DE868110C

DE868110C - Pumpe zum Foerdern von fluessigem Metall

Info

Publication number: DE868110C
Application number: DEU338D
Authority: DE
Inventors: Walter Dipl-Ing Urbahn
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1942-02-07
Filing date: 1942-02-07
Publication date: 1953-02-23

Description

Pumpe zum Fördern von flüssigem Metall Im Verzinkereibetrieb z. B. kommt es vor, daß die Verzinkungspfanne leck wird und der große Inhalt an flüssigem Zink in kürzester Frist aus der schadhaften in eine Reservepfanne oder in bereitstehende Formen umgefüllt werden muß. Bisher geschah dies meist mit Hilfe von Kübeln aus Stahlblech, die mittels Hebezeugen in das Metallbad eingebracht, gefüllt und wieder hochgezogen wurden, um dann zur Reservepfanne oder zu den Gießformen gebracht und dort entleert zu werden. Dieses Verfahren ist aber sehr umständlich, für den Zweck zu langsam und nimmt viel zuviel Arbeitskräfte in Anspruch.
Neuerdings wurde vorgeschlagen, für den gleichen Zweck eine Art Drucklufthebevorrichtung zu benutzen. Diese Vorrichtung ist aber, abgesehen von dem Nachteil, daß ihre Bedienung umständlich ist, mit einer nicht unwesentlichen Unfallgefahr verbunden. Wenn der Behälter des Hebers nahezu entleert ist, kann bei unachtsamer Bedienung mit Zink vermischte Druckluft spritzend in den Arbeitsraum entweichen.
Alle bisherigen Übelstände sind durch die Erfindung abgestellt. Dieselbe besteht in der Hauptsache darin, daß für die gedachten Zwecke eine Laufradpumpe mit stehender Welle und in das Metall untergetauchtem Pumpengehäuse benutzt wird, bei der die am Pumpengehäuse unter dein Flüssigkeitsspiegel liegende Lagerstelle der Pumpe so ausgebildet ist, daß' das flüssige Metall als Schmiermittel für sie dient. Weitere Kennzeichen der Erfindung bestehen darin, daß das Pumpengehäuse die im flüssigen Metall liegende Lagerstelle topfartig umschließt, daß dieselbe bis zur vollständigen Entleerung des das Metallbad enthaltenden Behälters von flüssigem Metall bedeckt bleibt und daß bei dieser Lagerstelle vorzugsweise der Laufspalt zwischen Welle und Lagerschale auf einem Teil des Umfanges durch eine Mehrzahl von taschenartigen Ausnehmungen in der Schale erweitert ist. Dabei kann das Pumpengehäuse auf einem mit Fenstern zum Durchlassen des Fördergutes versehenen Untersatz ruhen, dessen oberer Rand zugleich zum Abschluß der vom Laufradoberteil und den Schaufeln gebildeten Saug- und Druckkammern dient.
Es ist schon vorgeschlagen, zum Ausschöpfen des Aluminiums auf den Fluoridbad-Elektrolyse-Ofen einen mechanisch angetriebenen, kontinuierlich arbeitenden, als Schraubenpumpe ausgebildeten Schöpfapparat zu benutzen, der von einem Druckluftmotor angetrieben wird, wobei die aus dem Motor austretende Luft zum Kühlen des oberhalb des Flüssigkeitsspiegels befindlichen Lagers benutzt wird. Bei diesem Anwendungsfall kommt nur eine geringe Förderhöhe in Frage, für %velche die fliegende Anordnung der senkrecht hängenden Schraubenwelle noch zulässig ist. Die Tatsache, daß bei diesem Vorschlag ein außerhalb des flüssigen Metalls liegendes luftgekühltes Lager angewandt worden ist, beweist, daß der Gedanke der Erfindung hier absolut ferngelegen hat. Die fliegende Anordnung einer 2V2 bis 3 m langen Förderschraube, wie sie der Zweck der Erfindung erfordern würde, wäre dagegen nicht zulässig. Auch würde eine solche Pumpe zu Beginn der Förderung vom kalten Zustand aus infolge Erstarrens des Metalls auf den Schraubenflächen und im Spalt zwischen diesen und dem Gehäuse einfrieren.
