DE2022989C3

DE2022989C3 - Vorrichtung zum Dosieren von geschmolzenem Metall

Info

Publication number: DE2022989C3
Application number: DE19702022989
Authority: DE
Inventors: Siegfried 6200 Wiesbaden Rohmann
Original assignee: Westofen GmbH
Current assignee: Westofen GmbH
Priority date: 1970-05-12
Filing date: 1970-05-12
Publication date: 1974-04-04
Also published as: NL161386C; BE766997A; DE2022989A1; NL161386B; SE367331B; DK129220C; AT320305B; CH538100A; FR2088518B1; DK129220B; NL7106477A; DE2022989B2; FR2088518A1

Description

bei fortschreitender Entleerung des Ofens Augenblick, während dem im Gefäß der von der ausgestattet, doch hat die Erfahrung gezeigt, daß Höhe des Schmelzspiegels abhängige DmCkP₁ vorSchwimmer zum Überwachen des Badspiegels nicht handen und ein Kurzschlußimpuls auf die Schützenbesonders geeignet sind, da sich Oxidt ansetzen, die steuerung 7 abgegeben wird. Durch den Kurzschlußhald zu Meßuneinigkeiten führen, was häufige In- 5 impuls wird ein Ventil 12 zwischen dem Gefäß und tandsetzungsarbeiten am Schwim-ner notwendig der Meßkammer I des Differenzdrucktransmitters 10 ;~:_cbt geschlossen. Jetzt befindet sich in der Meßkammer 1

In der Zeitschrift »Gießereitechnik«, 11 (1965), der DmCkP₁ eingeschlossen. Das Drucklufteinlaß-Heft 7 S. 203 bis 206, sind vorwiegend allgemeine ventil 8 bleibt weiterhin offen, so da3 sich im Gefäß Hinweise über die Einflüsse auf die Dosiergenauig- 10 und in der Meßkammer II des Differenzdrucktranskeit gegeben. Ferner ist ausgesagt, daß durch Einfüh- mitters 10 sowie in einem Transmitter 14 der Druck Ing eines unabhängigen Zeitparameters für alle P = P₁ + P₂ ausbilden kann. Da mit den Elektroden Funktionen sich diese Funktionen von einer einzigen 11 ein Zeitrelais verbunden ist, entfließt nun dem Schaltröhre aus steuern lassen. Genaue Angaben Abgaberohr 5 die genau dosierte Menge der über bestimmte nacheinander ablaufende Meß- und 15 Schmelze. In einem Grenzwertschalter 13 ist der ge-Schaltvoreänge zur Erzielung einer genauen Dosie- wählte Druck P₂ eingestellt Sobald nun durch einen rung snufüieser Druckschrift nicht zu entnehmen. auch Mischteil genannten Vergleichswertgeber 15

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu- dem Grenzwertschalter 13 durch einen Stromimpuls erunde für Dosiergefäße mit einem Zeitrelais zum das Erreichen des Druckes P₂ gemeldet wird, ^scJj^ueB* Einstellen rfer Zeitspanne für den Gießvorgang, der so das Drucklufteinlaßventil 8. Nach Ablauf der durch unter Zufuhr von Fördergas abläuft, bei einfachem das Zeitrelais gemessenen Gießzeit werden das bnt-Aufbau eir.e Dosiergenauigfceit von ±3°/o des Soll- lüftungsventil 9 sowie das Ventil 12 geöffnet. Damit _eeWichtes des auszutragenden Metalls zu erreichen. wird schlagartig der Ausfluß der Metallschmelze aus Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfhv der öffnung des Abgaberohres 5 unterbunden und dung im wesentlichen vorgeschlagen, daß der Druck- i$ der Gießvorgang abgeschlossen,
raum des Gefäßes mit einem den vorgegebenen For- Als besonders wesentlich gilt im vorstehend ge-

