecke 12 entgegenwirkt. Aufgrund dieser ge genüberliegend angeordneten Schnecken 12 und 19 mit gegenläufigen Steigungen wird erreicht, daß der angesaugte Schmelzstrom zwischen diesem Bereich der beiden Schnecken 12 und 19 quasi verdichtet wird und somit aus dem Auslaufstutzen 10 herausgedrückt wird.

Nach einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung hält ein freikragender Träger 21, der an der Ofenwand 22 des Schmelzofens 2 befestigt ist, das rohrförmige Pumpengehäuse in der Senkrechtstel lung. Wie insbesondere aus der Fig. 2 zu erkennen, ist an dem Träger 21 eine U-förmige Halterung 23 zur Aufnahme des Rohres 8 angeordnet. Diese Ausbildung des Trägers 21 bringt die Vorteile mit sich, daß ne ben einer leichten Auswechselbarkeit der Pumpvorrichtung 1 auch der Öffnungsquerschnitt des Schmelzofens weitgehend zugänglich bleibt, so daß entweder eine nicht näher dargestellte Abdeckung auf die freien Flächen geschoben werden kann bzw. auch ein hinreichender Querschnitt vorhanden ist, um entsprechende Metallbarren der Kammer 6 zuzuführen.

Claims

1. Pumpvorrichtung für einen Schmelzofen zum Fördern von flüs sigen Metallegierungen bestehend aus einem Rohr mit unterem Ansaug- und oberem Auslaufstutzen, in dem eine auf einer Welle befestigte Schnecke gelagert ist, die zur Förderung der Metallschmelze mittels eines mit der Welle verbundenen Motors antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (11) am oberen Ende des Rohres (8) gelagert ist.

2. Pumpvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am stirnseitigen oberen Ende des Rohres (8) eine die Lager (14.1) und (14.2) aufnehmende Rohrhülse (15) ange flanscht ist.

3. Pumpvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lager (14.1) und (14.2) jeweils endseitig in an der Rohrhülse (15) eingeformten Lagertaschen (16) und (17) an geordnet sind.

4. Pumpvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Rohrhülse (15) der Motor (13) zum Antrieb der Welle (11) aufgesetzt ist.

5. Pumpvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Ansaugstutzen (9) durch die untere stirnsei tige Rohröffnung (18) selbst gebildet ist.

6. Pumpvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des seitlich angeordneten Auslaufstutzens (10) eine zweite Schnecke (19) auf der Welle (11) befestigt ist, die mit entgegengesetzter Steigung der Förderrichtung der im unteren Bereich angeordneten Schnecke (12) entgegen wirkt.

7. Pumpvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein freikra gender Träger (21), der an der Ofenwand des Schmelzofens (2) befestigt ist, das rohrförmige Pumpgehäuse in der Senk rechtstellung hält.

8. Pumpvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Träger (21) eine U-förmige Halterung (23) zur Aufnahme des Rohres (8) angeordnet ist.