Es sind auch Fliehkraftpumpen bekanntgewesen, deren Welle in einem Spurlager außerhalb der Flüssigkeit aufgehängt und in einem in der Flüssigkeit liegenden Halslager radial geführt ist. Es war auch schon bekannt, bei Benutzung solcher Pumpen zurii Fördern von Wasser, Öl u. dgl. das unter dem Siegel des Fördermittels liegende Lager mit diesem selbst zu schmieren.
Demgegenüber besteht aber die Erfindung in der absolut neuen Idee, zur Schmierung eines Lagers nicht kühles oder auch warmes Wasser oder Öl od. dgl., sondern das sehr heiße, schmelzflüssige Metall zu benutzen. Die Erfindung hat auf dem Gebiet .des Verzinkungswesens zu einem sprunghaften Fortschritt geführt.
Praktisch wird die Erfindung so ausgeführt, daß zum Fördern des Metalls eine Zentrifugalpumpe oder auch eine entsprechend ausgebildete Schraubenpumpe benutzt wird, deren Antrieb, beispielsweise ein direkt gekuppelter Elektromotor, außerhalb des flüssigen Metalls liegt. Auf der Druckseite der Pumpe ist ein Steigrohr angeordnet, das über den Rand der zu entleerenden Pfanne, etwa über eine Förderrinne reicht, die das geförderte Zink fortleitet. Die Pumpe kann ohne vorherige Vorwärmung in das Metallbad eingetaucht und nach einer ganz kurzen Wartezeit von einigen Minuten in Betrieb genommen werden.
Die Handhabung der Pumpe nach der Erfindung ist so einfach, daß jede, auch eine im Verzinkereibetrieb nicht bewanderte Kraft in der Lage ist, nach kurzer Unterweisung selbständig die wichtige Arbeit des Leerpumpens einer Verzinkungspfanne vorzunehmen. Diese Möglichkeit ist um so vorteilhafter, weil das Schadhäftwerden der Verzinkungspfannen oder anderer größerer Behälter mit flüssigem Metall auch bei Nachtschichten oder an Feiertagen eintreten kann, wo die Belegschaft nicht im Werk anwesend ist. Das Leerpumpen des Behälters kann dann beispielsweise durch den Pförtner ohne Inanspruchnahme weiterer Personen vorgenommen werden. Dadurch ist es möglich, dieser Seite z. B. des Verzinkereibetriebes eine bisher unbekannte Ruhe und Sicherheit zu geben.
Das Lagerspiel der gleitenden Teile der in dem flüssigen Metall -liegenden Lagerstelle ist so bemessen, daß die metallische Flüssigkeit selbst die Schmierung übernehmen kann. Bei Zink z. B. hat sich ein radiales Lagerspiel von etwa V2 bis i mm als ausreichend erwiesen, wobei zur Sicherung genügenden Zuflusses an flüssigem Metall in der Lagerlauffläche eine Mehrzahl von Erweiterungen in Form von taschenartigen Aussparungen angebracht werden. Der gleiche Zweck ließe sich natürlich auch durch ein noch größeres Lagerspiel bei glatter Lauffläche erreichen.
Das Lager ist erfindungsgemäß so im Pumpenkörper angeordnet, daß es selbst dann, wenn der Flüssigkeitsspiegel des Bades tiefer gesunken ist, als das Lager selbst liegt, noch vollständig unter flüssigem Metall läuft. Durch den Spaltverlust zwischen Laufrad und Gehäuse wird bei der Verwendung von Zentrifugalpumpen dem Lager außerdem fortwährend flüssiges Metall zugeführt. Die Betriebserfahrung zeigt aber, daß auch bei fast völliger Unterbindung des Spaltverlustes das Lager einwandfrei läuft.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung in Fig. i im Aufrißmittelschnitt dargestellt; Fig.2 ist eine Draufsicht auf das unter dem Metallspiegel laufende Lager.
Auf dem Boden a der Verzinkungspfanne steht der Untersatz b des Pumpengehäuses, der mit einer Mehrzahl von Fenstern c für den Durchgang des flüssigen Metalls versehen ist. Auf einem oberen Flansch des Untersatzes ist das Pumpengehäuse d festgeschraubt, an dessen Druckstutzen e das Steigrohr f befestigt ist. .