derdruck inabhängig vom Badspiegel registrierenden schilderten Mechanismus das Wirken des Vergleicüs-Differen/dnickmesser und mit einem den Gefäßdruck wertgebers 15, der die Stromimpulse aus dem Dirtemessenden Transmitter pneumatisch verbunden ist, renzdmcktransmitter 10 und aus dem Transmitter 14 die beide elektrisch mit einem Vergleichswertg^bcr 30 mischt Wenn nach Vorlage des Druckes P₁ das Veneekoppelt sind, der seinerseits elektrisch mit einem til 12 geschlossen ist, befindet sich in der Meßkamdas Dru. kgaszuführungsventU steuernden Grenzwert- mer I der DmCkP₁ eingeschlossen. Wenn sich im schalter in Verbindung steht Auf diese Weise ergibt Verlaufe des Druckanstiegs im Gefäß und in der sich eine hohe Dosiergenauigkeit der Vorrichtung, Meßkammer II der Druck P = P₁+ P₂ ausgebildet ferner wird weder eine Badentnahm-kammer vor 35 hat, so meldet der Differenzdrucktransmitter M in dem Abgaberohr noch eine gesonderte Zuspeisevor- den Vergleichswertgeber 15 den Druck P₁ + r^ F₁ richtung für das Förderdruckgas benötigt. Außerdem = P₂. Im Transmitter 14 befindet sich gleichzeitig fallen auf dem Metallspiegel aufliegende Schwimmer, der Druck P = P₁ + P₂. Da P₁, wie vorstehend einTauchkolben od. dgl. fort, was den Aufbau des gehend dargelegt, mit sinkendem Schme zspiegei Gefäßes vereinfacht und seine Betriebssicherheit er- 40 variiert (d. h. bei sinkendem Schmelzspiegel ist ein _hönt höherer Druckaufwand P₁ erforderlich, um die

Wie geschmolzene Metalle, wie z. B. Aluminium, Schmelze von der Höhe des Schmelzspiegels auf die gemäß der Erfindung präzise dosiert werden, mag an Ausflußhöhe des Abgaberohres zu fordern), wirkt der folgendem in der Zeichnung veranschaulichtem Bei- Stromimpuls aus Transmitter 14 im Vergleichswertspiel erkannt werden. 45 geber 15 korrigierend auf den Stromimpuls aus dem Eine Dosiervorrichtung bzw. das die Metall- Differenzdrucktransmitter 10 ein. Dabei kann einschmelze enthaltende Gefäß weist ein druckdichtes dungsgemäß der Impuls aus Transmitter 14 in voller Stahlblechgehäuse mit einer sehr hochwertigen Iso- Höhe oder prozentual dem Vergleichswertgeber lierung, 1 auf, die allseitig angeordnet ist Die gegos- zugeführt werden, je nach Bauweise des uefaßes und sene Wanne 2 ist resistent gegen Schmelze und 50 Art der Schmelze geeicht. . scharfe Veredelungsstoffe. Die Beheizung 3 erfolgt Der von dem variablen Partiaidruck P₁abhängige durch Strahlrohre mit Widerstandsbeheizung. Be- Stromimpuls des Transmitters 14 wird im Vergieicnsschickt wird das Gefäß mit Metall durch die Be- wertgeber 15 von dem aus dem Differenzdrucktransschickungs- und Reinigungsklappe 4. Der Austrag mitter 10 kommenden, dem Partiaidruck P₂ aquides flüssigen Metalls erfolgt durch das Abgaberohr 5, 55 vaienten Stromimpuls subtrahiert, so daß der yerdessen Teil α aus Gußeisen, dessen Teii b aus Stahl- gleichswertgeber 15 dem GreiKwertschalter 13 einen blech mit Spezialauskleidung besteht um einen Korrskturfaktor vennmderten Druck mel-Die Betätigung der Vorrichtung erfolgt über einen det. Da im Grenzwertschalter 13 der in Relation zum Drucktaster 6. Durch ihn wird die Schützensteue- Zeitrelais stehende Druck P₂ für die Dosierung emrune7 erregt, die das Druckhifteinlaßventil 8 öffnet So gestellt ist, so schaltet der Grenzwertschalter 1 i erst und gleichzeitig das Entlüftungsventil 9 schließt. Im später, wenn im Gefäß jener höhere Druck vorhan-Gefäß steigt jetzt der Druck an, ebenso in den beiden den ist, der dem durch das Absuiken des Dcnmeiz-Meßkammernl und II eines auch als Ausgangselek- spiegeis im Laufe der Zeit höher werdenden komtronik bezeichenbaren Differenzdrucktransmitters 10 gierten Partiaidruck P₁ /ⁿ.^tsP"^cht,.f * „„rhWen sowie im Transmitter 14. 65 so wird das Drucklufteinlaßventil 8 geschlossen, Das geschmolzene Metall steigt unter dem Einfluß während sich das EntlüftungsvenÜ5'und das VentU der Druckluft aus dem Gefäß in das Abgaberohr 5 12 für Meßkammer I nach AMauTder Wollten hoch, bis es die Elektroden 11 erreicht Dies ist der Gießzeit öffnen. Dadurch wird die Abgabe der

Schmelze unterbrochen, die im Abgaberohr auf Spiegelhöhe im Gefäß zurückfällt.

Ein gewähltes Zahlenbeispiel dient zur weiteren Veranschaulichung.

Das Gefäß sei derart, dimensioniert, daß bei voller Füllung ein Partialdruck P₁ von 500 mm Wassersäule (WS), bei nahezu völliger Entleerung ein Partialdruck P₁ von 1000 mm WS angenommen werden kann. Ferner nehme man an, daß bei der Wahl der Dosierung sich ein Förder- bzw. Partialdruck P₂ von 200 mm Wassersäule ergibt. Der Differenzdruckti ansmitter 10 wird — ob das Gefäß nun voll ist oder fast leer — stets einen Stromimpuls entsprechend 200 mm Wassersäule an den Vergleichswertgeber 15 aussenden, dagegen variiert derStromimpuls des Transmitters 14 entsprechend dem jeweiligen Partialdruck P₁, der einen Wert zwischen 500 und 1000 mm WS einnehmen kann. Bei voller Gefäßfüllung registriert der Transmitter 14 einen Druck P = P₁ + P₂ = 500 mm WS + 200 mm WS = 700 mm WS, jedoch bei nahezu völliger Leerung des Ofens einen Druck P = P₁ + P₂ = 1000 mm WS + 200 mm WS = 1200 mm WS. Dabei soll der Differenzdrucktransmitter 10 so wirken, daß 0 bis 200 mm WS einem Impulsstrom von 0 bis 20 mA entsprechen und somit 10 mm WS = 1 mA sind. Der Transmitter 14 hingegen sei so gewählt, daß 0 bis 2000 mm WS einem Stromimpuls von 0 bis 20 mA entsprechen, so daß 100 mm WS = 1 mA ausmachen.

Wie bereits ausgesagt, wird man die prozentuale Einstellung des den Transmitter 14 verlassenden, zwischen 0 und 1ΟΟ^Λ/ο wählbaren Impulsstromes entsprechend der Dimensionierung des Gefäßes und der Art der Schmelze vornehmen, d. h., man wird während einer ersten Probenentnahme zunächst einmal empirisch testen, welche Einstellungen die optimale Dosierung ergeben. Für die Verfolgung des Beispiels nehme man an, es habe sich hierfür ein Wert von 10°/u als angemessen ergeben.

Somit wird vom Difl'erenzdrucktransmiUer 10 für

ίο P₂ = 200 mm WS ein Stromimpuls von 20 mA an den Vergleichswertgeber 15 entsandt, während der Transmitter 14 bei vollem Gefäß entsprechend 700 mm WS einen Strom von 0,7 mA, bei nahezu leerem Ofen entsprechend 1200 mm WS einen Strom von 1,2 mA in den Vergleichswertgeber 15 abgibt. Im Vergleichswertgeber 15 wird dann eine Subtraktion vorgenommen: 20 mA aus dem Differenzdruck transmitter 10 minus 0,7 mA aus Transmitter 14 gleich 19,3 mA. Dies ergibt sich bei vollem Gefäß.

ao Bei nahezu leerem Gefäß: 20 mA aus dem Diffcrenzdrucktransmitter 10 minus 1,2 mA aus Transmitter 14 gleich 18,8 mA.