Das Laufrad g der Pumpe ist auf die senkrechte Welle h aufgekeilt und durch eine auf den Endzapfen der Welle aufgeschraubte Kappe i gesichert. Das Laufrad ist durch Schaufeln k in Kammern geteilt, wie bei Schleuderpumpen üblich, die aber vorzugsweise nach unten offen bzw. nur durch die Gegenfläche des Untersatzes b begrenzt sind. Das Laufrad g bildet mit den inneren Wandungsteilen des Pumpengehäuses d einen topfförmigen Raum 1, in dem das untere Lager m der Pumpenwelle angeordnet ist. Dasselbe besteht aus dem gekröpften Armkreuz ?r., in dessen Nabe die Lagerbüchse o eingesetzt ist. Die Bohrung der Büchse ist mit taschenartigen Erweiterungen p versehen, damit das flüssige Metall bequem Zugang in den Spalt zwischen Lauffläche und Welle 1a hat. Durch den Spalt q zwischen Laufrad und Pumpengehäuse wird während des Ganges der Pumpe flüssiges Metall in den Raum L gedrückt, so daß das Metall denselben dauernd in spülender Bewegung füllt, auch wenn der Metallspiegel außerhalb der Pumpe schon tiefer steht als das Lager o.
Oben ist die Pumpenwelle la in einem Kugelspurlager r- aufgehängt, das auf einer Traverse s ruht. Die ganze Pumpe ist am Gehäuse des Motors t mittels Streben a4 aufgehängt, deren unteres Ende mit entsprechenden Ansätzen v am Pumpengehäuse verschraubt ist.
Das obere Ende der Pumpenwelle h ist mit der Welle des Motors t durch eine normale Kupplung w verbunden. Das ganze Aggregat wird an einem am Motorgehäuse oder an den Streben u befestigten, nicht gezeichneten Tragbügel od. dgl. mittels Kranes oder Flaschenzuges gehoben und gesenkt.
Die Pumpe braucht nicht von Anfang an auf den Boden der Verzinkungspfanne a. aufgesetzt zu werden. Sie kann auch im Bade schwebend gehalten und mit sinkendem Badspiegel allmählich gesenkt werden. Ein merklicher Unterschied in der Förderleistung tritt dadurch nicht ein.
Wenn auch die Zentrifugalpumpe bis jetzt die technisch beste Lösung darstellt, so wäre es immerhin denkbar, auch andere rotierende Pumpen, etwa Zahnrad- oder Kapselpumpen, oder gar Kolbenpumpen nach dem Gedanken der Erfindung zu verwenden. Für die bevorzugte Verwendung der Zentrifugalpumpe spricht der Umstand, daß sie auch das am Boden der Verzinkungspfanne abgesetzte feinkörnige Hartzink anstandslos .fördert.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Pumpe zum Fördern von flüssigem Metall, beispielsweise zum Entleeren von Verzinkungspfannen, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Laufradpumpe mit stehender Welle und in das Metall untergetauchtem Pumpengehäuse, die am . Pumpengehäuse unter dem Flüssigkeitsspiegel liegende Lagerstelle der Pumpe so ausgebildet ist, daß das flüssige Metall als Schmiermittel für sie dient. a. Pumpe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpengehäuse (d) das Lager (o) topfartig umschließt, daß dasselbe bis zur vollständigen Entleerung der das Bad enthaltenden Pfanne von flüssigem Metall bedeckt bleibt. 3. Pumpe nach Anspruch i und a, dadurch gekennzeichnet, daß der Laufspalt zwischen Welle (h) und Lagerschale (o) auf einem Teil des Umfanges durch eine Mehrzahl von taschenartigen Ausnehmungen (p) in der Schale erweitert ist. 4. Pumpe nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpengehäuse (d) auf einem mit Fenstern zum Durchlassen des Fördergutes versehenen Untersatz (b) ruht, dessen oberer Rand zugleich zum Abschluß der vom Laufrad-Oberteil (g) und den Schaufeln (k) gebildeten Saug- und Druckkammern dient. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 555 861; britische Patentschrift Nr. 257 111-