Da im Grenzwertschalter 13 für die gewählte Zeitdauer der Wert 20 mA (entsprechend 200 mm Was-

»5 sersäule für P₂) festgelegt und eingestellt ist, so wird der Grenzwertschalter 13 erst dann tätig, wenn der Korrekturfaktor berücksichtigt ist, also der Druck P₂ so weit über 200 mm WS angestiegen ist, bis das Absinken des Schmelzspiegels im Gefäß ausgeglichen ist.

Aus diesem Beispiel ergibt sich, daß die Dosiervorrichtung präzise und ohne Trägheit arbeitet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2

muß, um vom sinkenden Schmelzspiegel aus durch Patentanspruch: Druckanstieg einen immer größer werdenden Raum

im Gefäß zu füllen.

Vorrichtung zum Dosieren von geschmolzenem Um den im Laufe der Gefäßentleerung j:rtorder-

Metall, die ein hermetisch abgedichtetes Gefäß 5 liehen Mehraufwand an F₁ innerhalb voniP - P₁ + F₂ mit einem Metallaustrittsstutzen und einem darin auszugleichen, hat man verschiedene Wege eingeangeordneten, den Metallspiegel signalisierenden schlagen. So hat man versucht, das flüssige Metall Signalgeber aufweist, der mit einem Ventil in der mittels einer Dosiervorrichtung abzugeben, welche Druckgaszufuhr und über einen Zeitschalter mit mit einer gesonderten Gießkammer kombiniert ist, einem Ventil in der Gefäßentlüftung gekoppelt io der flüssiges Metall aus dem Schmelzgefäß zugeführt ist, und die ferner mit einer elektronisch gesteuer- wird, und in welcher Gießkammer der Spiegel des ten Zuspeiseeinrichtung für Förderdruckgas zum flüssigen Metalls immer auf konstanter Höhe ge-Abgeben bestimmter Mengen flüssigen Metalls halten wird. Abgesehen davon, daß die Bauweise und einer automatischen Druckgasregulierung einer solchen Vorrichtung durch die gesonderte zum Ausgleich des Gefäßdruckes bei fortschrei- 15 Gießkammer besondere Probleme aufwirft, kann von tender Gefäßentleerung ausgestattet ist, da- dieser Methode natürlich keine große Präzision erdurch gekennzeichnet, daß der Druck- wartet werden, weil besonders im Laufe der Zeit sich raum des Gefäßes mit einem den vorgegebenen an den Wänden der Gießkammer Ansätze und Ver-Förderdruck unabhängig vom Badspiegel regi- änderungen ergeben, die das Volumen beeinträchtistrierenden Differenzdruckmesser (10) und mit ao gen können.

einem den Gefäßdruck messenden Transmitter Zum Stand der Technik ist noch folgendes auszu-

(14) pneumatisch verbunden ist, die beide elek- führen: Die deutsche Auslegeschrift 1558 279 zeigt trisch mit einem Vergleichswertgeber (15) ge- ein durch Druckgas beaufschlagbares Gefäß zum koppelt sind, der seinerseits elektrisch mit einem Dosieren von geschmolzenem Metall mit einem das Druckgaszuführungsventil (8) steuernden 25 Signalgeber im Ausguß, der bei Kontakt mit dem Grenzwertschalter (13) in Verbindung steht. Schmelzspiegel die normale Druckgaszuführung in

das Gefäß unterbindet und gleichzeitig einen Zusatzbehfilter mit einer bestimmten Menge Förderdruckgas anschließt, das über eine an einem Zeitschalter einge-

30 stellte Zeitspanne die Schmelze aus dem Gefäß herausfördert. Nach Ablauf der Zeitspanne bewirkt der Zeitschalter das Entlüften des Gefäßes und damit das Ende eines Gießvorganges. Der zusätzliche Förder-

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung druckgasbehälter bedingt zusätzlichen apparativen zum Dosieren von geschmolzenem Metall, die ein 35 Aufwand und eine Erhöhung der Störanfälligkeit d^-s hermetisch abgedichtetes Gefäß mit einem Metall- Gefäßes. Außerdem wird bei jedem Dosiervorgang austrittsstutzen und einem darin angeordneten, den aus dem Zusatzbehälter stets dieselbe Gewichtsmenge Metallspiegel signalisierenden Signalgeber aufweist, an Förderdruckgas entnommen unabhängig davon, der mit einem Ventil in der Druckgaszufuhr und über wie hoch der Metallspiegel im drucklosen Gefäß steht, einen Zeitschalter mit einem Ventil in der Gefäß- 40 was logischerweise zu unterschiedlichen Dosierentlüftung gekoppelt ist, und die ferner mit einer mengen führen louß, da die konstante Fördergaselektronisch gesteuerten Zuspeiseeinrichtung für gewichtsmenge bei einem nahezu leeren Gefäß nicht Förderdruckgas zum Abgeben bestimmter Mengen die Förderwirkung ausübt wie bei einem Gefäß mit flüssigen Metalls und einer automatischen Druckgas- einem optimalen Schmelzmengeninhalt,
regulierung zum Ausgleich des Gefäßdruckes bei 45 Aus der deutschen Offenlegungsschrift 1508 560 fortschreitender Gefäßentleerung ausgestattet ist. geht ein Verfahren zur wiederholten Entnahme glei-

Beim Herausdrücken genau definierter Mengen eher Materialmengen aus einem ortsfesten Schmelzflüssigen Metalls durch Druckluft aus dem Getäß und Warmhalteofen hervor, nach dem das Fördereiner Dosiervorrichtung, die oftmals auch als druckgas bei jedem Gießvorgang jeweils über einen Schmelzofen oder Warmhalteofen bezeichnet wird, 50 bestimmten, bei allen Gießvorgängen gleichen Zeitergeben sich bekanntlich dadurch besondere Pro- abschnitt in den Ofen eingeführt wird unabhängig bleme, daß in gleichen Zeiträumen bei gleichen davon, wie hoch der Metallspiegel im Ofenraum Druckdosierungen P durch das allmähliche Absinken steht. Das bedeutet letzten Endes, daß die während des Metallschmelzspiegels im Gefäß stetig geringer eines Gießvorganges vergossene Schmelzmenge bei werdende Schmelzmengen aus dem Abfüllrohr pe- 55 gefülltem Gefäß größer ist als bei nahezu leerem fördert werden. Dies ist dadurch erklärlich, daß der Gefäß.

Druck P aus zwei Komponenten P₁ und P₂ besteht. Die Zeitschrift »Gießerei«, 49 (1962), Heft 14,

Hierbei versteht man unter P₁ jenen Druck, der er- S. 391 bis 395, beschreibt unter anderem einea Ofen, forderlich ist, um die Schmelze aus dem Ofen bis zur dem über einen Zeitschalter eine bestimmte Zeit Ausnußöffnung des Abfüllrohres zu drücken, wäll- 60 vorgegeben wird, während welcher ein Druck auf die rend P₂ anschließend der reine Förderdruck ist, der, abgedichtete Warmhaltekammer einwirkt und eine in einem bestimmten Zeitintervall aufrechterhalten, bestimmte Menge Metall aus der Gießschnauze herdie Dosierung der Abflußmenge des flüssigen Metalls ausdrückt. Der beim Gießen sich verändernde Badvornimmt. stand wird durch einen elektromagnetischen Schwim-

Es liegt auf der Hand, daß der Partialdruck P₂ 65 mer ständig überwacht und über eine elektronische konstant ist, während der Partialdruck P₁ dadurch Regelung durch eine Zusatzzeit zu der eingestellten variabel ist, daß mit fallendem Schmelzspiegel auch Druckzeit berücksichtigt. Der Ofen ist zwar mit einer ein höherer Partialdruck P₁ aufgewendet werden Druckausgleichsregulierung beim Sinken des Metall-